DE2929988A1

DE2929988A1 - Entkohlen von metallegierungen

Info

Publication number: DE2929988A1
Application number: DE19792929988
Authority: DE
Inventors: Bruce L Barton; Walter Evan Johnson; Anthony Joseph Notaro
Original assignee: Allegheny Ludlum Industries Inc
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1980-03-13
Also published as: SE7906386L; CA1121163A; US4212665A; IT1118892B; GB2027453B; IL57786A0; GB2027453A; BR7904701A; FR2433585B1; IN152391B; JPH0133540B2; IL57786A; JPS5521592A; IT7949826A0; FR2433585A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf das Entkohlen von Metalllegierungen.

Metallegierungen sind wirkungsvoll dadurch entkohlt worden, daß Chargen mit nennenswerten Gehalten an gelöstem Sauerstoff erschmolzen und die Schmelzen einem Unterdruck ausgesetzt wurden. Eine solche Arbeitsweise ist jedoch von großen Schwankungen der Entkohlungsgrade und entsprechenden Schwankungen der erzielten Kohlenstoffgehalte begleitet. Durch Zusatz von Oxiden eines oder mehrerer Legierungselemente kann das Problem nicht gelöst werden, wenngleich es scheint, daß ein gewisser Mutzen erzielt wird.

Durch die Erfindung wird eine Maßnahme vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Schwankungsbreite der erzielten Entkohlungsgrade verringerbar ist und eine größere Gleichmäßigkeit -· der erreichten Kohlenstoffgehalte gewährleistet wird. Ein Oxid eines Legierungselementes der herzustellenden Legierung wird der erschmolzenen Charge oder der Schmelze zusammen mit einem Flußmittel zugegeben, welches den Schmelzpunkt des Oxides herabsetzt. Das Flußmittel bringt das Oxid dazu, sich in die Legierungsschmelze einzufügen. Oxide, die ohne Flußmittel zugesetzt v/erden, neigen zum Schwimmen auf der Schmelzbadoberfläche und/oder zum Anhaften an den Seitenwänden und Rändern des Schmelzgefäßes.

Flußmittel, wie die erfindungsgemäß vorgeschlagenen, \ievden während des Erschmelzens an Luft zugegeben, um die schützende Schlacke flüssig . zu halten. Derartige Flußmittel sind jedoch bisher noch nicht zu vakuumerschmolzenen Chargen zugesetzt worden, xirelche keine Schutzschlakke erfordern.

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Die Erfindung verfolgt somit das Ziel, das Entkohlen von Metallegierungen zu verbessern.

Ein bevorzugter Gedanke richtet sich auf eine Vervollkommnung der Erzeugung von Metallegierungen und insbesondere auf diejenige Verfahrensstufe, in welcher die Legierung entfeyhlt wird. Durch Zusatz wenigstens eines Oxides eines Elementes der zu erzeugenden Legierung zu der niedergeschmolzenen Charge oder der Schmelze, zusammen mit einem Flußmittel, welches die Schmelztemperatur des Oxides herabsetzt, wird eine bessere, insbesondere gleichmäßigere Entkohlung von Metallegierungen erreicht.

Die Erfindung führt zu einer Verbesserung bei der Erzeugung von Metallegierungen und verbessert insbesondere denjenigen Abschnitt des Herstellungsganges, in welchem die Legierung entkohlt wird. Wenngleich sich die Erfindung auf viele Legierungen anwenden läßt, wird sie mit besonderem Vorteil auf Legierungen angewendet, die wenigstens eines der Elemente Eisen, Nickel und Kobalt als Basiselemente enthalten. Der Herstellungsgang sieht so aus, daß ein Ofen chargiert, die Charge erschmolzen, die Schmelze unter Unterdruckbedingungen entkohlt und abgegossen wird. Die herkömmlichen Verfahrensschritte unterliegen keinen besonderen Bedingungen. Der Unterdruck beträgt gewöhnlich zu Beginn der Entkohlung weniger als 150/um Hg und vorzugsweise weniger als 50/um Hg. Erschmelzen erfolgt gewöhnlich in einem Induktionsofen.

Durch Zusatz eines Oxides eines Legierungeselementes, vorzugsweise eines wichtigen Legierungselementes, der herzustellenden Legierung zu der niedergeschmolzenen Charge oder der Schmelze, gemeinsam mit einem Flußmit-

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tel, welches die Schmelztemperatur des Oxides" herabsetzt, wird erfindungsgemäß eine Verbesserung der Entkohlung von Metallegierungen erreicht. Das Flußmittel führt dazu, daß sich das Oxid in die legierte Schmelze einfügt und in derselben aufgeht. Oxide, welche ohne Flußmittel der Schmelze zugesetzt werden, neigen dazu, auf der Schmelzbadoberfläche zu schwimmen und/oder an den Seitenwandungen und Rändern der Schmelzgefäße zu haften. Kieselsäure (Silicasteine) sowie Calciumfluorid sind typische Flußmittel. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen noch näher erläutert.

Beispiel I

In einem Vakuuminduktionsofen wurde eine Charge mit einer Soll-Zusammensetzung von 26,0 % Chrom, 1,0 % Molybdän Rest Eisen erschmolzen. Die Charge wurde erschmolzen und entkohlt. Der Ofendruck lag zu Beginn der Entkohlung unter 30/um Hg. Die Ofentemperatur belief sich auf etwa 1620°C, Nach 3j5 Stunden betrug der Kohlenstoffgehalt mehr als 0,007 %· Angestrebt war ein Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,003 %' Der Entkohlungsvorgang verlief qualvoll langsam.

Da Zusätze von Eisenoxid zu vergleichbaren Chargen zu früheren Zeiten keinen besonderen Einfluß auf das Entkohlungsverhalten und den erreichten Kohlenstoffgehalt gezeigt hatten, wurden veränderte Bedingungen eingeführt. Es wurden nun Eisenoxid-Pellets mit einem Flußmittel (gebrannter Silicastein) vermischt und diese Mischung der Schmelze zugegeben. Das Flußmittel erniedrigte den Schmelzpunkt der Oxid-Pellets ixnd als Folge wurde ein deutlicher Anstieg der Entkohlungsgeschwindigkeit bzw. des Entkohlungsgrades erreicht. In nur etwas mehr als 2,5 Stunden wurde

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ein Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,003 % erreicht. Ohne den Zusatz an Oxid-Pellets und Flußmittel hätte sich dieser niedrige Kohlenstoffgehalt nicht innerhalb einer einer vertretbaren Zeitdauer erreichen lassen.

Beispiel II

Zehn Chargen mit einer chemischen Zusammensetzung, welche der in Beispiel I angegebenen Zusammensetzung glich, wurde im wesentlichen wie im'Beispiel I beschrieben verarbeitet. Eisenoxid-Pellets und kieselsäurehaltiges Flußmittel (Silica) wurden jedoch nicht zur Schmelze, sondern zum Ofeneinsatz zugegeben. Die Chargen erreichten einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,003 % nach Erwärmen der Schmelze auf 1620°C in Zeiträumen von 90 bis 120 Minuten.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. Dem Fachmann sind manigfaltige Abwandlungen und Modifikationen möglich.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER DlPL-ING. H. KINKELDEY TO-WG. W. STOCKMAIR DR-SNG. - A^ElCALTECH) K. SCHUMANN DR. RER. NAT - DtPL-FHYS P. H. JAKOB DiPL-ING Q. BEZOLD 8 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 43 P 14- 051 - 53/da 19. Juli 1979 ALLEGHENY LUDLUM INDUSTRIES, INC, Two Oliver Plaza, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, V. St. A. Entkohlen von Metallegierungen Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer Metallegierung, bei welchem ein Ofen chargiert, die Charge eingeschmolzen, die Schmelze unter Unterdruckbedingungen entkohlt und die
Schmelze abgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze durch den Zusatz sowohl eines
Oxids eines Legierungselementes als auch eines Flußmittels entkohlt wird, wobei das Flußmittel den Schmelzpunkt des Oxides herabsetzt, und daß die Schmelze unter Unterdruckbedingungen auf einer erhöhten Temperatur solange gehalten wird, bis der Kohlenstoffgehalt der Schmelze auf die angestrebte Höhe vermindert worden ist, wobei der Sauerstoff des Oxides sich in der Schmelze mit dem Kohlenstoff umsetzt, um gasförmige "Verbindungen zu bilden,
welche aus der Schmelze entweichen.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zu Beginn der Entkohlung ein Unterdruck von weniger als 150 /um Hg herrscht.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zu Beginn der Entkohlung ein
Unterdruck von weniger als 50 /UE Hg herrscht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Eisenlegierungen oder Nickellegierungen oder Kobaltlegierungen hergestellt werden.

5- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Charge in einem Induktionsofen erschmolzen und entkohlt wird.

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