DE2320165C3 - Verfahren zum Frischen von geschmolzenem Metall - Google Patents
Verfahren zum Frischen von geschmolzenem MetallInfo
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Description
rechenbar. Ist die Menge des Legierungszusatzes groß, werden große Wärmemengen verbraucht, so daß die
Charge langer im Ofen verbleiben muß. Diese Zugabe von Stickstoff geht daher auf Kosten der Produktivität
und der Wirtschaftlichkeit.
Obwohl die US-PS 30 46 107 darauf verweist, daß Stickstoff dem Argon beim Argon-Sauerstoff-Verfahren
äquivalent ist, kann diese Äquivalenz nur beiir Entkohlungsvüfgang
genutzt werden, und selbst dies nur bei denjenigen Stahlsorten, bei denen große Rückstände
an Stickstoff toleriert werden können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Einsatz von Stickstoff
zu einer gefrischten Schmelze führt, deren Stickstoffmenge sich nur wenig von derjenigen unterscheidet,
die im Gleichgewicht mit einer stickstoffhaltigen Atmosphäre steht, welche die Schmelze umgibt. Diese
Menge wird im allgemeinen als Sackstoff gleichgewichtswert
bezeichnet. Sie kann mit Hilfe thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten in bekannter Weise
berechnet werden. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise verwiesen auf C h i ρ m a η und C 0 rrigan,
»Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel«, Trans. AIME, Bd. 233, Juli 1965.
Mit der Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen eines Metalls geschaffen werden, das Stickstoff mit
jedem gewünschten Wert zwischen ungefähr 10 ppm und ungefähr 90% des Stickstoff gleichgewichtswertes
bei Schmelztemperatur enthält. Dieses Verfahi>n soll einfach und wirtschaftlich durchzuführen sein.
Mit der Erfindung soll weiterhin das Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahren
verbessert werden, indem während der Entkohlung Argon teilweise durch
weniger kostspieligen Stickstoff ersetzt wird, ohne daß der Stickstoff soliwert des erzeugten Stahls überschritten
wird.
Erfindungsgemäß ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß während der Anfangsperiode der
Entkohlung ein aus Sauerstoff und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird, wobei der
Stickstoffprozentsatz auf einem Wert gehalten wird, bei dem der Stickstoffpartialdruck in der die Schmelze
umgebenden Atmosphäre größer als der Partialdruck von Stickstoff im Gleichgewicht mit dem in der gefrischten
Schmelze gewünschten Stickstoffgehalt ist, so daß der Stickstoffgehalt der Schmelze am Ende der
Anfangsperiode der Entkohlung größer als der gewünschte Stickstoffgehalt ist; daß ferner während der
weiteren Dauer der Entkohlung ein aus Sauerstoff und einem einatomigen Gas oder aus Sauerstoff,
einem einatomigen Gas und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird und daß der Blasvorgang
mit einem einatomigen Gas und/oder Stickstoff fortgesetzt wird, bis der Stickstoffgehalt der Schmelze
auf den gewünschten Wert abgesenkt ist.
Während der weiteren Dauer der Entkohlung wird der Anteil an einatomigem Gas im Gasgemisch
erhöht.
Die Erfindung läßt sich bei einer Vielzahl von Eisenmetallen und -legierungen anwenden, wie kohlenstoffarmes
Eisen, Kohlenstoffstähle, rostfreie Stähle einschließlich solcher mit 30 bis 40% Chrom, und Nickelbasislegierungen.
Sie können Wolfram, Vanadium, Zirkonium, Kupfer, Aluminium, Silizium, Schwefel, Titan, Mangan, Molybdän und andere normalerweise
benutzte Legierungsbestandteile enthalten. Das Frisehen kann mit Einzel-Chargen oder mit sich ändernder
Charge, wie beispielsweise in einem kontinuierlichen Verfahren, erfolgen.
Die einzige Figur zeigt den zeitlichen Verlauf des Stickstoffgehalts einer Schmelze während des Frischverfahrens
nach der Erfindung, bei dem ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch während einer Anfangsperiode der
Entkohlung eingeblasen wird, worauf ein zweiter Teil folgt, innerhalb dessen in dem Gemisch entweder Argon
an die Stelle von Stickstoff tntt (Kurve X) oder
das Gemisch mit Argon angereichert wird (Kurve Y), während die entkohlte Schmelze dann mit Argon
gefeint wird.
Aus der Figur folgt, daß während der Anfangsperiode der Entkohlung der Stickstoffgehalt in der
Schmelze bis dicht zu dem Gleichgewichtswert N1 iingehoben wird. Während des zweiten Teils der
Entkohlungsperiode verursacht der Ersatz des Stickstoffs durch Argon (Kurve X) eine rasche Abnahme
des Stickstoffgehalts der Schmelze. Diese zweite Periode wird fortgesetzt, bis der gewünschte Kohlenstoffgehalt
und ein vorbestimmter Stickstoffwert N2 erreicht sind, wobei letzterer von dem beim Abstich
erwünschten Endstickstoffgehalt N3 abhängt. Da das fortgesetzte Einblasen von Argon während der Reduktion
und des Feinens eine weitere, wenn auch verhältnismäßig geringe Absenkung des Stickstoffgehalts verursacht,
hängt der Punkt N1, bei dem von Stickstoff auf Argon umgeschaltet wird, von der Argonmenge ab,
die während des zweiten Teils der Entkohlung eingeblasen wird, sowie von dem Stickstoffgehalt N3, den
das abgestochene Metall haben soll.
Die Kurve Y zeigt den Verlauf des Stickstoffgehalts in der Schmelze, wenn die abgestochene Charge einen
höheren Stickstoffgehalt N4 haben soll. Dabei wird während des zweiten Teils der Entkohlung mit einem
Dreikomponentengasgemisch aus Argon, Sauerstoff und Stickstoff gearbeitet. Die Kurve Z zeigt den
Verlauf, den der Stickstoffgehalt in der Schmelze nehmen würde, wenn bei Verwendung eines Dreikomponentengemisches aus Stickstoff, Sauerstoff und
Argon während des zweiten Teils der Entkohlung der gleiche Endstickstoffwert N2 angestrebt würde. In
diesem Falle wäre der erste Teil früher, nämlich zum Zeitpunk« T1 statt zum Zeitpunkt Tt, wie im vorhergehenden
Beispiel beendet, weil die Geschwindigkeit, mit der der Stickstoffgehalt in der Schmelze abfällt,
kleiner wird, wenn das Blasgasgemisch Stickstoff enthält, statt, wie im Falle der Kurve X, keinen Stickstoff
aufzuweisen.
Bei der praktischen Anwendung des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrens
bei rostfreiem Stahl, bei dem Argon das einzige zusätzlich zu Sauerstoff verwendete
Gas ist, wurde beobachtet, daß die Endstickstoffwerte, die in der fertigen Schmelze erhalten werden,
um 30 bis 50% unter den Gehalten liegen, die sich normalerweise beim herkömmlichen Elektrostahlverfahren
einstellen.
Andererseits ergab sich ein anderes Problem, wenn während der Frischvorgänge Stickstoff als einziges Gas
zusätzlich zu Sauerstoff verwendet wird. In diesem Falle nähert sich am Ende des Frischvorganges der in
der Schmelze gelöste Stickstoff dem Gleichgewichtswert. Dies ist zwar nicht überraschend, doch hatten
die bisherigen praktischen Erfahrungen gezeigt, daß eine dichte Annäherung an den theoretisch errechneten
Gleichgewichtswert in der Praxis niemals erreicht wird. In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf Ward,
»The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking«, 1952, S. 182 und 183. Des weiteren liegt bei dem
Bessemerverfahren, bei dem die Schmelze mit Luft
(die näherungsweise 79% Stickstoff enthält) geblasen wird, der beobachtete Stickstoffgehalt des entkohlten
Stahls normalerweise zwischen 0,01 und 0,02%, während der Gleichgewichtswert ungefähr 0,04%
beträgt. Der gemessene Stickstoffendgehalt liegt bei 5 solchen Schmelzen im allgemeinen zwischen 25 und
50% des Wertes, der sich aus theoretischen Gleichgewichtsbedingungen ergibt. Die Ansicht, daß unter
oxydierenden Bedingungen, wie sie während der Entkohlung gegeben sind, keine Stickstoffaufnahme in
der Schmelze stattfindet, wird auch in der US-PS 25 37 103 vertreten.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Meinungen erwies es sich, daß bei der praktischen Durchführung
des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrens mit Stickstoff
als inertem Gas wesentlich höhere Stickstoffgehalte in der entkohlten Schmelze verbleiben, als dies
zu erwarten wäre. Beispielsweise lag bei Verwendung von Stickstoff und Sauerstoff zum Frischen einer
17-t-Charge von rostfreiem Stahl A. I. S. I. 304 (Cr 18 bis 20%, Ni 8 bis 10%, Mn höchstens 2%,
Si höchstens 1,0%, C höchstens 0,08%) der tatsächliche Stickstoffgehalt bei 0,136%, während der Gleichgewichtswert
ungefähr 0,145% beträgt. Die Schmelze erreichte also fast 94% des Gleichgewichtswertes. Das
Einblasen von Stickstoff während der Reduktion, der Entschwefelung und des Feinens erhöhte den Gehalt
auf 0,207%, verglichen mit einem errechneten Gleichgewichtswert von 0,247%, d.h., der Stickstoffgehalt
lag bei ungefähr 80% des Gleichgewichtswertes.
Während des Feinens kann Stickstoff in einfacher Weise dadurch zugegeben werden, daß Stickstoffgas
in die Schmelze für eine Zeitdauer eingeblasen wird, die von dem gewünschten Endwert abhängt. Dieses
Verfahren läßt sich als »Stickstofflegieren« bezeichnen.
Es wurde wider Erwarten gefunden, daß die Geschwindigkeit der Stickstoffaufnahme in hohem Maße
reproduzierbar und aus den vorstehend genannten Gründen überraschend hoch ist. Durch Anwendung
dieses Verfahrens können Reststickstoffwerte in der Schmelze von bis zu ungefähr 50 % des Gleichgewichtswerts von N2 bei einer Atmosphäre rasch und auf
wirtschaftliche Weise erhalten werden. Auch Gehalte von mehr als 50% des Gleichgewichtswertes lassen
sich erzielen. Die Geschwindigkeit der N2-Aufnahme beginnt jedoch abzunehmen und wird infolgedessen
weniger wirkungsvoll. Die untenstehende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von fünf Versuchen, bei denen der
Stickstoffgehalt von handelsüblichen rostfreien Stählen erhöht wurde, indem N8 nur für 20 bis 69 Sekunden
eingeblasen wurde.
A. I. S. I. | Anfangs- | End- | N, | Zeit |
Stahl | %N, | %N, | (m'/h) | (S) |
sorte | ||||
316*) | 0,021 | 0,032 | 340 | 20 |
316 | 0,019 | 0,041 | 340 | 45 |
304**) | 0,044 | 0,061 | 283 | 34 |
3O4L***) | 0,043 | 0,066 | 283 | 52 |
304L | 0,028 | 0,059 | 283 | 69 |
Bei zahlreichen früher durchgeführten Untersuchungen der Absorptions-Desorptionskinetik von
Stickstoff wurde gefunden, daß Entgasungsverfahren, die entweder mit Vakuum oder mit Argon arbeiten,
hinsichtlich der Stickstoffbeseitigung sehr wenig leistungsfähig sind. Beispielsweise verweisen P e h 1 k e
und Elliott in »Solubility of Nitrogen in Liquid
Iron Alloys — II Kinetics«, Trans, of Met. Soc. AIME (1963), darauf, daß dies insbesondere der Fall ist,
wenn oberflächenaktive Elemente, wie Sauerstoff oder Schwefel, vorhanden sind. Folglich war zu erwarten,
daß es unter oxydierenden Bedingungen, wie sie während der Argon-Sauerstoff-Entkohlung vorliegen,
schwierig sein würde, nennenswerte Mengen an gelöstem Stickstoff aus der Schmelze auszutreiben.
Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß selbst unter den oxydierenden Bedingungen des
Entkohlungsvorgangs beträchtliche Stickstoffmengen beseitigt werden können. Infolgedessen kann während
mindestens der frühen Phasen des Entkohlungsvcrganges Stickstoff an Stelle von Argon verwendet
werden, obwohl eine beträchtliche Menge an Stickstoff von der Schmelze absorbiert wird. Die Stickstoffnienge,
die an Stelle von Argon verwendbar ist, hängt von dem beim Abstich gewünschten Endwert der
Schmelze ab. Soll beispielsweise bei einem rostsicheren Stahl 304 der Restgehalt an Stickstoff unter 0,05 %
liegen, kann während der Entkohlung Stickstoff verwendet werden, bis ungefähr 60% des Sauerstoffs eingeblasen
sind, der rechnerisch für die Entkohlung notwendig ist. Im allgemeinen liegt der Punkt, bei dem
Stickstoff durch Argon ersetzt wird, nach dem Einblasen von 50 bis 70% des Sauerstoffs, der rechnerisch
für die Entkohlung benötigt wird. Diese Sauerstoffmenge wird nach herkömmlichen stöchiometrischen
Regeln errechnet, wobei nicht nur der für das Oxydieren des als CO zu beseitigenden Kohlenstoffs
erforderliche Sauerstoff, sondern auch der Sauerstoff berücksichtigt wird, der dem Oxydieren von Silizium
und anderen metallischen Elementen in der Schmelze dient, die üblicherweise in die Schlacke als Oxide übergehen.
An einem derart errechneten Punkt wird der Stickstoff gegen Argon ersetzt, um für die weitere
Entkohlung zu sorgen und den Gehalt der Schmelze an gelöstem Stickstoff auf den gewünschten Wert
abzusenken.
An Hand -der folgenden Beispiele seien zwei bevorzugte
Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens erläutert.
·) Cr 16 bis 18%, Ni 10 bis 14%, Mn höchstens 2,0%, Si
höchstens 1,0%, C höchstens 0,10%.
··) Cr 18 bis 20%, Ni 8 bis 10%, Mn höchstens 2,0%, Si
höchstens 1,0%, C höchstens 0,08%.
♦*·) Cr 18 bis 20%, Ni 8 bis 10%, Mn höchstens 2,0%, Si höchstens 1,0%, C höchstens 0,03%.
Dieses Beispiel gibt die Ausführungsform wieder, bei der Stickstoff als einziges Gas zusätzlich zu
Sauerstoff während des Anfangsteils der Entkohlung verwendet wird, worauf während des zweiten Teils
der Stickstoff durch Argon ersetzt wird. Vor dem Entkohlen enthielt die Schmelze aus rostfreiem Stahl
0,78 % C, 0,51 % Mn, 0,41 % Si, 18,25 % Cr und 8,05 % Ni. Das Chargengewicht betrug 17 L In der untenstehenden
Tabelle 2 sind die Änderungen der Temperatur, des Kohlenstoffgehalts, der Gasdurchflußmengen
und des Stickstoffgehalts am Anfang, während des ersten und des zweiten Teils der Entkohlung
und nach dem Reduktionsvorgang zusammengestellt.
Temperatur Zeit C
Ar N2
(m'/h)
N1
(Gewichtsprozent)
Anfang | 1. | Teil | 1477 | 0 |
Entkohlung, | 2. | Teil | 1638 | 25 |
Entkohlung, | 1620 | 15 | ||
Reduktion | 1549 | 4 | ||
0,78 0,31 0,06 0,07 453
198
198
226
396
283
283
0,042
0,075
0,048
0,041
0,075
0,048
0,041
Aus der Tabelle 2 folgt, daß der Stickstoffgehalt der Schmelze während des Anfangsteils der Entkohlung
auf Grund des Einblasens eines Gasgemisches mit einem Verhältnis von 2 Teilen Sauerstoff zu einem Teil
Stickstoff von 0,042 auf 0,075% anstieg. Während des zweiten Teils der Entkohlung fiel jedoch der Stickstoffgehalt
auf 0,048 % ab, weil mit einem Gasgemisch mit einem Teil Sauerstoff auf zwei Teile Argon geblasen
wurde. Das weitere Blasen nur mit Argon während des Reduktionsvorganges senkte den Stickstoffgehalt
auf 0,041 % ab.
Dieses Beispiel veranschaulicht eine weitere Ausführungsform
des beschriebenen Verfahrens, bei dem während der Anfangsperiode der Entkohlung Stickstoff zusammen
mit Sauerstoff verwendet wird, worauf während des rveiten Teils der Entkohlung der Stickstoff
durch Argon ersetzt wird. Vor dem Entkohlen enthielt die Stahlschmelze 0,35% C, 0,34% Mn, 0,36% Si,
16,22% Cr und 0,14% Ni. Die Charge hatte ein Gewicht von 17 t. Die untenstehende Tabelle 3 gibt die
Änderungen hinsichtlich der Temperatur, des Kohlenstoffgehalts, der Gasdurchflußmengen und des Stickstoffgehalts
für den Anfang, nach dem ersten und dem zweiten Teil der Entkohlung sowie nach dem Reduktionsvorgang
an.
Die Tabelle 3 läßt erkennen, daß der hohe Stickstoffgehalt von 0,075%, der durch die Verwendung von Stickstoff während des Anfangsteils der Entkohlung verursacht wird, durch das Blasen mit Argon auf 0,056% heruntergedrückt wurde. Der in der Tabelle angegebene Wert von 0,036% Stickstoff stellt keinen tatsächlichen Anfangswert dar (dieser wurde nicht bestimmt), ist aber für die betreffende Zusammensetzung der Schmelze typisch. Festzuhalten ist, daß während des Reduktionsvorgangs der Sauerstoffstrom eingeschaltet blieb. Dies erfolgte nicht aus Gründen der Entkohlung, sondern um ein übermäßiges Absinken der Temperatur der Charge zu verhindern.
Die Tabelle 3 läßt erkennen, daß der hohe Stickstoffgehalt von 0,075%, der durch die Verwendung von Stickstoff während des Anfangsteils der Entkohlung verursacht wird, durch das Blasen mit Argon auf 0,056% heruntergedrückt wurde. Der in der Tabelle angegebene Wert von 0,036% Stickstoff stellt keinen tatsächlichen Anfangswert dar (dieser wurde nicht bestimmt), ist aber für die betreffende Zusammensetzung der Schmelze typisch. Festzuhalten ist, daß während des Reduktionsvorgangs der Sauerstoffstrom eingeschaltet blieb. Dies erfolgte nicht aus Gründen der Entkohlung, sondern um ein übermäßiges Absinken der Temperatur der Charge zu verhindern.
Temperatur Zeit C
O2
Ar N:
(ma/h)
N.
(Gewichtsprozent)
Anfang | Teil | 1538 | 0 | 1,35 | — | — |
Entkohlung, 1. | Teil | 1693 | 40 | 0.21*) | 452 | — |
Entkohlung, 2. | 1693 | 8 | 0,05 | 198 | 396 | |
Reduktion | 1621 | 4 | 0.05 | 283 | 283 | |
*) Probe entnommen nach 35minütiger Entkohlung.
226
0,036
0.068*)
0,075
0.056
0.068*)
0,075
0.056
Bei den obigen Beispielen wurde das Sauerstoff-zuArgon-Verhältnis des zweiten Teils der Entkohlung
niedriger als das Sauerstoff-zu-Stickstoff-Verhältnis während des ersten Teils der Entkohlung gehalten,
um möglichst wenig Chrom zu oxydieren, jedoch weiterhin für eine Oxydation des Kohlenstoffs zu sorgen.
Aus dem gleichen Grunde wird dann, wenn während des zweiten Teils Stickstoff zusätzlich zu Argon verwendet
wird, das Verhältnis von Sauerstoff zu Argon und Stickstoff vorzugsweise kleiner als das Sauerstoffzu-Stickstoff-Verhältnis
des Anfangsteils der Entkohlung gehalten.
In den obigen Beispielen wurden die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens als gesonderte
Einzelprozesse behandelt. Es versteht sich jedoch, daß die verschiedenen Ausführungsformen auch in mannigfaltigen
Kombinationen angewendet werden können, um möglichst günstige Bedingungen hinsichtlich des
Gasverbrauchs, der Reproduzierbarkeit und der sicheren Beherrschung des Stickstoffgehalts des Endprodukts
zu erzielen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Frischen von schmelzflüssigen heruntergeschmolzen siad, wird die Metallschmelze
Eisenmetallen oder Ferrolegierungen mit Einstellen 5 entschlackt und in ein Frischgefäß überführt, in
des Stickstoffgehalts in der fertigen Schmelze auf welchem die Schmelze entkohlt wird, indem unterhalb
jeden gewünschten Wert zwischen 10 ppm und der Badoberfläche das Argon-Sauerstoff-Gemisch ein-90%
des Wertes, bei dem Stickstoff unter Atmo- geblasen wird. Anschließend wird das schmelzflüssige
sphärendruck im Gleichgewicht mit dem in der Metall reduziert, gefeint und in eine Gießpfanne
Schmelze gelösten Stickstoff steht, mit einer io abgestochen.
Entkohlungsperiode, bei der ein Gasgemisch aus Unter »Reduktion« wird vorliegend verstanden, daß
Sauerstoff und einem einatomigen Gas von unten aus der Schlacke metallische Stoffe, beispielsweise
in die Schmelze geblasen wird, dadurch Chrom oder Mangan, die während des Entkohlens
gekennzeichnet, daß während einer An- oxydiert wurden, durch Zugabe von Silizium oder
fangsperiode der Entkohlung ein aus Sauerstoff 15 Aluminium zurückgewonnen werden. Die Reduktion
und Stickstoff bestehendes Gasgemisch einge- ist jedoch nicht auf die Durchführung mit festen
blasen wird, wobei der Stickstoffanteil auf einem Stoffen beschränkt. Weil gelöster Wasserstoff mit
Wert gehalten wird, bei dem der Stickstoffpartial- inertem Gas aus der Schmelze ausgetrieben wird, ist es
druck in der die Schmelze umgebenden Atmosphäre möglich, die oxydierten metallischen Stoffe in der
größer als der Partialdruck von Stickstoff im 20 Schlacke durch das Einblasen von Wasserstoff frei-Gleichgewicht
mit dem in der gefrischten Schmelze setzenden Gasen zu reduzieren, beispielsweise von
gewünschten Stickstoffgehalt ist, bis der Stickstoff- Wasserstoff, Ammoniak (NH4) oder einem gasgehalt
der Schmelze am Ende der Anfangsperiode formigen Kohlenwasserstoff, d. h. Methan, Propan
der Entkohlung größer als der gewünschte Stick- oder Erdgas.
stoffgehalt der fertigen Schmelze ist; daß während 25 Unter »Feinen« soll vorliegend jeder beliebige Vorder
weiteren Dauer der Entkohlung ein Gas- gang oder jede Folge von Vorgängen verstanden
gemisch aus Sauerstoff und einem einatomigen werde.i, der bzw. die sich an die Reduktion zur
Gas oder aus Sauerstoff, einem einatomigen Gas Vorbereitung des schmelzflüssigen Metalls für das Ab-
und Stickstoff eingeblasen wird und dann der stechen und Vergießen anschließt, d. h. Entschlacken,
Blasvorgang mit einem einatomigen Gas und/oder 30 Entschwefeln, Einstellen der Endzusammensetzung,
Stickstoff fortgesetzt wird, bis der Stickstoffgehalt Einstellen der Temperatur und Desoxydation.
der Schmelze auf den gewünschten Wert abgesenkt Bisher konnten die Stahlhersteller den Stickstoffist,
gehalt der fertigen Stähle nur in geringem Maße beherr-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sehen, weil der Stickstoffgehalt des Stahls im allgemeizeichnet,
daß in dem während der weiteren Dauer 35 nen von dem jeweils angewendeten Stahlerzeugungsder
Entkohlung einzublasenden Gasgemisch das verfahren abhing. Beispielsweise waren bei Kohlen-Verhältnis
von Sauerstoff zu einatomigem Gas oder stoffstählen, die im Siemens-Martin-Verfahren hergedas
Verhältnis von Sauerstoff einatomigem Gas und stellt waren, die Reststickstoffwerte die niedrigsten,
Stickstoff niedriger als das Verhältnis von Sauerstoff während fortschreitend höhere Stickstoffsverte in
zu Stickstoff in der Anfangsperiode der Entkohlung 40 Stählen erhalten wurden, für deren Herstellung das
gehalten wird. normale Sauerstoff-Konverter-Verfahren, das Elektro-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch stahlverfahren und das Bessemer-Verfahren benutzt
gekennzeichnet, daß die Anfangsperiode der Ent- wurden. Die hohen Reststickstoffgehalte von Bessemerkohlung
beendet wird, wenn 50 bis 70% des Stählen haben deren Einsatz in bestimmten Anwen-Sauerstoffs
eingeblasen sind, der rechnerisch für 45 dungsgebieten verhindert; sie haben folglich dazu
die Entkohlung erforderlich ist. beigetragen, daß dieses Verfahren in den Vereinigten
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Staaten von Amerika praktisch aufgegeben und sein
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als das Einsatz in anderen Teilen der Welt wesentlich eingeeinatomige
Gas Argon verwendet wird. schränkt wurde.
50 Der größte Teil der rostfreien Stähle wird in elek-
——— trischen Lichtbogenofen erzeugt. Bei diesem Verfahren
hängen die Reststickstoffgehalte von einer Reihe von
Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Variablen ab, zu deren wichtigsten die Schmelz-Verfahren
zum Frischen von schmelzflüssigen Eisen- geschwindigkeit, die Art der Charge, die Zusammenmetallen
oder Ferrolegierungen, das es erlaubt, den 55 Setzung der Schmelze, die Frischdauer und die Art des
Stickstoffgehalt der fertigen Schmelze zu beherrschen. Feinens gehören. Weil diese Variablen im allgemeinen
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Frischverfahren, nach Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit, der
im Verlaufe dessen die Schmelze dadurch entkohlt Verfügbarkeit der Rohstoffe, der Werkstoffnormen
wird, daß Sauerstoff und ein einatomiges Gas unter- und zulässiger Reststoffe, wie Sauerstoff und Schwefel,
halb der Badoberfläche eingeblasen werden. 60 festgelegt werden, hat der Stahlerzeuger wenig Einfluß
Ein Verfahren zum Frischen von geschmolzenem auf den Reststickstoffgehalt. Es ist selbstverständlich
Metall durch Einblasen von Sauerstoff und Argon oder möglich, den Stickstoffgehalt einer fertigen Schmelze
eines äquivalenten einatomigen Gases unterhalb der dadurch zu erhöhen, daß stickstoffhaltiges elektrolyti-Badoberfläche,
insbesondere zur Senkung des Kohlen- sches Mangan oder Ferrolegierungen zugesetzt werden,
stoffgehalts der Schmelze, ist bekannt (US-PS 32 52 790 65 Dieses Vorgehen ist jedoch mit verschiedenen Nachtei-
und 30 46 107). len verbunden. In erster Linie sind Mangan und
Bei diesem bekannten Argon-Sauerstoff-Entkoh- Ferrolegierungen kostspielig. Sodann ist die Beeinlungsverfahren
handelt es sich um ein Duplexverfahren, flussung des Stickstoffgehalts der Schmelze oft unbe-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US24573372A | 1972-04-20 | 1972-04-20 | |
US24573372 | 1972-04-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2320165A1 DE2320165A1 (de) | 1973-10-31 |
DE2320165B2 DE2320165B2 (de) | 1976-02-26 |
DE2320165C3 true DE2320165C3 (de) | 1976-10-14 |
Family
ID=
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