DE965243C - Verfahren zum Herstellen stickstoffarmen Thomasstahls - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen stickstoffarmen Thomasstahls Bekanntlich rühren die unterschiedlichen Eigenschaften von Thomasstahl und Siemens-Martin-Stahl unter anderem von dein höheren Stickstoffgehalt des Thomasstahls her. Es hat deshalb seit Jahren nicht an. Versuchen gefehlt, das basische Windfrischen so zu gestalten, daß sich dabei Stickstoffgehalte im Thomasstahl ergeben, die denen des Siemens-Martin-Stahls im wesentlichen entsprechen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Stickstoffaufnahme des Stahls durch eine kräftige Abkühlung der Charge am Ende der Kohlenstoffverbrennung und kaltes Arbeiten während der Entphosphorung zu verringern. Zum Abkühlen der Charge benutzt mani dabei im allgemeinen Schrott, oxydische Zuschläge und auch Kalk. Es zeigte sich, daß es mit diesen -Mitteln zwar gelingt, den Stickstoffgehalt der Charge niedriger als sonst zu halten, daß dabei aber Badtemperaturen in Kauf genommen werden müssen, die ein einwandfreies Vergießen der Charge kaum noch zulassen. Deshalb hat man auch die durch das kalte Arbeiten in der Phosphorperiode in bezug auf die Stickstoffaufnahme möglichen Vorteile bisher nur unvollkommen ausnutzen können, indem man mit der Abkühlung der Charge nur so weit ging, wie es die unbedingt erforderliche Gießtemperatur zuließ. So ergaben sich bei der bekannten Arbeitsweise dann immer noch Stickstoffgehalte im Thomasstahl von etwa 0,0i o °/o.
• Hier setzt nun die Erfindung ein, indem vorgeschlagen wird, das basische Windfrischverfahren in bekannter Weise zunächst so zu führen, daß gegen Ende der Koblenstoffverbrennung und während der Phosphorperiode unter Zugabe von Kühlmitteln kalt gearbeitet und ein Stahl mit Stick-. stoffgehalten: von etwa o,oo5 bis o,oo8% hergestellt wird. Um diesen Stahl nun einwandfrei wie jeden gewöhnlichen Thomasstahl vergießen zu können, setzt man ihm nach der Erfindung im Konverter Thomasroheisen zu, und zwar in einer Menge, die jeweils von der beabsichtigten Gießtemperatur abhängt und beispielsweise io bis 201/o des Chargengewichtes ausmacht. Danach wird die Charge kurz, d. h. etwa i Minute nachgeblasen.
• Beim Nachblasen der Charge zeigt sich insofern ein überraschendes Verhalten des Kohlenstoffs und Phosphors des nachgesetzten Roheisens, als beide Elemente, ganz anders als sonst, praktisch gemeinsam verbrennen, weil bereits eine für die Aufnahme der Phosphorsäure günstige Schlacke vorliegt. Das führt zu dem nach den bisherigen Erkenntnissen nicht zu erwartenden Erfolg, daß trotz der erheblichen Aufheizung der Schmelze durch die Verbrennung von Phosphor und Kohlenstoff und damit Vorliegens eines gut vergießbaren Stahls der Stickstoffgehalt mit o,oo5 bis o,ooäo/o- unverändert bleibt. Auch die Phosphorgehalte dieser heißen Schmelzen entsprechen denjenigen von kaltgeführten Schmelzen.
• MTesentlich am erfindungsgemäßen Verfahren ist also die willkürliche Verlagerung eines Teiles der Reaktionen des basischen Windfrischprozesses dergestalt, daß, zunächst beginnend mit der Phosphorverbrennung, auf euren vergleichsweise sehr kalten Stahl mit niedrigem Stickstoffgehalt gearbeitet wird und sodann durch Zusatz von Roheisen und Nachblasen eine Auf'heizung des Stahls auf eine Temperatur erfolgt, die dessen einwandfreies Vergießen ermöglicht, ohne daß sich in der Nachblaseperiode der Stickstoffgehalt gegenüber demjenigen am Ende der ersten Blasperiode erhöht hat.
• An sich ist das Aufheizen von in Konvertern zu frischenden Chargen bekannt. So hat man schon vorgeschlagen, den Wärmebedarf von Kleinkonverterchargen mit für die Durchführung des Blasverfahrens zu geringen Gehalten an. Phosphor und Silizium durch Kalzium zu decken. Auch hat man zur Desoxydation von Thomasstahl an Stelle von Ferromangan schon Thomasroheisen verwandt, das dem fertiggefrischten Metall im Konverter zugesetzt und mit der Charge durch kurzes Nachblasen verarbeitet wurde. Diese Desoxydation mittels Thomasroheisen führte aber nicht zu der Erkenntnis, daß es möglich ist, eine auf niedrige Stickstoffgehalte bewußt kalt geblasene Charge mit Thomasroheisen so weit aufzuheizen., daß sie gut vergossen werden kann, und zwar ohne daß der erreichte niedrige Stickstoffgehalt des Stahls wieder verlorengeht.
• Ein besonderer technischer Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß di; Kühlung der Charge in der ersten Blasperiode weit über das Maß gesteigert und damit eine stärkere Erniedrigung des Phosphor- und Stickstoffgehaltes erzielt werden kann, als sie ])-ei den üblichen Verfahren möglich sind. So kann das bereits bei den üblich kaltgeführten Schmelzen beobachtete beginnende Kristallisieren des Eisens beliebig verstärkt und seine günstige metallurgische Auswirkung durch das spätere Aufheizen der Charge mit Thomasroheisen nutzbar gemacht «erden.
• Man kann nun in dem ersten Abschnitt des Verfahrens auch dadurch auf niedrige Stickstoffgehalte im Stahl hinarbeiten, daß man von vornherein ein Thomasroheisen mit niedrigen Phosphorgehalten als sonst einsetzt, beispielsweise ein Thomasroheisen, das nur i bis 1,5 % Phophor enthält. Dadurch erreicht man zweierlei, einmal nämlich, daß durch den absolut geringen Anteil an Phosphor im Bad die Periode der Phosphorverbrennung, in der bekanntlich der größte Anteil des Stickstoffs vom Bad aufgenommen wird, abgekürzt wird, und daß des weiteren das Bad durch den geringeren Phosphoranteil im Roheisen während der Phosphorverbrennung kälter bleibt als sonst. Das bedingt wiederum eine geringere Stickstoffaufnahme, so daß am Ende des ersten Verfahrensabschnitts auch bei dieser Arbeitsweise ein Thomasstahl mit sehr niedrigen Stickstoffgehalten vorliegt, gegebenenfalls mit Stickstoffgehalten, noch unter denjenigen, die man auf die eingangs beschriebene bekannte Weise unter Verwendung von Kühlmitteln erreicht.
• Die erfindungsgemäß vorgeschlagene willkürliche Verlagerung der metallurgischen Reaktionen und ihr überraschender Erfolg ergeben für den Fachman.n@ daher die weitere Möglichkeit, Roheisensorten, die für den üblichen Thomasprozeß nicht geeignet erscheinen, mit Vorteil in stickstoff-und phosphorarme Stähle umzuwandeln.
• Wenn es auch, und zwar aus betrieblichen Gründen, zweckmäßiger ist, als Nachsetzroheisen übliches Thomasroheisen zu verwenden, so kann man z. B. mit Hämatitroheisen zu gleichen Ergebnissen gelangen. In. diesem Falle ist das Silizium des Hämatitroheisens der Wärmeträger in der Aufwärmperiode.

Claims (1)

1. PATENTANSPRLCHE: i. Verfahren zum Herstellen stickstoffarmen Thomasstahls durch kaltes Verblasen der Charge während der Phosphorverbrennung, beispielsweise unter Verwendung von Schrott, Kalk, Kalkstein oder Erz als Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß dem in bekannter Weise auf niedrige Stickstoffgehalte fertiggeblasenen Thomasstahl am Ende der Blasperiode Roheisen unter einer die Verschlackung der Begleitelemente begünstigende Schlacke zugesetzt und die Charge alsdann bis zur Verbrennung des Kohlenstoffs und der übrigen Begleiter des Nachsetzeisens nachgeblasen wird. -. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachsetzeisen übliches Thomasroheisen Verwendung findet. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen des stickstoffarmen Stahls im ersten Verfahrensabschnitt ein Thomasroheisen verblasen wird, dessen Phosphorgehalt unter dem Phosphorgehalt des üblichen Thomasroheisens liegt. .4. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Blasperiode durch gesteigerte hühlmittelsätze und/oder entsprechend niedrige - Gehalte an Wärmeträgern (P, Si, C) im Roheisen so kalt geführt wird, daß willkürlich zu bemessende Anteile des Eisens bereits kristallisieren. 1n Betracht gezogetle Druckschriften: Deutsche Patentschriften \Tr. 314 153, 326 723, 675 071; »Stahl und Eisen«. 1938, S. 1293, r294.