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DE2146923A1 - Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen - Google Patents

Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen

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Publication number
DE2146923A1
DE2146923A1 DE19712146923 DE2146923A DE2146923A1 DE 2146923 A1 DE2146923 A1 DE 2146923A1 DE 19712146923 DE19712146923 DE 19712146923 DE 2146923 A DE2146923 A DE 2146923A DE 2146923 A1 DE2146923 A1 DE 2146923A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon
molten metal
hydrocarbon
deoxidizer
vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712146923
Other languages
English (en)
Inventor
Sundaresan Natrona Heights Pa. Ramachardran (V.StA.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sunbeam Oster Co Inc
Original Assignee
Allegheny Ludlum Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allegheny Ludlum Industries Inc filed Critical Allegheny Ludlum Industries Inc
Publication of DE2146923A1 publication Critical patent/DE2146923A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06Deoxidising, e.g. killing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

DIPL.-.'NG. Λ. QRÜNECKER f<goo Mönchen i-a
DR.-1N0. H. i'iNKFLDPV ΜοχΙιηΙΙίοηιΙπιβ· 43
Telufcn 297100/ίίί7«
DR.-!f*"3. W. STOCKMAIR, Ao. E.«al..-..»st.ο*τγλ-.., wag™»,»« η^,>« ,.«=.* :,.
PATEf.'T/.MVV^LTEi . ΤβΙοκ 05-26380
Paten iari η: ^i du ng
2H6923
l·' -'!-214-^0/Ml 20. September 1971
Allegheny Ludlura Industries, Inc. Oliver Building
JLl^Mb1AyIaLr. Pennsylvania 15222 U.S.A.
Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen.
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Entoxydieren von geschmolzenem Metall und insbesondere ein Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen, hei dem der Kohlenstoffgehalt der Metallschmelze auf einem Wert gehalten "bzw. auf einen Wert gesenkt wird, der gleich hoch wie bzw. kleiner als der zu Beginn der Entoxydierung vorliegende ist.
2098U/0999
2H6923
Derzeitige Metall-, ζ.-S. Stahlherstellungsverfaliren, umfassen häufig eine Entoxydierungsbehandlung. Es ist außerordentlich erwünscht, den Sauerstoffgehalt einer Schmelze zu verringern, da in der Schmelze gelöster Sauerstoff sich in Form nichtmetallischer Einschlüsse ausscheiden kann, die die Eigenschaften des Metalls nachteilig "beeinflussen.
' In der Vergangenheit wurden verschiedene Entoxydierungsmethoden angewandt. Bei einer dieser Methoden finden hochreaktive Elemente, z.B. Silizium, Titan und/oder Aluminium, Verwendung, die sich mit dem in der Schmelze vorhandenen Sauerstoff zu Oxyden verbinden können, welche sich dann aus der Schmelze abscheiden. Zur Trennung der Oxyde und der Schmelze muß eine ausreichende Zeit vorgesehen werden. Bei einer zweiten Methode wird eine J vorbestimmte Menge Kohlenstoff mit der Schmelze vermischt und zur Regelung des "Wegkocheps von Kohlenstoff" (carbon boil) bzw. der Entkohlung eine dynamische Wasserstoffatmosphäre ange-
^ wandt. Mittels dieser Methode läßt sich der Sauerstoffgehalt wirksam verringern, jedoch beeinflußt die Anwendung dieser Methode das Erreichen des gewünschten geringen Kohlenstoffgehalts häufig nachteilig (vgl. z.B. die US-Patentschrift 5 188 198). Bei einer dritten, insbesondere für legierte Stähle mit hohe» Kohlenstoffgehalt wirksamen Methode wird der Kohlenmonoxydpartialdruck im Gefäß (Eeaktionsgefäß) verringert.
2088U/0966
ßÄD ORIGINAL
2U6923
Die Verringerung der, Kohleninonoxydpartialdrucks verschiebt die Gleichgovrichtsverhältnisse und senkt den erreichbaren Endkohlenstoff gehalt, ohne eine zu starke Oxydation der metallischen Komponenten erforderlich zu machen und setzt dadurch Kohlenstoff für die Vereinigung mjt Sauerstoff in der Schmelze frei» Die Verringerung der» Köhlern -ionoxyapartialdrucks kann durch Vermindern doc Gesamtdrucks in Gefäß und/oder durch Einleiten von Argon in das Gefäß erreicht werden. Mit dieser dritten Methode lanzen sich ,jedoch die theoretisch zu erwartenden Ergebnisse nicht bzw. nicht ganz erreichen, da die Kohl en stoff-Säuerst off ~- Reaktion nicht vollständig abläuft. Thermodynamisch gesehen verhält sich das System, als ob es unter einem höheren Druck stünde.
Ein weiteres, ziemlich interessantes Verfahren nach dem Stand der Technik ist in einem in "The Journal of Metals ", 1963, Seiten 918 - 921 veröffentlichten Artikel von V.F. Moore mit dem Titel "Deoxydation Techniques For Vacuum-Induction Melting" "beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird Naturgas angewandt, das aus 9^,9 Vol.# CE4, 3,2 Vol.% C2H6, 1,0 Vol.% C3Ii8, 0,1 Vol.% C3H4, 0,6 Vol.% CO5, 0,1 Vol.% H2 0 und 0,1 Vol.% Hp + CO besteht, um die Schmelze zu entoxydieren. Die mit diesem Verfahren erzielten Ergebnisse waren hinsichtlich des Entoxydationsgrades vielversprechend, enttäuschten
20 9 8 U/ 0966
BAD ORIGINAL
2Η6923
■ ,jedoch die Hersteller und Verarbeiter, die Stahl mit sowohl niedrigem Kohlenstoff- als auch Sauerstoffgehalt benötigen. (Hit dem Naturgas wurde ein Überschuß an Kohlenstoff in die Schmelze eingeführt, wodurch deren Kohlenstoffgehalt stieg).
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, eine Metallschmelze wirksam zu entoxydieren und gleichzeitig den Eohlenstoff gehalt so einzuregeln, daß er etwa gleichhocb. oder sogar niedriger als der Kohlenstoffgehalt vor der Ento:rydierungsbehandlung ist.
Es vmrde gefunden, daß sich diese Aufgabe im Prinzip dadurch lösen läßt, daß man als Entoxydierungsmittel mindestens einen Kohlenwasserstoff sowie mindestens ein Verdünnungsgas verwendet, Das Verdünnungsgas ermöglicht es, mit kleinen Mengen an Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel zu arbeiten und dadurch das Einblasen von zu viel Kohlenstoff in die Schmelze zu vermeiden, während gleichzeitig eine Gaseinblasgeschwindigkeit aufrechterhalten werden kann, die ausreicht, um eine genügende Durchmischung des Kohlenwasserstoff._des_Qv:ydationsmittels mit der Scnmelze sicherzustellen. Man kann somit die Zufuhrgegeschwindigkeit des KohlenwasserstoffdesOxydationsmittels vermindern, ohne die Geschwindigkeit der Umsetzung des Sauer-
2098U/0966
stoffs slit dem Kohlenstoff herabzusetzen, indem man zusammen mit den Kohlenwasserßtuffdesoxydationsmittel . ein Verdrninungsgas einführt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Entoxyciieren von Metallschmelzen, "bei dem der Kohlenstoffgehalt der Metallschmelze auf einem Wert gehalten "bzw. auf einen Wert gesenkt wird, der gleich hoch wie "bzw. kleiner als der zu Beginn der Entoxydierung vorliegende ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in ein die Metallschmelze enthaltendes Gefäß ein Kohlenwasserstoff desoxydationsmittel und. ein Verdünnungsgas einleitet, "wobei das Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel mit in der Metallschmelze enthaltenem Sauerstoff zu gasförmigen Kohlenstoffverbindungen reagiert, die aus dem Gefäß entweichen, dabei den Effekt von Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und Verdünnungsgas "bezüglich des Kohlenstoffgehalts der Metallschmelze "bestimmt und das Verhältnis von Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel zu Verdünnungsgas so regelt, daß die"pro Zeiteinheit das Gefäß durchschnittlich verlassende Kohlenstoffmenge mindestens etwa ebenso großiist, wie die dem Gefäß pro Zeiteinheit- durchschnittlich zugeführte Kohlenstoff mange.
Man könnte annehmen, daß der Hauptnachteil des vorstehend erörterten, aus dem in "Journal of Metals " erschienenen Artikel
2098U/0966
BAD
2H6923
"bekannten Verfah.rer.-s dadurch korrigiert bzw. vermieden v.'orc.an könnte, daß man die in die Schmelze eingeblasene Naturgasraenge ν erring ert. Die naheliegensbe Möglichkeit, dies zv erreichen, "bestünde darin, einfach die Naturgaszufuhrgeßchv.rr:- digkeit zu verringern. Dies vermindert jedoch den durch öl-ν Gaseinblasen verursachten Misclieffekt und infolgedessen aueh. das Ausmaß der Reaktion zwischen dem . sich, aus dem Gas entwickelnden Kohlenstoff und dem Sauerstoff in der Schmelze.
Für die Zwecke der Erfindung können ein oder mehrere Kohlenwasserstoff desoxidationsmittel verwendet werden, die aus einem "breiten Spektrum verschiedener gasförmiger und flüssiger Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe enthaltender Stoffe ausgewählt werden können, sowie ein oder mehrere;aus einem breiten Spektrum verschiedener Stoffe auswählbare Verdünnungsgase.
Beispiele geeigneter Kohlenwasserstoffe und kohlenwasserstoffhaltiger Stoffe sind Methan, Äthan, Propan, F Äthylen, Wassergas und Naturgas. Beispiele geeigneter Verdünnungsgase sind Argon, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlen-
•r
monoxyd. Bei der Verwendung flüssiger Kohlenwasserstoffe und kohlenwasserstoffhaltiger Stoffe muß man als zusätzliche Maß-,nahme die Flüssigkeit in den Verdünnungsgasstrom hinein vernebeln. Das Kohlenwasserstoffdesoxidationsmittel und das Ver-
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BAD
~ ι —
dünnungsgas können in die Metall schmelze eingeblasen oder auf dio Oberfläche der Schmelze aufgeblasen werden.
Bor Effekt des Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittels bezüglich des Ilohlenstoffgehalts der Schmelze kann aus den Anfangs- und Endanalysendaten einer vorher entoxydierten Schmelze ermittelt werden. Ein Vergleich der Anfangs- und Endanalysenwerte ,stellt zusammen mit der Zuführgeschwindigkeit und den Analysenwerten des Kohlem;asserstoffdesoxydationsmittels und/oder Verdünnungsgases (Verdünnungsgas ist in diesem Fall nicht erforderlich, da es sich hier nicht notwendigerweise um eine Schmelze handelt, die einen geringen Kohlenstoffgehalt besitzen muß), die Informationen dar, die zur Bestimmung des Ausnutzungsgrades erforderlich sind, injdem sich Kohlenstoff aus dem Entoxydierungsinittel mit Sauerstoff verbindet. Der Ausnutzungsgrad, in dem sich Kohlenstoff und Sauerstoff verbinden, gibt an, wie das Verhältnis von Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel zu Verdünnungsgas bei nachfolgend entoxydierten Schmelzen mit gleicher chemischer Zusammensetzung, die unter gleichen oder ähnlichen Bedingungen, z.B. mit gleichen Gaseinblasgeschwindigkeiten, entoxydiert werden sollen, gewählt werden soll . Beispielsweise zeigt ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktionsausnutzungsgrad von 50 % beim Entoxydieren einer Schmelze unter Verwendung von 80 % Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und 20 % Verdünnungsgas an, daß nachfolgende Schmelzen unter Verwendung von 4-0 % oder weniger Kohlenwasserstoffdesoxydatio nsmittel und
2098U/0966
BAD
2H6923
50 % oder riiehr Verdünnungsgas entoxydiert; werden sollten v wenn., die Schmelzen gleiche chemische Kenndaten aufweisen und unter den gleichen Bedingungen entorydiert. v/erden sollen.
Obwohl die vorstehend "beschriebene Methode zur Bestimmung dos Effekts des Kohlenv/asserstoffdesoxy&atxonsiaittels weitaus "besser als nur eben ausreichendist, ist sie mit einem ITacliteil behaftet. Auf diese Weise kann nämlich der Endpunkt infolge ^ , von Schwankungen der Analysendaten der Schmelze, der ^temperatur und der Wirksamkeit bzw. Efficients des Gasblasens nicht allzu genau geregelt bzw. eingestellt v/erden.
Eine wahlweise anzuwendende weitere Methode zur Bestimmung des Effekts des Eohlenwasserstoffdesoxydationsinittels überwindet diesen Nachteil der vorstehend beschriebenen Methode. Bei der letztgenannten Methode wird unter andei'em die Geschwindigkeit berechnet, mit der Kohlenstoff in das Gefäß eingeführt wird, sowie die Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoff das Gefäß verläßt. * Die Kohenstoffzufuhrgeschwindigkeit kann aus der Zusammensetzung und der Zufuhrgeschwindigkeit von Kohlenwasserstoff de soxydationsmitt el und Verdünnungsgas errechnet . werden. Die Kohlenstoffabtransportgeschwindigkeit läßt sich aus den Analysenwerten und der Abtransportgeschwindigkeit der das Gefäß verlassenden Gase rechnerisch ermitteln (zum Analysieren der Abgase kann ein Schreibersystem verwendet werden). Die Berechnungen ermöglichen es den Kohlenstoffgehalt der Schmelze durch Einregulieren
209814/0966
1 BAD A
dor Geschwindigkeit, mit der dem Gefäß Kohlenstoff züge« rührt wird, zu regeln.
In den folgenden Absätzen werden beispielhaft die Arten von Roaktionen geschildert, die bei der erfindungsgemäßen jGntoxydierungsmethode auftreten,sowie eine Methode zur Berechnung sowohl der .Kohlenstoffzufuhr als auch des Kohlenstoffabtransports. Als Beispiel eines Kohlenwasserstoff de soxiyd.ationsinittels wird zum Zwecke der Erläuterung Methan, GH4,gewählt.
Bei der Entoxydierung mit Methan finden hauptsächlich folgende Reaktionen statt:
CH4 (Gas) + 0 = CO (Gas) + 2H2 (Gas) CH4 (Gas) + MO = M+CO (Gas) + 2H2 (Gas)
Die Entoxydierungsreaktionen können bei atmosphärischem sowie sowohl bei unter atmosphärischem als auch über atmosphärischem Druck liegenden Drücken durchgeführt werden.
Zur Aufkohlung des Bades führt folgende Reaktion: OH4 (Gas) « CJ + 2H2 (Gas)
Eine weitere Aufkohlungsreaktion, die in untragbar ! hohem Ausmaß stattfinden kann, wenn eine zu hohe Menge an Kohlenwaeserstoffdesoxydationsmittel vorhanden ist, ist folgendes
209814/0966
(Gas) = C ι- 2H2 -(Gas)
Üas Kohlenwasserstoffdesoxidationsmittel wird go ω:· a el·: fc und scheidet in den kälteren !'eilen des Gefäßes Kohlenstoff (soot) ab.
Die Kohlenstoffzufuhr sowie die Kohlenstoffzufuhrgeschwindigkeit können anhand folgender Gleichungen ermittelt werden:
Dem Gefäß Gesamtmenge Atomgewicht von
zugeführte an in das Λ Mol Kohlenstoff /Sg7 Kohlenstoff = Gefäß einge- X X
menge speistem 22>4 &»& 1 Mo1 Methan £
atomic wt. of pounds of carbon total cu.ft. 1 mole carb(m
introduced into » of methane X X
the vessel introduced ^60 cu'ft· 1 mole
into the vessel
in das Gefäß eingespeiste Kohlen-
" Kohlenstoffzufuhr- stoffmenge £ kgJ
geschwindigkeit? β
Der Kohlenstoffabgang sowie die Kohlenstoffabtransportgeschwindigkeit lassen sich aus den folgenden Gleichungen ermittelni
209814/0968
BAD OftKSNAl
Das GefäJi
verlassende
Kohlenstoffmenge
an das Gefäß verlassendem CIL,, CO und Ov
1 Mol
Atomgewicht von Kohlenstoff
Zcb.m7
TiQS Ol
carbon leaving
the vessel
Kohlenstoffabtransportgeschvrindigkeit
total cu.ft. of CH4, CO and COp leaving the vessel
1 Mol
atomic vrt» of carbon (lbs.)
360 cu.ft.
1 mole
Das Gefäß verlassende Kohlenstoffmenge /
Zeit
Für das Mengenverhältnis von Kohlenwasserctoffdesoxydationsmittel zu Verdünnungsgas können keine Zahlenwerte angegeben werden, da es sich während der Entoxydierungsbehandlung ändern kann. Fallweise ist es sogar zweckmäßig die Entoxydierung in der Endstufe mit einem Inertgas und ohne jeden Zusatz von Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel durchzuführen. Das Inertgas verringert den Partialdruck von Kohlenmonoxyd, ändert die Gleichgewichtsbeziehungen bzw. -Verhältnisse und verschiebt den erreichbaren Endkohlenstoff gehalt in Richtung auf geringere Werte, ohne eine zu starke Oxydation metallischer Bestandteile erforderlich zu machen, wodurch Kohlenstoff frei wird, um sich mit Sauerstoff in der Schmelze zu verbinden. Außerdem wird dadurch eine Durchmischung der Schmelze bewirkt, die die Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktion fördert bzw. beschleunigt. Als allgemeine Regel kann angegeben werden, daß das
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2Η6923
Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und das Verdünnunga— gas in das Gefäß mit einer durchschnittlichen Gaseinbissgeschwindigkeit von mindestens etwa 0,566 cbm / Stunde eingeblasen werden. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Gaseinblasgeschwindigkeit mindestens 0,85 cbn / Stunde. Die Erfindung umfasst jedoch auch die Anwendung niedrj.gerer Gaseinblasge sch Bindigkeiten. Ein genauer Wert kann für die Mindestgeschwindigkeit nicht angegeben werden, da sie mit den Verfahrensvariablen, z.B. der Tiefe der Metallschmelze bzw. des Metallbades, schwankt.
Im Rahmen der Erfindung kann gegebenenfalls zusätzlich der Sauerstoffendgehalt geregelt werden. Hierzu muß man den Sauerstoffgehalt vor der Entoxydierungsbehandlung oder an einem bestimmten Punkt der Entoxydierung kennen und die das System verlassende Sauerstoffmenge rechnerisch ermitteln. Der Sauerstoffgehalt der Schmelze kann mittels einer elektrischen Spannungszelle (EMF cell) oder durch chemische Analyse bestimmt werden. Die Menge des das System verlassenden Sauerstoffes kann aus den Analysendaten der das System verlassenden Gase (Abgase) sowie unter Zuhilfenahme folgender Gleichungen rechnerisch ermittelt werden:
209814/0966
BAD ORfGJNAt
Aus dem
System
abgehende Sauex'Etoffmenge /Έβ7
das System verlassende
2U6923
Atomgewicht
von Sauerstoff
1 Hol
= Gesamtmenge X X
.-,p, nr. 22,4 /cbn7 durchschnito-
/Sg/ liohes nol^l-axcx,
gewicht der das Gefäß verlassenden Gase
poundD of oxygen
total cu.ft.
1 mole
atomic \.ri\. of oxygen ()
leaving the system of CO, C0? and 360 cn.ft. average
H2O leaving the molecular
system
wt. of gases
leaving the vessel
Sauerstoffabtransportges chwind igkeit
das System verlassende Sauerstoffmenge /kg7 Zeit
Wenn man den gemessenen Sauerstoffgehalt der Schmelze sowie die Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff aus dem System abgebt, kennt, so kann man ohne weiteres die zu einem bestimmten Zeitpunkt noch in der Schmelze verbliebene Sauerstoffmenge ermitteln.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung anhand der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Stahl, was die gebräuchlichste Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Verfahren der Erfindung kannjedoch auf eine ■ ; große Vielzahl verschiedener Metalle angewandt werden, so u.a. beispielsweise sowohl Nickel- als auch Kobaltlegierungen.
'. 2098U/0966
BAD
Es werden drei £'j aiii schmelzen (A, B wad C) &ακ korroc-ionsbestäiiuigem Stahl mit den jeweils aus £er iiachf.tehc.ndan Tabelle I zu ersehenden Kohlenstoff-, Sauerstoff«- xcacl Btickstoffgehalten entoxydiert.
Tabelle I Analyse (TpM) 18
0 140
G 187 14-5
71 . 383
190 161
24-0
Schmelze
Die Schmelzen A und B -werden 30 Min. mit reinem Methan entcxydiert, während die Schmelze C 30 Min. mit einem Gasgemisch aus 2 % Methan und 98 % Argon (Verdünnungsgas) entoxydiert wird. Die durchschnittliche Einblasgeschwindigkeit sowohl für reines Methan (Schmelze A und B) als auch für da3 Methan-Argon-Gemisch (Schmelze C) "beträgt jeweils 1,02 cbm / Stunde.
Aus der nachstehenden Tabelle II sind die Kohlenstoff-, Sauerstoff- und StickstcfCanalysenwerte der entoxydierten Schmelzen zu ersehen.
2098.1 A/0966
τ..- —
Analyse (TpM) 2U6923
ToWlIe II 0
115
C 86 κ
164 32 13
440 84
10 43
ScliBielze
Ein Vergleich der in den vorstehenden Tabellen I und II aufgeführten Werte läßt erkennen, daß "bei den Schmelzen A und B zwar jeweils der Sauerstoffgehalt durch die Behandlung abnimmt, der Kohlenstoffgehalt jedoch jeweils steigt, während bei der Schmelze C sowohl der Kohlenstoffals auch der Sauerstoffgehalt jeweils beträchtlich verringert wird. Die Entoxydierung der Schmelzen A und B erfolgt nicht nach dem Verfahren der Erfindung, da dabei jeweils reines Methan in die Schmelze eingeblasen wird. Die Entoxydierung der Schmelze C entspricht hingegen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Arbeitsweise, da dabei Methan und ein Veräünnungsgas eingeblasen werden.
20981 A/0966
JBADQBiQiKAi.

Claims (14)

2U6923 P 42-14-50/Ml . 20. September 1971 Patentansprüche
1. Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen, bei dem der Kohlenstoffgehalt der Metallschmelze auf einem Wert gehslten "bzw. auf einen Wert gesenkt wird, der gleich hoch wie bzw. kleiner als der zu Beginn, der Entoxydierung vorliegende ist, dadurch gekennzeichnet , daß man in ein die. Metallschmelze enthaltendes Gefäß ein Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und ein Verdünnungsgas einleitet, wobei das Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel mit dem in der Metallschmelze enthaltenen Sauerstoff zu gasförmigen Kohlenstoffverbindungen reagiert, die aus dem Gefäß entweichen, dabei den Effekt von Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und Verdünnungsgas bezüglich des Kohlenstoffgehalts der Metallschmelze bestimmt und das Verhältnis von
) Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel zu Verdünnungsgas so regelt, daß die pro Zeiteinheit das Gefäß durchschnittlich verlassende Kohlenstoffmenge (Kohlenstoffabtransportgeschwindigkeit) mindestens etwa ebenso groß ist, wie die dem Gefäß pro Zeiteinheit durchschnittlich zugeführte Kohlenstoffmenge (Kohlenstoff- zuf lihrge sch windigkeit).
20 9 8 U-/ 0 966
2U6923
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß das "bzw. die Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und das bzw. die Verdünmuigsgas(e) in die Metallschmelze eingeblasen v/erden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Kohlenwasserstoff™ desoxidationsmittel und das bzw. die Verdünnungsgas(e) auf die Metallschmelze aufgeblasen werden.
4·. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entoxydierungsbedingungen und insbesondere das Kohlenv;asser stoff de soxydationsmittel-Verdünnungsgas-Verhältnis anhand des Effekts des Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittels und Verdünnungsgases bezüglich des Kohlenstoffgehalt der »Schmelze auswählt bzw. festlegt, der bestimmt wird, indem man zunächst "den Kohlenstoffgehalt einer ersten in einem Gefäß befindlichen Metallschmelze (Probeschmelze) analytisch bestimmt, die Probeschmelze mit dem Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel entoxydiert, die Menge des in das die Probeschmelze enthaltende Gefäß eingespeisten Kohlenstoffs berechnet, den Kohlenstoffgehalt der entoxydierten Probeschmelze analytisch bestimmt und dann den Entoxydierungswirkungsgrad des in die erste Schmelze eingeführten Kohlenstoffs berechnet.
2098U/0966
2U6923
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bin ^, dadurch gekennzeichnet, daß man den "Effekt des KoLlenwasserstoffdesoxydationsmitteln? und des Vcrdünnungsgases bezüglich des Kohl cn stoffgehalts der Metallschmelze bestimmt, indem ie ar. die Kohlenstoffzufuhrgesehwindigkeit und die Kohlenstoff abtranspor{^geschwindigkeit rechnerisch ermittelt,.
6. !^erfahren nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet , daß man die das Gefäß verlassenden Gase (Abgase) analysiert.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in das die Metallschmelze enthaltende Gefäß Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel und Verdünnungsgas mit einer durchschnittlichen Gesamtzufuhrgeschwindigkeit von mindestens etwa 0,566 cbm / Stunde einspeist.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekenn- ψ zeichnet, daß eine durchschnittliche Gesamtzufuhrgeschwindigkeit von mindestens etwa 0,85 cbm / Stunde angewandt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallschmelze eine Stahlschmelze verwendet wird.
2098U/0966
10. Verfahrsn nach pintlest-ons einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenwssserrd;oi\l"deso:xydat±orisini"fcteX Methan verwendet wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Kohlenwasserstoffdesoxydationsmittel verwendet und in das Verdünnungsgas vernebelt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsgas Argon verwendet wird.
13. Verfahren nach mindestens einem,der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffendgehalt der Metallschmelze geregelt wird,
14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß man den Sauerstoffendgehalt der Matallschmelze regelt, indem man den Sauerstoffgehalt der Metallschmelze analytisch bestimmt und dann die das Gefäß verlassende Sauerstoffmenge rechnerisch ermittelt.
209814/0966
DE19712146923 1970-09-25 1971-09-20 Verfahren zum Entoxydieren von Metallschmelzen Pending DE2146923A1 (de)

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