DE974835C

DE974835C - Verfahren zum Desoxydieren von Eisen- und Stahlschmelzen

Info

Publication number: DE974835C
Application number: DEK9135A
Authority: DE
Original assignee: Max Planck Institut fuer Eisenforschung
Current assignee: Max Planck Institut fuer Eisenforschung
Priority date: 1951-02-27
Filing date: 1951-02-27
Publication date: 1961-05-10

Description

Verfahren zum Desoxydieren von Eisen- und Stahlschmelzen Die Desoxydation von Eisen- und Stahlschmelzen wird meist in mehreren Stufen durchgeführt. Man läßt dabei auf den Stahl, zumeist noch im Ofen, Stoffe mit weniger hoher Affinität zum Sauerstoff, z. B. Ferromangan allein oder zusammen mit Ferrosilizium oder Silicomangan oder ähnliche Legierungen einwirken. Bei der Verwendung solcher Legierungen entstehen flüssige, verhältnismäßig schnell aufsteigende Oxyde, über die man den größten Teil des Sauerstoffs aus der Stahlschmelze entfernt. Erst später wird beim Gießen in die Pfanne oder auch in Kokillen oder Gußformen mit Stoffen desoxydiert, die eine höhere Affinität zum Sauerstoff besitzen, z. B. mit Aluminium, Calcium., Titan, Magnesium, Cer oder anderen Erd- und Alkalimetallen bzw. mit Legierungen dieser Stoffe.
Es wurde nun festgestellt, daß beim Desoxydieren mit den Stoffen von höherer Affinität zum Sauerstoff diese nicht allein mit dem im Stahl gelösten Sauerstoff reagieren, sondern in erheblichem Umfang auch mit den flüssigen Oxydtröpfchen, die bei der Vordesoxydation entstanden und in der Stahlschmelze noch nicht aufgestiegen sind. Es bilden sich dann unerwünschte, zumeist feste Einschlüsse, die sich nicht mehr ausscheiden lassen. Diese Schwierigkeiten treten in noch stärkerem Maße auf, wenn der Stahl bzw. das Eisen (auch Gußeisen) mit den genannten Elementen nicht nur desoxydiert, sondern auch legiert werden soll.
Es wurde nun gefunden, daß solche Übelstände nicht auftreten, wenn man mit den Elementen von höherer Affinität zum Sauerstoff erst desoxydiert, nachdem die bei der Vorbehandlung des Stahles entstandenen Oxydtröpfchen bereits aufgestiegen und ausgeschieden worden sind. Das vollzieht sich bei einem ausreichend langen Abstehenlassen der Schmelze in der Pfanne. Nach einer solchen Zwischenbehandlung stellt sich dann aber die Aufgabe, die meist spezifisch leichten Desoxydationsstoffe mit hoher Affinität zum Sauerstoff in dem in der Pfanne ruhig stehenden Bad gleichmäßig zu verteilen. Das gelingt noch nicht, wenn man sie, wie das in anderem Zusammenhang schon vorgeschlagen ist, in Blechbüchsen verpackt, die, an einer Eisenstange befestigt, rasch in das Stahlbad eingestoßen werden. Man hat deshalb auch meist daran festgehalten, die Desoxydationsmittel mit dem Gießstrahl der nicht abgestandenen Schmelze zusammen in die Pfanne einlaufen zu lassen.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Desoxydieren von Eisen- und Stahlschmelzen, das in der gemeinsamen Anwendung folgender Maßnahmen besteht: i. Die Stahlschmelze wird mit Ferromangan allein oder zusammen mit Ferrosilizium, Silicomangan od. dgl. vordesoxydiert, alsdann 2. zwecks Abscheidung der flüssigen Desoxydationsprodukte in einer Pfanne eine hinreichende Zeit zum Abstehen gebracht und, danach 3. mit Desoxydationsmitteln von hoher Affinität zum Sauerstoff, z. B. mit Aluminium, Calcium, Titan, Magnesium, Cer oder anderer Erd- bzw. Alkalimetalle fertig desoxydiert, indem q. ein die Desoxydationsmittel enthaltendes Eisenrohr tief in die Stahlschmelze eingetaucht und dort unter Freigabe seines Inhalts zum Abschmelzen gebracht wird.
Beim erfindungsgemäßen Desoxydationsverfahren stellen das Abstehenlassen der vordesoxydierten Schmelze und das Einwirkenlassen der für die Nachdesoxydation verwendeten Stoffe mit hoher Affinität zum Sauerstoff über Rohre, die die Schmelze praktisch in ihrer ganzen Tiefe durchdringen, die entscheidenden Schritte dar, mit denen eine unbedingt gleichmäßige Verteilung der zum Nachdesoxydieren verwendeten Mittel in der Schmelze erreicht und sichergestellt wird, daß diese Stoffe mit den bei der Vordesoxydation entstandenen Desoxydationsprodukten nicht inBerührung kommen. Dabei können die die Desoxydationsmittel aufnehmenden Rohre gegossen, gezogen oder geschweißt. sein und ein beliebiges Profil haben. In sie können die Desoxydationsmittel eingegossen, eingepreßt oder auch flüssig eingesaugt werden. Man kann auch die Desoxydationsstoffe selbst, z. B. durch Walzen, in Stangenform bringen und sie mit einer Metallhülle umgeben in die Schmelze einsetzen. Beispiel Eine Stahlschmelze wird zunächst in bekannter Weise z. B. mit Mangan und Silizium vordesoxydiert. Danach läßt man sie so lange abstehen, bis die bei der Vordesoxydation gebildeten schmelzflüssigen Produkte aufgestiegen sind. Das für die Nachdesoxydation zu verwendende Aluminium, befindet sich in einem, geschlossenen Eisenrohr, das tief in die Stahlschmelze eingetaucht wird. Das Eisenrohr schützt das Aluminium vor vorzeitiger Oxydation, z. B. beim. Durchgang durch die Schlacke, so daß es ohne jeden Verlust erst dann zur Wirkung kommt, wenn das Schutzrohr abgeschmolzen ist. Wandstärke und Querschnitt des Schutzrohres ist dabei abhängig von der jeweils gewollten Einwirkungsgeschwindigkeit und der Aluminiummenge, die zur Einwirkung gebracht werden soll. Für besondere Fälle können auch Umhüllungen mit anderen als rohrförmigen Querschnitten oder Rohre mit ungleichmäßigen Wanddicken vorteilhaft sein. Je nach den metallurgischen Bedingungen können auch Schutzrohre aus anderen Metallen oder Legierungen, beispielsweise aus Nickel oder legierten Stählen Verwendung finden. Man kann das Einbringen vorteilhaft auch so vornehmen, daß man die mit dem Desoxydationsmittel gefüllten Rohre durch Stangen verlängert in die Schmelze eintaucht.
Abgesehen von einer wesentlichen Einsparung an Desoxydationslegierungen durch Verringerung des Abbrandes besteht der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Erzeugung einschlußarmer Stähle sowie in der durch die Beherrschung des Abbrandes sicheren Dosierung des Desoxydatiönsmittels. Die Sicherheit in der Dosierung ist von Bedeutung, wenn z. B: ein Desoxydationsmittel, das gleichzeitig eine hohe Affinität zu einem anderen Eisenbegleiter, beispielsweise zum Stickstoff besitzt, so bemessen werden muß, daß außer dem Sauerstoff auch der Stickstoff abgebunden wird, ohne daß jedoch ein größerer l:lberschuß an Desoxydationsmetall als Legierungsmetall im Stahl verbleibt.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf Eisen; unlegierte und legierte Stähle beschränkt, vielmehr kann es auch bei Gußeisen sowie bei Stahlguß und, sinngemäß abgewandelt, auch für die Desoxydation von Nichteisenmetallen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Desoxydieren von Eisen- und Stahlschmelzen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Maßnahmen a) Die Stahlschmelze wird mit Ferromangan, allein oder zusammen mit Ferrosilizium, Silicomangan od. dgl. vordesoxydiert, alsdann b) zwecks Abscheidung der flüssigen Desoxydationsprodukte eine hinreichende Zeit zum Abstehen gebracht und danach c) mit Desoxydationsmitteln von hoher Affinität zum Sauerstoff, z. B. mit Aluminium, Calcium, Titan, Magnesium, Cer oder andere Erd- bzw. Alkalimetalle fertig desoxydiert, indem d) ein die Desoxydationsmittel enthaltendes Eisenrohr tief in die Stahlschmelze eingetaucht und dort unter Freigabe seines Inhalts zum Abschmelzen gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Umhüllung für die Desoxydationsmittel Rohre aus legierten Stählen oder anderen Metallen oder Metallegierungen verwendet werden, z. B. Rohre aus Nickel.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Umhüllungen mit anderen als rohrförmigen Querschnitten. q.. Die Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3 zum Desoxydieren von Nichteisenmetallen. In Betracht gezogene Druckschriften: F. Leitner urd E. Plöckinger: »Die Edelstahlerzeugung«, Wien, 195o, S. 78, 79, 8o, 82, 147, i61, 253; F. Sommer und H. Pollack: »Elektrostahlerzeugung«, Düsseldorf, 195o, S. 251 und 252.