DE960898C - Herstellung eines Siemens-Martinstahl-aehnlichen Windfrischstahles - Google Patents

Description

• Herstellung eines Siemens-Martinstahl-ähnlichen Windfrischstahles Es wurde durch zahlreiche Maßnahmen verschiedener Art versucht, einen Windfrischstahl mit niedrigen Stickstoffgehalten zu gewinnen, da, wie immer wieder nachgewiesen werden konnte, gewisse Nachteile des üblichen Windfrischstahles gegenüber dem Herdofenstahl insbesondere durch dieses Element verursacht werden. Die Möglichkeit, die Einwanderung des Stickstoffes aus der Luft ins Metall dadurch ganz zu unterbinden, daß an Stelle von Luft mit sauerstoffhaltigen, aber stickstofffreien Gasen gearbeitet wird, verspricht wohl eine völlige Vermeidung der Aufstickung. Solche Maßnahmen sind jedoch zu teuer, um erfolgreich im laufenden Betrieb angewandt zu werden. Alle anderen Maßnahmen begnügen sich damit, die Stickstoffeinwanderung soweit wie irgend möglich zu hemmen. So erwies sich die Einhaltung niedriger Temperatur als recht erfolgreich, in der Anwendung begrenzt allerdings durch die zum Gießen noch erforderliche Temperaturhöhe. Ferner wurden mannigfache Vorschläge bekannt, durch Verkürzung der Berührungsfläche und der Berührtingszeit zwischen Schmelze und Luft (Wind) die Stickstoffaufnahme zurückzudrängen. Auch die Aufrechterhaltung eines Oxydfilmes zwischen Gas und Metall vermag die Stickstoffeinwanderung zu hemmen. Alle diese bisher bekanntgewordenen Maßnahmen erlaubten es. jedoch nicht, zu so niedrigen Stickstoffgehalten zu gelangen, wie sie der Siemens-Martin-Stahl besitzt und wie sie auch für in der Weiterverarbeitung besonders hochbeanspruchte Stähle erforderlich sind.
• Es ließen sich insbesondere Schwankungen nicht vermeiden, da, wie es sich schließlich herausstellte, bereits das dem Frischen unterworfene Roheisen nicht unbeachtlich hohe Stickstoffgehalte zu enthalten vermag, die in den Stahl ungekürzt übergingen. Nach Bekanntwerden dieses Sachverhaltes wurden Maßnahmen gesucht, die zu einer Verminderung des Stickktoffgehaltes im Roheisen führen sollten, und auch Vorschläge gemacht, die sich. jedoch nur selten mit den betrieblichen Gegebenheiten in Einklang bringen lassen. Eine Beherrschung des Stickstoffgehaltes im Roheisen ist immer noch recht schwierig.
• Zwei Maßnahmen nun, die zur Verminderung der Stickstoffaufnahme für sich allein. bereits vorgeschlagen worden sind, ohne jedoch den für höchste Stahlgüte.n erforderlich. niedrigen Gehalt herbeiführen und die Stickstoffgehalte des Roheisens unterschreiben zu können., erlauben überraschenderweise in zweckvoller Verknüpfung auch beim Windfrischen zu so niedrigen Stickstoffgehalten zu gelangen, wie sie bisher nur durch Herdfrischen zu erzielen waren. Von ganz besonderer Bedeutung ist es, dabei vom Stickstoffgehalt des Roheisens unabhängig zu sein, da das neue Verfahren auch dann zum gleichen Erfolg führt, wenn der Stickstoffgehalt des Roheisens hoch, z. B. über o,oo6"/o liegt. So ist es z. B. möglich, ausgehend von einem Thomasroheisen mit o,oog °/e N2, zu einem Stahl mit nur o,oo60,/o Stickstoff zu gelangen. Die erzielten Stickstoffgehalte liegen etwa in dem Bereich zwischen 0,004 und 0,008"/a. (Stickstoffgehalte sind in allen Fällen mit Hilfe des Aufscldußverfalirens nach Kempf und Abresch ermittelt.) Erfindungsgemäß erfolgt das Frischen in einem Konvertergefäß, bei dem für hochgestellten Konverter die Blaslöcher des Bodens nur flach unter die Badoberfläche untertauchen. Dabei wird man zweckmäßig dem Konvertergefäß bei ovalem Ouerschnitt eine sonst zur Längsachse syminetrische Form geben und es in schräger Stellung blasen lassen. Jeder Konverter ist um eine in seinem Schwerpunkt etwa angebrachte Achse drehbar gelagert. Schwenkt man nun einen Konverter aus der waagerechten Lage, in der er gefüllt wurde, in die senkrechte Lage hoch, in der der Boden zum Blasen unter das Bad taucht, so gibt es eine Zwischenstellung, bei der die Löcher des Bodens soeben in das Bad tauchen. Da dann bereits der Blaswind angestellt ist, wird diese Stellung durch stark einsetzenden Funkenauswurf deutlich sichtbar. Erfindungsgemäß soll von dieser Stellung ab der Konverter um seine Drehachse um höchstens 3o° noch weiter hochgedreht werden. Kennt man diese Stellung, so kann man leicht den. Konverter ganz aufrichten und nach der anderen Seite so weit kippen, bis der Boden sich in der vergleichsmäßig selben Stellung befindet, wie beim Auffahren beschrieben wurde, und der Konverter lediglich nach der anderen Seite geneigt ist. Dieser Winkel, bei dem der Boden gerade vollständig untertaucht, ist leicht zu erkennen. Beim langsamen Hochstellen des Konverters bläst nämlich der Blass.trom zunächst das flüssige Metallbad von den zuerst die Badoberfläche berührenden Blaslöchern des Bodens fort. Der Blasstrom packt das Metallbad noch nicht. Erst bei weiterem Hochstellen, so daß der Boden etwa zur Hälfte unter die rechnerische Badoberfläche untertaucht, schlägt das Eisenbad plötzlich über dem nun eintauchenden Blasstrom zusammen. Es entsteht dann ein starker Auswurfstoß an Funken. Die Größe dieses Eintauchwinkels ist von Konverter zu Konverter verschieden. Sie ist abhängig vom Füllgrad des Konverters und von seinem Verschleißzustand. Bei einem 4o-t-Konverter für ein Füllgewicht von 40 t wuchsen diese Winkelwerte im Verlauf der Konverterreise mit wachsendem Konverterverschleiß von 0,4° bis auf etwa 2g° an. Dabei empfiehlt es sich, die Durchmesser der Blaslöcher zu erweitern, um die Blaslochzahl herabsetzen zu können, und zwar bis auf etwa 2o bis 30-mm. Zugleich soll das Frischgas wenigstens 30 Volumprozent zum Frischen verfügbaren Sauerstoffs in freier oder dissoziierbarer Form enthalten, wobei mit einer solchen. an Sauerstoff oder Kohlensäure oder Wasserdampf oder einem anderen Sauerstoff abgebenden Gas. oder Mischungen daraus. angereicherten Luft lediglich r bis höchstens 3 Minuten während des Frischverlaufes geblasen wird, wobei die Blasperiode mit der an Sauerstoff angereicherten Frischluft mit denn Ende der Entkohlung abschließen kann. Ein längeres Blasen mit sauerstoffangereicherter Luft vermindert die Wirkung selbstverständlich nicht, erhöht sie aber auch nicht mehr merkbar und wird für das erfindungsgemäße Verfahren unnötig. Mit steigender Sauerstoffanreicherung wird der Erfolg besser; Stickstoffgehalte von 0,004 bis 0,0050,/o gehören im allgemeinen zu einem Frischgas mit etwa 60"/o, freiem Sauerstoff. Der durch die Sauerstoffanreicherung erzielte Überschuß an Wärme soll durch Zugabe von Schrott oder Erz verwertet werden. Es ist zweckmäßig, den Temperaturausgleich erst gegen Ende oder nach der Entkohlung herbeizuführen, d. h. das Bad während der Entphosphorung zu kühlen. Die nur so kurz erforderlicheAnwendungszeit der Sauerstoffanreicherung gestattet, mit nur kleinen Anlagen und geringen Kosten zu arbeiten. Die empfohlene Änderung der Konverterform stellt eine einmalige Ausgabe dar, die noch dazu zumeist im Rahmen der üblichen Gefäßerneuerungen erfolgen kann. So gelingt es endlich, den von der Oualitätsseite her bestehenden Unterschied zwischen dem Siemens-Martin- und dem Windfrischstahl endgültig zu beseitigen und dem Windfrischverfahren den seiner hohen Leistung und Wirtschaftlichkeit zustehenden Platz zu sichern.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines Siemens-Martinstahlähnlichen Windfrischstahles, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter in einer solchen Stellung bläst, daß er, vom völligen Eintauchen der Blaslöcher ab gerechnet, um seinen Drehpunkt noch um höchstens 30° weiter hochgedreht ist, wobei die Blaslochdurchmesser bis auf 2o bis 30 mm erweitert sein können, und daß während der letzten i bis 3 Minuten der Entkohlung die Frischluft auf mindestens 3o V olumprozent Sauerstoff in freier oder dissoziierbarer Form angereichert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Sauerstoffanreicherung erzielte Temperaturanstieg durch Zugabe von Schrott oder Erz, vornehmlich während der Entphosphorung, ausgeglichen wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung der Frischluft mit Sauerstoff innerhalb des Bereiches von etwa 30 bis etwa 6o'O/o um so höher gewählt wird, je niedriger die Stickstoffgehalte des Stahles liegen sollen.
4. 4. Verfahren nach dem Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Roheisen verblasen wird, dessen Stickstoffgehalt höher liegt als der im Stahl zu erzielende Stickstoffgehalt.
5. 5. Die Anwendung des Verfahrens nach dein Ansprüchen i bis 4 zum Erblasen von Stählen mit Stickstoffgehalten von etwa 0,004 bis o,oo80/a, vorzugsweise 0,004 bis o,oo6%. In Betracht gezogene Druckschriften: Schwedische Patentschrift Nr. 118 584; R. D u r r er : »Die Metallurgie des Eisens«, Berlin, 1943, S. 531-