DD157807B1 - METHOD OF GENERATING A MODIFIED SOFTENER IN METALLURGICAL GEFAESSES - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines modifizierten Weicheisens in metallurgischen Gefäßen, vorzugsweise in bodenblasenden Sauerstoffkonvertern, durch Kombination mehrerer Verfahrensschritte mit niedrigen Kohlenstoff-, Silizium-, Mangan-, Phosphor-, Schwefelgehalten und hohen Sauerstoffgehalten als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Sonderwerkstoffen auf Eisen-Nickel-Basis.The invention relates to a method for producing a modified soft iron in metallurgical vessels, preferably in bottom-blowing oxygen converters, by combining several process steps with low carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur and high oxygen contents as starting material for the production of special materials on iron nickel-base.
Weicheisen ist unlegierter Stahl mit hohem Reinheitsgrad und sehr geringen Gehalten an Eisenbegleitern, insbesondere an Kohlenstoff.Soft iron is unalloyed steel with a high degree of purity and very low iron-carrier contents, in particular carbon.
Die Erzeugung von Weicheisen in metallurgischen Aggregaten ist eine allgemeine, bekannte Erfahrung der metallurgischen Praxis. Es wird in der Regel im SM-Ofen und im Sauerstoffkonverter erschmolzen. Der Einsatz von Weicheisen erfolgt hauptsächlich nach „Qualitäts- und Edelstahle", Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1971, als Relaiswerkstoff in der Elektroindustrie, für Tiefziehzwecke, zum Kaltfließpressen von Profilen, als Dichtungsmaterial, für Elektroden in der Röhrenindustrie, für Metallbadwannen und für die Herstellung von Eisenpulver. Verfahren bzw. technologische Verfahrensweisen über die Herstellung von Weicheisen bzw. von weichen Stählen sind nach DE-OS — 2607646, DE-OS — 2429489, DE-OS — 2005045, DD-AP-82950 und DE-AS — 1909780 bekannt.The production of soft iron in metallurgical aggregates is a common, well-known experience of metallurgical practice. It is usually melted in the SM oven and in the oxygen converter. The use of soft iron is mainly after "quality and stainless steels", Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1971, as a relay material in the electrical industry, for thermoforming purposes, for cold extrusion of profiles, as a gasket material, for electrodes in the tube industry, for Metallbadwannen and for the production of Processes or technological procedures relating to the production of soft iron or of soft steels are known from DE-OS 2607646, DE-OS 2429489, DE-OS 2005045, DD-AP-82950 and DE-AS 1909780.
Es ist eine allgemein bekannte metallurgische Tatsache, daß bei den Stahlherstellungsverfahren, bei denen zu Frischende die Kohlenstoffgehalte bestimmte Grenzwerte unterschreiten, die Sauerstoffgehalte stark ansteigen. Hohe Sauerstoffgehalte sind jedoch insbesondere bei Weicheisen unerwünscht, da sie einen hohen Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen verursachen, die die technologischen Eigenschaften des Stahls verschlechtern.It is a well-known metallurgical fact that in steelmaking processes where the carbon content of refineries falls below certain limits, oxygen levels are greatly increased. High levels of oxygen, however, are particularly undesirable in soft iron because they cause a high level of non-metallic inclusions, which degrade the technological properties of the steel.
Die bekannten technischen Lösungen zur Herstellung von weichen Stählen erfordern deshalb spezielle Methoden zur Herabsetzung des Sauerstoffgehaltes nach dem Frischprozeß. Es ist bekannt, den Sauerstoffgehalt durch Zugabe von Desoxydationsmitteln und/oder durch Vakuumbehandlung zu senken.The known technical solutions for the production of soft steels therefore require special methods for reducing the oxygen content after the refining process. It is known to reduce the oxygen content by adding deoxidants and / or by vacuum treatment.
So wird in der DE-OS — 2 607 646 beschrieben, daß ein Stahl mit niedrigen Kohlenstoffgehalten mit Aluminium oder Silizium teilweise desoxydiert und dann vorzugsweise vakuumentgast wird.Thus, DE-OS 2 607 646 describes that a steel with low carbon contents is partly deoxidized with aluminum or silicon and then preferably becomes vacuum degassed.
Des weiteren wird in der DE-OS 2005045 ein Verfahren zur Herstellung von niedriggekohltem Weichstahl beschrieben, bei dem vor der Vakuumentgasung durch Einschießen von Aluminiumdraht der Sauerstoffgehalt abgebaut wird, um die Behandlungszeit in der Vakuumanlage zu verkürzen.Furthermore, DE-OS 2005045 describes a process for the production of low-carbon mild steel in which the oxygen content is reduced by injecting aluminum wire before the vacuum degassing in order to shorten the treatment time in the vacuum system.
Nach dem DD-AP—82950 werden weiche Stähle mit niedrigen Kohlenstoff- und Sauerstoffgehalten hergestellt, indem der Stahl nach dem Abstich einer Vakuumbehandlung unterworfen wird, wobei während der Vakuumbehandlung portionsweise feinkörniger Kohlenstoff zugegeben wird.According to DD-AP-82950, soft steels having low carbon and oxygen contents are prepared by subjecting the steel to a vacuum treatment after tapping, adding fine-grained carbon portionwise during the vacuum treatment.
Eine weitere Verfahrensweise ist in der DE-AS— 1909780 dargelegt, wobei bei weichen Stählen mit Kohlenstoffgehalten bis 0,05% durch Spülen der Schmelze und der Frischschlacke mit Stickstoff eine Senkung der Sauerstoffgehalte erreicht wird.A further procedure is set forth in DE-AS-1909780, wherein in soft steels with carbon contents to 0.05% by flushing the melt and the fresh slag with nitrogen, a reduction in the oxygen contents is achieved.
In der DE-OS — 2 429 489 schließlich wird eine Verfahrensweise vorgestellt, wie durch Spülen mit Wasserstoff weiche Stähle mit niedrigsten Kohlenstoffgehalten bei gleichzeitig niedrigen Sauerstoffgehalten hergestellt werden können.In DE-OS - 2 429 489, finally, a procedure is presented, as can be produced by flushing with hydrogen soft steels with lowest carbon contents at the same time low oxygen contents.
Für die Herstellung von Sonderwerkstoffen aui E;s>en-Nickel-Basis dient Weicheisen als Ausgangsmaterial. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird hierfür das im Konverter, SM-Ofen oder Plasmaofen hergestellte Weicheisen umgeschmolzen und mit definiertem Nickelanteil versetzt. Das nach dem Stand der Technik produzierte Weicheisen mit den relativ geringen Sauerstoffgehalten hat aber einen wesentlichen Nachteil, der darin besteht, daß beim Erschmelzen von Sonderwerkstoffen auf Eisen-Nickel-Basis nur eine geringe Kochbewegung der Schmelze erfolgt. Die Folge hiervon sind hohe Ausschußquoten, verminderte Qualität und geringes Ausbringen.Soft iron is the starting material for the production of special materials based on nickel; According to the current state of the art, the soft iron produced in the converter, SM furnace or plasma furnace is remelted for this purpose and mixed with a defined nickel content. However, the soft iron produced according to the prior art with the relatively low oxygen contents has a significant disadvantage, which is that only a small cooking movement of the melt takes place when melting special materials based on iron-nickel. The consequence of this is high reject rates, reduced quality and low yield.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch eine besondere Kombination mehrerer Verfahrensschritte im bodenblasenden Sauerstoffkonverter ein modifiziertes Weicheisen mit definiertem, relativ hohem Sauerstoffgehalt in der Stückanalyse zu erzeugen, welches die genannten Mängel beseitigt und als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Sonderwerkstoffen auf Eisen-Nickel-Basis eingesetzt werden kann.The object of the present invention is to produce a modified soft iron with defined, relatively high oxygen content in the piece analysis by a particular combination of several process steps in the bottom-blowing oxygen converter, which eliminates the deficiencies mentioned and as a starting material for the production of special materials on iron-nickel Base can be used.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung eines modifizierten Weicheisens zu entwickeln, welches als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Sonderwerkstoffen auf Eisen-Nickel-Basis eingesetzt werden kann. Dieses modifizierte Weicheisen soll mit einem relativ hohen Sauerstoffgehalt von mindestens 0,050% die Voraussetzung für eine gute Kochbewegung beim späteren Umschmelzen im Induktionsofen mitbringen, um die Qualität der Sonderwerkstoffe auf Eisen-Nickel-Basis zu erhöhen und die Ausschußquoten infolge Blasigkeit zu senken.The invention has for its object to develop a process for the production of a modified soft iron, which can be used as a starting material for the production of special materials based on iron-nickel. This modified soft iron with a relatively high oxygen content of at least 0.050%, the prerequisite for a good cooking movement later melt in the induction furnace bring along to increase the quality of special iron-nickel-based materials and reduce the rejection rates due to bladder.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine besondere Kombination solcher Verfahrensschritte gelöst, die im ausgewalzten Endprodukt weniger als 0,06% Kohlenstoff, Spuren an Silizium, max. 0,10% Mangan, max.0,030% Phosphor, max. 0,015% Schwefel und einen Mindestsauerstoff gehalt von 0,050% garantieren. Die einzelnen Verfahrensschritte sind dadurch gekennzeichnet, daß ein Abbau der Sauerstoffgehalte weitestgehend vermieden wird.According to the invention the object is achieved by a special combination of such process steps, the less than 0.06% carbon, traces of silicon, max. 0.10% manganese, max.0.030% phosphorus, max. 0.015% sulfur and a minimum oxygen content of 0.050% guarantee. The individual process steps are characterized in that a reduction of the oxygen contents is largely avoided.
In der ersten Phase wird die Schmelze im bodenblasenden Sauerstoffkonverter in an und für sich bekannter Art auf einen Kohlenstoffgehalt unter 0,06% gefrischt. Nach dem Abschlacken schließt sich eine zweite Blasphase mit Sauerstoff von mind.1 Minute, vorzugsweise 2 Minuten, an. In dieser 2. Blasphase wird weich, d. h. mit verminderter Sauerstoffbeaufschlagung geblasen, um eine hohe Eisenverschlackung und damit einen weiteren Anstieg der Sauerstoffgehalte zu erreichen. Zu dem Zweck der Temperatur-und Schwefelkorrektur wird währenddes I.Drittels der 2. Blasphase Branntkalk, Kalkstein oder Frischerz zugegeben. Nach dieser 2. Blasphase soll die Schmelze mindestens 0,080%, vorzugsweise 0,100% Sauerstoff, enthalten, um mit Sicherheit im ausgewalzten Endprodukt einen Sauerstoffgehalt von mindestens 0,050%, vorzugsweise 0,060%, zu erreichen.In the first phase, the melt is refined in the bottom-blowing oxygen converter in a conventional manner to a carbon content below 0.06%. After the slagging, a second blowing phase with oxygen of at least 1 minute, preferably 2 minutes, follows. In this second blowing phase becomes soft, d. H. blown with reduced oxygen loading in order to achieve a high iron slag and thus a further increase in the oxygen contents. For the purpose of temperature and sulfur correction, quick lime, limestone or fresh ore is added during the 1st of the 2nd blowing phase. After this second blowing phase, the melt should contain at least 0.080%, preferably 0.100%, oxygen in order to achieve an oxygen content of at least 0.050%, preferably 0.060%, in the final product which has been rolled out.
Während des Abstiches wird der Schmelze max.0,6kg FeMn pro Tonne Stahl, vorzugsweise 0,4kg FeMn pro Tonne Stahl, und max. 0,04kg Al pro Tonne Stahl, vorzugsweise 0,02 kg Al pro Tonne Stahl, zugegeben. Das Ziel dieser geringfügigen Desoxydation besteht nicht im Abbau der Sauerstoffgehalte, sondern nur in der Verminderung des starken Kochens des Stahls während des Abstichs.During tapping, the melt is subjected to a maximum of 0.6kg FeMn per tonne of steel, preferably 0.4kg FeMn per tonne of steel, and max. 0.04 kg Al per tonne of steel, preferably 0.02 kg Al per tonne of steel. The goal of this minor deoxidation is not to reduce oxygen levels, but only to reduce the heavy boiling of the steel during tapping.
Der Abguß der Blöcke erfolgt im fallenden Guß. Das Gewicht der Blöcke soll max.4t vorzugsweise 3t, betragen. Während des Gießens wird kein Aluminium zugegeben. Die Blöcke müssen unberuhigt erstarren.The casting of the blocks takes place in falling casting. The weight of the blocks should be max.4t, preferably 3t. During casting, no aluminum is added. The blocks need to freeze.
Nach Ankochen einer 5 bis 10 cm starken Randschicht werden die Blöcke mit Deckein und/oder Walzzunder abgedeckt, damit sich der Blockkopf sofort schließt.After parboiling a 5 to 10 cm thick surface layer, the blocks are covered with Deckein and / or mill scale, so that the block head closes immediately.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment:
In einem bodenblasenden Sauerstoffkonverter wird mit einem Einsatz von 22t flüssigem Roheisen und 5t Schrott eine Charge geblasen.In a bottom-blowing oxygen converter, a batch is blown using 22 tons of liquid pig iron and 5 tons of scrap metal.
Das Roheisen wurde vor seinem Einsatz auf einen Schwefelgehalt unter 0,015% entschwefelt; Die Sauerstoffbeaufschlagung während des Frischens beträgt 4000 m3 i. N./h. Nach vorausberechnetem Endpunkt wird der Frischprozeß abgebrochen, von der Schmelze eine Probe genommen und die Temperatur gemessen. Die Stahlbadtemperatur beträgt nach der 1. Blasphase 16800C.The pig iron was desulphurised to a sulfur content below 0.015% before use; The oxygenation during the refining is 4000 m 3 i. N./h. After pre-calculated end point of the fresh process is stopped, taken from the melt a sample and measured the temperature. The steel bath temperature after the first blowing phase 1680 0 C.
Der Kohlenstoffgehalt liegt bei 0,04%, der Phosphorgehalt bei 0,030%, der Mangangehalt bei 0,12% und der Schwefelgehalt beiThe carbon content is 0.04%, the phosphorus content 0.030%, the manganese content 0.12% and the sulfur content
Nach dem Abschlacken schließt sich die 2. Blasphase an. Die Sauerstoffbeaufschlagung beträgt während dieser 2. Blasphase 3000 m3 i.N./h. 10 Sekunden nach Beginn der 2. Blasphase werden 200 kg Branntkalk und 100 kg Frischerz zugegeben.After the slagging, the second blowing phase follows. The oxygen loading is 3000 m 3 iN / h during this second blowing phase. 10 seconds after the start of the second blowing phase, 200 kg of quicklime and 100 kg of frozen ore are added.
90 Sekunden nach Beginn der 2. Blasphase wird diese abgebrochen. Der Konverter wird unter Sauerstoffbeaufschlagung der Blasdüsen umgelegt, von der Schmelze eine Probe genommen und die Temperatur gemessen. Die Stahlbadtemperatur liegt bei 16900C, der Kohlenstoffgehalt beträgt 0,02%, der Mangangehalt 0,06%, der Phosphorgehalt 0,022% und der Schwefelgehalt 0,011 %. Der Sauerstoffgehalt nach Blasende beträgt 0,098%.90 seconds after the beginning of the 2nd blowing phase, it will be aborted. The converter is placed under oxygen treatment of the nozzles, sampled from the melt and measured the temperature. The steel bath temperature is 1690 0 C, the carbon content is 0.02%, the manganese content 0.06%, the phosphorus content 0.022% and the sulfur content 0.011%. The oxygen content after bladder is 0.098%.
Nach dem Absteifen der Restschlacke erfolgt der Abstich. Nach etwa Ѵд Pfannenfüllung werden 8kg FeMn und 0,5 kg Aluminium zugegeben.After stiffening the residual slag tapping occurs. After about Pfд pan filling 8kg FeMn and 0.5 kg of aluminum are added.
Der Abguß des Stahles erfolgt zu 3-t-Blöcken. Während des Gießens wird kein Aluminium zugegeben. Nach Ankochen einer ca.The casting of the steel takes place in 3 t blocks. During casting, no aluminum is added. After cooking an approx.
7cm starken Randschicht wird auf den Blockkopf ein Deckel aufgelegt. Die Standzeit der Blöcke in den Kokillen beträgt 40 Minuten.7cm thick surface layer is placed on the block head a lid. The service life of the blocks in the molds is 40 minutes.
Die Gießprobe dieser Weicheisenschmelze ergab einen Kohlenstoffgehalt von 0,04%, einen Mangangehalt von 0,08%, einen Phosphorgehalt von 0,023% und einen Schwefelgehalt von 0,011 %. Der Sauerstoffgehalt der Gießprobe betrug 0,068%.The casting sample of this soft iron melt gave a carbon content of 0.04%, a manganese content of 0.08%, a phosphorus content of 0.023% and a sulfur content of 0.011%. The oxygen content of the casting sample was 0.068%.
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