DE2320165B2 - PROCEDURE FOR REFRESHING MOLTEN METAL - Google Patents
PROCEDURE FOR REFRESHING MOLTEN METALInfo
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Description
rechenbar. Ist die Menge des Legierungszusatzes groß, werden große Wärmemengen verbraucht, so daß die Charge länger im Ofen verbleiben muß. Diese Zuuabe von Stickstoff geht daher auf Kosten dir Produktivität und der Wirtschaftlichkeit.calculable. If the amount of alloy addition is large, large amounts of heat are consumed, so that the Batch must remain in the oven longer. This addition of nitrogen is therefore at the expense of productivity and economy.
Obwohl die US-PS 30 46 107 darauf verweist, daß Stickstoff dem Argon beim Argon-Sauerstoff-Verfahren »quivalent ist, kann diese Äquivalenz nur beim Entkohlungsvorgang genutzt werden, und selbst t-ies 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 Stickstoffgleichgewichtswert bezeichnet. Sie kann mit Hilfe thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten in bekannter Weise berechnet werden. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise verwiesen auf Chipman und C 0 rrigan, »Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel«, Trans. AIME, Bd. 233, Juli 1965.Although US-PS 30 46 107 refers to the fact that nitrogen is compared to argon in the argon-oxygen process »Is equivalent, this equivalence can only be achieved during the decarburization process be used, and even t-ies only for those types of steel with large residues of nitrogen can be tolerated. This is due to the fact that the use of nitrogen leads to a fresh melt, the amount of nitrogen of which differs only slightly from that which is in equilibrium with a nitrogen-containing atmosphere which surrounds the melt. These Amount is generally referred to as the nitrogen equilibrium value. You can use thermodynamic Laws are calculated in a known manner. In this context, let for example, refer to Chipman and C 0 rrigan, "Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel," Trans. AIME, Vol. 233, July 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 Stickstoffgleichgewichtswertes bei Schmelztemperatur enthält. Dieses Verfahren soll einfach und wirtschaftlich durchzuführen sein.With the invention, a method for producing a metal is to be created, the nitrogen with any desired value between about 10 ppm and about 90% of the nitrogen equilibrium value contains at melting temperature. This process should be simple and economical to carry out.
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 Stickstoffsollwert des erzeugten Stahls überschritten wird.The invention is also intended to use the argon-oxygen decarburization process can be improved by partially replacing argon with less expensive nitrogen during decarburization without the nitrogen target value of the steel produced is exceeded.
Erfindungsgemäß ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß während der Anfangsperiode der Entkohlung ein aus Sauerstoff und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird, wobei der Stickstcffprozentsatz 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 eingeblascn 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.According to the invention, such a method is characterized in that during the initial period of the Decarburization a gas mixture consisting of oxygen and nitrogen is blown in, the Nitrogen percentage is kept at a value at which the nitrogen partial pressure in the melt surrounding atmosphere greater than the partial pressure of nitrogen in equilibrium with that in the freshened Desired melt nitrogen content is so that the nitrogen content of the melt at the end of the The initial period of decarburization is greater than the desired nitrogen content; that further during the further duration of decarburization from oxygen and a monatomic gas or from oxygen, A gas mixture consisting of a monatomic gas and nitrogen is blown in and that the blowing process with a monatomic gas and / or nitrogen is continued until the nitrogen content of the melt is lowered to the desired value.
Während der weiteren Dauer der Entkohlung wird der Anteil an einatomigem Gas im Gasgemisch erhöht.During the further duration of the decarburization, the proportion of monatomic gas in the gas mixture elevated.
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 kennen 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.The invention has application to a variety of ferrous metals and alloys, such as low carbon Iron, carbon steels, stainless steels including those with 30 to 40% chromium, and nickel-based alloys. You know tungsten, vanadium, zirconium, copper, aluminum, silicon, sulfur, Contain titanium, manganese, molybdenum and other normally used alloy components. The hairdressing can be with single batches or with changing batches, such as in a continuous one Procedure.
Die einzige Figur zeigt den zeitiichen Verlauf des Stickstoffgehalts einer Schmelze während des Frisehverfahrens nach der Erfindung, bei dem ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch während einer Anfangsperiode der Entkohlung cingebiasen wird, worauf ein /weiter Teil folgt, innerhalb dessen in dem Gemisch entweder Argon an die Stelle von Stickstoff tritt (Kurve X) oder das Gemisch mit Argon angereichert wird (Kurve Y), während die entkohlte Schmelze dann mit Argon gefeint wird.The single figure shows the time course of the nitrogen content of a melt during the Frisehververfahren according to the invention, in which an oxygen-nitrogen mixture is blown during an initial period of the decarburization, followed by a / further part, within which either argon in the mixture Instead of nitrogen occurs (curve X) or the mixture is enriched with argon (curve Y), while the decarburized melt is then refined with argon.
Aus der Figur folgt, daß während der Anfangsperiode der Entkohlung der Stickstoffgehalt in der Schmelze bis dicht zu dem Gleichgewichtswert N, angehoben 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.From the figure it follows that during the initial period of decarburization the nitrogen content in the melt is increased up to close to the equilibrium value N i. During the second part of the decarburization period, the replacement of nitrogen by argon (curve X) causes a rapid decrease in the nitrogen content of the melt. This second period is continued until the desired carbon content and a predetermined nitrogen value N 2 are reached, the latter depending on the final nitrogen content N 3 desired during tapping. Since the continued blowing in of argon during the reduction and refining causes a further, albeit relatively small, decrease in the nitrogen content, the point N 1 at which the switch is made from nitrogen to argon depends on the amount of argon used during the second part of the Decarburization is blown in, as well as the nitrogen content N 3 that the tapped metal should have.
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 and Argon während des zweiten Teils der Entkohlung der gleiche Endstickstoffwert N2 angestrebt würde. In diesem Falle wäre der erste Teil früher, nämlich zum Zeitpunkt T1 statt zum Zeitpunkt T2, 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.The curve Y shows the course of the nitrogen content in the melt when the tapped charge is to have a higher nitrogen content N 4 . During the second part of the decarburization, a three-component gas mixture of argon, oxygen and nitrogen is used. Curve Z shows the course that the nitrogen content in the melt would take if the same final nitrogen value N 2 were aimed for when using a three-component mixture of nitrogen, oxygen and argon during the second part of the decarburization. In this case, the first part would end earlier, namely at time T 1 instead of time T 2 , as in the previous example, because the rate at which the nitrogen content in the melt falls becomes slower if the blowing gas mixture contains nitrogen instead of, as in the case of curve X, to have no nitrogen.
Bei der praktischen Anwendung des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrcns 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.In the practical application of the argon-oxygen decarburization process stainless steel, where argon was the only one used in addition to oxygen Is gas, it has been observed that the final nitrogen values obtained in the finished melt 30 to 50% below the levels normally found in conventional electric steel processes to adjust.
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 Glcichgewichtswert 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 Bessemer-Verfahren, bei dem die Schmelze mit LuftOn the other hand, another problem arose when nitrogen was the only gas during the freshening operations is used in addition to oxygen. In this case, the in the nitrogen dissolved in the melt corresponds to the equilibrium value. This is not surprising, but it was practical experience to date has shown that a close approximation to the theoretically calculated Equilibrium value is never reached in practice. In this context, reference is made to Ward, "The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking", 1952, pp. 182 and 183. Furthermore, the Bessemer process in which the melt is mixed with air
(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 Sückstoffendgehalt liegt bei 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 OS-PS 25 37 103 vertreten.(which contains approximately 79% nitrogen) is blown, the observed nitrogen content of the decarburized Stahls usually between 0.01 and 0.02%, while the equilibrium value is about 0.04% amounts to. The measured final content of nitrogen in such melts is generally between 25 and 50% of the value resulting from theoretical equilibrium conditions. The view that under oxidizing conditions, as they are given during decarburization, no nitrogen uptake in the melt takes place, is also represented in OS-PS 25 37 103.
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.Contrary to these well-known opinions, it turned out that in practice the argon-oxygen decarburization process with nitrogen as an inert gas, significantly higher nitrogen contents remain in the decarburized melt than this would be expected. For example, using nitrogen and oxygen to freshen up a 17 t batch of stainless steel A.I.S.I. 304 (Cr 18 to 20%, Ni 8 to 10%, Mn at most 2%, Si at most 1.0%, C at most 0.08%) the actual nitrogen content at 0.136%, while the equilibrium value is about 0.145%. The melt thus reached almost 94% of the equilibrium value. That Injection of nitrogen during the reduction, desulfurization and refining increased the level to 0.207% compared to a calculated equilibrium value of 0.247%, i.e. the nitrogen content was about 80% of the equilibrium value.
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.During the refining, nitrogen can be easily added by using nitrogen gas is blown into the melt for a period of time which depends on the desired final value. This Process can be described as "nitrogen alloying".
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 üer 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 N2 nur für 20 bis 69 Sekunden eingeblasen wurde.Contrary to expectations, it has been found that the rate of nitrogen uptake is highly reproducible and surprisingly high for the reasons mentioned above. Using this method, residual nitrogen levels in the melt of up to about 50% of the equilibrium level of N 2 in one atmosphere can be obtained quickly and economically. Contents of more than 50% of the equilibrium value can also be achieved. However, the rate of N 2 uptake begins to decrease and becomes less efficient as a result. Table 1 below shows the results of five experiments in which the nitrogen content of commercial stainless steels was increased by blowing N 2 for only 20 to 69 seconds.
♦) Cr 16 bis 18%, Ni 10 bis 14%, Mn höchstens 2,0%, Si♦) Cr 16 to 18%, Ni 10 to 14%, Mn at most 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%.at most 1.0%, C at most 0.10%.
··) Cr 18 to 20%, Ni 8 to 10%, Mn not more than 2.0%, Si not more than 1.0%, C not more than 0.08%.
***) Cr 18 bis 20%, Ni 8 bis 10%, Mn höchstens 2,0%, Si höchstens 1,0%, C höchstens 0,03%.***) Cr 18 to 20%, Ni 8 to 10%, Mn at most 2.0%, Si at most 1.0%, C at most 0.03%.
Bei zahlreichen früher durchgeführten Untersuchungen der Absorptions-Desorptionskinetik von Stickstoff wurde gefunden, daß Entgasungsverfahren, die entweder mit Vakuum oder mit Argon arbeiten, hinsichtlich der Slickstoffbeseitigung 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. AlME (1963), darauf, daß dies insbesondere der Fall ist,In numerous previous studies of the absorption-desorption kinetics of Nitrogen has been found that degassing processes that work either with vacuum or with argon, are very inefficient in terms of removing nitrogen. For example, P e h 1 k e and Elliott in Solubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys - II Kinetics, "Trans, of Met. Soc. AlME (1963), on the fact that this is the case in particular,
ίο 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 Entkohiungsvorganges Stickstoff an Stelle von Argon verwendet werden, obwohl eine beträchtliche Menge an Stickstoff von der Schmelze absorbiert wird. Die Stickstoffmenge, 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 eimern 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.ίο if surface-active elements, such as oxygen or Sulfur, are present. Consequently, it was to be expected under oxidizing conditions like them present during argon-oxygen decarburization would be difficult to obtain significant amounts of expel dissolved nitrogen from the melt. Surprisingly, however, it has been found that considerable amounts of nitrogen even under the oxidizing conditions of the decarburization process can be eliminated. As a result, it can be used during at least the early stages of the decoction process Nitrogen can be used in place of argon, though a considerable amount of nitrogen is absorbed by the melt. The amount of nitrogen that can be used in place of argon depends on the final value of the melt desired during tapping. Should, for example, be a rustproof one Steel 304 the residual nitrogen content is below 0.05%, nitrogen can be used during decarburization until about 60% of the oxygen that is calculated for decarburization is blown in necessary is. Generally, the point at which argon is substituted for nitrogen is after the sparging from 50 to 70% of the oxygen that is mathematically required for decarburization. This amount of oxygen is calculated according to conventional stoichiometric rules, not only that for oxidizing of the oxygen required as CO to be removed, but also the oxygen the oxidation of silicon and other metallic elements in the melt is taken into account serves, which usually pass into the slag as oxides. At a point calculated in this way, the Nitrogen replaced with argon to ensure further decarburization and the content of the melt of dissolved nitrogen to the desired value.
An Hand der folgenden Beispiele seien zwei bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens erläutert.The following examples are two preferred embodiments of the present process explained.
Dieses Beispiel gibt die Ausführungsform wieder bei der Stickstoff als einziges Gas zusätzlich zi Sauerstoff während des Anfangsteils der Entkohlun verwendet wird, worauf während des zweiten Teil der Stickstoff durch Argon ersetzt wird. Vor der Entkohlen enthielt die Schmelze aus rostfreiem Stat 0,78 % C, 0,51 % Mn, 0,41 % Si, 18,25 % Cr und 8,05 < Ni. Das Chargengewicht betrug 17 t. In der unter stehenden Tabelle 2 sind die Änderungen der Ten peratur, des Kohlenstoffgehalts, der Gasdurchflu!This example shows the embodiment again where nitrogen is the only additional gas Oxygen is used during the initial part of the decarburization, followed by during the second part the nitrogen is replaced by argon. Before the decarburization, the melt of stainless Stat 0.78% C, 0.51% Mn, 0.41% Si, 18.25% Cr and 8.05 < Ni. The batch weight was 17 t. In Table 2 below are the changes to the Ten temperature, the carbon content, the gas flow!
mengen und des Stickstoffgehalts am Anfang, währer des ersten und des zweiten Teils der Entkohlur und nach dem Reduktionsvorgang zusammeng stellt.quantities and the nitrogen content in the beginning, longer of the first and the second part of the decarburization and after the reduction process together represents.
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.From Table 2 it follows that the nitrogen content of the melt during the initial part of the decarburization due to the injection of a gas mixture with a ratio of 2 parts oxygen to one part Nitrogen increased from 0.042 to 0.075%. However, during the second part of the decarburization, the nitrogen level fell to 0.048%, because a gas mixture with one part of oxygen was blown to two parts of argon became. The further blowing only with argon during the reduction process lowered the nitrogen content to 0.041%.
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 zweiten 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 Stickstoff gehalt 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.This example illustrates a further embodiment of the process described in which nitrogen is used together with oxygen during the initial period of decarburization, followed by replacing nitrogen with argon during the second part of decarburization. Before decarburization, the steel melt contained 0.35% C, 0.34% Mn, 0.36% Si, 16.22% Cr and 0.14% Ni. The batch weighed 17 t. Table 3 below shows the changes in temperature, carbon content, gas flow rates and nitrogen content for the beginning, after the first and second part of the decarburization and after the reduction process.
Table 3 shows that the high nitrogen content of 0.075% caused by the use of nitrogen during the initial part of the decarburization was suppressed to 0.056% by blowing with argon. The value of 0.036% nitrogen given in the table does not represent an actual initial value (this was not determined), but is typical for the composition of the melt concerned. It should be noted that the oxygen flow remained switched on during the reduction process. This was not done for reasons of decarburization, but to prevent the temperature of the batch from dropping excessively.
*) Probe entnommen nach 35minütiger Entkohlung.*) Sample taken after 35 minutes of decarburization.
226226
0,036
0,068*)
0,075
0,0560.036
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 ?u 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 the above examples, the oxygen to argon ratio was the second part of the decarburization kept lower than the oxygen to nitrogen ratio during the first part of the decarburization, to oxidize as little chromium as possible, but still to ensure that the carbon is oxidized. By the same token, if during of the second part nitrogen is used in addition to argon, the ratio of oxygen to argon and nitrogen preferably less than the oxygen to nitrogen ratio of the initial part of the decarburization.
In den obigen Beispielen wurden die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens als gesonderte Einzelprozesse behandelt. Es versteht sich jedoch, dai die verschiedenen Ausführungsformen auch in mannigfaltigen Kombinationen angewendet werden können um möglichst günstige Bedingungen hinsichtlich de; Gasverbrauchs, der Reproduzierbarkeit und dei sicheren Beherrschung des Stickstoffgehalts des End· Produkts zu erzielen.In the above examples, the various embodiments of the method were described as separate Treated individual processes. It goes without saying, however, that the various embodiments are also varied Combinations can be used to achieve the most favorable conditions with regard to de; Gas consumption, reproducibility and the safe control of the nitrogen content of the end Product to achieve.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 609509/261 sheet of drawings 609509/26
Claims (4)
der Schmelze auf den gewünschten Wert abgesenkt Bisher konnten die Stahlhersteller den Stickstoffist, gehalt der fertigen Stähle nur in geringem Maße beherr-is the material content of the finished melt; that during "fine" in the present case, any further duration of decarburization is understood to mean a gas passage or any sequence of processes mixture of oxygen and a monatomic, which is or are related to the reduction to a gas or of oxygen, a monatomic Gas preparation of the molten metal for the exhaust and nitrogen is blown in and then the piercing and potting follows, i.e. deslagging, blowing with a monoatomic gas and / or desulfurization, adjusting the final composition, nitrogen is continued until the nitrogen content adjusting the temperature and Deoxidation,
of the melt has been reduced to the desired value.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |