DE905857C

DE905857C - Process for the production of low-nitrogen wind fresh steel

Info

Publication number: DE905857C
Application number: DEJ5282A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Jurich
Original assignee: HERBERT JURICH DIPL ING
Current assignee: HERBERT JURICH DIPL ING
Priority date: 1951-12-11
Filing date: 1951-12-11
Publication date: 1954-03-08

Description

Verfahren zur Herstellung von stickstoffarmem Windfrischstahl Die im Vergleich zum SielnenS-Martin@Stahl weniger hochwertige Beschaffenheit des Windfrischstahls ließ es nicht an Versuchen fehlen, die Qualitätdes Windfri-schstahls, vor allem des Thomasstahls, zu verbessern. Die eine allgemeine Verwendung des Windfrischstahls hindernde Eigenschaft ist der mit Alterungsneigung bezeichnete Vorgang, der zu einer langsam fortschreitenden, erst nach Jahren zum Stillstand kommenden Versprödung des Materials führt. Als Ursache des, Zähigkeitsabfalles wurde der hohe iStickstoffgehalt des Windfrischstahls angesehen. Die Bestrebungen gingen daher dahin, diesen Stickstoffgehalt möglichst niedrig zu halten.Process for the production of low-nitrogen wind fresh steel Die Compared to SielnenS-Martin @ Stahl, the quality of the wind-fresh steel is less of a high quality There was no lack of trials, especially the quality of the wind-free steel of the Thomasstahl to improve. The one common use of wind fresh steel hindering property is the process known as the tendency to age, which leads to a slowly progressing embrittlement that only comes to a standstill after years of the material leads. The cause of the decrease in viscosity was the high nitrogen content of wind fresh steel. Efforts therefore went to this nitrogen content to keep it as low as possible.

Man suchte dies dadurch zu erreichen, daß man z. B. niedrige Badhöhen anwandte, die Blasezeit, beim Thomasverfahren insbesondere auch die Nachblasezeit, verkürzte, den Stickstoffgehalt des Frischgases durch Zuführung von Sauerstoff, Kohlenoxyd oder Kohlensäure herabsetzte, durch seitliches Blasen die Berührungsfläche zwischen Luft und Bad auf ein Mindestmaß verringerte. Die zur Verringerung der Stickstoffaufnahme erstrebte Verkürzung der Blasezeit erreichte man ohne oder in Verbindung mit niedrigen Badhöhen durch Erhöhung von Windmenge und Winddruck, wobei bereits festgestellt wurde, daß auch bei hohen Blasdrücken niedrige Stickstoffgehalte erhalten werden können. Als besonders wirksam zur Beschleunigung der metallurgischen Reaktionen und zur Verringerung der Stickstoffaufnahme des Bades bei verkürzter Blasezeit erkannte man, die Zufuhr von Sauerstoff in jeglicher Form. Neben einer Einschränkung der Zeit, während welcher die Schmelze mit dem Frischgas in Berührung steht, wurde zur Erniedrigung des Stickstoffgehaltes von Windfrischstahl vorgeschlagen, die Badtemperatur niedrig zu halten, und es wurden zu diesem Zweck in bekannter Weise Kühlmittel in Form von Schrott oder Erz zugegeben. Man war der Auffassung, daß die Stickstoffgehalte beim Windfrischen einem oberhalb der erreichten Gehalte liegenden Sättigungswert zustreben würden und hielt es daher für erforderlich, Berührungsfläche und Berührungszeit von Frischgas und Schmelze möglichst niedrig zu halten unter Vermeidung einer ebenfalls als schädlich erachteten hohen Temperatur.One sought to achieve this by z. B. low bath heights used, the bubble time, in the Thomas method especially the post-bubble time, shortened the nitrogen content of the fresh gas by adding oxygen, Carbon dioxide or carbonic acid reduced the contact surface by blowing sideways between air and bath reduced to a minimum. The one to reduce nitrogen uptake The desired shortening of the bubble time was achieved without or in connection with low Bath heights by increasing the amount of wind and wind pressure, which has already been determined became that low nitrogen contents are obtained even at high blowing pressures can. As particularly effective in accelerating the metallurgical reactions and recognized to reduce the nitrogen uptake of the bath with a shortened blowing time man, the supply of Oxygen in any form. In addition to one limitation the time during which the melt is in contact with the fresh gas proposed to lower the nitrogen content of wind fresh steel, the bath temperature to keep it low, and for this purpose coolants were used in a known manner Form of scrap or ore added. It was believed that the nitrogen levels in the case of wind freshening, a saturation value above the achieved content would strive and therefore considered it necessary, contact area and contact time to keep fresh gas and melt as low as possible while avoiding one as well high temperature deemed harmful.

Die Zuführung von Sauerstoff usw. zur Frischluft hat den Nachteil zusätzlicher Anlagen. Niedrige Badtemperaturen können zu Schwierigkeiten beim Gießen führen.The addition of oxygen, etc. to the fresh air has the disadvantage additional systems. Low bath temperatures can cause difficulty casting to lead.

Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß die bisher üblichen Verfahren an dem Kernpunkt der Sache vorbeigehen, daß auch bei hohen Temperaturen niedrige Stickstoffgehalte erhalten werden können und die Berührungszeit zwischen Luft und Bad nur von untergeordneter Bedeutung ist, daß ferner der Nachteil zusätzlicher Anlagen vermieden werden kann.In-depth investigations have shown that the previously usual procedures Passing the crux of the matter, that even at high temperatures low Nitrogen levels can be obtained and the contact time between air and Bad is of secondary importance, furthermore, the disadvantage of additional Attachments can be avoided.

Als Ergebnis der angestellten Untersuchungen wird ein Verfahren angegeben, das ohne umfangreiche zusätzliche Einrichtungen durch Beachtung natürlicher physikalischer Gesetzmäßigkeiten die den bisherigen Verfahren anhaftenden Mängel vermeidet und auch bei hohen Temperaturen niedrigste Gehalte an Stickstoff und den außer Stickstoff im flüssigen Eisen enthaltenen Gasen erzielen läßt.As a result of the investigations carried out, a method is specified, that without extensive additional facilities by observing natural physical Regularities avoids the deficiencies inherent in previous procedures and Even at high temperatures, the lowest levels of nitrogen and those except nitrogen Can achieve gases contained in the liquid iron.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Blasdruck so eingestellt wird, daß der Geschwindigkeitsabfall des Windes im Bad ganz oder teilweise einen Niedrigs.twert erreicht. Dieser Fall ist in Abhängigkeit von der Konstruktion des Konverters bei sehr niedrigem und sehr hohem Bilasdruck zu verwirklichen sowie an Diskontinüitätsstellen, das ist an Stellen, ran denen der Geschwindigkeitsabfall des Windstroms durch Fortfall von Wirbelverlusten plötzlich absinkt.According to the invention this is achieved in that the blowing pressure is set so that the decrease in the speed of the wind in the bath completely or partially reached a low value. This case is dependent on the Realize construction of the converter with very low and very high bilas pressure as well as at places of discontinuity, that is at places where the speed drop ran the wind flow suddenly drops due to the cessation of eddy losses.

Mit den dem Verfahren der Erfindung eigenen Blasdrücken ist, da sie im Rahmen desi beim Windfrischenbenutzbaren Blasdruckbereiches liegen müssen, naturgemäß auch bisher schon hier und da gearbeitet worden. Die Anwendung erfolgte jedoch nur in derselben Art wie bei allen anderen Blasdrücken, das ist ohne die Erkenntnis, daß mit der Einhaltung bestimmter Blasdrücke in bezug auf die Entgasung des Bades eine besondere Gesetzmäßigkeit verbunden ist. Es war nicht erkannt worden, daß zur Erzielung niedrigster Stickstoffgehalte in Bereichen geblasen werden muß, die in strömungstechnischer Hinsicht besonders ausgezeichnet sind und der Wind so geführt werden muß, daß Zonen niederen Druckes entstehen, zu denen das in der Schmelze enthaltene oder eingeführte Gas hinströmen kann. Die hierfür geeignete Windführung wird unter anderem dadurch erreicht, daß durch schräge Anordnung von Düsen das in den Konverter strömende Frischgas zu Windstrombündeln zusammengefaßt wird oder durch unterschiedliche Auftreffwinkel des Frischgases auf das: Bad Geschwindigkeitsunterschiede des Luftstromes beim Durchströmen von Bad und Konverter hervorgerufen werden. Bei der Anwendung des, erfindungsgemäßen Verfahrens sind beim seitlichen Blasen Stickstoffgehalte von 0,003 biss 0,004.% zu erreichen und beim Blasen vom Boden her solche von o;oo5 bis o,oo8"/o bei einer auch sonst guten Gasfreiheit des erzeugten Stahles, insbesondere einem niedrigen Sauerstoffgehalt, so daß höchste Zähigkeitswerte und Alterungsunempfindlichkeit erreicht werden. Nach dem Verfahren wird bei dünnflüssiger und insbesondere auch heißer Schlacke zur Aufrechterhaltung einer günstigen Entgasung des Bades der Blasdruck so hoch gewählt, daß die Bedeckung des Bades durch die Schlacke unvollständig wird, wozu bis, zu i bis 2 at über das übliche Maß hinausgehende Blasdrücke erforderlich sind. Bei zäher Schlacke und insbesondere bei seitlichem Blasen ist nach -der Erfindung ein Erfolg auch durch Zurückstellen des Blasdruckes vor Beendigung des Frischens zu erreichen, wobei die Einhaltung ausgezeichneter Bereiche zu beachten ist. Für dünnflüssige Schlacke gilt erfindungsgemäß das gleiche, doch ist eine erhöhte Abhängigkeit von der Badabdeckung zu berücksichtigen. Nach der Erfindung ist durch geeignete metallurgische Maßnahnven neben der Windführung, z. B. durch zweckmäßige Auswahl und Verteilung von :Kühlmitteln, ein Wärmefluß von der ,Schlacke zum Bad zu vermeiden. Zur Erniedrigung des Stickstoffgehaltes werden im Sinn der Erfindung vor, während und nach dem Frischen auch Stoffe zugeführt, durch deren Vergasung der Stickstoffdruck vermindert wird. Neben Chloriden der Alkalien und Erdalkalien, insbesondere Natrium-und Bariumchlorid, sind dies Borverbindungen und Schwermetalle, wie Blei und Wismut.With the blow molding peculiar to the method of the invention, there is must lie within the scope of the blowing pressure range that can be used during wind freshening, of course has also been worked here and there so far. However, the application was only made in the same way as with all other blow presses, that is without the knowledge that with the observance of certain blowing pressures with regard to the degassing of the bath a special law is connected. It had not been recognized that for Achieving the lowest nitrogen levels must be blown in areas that are in are particularly excellent in terms of flow and the wind is guided in this way must be that zones of low pressure arise, to which that contained in the melt or introduced gas can flow into it. The wind guide suitable for this is shown under Among other things, achieved by the inclined arrangement of nozzles in the converter flowing fresh gas is combined into wind power bundles or by different The angle of incidence of the fresh gas on the bath. Speed differences of the air flow caused when flowing through the bath and converter. In the application of the method according to the invention are nitrogen contents during lateral blowing from 0.003 to 0.004.% and when blowing from the bottom, those of o; oo5 up to o, oo8 "/ o with an otherwise good gas-free nature of the steel produced, in particular a low oxygen content, so that the highest toughness values and insensitivity to aging can be achieved. After the procedure is thinner and in particular also hot slag to maintain a favorable degassing of the bath the blowing pressure chosen so high that the slag does not completely cover the bath, for which up to 1 to 2 at above the usual blowing pressures are required are. In the case of viscous slag and especially in the case of lateral blowing, the invention Success also by releasing the blowing pressure before freshening is finished to achieve, observing the adherence to marked areas. For The same applies to thin-bodied slag according to the invention, but there is an increased dependency from the bath cover. According to the invention is by appropriate metallurgical measures in addition to the wind guide, z. B. through appropriate selection and distribution of: coolants, to avoid heat flow from the, slag to the bath. To lower the nitrogen content are in the sense of the invention before, during and after freshening, substances are also added, the gasification of which increases the nitrogen pressure is decreased. In addition to chlorides of alkalis and alkaline earths, especially sodium and Barium chloride, these are boron compounds and heavy metals such as lead and bismuth.

Claims

PATE N CLAIM: i. Process for the production of low nitrogen Wind fresh steel, characterized in that work is carried out in areas of blowing pressure or wind guides are used, which largely preserve the flow velocity allow fresh gas and create places of low pressure.

2. Procedure according to Claim i, characterized in that by causing air compressions, Avoidance of eddy losses, keeping the slag cover open, the effective gas pressure is decreased.

3. The method according to claim i, characterized in that the blow nozzles individually or in groups, within 'groups or a group at an angle to one another stand or go beyond the usual size in diameter. q ..

Process according to claim i, characterized in that a high bath temperature is maintained or is generated.

5. The method according to claim i, characterized in that the Final wind pressure is lowered.

6. The method according to claim i, characterized in that that the melt is guided in such a way that a heat flow from the slag to the bath is prevented or is completely prevented.

7. The method according to claim i, characterized in that that the nitrogen pressure by evaporation of suitable substances such. B. of chlorides of alkalis and alkaline earths, boron compounds or heavy metals such as lead and Bismuth, being degraded.