DE2642838C2

DE2642838C2 - Verfahren zum Desoxydieren und Entschwefeln von Stahlschmelzen

Info

Publication number: DE2642838C2
Application number: DE2642838A
Authority: DE
Inventors: Aldo Rom/Roma Ramacciotti
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Current assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Priority date: 1975-09-26
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1985-04-18
Also published as: IT1047585B; US4054445A; JPS52148414A; DE2642838A1

Description

C	= 0,075;
Si	= 0,020;
Mn	= 0,26;
S	= 0,030;
P	= 0,007;
O	= 0,018.

C	= 0,075;
Si	= 0,020;
Mn	= 0,26;
S	= 0,030;
P	= 0,007;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desoxidieren und Entschwefeln von Stahlschmelzen, unter Zusatz von CaC2, wobei die Schlacke von dem vom Vergütungsofen kommenden Stahl entfernt und dieser danach an einen Entgasungsreaktor überführt wird.

Bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen eines besonders hochwertigen Stahls, das sog. ASEA-SKF-Verfahren.

Hierbei wird nach dem Abstechen die Pfanne einer Induktionsdurchwirbelung ausgesetzt und anschließend unter einen Deckel, der mit drei Elektroden versehen ist, geführt Vor der Lichtbogenbeheizung der Schmelze werden der Pfanne Kalk und Aluminiumpulver zugegeben. Nach Teilentschwefelung und Erhitzung erfolgt eine Vakuumbehandlung und Entgasung. Nach der Entgasung wird die Schmelze unter Vakuum mit Aluminium desoxidiert. Es wird dann durch Zugabe eines Entschwefelungsmittels, beispielsweise von Calciumcarbid, unter ständigem Rühren entschwefelt. Hergestellt wird hierdurch ein Stahl mit einer besonderen Zähigkeit in Querrichtung (Stahl und Eisen 92,1972, Seiten 788/789).

Bekanntlich wird Calciumcarbid auch häufig in Elektrostahlöfen oder Stahlherstellungsöfen zum Reduzieren der Schlacke verwendet; aus diesem Grunde wird es auch dem schmelzflüssigen Stahl in der Gießpfanne zugesetzt, wenn eine Aufkohlung des Bades gefordert oder innerhalb gewisser Grenzen toleriert werden kann. Calciumcarbid hat eine starke Entschwefelurigswirkung an Luft, vorausgesetzt, daß das Bad vorher mit Aluminium, Silicium oder einem anderen Desoxidationsmittel beruhigt wurde.

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40 O= 0,018.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung >st darin zu sehen, daß bei gering schwankendem Kohlenstoffanteil es möglich wird, den Vorgang innerhalb von 30 bis 40 Minuten abzuschließen gegenüber 2 bis 2V4 Stunden nach dem ausführlich diskutierten Stand der Technik.

Die Zugabe des Calciumcarbids im Vakuum führt zu einer starken Desoxidation und gleichzeitig Entschwefelungswirkung, ohne daß überraschend weitere Additive notwendig wären und ohne daß eine vorherige Beruhigung mit Aluminium vorgenommen werden müßte. In Kauf zu nehmen ist nur eine sehr geringe oder keinerlei Gefahr einer Aufkohlung.

Calciumcarbid kann erfindungsgemäß dem Stahl in der Gestalt zugesetzt werden, die für jeden besonderen Fall als die zweckmäßigste anzusehen ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden, indem man der Charge Calciumcarbid im Gemisch mit 5 bis 25% Fluorid (CaF₂) zugibt.

Verglichen mit den entsprechenden üblichen Behandlungen an Luft und in einem Frischreaktor hat die vorbeschriebene Desoxidations-Entschwefelungsbehandiungdie folgenden Vorteile:

Zunächst wird die Reaktion zwischen dem Kohlenstoff des Calciumkarbids und dem Sauerstoff des Stahls (aus thermodynamischen Gründen) durch eine Druckverminderung begünstigt. Bei Arbeiten unter Vakuum wird die Möglichkeit, daß das Calcium mit dem Kohlenstoff bei der Entkohlung konkuriert, erheblich herabgesetzt; zweitens erleichtert das heftige Durchrühren, dem das Bad ausgesetzt wird, wenn der Innendruck des Reaktors abgesenkt wird, den Kontakt zwischen den an den Desoxidations- und Entschwefelungsreaktionen teilnehmenden Bestandteilen, wodurch die Reaktionszeit erheblich herabgesetzt wird;

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C	= 0,075;
Si	= 0,020;
Mn	= 0.26:
S	= 0,030;
P	= 0,007;
O	= 0,018

drittens ist anfangs keinerlei Schlacke im Entgasungsreaktor vorhanden, und das Calciumkarbid kann weiter sofort den schmelzflüssigen Stahl desoxidieren und entschwefeln.

Wiederholte Testversuche mit der Erfindung haben gezeigt, daß mit diesem Verfahren Entschwefelungsgrade bis zu 90% erreichbar sind. Die Hauptmerkmale und Ergebnisse dieser Tests lassen sich auch beispielsweise dem folgenden Beispiel, das die Erfindung erläutert ohne sie zu begrenzen, entnehmen.

Beispiel

Ein 100 Kg Einsatz unberuhigten Stahls der folgenden Zusammensetzung (Gewichtsprozent):

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wurde geschmolzen und dann einer Desoxidations-Ent-Schwefelungsbehandlung nach dem erhndungsgemäß vorgesehenen Verfahren ausgesetzt

Der schmelzflüssige Stahl wurde in einen Entgasungsreaktor gegeben und der Innendruck auf 200 mm Hg abgesenkt. Eine Calciumcarbidcharge (90% CaC?, 10% CaF₂) entsprechend einem Zusatz von 13 kg Ca pro Tonne Fe, wurde dann in den Rtaktor eingeführt Die Behandlung wurde nach 20 Mieten unterbrochen. Nach der Behandlung wurden die folgende., Anteile gemessen:

C = 0,070%; S = 0,01%; O = 0,01%.

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Diese Ergebnisse zeigen, daß eine erhebliche Reduktion der Sauerstoff- und Schwefelanteile ohne Veränderung des ursprünglichen Kohlenstoffgehaltes des Stahls erreichbar waren.

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55 60 65

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Desoxidieren und Entschwefeln von Stahlschmelzen, unter Zusatz von CaCi wobei die Schlacke von dem vom Vergütungsofen kommenden Stahl entfernt und dieser danach an einen Entgasungsreaktor überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem unberuhigten flüssigen Stahl CaC2 entsprechend einer Calciummenge zwisehen 1 bis 2 kg/t Fe im Vakuumentgasungsreaktor sowohl als Desoxidations- als auch als Entschwefelungsmittel zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorinnendruck auf einen Wert < 200 mm Hg vermindert wird und die Behandlung nach 10 bis 20 Minuten unterbrochen bzw. beendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbid als ein Gemisch aus CaC2 und CaF2 eingeführt wird, wobei die CaF2-Anteile zwischen 5 und 25% betragen.

4. Anwendung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen auf einen Stahl der Zusammen-Setzung (Gewichtsprozent):

Weiterhin ist bekannt daß im Elektroofen beispielsweise das Calciumcarbid oben auf die Schlacke geschüttet wird und letztere erst völlig reduzieren muß, bevor es mit dem Stahl reagieren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das wesentlich schneller als bekannte Verfahren arbeitet und das in seinen Maßnahmen einfacher und wirkungsvoller und damit wesentlich preisgünstiger ist.

Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art überraschend dadurch, daß dem unberuhigten flüssigen Stahl CaC2 entsprechend einer Calciummenge zwischen 1 bis 2 kg/t Fe im Vakuumentgasungsreaktor sowohl als Desoxidations- als auch als Entschwefelungsmittel zugesetzt wird.

Vorzugsweise wird der Reaktorinnendruck auf einen Wert < 200 mm Hg vermindert und die Behandlung nach 10 bis 20 Minuten unterbrochen bzw. beendet

Zweckmäßig wird das Calciumcarbid als ein Gemisch von CaC2 und CaF2 eingeführt, wobei die CaF2-Anteile zwischen 5 und 25% betragen.

Eine besondere Anwendung findet das Verfahren auf einen Stahl der Zusammensetzung (Gewichtsprozent):