DE888396C - Verfahren zur Herstellung eines stickstoffarmen Thomasstahles - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines stickstoffarmen Thomasstahles Bekanntlich unterscheidet sich der Thomasstahl beträchtlich von .dem Siemens-Martin-Stahl bezüglich einer Reihe von, Eigenschaften. Thomasstahl verträgt im Gegensatz zum Siemens-Martin-Stahl keine Kaltverformung, da er sehr hohe Härte annehmen kann und zur Aushärtung neigt. Ein großer Nachteil des Thomasstahls ist ferner die Versprödung, die sich insbesondere nach voraufgegangener Kaltverformung bemerkbar macht. Es ist nun wünschenswert, dasAnwendungsgebiet vonThomasstahl zu vergrößern, da in Deutschland immer größere Mengen phosphorhaltiger Erze zur Verhüttung kommen werden.
• In :der Patentschrift 9z89 ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erzeugung von Flußeisen, insbesondere beim Benutzen von basischer Auskleidung mitLuft, zerstäubteKohlenwassers:toffe in .das Bad zu blasen, und zwar, um die Temperatur des flüssigen Eisens zu erhöhen.
• Es ist auch der Vorschlag gemacht worden, geschmolzenes Gußeisen durch Einführung heißer Kohlenoxyde und heißer Luft in schmiedbares Eisen zu verwandeln (Patentschrift 24 o95).
• In .der Patentschrift 448- 384 wird ein Verfahren beschrieben, den Phosphor aus dem Roheisen zu entfernen ohne gleichzeitige Beseitigung :des Kohlenstoffes, und zwar .durch gleichzeitige Einwirkung von Kohlenoxyd oder kohlenoxydhaltigen Gasen und bäsischen Stoffen, wie Kalk, Soda usw., auf .das Bad.
• Nach :der Patentschrift 535 749 soll das Bad zur Durchführung des Thomasprozesses vor dem Bepinn. desBlasens .durch eineKohlenstaubflamme, die auf die, Badoberfläche geleitet wird, erhitzt werden. Die hierbei entwickelte Kohlenstaubflamme kann durch Einführung von Kohlenstaub .in die Windleitung bei umgelegtexri, finit dem flüssigen Bad gefülltem Konverter erzeugt werden.
• Diese Stellen des Schrifttums betreffen zwar die Anwendung von Kohlenwasserstoff, Kdhlerioxyd oder Kohlenstaub beider Durchführung von WindfrischprozeAsen. Sie verfolgen jedoch nicht das Ziel, einen stickstoffarmen Thomassta'hl zu erzeugen.
• Einer der wesentlichen Unterschiede des Siemens-Martin-Stahls vom Thomasstahl ist,dür(-h den höheren Stickstoffgehalt des Thomasstahls gegeben. Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, den Stickstoffgehalt des Thomasstahls zu erniedrigen. Hierzu sind bereits eine Reihe von Vor-Schlägen gemacht worden, die in der Hauptsache darin bestehen, :die Temperatur während des -Verblasens möglichst niedrig zu halten, die Windführung zu ändern oder ,den Sauerstoffgehalt -des Windes anzureichern. Nun kann man_-aber,- bei schwankender koheisenzusammensietzurig'@- die Temperatur des Bades während des Schmelzverlaufes nur schwierig .mit ausreichender Sicherheit regem, ganz abgesehen- davon, :daß eine hohe Schmelztemperatur mit Rücksicht auf die bessere Vergießbarkeit wünschenswert ist:-Die Erfindung geht nun von,der Erkenntnis aus, daß die Stickstoffaufnahme des Bades nach der Entkohlung zu Beginn der Entphosphorung einsetzt und daß sie weniger von :der Temperatur des Bades als von :dem Partialdruck des Stickstoffes abhängig ist. Der Verwirklichung des,Gedankens, den Partialdruck des Stickstoffes zu Beginn der Entphosphorung zu verringern, steht nun aber die Tatsache entgegen, daß.-zur- Entphosphorung eine bestimmte Windmenge und damit eine bestimmte Stickstoffmenge gebraucht wird: Dadurch ist wiederum- der. Partialdruck .des: -Stickstoffes eine gegebene Größe, wenn man aus wirtschaftlichen oder anderen Gründen (Bau zusätzlicher--Anlägen) .darauf verzichten will, die Zusammensetzung des Windes zu ändern. - = - -Aus diesen Überlegungen stellte sich der Erfinder die Aufgabe, den Partialdruck des Stickstoffes durch ein möglichst billiges, ohne weiteres zugängliches .Mittel zu'verringern: Dieses Mittel wurde darin gefunden, daß Kohlenstaub oder ein anderer Kohlenstoff träger, wie. Teeröl, Pech oid. d#l.,- zu Beginn. der Phösphorverscllackung, also gegen das Ende :der Entkohlung, zusammenfinit dem Wind durch das Bad geführt wird.
• DieseMaßnähme-ist überr,'ischend;-weil diePhösphorverbrennung nach .den. bisherigen Kenntnissen offenbar 'erst dann-einsetzt, wenn :der Kohlenstoff= geholt auf eine bestimmte niedrige Grenze gebracht ist. Diese Verhältnisse sind. in dem Schaubild dargestellt, welches die Gehalte des Bades an C, P und N2 im Verlaufe,der Blasezeit erkennbar macht. Das Schaubild zeigt die Durchschnittsanalyse einer -sehr=großen Anzahl" von Schmelzen. Aus der Betrachtung der linken Kurvenäste wird deutlich, .daß die Phosphorverbrennung. erst bei- einem Gehalt von etwa o,9 0/a C wirksam wird. Beim üblichen Verfahren verläuft die Phosphorkurve gemäß dem lang gestrichelten Ast, welcher zeigt, daß die Verbrennung um so lebhafter wird, je weniger C das Bad noch enthält. Gleichzeitig aber steigt der Gehalt .des Bades an N2 steil bis auf o,o20/a an (oberer rechter Ast :der N2 Kurve).
• Durch eingehende Versuche wurde nun aber gefunden, .daß durch das Einsblasen von Kohlenstoff nach einer Blasezeit von etwa ro Minuten, also bei dem genannten C-Gehalt von etwa o,90/@, die Phosphorverbrennung zwar zunächst etwas verzögert wird, jedoch noch ausreichend ist und jedenfalls nach einer Gesamtblasezeit von der gleichen Dauer zu .den gleichen niedrigen P-Gehalten führt wie beim üblichen Verfahren. Diese Verhältnisse sind im Schaubild durch die gestrichelten Nebenäste auf der'rechten Seite dargestellt. Es zeigt sich, daß die Stickstoffaufnahme :des Bades sehr viel geringer ist, und dies ist darauf zurückzuführen, daß durch .den eingeblasenen Kohlenstoff Kohlenoxyd gebildet wird ;=v@efehes den Partialdruck :des Stickstoffes beträchtlich herabsetzt. Die Menge an zugesetztem C muß also einerseits so groß bemessen sein, daß ausreichende Mengen an Kohlenoxyd gebildet werden, andererseits jedoch nicht so groß, :daß sie nicht etwa durch .den Wind völlig verbrannt werden könnt.-. und daß :deshalb die P-Verbrennung aufhören würde.
• Bekanntlich überdecken sich bei der Windfrischung mehrere Reaktionen. Für die Phosphorverbrennung ist es wesentlich, :daß eine aufnahmebereite Schlacke zur Verfügung steht. Es muß also für eine möglichst frühzeitigeAuflösung des Kalkes gesorgt werden, was z. B. ,dadurch geschehen kann, daß man vor der Phosphorverbrennung Flußmittel, wie z. B: 0,5 bis 1,5 0/a Soda, dem Kalk zusetzt. Dies ist beim Verfahren gemäß der Erfindung wichtiger als beim sonst üblichen Verfahren, .da :der Zusatz von Kohlenstoff der Phosphorverbrennung etwas entgegenwirkt. Im übrigen kann das Verfahren gemäß der Erfindung in üblicher Weise durchgeführt werden, indem z. B. .durch Schrottzusatz eine Badkühlung bewirkt wird, die ebenfalls die Phosphorverbrennung erleichtert. Allerdings wird nicht so tief gekühlt, daß das Vergießen Schwierigkeiten bereitet. . Ausführungsbeispiel In den Konverter wurden 22 t Roheisen folgender chemischer Zusammensetzung eingefüllt: 3,7-% C, I,800/0 P, ö,49 % Mn und o,.30% Si.
• Nach dem Hochstellen des Konverters erfolgte die Kalkzugabe in einer Menge von 25ookb. Der Kalk hätte nachstehende Zusammensetzung:

  C.0 MÖ I F-.203-+ A1203_ I Si0n Glühverlust

  870/0- 3,50/0 3,$0/0 I 4,90/0 ( =>5% -

  Etwa- 2 Minuten vor -Beginn der Phosphorverbnennu-ng wurden 68o-kg Schrott zugesetzt. -i-Miriute vor dem Beginn der Phosphorverbrennung wurden bis 2 Minuten nach der Phosphorverbrennung laufend 20o kg Teeröl durch den Konverterboden in das Bad eingeblasen.
• Nach dem Fertigblasen der Charge erfolgte die Desoxydation durch Zugabe von 2ookg 5oo/o,igem Ferromangan.
• Die zugesetzte Kohlenstofmenge wurde derart bemessen, daß sie insgesamt etwa i % der eingefüllten Roheisenmenge betrug. Hierbei wurde ein Stickstoffgehalt von o,oo9% erreicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines stickstoffarmen Thomasstahls, dadurch gekennzeichnet, daß das Verblasen bis zur beginnenden Phosphorverbrennung in üblicher Weise durchgeführt wird, dann aber zusammen mit dem Wind Kohlenstoff oder ein Kohlenstofträger in solcher Menge eingeblasen wird, daß die Phosphorverbrennung noch möglich ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß :die Menge des eingeblasenen Kohlenstoffes etwa i °/o :der Roheisenmenge beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, da-.durch gekennzeichnet, daß vor der Phosphorverbrennung dem Kalk ein Flußmittel, vorzugsweise Soda, zugesetzt wird.