[go: up one dir, main page]

DE2320165A1 - PROCEDURE FOR REFRESHING MOLTEN METAL - Google Patents

PROCEDURE FOR REFRESHING MOLTEN METAL

Info

Publication number
DE2320165A1
DE2320165A1 DE2320165A DE2320165A DE2320165A1 DE 2320165 A1 DE2320165 A1 DE 2320165A1 DE 2320165 A DE2320165 A DE 2320165A DE 2320165 A DE2320165 A DE 2320165A DE 2320165 A1 DE2320165 A1 DE 2320165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nitrogen
decarburization
oxygen
melt
gas
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.)
Granted
Application number
DE2320165A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2320165B2 (en
DE2320165C3 (en
Inventor
Richard Jay Choulet
Frank Stuart Death
Jun John Douglas Ellis
Wayne Ind Fort
Joseph Michael Saccomano
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.)
Union Carbide Corp
Joslyn Manufacturing and Supply Co
Original Assignee
Union Carbide Corp
Joslyn Manufacturing and Supply Co
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 Union Carbide Corp, Joslyn Manufacturing and Supply Co filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2320165A1 publication Critical patent/DE2320165A1/en
Publication of DE2320165B2 publication Critical patent/DE2320165B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2320165C3 publication Critical patent/DE2320165C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C21C7/068Decarburising
    • C21C7/0685Decarburising of stainless steel
    • 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
    • C21C7/068Decarburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • 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]

Landscapes

  • 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)

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWANPATENT Attorney DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

L-8741-GL-8741-G

JOSLYN MFG. AND SUPPLY CO. 2 O ZU IDO 155 North Wacker Drive, Chicago, Illinois 60606, V.St.A.JOSLYN MFG. AND SUPPLY CO. 2 O ZU IDO 155 North Wacker Drive, Chicago, Illinois 60606, V.St.A.

undand

UNION CARBIDE CORPORATION 27O Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.UNION CARBIDE CORPORATION 27O Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.

Verfahren, zum Frischen von geschmolzenem MetallProcess for refining molten metal

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Verfahren zum Frischen eines geschmolzenen Eisenmetalls, das es erlaubt, den Stickstoffgehalt des gefrischten Metalls zu beherrschen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Frischverfahren, im Verlaufe dessen das geschmolzene Metall dadurch entkohlt wird, daß Sauer- .·' stoff und ein einatomiges Gas unterhalb der Badoberfläche eingeblasen werden.The invention is generally concerned with a method of freshening a molten ferrous metal that allows the nitrogen content of the refined metal to be controlled. In particular The invention relates to a refining process, in the course of which the molten metal is decarburized by sour. · ' substance and a monatomic gas blown below the bath surface will.

Ein Verfahren zum Frischen von geschmolzenem Metall durch Einblasen von Sauerstoff und Argon oder eines äquivalenten einatomigen Gases unterhalb der Badoberfläche insbesondere zur Senkung des Kohlenstoffgehalts der Schmelze ist bekannt (US-PSen 3 252 79O und 3 O46 1O7).A method of refining molten metal by injection of oxygen and argon or an equivalent monatomic gas below the bath surface, in particular to lower the The carbon content of the melt is known (US Pat. Nos. 3,252,790 and 3,046,107).

Bei diesem bekannten Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahren handelt es sich um ein Duplexverfahren, das sich besonders zum Frischen von rostsicheren Stählen ohne wesentlichen ChromverlustThis well-known argon-oxygen decarburization process acts it is a duplex process that is particularly suitable for refining rust-proof steels without significant loss of chromium

309844/0965309844/0965

eignet. Nachdem Schrott und geeignete Legierungen in einem Ofen heruntergeschmolzen sind, wird die Metallschmelze entschlackt und in ein Frischgefäß überführt, in dem die Schmelze entkohlt wird, indem unterhalb der Badoberfläche das Argon-Sauerstoff-Gemisch eingeblasen wird. Daran anschließend wird das schmelzflüssige Metall reduziert, gefeint und in eine Gießpfanne abgestochen. suitable. After scrap and suitable alloys have melted down in a furnace, the molten metal is purged and transferred to a fresh vessel in which the melt is decarburized by adding the argon-oxygen mixture below the bath surface is blown in. The molten metal is then reduced, refined and tapped into a pouring ladle.

Unter "Reduktion" wird, vorliegend verstanden, daß aus der Schlacke metallische Stoffe, beispielsweise Chrom oder Mangan, die während der Entkohlungsstufe oxydiert wurden, zurückgewonnen werden, indem ein weniger wertvoller Werkstoff, beispielsweise Silizium oder Aluminium, zugesetzt wird, der eine größere Affinität für Sauerstoff als die gewünschten Stoffe hat, was bewirkt, daß das reduzierte metallische Chrom oder Mangan in die Schmelze zurückgeht. Die Reduktion ist jedoch nicht auf die Durchführung mit festen Stoffen beschränkt. Auf Grund der Leistungsfähigkeit, mit der gelöster Wasserstoff mit dem inerten Gas aus der Schmelze beseitigt wird,'ist es möglich, die oxydierten metallischen Stoffe in der Schlacke durch das Einblasen von Wasserstoff freisetzenden Gasen zu reduzieren, beispielsweise von Wasserstoff, Ammoniak (NH^) oder einem gasförmigen Kohlenwasserstoff, d. h. Methan, Propan oder Erdgas."Reduction" is understood here to mean that from the slag metallic substances, for example chromium or manganese, which have been oxidized during the decarburization stage, are recovered by a less valuable material, for example silicon or aluminum, is added, which has a greater affinity for oxygen than the desired substances, which causes the reduced metallic chromium or manganese to go back into the melt. However, the reduction is not limited to the implementation with solid substances. Due to the performance, with the solved Hydrogen is eliminated from the melt with the inert gas It is possible to remove the oxidized metallic substances in the slag by blowing in hydrogen-releasing gases to reduce, for example of hydrogen, ammonia (NH ^) or a gaseous hydrocarbon, d. H. Methane, propane or natural gas.

Unter "Feinen" soll vorliegend jeder beliebige Vorgang oder jede Folge von Vorgängen verstanden werden, der bzw. die sich an die Reduktion zur Vorbereitung des schmelzflüssigen Metalls für dasIn the present context, “fine” is intended to mean any process or process Understood a sequence of operations that involve the reduction to prepare the molten metal for the

309844/0965309844/0965

Abstechen und Vergießen anschließt, das heißt Entschlacken, Entschwefeln, Einstellen der Endzusammensetzung, Einstellen der Temperatur und Desoxydation.This is followed by tapping and potting, i.e. purifying, desulphurising, Adjusting the final composition, adjusting the temperature and deoxidation.

Ein geeignetes Frischgefäß, das zum Beschicken, Aufnehmen, zur Probeentnahme und zum Abstechen in die waagrechte Lage gedreht werden kann, ist in der FR-PS 2 056 845 beschrieben. Während des Frischens wird das Gefäß in die lotrechte Stellung gedreht; unterschiedlich zusammengesetzte Gemische aus Argon und Sauerstoff werden über Düsen eingeblasen, die im Boden oder in den Seitenwänden des Gefäßes angebracht sind.A suitable fresh vessel that can be turned into a horizontal position for loading, picking up, taking samples and tapping is described in FR-PS 2,056,845. During the Freshly, the vessel is rotated to the vertical position; different Composite mixtures of argon and oxygen are injected through nozzles in the floor or in the side walls of the vessel are attached.

Bisher konnten die Stahlhersteller den Endstickstoffgehalt der Stähle nur in geringem Maße beherrschen, weil der Stickstoffgehalt des Stahls im allgemeinen von dem jeweils angewendeten Stahlerzeugungsverfahren abhing. Beispielsweise waren bei Kohlenstoffstählen die Reststickstoffwerte von Stählen, die im Siemens-Martin-Verfahren hergestellt waren, die niedrigsten, während fortschreitend höhere Stickstoffwerte in Stählen erhalten wurden, für deren Herstellung das normale Sauerstoff-Konverter-Verfahren, das Elektrostahlverfahren und das Bessemer-Verfahren benutzt wurden. Die hohen Reststickstoffgehalte von Bessemer-Stählen haben den Einsatz dieser Stähle in bestimmten' Hauptanwendungsgebieten verhindert] sie haben folglich dazu beigetragen, daß dieses Verfahren in den Vereinigten Staaten von Amerika praktisch aufgegeben und sein Einsatz in anderen Teilen der Welt wesentlich eingeschränkt wurde.So far, steel manufacturers have been able to determine the final nitrogen content of the Steels only to a small extent mastered, because of the nitrogen content of the steel generally depended on the particular steelmaking process used. For example, were in carbon steels the residual nitrogen values of steels produced using the Siemens-Martin process the lowest, while progressively higher nitrogen values were obtained in steels, for their Production using the normal oxygen converter process, the electric steel process and the Bessemer method were used. The high residual nitrogen contents of Bessemer steels are used of these steels in certain main areas of application] they have consequently contributed to this process in the United States of America practically abandoned and its use has been significantly restricted in other parts of the world.

309844/0965309844/0965

Der größte Teil der Weltproduktion an rostsicheren Stählen erfolgt mit Hilfe von elektrischen Lichtbogenofen. Bei diesem Verfahren hängen die Reststickstoffgehalte von einer Reihe von Variablen ab. Zu den wichtigsten dieser Variablen gehören die Schmelzgeschwindigkeit, die Art der Charge, die Zusammensetzung der Schmelze, die Frischdauer und die Art des Feinens. Weil diese Variablen im allgemeinen an Hand von primären Erwägungen wie der Wirtschaftlichkeit, der Verfügbarkeit der Rohstoffe, der Legierungszusannmensetzungen und anderer Reststoffe,wie Sauerstoff und Schwefel,festgelegt werden, hat der Stahlerzeuger wenig praktischen Einfluß auf den Reststickstoffgehalt. Es ist selbstverständlich möglich, den endgültigen Stickstoffgehalt einer Schmelze dadurch zu erhöhen, daß der Schmelze stickstoffhaltiges elektrolytisches Mangan oder Ferrolegierungen zugesetzt werden. Dieses Vorgehen ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden. In erster Linie sind Mangan und Ferrolegierungen kostspielig. Sodann ist die Beeinflussung des Stickstoffgehalts der Schmelze oft unberechenbar. Ist die Menge des Legierungszusatzes groß, werden durch das Schmelzen und Lösen der zugegebenen Legierung große Wärmemengen absorbiert, so daß die Charge für eine zusätzliche Zeitdauer im Ofen verbleiben muß. Die auf diese Weise vorgenommene Zugabe von Stickstoff geht daher auf Kosten der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit.Most of the world's production of rustproof steels takes place with the help of electric arc furnace. In this process, the residual nitrogen levels depend on a number of variables away. The most important of these variables include the melt rate, the type of batch, the composition the melt, the freshness and the type of fining. Because these variables are generally based on primary considerations such as the economic efficiency, the availability of raw materials, the Alloy compositions and other residues such as oxygen and sulfur, the steelmaker has little practical use Influence on the residual nitrogen content. It goes without saying possible to increase the final nitrogen content of a melt by adding nitrogen-containing electrolytic to the melt Manganese or ferro alloys are added. However, this approach is associated with various disadvantages. First and foremost, manganese and ferro-alloys are expensive. Then the nitrogen content of the melt is often influenced unpredictable. If the amount of the alloy addition is large, there will be a large amount of heat due to the melting and dissolving of the alloy being added absorbed so that the batch must remain in the furnace for an additional period of time. The addition made in this way nitrogen is therefore at the expense of productivity and economy.

Obwohl die US-PS 3 046 107 darauf verweist, daß Stickstoff dem Argon beim Argon-Sauerstoff-Verfahren äquivalent sei, ist diese Äquivalenz nur insofern anwendbar, als es um die Funktion währendAlthough US Pat. No. 3,046,107 indicates that nitrogen is equivalent to argon in the argon-oxygen process, this is the case Equivalence is only applicable insofar as it relates to the function during

3098A4/Q9653098A4 / Q965

1 _ 5 — 1 _ 5 -

des Entkohlungsvorganges geht, und selbst dies nur bei denjenigen Stahlsorten, bei denen große Rückstände an Stickstoff toleriert werden können. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Austausch von Stickstoff gegen Argon zu einer, gefrischten Schmelze führt, die eine Stickstoffmenge enthalt, die sich nur wenig von der Menge unterscheidet, die im Gleichgewicht mit dem Stickstoff in einer stickstoffhaltigen Atmosphäre steht, die die Schmelze bei Außendruck und der jeweiligen Temperatur und Zusammensetzung der Schmelze umgibt. Diese Menge wird im allgemeinen als Stickstof f gleichgewichtswert bezeichnet; sie kann auf Grund theoretischer thermodynamischer Überlegungen in bekannter Weise berechnet werden. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise verwiesen auf Chipman und Corrigan "Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel", Trans. AIME, Band 233, JuIi 1965=of the decarburization process goes, and even this only with those Steel grades in which large residues of nitrogen can be tolerated. This is due to the fact that the exchange from nitrogen against argon to a fresh melt that contains an amount of nitrogen that differs only slightly from differs in the amount that is in equilibrium with the nitrogen in a nitrogen-containing atmosphere, which is the melt at external pressure and the respective temperature and composition of the melt. This amount is commonly referred to as nitrogen f denotes equilibrium value; it can be calculated in a known manner on the basis of theoretical thermodynamic considerations will. In this context, reference is made, for example, to Chipman and Corrigan's "Prediction of the Solubility of Nitrogen in Molten Steel ", Trans. AIME, Vol. 233, July 1965 =

Mit der Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen eines Metalls geschaffen werden, das gelösten Stickstoff mit jedem gewünschten Wert zwischen ungefähr 1O ppm und ungefähr 9O % des Stickstoffgleichgewichtswertes im geschmolzenen Metall enthält; dieses Verfahren soll einfach durchzuführen ,und wirtschaftlich zu gestalten sein,The invention is intended to provide a method for producing a metal to provide dissolved nitrogen at any desired level between about 10 ppm and about 90% of the nitrogen equilibrium level in the molten metal; This method should be easy to implement and economical to design be,

Mit der Erfindung soll weiterhin für eine Verbesserung des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrens gesorgt werden, die zu größerer Wirtschaftlichkeit führt, und zwar indem während der Entkohlung ein oder mehrere vorbestimmte Anteile an Argon durch weniger kostspieligen Stickstoff ersetzt werden, ohne daß der Stickstoffsoll-The invention is also intended to improve the argon-oxygen decarburization process which leads to greater economy, namely by during decarburization one or more predetermined proportions of argon by less expensive Nitrogen can be replaced without the nitrogen target

309844/0965309844/0965

- 6 wert des erzeugten Metalls überschritten wird.- 6 value of the generated metal is exceeded.

Die Erfindung betrifft speziell ein Verfahren zum Frischen von schmelzflüssigen Eisenmetallen oder -legierungen, mit Hilfe dessen der Stickstoffgehalt des gefrischten geschmolzenen Metalls auf jeden gewünschten Wert zwischen 10 ppm und 9O % des Wertes eingestellt werden kann, bei dem Stickstoff unter Außendruck im Gleichgewicht mit dem in der Schmelze gelösten Stickstoff steht; das Verfahren umfaßt eine Entkohlungsstufe, bei der ein Gasgemisch, das Sauerstoff und ein einatomiges Gas enthält, unterhalt) der Schmelzbadoberfläche eingeblasen wird. Erfindungsgemäß ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß während eines Anfangsteils der Entkohlung ein im wesentlichen aus Sauerstoff und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird, wobei der Stickstoffprozentsatz auf einem Wert gehalten wird, bei dem der Stickstoffpartialdruck in der mit der Schmelze in Kontakt befindlichen Atmosphäre größer als der Partialdruck von Stickstoff im Gleichgewicht mit dem in der gefrischten Schmelze zu erzielenden gewünschten Stickstoffgehalt ist, so daß der Stickstoffgehalt der Schmelze am Ende des Anfangsteils der Entkohlung größer als der gewünschte Stickstoffgehalt ist; daß ferner während der Restdauer der Entkohlung ein im wesentlichen aus Sauerstoff und einem einatomigen Gas oder aus Sauerstoff, einem einatomigen Gas und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird und daß der Blasvorgang mit einem einatomigen Gas und/oder Stickstoff fortgesetzt wird, bis der Stickstoffgehalt der Schmelze auf den gewünschten Wert abgesenkt ist.The invention specifically relates to a method for refining molten ferrous metals or alloys, by means of which the nitrogen content of the refined molten metal can be adjusted to any desired value between 10 ppm and 90% of the value at which nitrogen under external pressure is in equilibrium with the in the melt is dissolved nitrogen; The method includes a decarburization step in which a gas mixture containing oxygen and a monatomic gas is blown into the molten bath surface. According to the invention, such a method is characterized in that, during an initial part of the decarburization, a gas mixture consisting essentially of oxygen and nitrogen is blown in, the nitrogen percentage being kept at a value at which the nitrogen partial pressure in the atmosphere in contact with the melt is greater than the partial pressure of nitrogen is in equilibrium with the desired nitrogen content to be achieved in the refined melt, so that the nitrogen content of the melt at the end of the initial part of the decarburization is greater than the desired nitrogen content; that, furthermore, a gas mixture consisting essentially of oxygen and a monatomic gas or of oxygen, a monatomic gas and nitrogen is blown in during the remainder of the decarburization and that the blowing process is continued with a monatomic gas and / or nitrogen until the nitrogen content of the melt is up the desired value has been lowered.

309844/09 6 5309844/09 6 5

Für das während der Restdauer der Entkohlung verwendete einatomige Gas kann entweder dadurch gesorgt werden, daß ein Teil des Stickstoffs in dem während des Anfangsteils der Entkohlung benutzten Gasgemisch ersetzt wird oder daß das einatomige Gas dem betreffenden Gasgemisch zugesetzt wird.For the monatomic used during the remainder of the decarburization Gas can either be supplied by using some of the nitrogen in that used during the initial part of the decarburization Gas mixture is replaced or that the monatomic gas is the one in question Gas mixture is added.

Die Erfindung läßt sich mit Vorteil bei einer Vielzahl von Ferrometallen und Legierungen anwenden. Zu ihnen gehören niedriggekohltes Eisen, Kohlenstoffstähle, rostsichere Stähle einschließlich Ferrolegierungen mit 3O bis 4O % Chrom, und Nickelbasislegierungen. Sie können Wolfram, Vanadium, Zirkonium, Kupfer, Aluminium, Silizium, Schwefel, Titan, Mangan, Molybdän und andere normalerweise benutzte Legierungsbestandteil enthalten. Das Frischen kann ferner mit gesonderten Chargen aus schmelzflüssigem Metall oder mit sich ändernder Charge, wie beispielsweise in einem kontinuierlichen Verfahren, erfolgen=The invention can be used to advantage with a variety of ferrous metals and alloys. They include low-carbon iron, carbon steels, rust-proof steels including ferro alloys with 3O to 4O % chromium, and nickel-based alloys. They can contain tungsten, vanadium, zirconium, copper, aluminum, silicon, sulfur, titanium, manganese, molybdenum and other normally used alloy components. Refining can also be done with separate batches of molten metal or with a changing batch, such as in a continuous process =

Die einzige Figur zeigt eine grafische Darstellung der Änderung des Stickstoffgehalts einer Schmelze während des Frischverfahrens nach der Erfindung, bei dem ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch während eines Anfangsteils der Entkohlung eingeblasen wird, worauf ein zweiter Teil folgt, innerhalb dessen in dem Gemisch entweder Argon an die Stelle von Stickstoff tritt (Kurve X) oder Argon dem Gemisch zugesetzt wird (Kurve Y), während die entkohlte Schmelze dann nur mit Argon gefeint wird.The only figure shows a graphic representation of the change the nitrogen content of a melt during the refining process according to the invention, in which an oxygen-nitrogen mixture is blown during an initial part of the decarburization, whereupon a second part follows, within which either argon takes the place of nitrogen in the mixture (curve X) or argon takes the place of nitrogen Mixture is added (curve Y), while the decarburized melt is then only refined with argon.

Aus der Figur folgt, daß während des Anfangsteils der Entkohlung,From the figure it follows that during the initial part of the decarburization,

309844/0965309844/0965

während dessen ein Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch verwendet wird, der Stickstoffgehalt in der Schmelze bis dicht zu dem Gleichgewichtswert N1 für die jeweilige Temperatur und Zusammensetzung der Schmelze und für den Stickstoffaußengasdruck im Frischgefäß angehoben wird. Während des zweiten Teils der Entkohlung verursacht der Austausch von Stickstoff gegen Argon (Kurve X) eine rasche Abnahme des Stickstoffgehalts der Schmelze. Dieser zweite Teil wird fortgesetzt, bis der gewünschte Kohlenstoffgehalt- und ein vorbestimmter Stickstoffwert Np erreicht sind, wobei letzterer von dem beim Abstich erwünschten Endstickstoffgehalt N-, abhängt. Da das fortgesetzte Einblasen von Argon während der Reduktion und des Feinens eine weitere, wenn auch verhältnismäßig geringe Absenkung des Stickstoffgehalts verursacht, hängt der Punkt N1,bei dem von Stickstoff auf Argon umgeschaltet wird, von der Argonmenge ab, die während des zweiten Teils der Entkohlung eingeblasen wird, sowie von dem Endstickstoff gehalt N.,, den das abgestochene Metall haben soll.while an oxygen-nitrogen mixture is used, the nitrogen content in the melt is raised up to the equilibrium value N 1 for the respective temperature and composition of the melt and for the external nitrogen gas pressure in the fresh vessel. During the second part of the decarburization, the exchange of nitrogen for argon (curve X) causes a rapid decrease in the nitrogen content of the melt. This second part is continued until the desired carbon content and a predetermined nitrogen value Np are reached, the latter depending on the final nitrogen content N- desired during tapping. Since the continued blowing in of argon during the reduction and refining causes a further, albeit relatively small, decrease in the nitrogen content, the point N 1 at which the switch is made from nitrogen to argon depends on the amount of argon used during the second part of the Decarburization is blown in, as well as of the final nitrogen content N. ,, which the tapped metal should have.

Die Kurve Y zeigt den Verlauf des Stickstoffgehalts in der Schmelze, wenn die abgestochene Charge einen höheren Stickstoffgehalt N4 haben soll. Dabei wird während des zweiten Teils der Entkohlung mit einem Dreikomponentengasgemisch aus Argon, Sauerstoff und Stickstoff gearbeitet. Die Kurve Z zeigt den Verlauf, den der Stickstoffgehalt in der Schmelze nehmen würde, wenn bei Verwendung eines Dreikomponentengemischs aus Stickstoff, Sauerstoff und Argon während des zweiten Teils der Entkohlung der gleiche Endstickstoffwert N2 angestrebt würde. In diesem Falle wäre der ersteThe curve Y shows the course of the nitrogen content in the melt when the tapped charge is to have a higher nitrogen content N 4 . During the second part of the decarburization, a three-component gas mixture of argon, oxygen and nitrogen is used. Curve Z shows the course that the nitrogen content in the melt would take if the same final nitrogen value N 2 were strived for when using a three-component mixture of nitrogen, oxygen and argon during the second part of the decarburization. In this case it would be the first

309844/0965309844/0965

Teil früher, nämlich zum Zeitpunkt T. statt zum Zeitpunkt T? wie im vorhergehenden Beispiel beendet, weil die Geschwindigkeit, mit der der Stickstoffgehalt in der Schmelze abfällt, kleiner wird, wenn das Blasgasgemisch Stickstoff enthält, statt,wie im Falle der Kurve X,keinen Stickstoff aufzuweisen.Part earlier, namely at time T. instead of time T ? ended as in the previous example because the rate at which the nitrogen content in the melt falls becomes slower if the blowing gas mixture contains nitrogen instead of, as in the case of curve X, no nitrogen.

Bei der praktischen Anwendung des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrens bei rostsicherem Stahl, bei dem Argon das einzige zusätzlich zu Sauerstoff verwendete Gas ist, wurde beobachtet, daß die Endstickstoffwerte, die in der Schmelze nach Entkohlung, Reduktion und Feinen erhalten werden, um 3O bis 50 % unter den Gehalten liegen, die sich normalerweise beim herkömmlichen Elektrostahlverfahren einstellen. Auf der anderen Seite ergab sich, wie oben erwähnt, ein ganz anderes Problem, wenn während der Frischvorgänge Stickstoff als einziges Gas zusätzlich zu Sauerstoff verwendet wird. Im letztgenannten Falle nähert sich am Ende des Frischvorganges der in der Schmelze gelöste Stickstoff dem Gleichgewichtswert. Dies ist zwar an Hand theoretischer Überlegungen nicht überraschend, doch hatten die bisherigen praktischen Erfahrungen gezeigt, daß eine dichte Annäherung an den theoretisch errechneten Gleichgewichtswert in der Praxis niemals erreicht wird. In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf Ward "The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking" 1952, Seiten 182 und 183. Des weiteren liegt bei dem Bessemer-Verfahren, bei dem die Schmelze mit Luft (die näherungsweise 79 % Stickstoff enthält) geblasen wird, der beobachtete Stickstoffgehalt des entkohlten Stahls normalerweise zwischen O,O1 und O,O2 %, während der GleichgewichtswertIn the practical application of the argon-oxygen decarburization process to stainless steel, in which argon is the only gas used in addition to oxygen, it has been observed that the final nitrogen values obtained in the melt after decarburization, reduction and refining have increased by 30 to 50 % below the levels normally found in conventional electric steel processes. On the other hand, as mentioned above, a completely different problem arose when nitrogen is used as the only gas in addition to oxygen during the freshening processes. In the latter case, the nitrogen dissolved in the melt approaches the equilibrium value at the end of the refining process. Although this is not surprising on the basis of theoretical considerations, practical experience so far has shown that a close approximation to the theoretically calculated equilibrium value is never achieved in practice. In this context, reference is made to Ward "The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking" 1952, pages 182 and 183. Furthermore, the Bessemer process, in which the melt is blown with air (which contains approximately 79% nitrogen), is the observed nitrogen content of decarburized steel normally between O, O1 and O, O2 %, during the equilibrium value

309844/0965309844/0965

- ίο - -- ίο - -

ungefähr 0,04 % beträgt. Der gemessene Stickstoffendgehalt liegt bei solchen Schmelzen im allgemeinen zwischen 25 und 50 % des Wertes, der sich aus theoretischen Gleichgewichtsüberlegungen ergibt. Die Ansicht, daß unter oxydierenden Bedingungen, wie sie während der Entkohlung gegeben sind, keine Stickstoffaufnähme in der Schmelze stattfindet, wird auch in der US-PS 2 537 1O3 vertreten .is about 0.04 % . The measured final nitrogen content in such melts is generally between 25 and 50% of the value resulting from theoretical equilibrium considerations. The view that no nitrogen uptake takes place in the melt under oxidizing conditions, such as are given during decarburization, is also represented in US Pat. No. 2,537,103.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Meinungen erwies es sich, daß ; bei der praktischen Durchführung des Argon-Sauerstoff-Entkohlungsverfahrens mit Stickstoff als inertem Gas wesentlich höhere Stickstof fgehalte in der entkohlten Schmelze verbleiben, als dies zu erwarten wäre. Beispielsweise lag bei Verwendung von Stickstoff und Sauerstoff zum Frischen einer 17 t-Charge vpn rostsicherem Stahl A.I.S.I. 304 (Cr 18 bis 20 %, Ni 8 bis 10 %, Mn höchstens 2 %, Si höchstens 1,0%, C höchstens 0,08 %) der tatsächliche Stickstoffgehalt bei 0,136 %, während der Gleichgewichtswert ungefähr 0,145 % beträgt. Die Schmelze erreichte also fast 94 % des Gleichgewichtswertes. Das Einblasen von Stickstoff während der Reduktion, der Entschwefelung und des Feinens erhöhte den Gehalt auf 0,207 % verglichen mit einem errechneten Gleichgewichtswert von 0,247 %, das heißt der Stickstoffgehalt lag bei ungefähr 8O % des Gleichgewichtswertes.Contrary to these well-known opinions, it turned out that ; When the argon-oxygen decarburization process is carried out in practice with nitrogen as the inert gas, significantly higher nitrogen contents remain in the decarburized melt than would be expected. For example, when using nitrogen and oxygen to refine a 17 t batch of stainless steel AISI 304 (Cr 18 to 20 %, Ni 8 to 10 %, Mn at most 2 %, Si at most 1.0%, C at most 0.08) %) the actual nitrogen content at 0.136%, while the equilibrium value is approximately 0.145 % . The melt thus reached almost 94% of the equilibrium value. The injection of nitrogen during the reduction, desulfurization and refining increased the content to 0.207 % compared to a calculated equilibrium value of 0.247 %, i.e. the nitrogen content was approximately 80% of the equilibrium value.

Während des Feinens, im Verlaufe dessen die Zusammensetzung der Schmelze so eingestellt wird, daß die gewünschte Endzusammensetzung erzielt wird, kann Stickstoff in einfacher Weise dadurch zu-During the refining, during which the composition of the melt is adjusted so that the desired final composition is achieved, nitrogen can thereby be added in a simple manner.

309844/0965309844/0965

gegeben werden, daß Stickstoffgas in die Schmelze für eine Zeitdauer eingeblasen wird, die von dem gewünschten Endwert abhängt. Dieses Verfahren läßt sich als "Stickstofflegieren" bezeichnen.
Es wurde wider Erwarten gefunden, daß die Geschwindigkeit der
Stickstoffaufnähme in hohem Maße reproduzierbar und aus.den vorstehend genannten Gründen überraschend hoch ist. Durch Anwendung dieses Verfahrens können Reststickstoffwerte in der Schmelze von bis zu ungefähr 50 % des Gleichgewichtswerts von Np bei einer Atmosphäre rasch und auf wirtschaftliche Weise erhalten werden. Auch Gehalte von mehr als 50 % des Gleichgewichtswertes lassen sich erzielen^ Die Geschwindigkeit der Np-Aufnähme beginnt jedoch abzunehmen und wird infolgedessen weniger wirkungsvoll. Die untenstehende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von fünf Versuchen, bei denen der Stickstoffgehalt von handelsüblichen rostsicheren Stählen erhöht wurde, indem N2 nur für 20 bis 69 Sekunden eingeblasen
wurde.
be given that nitrogen gas is blown into the melt for a period of time which depends on the desired final value. This process can be referred to as "nitrogen alloying".
Contrary to expectations, it was found that the speed of the
Nitrogen uptake is reproducible to a high degree and, for the reasons mentioned above, is surprisingly high. Using this method, residual nitrogen levels in the melt of up to about 50 % of the equilibrium Np value in one atmosphere can be obtained quickly and economically. Contents of more than 50 % of the equilibrium value can also be achieved ^ However, the speed of the Np uptake begins to decrease and is consequently less effective. Table 1 below shows the results of five tests in which the nitrogen content of commercially available rustproof steels was increased by blowing N 2 for only 20 to 69 seconds
became.

309844/0365309844/0365

TabelleTabel 11 N2
(m3/h)
N 2
(m3 / h)
Zeit
(S)
Time
(S)
Stahl
sorte
stole
variety
Anfangs-
% N2
At first-
% N 2
End-
% N2
end
% N 2
34O34O 2020th
316*316 * O.O21O.O21 0,0320.032 340340 4545 316316 0,0190.019 0,0410.041 283283 3434 304**304 ** 0,0440.044 0,0610.061 283283 5252 3O4L***3O4L *** O.O43O.O43 0,0660.066 283283 6969 3Q4L3Q4L O.O28O.O28 0,0590.059

* Cr 16-18 % Ni 1O-14 %, Mn höchstens 2,0 %, Si höchstens 1 ,.O%* Cr 16-18% Ni 1O-14%, Mn not more than 2.0 %, Si not more than 1.0%

C höchstens 0,10 %
** Cr 18-20 %, Ni 8-10 %, Mn höchstens 2,0 % Si höchstens 1,O %
C at most 0.10 %
** Cr 18-20 %, Ni 8-10%, Mn at most 2.0% Si at most 1.0%

C höchstens 0,08 %
*** Cr 18-20 % Ni 8-1O %, Mn höchstens 2,0 % Si höchstens 1 ,O %
C 0.08 % or less
*** Cr 18-20% Ni 8-10%, Mn not more than 2.0% Si not more than 1.0%

C höchstens 0,03 % . ;C 0.03% or less. ;

Bei zahlreichen früher durchgeführten Untersuchungen der Absorptions-Desorptionskinetik von Stickstoff wurde gefunden, daß Entgasungsverfahren, die entweder mit Vakuum oder mit Argon arbeiten, hinsichtlich der Stickstoffbeseitigung sehr wenig leistungsfähig sind. Beispielsweise verweisen Pehlke und Elliott in "So- : lubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys - II Kinetics", Trans. « of Met. Soc. AIME (1963) darauf, daß dies insbesondere der Fall ist, wenn oberflächenaktive Elemente, wie Sauerstoff oder Schwefel, vorhanden sind. Folglich war zu erwarten, daß es unterIn numerous previous studies of absorption-desorption kinetics of nitrogen it has been found that degassing processes, which work with either vacuum or argon are very inefficient in terms of nitrogen removal are. For example, Pehlke and Elliott refer in "Solubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys - II Kinetics", Trans. of Met. Soc. AIME (1963) points out that this is especially the case when surface-active elements, such as oxygen or sulfur, available. Consequently, it was to be expected that it would be under

309844/0965309844/0965

oxydierenden Bedingungen, wie sie während der Argon-Sauerstoff-Entkohlung vorliegen, schwierig sein würde, nennenswerte Mengen an gelöstem Stickstoff aus der Schmelze auszutreiben. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß selbst unter den oxydierenden Bedingungen des Entkohlungsvorgangs beträchtliche Stickstoffmengen beseitigt werden können. Infolgedessen kann während mindestens der frühen Phasen des Entkohlungsvorganges Stickstoff anstelle von Argon verwendet werden, obwohl eine beträchtliche Menge an Stickstoff von der Schmelze absorbiert wird. Die Stickstoffmenge, die anstelle von Argon verwendbar ist, hängt von dem beim Abstich gewünschten Endwert der Schmelze ab. Soll beispielsweise bei einem rostsicheren Stahl 3O4 der Restgehalt an Stickstoff unter O,O5 % liegen, kann während der Entkohlung Stickstoff verwendet werden, bis ungefähr 6O % des Sauerstoffs eingeblasen sind, der rechnerisch für die Entkohlung notwendig ist. Im allgemeinen liegt der Punkt, bei dem Stickstoff durch Argon ersetzt wird, nach dem Einblasen von 5O bis 7O % des Sauerstoffs, der rechnerisch für die Entkohlung benötigt wird. Diese Sauerstoffmenge wird nach herkömmlichen stöchiometrischen Regeln errechnet, wobei nicht nur der für das Oxydieren des.als CO zu beseitigenden Kohlenstoffs erforderliche Sauerstoff, sondern auch der Sauerstoff berücksichtigt wird, der dem Oxydieren von Silizium und anderen metallischen Elementen in der Schmelze dient, die üblicherweise in die Schlacke als Oxide übergehen. An einem derart errechneten Punkt wird der Stickstoff gegen Argon ersetzt, um für die weitere Entkohlung zu sorgen und den Gehalt der Schmelze an gelöstem Stickstoff auf den gewünschten Wertoxidizing conditions, as they exist during argon-oxygen decarburization, would be difficult to drive out significant amounts of dissolved nitrogen from the melt. Surprisingly, however, it has been found that even under the oxidizing conditions of the decarburization process, considerable amounts of nitrogen can be removed. As a result, nitrogen can be used in place of argon during at least the early stages of the decarburization process, although a significant amount of nitrogen is absorbed by the melt. The amount of nitrogen that can be used instead of argon depends on the final value of the melt desired during tapping. For example, if the residual nitrogen content of rustproof steel 3O4 is below 0.05%, nitrogen can be used during decarburization until about 60 % of the oxygen that is mathematically necessary for decarburization has been blown in. In general, the point at which argon is substituted for nitrogen is after 50 to 70 percent of the oxygen calculated to be required for decarburization has been blown. This amount of oxygen is calculated according to conventional stoichiometric rules, taking into account not only the oxygen required for oxidizing des.als CO, but also the oxygen that is used to oxidize silicon and other metallic elements in the melt, which is usually used in the slag pass as oxides. At a point calculated in this way, the nitrogen is replaced by argon in order to ensure further decarburization and the dissolved nitrogen content of the melt to the desired value

309844/0965309844/0965

abzusenken.lower.

Anhand der folgenden Beispiele seien zwei bevorzugte Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens 'erläutert. Two preferred embodiments of the present process are explained with the aid of the following examples.

Beispiel 1example 1

Dieses Beispiel gibt die Ausführungsform wieder, bei der Stickstoff als einziges Gas zusätzlich zu Sauerstoff während des Anfangsteils der Entkohlung verwendet wird, worauf während des zweiten Teils der Stickstoff durch Argon ersetzt wird. Vor dem Entkohlen enthielt die Schmelze aus rostsicherem Stahl O,78 % C, 0,51 % Mn, O,41 % Si, 18,25 % Cr und 8,O5 % Ni. Die Chargengröße betrug 17 t. In der untenstehenden Tabelle 2 sind die Änderungen der Temperatur, des Kohlenstoffgehalts, der Gasdurchflußmengen und des Stickstoffgehalts am Anfang, während des ersten und des zweiten Teils der Entkohlung und nach dem Reduktionsvorgang zusammengestellt. This example shows the embodiment in which nitrogen is used as the only gas in addition to oxygen during the initial part of the decarburization, after which the nitrogen is replaced by argon during the second part. Before decarburization, the melt of rustproof steel contained 0.78 % C, 0.51 % Mn, 0.41% Si, 18.25 % Cr and 8.05% Ni. The batch size was 17 t. Table 2 below shows the changes in temperature, carbon content, gas flow rates and nitrogen content at the beginning, during the first and second part of the decarburization and after the reduction process.

Tabelle 2Table 2

Temp.Temp. ZeitTime CC. °?°? ArAr N2 N 2 N2 N 2 (0C)( 0 C) (min)(min) (%)(%) (m3/h)(m3 / h) (Gew.%)(Wt.%) AnfangBeginning 14771477 OO 0,780.78 - __ O.O42O.O42 Entkohlung
1 . Teil
Decarburization
1 . part
16381638 2525th O, 31O, 31 453453 -- 226226 O, O75O, O75
Entkohlung
2. Teil
Decarburization
Part 2
16201620 1515th 0,060.06 198198 396396 O.O48O.O48
Reduktionreduction 15491549 44th 0,070.07 -- 283283 -- O.O41O.O41

3G984A/09653G984A / 0965

Aus der Tabelle 2 folgt, daß der Stickstoffgehalt der Schmelze während des Anfangsteils der Entkohlung auf Grund des Einblasens eines Gasgemischs mit einem Verhältnis von zwei Teilen Sauerstoff zu einem Teil Stickstoff von 0,042 % auf 0,075 % anstieg. Während des zweiten Teils der Entkohlung fiel jedoch der Stickstoffgehalt auf O.O48 % ab, weil mit einem Gasgemisch mit einem Teil Sauerstoff auf zwei Teile Argon geblasen wurde. Das weitere Blasen nur mit Argon während des Reduktionsvorganges senkte den Stickstoffgehalt auf 0,041 % ab.It follows from Table 2 that the nitrogen content of the melt increased from 0.042% to 0.075 % during the initial part of the decarburization due to the blowing in of a gas mixture with a ratio of two parts of oxygen to one part of nitrogen. During the second part of the decarburization, however, the nitrogen content fell to O.O48 % because a gas mixture with one part of oxygen was blown to two parts of argon. The further blowing only with argon during the reduction process lowered the nitrogen content to 0.041 % .

Beispiel 2Example 2

Dieses Beispiel veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens, bei dem während des Anfangsteils der Entkohlung Stickstoff zusammen mit Sauerstoff verwendet wird, worauf während des zweiten Teils der Entkohlung der Stickstoff durch Argon ersetzt wird. Vor dem Entkohlen enthielt die rostsichere Stahlschmelze 0,35 % C, 0,34 % Mn, O,36 % Si, 16,22 % Cr und O,14 % Ni. Die Charge hatte ein Gewicht von 17 t. Die untenstehende Tabelle 3 gibt die Änderungen hinsichtlich der Temperatur, des Kohlenstoffgehalts, der Gasdurchflußmengen und des Stickstof fgehalts für den Anfang, nach dem ersten und dem zweiten Teil der Entkohlung sowie nach dem ReduktionsVorgang an.This example illustrates a further embodiment of the process described, in which nitrogen is used together with oxygen during the initial part of the decarburization, and then the nitrogen is replaced by argon during the second part of the decarburization. Before decarburization, the rustproof steel melt contained 0.35 % C, 0.34 % Mn, O, 36 % Si, 16.22% Cr and O, 14 % Ni. The batch weighed 17 t. Table 3 below shows the changes in temperature, carbon content, gas flow rates and nitrogen content for the beginning, after the first and second part of the decarburization and after the reduction process.

309844/0965309844/0965

Tabelle 3Table 3

Temp .Temp. ZeitTime 11 CC. -- Ar N2 Ar N 2 396396 N2 N 2 (°c)(° c) (min)(min) OO (%)(%) 452452 (m3/h)(m3 / h) 283283 (Gew.56)(Weight 56) AnfangBeginning 15381538 OO 00 ,35, 35 198198 - -- - O,O36O, O36 Entkohlung
1. Teil
Decarburization
Part 1
16931693 4O4O 00 ,21*, 21 * 283283 226226 O,O68*O, O68 *
Entkohlung
2. Teil
Decarburization
Part 2
16931693 88th ,05, 05 O.O75O.O75
Reduktionreduction 16211621 44th ,05, 05 O.O56O.O56

* Probe entnommen nach 35-minütiger Entkohlung* Sample taken after 35 minutes of decarburization

Die Tabelle 3 läßt erkennen, daß der hohe Stickstoffgehalt von
O,O75 %, der durch die Verwendung von Stickstoff während des Anfangsteils der Entkohlung verursacht wird, durch das Blasen mit Argon auf O.O56 % heruntergedrückt wurde. Der in der Tabelle angegebene Wert von 0,036 % Stickstoff stellt keinen tatsächlichen Anfangswert dar (dieser wurde nicht bestimmt), ist aber für die betreffende Zusammensetzung der Schmelze typisch. Festzuhalten
ist, daß während des Reduktionsvorgangs der Sauerstoffstrom eingeschaltet blieb. Dies erfolgte nicht aus Gründen der Entkohlung, sondern um ein übermäßiges Absinken der Temperatur der Charge zu verhindern.
Table 3 shows that the high nitrogen content of
0.075 % caused by the use of nitrogen during the initial part of the decarburization, which was pushed down to 0.056% by blowing with argon. The value of 0.036 % nitrogen given in the table does not represent an actual initial value (this was not determined), but is typical for the composition of the melt concerned. Hold on
is that the oxygen flow remained on during the reduction process. This was not done for reasons of decarburization, but to prevent the temperature of the batch from dropping excessively.

Bei den obigen Beispielen wurde das Sauerstoff : Argon-Verhältnis des zweiten Teils der Entkohlung niedriger als das Sauerstoff :In the above examples, the oxygen: argon ratio of the second part of the decarburization became lower than the oxygen:

3098U A/09653098 U A / 0965

Stickstoff-Verhältnis während des ersten Teils der Entkohlung gehalten, um möglichst wenig Chrom zu oxydieren, jedoch weiterhin für eine Oxydation des Kohlenstoffs zu sorgen. Aus dem gleichen Grunde wird dann, wenn während des zweiten Teils Stickstoff zusätzlich zu Argon verwendet wird, das Verhältnis von Sauerstoff zu Argon und Stickstoff vorzugsweise kleiner als das Sauerstoff : Stickstoff-Verhältnis des Anfangsteils der Entkohlung gehalten.Nitrogen ratio during the first part of the decarburization held in order to oxidize as little chromium as possible, but still to ensure that the carbon is oxidized. For the same If nitrogen is used in addition to argon during the second part, the ratio of oxygen becomes the basis to argon and nitrogen is preferably kept less than the oxygen: nitrogen ratio of the initial part of the decarburization.

In den obigen Beispielen wurden die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens als gesonderte Einzelprozesse behandelt. Es versteht sich jedoch, daß die verschiedenen Ausführungsformen auch in mannigfaltigen Kombinationen angewendet werden' können, um möglichst günstige Bedingungen hinsichtlich des Gasverbrauchs, der Reproduzierbarkeit und der sicheren Beherrschung des Stickstof fgehalts des Endprodukts zu erzielen.In the examples above, the various embodiments of the procedure are treated as separate individual processes. It is understood, however, that the various embodiments can also be used in diverse combinations' in order to achieve the most favorable conditions in terms of gas consumption, reproducibility and safe control of the nitrogen content of the end product.

309844/096 5309844/096 5

Claims (4)

- 18 Ansprüche- 18 claims 1. Verfahren zum Frischen von schmelzflüssigen Eisenmetallen oder Ferrolegierungen unter Einstellen des Stickstoffgehalts des gefrischten geschmolzenen Metalls auf jeden gewünschten Wert zwischen 10 ppm und 90 % des Wertes,, bei dem Stickstoff unter Außendruck im. Gleichgewicht mit dem in der Schmelze gelösten Stickstoff steht, mit einer Entkohlungsstufe, bei der ein Sauerstoff und ein einatomiges Gas enthaltendes Gasgemisch unterhalb der Schmelzbadoberfläche eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Anfangsteils der Entkohlung ein im wesentlichen aus Sauerstoff und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird, wobei der Stickstoffprozentsatz auf einem Wert gehalten wird, bei dem der Stickstoffpartialdruck in der mit der Schmelze in Kontakt befindlichen Atmosphäre größer als der Partialdruck von Stickstoff im Gleichgewicht mit dem in der gefrischten Schmelze zu erzielenden gewünschten Stickstoffgehalt ist, so daß der Stickstoffgehalt der Schmelze am Ende des Anfangsteils der Entkohlung größer als der gewünschte Stickstoffgehalt ist; daß während der Restdauer der Entkohlung ein im wesentlichen aus Sauerstoff und einem einatomigen Gas oder aus Sauerstoff, einem einatomigen Gas und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingeblasen wird und daß der Blasvorgang mit einem einatomigen Gas und/oder Stickstoff fortgesetzt wird, bis der Stickstoffgehalt der Schmelze auf den gewünschten Wert abgesenkt ist.1. A method for refining molten ferrous metals or ferro-alloys while adjusting the nitrogen content of the refined molten metal to any desired value between 10 ppm and 90 % of the value for nitrogen under external pressure in the. Equilibrium with the nitrogen dissolved in the melt, with a decarburization stage in which a gas mixture containing oxygen and a monatomic gas is blown in below the surface of the melt bath, characterized in that a gas mixture consisting essentially of oxygen and nitrogen is blown in during an initial part of the decarburization , wherein the nitrogen percentage is maintained at a value at which the nitrogen partial pressure in the atmosphere in contact with the melt is greater than the partial pressure of nitrogen in equilibrium with the desired nitrogen content to be achieved in the refined melt, so that the nitrogen content of the melt is at The end of the initial part of the decarburization is greater than the desired nitrogen content; that during the remainder of the decarburization a gas mixture consisting essentially of oxygen and a monatomic gas or of oxygen, a monatomic gas and nitrogen is blown in and that the blowing process is continued with a monatomic gas and / or nitrogen until the nitrogen content of the melt reaches the desired value is lowered. 309844/096 5309844/096 5 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem während der Restdauer der Entkohlung verwendeten Gasgemisch das Verhältnis von Sauerstoff zu einatomigem Gas oder das Verhältnis von Sauerstoff zu einatomigem Gas und Stickstoff niedriger als das Verhältnis von Sauerstoff zu Stickstof-f im Anfangsteil der Entkohlung gehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the gas mixture used during the remaining period of decarburization the ratio of oxygen to monatomic gas or the ratio of oxygen to monatomic gas and nitrogen is lower than the ratio of oxygen to nitrogen is kept in the initial part of decarburization. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangsteil der Entkohlung abgeschlossen wird, nachdem 5O bis 7O % des Sauerstoffs eingeblasen sind, der rechnerisch für die Entkohlung erforderlich ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the initial part of the decarburization is completed after 50 to 7O % of the oxygen has been blown in, which is mathematically required for the decarburization. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als das einatomige Gas Argon verwendet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that argon is used as the monatomic gas will. 309844/0965309844/0965 ZOZO Leerse iteBlank
DE19732320165 1972-04-20 1973-04-19 Process for refining molten metal Expired DE2320165C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24573372A 1972-04-20 1972-04-20
US24573372 1972-04-20

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2320165A1 true DE2320165A1 (en) 1973-10-31
DE2320165B2 DE2320165B2 (en) 1976-02-26
DE2320165C3 DE2320165C3 (en) 1976-10-14

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
DE2320165B2 (en) 1976-02-26
AU5430573A (en) 1974-10-10
JPS5213493B2 (en) 1977-04-14
ATA351373A (en) 1977-04-15
GB1420179A (en) 1976-01-07
HU166874B (en) 1975-06-28
IT980292B (en) 1974-09-30
FI73740B (en) 1987-07-31
BE798482A (en) 1973-10-19
IL42068A (en) 1975-11-25
JPS4921317A (en) 1974-02-25
FR2180999B1 (en) 1976-05-28
FI73740C (en) 1988-11-22
CS256352B2 (en) 1988-04-15
BR7302813D0 (en) 1974-06-27
FR2180999A1 (en) 1973-11-30
NO134527B (en) 1976-07-19
NO134527C (en) 1976-10-27
AU472272B2 (en) 1976-05-20
CS283873A2 (en) 1987-09-17
SE426175B (en) 1982-12-13
CA980127A (en) 1975-12-23
US3754894A (en) 1973-08-28
PL85660B1 (en) 1976-04-30
DD103264A5 (en) 1974-01-12
AT340453B (en) 1977-12-12
IL42068A0 (en) 1973-06-29
ES413940A1 (en) 1976-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2738379A1 (en) PROCESS FOR REFINING METAL IRON AND STEEL
DE1458829B1 (en) Process for the production of alloyed corrosion-resistant steel
DE2622353A1 (en) REFINED MELT FOR THE MANUFACTURING OF COLD-ROLLED NON-ORIENTED SILICON STEEL AND METHOD FOR THEIR MANUFACTURING
DE2942779C2 (en) Process for the production of steel
DE3888518T2 (en) METHOD FOR THE DECARBONIZING OF HIGH CHROMED PIG IRON.
DE3586970T2 (en) METHOD FOR PRODUCING STEEL IN AN INFLATION CONVERTER.
DE2243779C2 (en) Process for oxygen-hydrogen refining in the manufacture of stainless steels with a high chromium content or cobalt or nickel alloys
DE2155589B2 (en) Process for the production of molten iron alloys containing 5.0 to 30.0% by weight of chromium and 0 to 25.0% by weight of nickel
EP0175924B1 (en) Process for refining pig iron
DE3418643C2 (en) Process for producing chromium containing low phosphorus
DE2803940C2 (en) Process for vacuum refining high-chromium steels with extremely low carbon and nitrogen contents
DE4311681C2 (en) Process for the production of particularly low oxygen copper
DE2365054C3 (en) Process for making an alloy containing chromium with very low levels of nitrogen and carbon
DE2320165A1 (en) PROCEDURE FOR REFRESHING MOLTEN METAL
DE2320165C3 (en) Process for refining molten metal
DE4033182C2 (en)
DE1458810C3 (en) Process for the production of an iron-silicon alloy with an oxygen content of about 0.0025%
DE3618887C2 (en)
DE3034430A1 (en) Two=stage mfr. of special low alloy steels - by induction melting dry charge and oxygen-inert gas refining of melt
DE2754512C2 (en) Process for producing low-carbon, chromium-rich steels
DE2803941A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING ALLOY STEELS WITH EXTREMELY LOW CARBON CONTENT
AT337238B (en) PROCESS FOR DESULFURIZATION OF STEEL MELT
DE2708582C3 (en) Process for the production of chromium-nickel containing steels
DE239079C (en)
DE847911C (en) Process for the production of ferro-alloys using oxygen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977