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DE2631368B1 - PROCESS FOR IMPROVING THE SULFIDIC AND OXYDIC LEVEL OF PURITY OF DESOXIDIZED AND / OR DESULFURIZED STEEL MELT - Google Patents

PROCESS FOR IMPROVING THE SULFIDIC AND OXYDIC LEVEL OF PURITY OF DESOXIDIZED AND / OR DESULFURIZED STEEL MELT

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Publication number
DE2631368B1
DE2631368B1 DE19762631368 DE2631368A DE2631368B1 DE 2631368 B1 DE2631368 B1 DE 2631368B1 DE 19762631368 DE19762631368 DE 19762631368 DE 2631368 A DE2631368 A DE 2631368A DE 2631368 B1 DE2631368 B1 DE 2631368B1
Authority
DE
Germany
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mineral mixture
steel
purity
improving
oxidic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19762631368
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German (de)
Inventor
Horst Dr-Ing Abratis
Hans Dr-Ing Kosmider
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.)
Kloeckner Werke AG
Original Assignee
Kloeckner Werke AG
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Publication date
Application filed by Kloeckner Werke AG filed Critical Kloeckner Werke AG
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Priority to FR7717409A priority patent/FR2358464A1/en
Priority to AU26579/77A priority patent/AU2657977A/en
Priority to LU77734A priority patent/LU77734A1/xx
Priority to BE179277A priority patent/BE856734A/en
Priority to JP8401377A priority patent/JPS539216A/en
Priority to IT25661/77A priority patent/IT1076098B/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Verbesserung des sulfidischen und oxydischen Reinheitsgrades von desoxydierten und/oder mit Entschwefelungsmittel behandelten Stahlschmelzen.The present invention relates to methods of improving the sulphidic and oxidic Degree of purity of deoxidized and / or treated steel melts.

Stahlschmelzen der Gütegruppe Massen- und Qualitätssowie Edelstahl haben je nach Verwendungszweck eine bestimmte vorgeschriebene chemische Zusammensetzung der Eisenbegleitelemente. Die Anforderungen, besonders an die Kaltverarbeitbarkeit (gekennzeichnet durch einen niedrigen S-Gehalt und einen niedrigen Gehalt an oxydischen Verunreinigungen), werden immer höher. Die notwendigen niedrigen S-Gehalte und der verbesserte oxydische Reinheitsgrad sind nach der klassischen Methode im Konverter, SM- oder Elektroofen nicht mehr unter wirtschaftlich und technisch vertretbaren Grenzen zu erreichen. Eine weitere Gütesteigerung ist nur noch mit Hilfe der Pfannenmetallurgie möglich. Die meisten Stahlgüten werden im Ofen oder während des Abstichs in der Stahlpfanne mit Aluminium desoxydiert. Bei dieser Fällungsdesoxydation entstehen Tonerdeteilchen, die wegen ihrer Ausbildungsform und infolge des hohen Schmelzpunktes nur schlecht oder gar nicht in die Pfannenschlacke steigen. Bei Verwendung von Pfannen mit Schamottefutter wird je nach den Gehalten an metallischem Al und Mn und anderen sauerstoffaffinen Begleitern die Kieselsäure aus dem Pfannenfutter reduziert. Dabei wird laufend neue Tonerde im Stahl gebildet und der oxydische Reinheitsgrad verschlechtert.Steel melts of the quality group mass and quality as well as Depending on the intended use, stainless steel has a certain prescribed chemical composition the accompanying iron elements. The requirements, especially for cold workability (marked due to a low S content and a low content of oxidic impurities) higher and higher. The necessary low S-content and the improved oxidic degree of purity are according to the classic method in the converter, SM or electric furnace no longer under economical and technical to reach reasonable limits. A further increase in quality is only possible with the help of ladle metallurgy possible. Most steel grades are used in the furnace or in the steel ladle during tapping Deoxidized aluminum. During this precipitation deoxidation, alumina particles are formed, which because of their Form of training and due to the high melting point only poorly or not at all in the ladle slag rise. When using pans with chamotte lining, depending on the content of metallic Al and Mn and other oxygen-affine companions reduce the silica from the pan lining. Included New alumina is constantly being formed in the steel and the oxidic degree of purity deteriorates.

Auch bei der Desoxydation mit Si und Mn entstehen im flüssigen Stahl der Pfanne Mn-Eisensilikate unterschiedlicher Zusammensetzung. Diese Silikate sind teils flüssig, teils fest und steigen ebenfalls nur sehr langsam in die Pfannenschlacke. Auch bei diesen Schmelzen ist der Reinheitsgrad an Oxyden teilweise unbefriedigend.During deoxidation with Si and Mn, different Mn iron silicates are formed in the liquid steel of the ladle Composition. These silicates are partly liquid, partly solid and also only rise very slowly into the pan slag. In these melts, too, the degree of purity of the oxides is partially unsatisfactory.

Neben der Verunreinigung an oxydischen und silikatischen Einschlüssen kommt es entscheidend auf die Verteilung und die Größe der Einschlüsse an. Für die Beurteilung des oxydischen Reinheitsgrades nach Größe und Menge wird eine vom VDEh herausgegebene Norm benutzt (Mikroskopische Prüfung von Edelstahlen auf nichtmetallische Einschlüsse mit Bildreihen nach Stahleisen Prüfblatt 1570, Aug. 71).In addition to the contamination of oxidic and silicate inclusions, it is crucial the distribution and size of the inclusions. For the assessment of the oxidic degree of purity according to A standard issued by the VDEh is used for size and quantity (microscopic examination of Stainless steel for non-metallic inclusions with series of images according to Stahleisen test sheet 1570, Aug. 71).

Die Oxyde und Silikate werden je nach ihrer Beschaffenheit beim Warmwalzen zertrümmert und stellen in den meisten Fällen wegen der Inhomogenität des Stahls eine Gefahr dar. Besonders beim Walzen von Feinblech und beim Ziehen von Draht tritt eine Metalltrennung an diesen Stellen und damit ein Reißen auf. Auch der Gehalt an Sulfiden beeinflußt die Stahlgüte, besonders im Hinblick auf die Zähigkeit. Der Schwefel liegt normalerweise als Mangansulfid mitThe oxides and silicates are shattered and depending on their nature during hot rolling are in most cases a danger because of the inhomogeneity of the steel. Especially when rolling Thin sheet metal and when pulling wire, metal separation occurs at these points and thus tearing on. The sulphide content also influences the steel quality, especially with regard to toughness. Of the Sulfur is usually present as manganese sulfide

35, unterschiedlichen Eisengehalten vor. Die Sulfide sind dadurch gekennzeichnet, daß sie sich bei Walztemperatur zu plastisch dünnen Fäden verformen lassen, die bei der Kaltbeanspruchung in Längs- und Quer- und auch in Dickenrichtung eine Kerbwirkung ausüben und für eine geringe Kerbschlagzähigkeit verantwortlich sind.35, different iron contents. The sulfides are characterized in that they can be deformed at the rolling temperature to form thin plastic filaments, which at the cold stress in the longitudinal and transverse and also in the thickness direction exert a notch effect and for a low impact strength are responsible.

Es ist bereits bekannt, Stahlfeinungsmittel zu verwenden, die aus 35% bis 60% Portland-Zement, 5% bis 20% Fluorit, 20% bis 40% Schamottepulver, 2% bis 15% Kohlespender und 2% bis 15% kalzinierter Soda bestehen. Die Aufgabe derartiger Feinungsmittel besteht- darin, eine Abdeckschlacke zu bilden, um nichtmetallische Einschlüsse, z. B. Kieselsäure oder Aluminiumoxyd zu absorbieren, wenn die ausgeschiedenen Einschlüsse die Oberfläche der Stahlschmelze erreichen (DT-OS 19 28 844).It is already known to use steel refiners that consist of 35% to 60% Portland cement, 5% up to 20% fluorite, 20% to 40% fireclay powder, 2% to 15% charcoal and 2% to 15% calcined soda exist. The task of such fining agents is to form a covering slag in order to non-metallic inclusions, e.g. B. to absorb silica or alumina when the excreted Inclusions reach the surface of the steel melt (DT-OS 19 28 844).

Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, die feinstverteilten Schwebeteilchen der Desoxydations- und Entschwefelungsprodukte, die sich normalerweise nicht aus der Stahlschmelze entfernen lassen und daher nicht in die Abdeckschlacke gelangen können, aus der Stahlschmelze abzuscheiden.The invention has set itself the task of removing the finely distributed suspended particles of the deoxidation and desulfurization products, which normally do not remove themselves from the molten steel and therefore cannot get into the covering slag, to be deposited from the molten steel.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die nach der Desoxydation und/oder Entschwefelung vorhandenen feinen Schwebeteilchen aus der Stahlschmelze durch Einblasen eines Mineralgemisches aus CaO, SiO2 und AI2O3 in den flüssigen Stahl koaguliert und ausgespült werden. Dem Mineralgemisch kann auch MgO zugesetzt werden.The invention solves this problem by coagulating and rinsing the fine suspended particles from the molten steel after deoxidation and / or desulfurization by blowing a mineral mixture of CaO, SiO 2 and Al2O3 into the liquid steel. MgO can also be added to the mineral mixture.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schmilzt das verwendete Mineralgemisch in einem Temperaturbereich von etwa 1300 bis 1400° C. Das Mineralgemisch sollte möglichst arm an Eisen- und Mn-Oxyden sein.According to a preferred embodiment of the invention, the mineral mixture used melts in a temperature range of about 1300 to 1400 ° C. The mineral mixture should be as low as possible in iron and Be Mn oxides.

Die Vorbereitung des Mineralgemisches erfolgt vorteilhafterweise durch Aufschmelzen, wonach nach erfolgtem Erstarren dieses auf eine Korngröße von 0 bis 0,5 mm gemahlen wird.The preparation of the mineral mixture is advantageously carried out by melting, after which after Once it has solidified, it is ground to a grain size of 0 to 0.5 mm.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat ergeben, daß je nach Menge der vorhandenen oxydischen Verunreinigungen zwischen 0,75 und 2,5 kg/t Stahl des Mineralgemisches eingeblasen wird.Carrying out the process according to the invention has shown that, depending on the amount of the Oxydic impurities between 0.75 and 2.5 kg / t steel of the mineral mixture is blown.

Vorzugsweise wird für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Mineralgemisch, to bestehend aus 42% CaO, 35% SiO2, 11,5% Al2O3, Rest MgO und 3% bis 4% sonstige Bestandteile, wie z. B. Alkalien, verwendet.A mineral mixture consisting of 42% CaO, 35% SiO 2 , 11.5% Al 2 O 3 , the remainder MgO and 3% to 4% other constituents, such as e.g. B. alkalis used.

Mit dem Mineralgemisch kann auch ein Entschwefelungsmittel gleichzeitig eingeblasen werden. Zum Einblasen kann Argon in einer Menge von 5 bis 20 l/kg benutzt werden.A desulfurizing agent can also be used with the mineral mixture are blown in at the same time. Argon can be injected in an amount of 5 to 20 l / kg to be used.

Hüttenschlacken geeigneter Zusammensetzung können für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise verwendet werden.Slag of suitable composition can be used for the implementation of the invention Method can be used advantageously.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können im Gegensatz zu dem beschriebenen bekannten Verfahren noch die feinstverteilten Schwebeteilchen abgeschieden werden. Ein bekanntes Feinungsmittel wäre für eine solche Behandlung ungeeignet, weil darauf geachtet werden muß, daß bei der Lösung der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung keine Oxydationsmittel, Kohlenstoffbestandteile oder andere Bestandteile verwendet werden, die die Stahlschmelze verändern könnten. Das erfindungsgemäße Mineralgemisch ist neutral und führt zu einer Koagulation der normalerweise nicht abscheidungsfähigen Schwebeteilchen.With the method according to the invention, in contrast to the known method described the finely distributed suspended particles are still separated. A well-known refinement agent would be for one Such treatment is unsuitable because care must be taken when solving the problem The present invention does not use oxidizing agents, carbon components, or other components that could alter the molten steel. The mineral mixture according to the invention is neutral and leads to coagulation of the suspended particles that are normally not separable.

Ferner hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die reinigende Wirkung dieses Gemisches auf den oxydischen Reinheitsgrad auch bei Pfannen mit Schamotteauskleidung eintritt. Eine noch größere Überraschung bedeutete es aber, daß dieses Gemisch bei Zusätzen von Kalziumkarbid oder CaSi oder metallischem Mg gleichzeitig eine entschwefelnde Wirkung ausübt, die um so größer ist, je sauerstoffärmer der zu behandelnde Stahl ist (bei basisch zugestellter Pfanne). Natürlich ist der Grad der Entschwefelung von der Menge der zugesetzten Entschwefelungsmittel abhängig. Das erfindungsgemäße Mineralgemisch, gegebenenfalls vermengt mit Entschwefelungsmittel, verbessert den oxydischen und sulfidischen Reinheitsgrad des Stahls. Die Verbesserung tritt auch bei jenen Stahlgüten ein, die vornehmlich mit Si und Mn desoxydiert sind, und bei denen die Eisenmangansilikate die Verunreinigungen darstellen. Der Grad der Entschwefelung ist bei diesen Schmelzen von dem Grad der Desoxydation abhängig. Bei nicht weitgehend desoxydierten Schmelzen kann selbst die Anwesenheit von Kalziumkarbid, CaSi und Mg keine besonders entschwefelnde Wirkung ausüben, es sei denn, daß größere Mengen über einen langen Zeitraum eingeblasen werden.Furthermore, it has surprisingly been found that the cleaning effect of this mixture on the Oxydic degree of purity also occurs in pans with fireclay lining. An even bigger one Surprisingly, it meant that this mixture with the addition of calcium carbide or CaSi or metallic Mg at the same time exerts a desulphurizing effect, which is greater, the less oxygenated the steel to be treated is (with a base lined pan). Of course, the degree of desulfurization is from depending on the amount of desulphurising agent added. The mineral mixture according to the invention, if appropriate mixed with desulphurising agent, improves the oxidic and sulphidic degree of purity of steel. The improvement also occurs with those steel grades that are primarily used with Si and Mn are deoxidized, and in which the iron manganese silicates are the impurities. The degree of desulfurization depends on the degree of deoxidation in these melts. When not largely deoxidized Even the presence of calcium carbide, CaSi and Mg cannot melt with a particularly desulphurising effect Have an effect unless larger quantities have been blown in over a long period of time will.

Das Verfahren ist sehr einfach und überall anwendbar. Der Temperaturverlust ist sehr gering, die Behandlungsdauer vorzugsweise zwischen 4 und 12 min. Mit diesem Verfahren gelingt es, im Rahmen der Pfannenmetallurgie in einer Operation den Schwefel im Stahl abzubauen und gleichzeitig den oxydischen Reinheitsgrad zu verbessern.The procedure is very simple and can be used anywhere. The temperature loss is very small Treatment time preferably between 4 and 12 minutes Ladle metallurgy to break down the sulfur in the steel and at the same time the oxidic in one operation To improve the degree of purity.

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Verbesserung des sulfidischen und oxydischen Reinheitsgrades von desoxydierten und/oder mit Entschwefelungsmittel behandelten Stahlschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Desoxydation und/oder Entschwefelung vorhandenen feinen Schwebeteilchen aus der Stahlschmelze durch Einblasen eines Mineralgemisches aus CaO, SiO2 und AI2O3 in den flüssigen Stahl koaguliert und ausgespült werden.1. A method for improving the sulphidic and oxidic degree of purity of deoxidized and / or treated steel melts, characterized in that the fine suspended particles from the steel melt present after deoxidation and / or desulfurization by blowing in a mineral mixture of CaO, SiO 2 and Al2O3 in the liquid steel is coagulated and flushed out. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mineralgemisch auch MgO zugesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mineral mixture and MgO is added. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Mineralgemisch in einem Temperaturbereich von 1300 und 1400° C schmilzt und außerdem arm an Eisen- und Mn-Oxyden ist.3. The method according to claim i or 2, characterized in that the mineral mixture used melts in a temperature range of 1300 and 1400 ° C and is also poor in iron and Mn oxides is. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralgemisch aufgeschmolzen wird und nach dem Erstarren vorzugsweise auf eine Korngröße von 0 bis 0,5 mm gemahlen wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral mixture is melted and, after solidification, preferably to a grain size of 0 is ground up to 0.5 mm. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Menge der vorhandenen oxydischen Verunreinigungen zwischen 0,75 und 2,5 kg/t Stahl des Mineralgemisches eingeblasen wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that depending on Amount of oxidic impurities present between 0.75 and 2.5 kg / t steel of the mineral mixture is blown in. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mineralgemisch, bestehend aus 42% CaO, 35% SiO2, 11,5% Al2O3, Rest MgO und 3% bis 4% sonstige Bestandteile, verwendet wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a mineral mixture consisting of 42% CaO, 35% SiO 2 , 11.5% Al 2 O 3 , the remainder MgO and 3% to 4% other ingredients is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralgemisch sowie ein Entschwefelungsmittel gleichzeitig eingeblasen werden. 7. The method according to claim 1, characterized in that that the mineral mixture and a desulfurizing agent are blown in at the same time. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einblasen Argon in einer Menge von 5 bis 20 l/kg Mineralgemisch benutzt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for Blowing in argon in an amount of 5 to 20 l / kg mineral mixture is used. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralgemisch eine Hüttenschlacke geeigneter Zusammensetzung verwendet wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral mixture a slag of suitable composition is used.
DE19762631368 1976-07-13 1976-07-13 PROCESS FOR IMPROVING THE SULFIDIC AND OXYDIC LEVEL OF PURITY OF DESOXIDIZED AND / OR DESULFURIZED STEEL MELT Withdrawn DE2631368B1 (en)

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