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Verfahren zur Herstellung von manganarmen, wolframhaltigen Stahllegierungen
im Elektroofen Es ist bekannt, wolframhaltige Stahllegierungen unter Verwendung
von Wolframerz im sauren Siemens-Martin-Ofen herzustellen. Dabei ist jedoch die
Verwendung manganhaltiger Erze zur Herstellung manganarmer Stahllegierungen im Elektroofen
nicht vorgeschlagen «-orden. Es ist auch bekannt, im Elektroofen wolframhaltige
Stahllegierungen unter Verwendung von Wolframerzen herzustellen. Dabei ist aber
weder die Verwendung manganhaltiger Wolframcrze erwähnt, noch sind Angaben über
die Schlackenführung gemacht worden. Für die Herstellung von Ferro-Wolfram ist auch
der Vorschlag gemacht worden, die Reduktion des Wolframerzes mittels Kohlenstoffs
in Gegenwart von üblichen Schlackenbestandteilen durchzuführen, um ein mangan- und
kohlenstoffarmes Ferro-Wolfram zu erhalten. Dieser Vorschlag bezieht sich äber nur
auf die Herstellung von Ferro-Wolfram und nicht auf die Herstellung von wolframhaltigen
Stahllegierungen.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung
von manganarmen wolframhaltigcn Stahllcgicrungen im Elektroofen, bei welchem das
Wolfram mindestens teilweise in Form von manganhaltigen o:cydischen Erzen dem Einsatz
zugesetzt und durch Reduktionsmittel, z. B. Kohlenstoff, Silicium, Aluminium, reduziert
wird, wobei durch eine saure Schlackenführung das Mangan mindestens zum Teil verschlackt
wird. Unter einer manganarmen Stahllegierung im Sinne der Erfindung wird eine solche
verstanden, bei deren Herstellung höchstens etwa 400,1o des im Erz vorhandenen
Mangangehaltes reduziert
worden ist, so daß der Mangangehalt nach
beendeter lZeduktion im allgemeinen i @'6 nicht übersteigt. Das Verfahren nach der
Erfindung kann im Lichtbogenofen sowohl wie im Nieder- oder Hochfrequenzofen durchgeführt
werden. Die Zustellung dieser üfen kann basisch oder sauer sein. , Es hat sich als
zweckmäßig erwiesen, das Wolframerz ganz oder teilweise mit den übrigen Einsatzstoffen
in den Ofen einzusetzen, damit schon während des Einschmelzens eine .IZeduktion
des Wolframerzes stattfindet. Als Reduktionsmittel wirken der Kolilenstotfgehalt
und gegebenenfalls der 'Siliciumgchalt des eingesetzten Schrotts sowie die zweckmäßig
ebenfalls dem Einsatz beigefügten Reduktionsmittel, z. B. Graphit, Anthrazit, Silicium,
Aluminium. Wird dem Einsatz bereits die zur Reduktion des Erzes erforderliche :Menge
an Reduktionsmitteln zugefügt, so hat nach beendetem Einschmelzen des Einsatzes
auch die Reduktion bereits stattgefunden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich,
das Wolframerz und die Reduktionsmittel erst nach beendetem Einschmelzen des Einsatzes
zuzusetzen.
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Die Herstellung von Wolframstählen unter Verwendung von osydischem
Wolframerz ist mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, weil ein großer Teil der
Wolframerze Mangan enthält, das aber in größeren Mengen im Stahl nicht immer erwünscht
ist. Erfindungsgemäß erfolgt daher das Einschmelzen der Wolframstähle bei saurer
Schlackenführung, um das Mangan, wenigstens soweit es mit Rücksicht auf die gewünschte
Zusammensetzung des Stahles erforderlich ist, zu vor= schlacken. Das Verfahren nach
der Erfindung wird vorzugsweise im sauren Lichtbogenofen ausgeübt, in welchem die
Schlacke ein hohes Lösungsvermögen für Mangan und die weitere Eigenschaft besitzt,
das Manganoxydul weitgehend vor der Reduktion zu schützen. Die Reduktion des Wolframs
verläuft dagegen nahezu quantitativ. Ähnliche Bedingungen liegen auch im sauer zugestellten
Hoch-oder Niederfrequenzofen vor, wobei sich gezeigt hat, daß auch ein gewisser
Alkaligehalt der Schlacke die Ausbeute an Wolfram nicht vermindert.
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Im Nieder- und Hochfrequenzofen ist als Desosydationsmittel Silicium
dein Kohlenstoff vorzuziehen, da bei der Reduktion der Wolframerze durch Silicium
als Reaktionsprodukt Kieselsäure entsteht, die den sauren Herd vor dem Schlackenangriff
schützt. Wird die Reduktion im wesentlichen mit Kohlenstoff als Reduktionsmittel
durchgeführt, so entsteht Kohlenoxyd; dUw ein Aufschäumen der Schlacke bewirkt.
Infolgedessen ist der Angriff der Schlacke auf das Futter verli:iltnismäßig stark,
da die starke mechanische Bewegung -der Schlacke die Korrosion des Ofenfutters begünstigt.
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Bei der Verarbeitung von legiertem Schrott kann es zweckmäßig sein,
zunächst die Reduktion des Wolframerzes in der beschriebenen Weise durchzuführen
und erst dann den lcgicrten Schrott zuzusetzen. Wenn nämlich dieser Schrott leicht
verschlack-bare Legiertnigselemente, wie z. B. Vanadium, enthält, so i#-ird auf
diese Weise eine höhere Ausnutzung der im Schrott enthaltenen Legierungsmetalle
erreicht, da die saure Schlacke einen schwach oxydierenden Charakter besitzt. Es
kann bei dieser Arbeitsweise auch vorteilhaft sein, die während der Reduktion des
Wolframs gebildete Schlacke vor Zugabe des legierten Schrotts wenigstens teilweise
mechanisch zu entfernen, um die Schlackenmenge und damit auch die Menge der verschlackenden
Legierungsmetalle zu verringern.
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Auch im basisch zugestellten Lichtbogenofen und Nieder- und Hochfrequenzofen
wird nach der Erfindung durch saure Schlackenführung das Mangan wenigstens teilweise
verschlackt. Die Durchführung des Verfahrens sei nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
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In einem basischen Lichtbogenoten wurden 1,150o kg Schrott ringesetzt.
Nach dem Einschmelzen enthielt der Stahl 0,47()o Kohlenstoff und o,310 ö Mangan.
Der Schmelze wurden 90o kg manganhaltiges Wolframerz mit 54,5#o Wolfram, also insgesamt
49o1,-- Wolfram, zugesetzt und die Reduktion des Wolframerzes durch Zugabe von 5o
kg Graphit und iookg Holzkohle bewirkt. Nach erfolgter Reduktion wies das Bad einen
Mangangehalt von o,61 o'o auf. Durch Zugabe von insgesamt 4q0 kg Sand mit 970,'0
Si O@ wurde der Mangangehalt auf 0,;60'o heruntergedrückt. Nachdem auf diese Weise
das Mangan in genügendem Umfange in die Schlacke übergeführt worden war, wurde diese
größtenteils entfernt und durch Zugabe von Kalk und Flußspat eine neue Schlacke
gebildet, wie sie im basischen Lichtbogenofen üblich ist. Diese Schlacke wurde in
üblicher Weise durch Calciumcarbid und Ferrosilicium i-edu7iert. worauf dann die
Schmelze abgestochen wurde. Ausgebracht wurden 14 700 kg Stahl mit einem
Wolframgehalt von 2.7()',). so dal:) insgesamt 40o kg von den eingcsetztcn .h90
1;g Wolfram, d. h. S t o ö, reduziert «-orden sind.
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Selbstverständlich wäre es auch möglich l;ewesen, im Einsatz der Schmelze
wolfranihaltigen- oder anderen legierten Schrott zu verwenden oder den legierten
Schrott nach der IZeduktion des Wolframerzes zuzugehen. Wenn der Schrott leicht
verschlackbare Legieruti-sniet<ille, wie Vanadium, entli:ilt, ist es
vorteilhaft,
den legierten Schrott erst nach dem Schlackenwechsel zuzusetzen, da die saure Schlacke
:einen schwach oxydierenden Charakter besitzt und daher die Verschlackung begünstigt.
Man kann den legierten Schrott auch im flüssigen Zustande nachsetzen.
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Man kann auch insofern von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichen,
als man den Sand auch schon vor oder gleichzelitig mit der Zugabe des Wolframcrzes
zusetzen kann. Ferner ist es auch möglich, die saure Schlacke nicht zu entfernen,
sondern die Schmelze unter der sauren Schlacke fertigzumachen und gegebenenfalls
Legierungselemente .oder Desoxvdationsmittel zuzusetzen.
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Schließlich kann @es von Vorteil sein, daß nur ein Teil des Wolframs
in der beschriebenen Weise reduziert wird, daß vielmehr nach Entfernung der das
verschlackte '.Mangan enthaltenden sauren Zwischenschlacke und gegebenenfalls nach
Bildung einer neuen basischen Schlacke erneut Wolfram= zugesetzt und einschließlich
seines Mangangehaltes reduziert wird. Es liegt auf der Hand, daß sich ein derartiges
Verfahren nur dann empfiehlt; wenn die Einhaltung bestimmter Mangangehalte nicht
'gefährdet wird. -