DE3022785A1

DE3022785A1 - Verfahren zum desoxidieren von stahl

Info

Publication number: DE3022785A1
Application number: DE19803022785
Authority: DE
Inventors: Eugene Aloysius Golas; Robert Alfred Rege
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1979-06-27
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1981-01-22
Also published as: US4238227A; ES492819A0; JPS565916A; BR8003947A; FR2459836A1; GB2056497B; IT8068002A0; GB2056497A; ES8105398A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Desoxidieren von Stahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, geschmolzenen Stahl zum Homogenisieren der Temperatur mit einem Inertgas wie Argon zu rühren. Bei solchen Verfahren werden niedrige Volumina eines Inertgases wie Argon, typischerweise 0,033 bis

25 0,066 m /t, in eine mit flüssigem Stahl gefüllte Pfanne hineingeblasen, um den Stahl auf eine gleichmäßige und zum kontinuierlichen Gießen geeignete Temperatur abzukühlen. Ein übliches Verfahren besteht darin, daß man eine Blaslanze oder eine hohle Blind-Stopfenstange

30 eintaucht, durch die über eine Zeitdauer von 3 bis min gasförmiges Argon mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,28 rn (unter Normalbedingungen)/min zugeführt wird. Wie allgemein bestätigt¹wird, kann ein Rühren mittels Argon in der Hinsicht zu einer nachteiligen

35 Wirkung führen, daß der Stahl durch zu starkes Kühren

XI/rs

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er Bank (München) Klo. 3939 844 Po

Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070 Dresdner Bank (München) Klo. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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' im Übermaß der Atmosphäre oder oxidierender Schlacke
ausgesetzt wird, wodurch der Reinheitsgrad des Stahles vermindert wird.

.Ein anderes bekanntes Verfahren ist die Entgasung mittels eines Inertgases wie Argon. Bei diesem Verfahren werden im allgemeinen große Mengen, d. h. das 10-bis 20-fache der zum Rühren eingesetzten Mengen, eines Inertgases wie Argon durch einen geschmolzenen Stahl
hindurchgeblasen, um den Sauerstoff- und Wasserstoffgehalt zu vermindern. Für diese Verfahren ist im allgemeinen eine relativ komplizierte Ausrüstung erforderlich, und die Behandlungskosten sind hoch.

Es ist von Argon-Trimmstationen bzw. -Abgleichstationen berichtet worden, bei denen während des Rührens mit Argon oder danach in die Pfanne abschließende Mengen von Desoxidationsmittelrt oder Legierungen hineingegeben werden. Die Rührwirkung ist im allgemeinen sehr

™ turbulent. Die Behandlung mit Argon wird durchgeführt, um das Einmischen des hinzugegebenen Desoxidationsmittels oder der hinzugegebenen Legierung zu fördern und
auf diese Weise eine bessere Zurückgewinnung der hinzugegebenen Elemente zu erzielen, und mit dieser Behandlung ist die Herbeiführung eines homogenen Zustands in bezug auf die chemische Zusammensetzung und die Temperatur beabsichtigt.

Der Reinheitsgrad des Stahles kann durch das Ein-

blasen von Argon nachteilig beeinflußt werden; es wurde jedoch bestätigt, daß ein reguliertes Einblasen von
Argon in geschmolzenen Stahl dazu dienen kann, um einige der nichtmetallischen Einschlüsse wie Oxide und

Sulfide zu entfernen. Diese Reinigungswirkung ist je-

doch minimal und kann in keiner Weise mit der Wirkung

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der verschiedenen Vakuum-Entgasungsverfahren verglichen werden. Mit anderen Worten, es sind zwar Verfahren entwickelt worden, bei denen zum Vermischen eines geschmolzenen Stahles eine Spülung mit niedrigen Volumina von Argon durchgeführt wird, jedoch ist der dadurch erhaltene Reinheitsgrad in keiner Weise mit dem Reinheitsgrad vergleichbar, der durch übliche Vakuum-Entgasungsverfahren wie das DH-Entgasen erzielt wird. Beispielsweise hat eine Untersuchung gezeigt, daß das nicht gereinigte Produkt bei einer bestimmten Qualität eines Elektrostahles mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,21 bis 0,30 % einen durchschnittlichen Sauerstoffgehalt von 121 ppm hatte. Der Sauerstoffgehalt dieses Produkts wurde durch das übliche Rühren mit Argon auf 114 ppm herabgesetzt, während der Sauerstoffgehalt von Proben, die durch DH-Entgasen entgast worden waren, durchschnittlich 69 ppm betrug.

Nachteiligerweise konnten die Verfahren der Spülung mit Argon nicht durch die Vakuum-Entgasung ersetzt werden, was darauf beruht, daß infolge eines steigenden Bedarfs an Stählen mit hoher Qualität bei vielen Stahlwerken eine Verknappung der zur Verfügung stellenden

Vakuum-Entgasungsanlagen eingetreten ist. 25

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Desoxidieren von Stahl zwecks Erzielung eines außergewöhnlichen Mikro-Reinheitsgrades, bei dem man eine Charge von geschmolzenem Stahl in einen Behälter hinein absticht, Aluminium, Ferromangan und Ferrosilicium in Mengen hinzugibt, die für die gewünschte Zusammensetzung des Stahles erforderlich sind, und ein Inertgas durch den Stahl hindurchbläst, wobei das Verfahren

dadurch gekennzeichnet ist,
35

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daß man das Aluminium umgekehrt proportional zu dem im Bereich von 0,03 bis 0,60 Gew.-% liegenden Kohlenstoffgehalt des Stahles in einer Menge von 0,27 bis 1,95 kg pro t Stahl hinzugibt, wobei die Aluminiumzugabe erfolgt, bevor das erste Drittel des Stahles abgestochen worden ist,

daß man das Ferromangan und das Ferrosilicium hinzugibt, während die letzten zwei Drittel des Stahles abgestochen werden,

daß man auf dem abgestochenen Stahl eine nichtoxidierende Schlacke vorsieht und

daß man das Inertgas über eine Zeitdauer von 9 bis

20 min mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als

ζ al 3

0,28 m (unter Normalbedingungen)/min durch den Stahl

hindurchbläst, wodurch pro t Stahl 0,01 bis 0,03

InorljfcMü zur Verfügung gestellt werden. 20

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Stahlcharge, die durch ein übliches Verfahren, z. B. durch das Herdfrischverfahren bzw. Siemens-Martin-Verfahren, das Elektroverfahren, das LD-Verfahren oder das OBM-Verfahren hergestellt worden ist, desoxidiert, während sie aus dem Stahlgewinnungsbehälter abgestochen wird. Bei dieser Verfahrensweise werden große, nichtmetallische Einschlüsse gebildet, und der Stahl wird danach mit Argon oder einem

anderen geeigneten Inertgas durchblasen, um die Einschlüsse zu entfernen. Im einzelnen kann die Stahlcharge durch irgendein bekanntes Verfahren hergestellt •werden, und der Stahl kann einen hohen oder einen niedrigen Kohlenstoffgehalt haben. Im Hinblick auf die

Tatsache, daß der Stahl schließlich mit Argon durchbla-

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sen wird, das sich bei Raumtemperatur befindet, sollte die Abstichtemperatur des Stahles nach oben einreguliert werden, um die durch das Blasen hervorgerufene Kühlwirkung zu kompensieren, wie nachstehend erläutert wird. Vor dem Abstich des Stahles aus dem Stahlgewinnungsbehälter wird in die Abstichpfanne eine vorbestimmte Menge von Aluminium hineingebracht. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Aluminium zu dem abgestochenen Stahl hinzugegeben werden, während das erste IQ Drittel des Stahles abgestochen wird. Während der Zeitperiode, in der die letzten zwei Drittel des Stahles abgestochen werden, werden zu dem in der Pfanne befindlichen Stahl normale Zugabemengen von Mangan und Silicium hinzugegeben.

Die Menge des Aluminiums, die vor dem Abstich oder

während des ersten Drittels des Abstichs hinzugegeben wird, muß direkt proportional zu dem Sauerstoffgehalt des Stahles sorgfältig einreguliert werden. Da der

20 Sauerstoffgehalt des flüssigen Stahles im allgemeinen nicht gemessen wird, kann die Zugabemenge des Aluminiums annähernd umgekehrt proportional zum Kohlenstoffgehalt festgelegt werden. Die Proportionalitat ändert sich jedoch in konstanter Weise mit dem Kohlen-

stoffgehalt. Aus diesem Grund wurde zur Bestimmung der optimalen Aluminiummenge, die bei jedem Kohlenstoffgehalt für die Umsetzung mit einer bestimmten Sauerstoffmenge erforderlich ist, eine Kurve angewendet, die den gesamten Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalt des flüssi-

30 gen Stahles miteinander in Beziehung setzt. Tabelle I

zeigt die bevorzugten Richtmengen für die Aluminiumzugabe als Funktion der in dem Stahl enthaltenen Kohlenstoffmenge. Obwohl die Zugabe der Richtmenge des Aluminiums bevorzugt wird, ist es zuliinsig, das Aluminium in

35 ei nur Menge hinzuzugeben, die jeweils bis zu 0,13 kg/t.

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unter den in Tabelle I angegebenen Richtwerten liegt.

Tabelle I

Kohlenstoffgehalt Richtwerte für die hinzuzugebende Aluminiummenge (%) (kg/t Stahl)

0,03 1,95

_in 0,04 1,75

^IU 0,05 1,55

0,06 1,37

0,07 · 1,17

0,08 1,00

0,09 0,92

0,10 0,82

■ 0,12 0,72

0,14 0,65

0,16 0,60

0,18 0,56

0,20 0,52

0,22 0,50

0,24 0,46

0,30 . 0,40

_9n 0,32 0,37

0,40 0,34

0,42 0,32

0,50 0,29

0,52 0,29

0,60 0,27

. >0,60 0,27

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Das während der letzten zwei Drittel des Abstichs durchgeführte Desoxidationsverfahren besteht in der Zugabe von Ferromangan- und Ferrosiliciummengen, die geeignet sind, um die erwünschte chemische Zusammensetzung des Stahles zu erzielen. Wenn die Schlacke aus dem Ofen von der Abstichpfanne ferngehalten wird, sollte eine synthetische reduzierende Schlacke (270 bis 360 kg) hinzugegeben werden. Wenn Ofenschlacke in die Abstichpfanne hinein abgestochen wird, sollte die Schlacke durch Zugabe von etwa 1 Teil gebranntem Kalk pro 3 oder 4 Gew.-Teile Ofenschlacke neutralisiert werden, was zur Verhinderung einer erneuten Oxidation des Stahles während der anschliefSend durchgeführten . Inertgasbehandlung dient.

Nachdem der geschmolzene Stahl in der Abstichpfanne durch die Schlacke bedeckt worden ist, wie vorstehend erwähnt wurde, wird der Stahl mit Argon oder einem anderen Inertgas, das durch den Stahl hindurchgeblasen wird, durchspült. Für diesen Zweck sollten alle Einblasvorrichtungen genügen bzw. geeignet sein; es wurde jedoch bevorzugt, eine in der Nähe ihres Bodens mit einer Vielzahl von kleinen Löchern versehene, hohle Blind-Stopfenstange zu verwenden, damit kleine Argonblasen gewährleistet sind. Idealerweise sollte das Argon eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0_r17 bis 0,23 m (unter Normalbedingungen)/min haben. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist ein wenig kleiner als die Strömungsgeschwindigkeit, die normalerweise bei dem zur Homogenisierung der Temperatur dienenden Rühren mit Argon angewendet wird. Das Einblasen sollte über eine Zeitdauer von mindestens 9 min und bis zu etwa 20 min fortgesetzt werden. Es ist möglich, daß Einblasperioden von weniger als 9 min nicht ausreichen, um den Stahl in

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dem möglichen Ausmaß zu reinigen, während Einblasperioden von mehr als 20 min zu einer übermäßigen Abkühlung des Stahles führen, ohne daß irgendein merklicher Vorteil erzielt wird. Die gesamte eingeblasene Argonmen-

3 ge beträgt daher im allgemeinen weniger als 0,03 m /t Stahl. Diese Menge ist beträchtlich kleiner als die bei üblichen Argon-Entgasungsverfahren.eingesetzte Argonmenge. Durch den Einsatz dieser relativ kleinen Argonmenge wird nicht nur das Verfahren wirtschaftlicher gemacht, sondern wird auch der zusätzliche Vorteil erzielt, daß die Abkühlung des Stahles während des Einblasens von Argon vermindert wird. Insbesondere wird der Stahl an der Oberseite der Abstichpfanne während der ersten 3 bis 5 min des Blasens um 14 bis 17 ⁰C abgekühlt, was hauptsächlich auf das Zumischen von kühlerem Stahl aus den unteren Bereichen der Abstichpfanne zurückzuführen ist. Sobald die Temperatur gleichmäßig ist, führt die Behandlung mit Argon zu einem Temperaturabfall von etwa 1,0 C/min. Im Vergleich dazu beträgt der Temperaturab-

20 fall ohne Einblasen von Gas 0,6 °C/min.

Ein Stahl, der durch das vorstehend beschriebene Verfahren desoxidiert und mit Argon durchspült worden ist, hat in bezug auf den Reinheitsgrad die gleiche Qualität oder eine bessere Qualität als Stähle, die durch eine Vakuum-Entgasungsvorrichtung verarbeitet worden sind. Obwohl beträchtliche Mengen von Aluminium hinzugegeben werden, hat der als Endprodukt erhaltene

Stahl typischerweise einen Aluminiurngehalt von weniger als ü,(JO? %. Dieses verbesserte Ergebnis beruht auf einer Kombination verschiedener Gegebenheiten. Erstens begünstigt die relativ große Aluminiummenge, die zu dem Stahl hinzugegeben wird, während der Stahl einen hohen

^OJ Sauerstoffgehalt hat, die Bildung von festen Einschlüs-

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sen aus dendritischem Aluminiumoxid. Diese Einschlüsse aus dendritischem Aluminiumoxid sind viel größer als die Mangansi1icate, die sich normalerweise bei der Desoxidation mit Mangan und Silicium bilden, weshalb die Einschlüsse aus dendritischem Aluminiumoxid viel schneller zu der Schlacke der Abstichpfanne herausschwimmen als die Mangansilicate. Die Flotation wird dadurch erleichtert, daß das dendritische Aluminiumoxid typischerweise verlängerte Fortsätze bzw. "Arme" hat, deren Länge bis zu vierzigmal so groß ist wie ihr

Durchmesser. Auch andere Einschlüsse, die normalerweise nicht schnell herausschwimmen, weil sie klein sind oder weil sie in Konvektionsströmeri in der Abstichpfanne festgehalten werden, werden durch aufsteigende Argonbla-

15 sen zu der Schlacke mitgeführt, wo sie beseitigt werden können. Das Spülen mit Argon verursacht eine sanfte, nach oben gerichtete Strömung entlang der Stange, durch die das Argon einströmt, zu der Schlackenschicht und abwärtsgerichtete Ströme entlang den Seiten der Abstich-

20 pfanne. Nichtmetallische Substanzen, die mit den Argonblasen in Berührung kommen, werden schnell zu der Schlackenschicht geschwemmt. Andere, nichtmetallische Substanzen treten in den Strömungskreislauf ein, der sich aufgebaut hat, und gelangen schließlich auf diese

Weise zu der Schlackenschicht.

Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Mechanismen ist es offensichtlich, daß mindestens eine Minimalmenge von Aluminium und mindestens eine minimale

30 Zeit zur Ermöglichung einer ausreichenden Flotation der nichtmetallischen Substanzen vorgesehen werden müssen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Minimalmenge des Aluminiums die vorstehend beschriebenen Werte hat und daß die minimale Zeit 9 min beträgt. Es ist auch wesent-

^OJ lieh, daf3 die Strömungsgeschwindigkeit des Argons nicht

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über 0,28 m (unter Normalbedingungen)/min und vorzugsweise zwischen 0,17 und 0,23 m (unter Normalbedingungen)/min liegt. Strömungsgeschwindigkeiten über 0,28 m /min führen zu einer übermäßigen Turbulenz, wodurch eine höhere Menge des Stahles der Atmosphäre ausgesetzt wird, was wiederum dazu führt, daß eine übermäßige Menge des Stahles wieder oxidiert wird. Für die Erzielung optimaler Ergebnisse wird die zur Einführung des Argons dienende Stange vorzugsweise an einem Punkt, der vom Rand der Abstichpfanne einen Abstand von etwa einem Dri ttel der quer über die Abstichpfanne gemessenen Strecke hat, senkrecht so abgesenkt, daß der Boden der Stange vom Boden der Abstichpfanne 30 cm entfernt ist. Das Ausströmen von Argon sollte vor dem Eintauchen der Stange eingeleitet werden, um zu verhindern, daß Stahl Ln die Stange hineingefüllt wird. Wenn der Durchmesser des turbulenten Bereichs um die Stange etwa 60 bis 90 cm überschreitet, wird die Strömungsgeschwindigkeit geeigneterweise vermindert, um einen solchen Grenzwert für den Durchmesser aufrechtzuerhalten. Durch Entfernung der Stange ohne Anhalten des Gasstroms kann das Einblasen unterbrochen werden, damit beispielsweise Temperaturprüfungen durchgeführt werden können.

25 Beispiele

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachstehend eine beispielhafte Testreihe beschrieben, durch die die kritischen Parameter des Verfahrens festgestellt werden. Bei diesen Testen wurden 50 Elektroofen-Chargen eines für das kontinuierliche Gießen vorgesehenen, grobkörnigen, mittels Silicium beruhigten Stahles behandelt. Diese Stahlqualität wird üblicherweise einer DH-Entgasung unterzogen. Die 50 Chargen hatten einen Kohlenstoffgehalt von 0,08 bis 0,49 %. Das Einblasen

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von Argon wurde an einer Station durchgeführt, wie sie normalerweise zum Rühren mit Argon zwecks Homogenisierung der Temperatur vor dem kontinuierlichen Gießen eingesetzt wird. Das Einblasen erfolgte durch eine hohle Blind-Stopfenstange mit einem Loch, das einen Durchmesser von 6 mm hatte. Bei einigen Chargen wurde das einzelne Loch im Kopf der Stopfenstange verstopft, und an den Seiten in der Nähe des Bodens der Stange wurden zahlreiche (25 bis 40) kleinere Löcher vorgesehen. Die Menge des hinzugegebenen Aluminiums, die Einblasgeschwindigkeit des Argons und die Einblaszeiten wurden variiert, und die Auswirkungen dieser Maßnahmen wurden untersucht.

15 Bei jedem Test wurde mit dem Strömenlassen von Argon begonnen, bevor die hohle Stange eingetaucht wurde, und das Argon wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,28 m (unter Normalbedingungen)/min oder weniger weiter strömen gelassen. Die normale Behandlungs-

zeit für ein Homogenisieren der Temperatur beträgt 3 bis 5 min, jedoch wurden 26 der 50 Chargen mehr als 5 min lang mit Argon behandelt, und zwar um die Auswirkungen der längeren Behandlungszeit festzustellen und um die Temperatur auf für das Gießen vertretbare Werte herabzusetzen.

Während der Behandlung mit Argon wurde der Temperaturverlust dieser Chargen überwacht. In den ersten 3 bis 5 min der Behandlung mit Argon betrug der auf das

3Q Vermischen mit kälterem Stahl aus dem Boden der Pfanne zurückzuführende, scheinbare Temperaturabfall in der Nähe der Oberseite der Pfanne etwa 14 bis 17 C. Danach betrug der Temperaturabfall etwa 1,0 C/min, während Argon strömte, und 0,6 °C/min, wenn keine Behandlung mit Argon durchgeführt wurde. Der Temperaturabfall bei

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ORIGINAL INSPECTED

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' einer Behandlungszeit von 25 min betrug daher etwa 31

C. Dieser Wert für den Temperaturabfall schneidet bei einem Vergleich mit dem Temperaturabfall während des DH-Entgasens über etwa die gleiche Behandlungszeit

5 günstig ab.

Unter Anwendung einer Neutronenaktivierungs-Sauerstoffbestimmung und des quantitativen Fernsehmikroskop-Standardverfahrens (QTM-Verfahrens) wurde der Mikro-Reinheitsgrad von Proben der 50 Chargen im Labor untersucht und in üblicher Weise bewertet.

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Tabelle II

Kohlenstoffgehalt des
Produkts

Gesamt-Al-Gehalt des Produkts

Hinzugege- Bevorzugter Behandlungsbenes Al Richtwert des zeit mit

(kg/t) hinzuzugebenden Argon

Al (kg/t) (min)

Bewertung

CO

O O

O or* (O

Q,23
0,18
0.20
0.20
0,08
0,11
0,10
0,10
0.08
0,30
0,22
0,24
0,23
0.18
0.19
0,17
0.22
0,24
0,26
0,23
0.39
0.31
0,22
0_f 23
0,24

<0,002

<0_r002

0.002

<0.002

0.004

0,008

<0,002

0,008

<0.002

<0,002

0,002

<0,002

0,002

<0.002

01005

0,006

0,002

<0,002

<0_/.002

0,25 0,25 0,25 0.25 1.00 j

1,00 1,25 1.00 0,50 0,25 0,25 0,37 0.37 0.37 0 J 0,37 0,50 0

0.25 0,31 0,37 0,25 0,25 0,

0,47 0,56 0,52 0.52 1,00 0.77 0,82 0,82 1,00 0.40 0,50 0,47 0.47 0,56 0,54 0,57 0,50 0,47 046

0.47 0,34 0,39 0.50 0,47 0,47

19 6 6 1 5 1 8 4 5 8 9 9 6 2 2 2 4 Zeit (-) Zeit (-) Al (-) Zeit (-) Zeit (-) gespült Zeit (-) Zeit (-) gespült Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-) Al (-) Al (-) Zeit (-) Zeit (-) Zeit (-): Zeit (-): Zeit (-):

αϊ (-; Ai" (-;

Al (-0

Al Al Al Al Al Al Al

U 2

CO

Al Al Al

Tabelle II

Kohlensto:
gehalt ce~
Produkts

GesaT.t-Al-Gehalt de= Produkts

1 '1 ^li ·>

Behsr.dlu

Za^-1' ·· τι "ΐ +" ^- _ Ij ι I I J. W

hinzuzugebenden Argon Al (kg/t) (min)

O
CO
O
O

0,22

0.28
0_r34
0,20

0.22

0,22

0.44

0,22
0,22
0.49
0.23
0.23
0,21
0,21
0,27
0.17
0_r20
0_r30
0,19
0.25
0.24
0_r26
0,17

<0_r002 0.003 0 j 003

<0.002

o!oo2

<0j 0 02 0,002 0 i 005 0 1 003

0,004

<0l002 0,002 0,006

ojoio

<0.002

•cO 002

0,002

o:oo2

0.002

0 002

<0 002

<0j002

0.003

<0'_r002

0_r25 0. 0.31 0_?25 0, 0.4 0jl2 0j

θ 0^50 Ol 0'.37 θ'. 0. 0137 0,50 0'.37 0l50 0l 0l

0,50 0 51 0.42 0 35 0.52 0,50 0.50 0.31 0,46 0 J 50 0.50 0,29 0,47 0,47 0,51 0,51 0,42 0,57 0,52 0, 40 0,54 0,46 0.46 0146 0_} 57

6 8 4 2

20 1 9 5 7

12 2

20 9

12

20

14

12

11

19

13

15

Zeit (-); Al (-) ■ Zeit (-); Al (-) Zeit (-); Al (-) Zeit (-); Al (-) Zeit (-); Al (-) gespült Zeit (-); Al (-) gespült Zeit (-) Zeit (-); Al (-) gespült Zeit (-); Al (-) gespült gespült gespült gespült gespült Al (-) Al (-) Zeit (-) Zeit (-) Al (-) gespült Zeit (-) Al (-)

00

δ ω to

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Tabelle II zeigt den Kohlenstoffgehalt des Stahles, die Gesamtmenge des hinzugegebenen Aluminiums, die Menge des in dem Produkt zurückbleibenden Aluminiums und den bevorzugten Wert des hinzuzugebenden Aluminiums, wie er anschließend nach Tabelle I festgestellt wurde. Auch die Behandlungszeit mit Argon wird gezeigt. In der Spalte "Bewertung" werden die Ergebnisse und/oder deren Ursachen zusammengefaßt. Im

10 einzelnen bedeuten die mit "gespült" bezeichneten

Chargen, daß diese Chargen in bezug auf den Mikro-Reinheitsgrad genauso gute Eigenschaften wie oder bessere Eigenschaften als die einer DH-Entgasung unterzogenen Stähle hatten. Die nicht mit "gespült" bezeichneten Stähle hatten Werte für den Mikro-Reinheitsgrad, die unter den Werten der einer DH-Entgasung unterzogenen Stähle lagen, und der Grund dafür-wird in der Spalte "Bewertung" gezeigt. Beispielsweise bedeutet "Zeit (-)", daß die Zeitdauer, über die die Charge mit

20 Argon behandelt wurde, nicht ausreichte, während "Al (-)" bedeutet, daß die Menge des hinzugegebenen Aluminiums zu niedrig war. Wie aus Tabelle II hervorgeht, wurde zu den mit "gespült" bezeichneten Chargen die nach Tabelle I vorgeschriebene Minimalmenge des

25 Aluminiums während des Abstichs hinzugegeben, während die Behandlung dieser Chargen mit Argon 9 min lang oder länger durchgeführt wurde.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Tabelle III weiter erläutert. In Tabelle III werden der End-Sauerstoffgehalt und die Werte für den QTM-Mikro-Reinheitsgrad der mit "gespült" bezeichneten Chargen gezeigt, während zum Vergleich damit typische Werte für einer DH-Entgasung unterzogene Chargen mit ^OJ vergleichbarem Kohlenstoffgehalt gezeigt werden, die routinemäßig bestimmt wurden.

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Tabelle III

Kohlenstoffgehalt (%)

Verarbeitung

Anzahl der Güsse

Sauerstoffgehalt (ppm)

QTH-Mikro-Re irihe i tsgrad Viertel/Mitte ■

Volumen-%

Längenfaktor

	O	,06	- O	,09
ca O O O*	O	,10 ,21	- O - O	,14 ,30
O
co

0,40 - 0,50

gespült, nicht entgast DH-Entgasung

gespült, nicht entgast

DH-Entgasung

gespült, nicht entgast DH-Entgasung

Verhältnis *

20

78 10

8/11

0,05/0.05 oJll/0,13

0.04/0.06 0,06/0,08

0.05/0.11

ÖTöT/o.io

0J06/O.O8 0 18/0 ÖTT5/Ö726'

0,03/0 oJlO/0,14

0,05/0_j_09.

6/11

* Verhältnis der Anzahl der erfindungsgemäß verarbeiteten Stähle, die genauso gute Werte wie oder bessere Werte als die einer DH-Entgasung unterzogenen Stähle hatten, zu der Gesamtzahl der erfindungsgemäß verarbeiteten Stähle

14/12 29/40

0/3 6/18

7/36 23/37 ~^/10

2/16

1/10 14/56_ 12/5_7_

4/3 19/37

0/8 12/8

8/11

1 '

ro

ο ω

CD

ca ο ro ro

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Aus Tabelle III geht hervor, daß 73 % bzw. 55 % der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Stähle in bezug auf den Sauerstoffgehalt und den Längenfaktor bzw. in bezug auf die Volumenprozent genauso gute Werte wie oder bessere Werte als typische, einer DH-Entgasung unterzogene Stähle hatten. Diese Angaben werden in Tabelle IV Vergleichsangaben der anderen, nicht mit "gespült" bezeichneten Chargen gegenübergestellt. 10

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Tabelle IV

Verarbeitung Gespült

Gerührt; Zeit (-)

Anzahl der
Güsse

11

Prozentzahl der Stähle, die genauso gut wie oder besser als die DH-behandelten Stähle waren

Sauerstoffgehalt

73

55

Längenfaktor

73

64

Gerührt; Al (-)

14

Gerührt; Zeit (-) ; Al (-)

21

14

19

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1 Wie aus Tabelle IV hervorgeht, führten die

Chargen, die mit "Zeit (-)" bezeichnet werden, hinsichtlich des Sauerstoffgehalts und der Parameter für den Mikro-Reinheitsgrad zu relativ guten Ergebnissen, da 55 bis 64 % hinsichtlich dieser Eigenschaften genauso gut wie oder besser als einer DH-Entgasung unterzogene Stähle waren. Demnach könnte die Behandlungszeit etwas weniger als 9 min betragen und trotzdem zu annehmbaren Ergebnissen führen, obwohl eine gewisse Verminderung der Reproduzierbarkeit erwartet werden könnte.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

15 20 Patentansprüche

1. Verfahren zum Desoxidieren von Stahl zwecks Erzielung eines außergewöhnlichen Mikro-Reinheitsgrades, bei dem man eine Charge von geschmolzenem Stahl in einen Behälter hinein absticht, Aluminium, Ferromangan und Ferrosilicium in Mengen hinzugibt, die für die gewünschte Zusammensetzung des Stahles erforderlich sind, und ein Inertgas durch den Stahl hindurchbläst, dadurch gekennzeichnet,

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daß man das Inertgas über eine Zeitdauer von 9 bis

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ORIGINAL INSPECTED

302270b

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20 min mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als

ζ al 3

0,28 rn (unter Normalbedingungen)/min durch den Stahl

hindurchbläst, wodurch pro t Stahl 0,01 bis 0,03 Inertgas zur Verfügung gestellt werden. 5

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aluminium vor dem Abstich des Stahles zu dem Behälter hinzugibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aluminium höchstens in einer Menge hinzugibt, die den in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Richtwerten entspricht, und daß man das Aluminium mindestens in einer Menge hinzugibt, die jeweils 0,13 kg/t unter den in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Richtwerten liegt:

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- 3 - DE 0439

Tabelle I

Kohlenstoffgehalt Richtwerte für die hinzuzugebende Aluminiummenge

(%) (kg/t Stahl)

0,03 1,95

0,04 1,75

0,05 1,55

0,06 1,37

0,07 1,17

0,08 1,00

0,09 0,92

0,10 0,82

0,12 0,72

0,14 0,65

_1ς 0,16 0,60

0,18 0,56

0,20 0,52

0,22 0,50

0,24 0,46

0,30 0,40

0,32 0,37

0,40 0,34

0,42 0,32

0,50 0,29

0,52 0,29

0,60 0,27

>0,60 0,27

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- 4 - DE 0439

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inertgas mit einer Geschwindigkeit von 0,17 bis 0,23 nT (unter Normalbedingungen)/min einbläst.

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