DE2323503A1 - METHOD OF ADDING LEAD TO MOLTEN STEEL - Google Patents
METHOD OF ADDING LEAD TO MOLTEN STEELInfo
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Description
zur Eingab, vom 5. Mai 1973 VA// Name d. Anm. 1. INLAND STEEL COMPANY,to the input, dated May 5, 1973 VA // Name d. Note 1. INLAND STEEL COMPANY,
30 West Monroe Street, Chicago, 111. 60603, U. S. A.30 West Monroe Street, Chicago, 111. 60603, U.S.A.
2. Se A. Echevarria,2. Se A. Echevarria,
Alameda de Urquijo 4, Bilbao, SpanienAlameda de Urquijo 4, Bilbao, Spain
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf ein Verfahren zum Zusetzen von Ingredienzien zum geschmolzenen Metall, welche in dem ganzen geschmolzenen Metall schwierig gleichmäßig zu verteilen sind, welche in großen Prozentsätzen schwierig zurückzuhalten sind und welche eine beträchtliche Dampfbildung bewirken. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Zusetzen von Blei zu geschmolzenem Stahl in einer Gießpfanne.The invention relates generally to a method of adding ingredients to the molten metal which are used in difficult to evenly distribute throughout the molten metal, which in large percentages are difficult to retain and which cause considerable steam generation. The invention relates in particular to a method for Adding lead to molten steel in a ladle.
Mikroskopische Bleieinschlüsse in Stahl verbessern die Bearbeitbarkeit des Stahls. Üblicherweise ist Blei dem Stahl bei der Einführung desselben in Kokillen oder in die Zwischenpfanne einer kontinuierlichen Gießeinrichtung zugesetzt worden. Wenn Blei dem geschmolzenen Stahl in einer Gießpfanne zugesetzt wurde, hat sich das Blei am Boden der Gießpfanne abgesetzt und der aus dieser Gießpfanne in Kokillen abgegossene Stahl weist eine ungleichmäßige Verteilung des Bleis in demselben auf, wobei der Bleigehalt von Kofkille zu Kokille verschieden ist und unerwünschte makroskopische Einschlüsse in dem erstarrten Stahl bildet.Microscopic lead inclusions in steel improve machinability of steel. Usually lead is the steel when it is introduced into molds or into the tundish continuous caster has been added. When lead was added to the molten steel in a ladle, it has the lead settled on the bottom of the ladle and the steel poured into chill molds from this ladle has an irregular shape Distribution of the lead in the same, the lead content being different from Kofkille to Kofkille and undesirable forms macroscopic inclusions in the solidified steel.
Um die Bearbeitbarkeit von Stahl zu verbessern, ist es wünschenswert, einen möglichst hohen Bleigehalt zu haben, beispielsweise innerhalb des Bereichs von 0,3 bis 0,4 % oder mehr. Bei Verwenetedurtg der üblichen Stahlherstellungsverfahren war es jedoch schwierig, einen Bleigehalt im Bereich von 0,3 bis 0,4 % zurückzuhalten. Der Bleigehalt, der in dem Stahl zurückgehalten werden kann, ist proportional zu der Temperatur des Stahls zu dem Zeit-In order to improve the machinability of steel, it is desirable to have a lead content as high as possible, for example within the range of 0.3 to 0.4 % or more. However, when conventional steelmaking processes were used, it was difficult to retain a lead content in the range of 0.3 to 0.4 % . The lead content that can be retained in the steel is proportional to the temperature of the steel at the time
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punkt, in dem das Blei zugesetzt wird. Eine zu hohe Temperatur (beispielsweise I65O bis 1704° C oder mehr) ist jedoch für das Gießen unerwünscht. Wenn die Stahltemperatur auf eine wünschenswerte Gießtemperatur verringert wird (beispielsweise 1538° C oder weniger) und das Blei bei dieser Temperatur zugesetzt wird, wird der Bleigehalt, der durch den Stahl zurückgehalten werden kann, auf 0,2 bis 0,3 % verringert.point at which the lead is added. Too high a temperature (for example, 1650 to 1704 ° C or more) is undesirable for casting. If the steel temperature is lowered to a desirable casting temperature (e.g. 1538 ° C or less) and the lead is added at that temperature, the lead content that can be retained by the steel is reduced to 0.2 to 0.3 % .
Ein anderes Problem, das mit dem Zusatz von Blei zu Stahl verbunden ist, ist die Erzeugung beträchtlicher Dampfmengen. Dies ist für die Gesundheit der Arbeiter schädlich und verunreinigt die. umgebende Atmosphäre.Another problem associated with the addition of lead to steel is is the generation of considerable amounts of steam. This is detrimental to workers' health and pollutes them. surrounding atmosphere.
Es ist eine Anzahl von Vorschlägen gemacht worden, um Blei dem geschmolzenen Stahl in einer Gießpfanne zuzusetzen. Diese Vorschläge umfassen: die Anordnung einer Schicht, geschmolzenen Bleis auf dem Boden einer offenen Gießpfanne, worauf der geschmolzene Stahl in die Gießpfanne eingeführt wird; die Einführung des Bleis als eine kontinuierliche Litze in Stab- oder Drahtform in eine offene Gießpfanne, die mit geschmolzenem Stahl gefüllt ist, welcher von einer Schlackenschicht bedeckt ist, während gleichzeitig ein inertes Gas, wie zum Beispiel Argon, in den geschmolzenen Stahl eingeführt wird; den Zusatz des Bleis zu einer Strömung geschmolzenen Stahls, wenn derselbe in eine offene Gießpfanne unter Bedingungen eintritt, welche die Bildung von Bleioxid fördern; den Zusatz des Bleis zu einem Bad geschmolzenen Stahls in der Gießpfanne, wobei das Blei mit einer seltenen Erde kombiniert ist; den Zusatz des Bleis unterhalb der Oberfläche des Stahlbades, wobei das Blei sich in der Form vom Bleioxid oder Bleihalogenid befindet, unter Verwendung einer Einspritzströmung von inertem Gas, sowie den Zusatz des Bleis zu dem geschmolzenen Stahl in dem Augenblick, in dem der Stahl aus dem Ofen in eine offene GießpfanneA number of proposals have been made for adding lead to molten steel in a ladle. These suggestions include: placing a layer of molten lead on the bottom of an open ladle, followed by the molten lead Steel is fed into the ladle; the introduction of the lead as a continuous strand in the form of a rod or wire open ladle, which is filled with molten steel, which is covered by a layer of slag, while at the same time an inert gas such as argon is introduced into the molten steel; the addition of the lead to a melted flow Steel when it enters an open ladle under conditions that promote the formation of lead oxide; adding the lead to a bath of molten steel in the ladle, the lead being combined with a rare earth; the addition of lead below the surface of the steel bath, the lead being in the form of lead oxide or lead halide, using an injection stream of inert gas, as well as adding the lead to the molten steel at the moment in which the steel from the furnace into an open ladle
gegossen wird, zusammen mit dem Umrühren des geschmolzenen Stahls während und nach dem Zusatz des Bleis.is poured, along with stirring the molten steel during and after the addition of the lead.
Bei vielen dieser Vorschläge wird das Blei als ein Oxid zugesetztIn many of these proposals the lead is added as an oxide
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oder unter Bedingungen, welche die Bildung eines Oxids fördern, oder wenn die Gießpfanne zum Zeitpunkt des Bleizusatzes gegen die umgebende oxidierende Atmosphäre offen ist.or under conditions that promote the formation of an oxide, or when the ladle is against the surrounding oxidizing atmosphere is open.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Oxidation von Blei verringert oder vermieden. Ein Bad geschmolzenen Stahls wird in der Gießpfanne gebildet und das obere Ende der Gießpfanne wird verschlossen, entweder nachdem das Bad in der Gießpfanne gebildet ist oder während der Zeit, in welcher der geschmolzene Stahl in die Gießpfanne eingeführt wird. Bei allen Ausführungsformen wird die Gießpfanne verschlossen gehalten, um das Innere der Gießpfanne von der umgebenden oxidierenden Atmosphäre zu isolieren.In the method according to the invention, the oxidation of lead reduced or avoided. A bath of molten steel is formed in the ladle and the top of the ladle becomes closed either after the bath is formed in the ladle or during the time that the molten steel is inserted into the ladle. In all embodiments, the ladle is kept locked to the interior of the ladle from the surrounding oxidizing atmosphere.
Blei wird dem geschmolzenen Stahlbad innerhalb der Gießpfanne zugesetzt, nachdem das obere Ende der Gießpfanne verschlossen ist. Das Bad wird während mindestens eines Teils des Bleizusetzvorganges mit einem inerten Gas umgerührt, vorzugsweise während des ganzen Bleizusetzvorganges und nachher'.Lead is added to the molten steel bath inside the ladle, after the top of the ladle is closed. The bath is used during at least part of the lead addition process stirred with an inert gas, preferably during the entire lead addition process and afterwards.
Die innerhalb der Gießpfanne erzeugten Gase sammeln sich oberhalb des Bades und werden nach dem Beginn des Bleizusetzvorganges aus der Gießpfanne abgeführt. Diese Gase umfassen Bleidämpfe und das zum Umrühren verwendete inerte Gas. Die g Geschwindigkeit der Abführung der Gase ist beschränkt und wird geregelt.The gases generated inside the ladle collect above the bath and are released after the start of the lead addition process discharged from the ladle. These gases include lead vapors and the inert gas used for stirring. The g speed of discharge of gases is restricted and regulated.
Bei einer Ausführungsform wird das Blei dem geschmolzenen Stahl zugesetzt, ohne daß eine Berührung zwischen dem Blei und irgendwelcher Schlacke erfolgt, die während der Herstellung des geschmolzenen Stahls erzeugt wird. Dies kann erreicht werden, indem entweder der geschmolzene Stahl entschlackt wird, bevor derselbe in die Gießpfanne eingeführt wird, indem verhindert wird, daß die Schlacke in die Gießpfanne eintritt, wenn der geschmolzene Stahl in die Gießpfanne gegossen wird, oder indem das Blei in das Bad durch ein Loch in der Schlackenschicht eingeführt wird.In one embodiment, the lead becomes the molten steel added without contact between the lead and any slag produced during the manufacture of the molten Steel is produced. This can be achieved either by purifying the molten steel before the same is introduced into the ladle by preventing the slag from entering the ladle when the molten steel is poured into the ladle, or by introducing the lead into the bath through a hole in the slag layer.
Bei einer Ausführungsform wird der geschmolzene Stahl in die Gießpfanne mit einer verhältnismäßig hohen Temperatur eingeführt undIn one embodiment, the molten steel is poured into the ladle introduced at a relatively high temperature and
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das Blei wird dem Stahl zugesetzt, während sich der Stahl auf einer genügend hohen Temperatur befindet, um einen Bleigehalt im Bereich von 0,3 bis 0,4 % zurückzuhalten. Wenn dies geschieht, wird das Bad nach dem Bleizusatz vorzugsweise kontinuierlich mit einem inerten Gas umgeführt, um die Abkühlung des Stahls auf eine wünschenswerte Gießtemperatur zu unterstützen, oder das Bad wird nach den Schritten des Bleizusatzes und des Umrührens durch übliches Umfüllen auf eine wünschenswerte Gießtemperatur abgekühlt«the lead is added to the steel while the steel is at a temperature high enough to retain a lead content in the range 0.3-0.4 % . When this happens, the bath is preferably continuously circulated with an inert gas after the lead addition to help cool the steel to a desirable casting temperature, or the bath is cooled to a desirable casting temperature by conventional transferring after the lead addition and agitation steps «
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Geschwindigkeit der Abführung der Gase aus der Gießpfanne beschränkt, um einen überatmosphärischen Druck innerhalb der Gießpfanne oberhalb des Bades aufrecht zu erhalten.In another embodiment, the rate of discharge is The gases from the ladle are restricted to superatmospheric pressure within the ladle above the bath to maintain.
Nach den Schritten des Bleizusatzes und des Umrührens wird der geschmolzene Stahl in Kokillen oder in einer kontinuierlichen Gießeinrichtung zum Erstarren gebracht. Das resultierende erstarr te Stahlprodukt weist gleichmäßig verteilte mikroskopische Bleieinschlüsse auf und ist im wesentlichen frei von makroskopischen Einschlüssen.After adding lead and stirring, the molten steel solidified in molds or in a continuous casting device. The resulting solidified This steel product has evenly distributed microscopic lead inclusions and is essentially free of macroscopic Inclusions.
Gemäß ,der Erfindung wird Blei dem geschmolzenen Stahl in einer Gießpfanne zugesetzt, die verschlossen ist, um das Innere der Gießpfanne von der umgebenden Atmosphäre zu isolieren. Der geschmolzene Stahl wird während und nach dem Bleizusatz mit inertem Gas umgerührt. Die Abführung der Gase aus dem oberen Ende des Inneren der Gießpfanne ist beschränkt und wird geregelt. Erhöhte Stahltemperatur beim Umrühren verleiht dem Stahl erhöhten Bleigehalt. Das resultierende erstarrte Stahlprodukt weist gleichmäßig verteilte mikroskopische Bleieinschlüsse auf und ist im wesentlichen frei von makroskopischen Einschlüssen.According to the invention, lead is added to the molten steel in one Added ladle, which is sealed to isolate the inside of the ladle from the surrounding atmosphere. The melted one Steel is stirred with inert gas during and after the addition of lead. The discharge of gases from the top of the interior the ladle is restricted and regulated. Increased steel temperature when stirring gives the steel increased lead content. The resulting solidified steel product has evenly distributed microscopic lead inclusions and is essentially free of macroscopic inclusions.
Andere Merkmale und Vorteile des Verfahrens sind für den Fachmann aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher zeigt:Other features and advantages of the method will be apparent to those skilled in the art from the description below with reference on the drawing in which shows:
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Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Gießpfanne und der zugehörigen Vorrichtung, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden, undFig. 1 is a schematic sectional view of a pouring ladle and the associated device, which when carrying out the method can be used according to the invention, and
Fig. 2 eine Fig. 1 ähnliche Teilansicht, welche eine andere Ausführungsform des Verfahrens a veranschaulicht.Fig. 2 is a partial view similar to Fig. 1 showing another embodiment of method a illustrated.
In Fig. 1 ist eine Gießpfanne 10 gezeigt, die mit (nicht dargestelltem) feuerfestem Material ausgekleidet ist und in welcher ein Bad 11 geschmolzenen Stahls ohne eine Schlackenschicht gebildet wird. Der geschmolzene Stahl, der in die Gießpfanne 10 eingeführt wird, um das Bad 11 zu bilden, kann in einem Elektroofen, in einem basischen Sauerstoffkonverter oder in einem Flammofen erzeugt werden.In Fig. 1, a ladle 10 is shown, which with (not shown) refractory material is lined and in which a bath 11 of molten steel is formed without a layer of slag will. The molten steel that is introduced into the ladle 10 to form the bath 11 can be processed in an electric furnace, can be generated in a basic oxygen converter or in a flame furnace.
Oberhalb der Gießpfanne 10 befindet sich ein Deckel 12, der eine Öffnung 13 aufweist, durch welche geschmolzener Stahl in die Gießpfanne eingeführt wird. Die Öffnung 13 ist durch einen Verschluß 14 verschlossen. Durch den Verschluß 14 erstreckt sich eine Leitung 20, die mit einem gewöhnlich geschlossenen Ventil 21 versehen ist, welches geöffnet werden kann, um Material, wie zum Beispiel Blei, in die Gießpfanne einzuführen. Der Deckel 12, der Verschluß 14 und das geschlossene Leitungsventil 21 verschließen das obere Ende der Gießpfanne, um das Innere der Gießpfanne von der umgebenden Atmosphäre zu isolieren. Der Deckel 12 ist mit einem nach unten gerichteten Umfangsflansch 15 versehen, der in eine Dichtung 16 aus Sand eingreift, um die Strömung von Gasen zwischen dem Inneren und der Außenseite der verschlossenen Gießpfanne 10 zu verhindern.Above the ladle 10 is a lid 12 which has an opening 13 through which molten steel enters the ladle is introduced. The opening 13 is closed by a closure 14. A line extends through the closure 14 20, which is provided with a usually closed valve 21 which can be opened to allow material, such as Lead to introduce into the ladle. The cover 12, the closure 14 and the closed line valve 21 close the top of the ladle to isolate the inside of the ladle from the surrounding atmosphere. The lid 12 is with a provided downwardly directed peripheral flange 15, which is in a Seal 16 of sand engages to prevent the flow of gases between the inside and the outside of the sealed ladle 10 to prevent.
Die Gießpfanne 10 weist am Boden eine öffnung 17 auf, durch welche Stahl aus der Gießpfanne abgegossen wird. Die öffnung 17 ist durch einen üblichen entfernbaren Pfropfen 18 verschlossen, der sich (in nicht dargestellter Weise) durch den Deckel 12 aufwärts erstreckt. Für die öffnung 17 kann aber auch ein üblicher (nicht dargestellter) Schlackenzpapfen verwendet werden.The pouring ladle 10 has an opening 17 on the bottom through which Steel is poured from the ladle. The opening 17 is closed by a conventional removable plug 18 which extends (in a manner not shown) through the cover 12 upwards. For the opening 17, however, a conventional (not shown) slag paperboard can be used.
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Nachdem das Bad 11 in der Gießpfanne 10 gebildet und das obere Ende der Gießpfanne verschlossen ist, um das Innere der Gießpfanne von der umgebenden Atmosphäre zu isolieren, wird festes Blei in diskontinuierlicher Form (wie zum Beispiel Bleischrot oder Bleikügelchen) durch die Leitung 20 und oberhalb des Bades 11 eingeführt.After the bath 11 is formed in the ladle 10 and the top of the ladle is closed, around the inside of the ladle Isolate from the surrounding atmosphere, solid lead is in discontinuous form (such as lead shot or Lead pellets) introduced through line 20 and above bath 11.
Vorzugsweise vor dem Beginn des Bleizusatzes, sowie während des Bleizusatzes und vorzugsweise während einer Zeit nach dem Bleizusatz wird das Bad 11 mit einem inerten Gas (wie zum Beispiel Argon) umgerührt, das durch einen porösen Pfropfen 25 im Boden der Gießpfanne 10 eingeführt wird. Ein (nicht dargestellter) Behälter des inerten Gases steht mit dem porösen Pfropfen 25 durch eine Leitung 27 in Verbindung. Die Blasen 26 des inerten Gases steigen durch das Schmelzbad auf und rühren dasselbe um. Vorzugsweise wird das Bad 11 durch die Gasblasen 26 umgerührt, bis das Bad aus der Gießpfanne 10 abgegossen wird.Preferably before the start of the addition of lead, as well as during the Lead addition and preferably during a time after the lead addition, the bath 11 is filled with an inert gas (such as Argon), which is introduced through a porous plug 25 in the bottom of the ladle 10. A container (not shown) of the inert gas is in communication with the porous plug 25 through a line 27. The bubbles 26 of the inert gas rise through the molten bath and stir it. Preferably the bath 11 is stirred by the gas bubbles 26 until the bath is poured out of the ladle 10.
Der Zusatz von Blei zum Stahl erzeugt einige Bleidämpfe, welche sich innerhalb der Gießpfanne auf der Oberseite des Bades ansammeln. Auf der Oberseite des Bades sammeln sich auch andere Gase an, wie zum Beispiel das inerte Gass das zum Umrühren des Bades verwendet wird. Die Gase, die sich innerhalb der Gießpfanne auf der Oberseite des Bades ansammeln, werden durch eine Auslaßöffnung 31 im Deckel abgeführt, welche mit einer Auslaßleitung 30 in Verbindung steht, die eine Klappe oder eine Regeleinrichtung 32 aufweist, um die Geschwindigkeit der Abführung der Gase zu beschränken. The addition of lead to the steel creates some lead vapors which collect within the ladle on the top of the bath. On the top of the bath also other gases accumulate, such as the inert gas s is using to stir the bath. The gases that collect within the ladle at the top of the bath are discharged through an outlet opening 31 in the lid which communicates with an outlet conduit 30 which has a flap or regulator 32 to control the rate of discharge of the gases restrict.
Die Geschwindigkeit der Abführung der Gase durch die Auslaßleitung 30 kann beschränkt werden? um einen überatmosphärischen Druck am oberen Ende des inneren der Gießpfanne zu erzeugen. Um die Bildung eines überatmosphärischen Drucks zu unterstützen, kann das Ventil 21 in der Leitung 20 geöffnet werden und ein Gas (beispielsweise ein inertes Gas, wie zum Beispiel Argon) kann in die Gießpfanne auf der Oberseite des Bades eingeführt werden.The rate of discharge of the gases through the outlet pipe 30 can be restricted ? to create superatmospheric pressure at the top of the interior of the ladle. To assist in the creation of superatmospheric pressure, valve 21 in line 20 can be opened and a gas (e.g. an inert gas such as argon) can be introduced into the ladle on top of the bath.
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Bei einer Ausführungsform wird vor dem Bleizusatz innerhalb der Gießpfanne oberhalb des Bades eine neutrale Atmosphäre vorgesehen. Dies geschieht, indem ein inertes Gas durch die Leitung 20 eingeführt wird und indem aus der Gießpfanne 10 irgendwelche oxidierenden Gase (wie zum Beispiel Luft) abgeführt werden, die sich vorher innerhalb der Gießpfanne befinden. Bei dieser Ausführungsform wird eine maximale Vermeidung der Bleioxidation erzielt. In one embodiment, before the addition of lead within the A neutral atmosphere is provided in the pouring ladle above the bath. This is done by passing an inert gas through line 20 is introduced and by removing any oxidizing gases (such as air) from the ladle 10 that may arise previously located inside the ladle. In this embodiment, maximum avoidance of lead oxidation is achieved.
Vorzugsweise wird das Blei dem geschmolzenen Stahl zugesetzt, ohne das eine wesentliche Berührung zwischen dem Blei und der Schlacke erfolgt, die während der-p Herstellung des geschmolzenen Stahls erzeugt wird. Bei der Ausführungyform gemäß Fig. 1 wird die Berührung zwischen dem Blei und der Schlacke vermieden, selbst wenn das Blei der Oberseite des Bades zugesetzt wird, weil der geschmolzene Stahl entschlackt wurde, bevor das Bad in der Gießpfanne gebildet wird. Nachdem das ganze Blei zugesetzt ist und nachdem der Vorgang des Umrührens beendet ist, kann gewünschtenfalls der Oberseite des Bades etwas Schlacke zugeführt werden.Preferably the lead is added to the molten steel without that there is substantial contact between the lead and the slag that occurs during the -p manufacture of the molten Steel is produced. In the embodiment according to FIG the contact between the lead and the slag avoided even if the lead is added to the top of the bath because of the molten steel has been purged before the bath is formed in the ladle. After all the lead is added and after the stirring operation is complete, if desired some slag can be added to the top of the bath.
Bei einer anderen Ausführungsform (die in Figo i4it strichpunktierten Linien dargestellt ist) kann eine dünne Schicht 39 flüssiger Schlacke oberhalb des Bades 11 festgehalten werden und das Blei wird durch eine öffnung 40 in der Schlackenschicht zugesetzt, die durch die aufsteigenden Blasen 26 des Argongases erzeugt wird, welche die Schlackenschicht beiseite stoßen. Bei dieser Ausführungsform muß die Leitung 20 anders angeordnet werden, um das Blei gegen die öffnung 40 der Schlackenschicht zu lenken.In another embodiment (the dash-dotted lines in FIG Lines is shown) a thin layer 39 of liquid slag above the bath 11 can be held and that Lead is added through an opening 40 in the slag layer, generated by the rising bubbles 26 of argon gas pushing the slag layer aside. In this embodiment the line 20 must be arranged differently in order to direct the lead against the opening 40 of the slag layer.
Die Vermeidung der Berührung zwischen dem Blei und der Schlacke setzt die Oxidation des Bleis auf ein Mindestmaß herab, weil das übliche Abführen der Schlacke aus dem Ofen für das Blei oxidierend sein kann. Wenn jedoch einige oder alle vorstehend beschriebenen' Regelungen der Verhinderung der Oxidation des Bleis ausgeführt werden, kann das Blei auf die Schlackenschicht fallengelassen werden. Da die Schlacke verhältnismäßig flüssig ist, kann das Blei mit dem geschmolzenen Stahlbad gemischt werden, indem dasAvoiding contact between the lead and the slag minimizes oxidation of the lead because that usual discharge of the slag from the furnace for the lead can be oxidizing. However, if some or all of the above-described arrangements for preventing the lead from being oxidized are carried out the lead can be dropped on the slag layer. Since the slag is relatively liquid, that can Lead can be mixed with the molten steel bath by adding the
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Bad genügend kräftig umgerührt wird, um die Schlacke beizumischen.The bath is stirred vigorously enough to mix in the slag.
Gemäß Fig. 2 ist ein Bad 51 geschmolzenen Stahls in einer kleineren Gießpfanne 50 enthalten, die auf dem Deckel 12 der Gießpfanne 10 aufruht. Eine Strömung 52 geschmolzenen Stahls gelangt durch eine Öffnung 5£ im Boden der kleineren Gießpfanne 50 und. eine Öffnung 54 im Deckel 12 in die Gießpfanne 10. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird Blei (zum Beispiel Bleischrot oder Bleikügelchen) durch eine Leitung 60 zugesetzt, die ein Ventil 61 aufweist. Die Leitung 60 ist so angeordnet, daß der Bleizusatz gegen die Strömung 52 gerichtet ist, was die Mitnahme des Bleis nach unten in das Bad 11 unterstützt. Bei dieser Ausführungsform kann mit dem Bleizusatz zu einem Zeitpunkt begonnen werden, in dem sich eine wesentliche Menge geschmolzenen Stahls in der Gießpfanne befindet (zum Beispiel wenn dieselbe zu etwa 25 % gefüllt ist) und der Bleizusatz wird fortgesetzt, bis die Gießpfanne teilweise oder vollständig mit geschmolzenem Stahl gefüllt ist.Referring to FIG. 2, a bath 51 of molten steel is contained in a smaller ladle 50 which rests on the lid 12 of the ladle 10. A stream 52 of molten steel passes through an opening 5 in the bottom of the smaller ladle 50 and 50. an opening 54 in the cover 12 into the pouring ladle 10. In the embodiment according to FIG. 2, lead (for example lead shot or lead pellets) is added through a line 60 which has a valve 61. The line 60 is arranged so that the lead additive is directed against the flow 52, which supports the entrainment of the lead downward into the bath 11. In this embodiment, the addition of lead can begin at a time when there is a substantial amount of molten steel in the ladle (for example, when the ladle is about 25 % full) and the addition of lead continues until the ladle is partially or completely filled molten steel is filled.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird die Berührung zwischen dem Bleizusatz und der während des Stahlherstellungsverfahrens erzeugten Schlacke vermieden, weil die Schlacke in der kleineren Gießpfanne 50 verbleibt, wenn die Öffnung 53 verstöpselt wird.In the embodiment of FIG. 2, the contact between the lead additive and that during the steelmaking process generated slag is avoided because the slag remains in the smaller ladle 50 when the opening 53 is plugged.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist der Deckel 12 einen waagerechten Umfangsflansch 63 auf, der auf einen waagerechten Umfangsflansch 64 der Gießpfanne 10 paßt. Die Flansche 63 und 64 werden zusammengeklemmt unter Verwendung einer üblichen Klemmeinrichtung, die bei 65 schernatisch dargestellt ist.In the embodiment according to FIG. 2, the cover 12 has a horizontal peripheral flange 63 which fits onto a horizontal peripheral flange 64 of the ladle 10. The flanges 63 and 64 are clamped together using a conventional clamp shown at 65 schematically.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird nach dem Bleizusatz Gas zum Umrühren des Bades 11 unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung in die Gießpfanne 10 eingeführt. Gas wird aus dem Inneren der Gießpfanne 10 unter Verwendung der- Auslaßleitung 30 und mit der gleichen Geschwindigkeitsbeschränkung abgeführt. Durch Verwendung eines bei 65 festgeklemmten Umfanges können am oberen Ende des inneren der Gießpfanne höhere Drücke aufrecht er-In the embodiment according to FIG. 2, gas is added after the addition of lead introduced into the ladle 10 for stirring the bath 11 using the arrangement shown in FIG. Gas turns off the interior of the ladle 10 using the outlet conduit 30 and with the same rate restriction. By using a circumference clamped at 65, the upper end of the inside of the ladle higher pressures upright
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halten werden als durch Verwendung einer aus Sand bestehenden Dichtung 16, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1«are held than by using a seal 16 made of sand, as in the embodiment according to FIG.
Der Bleigehalt, der in dem Stahl zurückgehalten wird, kann in den Bereich von 0,3 bis 0,4 % oder mehr vergrößert werden, indem das Blei zugesetzt wird, wenn der Stahl sich auf seiner höchsten Temperatur in der Gießpfanne befindet. Dies ist unmittelbar nach dem Füllen der Gießpfanne am Stahlherstellungsofen der Fall. Typischerweise weist der Stahl eine Temperatur von etwa 1.70A C oder darüber auf. Diese Temperatur liegt oberhalb einer wünschenswerten Öiess-temperatur. Bevor der Stahl in die Gießform gegossen werden kann, muß derselbe auf etwa 1.538° C abgekühlt werden.The level of lead retained in the steel can be increased in the range of 0.3-0.4 % or more by adding the lead when the steel is at its highest temperature in the ladle. This happens immediately after the ladle is filled at the steelmaking furnace. Typically the steel will have a temperature of about 1.70AC or above. This temperature is above a desirable Öiess temperature. Before the steel can be poured into the casting mold, it must be cooled to around 1,538 ° C.
Die Abkühlung kann erfolgen durch Umrühren des Stahls mit einem inerten Gas oder durch übliches Umfüllen nach den Schritten des Bleizusatzes und des Umrührens. Der Stahl wird umgeführt oder umgefüllt oder beides, bis sich derselbe auf die gewünschte Temperatur abgekühlt hat. Dies ermöglicht die Beibehaltung eines verhältnismäßig hohen Bleigehalts, beispielsweise innerhalb des Bereichs von 0,3 bis 0,4 %, während das Blei in dem ganzen Stahlbad gleichmäßig verteilt bleibt. Gleichzeitig wird vorzugsweise ein überatmosphärischer Druck (von beispielsweise 1,2 bis 1,5 at oder darüber) am oberen Ende der Gießpfanne aufrecht erhalten, indem die Geschwindigkeit der Gasabführung durch die Auslaßleitung 30 beschränkt wird oder indem inertes Gas in das obere Ende des Inneren der Gießpfanne eingeführt wird oder beides.The cooling can take place by stirring the steel with an inert gas or by the usual transferring after the steps of adding lead and stirring. The steel is circulated or transferred, or both, until it has cooled to the desired temperature. This enables a relatively high lead content to be maintained, for example within the range 0.3-0.4 %, while the lead remains evenly distributed throughout the steel bath. At the same time, superatmospheric pressure (e.g., 1.2 to 1.5 atmospheres or greater) is preferably maintained at the top of the ladle by limiting the rate of gas evacuation through outlet conduit 30 or by introducing inert gas into the top of the interior of the ladle Ladle is introduced or both.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusetzen von Blei zu geschmolzenem Stahl kann im wesentlichen in Verbindung mit allen Stahlzusammensetzungen verwendet werden, denen bisher Blei zugesetzt worden ist. Typische Beispiele solcher Stähle umfassen die AISI 1200 Reihe von Stählen, von denen einige die folgende Zusammensetzung aufweisen:The method of the invention for adding lead to molten Steel can be used in connection with essentially any steel composition to which lead has been added has been. Typical examples of such steels include the AISI 1200 series of steels, some of which have the following composition exhibit:
309849/(KU309849 / (KU
Element GewichtsprozentElement weight percent
Kohlenstoff maximal 0,13Carbon 0.13 maximum
Mangan 0,60 - 1,00Manganese 0.60-1.00
Phosphor 0,07 - 0,12Phosphorus 0.07-0.12
Schwefel 0,08 - 0,33Sulfur 0.08-0.33
Eisen RestIron rest
Das Bad 11 geschmolzenen Stahls, dem Blei entsprechend den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 zugesetzt worden ist, kann in Kokillen oder in die Zwischenpfanne einer kontinuierlichen Gießeinrichtung abgegossen werden« Das resultierende erstarrte Stahlprodukt weist gleichmäßig verteilte mikroskopische Bleieinschlüsse auf und ist im wesentlichen frei von makroskopischen Einschlüssen.The bath 11 of molten steel, the lead according to the embodiments has been added according to Figures 1 and 2, can in molds or in the tundish of a continuous Casting device to be poured off «The resulting solidified steel product has evenly distributed microscopic Inclusions and is essentially free of macroscopic inclusions.
Bei der Ausführungsform gemäß B1Ig, 1 kann das ganze Blei im wesentlichen auf einmal zugesstet werden, ohne die Zuführungsgeschwindigkeit zu regeln. Bei de:«1 Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird das Blei der Strömung 52 zugesetzt, im wesentlichen zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Gießpfanne zu 25 % gefüllt ist, und dem Zeitpunkt, in dem die Gießpfanne zu etwa 90 96 gefüllt ist, aber ohne Regelung der Zuführungsgeschwindigkeit. ¥enn übliche Desoxidierungsmittel zugesetzt werden, wie zum Beispiel Aluminium, werden dieselben dem geschmolzenen Stahl zugesetzt, bevor das Blei zugesetzt wird.In the embodiment according to B 1 Ig, 1 all of the lead can essentially be added at once without regulating the feed rate. In de:. "1 embodiment of Figure 2 the lead of the flow 52 is added substantially between the point in time when the ladle is filled to 25%, and the time in which the ladle is filled to about 90 96, but without control of the feed speed. If common deoxidizers are added, such as aluminum, they are added to the molten steel before the lead is added.
Bei allen Ausführungsformen wird genügend Blei zugesetzt, um den gewünschten Bleigehalt in dem resultierenden erstarrten Stahl zu ergeben, der gewöhnlich im Bereich von 0?2 - 0,4 % liegt. Die Menge des zugesetzten Bleis wist auch von der Wiedergewinnung des Bleis abhängig. Es ist wünschenswert, eine erzwungene Abführung von Gasen durch die Auslaßleitung 30 während und nach dem Bleizusatz zu vermeiden. Die Beschränkung der Geschwindigkeit der Gasabführung verbessert die Wiedergewinnung von Blei im Vergleich zu der erzwungenen Abführung oder der unbeschränkten Abführung. Vom -In all embodiments, enough lead is added to give the desired lead content in the resulting solidified steel, which is usually in the range of 0 ? 2 - 0.4 % . The amount of lead added also depends on the lead recovery. It is desirable to avoid forced evacuation of gases through outlet conduit 30 during and after the addition of lead. Limiting the rate of gas evacuation improves lead recovery compared to forced evacuation or unrestricted evacuation. From the -
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Standpunkt der Bleiwiedergewinnung ist es auch wünschenswert, ein Vakuum oder ein teilweises Vakuum am oberen Ende des Inneren der Gießpfanne während und nach dem Bleizusatz zu vermeiden. Bei einer Ausfuhrungsform können sich die Gase innerhalb des Inneren der Gießpfanne ansammeln und die Abführung der Gase wird auf ein Mindestmaß beschränkt, bis zu dem Zeitpunkt, in dem das Bad 11 aus der Gießpfanne abgegossen werden soll. Es ist wünschenswert, die Abführung der Gase auf ein Mindestmaß zu beschränken, bis die Schritte des Bleizusatzes und des Umrührens beendet sind.From a lead recovery standpoint, it is also desirable to have a vacuum or partial vacuum at the top of the interior of the Avoid pouring ladle during and after the addition of lead. In one embodiment, the gases can be inside accumulate in the ladle and the discharge of gases is kept to a minimum until the point in time when the bath 11 to be poured from the ladle. It is desirable to keep the evacuation of gases to a minimum until the Lead addition and stirring steps are complete.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, the various Changes can be made without departing from the scope of the invention.
P a tentansprüche Patent claims
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