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DE3233439C2 - Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl - Google Patents

Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl

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Publication number
DE3233439C2
DE3233439C2 DE3233439A DE3233439A DE3233439C2 DE 3233439 C2 DE3233439 C2 DE 3233439C2 DE 3233439 A DE3233439 A DE 3233439A DE 3233439 A DE3233439 A DE 3233439A DE 3233439 C2 DE3233439 C2 DE 3233439C2
Authority
DE
Germany
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steel
per
dephosphorization
sodium ferrite
soda
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.)
Expired
Application number
DE3233439A
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English (en)
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DE3233439A1 (de
Inventor
Horst Dr.-Ing. 3340 Wolfenbüttel Miska
Uwe Dr.-Ing. 3320 Salzgitter Schierloh
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.)
Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Original Assignee
Stahlwerke Pein Salzgitter AG
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Publication date
Application filed by Stahlwerke Pein Salzgitter AG filed Critical Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Priority to DE3233439A priority Critical patent/DE3233439C2/de
Publication of DE3233439A1 publication Critical patent/DE3233439A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3233439C2 publication Critical patent/DE3233439C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising
    • C21C7/0645Agents used for dephosphorising or desulfurising
    • 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
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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
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Abstract

Die Erzielung von Stählen mit besonders niedrigen Phos phorgehalten ist für einige Verwendungszwecke von besonderer Wichtigkeit. Das vorliegende Verfahren benutzt Natriumferrit, das durch Sinterung von Eisenoxiden und Soda hergestellt wurde zur Entphosphorung des flüssigen Stahles in der Pfanne. Für die Herstellung des Natriumferrits kann vorteilhafterweise der angefallene, feinkörnige Konverterstaub Verwendung finden. Durch den Einsatz von Natriumferrit wird die gegenüber dem Einsatz von Soda anfallende Rauchmenge minimiert und der Auswurf von flüssigem Stahl verhindert. Außerdem wird der Verschleiß der Feuerfestzusammenstellung stark reduziert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl mit Hilfe von durch Sinterung von Eisenoxid und Soda gewonnenem Natriumferrit auf Phosphorgehalte von unter 0,012 Prozent in der Fertiganalyse des abgegossenen Stahles.
Stähle mit niedrigen Phosphorgehalten für besonders hohe Beanspruchung erlangen zunehmend Bedeutung. Dies gilt zum Beispiel für Stahlsorten, die im Reaktorbau Verwendung finden oder im Rohrleitungsbau unter extremen Witterungsverhältnissen eingesetzt werden.
Zur Erzielung extrem niedriger Phosphorgehalte sind verschiedene Verfahren bekannt.
So werden z. B. in Japan sehr niedrige Phosphorgehalte im Stahl dadurch erzielt, daß das Roheisen nach seiner Entsilizierung einer Entphosphorung mit z. B. Soda unterworfen wird. Eine solche Verfahrensweise setzt allerdings einen niedrigen Schrotteinsatz im Konverter beim Verblasen des Roheisens voraus. Der Schrott selber muß besonders phosphorarm sein.
Eine andere bekannte Methode ist das Behandeln von beruhigten Stahlschmelzen mit kalziumfluorid/kalziumchoridhaltigen Entphosphorungsmitteln. Die Einführung dieses Verfahrens in die betriebliche Praxis ist nicht bekannt.
Weiterhin ist der direkte Einsatz von Soda oder sodahaltigen Gemischen im Konverter zur Reduzierung des Phosphorgehaltes bekannt.
Nachteilig ist hierbei jedoch, daß, bedingt durch die hohen Temperaturen im Konverter die Na2O-Verluste sehr hoch s il. Außerdem bewirken die aggressiven Na2O-haltige:i Schlacken bei den hohen Temperaturen und langen Verweilzeiten einen starken Verschleiß der kostenintensiven Konverterzustellung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem niedrige Phosphorgehalte im flüssigen Stahl, nämlich Werte von unter 0.012 Prozent in der Fertiganalyse des abgegossenen Stahles erzielt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl mit Hilfe von durch Sinterung von Eisenoxid und Soda gewonnenem Natriumferrit vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Natriumferrit in einer Menge von 0,2 bis 0,8 kg je t Stahl und je Prozent des angestrebten Entphosphorungsgrades, jedoch maximal in einer Menge von 3,5 kg je t Stahl und je 10°C Temperaturdifferenz zwischen der Abstich- und der Liquidustemperatur des Stahles eingesetzt wird.
Eine besondere Ausbildungsform des Verfahrens ist nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumferrit in einer Menge von 03 bis 0,5 kg je t Stahl und je Prozent des angestrebten Entphosphorungsgrades, jedoch maximal in einer Menge von 3,5 kg je t Stahl und je 10°CTemperaturdifferenz zwischen der Abstich- und der Liquidustemperatur des Stahles eingesetzt wird.
?.o Der Entphosphorungsgrad wird hierbei definiert als das Verhältnis:
Py»r(%)-
Pv,„(%)
100,
wobei Pvurden Phosphorgehalt vor der Entphosphorung mit Natriumferrit und P„ach den Phosphorgehalt nach der Entphosphorung wiedergibt.
Der entscheidende Vorteil dieser Erfindung ist, daß bei dem Einsatz von Soda und Eisenoxiden kein schädliches Gas in der Entphosphorungsphase abgespalten wird und somit auch die Rauchentwicklung auf ein Minimum reduziert werden kann. Vor allem aber wird kein Stahl durch heftige Gasentwicklung infolge von Karbonatzersetzung aus der Pfanne geschleudert. Vorteilhaft ist auch weiterhin, daß die NajO-haltigen Schlacken in der Pfanne im Vergleich zum Konverter bei niedrigeren Temperaturen und in kürzeren Zeiten verweilen und somit den Verschleiß der Feuerfestzustellung begrenzen.
Darüber hinaus ist es nach Anspruch 3 besonders vorteilhaft, daß zur Herstellung des Natriumferrites als Entphosphorungsmittel vorzugsweise der aus der Entstaubung des Sauerstoffaufblaskonverters stammende, kieselsäurearme Konverterstaub oder andere feinkörnige und kieselsäurearme, eisenoxidreiche Stoffgemische zusammen mit feinkörniger Soda verwendet werden.
Es ist jedoch zu beachten, daß bei einer relativ niedrigen Abstichtemperatur, die Entphosphorung nur bis zu einem Wert durchgeführt werden kann, der durch die Einschränkung des Entphosphorungsmittels auf 3,5 kg je t Stahl und je 10° C Temperaturdifferenz zwischen Abstich- und Liquidustemperatur vorgegeben ist.
Durch das folgende Beispiel soll der Verfahrensablauf gemäß der Erfindung näher erläutert werden.
Das Natriumferrit wird durch oxidierendes Sintern von Gemischen aus Eisenoxiden und Soda erzeugt.
Hierbei wird der in den Entstaubungsfiltern angefallene eisenoxidreiche Staub der Konverterabgase verwendet. Die Mischung aus Konverterstaub und Soda im Verhältnis 1 :O,75 wurde 3 Stunden lang bei 900°C unter Luftzutritt geglüht. Die gesinterte Mischung wurde
b5 nach dem Glühen auf < 1 mm zerkleinert.
Die chemische Analyse des Sinters ergab folgende Zusammensetzung:
FegC5 Fe2+ Na2O CaO
39.6% 0.2% 27,2% 83
Die Entphosphorung wurde in einem Induktionsofen an einer Versuchsschmelze von 25 kg durchgeführt Der Stahl wies vor der Entphosphorung u. a. folgende Analyse auf:
10
0,05% 0,015% 0.013%
15
Die Tempei atur des Stahles betrug vor der Behandlung 1618°C
Zur Entphosphorung wurde das nach obigem Sinterprozeß erzeugte Natriumferrit in einer Menge von umgerechnet 30 kg je t Stahl innerhalb einer halben Minute durch Einrühren in die Schmelze eingesetzt. Die Durchmischung wurde durch ein vierminütiges Einblasen von Stickstoff in die Schmelze durchgeführt. Hierdurch sollen die Vermischungsbedingungen beim Abstich des Stahles aus einem Konverter in die Pfanne simuliert werden.
Danach wurde die Schlacke von der Schmelze entfernt.
Die Stahlanalyse wies nur für Schwefel und Phosphor folgende Werte auf:
0,015% 0,005%
Die Temperatur des Stahles war durch den Entphosphorungsprozeß von 1618° C auf 1560° C gesunken.
Da der Phosphorgehalt um 0,008% abgesunken war, ergab sich unter den Versuchsbedingungen für die Entphosphorung eine tatsächlich benötigte Menge von 0,49 kg je t Stahl und je Prozent des erreichten Entphosphorungsgrades.
Die Temperaturdifferenz zwischen Abstichtemperatur (1618°C) und Liquidustemperatur (bei 0,05% Kohlenstoffetwa 1523°C) betrug 95°C. Infolgedessen wurde die hierfür höchstmögliche Einsatzmenge an Entphosphorungsmitteln von 33,25 kg je t Stahl nicht überschritten.
Durch das Absinken der Stahltemperatur infolge des Entphosphorungsprozesses werden die Entphosphorungsbedingungen im thermodynamischen Sinn verbessert. Da aber im Anschluß an die Entphosphorung die Stahlschmelze noch auflegiert werden und eventuell speziellen pfannenmetallurgischen Behandlungen unterzogen werden muß, ist in vielen Fällen ein Aufheizen des Stahles nach der Entphosphorung notwendig. Dies auch aus dem Grunde, um optimale Gießtemperaturen für eine nachgeschaltete Stranggießanlage zu erreichen.
60
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl mit Hilfe von durch Sinterung von Eisenoxid und Soda gewonnenem Natriumferrit auf Phosphorgehalte von unter 0,012 Prozent in der Fertiganalyse des abgegossenen Stahles, dadu'rch gekennzeichnet, daß das Natriumferrit in einer Menge von 0,2 bis 0,8 kg je t Stahl und je Prozent des angestrebten Entphosphorungsgrades, jedoch maximal in einer Menge von 3,5 kg je t Stahl und je 100C Temperaturdifferenz zwischen der Abstich- und der Liquidustemperatur des Stahles eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumferrit in einer Menge von 0,3 bis 0,5 kg je t Stahl und je Prozent des angestrebten Entphosphorungsgrades, jedoch maximal in einer Menge von 3,5 kg je t Stahl und je 10° C Temperaturdifferenz zwischen der Abstich- und der Liquidustemperatur des Stahles eingesetzt wird.
3. Natriumferrit als Entphosphorungsmittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sinterung kieselsäurearmer Konverterstaub oder andere feinkörnige und kieselsäurearme, eisenoxidreiche Stoffgemische zusammen mit feinkörniger Soda verwendet werden.
DE3233439A 1982-09-09 1982-09-09 Verfahren zur Entphosphorung von flüssigem Stahl Expired DE3233439C2 (de)

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DE3233439A1 DE3233439A1 (de) 1984-03-15
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DE35438C (de) * B. OSANN, Geheimer Ober-Rechnungsrath in Potsdam Stückförmjge kohlensaure Alkalien zur Entphosphorung des Eisens und Gewinnung des Phosphors
DE804013C (de) * 1949-09-01 1951-04-16 Mannesmann Ag Masse zur gleichzeitigen Entphosphorung und Entschwefelung von fluessigem Stahl

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DE3233439A1 (de) 1984-03-15

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