DE942566C - Verfahren zur Entschwefelung und gegebenenfalls zur Entphosphorung von Stahl - Google Patents

Verfahren zur Entschwefelung und gegebenenfalls zur Entphosphorung von Stahl

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DE942566C
DE942566C DES18510D DES0018510D DE942566C DE 942566 C DE942566 C DE 942566C DE S18510 D DES18510 D DE S18510D DE S0018510 D DES0018510 D DE S0018510D DE 942566 C DE942566 C DE 942566C
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slag
steel
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phosphorus
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DES18510D
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Rene Perrin
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Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
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Societe dElectro Chimie dElectro Metallurgie et des Acieries Electriques Dugine SA SECEMAU
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

  • Verfahren zur Entschwefelung und gegebenenfalls zur Entphosphorung von Stahl Die weitgehende Entschwefelung eines Stahles zum Zwecke der Gewinnung von Edelstahl wurde bisher immer unter Bedingungen ausgeführt, bei welchen der Stahl der Einwirkung eines basischen reduzierenden Mediums ausgesetzt war. Beispielsweise gewann man derartigen Stahl in basischen Elel-troöfen unter reduzierender Atmosphäre. Im oxydierenden Medium war eine solch weitgehende Entschwefelung bisher nicht möglich gewesen. Man hat zwar beobachtet, daB beim Thomasverfahren unter Umständen eine Herabsetzung des Schwefelgehaltes eintritt. Diese Verminderung des Schwefelgehaltes ist aber viel zu gering, um zu einem Edelstahl zu führen, und wurde außerdem nicht regelmäßig erreicht.
  • Der Erfinder hat nun festgestellt, daß man auch im oxydierenden Medium eine Entschwefelung bis zu dem Gehalt, der ibei Edelstählen verlangt wird, erreichen kann, -\venn man bestimmte Bedingungen einhält. Dabei läßt sich die weitgehende Entschwefelung zweckmäßig mit der Entphosphorung verbinden und in einem außerordentlich rasch arbeitenden Verfahren praktisch ausgestalten.
  • Eine weitgehende Entphosphorung läßt sich erreichen, wenn man den Stahl heftig, namentlich durch heftiges Aufgießen in dickem Strahl auf eine dünnflüssige basische, eisenoxydhaltige Schlacke mit dieser durchwirbelt, so daß infolge der-innigen Vermischung von Stahl und Schlacke die Entphosphorung schlagartig erfolgt. Eine weitgehende Entschwefelung läßt .sich nun gleichzeitig erzielen, -,venn man die Zusammensetzung und, die Menge der Schlacke in bezug auf die Menge des zu behandelnden Metalls und seinen Phosphorgehalt sowie alle anderen Umstände derart wählt, daß die Schlacke nach Beendigung der Behandlung noch immer oxydierend und starkbasisch ist. Versuche haben ergeben, daß der Gehalt der Schlacke an P205 nach. Beendigung der Behandlung 61/9 nicht übersteigen soll, während die Ausgangsschlacke vor Beginn der Behandlung bis zu 15%, S102 enthalten kann und zur Beibehaltung der oxydierenden Wirkung während der .ganzen Dauer des Vorganges anfänglich mehr als i2o/a FeO enthalten. muß.
  • Die Erklärung für diese Erscheinung liegt offenbar .darin, daß bei den Temperaturen, bei welchen man arbeitet, um die Entphosphorung und die Entschwefelung zu erzielen, die Basizibät der Schlacke bei dem bekannten Verfahren am Ende der Behandlung ungenügend ist. Der Gehalt an sauren Bestandteilen in der Schlacke darf daher nicht sehr hoch ansteigen, und es ist dabei besonders interessant, daß der Gehalt an P20" nur sehr geringe Werte annehmen darf, während ein. viel höherer Gehalt an Si 02 sich noch nicht schädlich auswirkt. Außerdem muß für eine genügende Menge an oxydierenden Bestandteilen gesorgt sein.
  • Bei den bisher üblichen Verfahren ist man von völlig abweichenden Grundsätzen ausgegangen. Man hat die Entschwefelung zur Herstellung von Spezialstählen nur in einer reduzierenden Atmosphäre in Gegenwart einer Schlacke, die stark basische Stoffe im freien Zustand enthält, und unter der Einwirkung von Reduktionsmitteln vorgenommen. Diese Reduktionsmittel hatten die Aufgabe, den Gehalt der reduzierenden Schlacke an Eisenoxyd möglichst zu verringern. Auf diesem Grundsatz ist beispielsweise das Verfahren sm basischen elektrischen Ofen aufgebaut, .in welchem man regelmäßig einen sehr geringen Schwefelgehalt erzielen kann. Im Gegensatz dazu schlägt das vorliegende Verfahren: die Arbeit in. .einer -oxydierenden Atmosphäre mit oxydierenden Schlacken vor.
  • Die Leichtflüssigkeit der Schlacke kann durch alle Mittel erzielt werden, welche die wesentlichen Bedingungen des Verfahrens nicht beeinträchtigen. Die Schlacken können sonach Flußmittel, wie Flußspat,Kieselsäure, Titandioxyd oder ähnliche Stoffe, in solchen Mengen enthalten, daß ihre Zusammensetzung im Rahmen der oben gegebenen Vorschriften bleibt.
  • Um zu verhindern, daß die Schlacke während der Durchführung des Verfahrens in unerwünschtem Maße Bestandteile aufnimmt, die den zur Durchführung des Prozesses erforderlichen Charakter ungünstig beeinflussen könnten, wird die Pfanne, in welcher die Entphosphorung und das Entschwefeln stattfinden, zweckmäßig innen mit stark basischen oder neutralen Stoffen ausgekleidet. Sofern man neutrale oder saure Stoffe verwenden muß, müssen sie so gewählt sein, daß sie nur in geringen Mengen in die Schlacke übergehen und dabei die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Eigenschaften der Schlacke nicht wesentlich beeinträchtigen. Dieser Forderung kann entweder durch die Art der Behälterausldeidung oder durch die Geschwindigkeit bei der Durchführung des Verfahrens genügt werden.
  • Sofern man die angegebenen Bedingungen einhält, kann man mit ein, und derselben Schlacke gleichzeitig sowohl die weitgehende Entphosphorung als auch die Entschwefelung des Stahls bis zu solchen Gehalten durchführen, welche bei Edelstählen verlangt werden. Dann wählt man den ursprünglichem Phosphorgehalt des Metalls oder die Menge der verwendeten Schlacke derart, daß beim Durchwirlbbeln der Phosphorsäuregehalt der Schlacke nicht erheblich ansteigt. Man muß daher mit einer um so größeren Schlackenmenge arbeiten, je höher der ursprüngliche Phoshporgehalt liegt. Wenn man diese Maßnahme außer acht läßt, wird die Entschwefelung verhindert.
  • Im nachstehenden sind zwei Ausführungsbeispiele angegeben, an denen, die Durchführung des Verfahrens erläutert werden soll.
  • i. Es wurde ein Stahl mit 0,0720/0 Phosphor und o,o5o % Schwefel so heftig in eine vorher geschmolzene Schlacke gegossen, daß eine heftige und innige Durchwirbelüng entstand. Die Zusammensetzung der Schlacke war: Kalk: 45-% -Silliciumdioxyd: 20% - Eisenoxyd: 19% -Manganoxyd: 6% - Flußspat: io%.
  • Das Metall enthielt nach der Durchwirfbelung 0,020% Phosphor; der Schwefelgehalt betrug 0,048%, blieb also praktisch unverändert.
  • 2. Es wurde ein Stahl mit o,o8o% Phosphor und o,o5o% Schwefel so heftig in eine vorher geschmolzene Schlacke gegossen, daß eine heftige und innige Durchwirbelung entstand. Die Zusammensetzung der Schlacke war: Fe0: 20% -Kalk: 6q.0/0 - Si 02: i o/o - Flußspat: 15110.
  • Das Metall enthielt nach der Dürchwirbelung 0,007% Phosphor und o,oi5o/o Schwefel.
  • Infolge des sehr gerungen S,1 02-Geh altes der Schlacke erfolgte eine sehr weitgehende Entschwefelung gleichzeitig mit der Entfernung des Phosphors.
  • Bei den beiden Versuchen betrug die Menge der verwendeten Schlacke etwa 8% des Metallgewichtes.
  • Im allgemeinen soll die verwendete Schlacke vor der Behandlung weniger als 15'10 Si 02 und mehr als 12% Fe0 enthalten.
  • Die Menge der verwendeten Schlacke soll derart gewählt werden, daß bei gegebenem Phosphorgehalt des Metalls der Gehalt der Sehlacke an P205 nach der Behandlung 6 % nicht übersteigt.
  • Der Si02-Gehalt der Schlacke kann um so höher sein, je niedriger nach Durchführung des Prozesses der P2 05-Gehalt ist, der von dem ursprünglichen Gehalt des Metalls an Phosphor abhängig ist, und umgekehrt.
  • Wenn manheispielsweise miteiner Schlacke arbeitet, die 3 % S-i 02, 65 % Ca O und 2o % Fe O enthält, und die Menge der verwendeten Schlacke so gering wählt,daß sie nach der Behandlung einen:Endgehalt an P205 von zo% aufweist, läßt sich feststellen, daß diese Schlacke keine Entschwefelung hervorruft. Sofern man aber im Gegensatz hierzu die Schlacken in einer derartigen Menge verwendet, daß der Endgehalt an P205 nur 2% beträgt, wird gleichzeitig eine sehr weitgehende Entschwefelung erzielt.
  • Im vorstehenden ist nur die Rede von einer Anreicherung der Schlacke an P205 durch den Phosphor des Metalls oder an Si02 durch die Auskleidung. Es ist aber klar, daß es notwendig wird, die Bestandteile der Schlacke und insbesondere Fe0 sowie die Menge der Schlacke zu beachten, wenn das zu entschwefelnde Metall Si enthält, damit selbst nach der Oxydation des gesamten Si und gegebenenfalls auch des Phosphors, der gleichzeitig im Stahl enthalten ist, die Schlacke einen Überschuß an Basen und Eisenoxyd beibehält.
  • Es soll darauf hingewiesen werden.. daß, wenn man mit einer Schlacke. der oben. beschriebenen Art arbeitet, selbst wenn diese Schlacke in großen. Mengen angewendet wird und wenn man die Arbeit in einem sauer gefütterten Behälter ausführt, dessen Futter beispielsweise aus Sei02 besteht, das sich in der Schlacke löst, und deren Kieselsäuregehalt bis zu 25 % erhöht, zwar immer noch eine Entphosphorung, aber keine Entschwefelung erhält.
  • Sofern ein Stahl in Frage kommt, der bereits von Phosphor befreit ist oder der von Natur aus keinen Phosphor enthält, so kann. man das vorliegende Verfahren auch zum Entschwefeln .allein benutzen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Entschwefelung und gegebenenfalls zur Entphosphorung von Stahl, wobei dieser heftig, namentlich durch heftiges Aufgießen in dickem Strahl auf eine dünnflüssige, basische Schlacke, die vor der Behandlung mehr als r2% Fe0 und weniger als 15% Si02 enthält, mit dieser durchwirbelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke einen solchen Üb erschuß an oxydierenden und basischen Bles.tandteilen enthält und in einer solchen Menge verwendet wird, daß sie nach Beendigung der Behandlung nicht mehr als 6 % P2 0S enthält. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 750 243; britische Patentschrift Nr. 1o 583 vom Jahre 1892; USA.-Patentschrift Nr. 1 423 03i.
DES18510D 1934-03-07 1934-12-20 Verfahren zur Entschwefelung und gegebenenfalls zur Entphosphorung von Stahl Expired DE942566C (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1423031A (en) * 1922-07-18 Manufacture of open-hearth steel
DE750243C (de) * 1931-08-31 1945-01-03 Verfahren zur Entphosphorung von Stahlbaendern

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1423031A (en) * 1922-07-18 Manufacture of open-hearth steel
DE750243C (de) * 1931-08-31 1945-01-03 Verfahren zur Entphosphorung von Stahlbaendern

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