DE1533911B1

DE1533911B1 - Process for the accurate production of steels with a uniformly low carbon content by treating the steel melts in a vacuum

Info

Publication number: DE1533911B1
Application number: DE19671533911
Authority: DE
Inventors: Knueppel Dr-Ing Helmut; Brotzmann Dr-Ing Karl
Original assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Current assignee: Eisenwerke Gesellschaf Maximilianshuette mbH
Priority date: 1967-02-14
Filing date: 1967-02-14
Publication date: 1969-10-16
Also published as: US3607229A; GB1171866A

Description

Die großtechnische Herstellung von Stahlschmelzen mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,005 °/o gewinnt in zunehmendem Maße an Bedeutung. Besonders wirtschaftliche Vorteile ergeben sich bei der Herstellung von Blechen aus diesen Stählen, die als Elektrobleche oder für die Direktweißemaillierung Verwendung finden. Die niedrigen Kohlenstoffgehalte, auf deren Gleichmäßigkeit es besonders ankommt, lassen sich durch eine Vakuumentkohlung erreichen. Dabei wird ein in üblichen Frischaggregaten hergestellter Stahl mit etwa 0,04% Kohlenstoff und 0,06 bis 0,08% Sauerstoff im Vakuum entkohlt. Das Problem der Vakuumentkohlung besteht aber darin, die für eine maximale Wirtschaftlichkeit, beispielsweise für Elektrobleche oder Bleche für eine ig Einschichtemaillierung, erforderlichen niedrigen Kohlenstoffgehalte mit großer Treffsicherheit und Gleichmäßigkeit zu erzielen. Die zur Zeit erreichbaren Kohlenstoffgehalte vakuumbehandelter Stähle schwanken jedoch zwischen 0,005 und 0,015 %. aoThe large-scale production of molten steel with a carbon content of about 0.005% is gaining ground increasingly important. There are particularly economic advantages with the Production of sheets from these steels, which are used as electrical sheets or for direct white enamelling Find use. The low carbon contents, the evenness of which is particularly important, can be achieved by vacuum decarburization. This is done in the usual fresh units Manufactured steel with about 0.04% carbon and 0.06 to 0.08% oxygen is decarburized in a vacuum. The problem with vacuum decarburization is, however, that for maximum economic efficiency, For example, for electrical steel sheets or sheets for ig single-layer enamelling, the low carbon content required to achieve with great accuracy and regularity. The currently achievable carbon content vacuum-treated steels, however, vary between 0.005 and 0.015%. ao

Es ist noch nicht gelungen, die Gründe für diese Schwankungen zu klären, obwohl man aus theoretischen Überlegungen schließen könnte, daß die Keimbildung für die Gasblasen die unterschiedlichen Endkohlenstoffgehalte bedingt. Es ist daher bereits versucht worden, durch Einleiten eines Gases in die im Vakuumbehälter befindliche Schmelze eine gleichmäßige Entgasung zu erreichen. Aber auch damit konnte der angestrebte Erfolg nicht erreicht werden. Bekannt ist es auch, daß Oberflächenrauhigkeiten des Futters üblicher Konverter bevorzugt als Anlagerungskeime für die Bildung von Kohlenmonoxyd dienen. Daraus ergibt sich jedoch nur eine geringfügige Verbesserung der Entgasung, da die Oberflächenrauhigkeit gegenüber der großen Schmelzmenge völlig in den Hintergrund tritt.It has not yet been possible to clarify the reasons for these fluctuations, although from theoretical ones Considerations could conclude that the nucleation for the gas bubbles is the different final carbon contents conditional. It has therefore already been attempted by introducing a gas into the im Melt in the vacuum container to achieve uniform degassing. But also with that the desired success could not be achieved. It is also known that the surface roughness of the Conventional feed converters preferably serve as attachment nuclei for the formation of carbon monoxide. However, this results in only a slight improvement in the degassing, since the surface roughness takes a back seat to the large amount of melt.

Die Erfindung löst das Problem treffsicherer und gleichmäßiger Endkohlenstoffgehalte bei der Vakuumbehandlung in der Weise, daß dem flüssigen Stahl vor oder während der Vakuumentgasung körnige feuerfeste Stoffe, in erster Linie körniger Kalk, zugesetzt werden. Einzelheiten des Verfahrens werden nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert, bei denen das Entgasen nach dem bekannten Vakuumheber- bzw. Teilmengenverfahren erfolgt, das die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders deutlich macht, ohne daß die Erfindung auf diese Art der Stahlentgasung beschränkt ist.The invention solves the problem of more accurate and uniform final carbon contents in the vacuum treatment in such a way that the liquid steel grains before or during the vacuum degassing Refractories, primarily granular lime, are added. Details of the procedure will be explained below with reference to exemplary embodiments of the more detailed, in which the degassing according to the known vacuum lifter or partial quantity method takes place, which the advantages of the method according to the invention makes it particularly clear, without the invention being restricted to this type of steel degassing is.

Bei der Entgasung einer 35-t-Schmelze, die aus einem LD-Tiegel mit 0,04 % Kohlenstoff und 0,070% Sauerstoff abgestochen wurde, werden in den auf das in den zu entgasenden Stahl eintauchende Ende des vom Boden des Vakuumgefäßes abgehenden Ansaugstutzen aufgesetzten kegelförmigen Schlackenabweiser etwa 10 kg abgesiebten gebrannten Kalkes einer Körnung von 2 bis 4 mm eingefüllt. Bei jeder Teilbehandlung gelangen in das Vakuumgefäß etwa 61 flüssiger Stahl. Bei einer Gesamtbehandlungszeit von etwa 10 Minuten nach insgesamt 30 Teilbehandlungen ist ein Endkohlenstoffgehalt von 0,005 °/o erreicht.During the degassing of a 35 t melt, which was made from an LD crucible with 0.04% carbon and 0.070% Oxygen is tapped into the end of the that is immersed in the steel to be degassed suction nozzles extending from the bottom of the vacuum vessel attached conical slag deflector approx. 10 kg of screened burnt lime of one grain size filled in from 2 to 4 mm. With each partial treatment, about 61 liquids get into the vacuum vessel Stole. With a total treatment time of about 10 minutes after a total of 30 partial treatments reached a final carbon content of 0.005%.

Gelegentlich kann es auch vorteilhaft sein, einen Teil oder die gesamte Kalkmenge während der Vakuumbehandlung in das Entgasungsgefäß zu geben. Besonders vorteilhaft wird dabei so verfahren, daß man den ersten Teil der Entgasungsbehandlung, bei der an sich große Gasmengen freigesetzt werden — für das genannte Beispiel geschieht das in etwa 10 bis 15 Teilmengenbehandlungen —, ohne Zusatz von Kalk ablaufen läßt und dann erst die für die Erzielung der niedrigen Endkohlenstoffgehalte erforderliche Kalkmenge durch die üblichen Zugabeschleusen auf einmal oder portionsweise in das Entgasungsgefäß eingeführt werden.Occasionally it can also be beneficial to use some or all of the lime during the To give vacuum treatment in the degassing vessel. It is particularly advantageous to proceed in such a way that the first part of the degassing treatment, in which large amounts of gas are released - for the example mentioned, this happens in about 10 to 15 partial treatments - without the addition of Lime can run off and only then that for the achievement Due to the low final carbon content, the required amount of lime through the usual feed locks be introduced into the degassing vessel once or in portions.

Die günstigste Arbeitsweise ist an Hand einer Druckkurve (Druckverlauf in Abhängigkeit von der Zeit) festzustellen. Die Auswirkung der Kalkzugabe läßt sich hier aus der erhöhten mit einem Druckanstieg verbundenen Gasabscheidung leicht ablesen.The best way of working is based on a pressure curve (pressure curve depending on the Time). The effect of the addition of lime can be seen here from the increased pressure increase easily read off associated gas separation.

Unter bestimmten Bedingungen hat sich auch eine andere Variante dieses Verfahrens bewährt, und zwar in der Art, daß der Kalk vor Beginn der Entgasungsbehandlung auf den Boden des Entgasungsgefäßes gestreut wird. Bei dieser Arbeitsweise erreicht man die günstigste Wirkung jedoch erst unter Verwendung einer gröberen Körnung des Kalkes, z. B. bei einer Körnung von etwa 1 cm.Another variant of this procedure has proven itself under certain conditions, namely in such a way that the lime reaches the bottom of the degassing vessel before the degassing treatment begins is scattered. In this way of working, however, the most favorable effect is only achieved by using it a coarser grain of lime, e.g. B. at a grain size of about 1 cm.

Vorstehende Beispiele geben die optimalen Bedingungen für eine treffsichere Senkung des Kohlenstoffgehaltes von Stahlschmelzen durch eine Vakuumbehandlung auf Werte von etwa 0,005% an. Wird von der Verwendung einer optimalen Kalkkörnung von 2 bis 4 mm zu einer größeren Körnung z. B. von etwa 1 cm übergegangen, dann ergibt sich trotzdem noch ein merklicher Erfolg im Sinne der Erfindung. So konnte beispielsweise unter den gleichen Bedingungen wie den beschriebenen schon mit dem Zusatz von 3 kg Kalk einer Körnung von etwa 5 mm eine beträchtliche Verbesserung der Entkohlung des Stahles erreicht werden.The above examples provide the optimal conditions for an accurate lowering of the carbon content of steel melts to values of about 0.005% by means of a vacuum treatment. Will from the use of an optimal lime grain size of 2 to 4 mm to a larger grain size z. B. from about 1 cm passed over, then there is still a noticeable success within the meaning of the invention. For example, under the same conditions as those described, it was possible to add of 3 kg of lime with a grain size of about 5 mm a considerable improvement in the decarburization of the Steel can be achieved.

Das Verfahren nach der Erfindung kann, obwohl seine Bedeutung dort nicht so entscheidend ist, auch zur Erzielung niedrigster Sauerstoffgehalte von Schmelzen mit höheren Kohlenstoffgehalten angewendet werden. Auch dort beobachtete man, daß es schwierig ist, die letzten kleinen Gasmengen zu entfernen.The method according to the invention, although its importance is not so critical there, can too used to achieve the lowest oxygen content in melts with higher carbon contents will. There, too, it was observed that it was difficult to get the last small amounts of gas remove.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Kalkzugaben sich vorteilhaft auf die Haltbarkeit der feuerfesten Zustellungen auswirken. So konnte beispielsweise die Haltbarkeit der bei einem Vakuumhebergefäß (Teilmengenentgasung) verwendeten Magnesitzustellung, die bei etwa 100 Schmelzen lag, auf mehr als das Doppelte erhöht werden.It has also been shown that the addition of lime has an advantageous effect on the durability of the refractory Affect deliveries. For example, the shelf life of a vacuum lifter vessel (partial degassing) used magnesite infeed, which was around 100 melts, to more than that Double increases.

Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht auf die Verwendung von körnigem Kalk beschränkt. So ließen sich beispielsweise auch günstige Ergebnisse bei der Verwendung von gekörntem Kalkstein oder körniger Tonerde erzielen.The method according to the invention is not limited to the use of granular lime. So For example, you can also get favorable results when using grained limestone or granular clay.

Claims

Patent claims:

1. Process for the accurate production of steels with a consistently low carbon content by treating the steel melts in a vacuum, characterized in that one of the usual fresh units with about 0.04% carbon and 0.06 to 0.08% oxygen withdrawn molten steel in the presence of refractory materials grained to about 2 to 4 mm, primarily lime, to a carbon content is degassed by about 0.005%.

2. The use of granular limestone or granular clay for the purpose according to claim 1.