FI73740C - Kontroll av kvaevehalten i rostfritt staol i samband med staolframstaellningen. - Google Patents

Description

73740

Ruostumattoman teräksen typpipitoisuuden säätäminen teräksen valmistuksen yhteydessä

Kontroll av kvävehalten i rostfritt stäl i samband med stälframställningen.

Keksinnön kohteena on menetelmä ruostumattoman teräksen typpipitoisuuden säätämiseksi teräksen valmistuksen yhteydessä ennalta määrätylle halutulle tasolle välillä 10 ppm ja 90% sulan teräksen tasapaino-typpipitoisuudesta ympäristön paineessa, jolloin menetelmä sisältää vaiheen, jossa sula teräs mellotetaan injektoimalla sulan pinnan alle kaasuseosta, joka sisältää happea ja ainakin yhtä kaasuista argon ja typpi.

Prosessi sulan metallin raffinoimiseksi, jossa pinnan alle injektoidaan happea sekä argonia tai vastaavaa monoatomista kaasua etenkin sulan metallin hiilipitoisuuden vähentämiseksi, on esitetty US-paten-ttijulkaisussa 3.252.790 ja tämän parannus, joka kohdistuu ohjelmoituun puhaltamiseen, on esitetty US-patenttijulkaisuussa 3.046.107.

Sellainen tunnettu argon-happi-mellotusprosessi (AOD-prosessi) on kaksivaiheinen prosessi ja käyttökelpoinen varsinkin ruostumattomien terästen raffinoimiseksi ilman suurta kromihäviötä. Kun romu ja sopivat seosteet on sulatettu uunissa, kuona poistetaan metallista, joka siirretään raffinointiastiaan, jossa sitä mellotetaan puhaltamalla argon-happisekoitusta pinnan alle. Tämän jälkeen sula metalli pelkistetään, viimeistellään ja kaadetaan valusankoon.

2 73740 Tässä käytetty termi "pelkistys" viittaa sellaisten metallien, kuten mellotuksessa hapettuneen kromin ja mangaanin, takaisinsaantiin kuonasta lisäämällä halvempaa materiaalia, kuten piitä tai alumiinia, joilla on suurempi happiaffiniteetti kuin halutuilla materiaaleilla, jolloin pelkistynyt kromi tai mangaani siirtyy takaisin sulaan. Pelkistys ei kuitenkaan rajoitu käytettäväksi kiinteillä materiaaleilla. Seurauksena siitä tehokkuudesta, jolla liuennut vety voidaan poistaa sulasta inertillä kaasulla, on mahdollista pelkistää hapettuneet metallit kuonasta injektoimalla sulaan vetyä tai vetyä vapauttavaa kaasua kuten ammoniakkia (NH4), tai hiilivetykaasua, kuten metaania, propaania tai luonnonkaasua.

Termiä "viimeistely" on käytetty tarkoittamaan jotakin tai kaikkia niitä pelkistyksen jälkeisiä tavanomaisia askeleita, jotka valmistelevat sulaa metallia kaatoa ja valamista varten, kuten esimerkiksi kuonanpoisto, rikinpoisto, viimeinen koostumuksen säätö, lämpötilan-säatö sekä hapenpoisto.

Sopiva raffinointiastia, jota voidaan kiertää vaakasuoraan asentoon panostusta, pitoa, näytteenottoa sekä kaatoa varten, on esitetty FR patenttijulkaisussa 2.056.845. Raffinoimista varten astia kierretään pystysuoraan asentoon ja vaihtelevia määriä argonin ja hapen seoksia injektoidaan sisään astian pohjassa tai seinämissä sijaitsevista suuttimista. Tähän asti teräksen valmistajat ovat vain niukasti voineet säätää valmistamiensa terästen typpipitoisuutta, koska teräksen typpipitoisuus on yleensä ollut ominainen sen valmistamiseen käytetylle tietylle prosessille. Hiiliteräksissä esimerkiksi jäljellä olevat typpipitoisuudet ovat olleet alimmat martin-menetelmällä valmistetuissa teräksissä ja progressiivisesti korkeampia typpipitoisuuksia on saatu teräksissä, jotka on valmistettu emäksisellä siemens-martin-menetelmällä, sähköuunimenetelmällä sekä bessermer-menetelmällä. Tosiasiassa bessermerterästen korkeat jäännöstyppipitoisuudet ovat ehkäisseet tällaisen materiaalin käyttöä eräissä suurissa käyttötarkoituksissa ja ovat tämän takia vaikuttaneet siihen, että tästä menetelmästä on suoranaisesti luovuttu Yhdysvalloissa ja sen käyttöä on voimakkaasti supistettu muissa maissa.

3 73740

Suurin osa maailman ruostumattomasta teräksestä valmistetaan sähköisissä valokaariuuneissa. Tässä menetelmässä jäännöstyppipitoisuudet riippuvat joukosta muuttuvia tekijöitä, joista tärkeimpiin kuuluvat sulatusnopeus, panostuksen luonne, sulan koostumus, raffinointiaika sekä viimeistelymenetelmät. Koska nämä muuttuvat tekijät yleensä on sovitettu sellaisten määräävien harkintojen mukaan, kuten taloudellisuus, saatavissa olevat raaka-aineet, seostevaatimukset sekä muut jäännöspitoisuudet, kuten happi ja rikki, teräksenvalmistajalla on ollut hyvin vähän käytännön mahdollisuutta säätää jäännöstyppipitoi-suutta. On tietysti mahdollista nostaa sulan lopullista typpipitoisuutta lisäämällä siihen typpipitoista elektrolyyttistä mangaania tai rautaseostetta, mutta tällä menettelytavalla on monta haittaa. Ensiksi mangaani ja rautaseosteet ovat kalliita ja toiseksi sulan typpipitoisuuden säätämisen tulos on epävarma. Jos lisätty seostemäärä on suuri, sen sulaminen ja liukeneminen absorboi suuren määrän lämpöä, vaatien lisää uuniaikaa lämmön täydentämiseksi. Tällä tavoin suoritettu typen lisäys on tapahtunut menettelyn tuoton ja taloudellisuuden kustannuksella.

Vaikkakin yllä mainittu US-patenttijulkaisu 3.046.107 esittää että typpi on tasa-arvoinen argoniin verrattuna argon-happiprosessissa, tätä tasaveroisuutta voidaan soveltaa ainoastaan siihen, mikä koskee sen toimintaa mellotuksessa, ja silloinkin ainoastaan sellaisiin teräslajeihin, joissa sallitaan suuria jäännöstyppipitoisuuksia. Näin on, koska argonin vaihtaminen typpeen johtaa siihen,että raffinoitu sula sisältää sellaisen määrän typpeä, joka on lähellä sitä määrää, joka on tasapainossa sulaa ympäröivän typpipitoisen atmosfäärin typen kanssa ympäristön paineessa sekä sulan lämpötilassa ja koostumuksessa. Tätä määrää kutsutaan yleisesti tasapaino-typpipitoisuudeksi, ja se voidaan laskea teoreettisen termodynaamisen tarkastelun avulla tekniikalla, joka on tuttu asiantuntevalle; katso esimerkiksi Chipman ja Corrigan "Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel" Trans. ΑΙΜΕ, Voi. 233, July 1965.

Julkaisussa Autere, E., Ingman, A., Tennilä, P., "Valimotekniikka", Helsinki 1969, s. 46...47 todetaan yleisesti, ettei typpikaasu liukene valurautaan. Liuenneen typen poistaminen sulasta valuraudasta on julkaisun mukaan periaatteessa mahdollista kaasuhuuhtelulla, vieläpä typpikaasuakin käyttäen. Julkaisussa kuitenkaan ei esitetä typen 4 73740 käyttämistä argonia korvaavana kaasuna argon-happi-prosessissa, eikä mallia siitä, miten typpipitoisuutta voitaisiin sulassa metallissa määrätietoisesti säätää.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada yksinkertainen ja taloudellinen valmistusmenetelmä ruostumattomalle teräkselle, joka sisältää liuennutta typpeä määrin, joka vaihtelee tarpeen mukaan välillä 10 ppm ja 90% sulan metallin tasapainotyppipitoisuudesta. Eräs toinen tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada argon-happimellotusprosessin taloudellinen parannus korvaamalla mellotuksessa osa tai useampia osia argonista halvemmalla typellä kuitenkaan ylittämättä valmistetun metallin typpivaatimuksia.

Erikoisesti tämä keksintö kohdistuu sellaiseen sulan teräksen raffi-noimismenetelmään, joka on esitetty johdannossa, ja jolle on tunnusomaista, että läpi mellotuksen alkuvaiheen injektoidaan hapen ja typen kaasuseosta, jonka typpipitoisuus on riittävä pitämään sulan pinnan kanssa kosketuksessa olevan ympäröivän atmosfäärin typen osa-paineen suurempana kuin se typen osapaine, joka on tasapainossa raffinoidun sulan kanssa kun sulan haluttu lopullinen typpipitoisuus on saavutettu, näin ollen aiheuttaen sen, että sulan typpipitoisuus mellotuksen alkuvaiheen lopussa on korkeampi kuin haluttu lopullinen typpipitoisuus, ja että läpi mellotuksen loppuvaiheen injektoidaan kaasuseosta, joka sisältää happea ja argonia sekä mahdollisesti typpeä, ja että mellotusvaiheen jälkeen injektoidaan argonia ja/tai typpeä sulan koostumuksen lopulliseksi säätämiseksi, kunnes saavutetaan ennalta määrätty haluttu typpipitoisuus.

Mellotuksen loppuun saattamiseen käytetty argon voidaan lisätä joko korvaamalla osa mellotuksen alkuvaiheessa käytetyn kaasuseoksen sisältämästä tvpestä, tai lisäämällä se suoraan sellaiseen kaasuseokseen.

Keksintöä voidaan sopivasti soveltaa suureen valikoimaan ruostumattomia teräksiä, joista mainittakoon kromiteräkset, jotka sisältävät 3...40% kromia. Nämä voivat sisältää volframia, vanadiinia, sirkonia, kuparia, alumiinia, piitä, rikkiä, titaania, mangaania, molybdeeniä sekä muita tavallisesti käytettyjä seostusaineita. Lisäksi raffinointia voidaan soveltaa joko yksityisiin sulametallipanoksiin tai liikkuvaan massaan, esim. jatkuvassa prosessissa.

I! 73740 5

Liitteenä oleva piirustus esittää graafisesti sulan typpipitoisuuden muuttumista raffinoinnin aikana keksinnön mukaisesti, jolloin happi-typpiseosta injektoidaan mellotuksen alkuvaiheessa, jota seuraa toinen vaihe, jossa argon joko korvaa kokonaan typen seoksessa (käyrä X) tai sitä lisätään seokseen (käyrä Y) . Raffinoitu sula viimeistellään sitten pelkällä argonilla.

Tästä kuviosta ilmenee, että käytettäessä hapen ja typen seosta mellotuksen alkuvaiheessa, typpipitoisuus sulassa nousee lähelle sen tasapaino-osuutta Νχ niissä erityisissä olosuhteissa, sulan lämpötilassa ja koostumuksessa, sekä raffinointiastian ympäröivässä typen paineessa. Typen korvaaminen argonilla mellotuksen toisessa vaiheessa (käyrä X) aiheuttaa nopean laskun sulan typpipitoisuuteen. Tätä toista vaihetta jatketaan, kunnes saavutetaan haluttu hiilipitoisuus ja määrätty typpipitoisuus N2, joka riippuu valamista varten halutusta typpipitoisuudesta. Koska jatkuva argoninjektointi pelkistyksen ja viimeistelyn aikana aiheuttaa lisätyn, vaikkakin pienen, typpipitoisuuden alenemisen, näyttää ilmeiseltä, että piste Νχ, jossa vaihdetaan typestä argoniin, riippuu sekä mellotuksen toisessa vaiheessa injektoidusta argonmäärästä että kaadetussa metallissa halutusta lopullisesta typpipitoisuudesta N3.

Käyrä Y kuvaa sitä tietä, jota sulan typpipitoisuus seuraa, jos kaadettuun metalliin halutaan korkeampi typpipitoisuus N4, ja jolloin mellotuksen toisessa vaiheessa käytetään kolmikomponenttista argon-happi-typpiseosta. Käyrä Z kuvaa sitä tietä, jota sulan typpipitoisuus seuraisi, jos haettaisiin samaa lopullista typpipitoisuutta N2 käyttäen kolmikomponenttista typpi-happi-argonseosta mellotuksen toisessa vaiheessa. Tässä tapauksessa ensimmäinen vaihe loppuisi aikaisemmin aikana Τχ eikä aikana T2, kuten aikaisemmassa esimerkissä koska sulan typpipitoisuus laskee hitaammin kun injektoidussa kaasussa on typpeä, kuin jos siinä ei ole typpeä, kuten käyrässä X.

Ruostumattoman teräksen argon-happimellotuksen kaupallisessa menettelyssä, jossa argon on ollut ainoa happeen lisätty kaasu, on huomattu että lopulliset typpipitoisuudet sulassa mellotuksen, pelkistyksen ja viimeistelyn jälkeen ovat olleet 30...50% alhaisempia kuin on tavallisesti saatu tavanmukaisessa valokaariuunimenettelyssä. Toisaalta, 6 73740 kuten yllä huomautettiin, on merkitsevästi toisenlainen probleema havaittu, jos typpeä on käytetty ainoana happeen lisättynä kaasuna raffinoimisprosessissa. Jälkimmäisessä tapauksessa sulaan liuennut typpipitoisuus lähenee tasapainopitoisuutta raffinointivaiheen lopussa. Vaikkakaan tämä ei ole hämmästyttävää asiaa teoreettisesti tarkasteltaessa, aikaisempi käytännön kokeilu on osoittanut, ettei käytännön systeemissä koskaan päästä lähelle teoreettisesti laskettua tasapainopitoisuutta; katso Ward, "The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking", 1952 pp 182...183. Edelleen Bessermer-menetelmässä, jossa sulaan puhalletaan ilmaa (joka sisältää noin 79% typpeä) mello-tetussa teräksessä havaittu typpipitoisuus on tavallisesti 0,01... 0,02%, kun tasapainopitoisuus on noin 0,04%. Täten tällaisissa sulatteissa mitattu lopullinen typpipitoisuus on tyypillisesti 25...50% teoreettisessa tasapainotarkasteluissa ennustetusta arvosta. Sitä keksintöä, ettei typen absorbointia tapahdu hapettavissa olosuhteissa, kuten mellotuksessa, esittää myös US-patenttijulkaisu 2.537.103.

Toisin kuin aikaisemmin, on nyt huomattu, että kun käytetään typpeä inerttikaasuna argon-happimellotusmenetelmässä, mellotettuun sulaan jää paljon korkeampia typpipitoisuuksia kuin olisi odotettu. Esimerkiksi, kun käytettiin typpeä ja happea raffinoitaessa 17-tonnin panosta A.I.S.I 304-t.yyppistä ruostumatonta terästä (Cr 18...20%, Ni 8...10%, Mn 2,0 max, Si 1,0 max, C 0,08 max.) typpipitoisuus oli 0,136%, kun taas tasapainopitoisuus on noin 0,145%. Näin ollen sula saavutti melkein 94% tasapainopitoisuudesta. Typpi-injektointi pelkistyksen, rikinpoiston sekä viimeistelyn aikana nosti pitoisuuden 0,207%:iin, verrattuna laskettuun tasapainoarvoon 0,247%, eli noin 80%:iin tasa-painoarvosta.

Sulassa metallissa olevan typen tasapaino-osapaine voidaan laskea esimerkiksi edellä mainitussa Chipmanin ja Corriganin julkaisussa esitetyn tavan mukaan. Näin ollen esimerkiksi kun 304-tyyppistä ruostumatonta terästä, jonka sulan koostumus mellotuksen alussa on 0,17% C, 0,96% Mn, 0,27% Si, 19,38% Cr ja 8,54% Ni, mellotetaan keksinnön mukaan ja raffinoidun teräksen haluttu korkein typpipitoisuus on 0,08%, lasketaan halutun typpipitoisuuden kanssa tasapainossa jlevan typen osapaine Chipmanin ja Corriganin mukaan n. 0,1 atm:ksi. Mellotuksen alkuvaiheessa typpeä sisällytetään mellotuskaasuun niin paljon, että sulan kanssa kosketuksessa olevan kaasun typen osapaino 7 73740 on vähintään 0,1 atm. Mellotuksen alkuvaiheen aikana muodostuu huomattavia määriä hiilimonoksidia, mikä on omiaan alentamaan N2 osa-painetta. Näin ollen keksinnön mukaan mellotuksen alkuvaiheessa onkin typen osapaine pidettävä suurempana kuin mainittu tasapaino-osapaine. Mellotuksen toisessa vaiheessa muodostuu huomattavasti vähemmän hiilimonoksidia ja näin ollen toisessa vaiheessa mellotuskaasussa oleva typpi voidaan osittain tai kokonaan korvata argonilla.

Viimeistelyn aikana, kun sulan koostumusta säädetään vastaamaan sen lopullisia vaatimuksia, typen lisäys voidaan suorittaa yksinkertaisesti injektoimalla typpeä sulaan tietyn ajan, joka riippuu halutusta lopullisesta pitoisuudesta. Tätä menettelyä voidaan kutsua "typpiseos-tukseksi". Odottamatta on havaittu, että typen absorbointinopeus on varsin hyvin toistettavissa ja edellä mainituista syistä odottamattoman korkea. Tätä tekniikkaa käyttäen on mahdollista saavuttaa sulassa niinkin korkeita jäännöstyppipitoisuuksia kuin noin 50% tasapaino-pitoisuudesta 1 atm typpipaineessa, nopeasti ja taloudellisesti. Pitoisuuksia yli 50% tasapainopitoisuudesta voidaan myös saavuttaa, mutta typen absorbointinopeus alkaa kuitenkin laskea ja tulee näin ollen tehottomaksi. Taulukko 1 esittää tulokset viidestä testistä, joissa kaupallisten ruostumattomien terästen typpipitoisuutta lisättiin injektoimalla typpeä ainoastaan 20...69 sekuntia.

Taulukko 1

Teräs- N2 N2 N2 Aika laji % alussa % lopussa m3/h s 316+ 0,021 0,032 340 20 316 0,019 0,041 340 45 304++ 0,044 0,061 283 34 304L+++ 0,043 0,066 283 52 304L 0,028 0,059 283 69 + Cr 16...18%, Ni 10...14%, Mn 2,0 max., Si 1,0 max., C 0,08 max.

++ Cr 18...20%, Ni 8...10%, Mn 2,0 max, Si 1,0 max., C 0,08 max.

+++ Cr 18...20%, Ni 8...10%, Mn 2,0 max., Si 1,0 max., C 0,03 max.

a 73740

Monessa aikaisemmassa typen absorptio-desorptiokinetiikan tutkimuksessa on todettu, että tyhjiötä tai argonia käyttävät kaasunpoisto-menetelmät ovat kovin tehottomia poistamaan typpeä (vrt. esim. Leitner-Plöckinger , "Die Edelstahlerzeugung" , Wien 1965 , II laajennettu painos, s. 265}. Esimerkiksi Pehlke ja Elliot "Solubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys - II Kinetics", Trans. of.Met.Soc.ΑΙΜΕ (1963 ) esittää, että näin on varsinkin kun pinta-aktiivis ia aineita, kuten happea ja rikkiä, on läsnä. Näin ollen odotettiin olevan vaikeata poistaa suuria määriä liuennutta typpeä sulasta, argon-happi-mellotuksen aikana vallitsevissa hapettavissa olosuhteissa. Kuitenkin on odottamatta havaittu, että huomattavat määrät typpeä voidaan poistaa jopa mellotuksen hapettavissa olosuhteissa. Tästä seuraa, että on mahdollista korvata argon typellä ainakin mellotuksen aikaisemmassa vaiheessa, vaikka sulaan absorboituu huomattava määrä typpeä. Argonia korvaavan typen määrä riippuu kaadetussa sulassa halutusta lopullisesta pitoisuudesta. Esimerkiksi, jos haluttu jäännöstyppipitoisuus on alle 0,05% ruostumattomassa teräksessä laji 304, typpeä voidaan käyttää mellotuksessa, kunnes noin 60% mellotukseen tarvittavasta lasketusta hapesta on injektoitu. Yleensä aika, jolloin argon korvaa typen, on siinä pisteessä, jossa noin 50...70% mellotukseen tarvittavasta lasketusta hapesta on injektoitu. Tämä happimäärä lasketaan tavanomaisella stökiömetrisella tavalla ottaen huomioon happi, joka tarvitaan hapettamaan ei ainoastaan hiilimonoksidina poistettavaa hiiltä, vaan myös hapettamaan pii sekä muut sulassa olevat metallit, jotka tavallisesti siirtyvät kuonaan oksideina. Tällaisessa lasketussa pisteessä argonia käytetään korvaamaan typpeä kun mellotusta jatketaan sekä alentamaan sulaan liuenneen typen pitoisuutta halutulle asteelle.

Seuraavat esimerkit kuvaavat kahta tämän keksinnön mukaista ensisijaista suoritusmuotoa.

Esimerkki 1 Tämä esimerkki kuvaa keksinnön sellaisia suoritusmuotoa, jossa typpeä käytetään ainoana lisäyksenä happeen mellotuksen ensimmäisessä vaiheessa, jota seuraa toinen vaihe, jossa argon korvaa typen. Ruostumaton teräs sisälsi ennen mellotusta: 0,78 % C, 0,51% Mn, 0,41% Si, 18,25% Cr sekä 8,C3% Ni. Sulan määrä oli 17 tonnia. Alla oleva tau- il lukko 2 kuvaa muutoksia lämpötilassa, hiilipitoisuudessa ja kaasun- virtauksissa sekä typpipitoisuutta alussa, mellotuksen ensimmäisessä ja toisessa vaiheessa sekä pelkistyksen jälkeen.

9 73740

Taulukosta 2 voidaan nähdä, että sulan typpipitoisuus nousi mellotuksen ensimmäisessä vaiheessa 0,042%:sta 0,075%:iin injektoitaessa kaasulla, jossa hapen suhde typpeen oli 2:1. Mellotuksen toisessa vaiheessa typpipitoisuus kuitenkin laski arvoon 0,048% injektoitaessa kaasulla, jossa hapen suhde argoniin oli 1:2. Kun injektoimista jatkettiin pelkällä argonilla pelkistyksen aikana, typpipitoisuus putosi arvoon 0,041%.

Taulukko 2 Lämpötila Aika C O? Ar N? N2 °C min % m-Vh ~~ p-%

Alku 1477 0 0,78 - 0,042

Mellotuksen 1. vaihe 1638 25 0,31 453 - 226 0,075

Mellotuksen 2. vaihe 1620 15 0,06 198 396 - 0,048

Pelkistys 1549 4 0,07 - 283 - 0,041

Esimerkki 2 Tämä esimerkki kuvaa erästä toista keksinnön suoritusmuotoa, jossa typpeä käytetään hapen kanssa mellotuksen ensimmäisessä vaiheessa, jota seuraa toinen vaihe, jossa argonia käytetään typen korvaamiseksi. Ruostumaton terässula sisälsi ennen mellotusta: 1,35% C, 0,34% Mn, 0,36% Si, 16,22% Cr sekä 0,41% Ni. Sulan määrä oli 17 tonnia. Alla oleva taulukko 3 kuvaa muutoksia lämpötilassa, hiilipitoisuudessa ja kaasuvirtauksissa sekä typpipitoisuutta alussa, mellotuksen ensimmäisessä ja toisessa vaiheessa sekä pelkistyksen jälkeen.

73740 10

Taulukko 3 Lämpötila Aika C o2_Ar_N2 N2 °C min % m3/h p-%

Alku 1538 0 1,35 - - 0,036

Mellotuksen 1. vaihe 1693 40 0,21 + 452 - 226 0,068+

Mellotuksen 2. vaihe 1693 8 0,05 198 396 - 0,075

Pelkistys 1621 4 0,05 283 283 - 0,056 + Näyte otettu 35 minuutin mellotuksen jälkeen.

Kuten taulukosta 3 voidaan nähdä, mellotuksen ensimmäisessä vaiheessa käytetyn typen aiheuttama korkea typpipitoisuus, 0,075%, aleni argonilla injektoitaessa arvoon 0,056%. Taulukossa näkyvä typpipitoisuus 0,036%, ei ollut aktuaalinen alkuarvo (jota ei mitattu), vaan on kyseessä olevalle sulan koostumukselle tyypillinen arvo. Huomattakoon, että happivirtausta ylläpidettiin pelkistyksen aikana. Tätä ei tehty mellotusta varten, vaan estämään sulan lämpötilaa laskemasta liikaa.

Yllä olevissa esimerkeissä mellotuksen toisen vaiheen happi-argonsuh-detta pidettiin alempana kuin ensimmäisen vaiheen happi-typpi suhdetta kromin hapettumisen minimoimiseksi hiilen hapettumisen samalla jatkuessa. Samasta syystä, käytettäessä typpeä argonin lisäksi toisessa vaiheessa, hapen suhdetta argoniin ja typpeen tulisi pitää alempana kuin mellotuksen ensimmäisen vaiheen happi-typpisuhdetta.

Yllä olevat esimerkit ovat käsitelleet keksinnön eri suoritusmuotoja erillisinä, yksilöllisinä menettelytapoina. Alaa tunteville on kuitenkin selvää, että eri suoritusmuotoja voidaan käyttää erilaisissa kombinaatioissa vaatimusten rajojen sisällä, jotta saavutettaisiin suurimpia mahdollisia etuja kaasutaloudessa, toistettavuudessa sekä lopullisen tuotteen typen kontrollissa.

il

Claims (3)

11 73740

1. Menetema ruostumattoman teräksen typpipitoisuuden säätämiseksi teräksen valmistuksen yhteydessä ennalta määrätylle halutulle tasolle välillä 10 ppm ja 90% sulan teräksen tasapaino-typpipitoisuudesta ympäristön paineessa, jolloin menetelmä sisältää vaiheen, jossa sula teräs mellotetaan injektoimalla sulan pinnan alle kaasuseosta, joka sisältää happea ja ainakin yhtä kaasuista argon ja typpi, tunnettu siitä, että läpi mellotuksen alkuvaiheen injektoidaan hapen ja typen kaasuseosta, jonka typpipitoisuus on riittävä pitämään sulan pinnan kanssa kosketuksessa olevan ympäröivän atmosfäärin typen osa-paineen suurempana kuin se typen osapaine, joka on tasapainossa raffinoidun sulan kanssa kun sulan haluttu lopullinen typpipitoisuus on saavutettu, näin ollen aiheuttaen sen, että sulan typpipitoisuus mellotuksen alkuvaiheen lopussa on korkeampi kuin haluttu lopullinen typpipitoisuus, ja että läpi mellotuksen loppuvaiheen injektoidaan kaasuseosta, joka sisältää happea ja argonia sekä mahdollisesti typpeä, ja että mellotusvaiheen jälkeen injektoidaan argonia ja/tai typpeä sulan koostumuksen lopulliseksi säätämiseksi, kunnes saavutetaan ennalta määrätty haluttu typpipitoisuus.

2. Patenttivaatimuksen J mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanotussa mellotuksen loppuvaiheessa käytetyssä kaasuseoksessa hapen suhdetta argoniin tai hapen suhdetta typpeen ja argoniin yhdessä pidetään alhaisempana kuin hapen suhdetta typpeen ensimmäisessä vai-hees sa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mellotuksen ensimmäinen vaihe lopetetaan, kun 50...70% mellotukseen tarvittavasta lasketusta haposta on suihkutettu.