DE2000089B2

DE2000089B2 - Verfahren zur Herstellung von legiertem kohlenstoffarmen Chromstahl

Info

Publication number: DE2000089B2
Application number: DE19702000089
Authority: DE
Inventors: Alexandr M.; Poljakow Alexandr J.; Pobegajlo Wladislaw M.; Moskau Samarin
Original assignee: Institut metallurgii imeni A.A. Bajkowa Akademii Nauk SSSR, Moskau
Priority date: 1969-01-17
Filing date: 1970-01-02
Publication date: 1972-07-20
Also published as: FR2030162A1; DE2000089A1; SE382465B; FR2030162B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von legiertem kohlenstoffarmem Chromstahl aus Roheisen nach dem Sauerstoffaufblaseverfahren in zwei Phasen und unter Verwendung von Legierungsträgern, wie Ferrolegierungen, bei dem die sich beim Erschmelzen der ersten Phase bildende Schlacke abgezogen und dem Bad Legierungsträger zugesetzt werden, worauf in der zweiten Blasphase unter neuer Schlacke das Frischen fortgesetzt wird.

Aus der österreichischen Patentschrift 249 714 ist ein Verfahren zur Herstelung von legiertem Stahl aus P-armen synthetischen oder Stahlroheisen nach dem

Sauerstoff-Aufblaseverfahren und unter Verwendung Erzielung des erwünschten Kohlenstoffgehaltes unvon Legierungsträgern, wie Ferrolegierungen und mittelbar im Sauerstoffkonverter zu erschmelzen,
legiertem Schrott, bekannt, das dadurch gekennzeich- Ein vorteilhaftes Verfahren zum Erschmelzen eines net ist, daß das Verfahren in zwei Phasen durchge- Chromstahls mit 11 bis 12 % Chrom, 0,17 bis führt wird, wobei in der ersten Phase unter einer 5 0,23 ⁿ/o Kohlenstoff, 0,1% Silizium, 0,36 bis 0,5 o/o eisenoxydrelchen hochbasischen Schlacke mit einer Mangan, 0,02 bis 0,025 ⁰Ai Schwefel und 0,011 bis Basizität von mehr als 3, ein Zwischenprodukt mit 0,03 % Phosphor besteht darin, daß nach der beeneinem Phosphorgeh alt von weniger ak 0,025 °/o er- deten Entkohlung des Roheisens in der ersten Blaszeugt, dann die Schlacke abgezogen und dem Bad Le- phase die Schlacke bei einer Temperatur des Metalls gierungsträger zugesetzt werden, worauf in der fol- io nahe 1700 bis 1720° C abgezogen, daß das Gemisch genden zweiten Blasphase unter wenig neuer Schlacke von Ferrochrom und Kalk, das während des weiteren mit einer Basizität von etwa 2 das Frischen fortge- Blasens in der ersten Phase zugegeben wird, Kalk in setzt wird, Dabei wird zur Rückreduktion von Le- einer Menge von nicht weniger als 250 kg/t Ferrogierungselementen aus der Schlacke in das Bad vor- chrom enthält, wobei die Menge an Ferrochrom durch geschlagen, nach Beendigung des Blasens Reduk- 15 den erforderlichen Chromgehalt der zu erschmelzentionsmittel, wie Aluminium-Granalien, Calciumcar- den Stahlsorte bestimmt ist, daß vor der Behandlung bid, Ferrosilizium- und Calciumsiliziumpulver, auf die der Schlacke mit dem Reduziergemisch von pulver-Zweitschlacke aufzugeben. förmigem Ferrosilizium und pulverförmigem Siliko-

Tn der USA.-Patentschrift 3 336 132 ist ein Ver- kalzium ins Metall Silizium in einer Menge eingeführt fahren zur Erzeugung von rostfreiem Stahl im 20 wird, die seinem Gehalt in dem zu erschmelzenden Elektroofen beschrieben, bei dem eine stark Stahl entspricht, und daß anschließend der Chromchromhaltige Schlacke verwendet wird. Zur Reduzie- gehalt durch Einführung von Ferrochrom korrigiert rung des Chroms aus der Schlacke kann man bei- wird, wobei zum besseren Auflösen des Ferrochroms, spielsweise Reduktionsmittel, wie Ferrosilizium, zu- das bis 0,1 % Kohlenstoff im Gemisch mit Siliziumlegeben, wobei man die Schlacke längere Zeit auf 25 gierungen enthält, das Metallbad während einer kurzen relativ hohen Temperaturen halten muß. Dies ver- Zeitspanne zum zweitenmal verblasen und daß nach längert den Schmelzprozeß in unwirtschaftlicher beendetem Schmelzen Abfälle legierter Stähle in einer Weise, vermindert die Lebensdauer der feuerfesten Menge von mindestens 80 bis 100 kg/t flüssigen Auskleidung und hat einen großen Schlackenanfall Stahls zugesetzt und in die Gießpfanne beim Abstich zur Folge. 30 nach der Desoxydierung der Schlacke Ferromangan

In der USA.-Patentschrift 2 847 301 ist ein und Aluminium zugesetzt werden,
anderes Verfahren zum Erschmelzen rostfreien Zum Erschmelzen von legiertem Baustahl wird da-

Stahls im Elektroofen beschrieben, dessen Ausgangs- bei vorzugsweise so vorgegangen, daß vor dem Eincharge für den Lichtbogenschmelzvorgang kohlen- gießen des Roheisens in den Konverter Nickel, Ferrostoffhaltiges Ferrochrom enthält. 35 molybdän oder Ferrowolfram in Mengen eingebracht

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- werden, die den erforderlichen Gehalt des fertigen gründe, ein Verfahren anzugeben, mit dem aus nor- Stahls an diesen Elementen gewährleisten, daß die malern Roheisen üblicher Zusamensetzung kohlen- Menge des zugesetzten kohlenstoffhaltigen Ferrostoffarme Chromstähle, wie nichtrostende Stähle, mit chroms in bezug auf den gewünschten Chromgehalt gleichzeitiger gründlicher Entphosphorung und Ent- 40 des fertigen Stahls unter Berücksichtigung des Schwefelung und ohne daß eine Nachbehandlung des Chroms, das mit legierten Stahlabfällen eingebracht flüssigen Stahls im Vakuum für die Erzielung des wird, bestimmt wird und daß die Menge an Abfällen gewünschten Gehaltes an Kohlenstoff erforderlich legierter Stähle, die zur Senkung der Metalltemperawäre, unmittelbar im Sauerstoffkonverter erschmol- tür zugesetzt werden, entsprechend der Metalltempezen werden können. 45 ratur am Ende der zweiten Blasphase bestimmt wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens

in der ersten Blasphase bei periodischem Abschlak- nach der Erfindung zum Erschmelzen eines Chromken in die Schmelze kohlenstoffhaltiges Ferrochrom, Nickel-Stahls, insbesondere eines rostfreien Chromdas 6 bis 8 % Kohlenstoff enthält, mit einer Zufuhr- Nickel-Stahls mit 0,05 bis 0,8 % Kohlenstoff, 0,3 bis geschwindigkeit von bis 100 kg/t Metall pro Minute 50 0,5% Silizium, 1,2 bis 1,3% Mangan, 18 bis 19% in einem Gemisch mit Kalk zugegeben wird, nach der Chrom, 8 bis 9 % Nickel, 0,016 bis 0,02% Schwefel Entkohlung der Schmelze die erste Blasphase been- und 0,01 bis 0,02 %> Phosphor, besteht darin, daß zudet und in die sich bildende neue Schlacke ein Ge- nächst in den Konverter als Legierungsmittel Nickel misch von als Reduktionsmittel an sich bekanntem in einer Menge eingebracht wird, die dem erforderpulverförmigem Ferrosilizium und pulverförmigem 55 liehen Nickelgehalt der zu erschmelzenden Stahlsorte Silikokalzium bis zum Hellwerden der Schlacke ein- entspricht, und anschließend Roheisen in den Kongeführt wird, wonach in der folgenden zweiten Blas- verter eingegossen und mit Sauerstoff von oben verphase in an sich bekannter Weise eine zusätzliche blasen, die dabei sich bildende Schlacke bis zum Legierung des Metalls mit Chrom durch Einführung Abschluß der Entkohlung des Roheisens periodisch von kohlenstoffarmem Ferrochrom erfolgt, das bis 60 entfernt, anschließend bei einer Temperatur des 0,15 % Kohlenstoff in Mischung mit Siliziumlegie- Metalls von 1700 bis 1720° C vollständig entfernt, rungen enthält. daß das in granulierter oder kleinstückiger Form

Mit einem derartigen Verfahren ist es somit mög- vorliegende Ferrochrom in einem Gemisch mit Kalk lieh, aus normalem Roheisen üblicher Zusammenset- zugeführt wird, in dem die Menge an Kalk nicht zung legierte kohlenstoffarme Chromstähle, wie nicht- 65 weniger als 250 kg/t Ferrochrom beträgt, und daß das rostende Stähle, mit gleichzeitiger gründlicher Ent- kohlenstoffhaltige Ferrochrom ins Metall eine Chromphosphorung und Entschwefelung und ohne Nach- menge einführt, die nicht weniger als 85 % der erforbehandlung des flüssigen Stahls im Vakuum für die derlichen Chrommenge entspricht, daß vor der Be-

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handlung der neuen Schlacke mit pulverförmigem Der nach diesem Verfahren erschmolzene Chrom-Ferrosilizium und pulverförmigem Silikokalzium SUi stahl enthielt in Gewichtsprozenten! 11 bib 12 Chrom, zium in das Metall In einer Menge eingeführt wird, 0,17 bis 0,23 Kohlenstoff, 0,1 Silizium, 0,36 bis 0,5 die zur Erzielung der gewünschten Konzentration Mangan, 0,02 bis 0,025 Schwefel, 0,011 bis 0,03 erforderlich ist, daß dann das Metall durch Zusatz 5 Phosphor,
von Ferrochrom mit bis 0,15 °/o Kohlenstoff im Gemisch mit Siliziumlegierungen nach Chrom korrigiert Beispiel 2
und zum Auflösen dieses Ferrochroms und zum Mischen der Schmelze das Bad zum zweitenmal verblasen und daß am Ende des Schmelzvorganges Ie- io Ein Verfahren zum Erschmelzen von Chromgierte Abfalle (Stahlschrott) in einer Menge von Nickel-Stahl erfolgt erfindungsgemäß auf folgende nicht weniger als 80 bis 100 kg/t flüssigen Stahls ein- Weise:

geführt und Mangan und Ferrotitan in die Pfanne In den Konverter wird Nickel in der Menge ein-

beirn Abstich des Metalls aus dem Konverter nach gebracht, die dem erforderlichen Nickelgehalt in der

der Desoxydation der Schlacke eingeführt werden. 15 zu erschmelzenden Stahlsorte entspricht, wonach

Mit Abfällen legierter Stähle (Stahlschrott) die Roheisen in den Konverter eingegossen und dieses

Metalltemperatur nach Beendigung des Blasens her- mit Sauerstoff von oben verblasen wird. Die sich

abzusetzen, ist an sich bekannt. hierbei bildende Schlacke wird bis zum Abschluß der

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungs- Entkohlung von Roheisen periodisch entfernt, dabeispielen näher erläutert. 20 nach bei einer Temperatur des Metalls von 1700 bis

1720° C vollständig entfernt.

Im folgenden wird während des Verblasens mit

Beispiel 1 Sauerstoff dem Konverter kontinuierlich granuliertes

oder kleinstückiges kohlenstoffhaltiges Ferrochrom,

Ein Verfahren zum Erschmelzen von Chromstahl 25 das 6 bis 8 % Kohlenstoff enthält, mit einer Geerfolgt erfindungsgemäß auf folgende Weise: In den schwindigkeit von bis 100 kg je Tonne Metall pro Konverter wird Stahlroheisen normaler Zusammen- Minute in einem Gemisch mit Kalk zugeführt, der in Setzung eingegossen und das Blasen mit Sauerstoff einer Menge von nicht weniger als 250 kg je Tonne von oben durchgeführt. Während des Verblasens Ferrochrom eingeführt wird.

wird die Schlacke periodisch abgeschlackt, und nach 30 Mit kohlenstoffhaltigem Ferrochrom wird ins Metall der beendeten Entkohlung des Roheisens wird die nicht weniger als 85 °/o der vorgegebenen Chrom-Schlacke bei einer Temperatur des Metalls nahe 1700 menge eingeführt. Nach der Entkohlung der Schmelze bis 1720° C vollständig abgezogen. Hiernach fängt werden chromhaltige Schlacken mit einem Reduzierman mit dem Blasen mit Sauerstoff an und füllt gemisch von pulverförmigem Ferrosilizium und pulgleichzeitig in den Konverter granuliertes oder klein- 35 verförmigem Silikokalzium bis zum Hellerwerden der stückiges kohlenstoffhaltiges Ferrochrom, das 6 bis Schlacke behandelt. Vor der Behandlung der Schlacke 8 °/o Kohlenstoff enthält, mit einer Zuführgeschwin- wird ins Metall Silizium zur Erzielung einer Konzendigkeit von bis 100 kg je Tonne Metall pro Minute in tration eingeführt, die der zu erschmelzenden Stahleinem Gemisch mit Kalk ein, der in einer Menge sorte entspricht. Danach wird das Metall durch Zuvon nicht weniger als 250 kg je Tonne Ferrochrom 40 satz von Ferrochrom, das bis 0,15 % Kohlenstoff eingeführt wird. in Gemisch mit Siliziumlegierungen enthält, nach

Die Menge des eingeführten kohlenstoffhaltigen Chrom korrigiert, und eine kurze Zeit lang wird das j

Ferrochroms bestimmt man, indem man von dem er- Metall mit Sauerstoff zum Auflösen vom Feirochrom j

forderlichen Chromgehalt in der zu erschmelzenden und zum Mischen der Zusammensetzung der Schmel- j

Stahlsorte ausgeht. 45 ze verblasen. Am Ende der Schmelze werden legierte

Nach Abschluß der Entkohlung der Schmelze Abfälle (Stahlschrott) in der Menge von nicht weni- I werden chromhaltige Schlacken, die sich während ger als 80 bis 100 kg je Tonne flüssigem Stahl einge- j des Verblasens gebildet haben, mit einem Reduzier- führt. Mangan und Ferrotitan werden in die Pfanne ! gemisch von pulverförmigem Ferrosilizium und pul- beim Abstich des Metalls aus dem Konverter nach j verförmigem Silikokalzium bis zum Hellerwerden so der Desoxydation der Schlacke eingeführt,
der Schlacke behandelt. Vor der Behandlung der Der nach diesem Verfahren gewonnene Chrom-Schlacke führt man ins Metall Silizium in einer Nickel-Stahl enthielt in Gewichtsprozenten: an 0,05 j Menge ein, die seinem Gehalt in dem zu erschmel- bis 0,08 Kohlenstoff, 0,3 bis 0,5 Silizium, 1,2 bis 1,3 zenden Stahl entspricht. Danach wird der Chromge- Mangan, 18 bis 19 Chrom, 8 bis 9 Nickel, 0,016 bis halt durch Einführung von Ferrochrom korrigiert, 55 0,02 Schwefel, 0,01 bis 0,02 Phosphor,
das bis 0,15 % Kohlenstoff in Gemisch mit Siliziumlegierungen enthält, und das Metall wird zwecks Um- _R . . . „
rühren desselben und besserem Auflösen von Fexro- Beispiel
chrom während einer kurzen Zeitspanne verblasen.

Zur Gewinnung von Stahl mit einem Chromgehalt 60 Baustahl nach dem vorgeschlagenen Verfahren unter 14 % wird das Metall mittels Einführung von wird auf folgende Weise erschmolzen:
nur kohlenstoffhaltigem Ferrochrom in den Konverter Vor dem Eingießen des Roheisens in den Konmit Chrom legiert. Nach dem beendeten Schmelzen verter werden Nickel, Ferromolybdän oder Ferrowolfwerden Abfälle legierter Stähle (Schrott) in einer ram in Mengen eingebracht, die den erforderlichen Menge von mindestens 80 bis 100 kg je Tonne flüs- 65 Gehalt des fertigen Stahls an diesen Elementen gesigem Stahl zugesetzt, und Ferromangan und Alu- währleisten. Das Verblasen erfolgt auf dieselbe Weise minium werden in die Gießpfanne beim Abstich wie beim Erschmelzen von Chromstahl (s. Beinach der Desoxydierung der Schlacke zugesetzt. spiel 1). Die Menge des zugesetzten kohlenstoff-

haltigen Ferrochroms wird durch eine Berechnung bestimmt, indem man von dem erforderlichen Chromgehalt im fertigen Stahl unter Berücksichtigung von Chrom ausgeht, das mit legierten Stahlabfällen eingebracht wurde. Die Menge von Abfällen legierter

Stähle, die zur Senkung der Metalltemperatur zugesetzt werden, wird durch die Metalltemperatur am Ende des Verblasens bestimmt. Ferromangan und Aluminium werden in die Gießpfanne beim Abstich nach der Desoxydation der Schlacke eingeführt.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von legiertem kohlenstoffarmem Chromstahl aus Roheisen nach dem Sauerstoffaufblaseverfahren in zwei Phasen und unter Verwendung von Legierungsträgern, wie Ferrolegierungen, bei dem die sich beim Erschmelzen der ersten Phase bildende Schlacke abgezogen und dem Bad Legierungsträger zugesetzt werden, worauf in der zweiten Blasphase unter neuer Schlacke das Frischen fortgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Blasphase bei periodischem Abschlacken in die Schmelze kohlenstoffhaltiges Ferrochrom, das 6 bis 8 °/o Kohlenstoff enthält, mit einer Zuführgeschwindigkeit von bis 100 kg/t Metall pro Minute in einem Gemisch mit Kalk zugegeben wird, nach der Entkohlung der Schmelze die erste Blasphase beendet und in die sich bildende neue Schlacke ein Gemisch von als Reduktionsmittel an sich bekanntem pulverförmigem Ferrosilizium und pulverförmigem Silikokalzium bis zum Hellwerden der Schlacke eingeführt wird, wonach in der folgenden zweiten Blasphase in an sich bekannter Weise eine zusätzliche Legierung des Metalls mit Chrom durch Einführung von kohlenstoffarmem Ferrochrom erfolgt, das bis 0,15 °/₀ Kohlenstoff in Mischung mit Siliziumlegierungen enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Erschmelzen eines Chromstahls mit 11 bis 12% Chrom, 0,17 bis 0,23 % Kohlenstoff, 0,1 % Silizium, 0,36 bis 0,5 % Mangan, 0,02 bis 0,025 % Schwefel und 0,011 bis 0,03% Phosphor, dadurch gekennzeichnet, daß nach der beendeten Entkohlung des Roheisens in der ersten Blasphase die Schlacke bei einer Temperatur des Metalls nahe 1700 bis 1720° C abgezogen, daß das Gemisch von Ferrochrom und Kalk, das während des weiteren Blasens in der ersten Phase zugegeben wird, Kalk in einer Menge von nicht weniger als 250 kg/t Ferrochrom enthält, wobei die Menge an Ferrochrom durch den erforderlichen Chromgehalt der zu erschmelzenden Stahlsorte bestimmt ist, daß vor der Behandlung der Schlacke mit dem Reduziergemisch von pulverförmigem Ferrosilizium und pulverförmigem Silikokalzium ins Metall Silizium in einer Menge eingeführt wird, die seinem Gehalt in dem zu erschmelzenden Stahl entspricht, und daß anschließend der Chromgehalt durch Einführung von Ferrochrom korrigiert wird, wobei zum besseren Auflösen des Ferrochroms, das bis 0,15 % Kohlenstoff im Gemisch mit Siliziumlegierungen enthält, das Metallbad während einer kurzen Zeitspanne zum zweitenmal verblasen und daß nach beendetem Schmelzen Abfälle legierter Stähle in einer Menge von mindestens 80 bis 100 kg/t flüssigen Stahls zugesetzt und in die Gießpfanne beim Abstich nach der Desoxydierung der Schlacke Ferromangan und Aluminium zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Erschmelzen eines Chrom-Nickel-Stahls, insbesondere eines rostfreien Chrom-Nickel-Stahls mit 0,05 bis 0,08% Kohlenstoff, 0,3 bis 0,5% Silizium, 1,2 bis 1,3% Mangan, 18 bis 19% Chrom, 8 bis 9% Nickel, 0,016 bis 0,02% Schwefel und 0,01 bis 0,02% Phosphor, dadurch gekenn-

zeichnet, daß zunächst in den Konverter als Legierungsmittel Nickel in einer Menge eingebracht wird, die dem erforderlichen Nickelgehalt der zu erschmelzenden Stahlsorte entspricht, und anschließend Roheisen in den Konverter eingegossen und mit Sauerstoff von oben verblasen, die dabei sich bildende Schlacke bis zum Abschluß der Entkohlung des Roheisens periodisch entfernt, anschließend bei einer Temperatur des Metalls von 1700 bis 1720° C vollständig entfernt, daß das in granulierter oder kleinstückiger Form vorliegende Ferrochrom in einem Gemisch mit Kalk zugeführt wird, in dem die Menge an Kalk nicht weniger als 250 kg/t Ferrochrom beträgt, und daß das kohlenstoffhaltige Ferrochrom ins Metall eine Chrommenge einführt, die nicht weniger als 85 % der erforderlichen Chrommenge entspricht, daß vor der Behandlung der neuen Schlacke mit pulverförmigem Ferrosilizium und pulverförmigem Silikokalzium Silizium in das Metall in einer Menge eingeführt wird, die zur Erzielung der gewünschten Konzentration erforderlich ist, daß dann das Metall durch Zusatz von Ferrochrom mit bis 0,15% Kohlenstoff im Gemisch mit Siliziumlegierungen nach Chrom korrigiert und zum Auflösen dieses Ferrochroms und zu.n Mischen der Schmelze das Bad zum zweitenmal verblasen und daß am Ende des Schmelzvorganges legierte Abfälle (Stahlschrott) in einer Menge von nicht weniger als 80 bis 100 kg/t flüssigen Stahls eingeführt und Mangan und Ferrotitan in die Pfanne beim Abstich des Metalls aus dem Konverter nach der Desoxydation der Schlacke eingeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 zum Erschmelzen von legiertem Baustahl, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingießen des Roheisens in den Konverter Nickel, Ferromolybdän oder Ferrowolfram in Mengen eingebracht werden, die den erforderlichen Gehalt des fertigen Stahls an diesen Elementen gewährleisten, daß die Menge des zugesetzten kohlenstoffhaltigen Ferrochroms in bezug auf den gewünschten Chromgehalt des fertigen Stahls unter Berücksichtigung des Chroms, das mit legierten Stahlabfällen eingebracht wird, bestimmt wird und daß die Menge an Abfällen legierter Stähle, die zur Senkung der Metalltemperatur zugesetzt werden, entsprechend der Metalltemperatur am Ende der zweiten Blasphase bestimmt wird.