Verfahren zur Herstellung von warmfestem Stahlform- oder Blockguß,
insbesondere von schweren Schmiedeblöcken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von warmfestem Stahlform- oder Blockguß, insbesondere von schweren Schmiedeblöcken
(aus denen Turbinenläufer oder sonstige in der Wärme beanspruchte größere Maschinenteile
hergestellt werden), aus solchen niedriglegierten vergütbaren ferritischperlitischen
Stählen, welche infolge der spezifischen Art ihres Legierungsgehaltes in der Wärme
höher beansprucht werden können als entsprechende Kohlenstoffstähle.Process for the production of heat-resistant cast steel or ingot castings,
in particular of heavy forging blocks The invention relates to a method for
Manufacture of heat-resistant cast steel or ingot castings, especially heavy forging blocks
(from which turbine rotors or other large machine parts exposed to heat
are made), from such low-alloy, heat-treatable ferritic-pearlitic
Steels, which due to the specific nature of their alloy content in the heat
can be subjected to higher loads than corresponding carbon steels.
Bei solchen Stählen ist erfindungsgemäß zur Verbesserung der Eigenschaften
in der Wärme beim Erschmelzen des Stahles und dem Vergießen zu Blökken bzw. Formstücken
wie folgt zu verfahren: Die Erschmelzung hat im basischen Lichtbogenofen zu erfolgen.
Am Ende der Oxydationsperiode ist im Stahl ein Mangangehalt von höchstens 0,200/G
herbeizuführen, vornehmlich durch die Wahl manganarmen Einsatzes, durch Erzen, insbesondere
durch Blasen von Sauerstoff, durch Erhöhung des Kieselsäureanteils in der Oxydationsschlacke
oder durch eine Kombination solcher Maßnahmen. Nach dem üblichen Abschlacken der
Oxydationsschlacke wird eine Desoxydations-Feinungsschlacke aufgegeben, wobei diese
Feinungsschlacke einen geringen Kieselsäuregehalt aufzuweisen hat, der 8 0'u nicht
überschreiten soll. Der Desoxydationscharakter der Feinungsschlacke wird nicht durch
Zugabe von Silizium, sondern durch Zugabe von Kohlenstoff, Kalzium, Magnesium, Aluminium
oder deren Legierungen erzielt. Infolge des geringen Anteils der Schlacke an Kieselsäure
erfolgt die Desoxydation nicht oder nur zum Teil über Silizium. Infolgedessen tritt
trotz fortschreitender Desoxydation nur verhältnismäßig wenig Silizium in metallischer
Form in das Stahlbad ein. Beim Abstich, also vor Beginn des Gießens, soll der Siliziumgehalt
0,10 0/c im Stahlbad und der Mangangehalt im Stahl 0,20 0/c nicht überschreiten.
Der so hergestellte Stahl, der beruhigt, halbberuhigt oder uriberuhigt sein kann,
wird nunmehr nach dem Vakuumgießverfahren vergossen, indem der Stahl im freien Fall
in ein Vakuum eingeschleust wird, in dem die Gießform oder Kokiile steht. Dieses
Gießverfahren, welches von der Anmelderin entwickelt und seit längerem in großem
Umfang angewendet wird, ist im wesentlichen an sich bekannt.In the case of such steels, the invention is intended to improve the properties
in the heat when melting the steel and pouring it into blocks or shaped pieces
proceed as follows: The melting must take place in a basic electric arc furnace.
At the end of the oxidation period the steel has a manganese content of at most 0.200 / G
to bring about, primarily through the choice of low-manganese use, through ores, in particular
by blowing oxygen, by increasing the silica content in the oxidation slag
or a combination of such measures. After the usual deslagging of the
Oxidation slag is given up as a deoxidation refining slag, which
Finishing slag has a low silica content, which 8 0'u does not
should exceed. The deoxidation character of the refining slag is not affected
Adding silicon, but by adding carbon, calcium, magnesium, aluminum
or their alloys. As a result of the low proportion of silica in the slag
deoxidation does not take place or only partially via silicon. As a result occurs
despite progressive deoxidation only relatively little silicon in metallic
Mold into the steel bath. When tapping, i.e. before starting casting, the silicon content should be
0.10 0 / c in the steel bath and the manganese content in the steel does not exceed 0.20 0 / c.
The steel produced in this way, which can be calmed, semi-calmed or primed,
is now cast according to the vacuum casting process by the steel in free fall
is introduced into a vacuum in which the mold or Kokiile is. This
Casting process, which was developed by the applicant and has been used for a long time on a large scale
Scope is applied is essentially known per se.
Die Vorrichtung zum Vergießen des erfindungsgemäßen Stahles muß so
ausgebaut sein, daß möb iichst niedrige Torrwerte, vorzugsweise unter 10 Torr, erzielt
werden. Ferner muß sie eine, ebenfalls von der Anmelderin bereits vorgeschlagene,
Vorrichtung besitzen, mit der zusätzlich während dies Gießens Desoxydationsmittel
oder auch Legierungsmittel kontinuierlich zugegeben werden können. Diese Desoxydationsmittel,
welche die Desoxydation über Kohlenmonoxyd während des Vakuumgusses unterstützen
sollen, sind vorzugsweise Kalzium, Magnesium, Aluminium, Cer und Titan oder deren
Legierungen. Vermieden werden müssen Mangan- oder Siliziumzugaben, die den Gehalt
des Stahles an Mangan über 0,20o/o bzw. an Silizium über 0,10% steigern würden.
Diese Desoxydation kommt vorzugsweise für vor dem Gießen nicht voll beruhigte Stähle
in Anwendung. Die Abstimmung des Legierungsgehaltes der Stähle kann entweder vor
dem Vergießen oder während des Gießens erfolgen.The device for casting the steel according to the invention must be so
be developed so that the lowest possible Torr values, preferably below 10 Torr, are achieved
will. Furthermore, it must also have a
Have device with the additional deoxidizer during this casting
or alloying agents can be added continuously. These deoxidizers,
which support the deoxidation via carbon monoxide during the vacuum casting
are preferably calcium, magnesium, aluminum, cerium and titanium or their
Alloys. Manganese or silicon additions, which reduce the content, must be avoided
of steel would increase manganese by more than 0.20% or silicon by more than 0.10%.
This deoxidation is preferred for steels that have not been fully killed before casting
in use. The alloy content of the steels can either be coordinated
during the casting or during the casting.
Nachdem die Erstarrung des Stahles bei Atmosphärendruck erfolgt ist,
wird, falls es sich um Blöcke handelt, in üblicher Weise verschmiedet oder gewalzt.
Es wurde festgestellt, daß ein nach diesem neuen Verfahren hergestellter Stahl eine
äußerst geringe Versprödungsneigung durch die Wärme besitzt. Darüber hinaus weisen
die Stähle gegenüber anderen üblich erschmolzenen und vergossenen Stählen mit etwa
gleichen Gehalten an Legierungselementen eine verbesserte Zeitstand- und Dauerstandfestigkeit
auf.After the steel has solidified at atmospheric pressure,
is, if it is a matter of blocks, forged or rolled in the usual way.
It has been found that a steel made by this new process has a
has an extremely low tendency to embrittlement due to the heat. In addition, wise
the steels compared to other commonly melted and cast steels with about
with the same content of alloy elements, improved creep and fatigue strength
on.