DE894702C

DE894702C - Verfahren zur Erzeugung eines windgefrischten Stahles mit Siemens-Martin-Stahl-Eigenschaften

Info

Publication number: DE894702C
Application number: DET1103D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Gille; Jakob Dr Willems
Original assignee: August Thyssen Huette AG
Current assignee: Thyssen AG
Priority date: 1944-04-07
Filing date: 1944-04-07
Publication date: 1953-10-26

Description

Verfahren zur Erzeugung eines ,windgefrischten Stahles mit Siemens-Martin-Stahl-Eigenschaften Es sind Vorschläge und Verfahren zur Erzeugung windgefrischten Stahles bekannt, der die Eigenschaften von Siemens-Martin-Stahl besitzt. Diese Verfahren arbeiten darauf hin, durch geeignete Maßnahmen den Stickstoffgehalt des Stahles wesentlich tiefer zu halten, als es bei normalem windgefrischtem Stahl der Fall ist. Man erreicht dies einmal durch Anwendung bestimmter Konverter- und Badabmessungen, dann durch Kühlung mit Erz gegen Ende der Entkohlung. Dabei läßt sich nicht jede Konverterform gleich gut benutzen, sondern man ist an besonders günstige Formen gebunden, und die durch Anwendung von Kühlmitteln kalt gehaltenen Schmelzen zeigen häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Vergießbarkeit. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gestattet es nun, in normalen Konvertern und bei so hohen Temperaturen, daß sich der Stahl normal vergießen läßt, Stahl mit Siemens-Martin-Stahl-Eigenschaften herzustellen. Das Verfahren beruht auf der durch zahlreiche Versuche erzielten neuen Erkenntnis, daß es Stoffe gibt, die mit dem im Eisen befindlichen Stickstoff in der Schmelze Verbindungen eingehen, welche teils koagulierbar und durch ihr vom Eisen verschiedenes spezifisches Gewicht ausscheidbar sind, teils in disperser und für den Stahl unschädlicher Form in der Schmelze verbleiben. Durch Zugabe dieser Stoffe läßt sich der an das Eisen gebundene Stickstoff wesentlich verringern. Als geeignete Stoffe haben sich Aluminium, Silicium,. Titan und Zirkon erwiesen. Das Verfahren besteht nun darin, der Schmelze im Konverter während des Blasens einen oder mehrere der genannten Stoffe zuzufügen, wobei diese Stoffe sowohl aus ihren Elementen als auch ihren Verbindungen oder Legierungen bestehen können. Die Zugabe kann bei Bessemerschmelzen schon während der Entkohlung erfolgen, bei Thomasschmelzen vorzugsweise bei Beginn oder während der Entphosphorung.
Als besonders wirksam hat sich erwiesen, die den im Eisen befindlichen Stickstoff abbindenden Stoffe in hochdisperser Form, vorzugsweise als Gas, Dampf oder Nebel, der Schmelze zuzuführen. Dazu eignen sich besonders die Verbindungen, welche einen niedrigen Siedepunkt haben bzw. bereits bei normalen Temperatur- und Druckverhältnissen flüssig sind, wie die Chloride Al C13, Si C14, Ti C14. Das Titanchloh'id ist beispielsweise unter normalen Verhältnissen flüssig. Mit Hilfe einer mit der Windleitung des Konverters verbundenen Zerstäubungsdüse kann man nun diese Flüssigkeit in feinsten Tröpfchen dem Winde beimischen und damit der Schmelze zuführen. In Berührung mit der Schmelze zerfällt das Chlorid in Titan und Chlor; ein Teil des Titans verbindet sich mit dem Stickstoff des Windes und setzt damit den Partialdruck des Stickstoffs und damit die Aufstickungsgeschwindigkeit herab, ein Teil bindet den Eisen-Stickstoff an sich. Das frei gewordene Chlor geht mit dem Wind aus der Schmelze heraus, da Eisenchlorid bei den vorhandenen hohen Temperaturen nicht beständig ist. Ebenso kann man das Chlorid, anstatt es zu zerstäuben, durch Erwärmung verdampfen und den Dampf dem Wind beimischen.
Bei der Mischung des Windes mit einer der genannten Verbindungen tritt außer den beschriebenen Wirkungen noch eine Reaktion mit dem Sauerstoff des Windes ein, die den Wirkungsgrad in bezug auf den Stickstoff beeinträchtigt. Um das zu vermeiden, werden die Dämpfe nicht außerhalb der Schmelze mit dem Wind vermischt, sondern durch besondere Blasdüsen der Schmelze zugeführt. Dafür benutzt man zweckmäßig Düsen am Rand des Blasdüsenkranzes, um die Berührungsmöglichkeit mit den im Bad aufsteigenden Windblasen zu unterbinden. Weiterhin ist es günstig, die für den Durchgang der Dämpfe vorgesehenen Blasdüsen kleiner zu halten als die normalen Winddüsen, um durch kleinere Blasen das für die Reaktion wichtige Verhältnis von Blasenoberfläche zu Blasenvolumen groß zu machen. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, den Durchmesser dieser Düsen auf oder unter zwei Drittel des Durchmessers der Winddüsen zu verringern. Um die Dämpfe von beispielsweise Ti C14 durch die besonderen Blasdüsen der Schmelze zuzuführen, müssen diese Düsen durch einen eigenen Windkasten von dem normalen Windkasten abgetrennt werden, zu dem eine besondere Leitung führt, durch welche die Dämpfe geblasen werden. Diese Dampfleitung wird beispielsweise bei Thomasschmelzen bis zu Ende der Entkohlung mit Wind betrieben und dann auf Dampf umgesteuert.
Die Abtrennung der besonderen Blasdüsen läßt sich vermeiden, wenn die Schmelze zuerst normal fertiggeblasen wird und dann durch ein Nachblasen mit den dampfförmigen Verbindungen der obengenannten Stoffe von dem an Eisen gebundenen Stickstoff befreit wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung eines windgefrischten Stahles mit Siemens-Martin-Stahl-Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze im Konverter Stoffe zugegeben werden, die mit dem im Eisen befindlichen Stickstoff ausscheidbare und/oder für den Stahl unschädliche Verbindungen bilden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe aus Aluminium, Silicium, Titan oder Zirkon sowie deren Verbindungen und Legierungen bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen mit niedrigem Siedepunkt, wie AI CIS, Si 04 und Ti C14, verwendet werden. q..
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe bei Bessemerschmelzen während der Entkohlung, bei Thomasschmelzen bei Beginn oder während der Entphosphorung zugegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe in hochdisperser Form, vorzugsweise als Gas, Dampf oder Nebel, der Schmelze zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe dem Wind beigemischt werden.
7. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe durch besondere Blasdüsen der Schmelze zugeführt werden. B. Verfahren nach Anspruch i bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Blasdüsen am Rand der mit Düsen besetzten Fläche des Konverterbodens liegen und durch einen eignen- Windkasten abgetrennt werden. g. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Blasdüsen einen kleineren Ouerschnitt haben als die Winddüsen. io. Verfahren nach Anspruch i bis 3 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe dem bereits normal fertiggeblasenen Stahl durch ein Nachblasen zugeführt werden.