DE1959923A1

DE1959923A1 - Verfahren zur Schnellbestimmung des Kohlenstoffgehalts einer Stahlschmelze

Info

Publication number: DE1959923A1
Application number: DE19691959923
Authority: DE
Inventors: Noriyoshi Nagaoka; Genichi Usui
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1970-11-12
Also published as: DE1959923C3; AT297371B; DE1959923B2; FR2024638A1; GB1293357A; CA922537A; NL6917826A; JPS5022434B1

Description

Nippon Kokan Kabushiki Kaisha

Tokio, Japan 2 & NOV.

Verfahren zur SohnellbeStimmung des Kohlenstoff— gehalts einer Stahlschmelze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellbestimmung des Kohlenstoffgehalts einer Stahlschmelze und insbesondere ein Verfahren zur Anordnung metallischer Kühl- a mittel im Inneren eines Probengefäßes.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung des bereits vorgeschlagenen Verfahrens zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts auf der Basis einer Soliduslinie mittels einer Wärmeanalyse dar, bei welchem ein vergossener flüssiger Stahl in einer Kohlenstoff-Bestimmungsvorrichtung verfestigt wird.

Die Anmelderin hat bereits ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts einer Stahlschmelze nach dem oben erwähnten Grundprinzip vorgeschlagen, wie es im Patent (Patentanmeldung) P 19 19 117*4 { beschrieben ist.

Eine derartige Vorrichtung ist zur gleichzeitigen Bestimmung des Kohlenstoffgehalts und der Temperatur des flüssigen Stahls während des Blasvorgangs derart aufgebaut, daß sie ein Probengefäß mit einer öffnung in seiner Seitenwand, ein an der Innenseite des Bodens des Probengefäßes angeordnetes Thermoelement, ein an der Boden-Außenseite des Probengefäßes vorgesehenes zweites Thermoelement, sine Hilfs-Sonde zur Halterung des Probengefäßes, eine Einrieb.«

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tung zum Durchblasen von Gas bzw. Luft durch die HilfsSonde und einen am Oberteil des Probengefäßes angeordneten durchlässigen Stopfen aufweist, welcher eifien ungehinderten Luftaustritt ermöglicht, einen Rück- bzw. Gegenstrom jedoch verhindert. Damit kann der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze mittels des im Boden des Probengefäßes angeordneten Thermoelements und der damit festgestellten Kurve des zeitlichen Abkühlungsverlaufs, der die Temperatur der Liquiduslinie deutlich anzeigt, schnell ermittelt werden.

Wenn jedoch hierbei der flüssige Stahl in ein Probengefäß einer Kohlenstoff-Bestimmungsvorrichtung eingeführt wird, kann möglicherweise die Bestimmung der zu messenden richtigen Temperatur des Verfestigungspunkts verzögert werden. Darüber hinaus zerstört der hohe Temperatur besitzende flüssige Stahl ein zum Schutz einer thermischen Analysiereinrichtung dienendes Quarzrohr, wodurch sich ein instabiler Zustand der Verfestigungstemperatur ergeben kann. Auf diese Weise werden Meß-TJngenauigkeiten verursacht· Die optimale Temperatur der in das Probengefäß einfließenden Stahlschmelze wird daher im allgemeinen als um etwa 30 - 50⁰C über dem Verfestigungspunkt liegend angesehen. Die Temperatur des geschmolzenen Stahls selbst läßt sich leicht bestimmen, indem sie in entsprechenden Abständen vor dem Eingießen der Schmelze in die Bestimmungsvorrichtung mittels eines Probelöffels von der Vorderseite eines Ofens her, z.B. eines Siemens-Martinofens, gemessen wird. Dieser Vorgang beansprucht jedoch eine Zeitspanne, die lang genug ist, um einen ungünstigen Einfluß auf die schnell durchzuführenden Prisen- und Blasvorgänge, wie das Bessemer- bzw* Thomasblaeverfahren, zu haben, wenn man berücksichtigt , daß das Herstellungsverfahren um so besser

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ist, je schneller die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts beendet ist.

Die vorliegende Erfindung ist mit dem Ziel der Ausschaltung jeglichen Zeitverzugs bei der Messung entwickelt worden, und ihr Merkmal besteht in der Anordnung von metallischen Kühlmitteln innerhalb der Probenkammer« Genauer gesagt, schafft die Erfindung ein Verfahren zur Schnellbestimmung des Kohlenstoffgehalts von in ein Probengefäß eingegossenem flüssigen Stahl auf der Basis der Soliduslinie infolge der thermischen Analyse im Verfestigungsbe- | reich der Stahlschmelze, dessen Besonderheit darin besteht, daß der geschmolzene Stahl unter der Einwirkung der in die Probenkammer eingebrachten metallischen Kühlmittel schnell auf die Verfestigungstemperatur gekühlt wird,

Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Schaffung eines Verfahrens zur Durchführung einer schnellen thermischen Analyse.

Ein anderes Erfindungsziel bezweckt die Schaffung eines Verfahrens zur Sohnellkühlung des geschmolzenen Stahls in der Probenkammer.

Im folgenden ist die Erfindung in Ausführungsbeiapielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es seigern

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Schnitt durch ein am Ende einer Hilfslanze angebrachtes Probengefäß,

Fig. 2 die Anwendung der Vorrichtung gemäß Fig· I bei einem Thomaskonverter,

w 3 einen Schnitt durch ein von der Stirnseite eines Ofens her angewandtes Probengefäß,

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Fig. 4 eine Darstellung der Art und Weise, auf welche flüssiger Stahl in das Probengefäß gemäß Fig. 3 gesohüttet wird,

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichtung der Ergebnisse der nach dem Verfahren gemäß dem eingangs genannten Patent durchgeführten Messung und

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Meßergebnisse bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird beim Blasen mittels einer Blaslanze 5 parallel zu dieser eine Hilfslanze 4 in den Ofen eingeführt. Die Hilfslanze 4 ist an ihrem unteren Ende mit einem Probengefäß 8 versehen, das eine seitliche Öffnung 3 aufweist, über welche der flüssige Stahl in die Probenkammer β¹ dee Probengefäßes θ einströmen kann.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine optimale Menge metallischer Kühlmittel 1 und 2 im Inneren der Kammer 8* angewandt, um die Temperatur des in die Kammer eingeflossenen flüssigen Stahls durch schnelles Schmelzen der Kühlmittel 1 und 2 schnell auf den Bereich seines Verfestigungspunkte zu senken« Als Kühlmittel 1 und 2 können Stahl, Kupfer, Aluminium und dgl. Verwendung finden; diese Mittel können in Form von Stangen, Spiralen bzw. Wendeln oder Körnchen in die Kammer 8' eingesetzt werden. Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, kann der Kohlenstoffgehalt auf der Basis der Soliduslinie innerhalb einiger Sekunden mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, d.h, der Kohlenstoffgehalt des Stahls wird durch thermische Analyse mit einem Thermoelement 9 und die tatsächliche

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Temperatur der Stahlschmelze mit einem Thermoelement 9^f gemessen.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Art und Weise, auf welche das erfindungsgemäße Verfahren an der Stirnseite des Ofens durchgeführt werden kann. Gemäß Fig. 3 sind die Kühlmittel 1 und 2 in die Proben-Kammer 8* eingesetzt, in welche der flüssige Stahl, wie in Fig. 4 dargestellt, mit Hilfe eines Probenlöffels bzw. einer Kelle 12 eingeschüttet wird. ™

Sowohl bei Verwendung des Probengefäßes 8 im Dfen als auch außerhalb des Ofens werden die Temperatur der Stahlschmelze und der Kohlenstoffgehalt des Stahls durch Anzeigegeräte 6 bzw. 7 über kompensierende Zuleitungen 11 bzw. 11* angezeigt. Fig* 5 veranschaulicht die Meßergebnisse beim Verfahren nach dem Patent P 19 19 117.4.

Beim Verfahren gemäß diesem genannten Patent werden, wie in Fig. 5 angedeutet, 31 Sekunden zur Messung des Kohlenstoff gehalts benötigt, was sich durch die Kurve gemäß Fig. 5 darstellen läßt. Ersiohtlicherweise ist die Kurve gemäß ä Fig. 5 flach, so daß die Ablesung des Verfestigungspunkts nicht immer einfach ist. Da hierbei die Meßzeit noch zu lang ist, kann das das Thermoelement 9 schützende Quarzrohr Beschädigungen erleiden und ist der Verfestigungspunkt des Stahls instabil, Fig. 6 zeigt dagegen die nach, dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Meßergebnisse. Der Übergang durch den Verfestigungsbereich dauert nur 4 Sekunden und der Verfestigungspunkt ist gemäß Fig. 6 so deutlich erkennbar, daß die Verfestigungtemperatur der in der

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Kammer befindlichen Stahlschmelze mit hoher Genauigkeit
bestimmt werden kann.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mithin die Messung des Kohlenstoffgehalts in
einer Stahlschmelze innerhalb einiger Sekunden und mit
hoher Genauigkeit. Dieses Verfahren liefert mithin bezüglich der Temperatur und des Kohlenstoffgehalts der Stahlschmelze innerhalb kurzer Zeitspanne so genaue Daten, daß es wesentlich verbesserte Blasverfahren mit hoher Produktionsleistung und ausgezeichneter Produkt-Qualität gewährleistet.

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Claims

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Pa t e η t a η s ρ r Ü ο h e

Verfahren zur Schnellbestimmung des Kohlenstoffgehalts einer Stahlschmelze, bei welchem der geschmolzene Stahl in ein Probengefäß einfließt oder eingeschüttet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in das Probengefäß metallische Kühlmittel eingesetzt werden, sodann der geschmolzene Stahl durch Aufschmelzen von Kühlmitteln bzw. unter deren Einwirkung zwangs« gekühlt wird und hierauf die Soliduslinie des geschmolzenen Stahls bei der. thermischen Analyse gemessen wird·

Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengefäß am Ende einer Hilfslanze befestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß das Probengefäß an der Stirnseite eines Ofens angeordnet wird.

4« Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als metallisches Kühlmittel Stahl, Kupfer oder Aluminium verwendet wird.

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