Verfahren zum Desoxydieren von Stahl Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zum Desoxydieren von Stahl mit nichtbenetzbare Desoxydationsprodukte
bildenden Desoxydationsmitteln, wie beispielsweise Aluminium, Zirkonium und Niob.Method of Deoxidizing Steel The invention relates to
a process for deoxidizing steel with non-wettable deoxidation products
forming deoxidizers such as aluminum, zirconium and niobium.
Bei den mit Aluminium desoxydierten weichen Stählen treten häufig
grobe oxydische Anreicherungen dicht unter der Blockoberfläche auf, die bei der
Weiterverarbeitung zu Schäden führen können, insbesondere durch Aufplatzen beim
Tiefziehen. Um diese Schäden zu vermeiden, muß die Blockoberfläche abgeflämmt werden.
Diese Flämmarbeit verteuert naturgemäß den Block und erfordert Zeit.Soft steels deoxidized with aluminum often occur
coarse oxidic accumulations just below the block surface, which in the
Further processing can lead to damage, in particular by bursting
Deep drawing. In order to avoid this damage, the block surface must be scorched.
This scarfing work naturally makes the block more expensive and takes time.
Untersuchungen haben ergeben, daß die groben oxydischen Verunreinigungen
aus vielen aneinander gelagerten kleinen Aluminiumoxydteilchen von nur 2 bis 10
#t Größe bestehen, die bei der Desoxydation ausgefällt werden. Da derartige Teilchen
vom Stahl nicht benetzt werden, kann sich dieser unter Energiegewinn aus den Zwischenräumen
zwischen zufällig zusammenstoßenden Oxydteilchen zurückziehen und dadurch seine
gesamte Grenzfläche gegenüber den Oxydteilchen verkleinern. Der aus der Verkleinerung
der Grenzfläche zwischen Stahl und Oxydteilchen resultierende Energiegewinn führt
dazu, daß die im Stahl zufällig zusammenstoßenden Tonerdeteilchen mit erheblichen
Kräften zusammengepreßt werden. Demnach besteht in einem mit Aluminium, Zirkonium
oder Niob desoxydierten Stahl eine ständige Tendenz zur Bildung größerer Tonerdeeinschlüsse.
Außerdem sind als Ursache für das Entstehen grober Oxydteilchen die zahlreichen
Zusammenstöße von kleinen Teilchen infolge der starken turbulenten Strömung beim
Pfannenabstich und Gießen als Ursache anzusehen. Somit baut der Stahl die kleinen
Oxydteilchen zu größeren Einschlüssen auf. Ein Teil der entstehenden groben Teilchen
wird auf Grund seiner großen Aufstiegsgeschwindigkeit aus dem flüssigen Stahl ausgeschieden,
ein Restteil verbleibt dagegen im flüssigen Stahl und gelangt in das Endprodukt.Investigations have shown that the coarse oxidic impurities
of many small alumina particles of only 2 to 10 attached to one another
#t exist size that are precipitated during deoxidation. Since such particles
are not wetted by the steel, this can be extracted from the gaps with energy gain
retreat between accidentally colliding oxide particles and thereby its
reduce the entire interface with respect to the oxide particles. The one from the miniaturization
energy gain resulting from the interface between steel and oxide particles
to the fact that the alumina particles coincidentally colliding in the steel with considerable
Forces are compressed. Accordingly, in one with aluminum, there is zirconium
or niobium deoxidized steel has a constant tendency to form larger alumina inclusions.
In addition, the causes of the generation of coarse oxide particles are numerous
Collisions of small particles as a result of the strong turbulent flow at
Pan tapping and pouring can be seen as the cause. So the steel builds the small ones
Oxide particles to larger inclusions. Part of the resulting coarse particles
is excreted from the liquid steel due to its high rate of ascent,
on the other hand, a residual part remains in the liquid steel and ends up in the end product.
Aus der USA.-Patentschrift 2 799 575 ist ein Verfahren zum Legieren
von Stahl bekannt, das dem Stahl bestimmte Eigenschaften, beispielsweise ein feinkörniges
Gefüge, gute Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit sowie gute Schlagfestigkeit
bei Raum- und niedrigen Temperaturen verleiht. Im Rahmen dieses Verfahrens wird
einer Eisen- oder Stahlschmelze unter sauren Bedingungen, d. h. in Gegenwart von
Titan-, Vanadin- und Zirkoniumoxyd, eine Mischsubstanz aus einem oder mehreren Oxyden
der Seltenen Erden unter Beimischung eines Reduktionsmittels und alkalischer Substanzen
zugesetzt. Unter den Reduktionsmitteln für die Seltenen Erden sind auch Aluminium
und Bor genannt. Diese verbinden sich, verstärkt durch die innige Vermischung, mit
dem Sauerstoff der Oxyde der Seltenen Erden, so daß beide Elemente stets in oxydischer
Form in der Schmelze vorliegen. Mit den aus der Koagulation der Desoxydationsprodukte
resultierenden Schwierigkeiten bei weichen Stählen befaßt sich diese Patentschrift
dagegen nicht.US Pat. No. 2,799,575 discloses a method of alloying
steel is known to have certain properties, for example a fine-grained steel
Structure, good corrosion and oxidation resistance and good impact resistance
confers at room and low temperatures. As part of this process,
an iron or steel melt under acidic conditions, d. H. in the presence of
Titanium, vanadium and zirconium oxide, a mixture of one or more oxides
of rare earths with the addition of a reducing agent and alkaline substances
added. Aluminum is also among the reducing agents for rare earths
and called boron. These combine, reinforced by the intimate mixing, with
the oxygen of the oxides of the rare earths, so that both elements are always in oxidic
Form in the melt. With those from the coagulation of the deoxidation products
This patent is concerned with resulting difficulties with soft steels
on the other hand not.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein
Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Zusammenballung der
bei der Desoxydation mit Aluminium, Zirkonium oder Niob entstehenden kleinsten Oxydteilchen
verhindert und die Oxydteilchen in feindisperser Verteilung im Block gehalten werden,
so daß grobe Oxydeinschlüsse dicht unter der Blockoberfläche vermieden werden. Die
Erfindung ist dabei darauf gerichtet, die Ursache der Zusammenballung einzelner,
kleinster Oxydteilchen, nämlich deren mangelnde Benetzbarkeit zu beseitigen. Zu
diesem Zwecke lehrt sie, dem Stahl vor oder zusammen mit dem jeweiligen Desoxydationsmittel
solche Elemente zuzusetzen, die wie Bor, die mangelnde Benetzbarkeit der Tonerde
beseitigen und damit der Tendenz zur Zusammenballung kleinster Tonerdeteilchen entgegenwirken.
So erhöht beispielsweise ein Borgehalt von nur 0,0049/o zum Zeitpunkt der Zugabe
von Aluminium die Benetzbarkeit der entstehenden Tonerdeteilchen bereits so stark,
daß die Gefahr der Zusammenballung einzelner kleiner Tonerdeteilchen praktisch behoben
wird. An Stelle von Aluminium können
auch andere Desoxydationselemente,
die vom Stahl nichtbenetzbare Desoxydationsprodukte bilden, beispielsweise Niob
und Zirkonium, verwendet werden.The object on which the invention is based is now to provide a
To create the method of the type mentioned, in which the agglomeration of
The smallest oxide particles formed during deoxidation with aluminum, zirconium or niobium
prevented and the oxide particles are kept in a finely dispersed distribution in the block,
so that coarse oxide inclusions close to the block surface are avoided. the
Invention is aimed at the cause of the agglomeration of individual,
smallest oxide particles, namely to eliminate their lack of wettability. to
for this purpose she teaches the steel in front of or together with the respective deoxidizer
To add such elements as boron, the lack of wettability of the alumina
Eliminate and thus counteract the tendency to agglomeration of the smallest alumina particles.
For example, a boron content of only 0.0049 / o increases at the time of addition
of aluminum the wettability of the resulting alumina particles is already so strong that
that the risk of the agglomeration of individual small alumina particles is practically eliminated
will. Instead of aluminum you can
also other deoxidation elements,
which form deoxidation products that cannot be wetted by steel, for example niobium
and zirconium can be used.
Der technische Fortschritt bei Verwendung derartiger Spurenelemente
während der Desoxydation mit starken Desoxydationsmitteln besteht darin, daß die
Vorteile dieser Desoxydationsmittel, d. h. ein niedriger freier Sauerstoffgehalt
im Stahl und .damit verbundene Randblasenfreiheit und Beständigkeit gegen Stickstoffalterung,
nicht mehr mit dem bisherigen Nachteil der unter der Blockoberfläche verunreinigten
Blöcke und der Notwendigkeit des völligen oder Fehlerflämmens erkauft werden müssen.
Demzufolge braucht aus dem Stahl der Sauerstoff nicht mehr mit anderen Mitteln,
beispielsweise einer Vakuumbehandlung entfernt zu werden, sondern kann in Gestalt
einer feinen, nicht störenden Suspension von Oxydteilchen stabilisiert werden.The technical progress in the use of such trace elements
during deoxidation with strong deoxidizers is that the
Advantages of these deoxidizers, i. H. a low free oxygen level
in steel and the associated freedom from marginal bubbles and resistance to nitrogen aging,
no longer with the previous disadvantage of being contaminated under the block surface
Blocks and the necessity of complete or defect flaming have to be bought.
As a result, oxygen no longer needs other means from the steel,
for example a vacuum treatment to be removed, but can be in shape
a fine, non-disturbing suspension of oxide particles.