DE1583713A1

DE1583713A1 - Stranggussverfahren zur Herstellung gasblasenfreier Stahlgussstraenge

Info

Publication number: DE1583713A1
Application number: DE19671583713
Authority: DE
Inventors: Hornak John N
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1966-08-25
Filing date: 1967-08-24
Publication date: 1970-08-27
Also published as: GB1205791A; FR1553748A; ES344448A1; NL6711510A; ES344446A1; US3459537A; BE703048A

Description

PA T EN T A NW ALT E

PATENTANWÄLTE LIGHT, HANSMANN, HERRMANN β MDNCHEN 2 · THERESIENSTRASS6 33

DipL-Ing. MARTIN LICHT Dr. REI N HOLD SCHMIDT ■ Dipl.-Wirtech.-lng;, AX E L Ή A N S M A N N Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

München, den jJ-'i. August i'Jb?

Ihr Zeichen Unser Zeichen

-/i'e

C(JRr¹DikU'IUN i^Ji ttaburgh, jPeausy ivania .viii LaHi i'Gsin i'laee l>'^^!j V. .yt.. λ.

ί) trän i^iiiiverf ahren zur nerd teilung gasb lasetif reier

triinge

i)ie v^rorl iegeacle L,rfiudting bezieht sich auL'

fanroii luifl aiii" oiaiilprodiikfce; iiisbesoudere bezieht sie siuh " 0.LiJ: unter Vajcuuin durcixgeXührte Ue.soxyüatioasvcrlaliroii und auf äfcran^UiiVcrraare'n zur v^:e-r tigung.-. von !.Siechen und. reinble JJle i-irfiadUMg befaßt aieli mi t .0 tailIbrauten, aeuartiger Zii , weioiie auf diese v/eise "-"d-et.oxydiert, und ■ gego'&seti

bzw. ο tab I,) La t Leu für uleche Lind ^!.i/e iß bleche werden tiorjnalerweiae von iiandsfelilblöuK'eu und gedeeke Lteii ►■itaülblöGiiGii gewonnen, weiche in.-einer iieriicjüimlicien üuBiorni

009835/0337

Patentanwälte DipL-Ing, Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÜNCHEN i_f THERESIENSTKASSE 33 > Tefefon: 292102 · Telegramm-Adresso: Lipatli/München

Bankverbindungefri Deutsche Bank AG, Filiale München, Dep.-Kasse Viktualienmarkf, Konfo-Nr. 70/30 Ä38 Bayer. Vereinsborik München, Zweigst. Oskafvon-Millef-Ring, Klo -Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 143397

OppenauerBÜro: PATENTANWALT DR, REINHOLD SCHMIDT

. BAD

tiergestallt werden. Handstahiblöcke, welche den größten IclI uus utahles zur i-ert igung von υ lochen und >ve ißbieeheii darstellen, kennzeichnen &ich durch eine saubere, von u'a.st;in~ .-JChlUtjsen" freie Oberfläche verhältnismäßig geringen Kohlen-.-j to Γ tgehal tes ; das innere der Blöcke weist Gaseinsehlüsse bzw. Lunker auf und besitzt einen höheren kohlenstoffgehalt als die Oberfläche, /.ar Herstellung qualitativ hochstehender itatids tahlü iat es erforderlich, die gewünschte Struktur des ütahies zu beachten, itauds taiilbiocice weisen gewöhnlich 0,03 bis 0", 1^5 (jewiohtspro/uut r.oliiuus to f I, etwa 0, 2 bis U,b Gewichtsprozent Mangan, und weniger als υ,02, jedoch vorzugsweise nicht mehr als 0,Ul "Gewichtsprozent Silizium auf. Der iiüsaige Stcihi für die^e lüohb i ö<-Ke besitzt einen relativ .hohen, jedoch genau bestimmbaren oauersto Lfgehalt, weicher die gewünschte ttaiidbiletting in tier Kokille hervorruft. Lin soichor otahl wird von einem itahlbChmeizoi'en in eine ^bstich{(i"anne mit einem Sauerstofigehait eingefüllt, weicher größer ist als der in der Gußkolcille erforderliche, hin metallisches Desoxyüationsmittel wird gewöhnlich in der xibstichpfarme zugesetzt, um den sauerstoffgehalt auf das gewünschte .Niveau .abzusenken, bevor der btanl in die Kokille abgegossen wird. Vorzugsweise wird xkluiuinium als Uesoxydationsaiittel verwendet, wobei sich Aluminiumoxyd bildet; der grölite Anteil des AluifLiriiuiiioxydü strömt zur Oberseite des Stahles in der Pfanne und bildet einen .abstrich bzw, schaum. Der als Linjchluß in dem Ko-lcillenbiock beibehaltene Anteil von Alurainiunioxyd .is t gering und hat keine

009835/0337

BAD GRfOiNAL

nachteilige Bedeutung für die Stahlqualität. Ls wird vermieden Silizium als Desoxidationsmittel für Ilandstähle zu verwenden', da die dabei entstehenden Siliziumoxydeinschlüsse nachteilige Auswirkungen auf die Stahlqualität ausüben. Restsilizium, dessen Anteil die maximal mögliche Menge von 0, Ü2 V° in Randstählen übersteigt, erzeugt zuviele Einschlüsse wegen des verhältnismäßig hohen Sauerstoffgehaltes im Stahl.

beruhigte Stähle wurden nach herkömmlichen Verfahren gewonnen, wenn ein Stahl frei von Gasblasen bzw. Lunkern gewonnen werden sollte. Diese Stähle weisen weniger als 50 Teile pro Million Sauerstoff auf. Hei der Herstellung dieser Stähle werden gewöhnliehe große Mengen von .il um in ium als Desoxydationsmittel eingesetzt, wobei die Stahle in herkömmliche kokillen abgegossen werden.

Mau kann das Entstehen von Gaseiuschlüssen auch vermeiden, wenn man den Kohlenstoffgehalt des Stahles unter etwa 0,02 Gewichtsprozent hält. Uei diesem geringen Anteil des Kohlenstoffes bildet sieh kein kohlenmonoxyd ungeachtet des im stahl enthaltenen Sauerstoffes; entsprechend werden keine Gasblasen gebildet. Stähle mit solch niedrigem Kohlenstoffanteil sind Jedoch vergleichsweise schwach. Ls ergibt sich deshalb das Erfordernis von Stählen mit höheren Kohlens tof f ant eilen..

0098 3 5/oilt¹' ^v>^;f^

- . ,-BAD-ORiQiNAL

Es hat siDh länge Zeit als Wünschenswert erwiesen,. stahl iiii Strahggußverfähren zu fertigen, da während des Strangguß-Verfahrens weniger Ärbeiteaufwänd erforderlieh ist als bei der Herstellung von Stählblöcken in herkömmlichen Gußfornieri bzw* Kokillen; Es wurde jedöoh bislang kein zufriedenstellendes Stahlherstellungsverfahren entwickelt, um für Blech- und '.veifibiechherstellung geeignete Stahlblöcke zu fertigen. Die Verfahren bei der Herstellung von Randstählen und gedeckelten Stählen in herkömmlichen Kokillen sind keineswegs zur Fertigung vofi Stahl im Stranggußverfahren geeignet. Im Stranggußverfahren hergestellte Blöcke müssen frei sein von Gaseinschlüssen. Gasbiaseti oder Gaseinschlüsse in Gußsträttgen sind von großem Nachteil, da Gasblasen an der Oberfläche des Stranges die über— iiäciienqualität beeinträchtigen und die Oberfläche nachbearbeitet bzw* geputzt werden muß, Gaseinschlüsse im Inneren des Stahles reduzieren die Wärmeleitfähigkeit des Gußstranges und machen es erforderlich, mit geringen Gußgeschwindigkeiten zu arbeiten. Das Erfordernis, Gaseinschlüsse bzw. Lunker in Gußsträngen zu vermeiden, macht es nötig, einen Stahl niit einem Sauerstoffgehalt herzustellen, welcher geringer ist als jener bei Raridstählen und gedeckellen Stählen. Die Verwendung herkömmlicher, metallischer ,Desoxydatiönsmittel, d»h. Aluminium und Silizium kann in dein Ausmaß, um diesen gerindert Sauerstoffanteil zu erzielen, nicht geduldet werden, da damit das Entstehen zu großer Mengen von Uxyden verbunden ist» Wenn der abstichpfahne zugefügtes"Aluminium als einziges iJesoxydationbinittel Verwendung findet, dann bildet

00983 5/033 7 ·■. :i$ü/

BADORIStNAk

sich eine große Metige von Aluininiumoxydschauin; ein großer .anteil dieses Abstriches bzw. Schaumes wird in der Oberfläche des Gußstranges-eingefangen, wenn sich dieser in der Kokille bildet. Die Überfläche muß deshalb durch Putzen nachbehandelt werden. Die Verwendung von Silizium allein als Desoxydations-. mittel im.Stranggußverfahren hat sich ebenfalls als nachteilig erwiesen. Der für die Desoxydation erforderliche /urteil - IaUt einen Stahl mit nicht akzeptierbarer, hoher Härte entstehen. Bei Zusetzung von Silizium bilden sich außerdem Siliziumoxydeinsehlüsse, welche sowohl die Oberflächenqualitat als auch die Qualität des inneren .aufbaues im Strang beeinträchtigen. Siliziumoxydeinschlüsse sind insbesondere in warmverarbeiteten Blechen von Nachteil.

Es wurde auch vorgeschlagen, eine Vakuum-Desoxydation des Stahles durchzuführen, um den Sauerstoffgehalt vor dem stranggießen zu reduzieren. Der Sauerstoffanteil, welcher bei wir schaftlich vertretbaren Geschwindigkeiten erzielt wird, ist jedoch immer noch zu hoch, um die Bildung von Gaseiuschlüssen zu vermeiden, wann immer der Anteil des Kohlenstoffes im Stahl über etwa 0,02 Gewichtsprozent liegt. Die Vakuuin~Desoxydatiou kann deshalb nicht allein verwendet werden, um den Sauerstoff- ■ antßil auf das gewünschte Maß abzusenken.

Da mit bekannten Stahldesoxydationsverfahren kein Gußstrang guter Qualität für Blech und r/eißbleche erzielt werden

009835/0337

— ο —

kann, ist ein neues Verfahren erforderlich, durch welches

gasblasenfreie Gußstränge mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt'''

und nur einem geringen Anteil nichtmetallischer Einschlüsse gefertigt werden können.

Erfiuduugsgeraäß wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Stranggießen geschaffen, durch welches gasblasenfreie Stahlblöcke bzw. Stahlstränge mit einem geringen Anteil von Einschlüssen hergestellt werden. Das Verfahren besteht avis dem Einführen geschmolzenen Stahles mit einem Kohlenstoffgehalt von wenigstens etwa 0,0^ Gewichtsprozent und mit einem xVnteil gelösten Sauerstoffes in eine Vakuum—Luigasungs-* /one. Der Anteil des gelösten Sauerstoffes übersteigt den durch die Gleichung:

ppm von O₉ = 5.7

u. 75

angegebenen xinteil. Der Kohlenstoff und der sauerstoff des unter Vakuum in,der Entgasungszone enthaltenen Stahles reagieren miteinander, bis der Sauerstoffanteil nicht wesentlich großer ist als der durch die Gleichung:

ppm von 0„ = 8.7

0.75

angegebene Anteil. Der entgaste cxtahl wird mit einem metallischen Desoxydationsmittei desoxydiert, um den Anteil gelösten ^auer-

5/0337... ...

BAD ORIGINAL

s weiter zu reduzieren. Dann wird der entgaste lind desoxydierte /Stähl in eine Strangguükbkille abgegosseil, wobei der teilweise erhärtende Stahl in der Kokille abkühlt. Dann wird ein teilweise erhärteter Güüstraiig kontinuierlich von der Kokille abgezogen. Dieser Strang weist etwa 0,02 bis etwa 0,15 GewichtsprozentKohlenstoff, nicht mehr als etwa 0,1 Gewichtsprozent Silizium und nicht mehr als etwa 0,üi5 Gewichtsprozent Aluminium auf.

Des weiteren wird erfiudungsgemäß ein kontinuierlich entgaster und kontinuierlich gegossener Guiistrang -erhalten, welcher im wesentlichen aus etwa 0,02 bis etwa 0,15 Gewichtsprozent Kohlenstoff besteht, aus etwa 0,1 bis etwa 1,'Ü Gewichtsprozent ,Mangan, aus nicht mehr als etwa 0,1 Gewichtsprozent Silizium, nicht mehr als etwa 0,15 Gewichtsprozent Aluminium, nicht mehr als etwa 150 Teile pro Million sauerstoff , wobei sich der Rest aus Lisen und Inreinheiten zusammensetzt. Der Stahl weist einen gebundenen Anteil von nicht mehr «ils etwa iyü Feile pro Million Siliziumoxyd— und ,ilumiuiümoxydeirisehlüsseh auf. .

Erfindungsgeniaß wurde festgestellt, daß saubere üuüstränge frei von üaseinsohlusscn durch \ aktium-Kohlt'iis t ο 1 i desoxidation ja* lertigt werden können, weichereine Desoxydation mit einem oder mit mehreren, metal 1 isclien Desoxydatiousmi t teln folgt, obwohl mit keinem üesoxydationsmittel allein solejie

009 8 3 5/033 7

Stränge erzielt werden können. ,

Erfindungsgemäß wird Stahl unter Vakuum Kohlenstoff desoxydiert, um einen beträchtlichen Ante.il des Sauerstoffgehaltes

zu entfernen. Der entgaste Stahl wird dann mit einem oder mit mehreren, metallischen Desoxydationsmitteln desoxydiert, um weiterhin den Anteil gelösten Sauerstoffes vor jdem Abgießen des Stahles zu reduzieren. Der desoxydierte Stahl wird dann in eine wassergekühlte Stranggußkokille abgegossen, aus welcher ein teilweise erhärteter Strang nach unten abgezogen wird.

Die entgasten und im Stranggußverfahren hergestellten Gußstränge der vorliegenden Erfindung sind durch einen niedrigen Sauerstoffgehalt gekennzeichnet, ferner durch eine gute Beschaffenheit der Oberfläche, welche frei ist von Alurainiumoxyd— abstrichen, und durch geringe Mengen von Siliziumoxyd- und Aluminiumoxydeinschlüssen. Der gesamte Anteil des Sauerstoffes in den im Stranggußverfahren gefertigten Strängen nach der vorliegenden Erfindung beträgt weniger als etwa 150 Teile pro Million; der nicht an Silizium, aluminium oder Mangan gebundene Anteil des Sauerstoffes beträgt nicht mehr als etwa 20 Teile pro Million (ppm). Die Menge der gebundenen Siliziumoxyd- und Alumiiiiumoxydeinschlüsse beträgt nicht mehr als 150 Teile pro Million (ppm).

009835/0337 ;

^- " BAD

«a. ty m ■

Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert;

Fig» 1 ist eine graphische Darstellung des Sauerstoffes bzw* des Anteiles des gelösten Sauerstoffes bei Anwesenheit verschiedener Üesoxydationsmittelj

B „ ■ -

. 1'¹Ig₄ 2 ist eine schematische ansicht der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung»

Um einen Stahl zu erhalten, welcher frei von &aseittsehiüs~ aeti bsaw* Lunkern ist, ist es erforderlich entweder vor der Erstarrung des Stahles dessen Kohlenstoffgehalt auf weniger als etwa 0,02 "/o herabzusenken oder den Sauerstoffgehalt bis 2u einem Niveau zu verringern, bei welchem sich keine Einschluss se bilden* Der genaue Kohlenstoffgehalt des Stahles, bei welchem sich Lunker nicht mehr bilden, variiert etwas um 0,02 >, da die Bildung durch Variable₍wie der Mangangehalt des Stahles,beeinflußt ist« Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren, um deii Sauerstoffgehalt des Stahls soweit zu verringern, daß man einen.lunkerfreien Stahl erzielt. In Fig. 1 ist der Bereich der Zusammensetzung, innerhalb welchem sich keine Einschlüsse lift Stahl bilden, durch den an der linken Seite und unterhalb :. der Kurve A befindlichen Bereich angegeben* Die Kurve A zeigt die größtmögliche Sauerstoffkonzentration bei jedem Kohlengehalt im Bereich von etwa 0,02 bis 0,16 üewichtsproüent an. Dieser

009835/031^

maximale Sauerstoffgehalt variiert von etwa 10 bis 50 Teilen pro Million, was vom Kohlenstoffgehalt abhängt. Die kurve A bezieht sich auf eine stationäre üußforra bzw. Kokille* Wie im Verlaufe der Üeschreibuug noch dargestellt wird, können bei btranggußblöoken Liuschlüsse bei einem Sauerstoffgehalt wie bei jenem, welcher durch die Kurve Λ dargestellt ist, erzielt werden, vorausgesetzt, die üußgesehwindigkeit wird liber ge-, wissen .,Hinimälgrößen gehalten, welche von der Konzentration des gelbsten bauefstöfies abhängt.

Line in einem herkömmlichen Stahihochöfen hergestellte bchmelze kann erfinduu_äsgemuß im Stranggußverfahren in koh« blocke von Blech- und reinstblechformat gegossen werden* Der btahl wird von einem ätalilsehmelzof en iü iu eine Gießpfanne Ii (flg. 2) bei einer Temperatur abgegossen, welche gewöhnlich über 1049 ^ liegen kann, obwohl die Temperatur etwas höher oder geringer sein kann*

Der abgestochene ^taiii weist eine Kohlenstoffmenge auf, welche einen irußblock mit etwa 0,02 bis 0,15 Uewichtsproineut Kohlen»toffgehalt nach unter vakuum durchfjeiliiarter Kohlenstoffdeboxydierung ergibt» Die Kohlenstoff menge wird durch dt-n jeweiligen Verwendungszweck des stahlproduktes gesteuert. Da , der Kohienstoffaateil auf etwa υ,οΐ bis U,u5 uewiciitsprozeut des ütahlfes reduziert wird, enthalten gewöhnlicn v),02 bis u,ü3 üewiülitspro2Giit de» btahles etwa 0,04 bis υ,Ι? Gewichtsprozent Kohlenstoff» Der Sauerstoffgehalt des vom behmelzofen 10 ab-*

BAD GBIQINAL

gestochenen Stahles kann sich von einem Maximum von mehr als 600 Teilen pro Million, wenn der Kohlenstoffgehalt 0,0^ Gewichtsprozent beträgt, bis zu etwa 120 Teilen pro Million andern, wenn der Kohlenstoffgehalt etwa 0,17 Gewichtsprozent betragt. Der Sauerstoffgehalt des vom Schmelzofen abgestochenen Stahles wird in etwa durch die Kurve B dargestellt, welche die Menge des gelösten Sauerstoffes im Gleichgewicht mit gelöstem Kohlenstoff bei atmosphärischem Druck und 10^9 C wiedergibt.

kleine Anteile von Metallen, d.h. bis zu 1,0 Gewichtsprozent Mangan, nicht mehr als υ,Ι Gewichtsprozent Silizium und bis zu etwa 0,Oo2 Gewichtsprozent Aluminium können ebenfalls im Stahl enthalten sein, wenn dieses vom Schmelzofen 10 abgestochen wird.

Nachdem die Stahlschmelze vom Stahlschmelzofen 10 in die Gießpfanne' 11 abgegossen wurde, wird diese entlang einer Bahn 12 zur "-ubors-e.ite eines Stranggußturmes 13 bewegt, wie aus lig. 2 zu ersehen ist. Der Stranggußturm besteht aus einem Ijntgasungs— gefäß ik ,. aus viuer offenen, röhrenförmigen und wassergekühlten Strangguökokille 15, aus einer anzahl von Stützrollen Ib und aus Treibroi lon- 17.

Zusätze in. Form metallischer Uesoxydierungsmittel aus Legierungselementen können in der Pfanne 11 hinzugegeben werden. Vom Standpunkt der Reinheit des Stahles wäre es vorteilhalt, die

0 09835/$031

BAD ORIGINAL

üesoxydationsniittel in der Pfanne nicht zu verwenden. Die Verwendung metallischer Desoxydationsmittel in der Abstichpianne ist jedoch erwünscht, da dadurch das Auftreten unkontrollierter Wärmeentwicklung vermieden wird, d.h. das Entstehen von Schmelzen mit einem zu großen Sauerstoffgehalt in der Pfanne Die Verwendung metallischer Desoxydationsmittel ist außerdem von Vorteil, da größere Mengen von Stahl produziert werden können, indem die Desoxydation vom Kntgasungsgei'äß Ik teilweise auf die Abstichpfanne 11·übertragen wird. Da die Verwendung von Desoxydationsmitteln in der Abstichpfanne 11 Linschlüsse und die Bildung von bchaum vermehrt, werden in der Pfanne 11 nur begrenzte Mengen dieser Desoxyd-atiousmi'ttel verwendet. Die in dem Stahl verbleibende Sauerstof fineiige, wenn der Stahl von der Pfanne 11 in das Entgasungsgelaß Ik abgestochen wird, ist im wesentlichen größer als die durch die Kurve C in i>'ig. 1 dargestellte Menge. Die Kurve C stellt den Sauerstoffgehalt dar, welcher durch unter Vakuum durchgeführter Kohlenstoffdesoxydation in wirtschaftlich vertretbaren Mengen erzielbar ist.

Silizium ward vorzugsweise als Desoxydationsmittel in der Abstichpianne 11 verwendet. Silizium ist ein mildes Desoxydationsmittel und kann in Mengen zugesetzt werden, welche den Siliziumgehalt nicht über υ, 10 Ge\\ichtsprozent der gesamten biiiziummenge (freies und gebundenes Silizium) anwachsen lassen. Gewöhnlich wird genügend Silizium hinzugefügt, um den Siliziumgehalt des Stahles auf wenigstens O,U2 Gewichtsprozent anzuheben, wo-

0098 35/0337

durch die geeignete Desoxydation erzielt wird. Ein höherer Anteil von Silizium wird wegen der größeren Härte und der schlechten Zugqualitäten des sich daraus ergebenden Stahles vermieden. Bis zu 1,81 kp Silizium können pro Tonne in der Abstichpfanne hinzugefügt werden, ohne dabei einen biliziumanteii von U, Iu ⁰Jo des Produktes zu übersteigen. Die augenscheinliche Diskrepanz zwischen der Menge des zugefügten Siliziums und des sieh daraus ergebenden Siliziumaiiteiles -des Stahls wird durch die Tatsache erklärt, daß ein Teil des Siliziumoxydes auf dr Oberfläche des btahles in der Ffanue ii schwimmt und bei nachfolgenden Analysen nicht mitgerechnet wird, bilizium kann In der Abstichpfanne 11 in Form einer Legierung, wie ^errosilizium oder Mangansilizi.um, zugesetzt werden.

Durch das Hinzufügen von Silizium in der .abstichpfanne wird der Sauerstoffgehalt bis auf ein Niveau abgesenkt, welches nahezu durch die Kurve D in ^i gV 1 dargestellt ist. uie Kurve D zeigt den Anteil des unter Gleichgewicht gelösten Sauerstoffes im Stahl bei verschiedener Konzentration von gelöstem (elementarem) Silizium im Bereich von etwa U,Ul bis 0,15 Gewichtsprozent bei 1597 C in einem 0,4 Gewichtsprozent Mangan enthaltenden Stahl. Die Temperatur und der Mangangehalt stellen typische Bedingungen in der Abstichpfanne dar. Die Menge gelösten Sauerstoffes nimmt ab, wenn die Menge des zugefügten Siliziums ansteigt. Im Gleichgewichtszustand ist die bauerstoffmenge des Stahls geringer als zum Zeitpunkt des Abstiches, jedoch

009835/0337

BAD'OMNÄL

- Ik -

beträchtlich größer als der Sauerstoffgehalt nach dem Entgasen; ein beträchtlicher Anteil des elementaren Siliziums bleibt in Lösung, üa das Silizium ein zunehmend wirksameres Desoxydationsmittel wird, wenn die Temperatur des Stahls absinkt, 1st das gelöste Silizium für eine weitere Desoxydation des Stahles verfügbar, nachdem dieser entgast wurde und abkühlt.

Aluminium ist ein starkes üesoxydationsmittel, welches in kleinen Mengen bis zu 0,339 kp pro Tonne Stahl in der Pfanne 11 zugesetzt werden kann. Größere Mengen werben nicht zugesetzt, dm die Bildung von zu großen Mengen Aluminiümoxyd zu vermeiden. Aluminiumzusatze in der Pfanne sind vom Standpunkt der Reinheit des Stahles unerwünscht. Obwohl das sich bildende Aluminiumoxyd zur Überseite der Pfanne strömt, wird ein geringer Anteil des Aluiuiniumoxydes durch das Verfahren mix dem btahl hindurehge— führt und setzt sieh schließlich in der Kokille ab, wodurch die Gußfläche beeinträchtigt wird, Außerdem ist Ffannen-ALuminium unwirksam und als Desoxydationsmittel nicht bestimmbar. Ein bestimmter -uiteil \vLrd beispielsweise durch Luftoxydation verbraucht, ohne dabei den Gehalt des gelösten sauerstoffes im btahl zu reduzieren.

Vom Standpunkt der iieinheit des Stahles ist es wünschenswert, kein Uesoydationsmittel" in der Pfanne 11 zuzusetzen. Durch dieses Verfahren werden die Einschlüsse von bilizi.um— und aIumiixiumoxyd auf ein Minimum reduziert. Eine gewisse Menge an

0098 35/03

BAD ORIQINAL

üesoxydationsinitteln ist dennoch erwünscht, um unkontrollierbare iii tzeentwicklung zu vermeiden, d.h. bchmelzen, welche einen zu großen Anteil von gelöstem Sauerstoff im btahl enthalten.

Gewöhnlich wird Mangan der Pfanne 11 in einer Menge zugefügt, welche einen Manganauteii von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent des Blockes ergibt. Mangan wird in Form einer Legieruug, beispielsweise als Ferromangan oder Mangatisilizium zugesetzt. Ein Teil des zugesetzten Mangans wird zu Manganoxyd, MnO oxydiert.

Der Stahl wird kontinuierlich von der Abstichpfanne 11 in das Entgasungsgefäß l'i abgezogen. Dies geschieht nach llinzu-. füg.utig von liesoxydat ionsmi t teln und dem Legieren der Elemente in der Pfanne 11, wenn diese Zusätze erfolgt sind. Der aus der Abstichpfanne 11 in das Lntgasuugsgefaß Ik abgezogene Stahl enthalt 0,0't bis etwa 0,17 Gewichtsprozent Kohlenstoff, etwa 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Maugau, weniger als etwa υ,005 Gewichtsprozent Aluminium, nicht mehr als etwa 0,10 Gewichtsprozent Silizium und etwa 120 bis bOO Anteile pro ,Million ..sauerstoff. Ob Pfannen-UesOxydatiousmittel verwendet werden oder nicht, der Anteil des gelösten Sauerstoffes im Stahl, wenn dieser i :i d.ib Lutgasuugsgei'aß ik abgegossen wird, muß wesentlich über der durch die Kurve 0 in i-'ig. 1 dargestellten oauerstoffiiienge liygen, so daß das Lntgasungsgei'äß auf wirksame Weise verwendet-werden kann und die Menge an Einschlüssen, welche durch die Verwendung

009835/0337

.":■■-""· ^: - ■■■·.- - BAD 0HS81HÄL

metallischer Desoxydationsmittel entstehen, auf ein Minimum reduziert werden kann.

Die reiuperaturabnahme des Stahles in der Abstichpfanne sollte so klein als möglich gehalten werden. Dieser Temperaturabfall beträgt im Durchschnitt 55 »5° ^, obwohl .,ich dieser Uetrag ändern kanu. So wird beispielsweise Stahl vom Schmelzofen IU mit einer Temperatur von 16Ί9 C oder etwas mehr abgezogen und bei einer Temperatur von etwa 1593 C in das bntgasuugsgefäß 14 geleitet.

Das ;:nlg£isungsgefaß Ik wird bei einem maximalen Druck von etwa jü iHiu .,.lUi'gks-ilber absolut und vorzugsweise bei etwa 3 m¹¹¹ quecksilber absolut betätigt. Durch das im Entgasungsgefäß Ik vorherrschende Hochvakuum werden beträchtliche Mengen des Sauerstoffes aus dem Stahl zusammen mit etwas Kohlenstoff entzogen; daraus ergibt sich eine entgaste Stahlschmelze, deren Sauerstoffgehalt nahezu jener durch die Kurve (J In /ig. 1 dargestellten .^vauerstoffmenge entspricht. Diese Kurve kann durch folgende Gleichung wiedergegeben werden:

ppm von Sauerstoff = 8.7

(^C) 0, 75

Diese ijleichung gibt einen jauerstolfgehai t für ein angeschlossenes tntgasungsgefäß wieder, welches mit vernünftiger ije-sc-hwind iskei t arbeitet. Die Glei chscewiohtsk-onzentrat ι on des

009835/0337

BAD

Sauerstoffes unter Hochvakuum bei Stahl-bii tgasungs lemperei tur liegt unterhalb der Kurve C, ist jedoch von keiner praktischen Bedeutung, da das Gleichgewicht nur bei niedrigen.-hntgasungs-■ ■ ■ ■ geschwindigkeiten erzielt werden kann, welche für industriezweclce nicht praktisch erscheinen.

Kin vorzugsweise verwendstes hntgasungsgefäß zur Verwendung .- im vorliegenden Verfahren besteht aus einem Strangguß-Entgasungsgerät mit einer oberen Ii In laß öffnung 21 für nicht entgastes Metall, mit einer an der Unterseite befindlichen Entladeöffnung 22, welche mit Hilfe eines durch einen hydraulischen zylinder 2k bewegbaren Sehiebeventlls 23 gesteuert ist, mit einer Uffining in der Seitenwand des Lntgasungsgefäßes l'i zu,« einfüllen metallischer Desoxydationsiuittel in die Menge 26 des sich im Entgasungsgefäß l^i ansammelnden, entgasten Stahles, und mit einer Zuführung vorrichtung 27 für besoxydationsmittel. \ach einer vorzugsweise dargestellten aus!"ülirungsf oriu der ZuführungsvorrLclrtiing "2'7 'x'ür .Desoxidationsmittel ist eine optiie"£S zum Zuführen von Aluminium in Drahtform vorgesehen, eine sich von der Öffnung 2"> nach außen erstreckende, und abgedichtete Leitung 29 und eine Abdichtung J>0 am uiißeiietnle der Leitung 29, mit welcher /i-lumiiiiumtlraii t in das Entgasungsgefaß Ik eingeführt werden kann., während gleichzeitig eine vakuumdichte Abdichtung beibehalten wird. Das. Eiitgasungsgefäß weist Leitungen 3i und 32 auf, welche an den gegenüberliegenden- Seiten eines Leitbleches'33 enden und an einer .zueile von unter Druck stehendem Medium augeschlossen

00983 5/033 7

BAD

sind. Das Strargg.uß-En tgasungsgefaß Lk nach rig. 2 wird vorzugsweise wegen der geringen Abnahme der Stahltemperatur im Lntgasungsgefäß verwendet. Gewöhnlich beträgt die Temperaturabnahiiie im Lntgasungsgefaß 1Λ nur" e twa 5,55 C. Es können auch andere Lntgasungsgefäße verwendet werden, beispielsweise-.die bekannten, pi'annenähnL Lehen Linsatzentgasungsgefäße. .Mit Hilfe dieser Lntgasungsgefäße können vergleichbare liritgasuugsergebtiLsse erziel t "werden., dies ist jedoch mit eineni wesentlich größeren Temperaturverlust, d.h. 55,5 -· U oder mehr verbunden.

Die Lntgasung im Lntgasuugsgefaß l^;i resultiert in einer Reduzierung des Kohlenstolfgehaltes des Stahles um etwa 0,Ui bis 0,u5 Gewichtsprozent, gewöhnlich etwa 0,02 bi.i etwa 0,03 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht des btahles, und aus einer damit verbunaenen Bauerstoffreduktion von etwa L3o Teilen pro Million 1'ü.r jedes 0,01 Gewichtsprozent der Reduktion des Kohletisto f f gehal tes . Die Reduktion des oauerstoifgehaltes entsteht durch eine Reaktion zwischen Sauerstoff und i-ohlenstoff zu Kohlenmonoxyd. wenn der Kohlenstoffgehalt um ( 0,02 Ge\tfichtsprozent reduziert wird, dann fällt der Sauerstoffgehalt um etwa 260 "feile pro Million. Der otahl weist nach der i-ungasung etwa 0,02 bis et\va 0,15 Gewichtsprozent ivohlenstoff auf. Der Gehalt gelösten Sauerstoffes des entgasten Stahles ist durch die Kurve C in Fig. 1 wiedergegeben.

Die !enge des in dem entgasten otahl verbleibenden, gelösten Sauerstoffes ist immer noch so groß, daß Gaseiiischlüsse in dem

009835/0337

BAD ORiaiNAL

üußbloolc gebildet werden, so daß das Metall weiter desoxydiert werden muß, bevor es erhärtet. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung bestellt in der Desoxydation der entgasten .Metall schmelze mit einer oder mit mehreren. Metal ldesoxydations mitteln, um den Anteil des gelösten Sauerstoffes zu reduzieren.

- Vorzugsweise werden Aluminium und Silizium als Desoxy— dationsmittel verwendet, obwohl natürlich andere metallische Desoxydationsmittel, beispielsweise Uor gleichermaßen eingesetzt können.

Aluminium wird vorzugsweise als Desoxydationsmittel für entgastes Metall eingesetzt. Da Aluminium das stärkste, mit .Stal.il verträgliche Desoxidationsmittel ist, wird durch Verwendung von Aluminium als Desoxydatiousmittel' Stahl von geringstmöglichem Anteil gelöstun Sauerstoffes erzielt. Darüberhiuaus wird durch Verwendung von Aluminium anstelle von Silizium ein Stahl mit der gewünschten Härte bei einem Minimum von SiIiziumoxydeinsehlüssen erzielt. Aluminium kann unter Vakuum in dem beschriebenen Entgasungsgefäß ik dem entgasten Stahl zugesetzt werden, oder kann an der-'Oberseite der Kokille Ip eingeführt werden. In jedem Falle-wird vorzugsweise .iluminium in i'orm eines Drahtes in das entgaste .Metall eingeführt. Da das gesamte, in der .vbstiehpXanue 11 zugeführte .\luminiu:u dort oxydiert wird, muß Äusät /»Helles Aluminium dem entgasten Metall zugesetzt werden, wenn eine Desoxydation des.entgariUMi Metalles mit Aluminium

8t

00983 5/03 3 7

BAD OHiGlNAL

erwünscht ist. Aluminium wird auf wirksamere Weise in dein Entgasungsgefäß I^ oder in der Koitllle 15 als in der Pfanne eingesetzt. Da der größte anteil des in der Abstiehpfanne zugesetzten Aluminiums verbraucht wird, wird das meiste des in dem Entgasungsgefäß Ik oder der Kokille 15 zugefügten .Aluminiums zur Desoxydation des Stahles verwendet,; nur ein geringer Anteil wird durch von außen zugefülirten Sauerstoff oxydiert, beispielsweise durch den Sauerstoff der Atmosphäre, welcher beim Abziehen vom Entgasungsgefäß Ik in die Kokille miteingefangen wird.

Das in dem Eiitgasungsgefäß Ik zugesetzte Aluminium reduziert den Sauerstoffgehalt des Stahles auf ein sehr niedriges Niveau, welches in etwa durch die Kurve E in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Kurve wird die Sauerstoffkonzentration im Gleichgewicht als Funktion der Menge gelösten (d.h. säurelöslichen) Aluminiums im Stahl dargestellt, i'alls genügend .ul um in ium Verwendung findet, wird die Bildung von Einschlüssen im Gußblock vermieden.

Silizium kann ebenfalls vorwendet werden, um entgastes Metall zu desoxydieren. Das für diese /wecke geeignete Silizium kann" aus gelöstem Kestsilizlum bestehen, welches dem Stahl in da*'ivbs tiohpJtan-rie zuseführt wurde;" es kann auch mit Silizium gearbeitet werden, welches dem entgasten Metall entweder im Ltitgasungsgefäß l-'i oder· an der übersei te der Kokille 15 züge se t/.t

00983 5/033 7

BAD

wurde. Ln jedem Fall werden herkömmliche siliziumverbindun^en, wie i'errosilizium und Mangansilizium verwendet, Silizium, welches dem entgasten Metall- zugesetzt wird, ist etwas wirksamer als das in der .abstichpf arme 11 zugesetzte Silizium.

Wie bereits angeführt wurde, wird Silizium ein wirksameres Desoxidationsmittel, wenn die Temperatur ab Hillt. rfenη der Stahl abgekühlt wird und in bzw. unterhalb der Kokille 15 verfestigt, tritt eine weitere lteaktiou zwischen Silizium und Sauerstoff ein, wodurch der Sauerstoffgehalt unter den im Entgasungsgefäß 14 (durch die Kurve C dargestellt) erreichbaren Sauerstoffgehalt absinkt, wobei sich keine Linschlüsse mehr bilden.

Die Gesamtmenge des in der Abs ticiipf anne 11 und in dew Entgasuiigsgefaß Ik zugesetzten Siliziums ergibt einen Siliziumanteil, welcher nicht größer als 0,10 Gewichtsprozent des Gußblockes ist. Der größtmögliche Siliziumanteil verringert sich mit zunehmenden Kohlenstoffgehalt nach tier trleichung:

■> Si + Ο,τ/οΟ =0,11

So kann eiri.0,ü2 yb Kohlenstoff aufweisender Stahl ein inaxijiium von ΰ, 1 -/ο Silizium enthalten. Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,ü6 /ι» sollte nicht mehr als (J,03 Gewichtsprozent Silizium aufweisen, während Stahl mit 0,15 Gewichtsprozent Kohlenstoff nicht mehr als 0,03Gewichtsprozent bilizium enthalten sollte.

009835/0337

BAD

Der Gehalt des gelösten Sauerstoffes, welcher durch Silizium erzielt wird, ist höher als jener, welcher mit Aluminium erreicht wird; er ist "trotzdem tief genug, um die Bildung von Güseinschlüssen zu verhindern, vorausgesetzt, daß die weiter nuten beschriebenen Giißgeschwindigkeiten eingehalten werden, nährend der erzielte Sauerstoffgehalt oft in dem-"beruhigten Bereich unterhalb der Kurve A (t'ig. 1) bei Verwendung von ■ aluminium liegt, liegt der Lnd-Saucrstoffgehalt bei Verwendung von Silizium wahrscheinlicher unterhalb der Kurve A, so daß geringste Gußgeschwindigkeiten beibehalten werden müssen, um die Bildung von Einschlüssen zu verhindern.

Entgaster btahl wird kontinuierlich vom Entgasungsgefäß lh in die Kokille Ip abgezogen. Die Ausflußgeschwindigkeit aus dem Entgasungsgefäß Ik entspricht der Einflußgesehwindigkeit während des Abgießens. Lie Kokille 15 i^t eine herkömmliche, wassergekühlte und offene Stranggußkokille. Ein sich erhärtender Mantel aus Metall bildet sich in der Kokille 15 und wird zunehmend dicker, wenn der uußstraug unterhalb der Kokille 15 absinkt, bis der Strang vollkommen erhärtet ist.

Wenn Silizium allein als metallisches Desoxydationsmittel für entgastes Metall Verwendung findet, dann verursacht das allmähliche Abkühlen und Erhärten des Stranges eine weitere Reaktion zwischen dem zuvor zugesetzten Silizium und dem im otahl gelösten ■ Sauerstoff; dabei wird der Sauerstoffgehalt soweit abgesenkt, daß

009835/0337

BAD

■sich kc-jrie Einschlüsse mehr bilden, vorausgesetzt, die GuU-gescliwindigkeit gerat nicht miter ein kritisches Minimum, was von dem gelösten Sauerstoffgehalt des Stahles abhangt.

üde Begrenzung der Mengen von .vluminium und Silizium, walche als Desoxidationsmittel verwendet werden können, ohne Al ft s Maximum von 0,1 Gewichtsprozent für Silizium und 0,15 Gewi cht/sjrroz ent für Aluminium zu überschreiten, kann die' Bildung, vo-n Schmelzen bewirken, weiche genügend gelbsten Sauerstoff aufweisen, daß das _;Vermeideu von Gaseinschlüssen nicht garantiert werden kann. Es hat sich jedoch dabei herausgestellt, daß diese Einschlüsse vermieden werden können, vorausgesetzt eine gewisse, geringste Guügeschwiudigkeit, welche von dem Gehalt des gelösten ;-auerstoffes im .^c tahl abhängt, wird beibehalten, -aus diesem Grunde wird -eher mit hohen GuOg.esctai.udig-. keiten als raitgeringen Geschwindigkeiten gearbeitet. Beispielsweise wird das -tUitreten von Einschlüssen in einer schmelze vermieden, welche 20 Teile pro Million sauerstoff au!veist und ehemibi/h nicht an Aluminium, biii/ium oder Mangan gebunden ist, wenn die (iiißge-sohwindigke i t wenigstens 12" cm pro Minute betragt. Wenn der λιιΙ-οϊΙ des chemisch nicht gebundenen Sauers toi fes hpringer als 20 lei Ie pro Million ist, dann, ist entsprechend die geringste, ei n/ul)eh;i L t ende GuUgescliwindi iikci t entsprechend geringer .

Der Gußstrang weist, wenn er erhärtet ist, etwa 0,02 bis etwa l',i^r) Gewicht s-pro-zent Kohlenstoff aut, nicht, mehr als etwa

009835/0337

BAD ORIGINAL

0,10 Gewichtsprozent Silizium, etwa- 0,1 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent Mangan und nicht mehr als etwa 0,015 Gewichtsprozent Aluminium. Der gesamte Sauerstoffgehalt ist geringer als etwa 150 Teile pro Million und beträgt vorzugsweise weniger als 100 Teile pro Million. Der Anteil des chemisch nicht mit Aluminium, Silizium und Mangan gebundenen Sauerstoffes beträgt nicht mehr als 20 und vorzugsweise weniger als 10 Teile pro. Million. Die gesamte Menge der .Silizium— und ivLuminiumeinschlüsse beträgt nicht mehr als 150 Teile pro Million. Die Menge der Siliziumein-Schlüsse beträgt weniger als 100 Teile pro Million, wenn das Desoxydationsverfahren unter Verwendung von .aluminium in dem Entgasungsgefäß Verwendung findet.

erfindungsgemäß gefertigte Stahl ist insbesondere geeignet für die Umformung in Bleche und Feinbleche, welche durch bekannte Verfahren hergestellt werden können. Die mechanischen Ligenschaften, d.h. die Streckfestigkeit, die Härte und Dehnung sind ausgezeichnet für Blech- und Feiiiblechplatten. Der erfindungsgemäß gefertigte Stahl weist ausgezeichnete Zugqualitäten auf.

Jie Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die nachfolgend aulgeführten Beispiele erläutert.

00983 5/033 7.

BAD ORIGINAL

Beispiel I

Stahlschmelze wurde von einem Sauerstof I-üchinelzof en 10 in eine Abstichpfanne 11 abgezogen. Der Kohlenstoffgehalt in dieser Pfanne betrug 0,038 Gewichtsprozent, der Anteil des llestmaiigans betrug 0,27 % und die Temperatur in der Pfanne betrug l675° C. In der Abstiehpfanne wurden Zusätze von 5 ,hß kp mittleren Kohleu.s tof f-Ferromangans pro Tonne und 0,63 kp Aluminium pro Tonne zugefügt. Das entspricht 0,50 Gewichts~ Prozent Mangan, 0,01Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,07 Gewichtsprozent Aluminium und 0,01 Gewichtsprozent Silizium. Der Kohlenstoffgehalt des Stahls nach den Zusätzen betrug 0,043 "Gewichtsprozent, während der Sauerstoffgehalt 217 Teile pro Million betrug.

Die Schmelze, wurde in dem Entgasungsgefäß 14 entgast. Der iintgasungskessel wurde auf einem absoluten Druck von etwa 3 mm Quecksilbersäule gehalten. Im Entgasungsgefäß 14 wurde Aluminium mit einer - Aiif augsmeiige von 0,114 kp pro Tonne (ton) in die Schmelze des entgasten Metalles eingeführt; Diese Menge wurde während des Entgasens auf 0,054 kp pro Tonne reduziert.

Der entgaste Stahl wurde kontinuierlich vom Entgasuagsgefäß 14 in eine Stranggußkokille 15 abgegossen. Diese Kokille bestand aus einer offenen, röhrenförmigen und wassergekühlten Gußkokille. Das geschmolzene Metall begann sich innerhalb der

009835/033 7

BAD ORIGINAL

Kokillenwände zu erhärten. Der teilweise erhärtete Gußstrang wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 203 cm pro Minute von der Kokille 15 abgezogen. .'Wenn, der Gußstrang .unterhalb der Kokille war, wurde er weiter mit «'asser abgekühlt, und erhärtet. Der Gußstrang wurde dann in bestimmte Längenabsclmitte geschnitten und auf,Oberflächenqualität und innere strukLur untersucht. Die Oberfläche war von guter Qualität und erforderte ein geringes bzw» kein Putzen. Der Gußstrang war im inneren frei von Gaseinschlüssen. .

Eine ^nalyse des Gußstranges erbrachte ü,ü30 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0, pO Gewichtsprozent Mangan, U,.U22. Gewichtsprozent Silizium, 0,005 Gewichtsprozent aluminium.und Ils Teile pro Million sauerstoff. Diese Elementaranalyse, sehließt sowohl freie als auch gebundene Formen der Elemente ein. Der Sauerstoffgehalt wurde durch Vakuumschmelzanalyse bestimmt. - .

Die xvnalyse der Einschlüsse durch das Ester-üalogen-Extraktionsverfahren erbrachte 67 Teile pro Million .Silizium-, oxyd, 57 Teile pro Million .Aluminiumoxyd und 152 Teile pro Million Manganoxyde. Die gesamte, gebundene Sauerstoffmenge für diese drei Oxyde betrug 98 Teile pro Hillion.

00983 5/033 7

BAD

Das SI raugguiiprodukt hatte eine Streclcf estigkoit von 16, 52 kp/mm", eine Zugfestigkeit von 32,34 kp/ram , eine Dehnung (50, y ram) von 39 »6 >, und eine Rockwell 13.—Härte von 35,8' /«. ■ ■

Beispiel 2

Line .Stahlschmelze wurde von einem Sauerstof f~belimelz~ ofen 10 in die Abstichpfanne 11 abgelassen. Der Kohlenstoffgehalt der Schmelze in der Pfanne betrug 0,0^3 '/«; der Anteil des Kestmanganes betrug 0,27 > und die Temperatur in der '.Pfanne betrug 105S⁰ C. · ,

Die Zusätze in der Abst ie'hpf anne betrugen Ί,12 kp höheren Kohlenstoff-1'erromangans pro Tonne, 1,1S kp 50 'eigen i'errosiliziums pro Tonne und 0,635 kp Aluminium pro Tonne (ton). Das entspricht 0,36 tiewichtsprozent Mangan, u,03 Gewichtsprozent KoIi le ns toll , 0,07 Ciewichtsprozeut .-i lumin ium und 0,07 Gewichtsprozent Silizium. Die Pfanneiizusätze steigerten den Kohlenstoffgehalt des Stahles auf 0,071 ','c Der SaiBrstof fgehal t des Stahles Iietrug nach Hinzufügen der Zusätze und vor dem Entgasen 217 Teile pro Million.

Die bchmel/.e wurde in dem Entgasungsgefäß I⁷I bei einem Druck von 3 mm Quecksilbersäule entgast; dabei wurde der Kohlenstoffgehalt des Stahles auf 0,057 y verringert. Es wurde

009835/0337

■ ■' ■ ' BAD ORiaiNAL

während des Entgasutigsprozesses kein Aluminium in das Vakuumsystem eingeleitet. Der Stahl wurde, so wie es im Beispiel 1 dargestellt wurde, mit einer Geschwindigkeit von 208,6 cm pro Minute gegossen.

Die Produktanalyse in Gewichtsprozenten betrug: Kohlenstoff 0,055; Mangan 0,ki; Phosphor 0,010; Schwefel 0,011; Silizium 0,05 und Sauerstoff 0,0065. Die Einschlüsse im Stahl, bestimmt durch die Ester-Halogen-Extraktionsmethode in Teilen pro Million betrugen: SiO^, 63; AIgO,, 79; und MnO, 6l. Der Anteil des Sauerstoffes in Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und Manganoxyd betrug 98 Teile pro Million.

Beispiel 5

Das Verfahren nach Ueispeil 2 wurde ausgeführt mit der .ausnähme, daß die Pfannenzusätze aus folgenden bestanden: 3,72 kp kohlenstoffreichen i-'erromangans pro Tonne, 2,45 kp 50 'eigen Ferrosiliziiims pro Tonne, und 0,3^5 kp Aluminium pro Tonne. Dies entspricht 0,52 Gewichtsprozent Mangan, 0,03 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,07 Gewichtsprozent .aluminium und 0,13 Gewichtsprozent Silizium. Der Kohlenstoffgehalt in der Abstichpfänne betrug 0,035 Ί'< und der Kohlenstoffgehalt nach Hinzufügen der Zusätze betrug 0,065 %·Μ

Die Produktanalyse ergab in Gewichtsprozent: Kohlenstoff 0,055; Mangan 0,44-; Phosphor 0,010; Schwefel 0,010; Silizium ; Aluminium (gesamt) 0,002; und oauerstolT 0,0087. Die

00983 5/0337

ORiaiNAL

Einschlüsse im Stahl wurden durch die Ester-Halogeii-Kxtraktionsraethode bestimmt und bestanden aus: SiO₀, 120; λ-1_ο03, 27; und Mn.0, 92. Der Anteil des chemisch in diesen Oxyden gebundenen Sauerstoffes betrug 99 Teile pro Million.

^009835/0337

Claims

PATENTANWÄLTE .3θ· Dipl.-Ing. MARTI N LICHT

β Mönchen 2 - THEREsiENSTRAssE 33 Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HAN SMAN N

DiPL-PHyS₁SEBASTIANHERRMANN

UMITED STATES STEEL CORPORATION

Pittsburgh, Pennsylvania München,den 24. August 1967

William Penn Place 52p _lhrZeichen un«rz.ich_e„

V. ist. A. " ~'^Fc

Patentanmeldung; Stranggußverfahren zur Herstellung gasblasen—

freier ütahlgußstränge

Patentansprüche

i. Verfahren zur Herstellung gasblasenfreier Stahlgußstränge mit einem niedrigen Gehalt an Einschlüssen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Einleiten einer otahlsehmelze mit einem Kohlenstoffgehalt von wenigstens etwa 0,04 Gewichtsprozent und einem Anteil gelösten Sauerstoffes, welcher den durch die Gleichung

ppm von O₉ = 8.7

0.75

angegebenen Anteil wesentlich übersteigt, in einen Vakuum-Entgasungsbereich, Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff des unter Vakuum in dem Entgasungsbereich befindlichen Stahles, bis der Sauerstoffgehalt nicht wesentlich größer ist als der' durch die Gleichung

ppm von O₉ = 8.7

I'/pü) 0.75

angegebene Gehalt, Desoxydieren des entgasten Stahles mit einem

009835/0337

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmgnn, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 3 MDNCHEN 2, THERESiENSTRASSE 33 · Telefon: 292102 · Telegramm-Adresse: Lipalli/München

Bankverbindungen: Deutschs Bank AG, Filiale München, Dop.-Kasse Viktualienmarkt, Konto-Nr. 70/30438 Bayor. Vereinshank München, Zweigst. Oskar-von-Millor-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postschedc-Konto: Manchen Nr. 163397

OppenauerB0.ro: PATENTANWALT DR. REINHOtD SCHMIDT

• - . - " BAD.ORIQIMAL

metallischen, Desoxydationsmittel , um den Anteil des gelösten Sauerstoffes weiter zu reduzieren, kontinuiorl iches .abgieiien des entgasten und desoxydierten btahles in eine Stranggußko-■ Kille-, Abkühlen des teilweise erstarrten Stahles in der Kokille, und kontinuierliehes Abziehen eines teilweise erstarrten Stranges aus der Kokille, wobei der Strang etwa 0,02 bis etwa 0,15 Gewichtsprozent Kohlens toll, nicht mehr als etwa 0,1 Gewichts-, prozetit Silizium und nicht mehr als ,etwa 0,01.5 Gewichtsprozent Aluminium aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Desoxidationsmittel dem Stahl zugesetzt wird, bevor dieser in den Vakuum-Lntgasuugsbereich gelangt.
3- -Vorfahren- nach Anspruch 2, 'dadurch aekcnnzci fhtii 1 , daß als metallisches Desoxidationsmittel Silizium verwendet wird«
'i. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß'ein-metallisches üesoxydation.smi ttel dem entgasten »vtahl zugesetzt wird.
5. VtMlahreii nach Ansprudi k , dadurch gekennzeichnet, daß-Aluminium als-metallisches Desoxydationsmittel Verwendung findet.

009835/0337

BAD ORIGINAL-
6. Verfahren⁴nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Desoxydationsmittel dem Stahl zugesetzt wird, während sich dieser unter Vakuum befindet.
, 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da.s Gußprodukt etwa 0,02 bis 0,10 Gewichtsprozent Silizium aufweist. . "
S, Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Gußprodukt etwa 0,002 bis etwa 0,015 Gewichtsprozent Aluminium aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ daß das teilweise erstarrte Gußprödukt von der Kokille mit einer Geschwindigkeit abgezogen wird, welche nicht geringer ist als etwa 127 cm pro Minute.
10. Kontinuierlich entgaster und gegossener Stahlgußstrang, gekennzeichnet durch etwa 0,02 bis etwa 0,15 Gewichtsprozent Kohlenstoff, etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent Mangan, nicht mehr als etwa 0,1 Gewichtsprozent Silizium, nicht mehr als etwa 0,015 Ge;\^Tichtsprozent Aluminium, nicht mehr als etwa 150 ppm Sauerstoff, wobei als Rest Eisen und zufällige Unreinheiten enthalten sind und der Stahl ein zusammengesetztes Gewicht von nicht mohr als etwa 150 ppm Siliziumoxyd- und Aluminiumeinschlüsse aufweist.

00983 5/033 7

■' ■ BAD

Leerseite