DE1281465B - Process for removing unwanted accompanying elements from metals and alloys - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung unerwünschter Begleitelemente aus Metallen und Legierungen und basiert auf dem bekannten Verfahren zur Entgasung von Metallschmelzen. Das in der britischen Patentschrift 772 515 beschriebene Verfahren umfaßt das Blasen eines oder mehrerer Gasstrahlen eines nicht reaktionsfähigen Gases auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls; dabei wirkt das nicht reaktionsfähige Gas wie ein Vakuum für die in der Schmelze gelösten Gase.The present invention relates to a method for removing undesirable ones Accompanying elements made of metals and alloys and based on the known process for degassing metal melts. That described in British Patent 772,515 The method comprises blowing one or more jets of gas of a non-reactive one Gas on the surface of the molten metal; the unreactive is at work here Gas like a vacuum for the gases dissolved in the melt.

Gegenstand der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches aus dem Metall unerwünschte Gase, wie beispielsweise Wasserstoff, und bestimmte andere unerwünschte Elemente, wie etwa Blei, Arsen, Molybdän, Zinn, Zink und Antimon, entfernt. Insbesondere soll die vorliegende Erfindung ein Reinigungsverfahren für nichtrostenden Stahl schaffen, welches eine Verringerung seines Molybdängehaltes erlaubt.The object of the invention is to provide a method which from the metal unwanted gases, such as hydrogen, and certain other unwanted elements such as lead, arsenic, molybdenum, tin, zinc and antimony, removed. In particular, the present invention is intended to provide a cleaning method for Create stainless steel, which reduces its molybdenum content permitted.

Es wurde nunmehr überraschend gefunden, daß eine bessere Reinigungswirkung erhalten werden kann, wenn ein inertes Gas auf das Metall nicht nur dann, wenn letzteres in geschmolzenem Zustand vorliegt, sondern auch während seiner Erwärmung in festem Zustand geblasen wird.It has now surprisingly been found that a better cleaning effect can be obtained when an inert gas is applied to the metal not only when the latter exists in the molten state, but also in solid during its heating State is blown.

Das Verfahren umfaßt nach der Erfindung ein Erhitzen eines Metalls oder einer Legierung bis auf seinen Schmelzpunkt, Blasen eines Strahles eines inerten Gases, dem 0,005 bis 10 Volumprozent Sauerstoff zugesetzt sind, auf das feste Metall während seiner Erwärmung. Weitererhitzen des Metalls, bis es geschmolzen ist, und Blasen eines Strahles eines inerten Gases ohne Sauerstoffzusatz auf die Oberfläche der Schmelze.According to the invention, the method comprises heating a metal or an alloy down to its melting point, blowing a jet of an inert one Gas to which 0.005 to 10 percent by volume of oxygen are added to the solid metal during its warming. Continue heating the metal until it has melted and Blowing a jet of an inert gas with no added oxygen onto the surface the melt.

Als inertes Gas soll eines der Gase der Gruppe 0 des Periodensystems der Elemente oder ein Gemisch solcher Gase sein. Bevorzugt wird Argon verwendet.The inert gas should be one of the gases in group 0 of the periodic table of the elements or a mixture of such gases. Argon is preferably used.

Der Sauerstoffgehalt des inerten Gases soll 0,005 bis 10 Volumprozent 0,5 bis 10 Volumprozent, betragen. Vorzugsweise soll mit dem Blasen des inerten Gases auf das feste Metall schon bei Raumtemperatur begonnen werden.The oxygen content of the inert gas should be 0.005 to 10 percent by volume 0.5 to 10 percent by volume. Preferably, with the blowing of the inert Gas can be started on the solid metal at room temperature.

Das Metall kann kontinuierlich bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt werden. Jedoch kann es vorteilhaft sein, das Metall diskontinuierlich zu erhitzen, nämlich es bei einer Temperatur zu halten, bei welcher gewisse Verunreinigungen das Metall verlassen.The metal can be heated continuously up to its melting point will. However, it can be advantageous to heat the metal discontinuously, namely to keep it at a temperature at which certain impurities leave the metal.

Wenn das Metall zu schmelzen beginnt, wird es vorgezogen, die Sauerstoffzufuhr abzuschalten, so daß mit reinem inertem Gas geblasen wird. Falls jedoch eine Entkohlung erwünscht ist, kann das fortgesetzte Blasen auch mit einem Gemisch von inertem Gas und Sauerstoff durchgeführt werden. Ebenso ist es möglich, das inerte Gas in einem kontinuierlichen Strahl auf das geschmolzene Metall zu blasen und hin und wieder dem inerten Gas einen geringen Prozentgehalt Sauerstoff zuzugeben. Der Blaseprozeß mit dem inerten Gas wird fortgesetzt, bis der Prozentgehalt an gasförmigen Verunreinigungen in dem Metall den erwünschten niedrigen Wert erreicht hat.When the metal begins to melt, it is preferred to leave the oxygen supply turn off, so that it is blown with pure inert gas. If, however, a decarburization If desired, the continued blowing can also be performed with a mixture of inert gas and oxygen. It is also possible to use the inert gas in one continuous jet to blow on the molten metal and every now and then add a small percentage of oxygen to the inert gas. The blowing process the inert gas is continued until the percentage of gaseous impurities in which metal has reached the desired low level.

Soll dem Metall ein festes Material, beispielsweise ein Legierungsbestandteil, zugegeben werden, so kann dieses feste Material in Form von feinem Pulver in den Strahl des inerten Gases gegeben werden.Should the metal be a solid material, for example an alloy component, be added, this solid material can be added to the in the form of fine powder Beam of the inert gas are given.

Beispiel Das Beispiel betrifft das Umschmelzen eines nichtrostenden Stahles bei gleichzeitiger Vermischung seines Molybdän- und Gasgehaltes. Der Ausgangswerkstoff hatte folgende Zusammensetzung: C ............................. 0,05°l0 Cr ............................ 18°/o Ni ............................ 14°/o Mo ........................... 3,5°/o Fe ............................ Rest Dieser Umschmelzstahl wurde in einem elektrischen Hochfrequenzoferi erhitzt. Durch eine Anzahl von Rohren wurde Argdn mit einem Sauerstoffgehalt von 1,2 Volumprozent auf den festen Stahl geblasen. Bei 650°C begann er braunen Rauch zu entwickeln. Die Rauchbildung war bei annähernd 800°C am intensivsten, und diese Temperatur wurde so lange gehalten, bis kein Rauch mehr entstand. Anschließend wurde die Temperatur erhöht, bis der Stahl zu schmelzen begann. Der Sauerstoffgehalt im Argon wurde dann auf 0,005 Volumprozent vermindert. Die Temperatur wurde auf 1650°C erhöht und 8 Minuten gehalten, während das -Argon-Sauerstoff-Gemisch kontinuierlich auf die Oberfläche des geschmolzenen Stahles geblasen wurde. Während der Stahl noch unter dem Schutz des Argons war, wurde er in eine Kokoille abgegossen. Der fertige Stahl enthielt keinen Wasserstoff oder andere gasförmige Verunreinigungen und weniger als 0,5 °/a Molybdän.Example The example concerns the remelting of a stainless steel with simultaneous mixing of its molybdenum and gas content. The starting material had the following composition: C ............................. 0.05 ° l0 Cr ............................ 18 ° / o Ni ............................ 14 ° / o Mon ........................... 3.5 ° / o Fe ............................ remainder This remelting steel was heated in a high-frequency electric furnace. Argdn with an oxygen content of 1.2 percent by volume was blown onto the solid steel through a number of tubes. At 650 ° C it began to develop brown smoke. The smoke formation was most intense at approximately 800 ° C, and this temperature was held until there was no more smoke. The temperature was then increased until the steel began to melt. The oxygen content in the argon was then reduced to 0.005 percent by volume. The temperature was raised to 1650 ° C and held for 8 minutes while the argon-oxygen mixture was continuously blown onto the surface of the molten steel. While the steel was still under the protection of argon, it was poured into a cocoille. The finished steel contained no hydrogen or other gaseous impurities and less than 0.5% molybdenum.

Der vom Stahl abgegebene Rauch wurde kondensiert und bildete nadelförmige Mo 03-Kristalle. Diese Tatsache zeigt, daß der wahrscheinliche Vergütungsmechanismus des festen Stahles folgender ist: Die an der Oberfläche des festen Stahles gelegenen Molybdänatome werden durch den Sauerstoff in dem inerten Gas zu Mo 03 oxydiert. Das Oxyd verdampft und wird von der Stahloberfläche durch das heftig auf die Oberfläche des Stahles geblasene inerte Gas entfernt. Auf diese Weise wird zwischen dem Molybdän in der Oberflächenschicht des Stahles und dem Innern des Stahles ein Konzentrationsgradient geschaffen. Dieser bewirkt eine Diffusion von weiteren Molybdänatomen zur Stahloberfläche, wo sie ebenfalls oxydiert und in der beschriebenen Weise vom Stahl entfernt werden.The smoke given off by the steel was condensed to form needle-shaped ones Mo 03 crystals. This fact shows that the likely remuneration mechanism of solid steel is as follows: Those located on the surface of solid steel Molybdenum atoms are oxidized to Mo 03 by the oxygen in the inert gas. The oxide evaporates and is applied from the steel surface by violently onto the surface the steel blown inert gas is removed. This way, between the molybdenum a concentration gradient in the surface layer of the steel and in the interior of the steel created. This causes a diffusion of further molybdenum atoms to the steel surface, where they are also oxidized and removed from the steel in the manner described.

Es muß hervorgehoben werden, daß Molybdän nicht in entsprechender Weise aus geschmolzenem Stahl entfernt werden kann.It must be emphasized that molybdenum is not in appropriate Way can be removed from molten steel.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Entfernung unerwünschter Begleitelemente aus Metallen und Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder die Legierung unter gleichzeitigem Aufblasen eines Strahles aus einem inerten Gas, dem 0,005 bis 10 Volumprozent Sauerstoff zugemischt sind, bis zum Schmelzpunkt erhitzt wird, anschließend weiter erhitzt und auf die Schmelzenoberfiäche ein sauerstofffreies Inertgas geblasen wird. Claims: 1. Method for removing unwanted accompanying elements of metals and alloys, characterized in that the metal or the alloy with simultaneous inflation of a jet of an inert gas, the 0.005 to 10 percent by volume of oxygen are added, heated to the melting point, then heated further and an oxygen-free inert gas blown onto the melt surface will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Metalls oder der Legierung zeitweise unterbrochen wird und das Metall oder die Legierung auf konstanter Temperatur gehalten wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the Metal or alloy is temporarily interrupted and the metal or alloy is kept at a constant temperature. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem nichtrostenden umzuschmelzenden Stahl Molybdän entfernt wird, indem der Stahl unter Einwirkung eines Strahles aus einem Inertgas, dem 1 bis 2 Volumprozent Sauerstoff zugesetzt sind, auf 750 bis 850°C erwärmt wird, bei dieser Temperatur ghalten wird, bis das Molybdän entwichen ist, auf 1600 bis 1700°C weiter erhitzt wird, wobei auf die Schmelzenoberfläche ein Inertgas mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 0,01 Volumprozent geblasen wird.3. The method according to claim 1, characterized in that that from a stainless to be remelted Steel removed molybdenum is made by the steel under the action of a jet of an inert gas, the 1 until 2 percent by volume of oxygen are added, is heated to 750 to 850 ° C, at this temperature is maintained at 1600 to 1700 ° C until the molybdenum has escaped is further heated, an inert gas with an oxygen content on the melt surface is blown by less than 0.01 volume percent.