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Verfahren zum Herstellen von beruhigtem, silizium-und/oder alumiriiumhaltigem
Siemens-Martin-Stahl Es sind Herdfrischverfahren bekannt, bei denen ein durch Windfrischen
hergestellter Thomasstahl flüssig eingesetzt und im Siemens-Martin-Ofen fertiggemacht
wird. Mit diesem als Duplex-Verfahren bezeichneten Prozeß bezweckt man in erster
Linie eine Abkürzung der langen Schmelz- und Frischdauer im Siemens-Martin-Ofen
und dann auch die Umwandlung des Konverterstahls in einen Herdofenstahl mit Eigenschaften,
die ersterer ohne weiteres nicht besitzt. Es ist auch bekannt, einen durch Windfrischen
hergestellten Thomasstahl nicht in einem Herdofen, sondern in der Pfanne weiterzubehandeln,
indem man ihn hier mit einer reduzierend wirkenden Schlacke in Reaktion bringt.
Die Reaktionsschlacke wird dabei im Elektroofen auf einem Eisenbad erschmolzen,
aus dem durch Zusatz von Desoxydations- und Legierungsmitteln cine Vorlegierung
entsteht, die mit der Reduktionsschlacke zusammen mit dem fertiggefrischten Thomasstahl
gemischt wird. Der Thomasstahl wird auf diese Weise geläutert und in gewollter Weise
legiert. Ein ähnliches Verfahren ist auch für das Herstellen von legiertem Stahl
aus einer die Legierungselemente enthaltenden, im Elektroofen erzeugten Schmelze
und aus der im Siemens-Martin-Ofen erschmolzenen Hauptmenge des Stahls bekannt.
Hier wird die gesamte Elektroofenschmelze (-Nletall und Feinungsschlacke) in eine
Pfanne gebracht,
in die dann die im Siemens-Martin-Ofen hergestellte,
nicht desoxydierte und von der Schmelzschlacke befreite Stahlschmelze abgestochen
wird. Schließlich ist auch schon versucht worden, Thomas- und Siemens-Martin-Stahl
in der Pfanne zu mischen. Ein solches einfaches Mischverfahren ergibt aber keinen
dem Siemens-Martin-Stahl entsprechenden Stahl, da sich der Charakter des Thomasstahls
auch in der Mischung immer wieder durchsetzt.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Herstellen von
beruhigtem, silizium- und/oder aluminiumhaltigem Siemens-Martin-Stahl durch Mischen
eines Windfrischstahls mit in üblicher Weise hergestelltem Siemens-Martin-Stahl,
das darin besteht, daß als Mischmetall für einen nicht oder nur unvollkommen beruhigten
Siemens-Martin-Stahl ein Windfrischkanal Verwendung findet, der im Anschluß an das
Frischen und außerhalb des Konverters unter reduzierend wirkender Schlacke mit Silizium
und/oder Aluminium legiert und entschwefelt worden ist. Bei diesem Mischverfahren
entsteht ein Stahl, der einem Siemens-Martin-Stahl gleicher Zusammensetzung gütemäßig
überlegen ist. Hier scheinen die Mengen- und Verteilungsverhältnisse insofern eine
bisher noch nicht beobachtete Wirkung auszuüben, als der silizium-und/oder aluminiumlegierte
Windfrischstahl, dessen Schwefelgehalt außerdem sehr gering und dessen Anteil an
der Gesamtcharge erheblich ist, nicht nur desoxydierend, sondern auch waschend und
spülend an dem in an sich bekannter Weise liergestellten Siemens-Martin-Stahl wirkt.
Bei der Nachbehandlung des Windfrischstahls wird eine große Bildungswärme frei,
die zu einer Überhitzung des Stahls führt. Sie bewirkt beim Zusammerigießen mit
dem nicht oder nur unvollkommen be ruhigten Siemens-Martin-Stahl eine sehr gleichmäßige
Silizierung und/oder Aluminierung des Mischstahls. Infolge der günstigeren Konzentrationen
und der hohen Temperatur des Windfrischstahls kommt es dabei zur Bildung niedrigschmelzender
Desoxydationsprodukte, die gut zusammenfließen und aufsteigen. Insgesamt kennzeichnet
sich deshalb der verfahrensgemäß hergestellte Mischstahl durch einen hervorragenden,
auch dem Siemens-Martin-Stahl gegenüber überlegenen Reinheits-rad.
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Für das erfindungsgemäße Mischverfahren kann rian jeden im basischen
Windfrischkonverter hergestellten und entsprechend nachbehandelten Thomasstahl verwenden.
Es empfiehlt sich aber, den Stahl durch bekannte Maßnahmen bereits auf einen niedrigen
Phosphor- und Gasgehalt zu verblasen. Das kann beispielsweise dadurch geschehen,
daß man das in an sich bekannter Weise durch Alkalien vorentschwefelte Roheisen
in der Entphosphorungsperiode bei vergleichsweise niedriger Temperatur frischt und
nach dem Abschlacken und der Zu 'gabe von feingemahlenem gebranntem Kalk nochmals
eine kurze Zeit nachbläst. Danach wird die Thomascharge zusammen mit der Endschlacke
in eine Stahlpfanne ausgeleert und von dort aus durch einen möglichst großen Ausguß
schlackenfrei in eine zweite Pfanne umgefüllt. Dabei erfolgt nun die Zugabe der
zum Legieren notwendigen Mengen an Ferrosilizium und Aluminium, und zwar unter einer
dünnflüssigen weißen Schlacke, die man beispielsweise aus feingernahlenem Kall,
und Flußspat herstellt. Mit dem unter reduzierenden Bedingungen sich vollziehenden
Legieren geht auch eine weitgehende Entschwefelung Hand in Hand.
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So erhält man dann schließlich ein Thomas-Vormetall mit beispielsweise
0,02% Kohlenstoff, o,iolo/o Mangan, o,oioll/o Phosphor, o,oo5 1/o Schwefel, 0,740/0
Silizium und o,oo8"/o Stickstoff. Dieser Stahl wird nun zum Martinwerk gebracht
und dort mit einem in üblicher Weise hergestellten Siemens-Martin-Stahl gemischt.
Werden z. B. 30 t des vorstehend beschriebenen Thomasstahls mit
70 t Siemens-Martin-Stahl der Zusainmensetzung 0,21 0/0
Kohlenstoff,
0,530/0 Mangan, o,o2o% Phosphor, 0,02090 Schwefel und o,oo4% Stickstoff in der Pfanne
gemischt, dann erhält man ioo t Mischstahl mit 0,150/0 Kohlenstoff, o,4o% -1%,langan,
z# 0,017'/o Phosphor, o,oi5% Schwefel, 0,200/0 Silizium und o,oo5% Stickstoff. Dieser
nach der Erfindung hergestellte Sondermischstahl ist einem Siemens-Martin-Stahl
gleicher Zusammensetzung qualitativ überlegen, wie umfangreiche Untersuchungen bewiesen
haben. Das hochwertige Enderzeugnis kann ohne weiteres in üblicher Weise in Gespannen
od. dgl. vergossen werden.
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Das Verfahren nach dieser Erfindung ibt nicht von der Führung der
Thomascharge im basischen Windfrischkonverter abhängig" sondern ausschließlich davon,
daß dieser Stahl die beschriebene läuternde Nachbehandlung durch Legieren mit Silizitun
und/oder Aluminium und eine Desoxydation unter reduzierend wirkenden stark entschwefelnden
Schlacken erfährt, bevor man sie für die Mischung verwendet. Selbstverständlich
wirkt sich jede Verbesserung, die der Thomasstahl mit den an sich bekannten Mitteln
annimmt, insbesondere eine Senkung seines Phosphor- und Stickstoffgehaltes weiter
vorteilhaft aus.
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Schließlich ist das Verfahren auch nicht auf die Verwendung von Thomasstahl,
also einem im bodenblasenden basischen Kollverter aus Thomasroheisen erblasenem
Stahl beschränkt, da inan ohne weiteres beispielsweise auch von Stahleisen ausgehen
kann, das dann im basischen Konverter gefrischt wird. Auch ist es nicht notwendig,
die weitgehende Erniedrigung des Phosphorgehaltes im Windfrischstahl unbedingt durch
eine Konverterbehandlung zu erzielen. 'So könnte man beispielsweise einen Thomasstahl
abstechen, dessen Phosphorgehalt höher als üblich ist, und die Entphosphorung mit
an sich bekannten Mitteln, beispielsweise mit oxydischen Alkali- oder Erdalkalischlacken,
außerhalb des Konverters, z. B. in der ersten Pfanne, durchführen. Wendet
man solche zusätzlichen Entphosphorungsverfahren an, dann läßt sich auch der basische
Windfrischkonverter durch einen sauren Konverter ersetzen, indem man dann entweder
Stahleisen oder Bessemereisen verbläst. In
allen Fällen gehört aber
zum Gegenstand dieser Erfindung das Nachbebandlungsverfahren durch Silizieren und
Aluminiereil unter reduzierend wirkenden Schlacken außerhalb des Konverters.