VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG EINES ROSTFREISTAHLS

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Erzeugung eines austenitischen oder ferritischen Rostfreistahls aus einer einem für ein metallurgisches Frischen ausgelegten Konverter (3) zugeführten ersten, insbesondere hoch kohlenstoffhaltigen Eisenschmelze (2), soll eine Lösung geschaffen werden, die die Erzeugung einer Rostfreistahlschmelze auf Basis einer aus einem hochphosphorhaltigen Roh- oder Einsatzmaterial erschmolzenen Eisenschmelze in energieeffizienter Weise im Rahmen eines Frischprozesses in für die Erzeugung von Rostfreistahlschmelze üblichen Produktionseinrichtungen, insbesondere Konvertern, ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die erste Eisenschmelze (2) in dem Konverter (3) in einer ersten Behandlungsstufe einer Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung mit nachfolgendem Zwischen-Schlackenabstich zur Phosphorentfernung unterworfen wird und anschließend der metallurgisch behandelten ersten Eisenschmelze (2) in dem Konverter (3) in einer zweiten Behandlungsstufe eine zur Erzeugung des Rostfreistahls ausreichend chromhaltige, schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung (5) als zweite Eisenschmelze (6) zugeführt und aus der entstehenden Mischung der Eisenschmelzen durch metallurgisches Frischen eine Rostfreistahlschmelze (7) erzeugt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines austenitischen oder ferritischen Rostfreistahls aus einer einem für ein metallurgisches Frischen ausgelegten Konverter zugeführten ersten, insbesondere hoch kohlenstoffhaltigen Eisenschmelze.
Weiterhin richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens in einem Konverter.

[0002] Um qualitativ hochwertige austenitische oder ferritische rostfreie Stähle oder Edelstähle herstellen zu können, ist es notwendig, präzise geringe Phosphorgehalte in der finalen Schmelze einstellen zu können. Problematisch ist hierbei, dass eine effektive Entphosphorung einer Roheisen- oder Stahlschmelze aufgrund thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten bei dem Vorhandensein eines hohen Chromgehaltes in der entsprechenden Schmelze unmöglich ist. Aufgrund der abnehmenden Verfügbarkeit von niedrigphosphorhaltigen Einsatzmaterialien, die zur Herstellung von Rostfreistählen oder Edelstählen geeignet sind, muss für deren Herstellung vermehrt auf hochphosphorhaltige Einsatzmaterialien zurückgegriffen werden. Dies bedingt, dass bei der Herstellung eines austenitischen oder ferritischen Rostfreistahls verschiedene zusätzliche Zwischenschritte oder Prozessstufen vorgesehen werden müssen, damit aus einer aus einem hochphosphorhaltigen Rohmaterial erzeugten Eisenschmelze, insbesondere Roheisenschmelze, analog zu dem bei der Verwendung von niedrigphosphorhaltigem Einsatzmaterial oder Rohmaterial durchzuführenden Herstellprozess in einem Frischprozess der gewünschte chromhaltige Rostfreistahl oder Edelstahl schmelzflüssig aufbereitet werden kann. Üblicherweise wird dieses Frischen in Konvertern wie AOD- (Argon Oxygen Decarburisation) AOD-L- (Lanze), MRP- (Metal Refining Process) oder MRP-L-(Lanze) Konvertern im Rahmen eines Blasprozesses durchgeführt. Damit dies auch bei hochphosphorhaltigem Einsatzmaterial möglich ist, wird im Stand der Technik zuvor in speziellen Behältern oder Produktionseinheiten eine Entphosphorungsbehandlung durchgeführt. Dies ist im Vergleich zu Verfahren, bei welchen niedrigphosphorhaltiges Rohmaterial oder Einsatzmaterial verwendet werden kann, mit längeren Prozesszeiten und Wärmeverlusten verbunden, die sich aufgrund zwischengeschalteter Gießverfahren und Chargiervorgänge ergeben. Dies ist zudem mit dem Nachteil höherer Produktionskosten und einer erhöhten Logistikproblematik verbunden, da der bisherige, beim Einsatz von niedrigphosphorhaltigen Materialien ablaufende Produktionsprozess nun durch Zwischenschritte oder Zwischenstufen oder Zwischenprozesse unterbrochen werden muss.

[0003] Verfahren und Vorrichtungen zur Rostfreistahlerzeugung ohne elektrische Energiezufuhr auf Basis von flüssigem Roheisen und FeCr-Feststoffen sind aus der WO 2008/064797 A1 und der WO 2008/064798 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die in einem Hochofen erzeugte Roheisenmenge aufgeteilt und parallel in zwei klassischen "Twin" AOD-L-Konvertern eingebracht und dann in je Konverter konträrem Ablauf den üblichen chemischen Prozesse in den jeweiligen Konvertern unterworfen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die die Erzeugung einer Rostfreistahlschmelze auf Basis einer aus einem hochphosphorhaltigen Roh- oder Einsatzmaterial erschmolzenen Eisenschmelze in energieeffizienter Weise im Rahmen eines Frischprozesses in für die Erzeugung von Rostfreistahlschmelze üblichen Produktionseinrichtungen, insbesondere Konvertern, ermöglicht.

[0005] Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Eisenschmelze in dem Konverter in einer ersten Behandlungsstufe einer Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung mit nachfolgendem Zwischen-Schlackenabstich zur Phosphorentfernung unterworfen wird und anschließend der metallurgisch behandelten ersten Eisenschmelze in dem Konverter in einer zweiten Behandlungsstufe eine zur Erzeugung des Rostfreistahls ausreichend chromhaltige, schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung als zweite Eisenschmelze zugeführt und aus der entstehenden Mischung der Eisenschmelzen durch metallurgisches Frischen eine Rostfreistahlschmelze erzeugt wird.

[0006] Bei einer Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Konverter Bestandteil einer Twin-Konverter-Anlage ist, deren beide Konverter, insbesondere AOD(Argon Oxygen Decarburization)- oder AOD-L(Lanze)- oder MRP(Metal Refining Process)- oder MRP-L(Lanze)-Konverter, zur gleichzeitigen Durchführung des Verfahrens ausgelegt sind.

[0007] Die Bereitstellung einer Twin-Konverter-Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist deshalb von Vorteil, weil der zweistufig die erste Behandlungsstufe und die zweite Behandlungsstufe umfassende Frischprozess länger dauert als ein üblicher Frischprozess. Durch die Bereitstellung zweier Konverter in der Twin-Konverter-Anlage, die gleichzeitig und parallel in derselben Abfolge an Prozessschritten betrieben werden können, wird die Möglichkeit geschaffen, weiterhin die üblichen Roheisenschmelzenmengen trotz der längeren Frischzeiten derart durchzusetzen, dass lange Gießsequenzen in Kombination mit kurzen Gießzeiten erhalten bleiben, um eine hohe Anlagenproduktivität bei gleichzeitiger hoher Produktqualität weiterhin sichergestellt bleibt.

[0008] Um einen energieeffizienten Prozess zur Herstellung eines Rostfreistahls auch beim Einsatz von hochphosphorhaltigem Roh- oder Einsatzmaterial in einem vorgeschalteten ersten Schmelzprozess oder Schmelzaggregat bereitzustellen, schlägt die Erfindung vor, den Frischprozess zwar in einem Konverter, aber in zwei aufeinanderfolgenden, unterschiedlichen Behandlungsstufen durchzuführen. Die in einem vorgeschalteten ersten Schmelzaggregat erzeugte erste Eisenschmelze wird dem Konverter zugeführt und dann, insbesondere im Rahmen einer durch Beaufschlagung der ersten Eisenschmelze mit einem Behandlungsgas durchgeführten Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung in der ersten Behandlungsstufe des Frischprozesses behandelt. Am Ende dieser ersten Behandlungsstufe oder nach der ersten Behandlungsstufe erfolgt ein Zwischen-Schlackenabstich, um das bei der vorstehenden Frischebehandlung in die Schlacke übergegangene Phosphor zu entfernen. Anschließend wird dann in die im Konverter verbliebene erste Eisenschmelze in einer zweiten Behandlungsstufe eine schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung als zweite Eisenschmelze zugegeben, die den für die Herstellung des Rostfreistahls notwendigen erhöhten Chromgehalt bereitstellt. Die durch die nun in dem Konverter gebildete Eisenschmelze wird dann in üblicher Weise einem metallurgischen Frischen unter Beaufschlagung von Behandlungsgas unterworfen, so dass am Ende die gewünschte Rostfreistahlschmelze vorliegt. Diese kann dann nachfolgend in weiteren sekundärmetallurgischen Behandlungsstufen wie üblich behandelt und weiter aufbereitet werden, bevor sie dann beispielsweise im Rahmen eines Stranggießprozesses vergossen wird.

[0009] Dadurch, dass die Erfindung eine Zweiteilung des Frischeprozesses vorsieht, wobei der erste Teil in der ersten Behandlungsstufe die Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung der noch gering chromhaltigen und noch nicht hochchromhaltig angereicherten ersten Eisenschmelze vorsieht, und erst in der nachfolgenden zweiten Behandlungsstufe durch die Zuführung der schmelzflüssigen Eisenchrom(FeCr)-Legierung der für die Erzeugung des Rostfreistahls notwendige erhöhte Chromgehalt zugeführt wird, ist auch der Einsatz von hochphosphorhaltigem Material zur Erzeugung der einzusetzenden und in einem vorhergehenden Schritt erschmolzenen Eisenschmelze möglich. Die sonst in dem ersten Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungs-Prozess problematische Entfernung des Chroms wird vermieden, da erst nach dieser ersten Behandlungsstufe die ausreichend chromhaltige, zweite Eisenschmelze dem Konverter zugeführt wird. Damit wird das Problem gelöst, dass eine effektive Entphosphorungsbehandlung bei der Anwesenheit höherer Chromgehalte in einer Schmelze aufgrund thermodynamischer Bedingungen nicht möglich ist.

[0010] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zumindest die erste und zweite Behandlungsstufe und damit der Prozess des Aufbereitens und Frischens der Eisenschmelze in dem Konverter ohne elektrische Energiezufuhr erfolgt. Vorzugsweise ist auch das vorhergehende Schmelzaggregat, in welchem die einzusetzende erste Eisenschmelze erzeugt wird, ein Hochofen. Hierbei kann es sich allerdings auch um einen Elektrolichtbogenofen handeln. Die Erfindung zeichnet sich jedenfalls in Ausgestaltung dadurch aus, dass die Erzeugung der Rostfreistahlschmelze in dem Konverter ohne elektrische Energiezufuhr zur ersten Eisenschmelze durchgeführt wird.

[0011] Bei den Konvertern, in welchen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, handelt es sich um übliche, beim Frischen von Eisenschmelzen eingesetzte Behälter, nämlich AOD- oder MRP-Behälter. Die Erfindung zeichnet sich daher weiterhin dadurch aus, dass die erste Behandlungsstufe und die zweite Behandlungsstufe in einem AOD(Argon Oxygen Decarburization)- oder AOD-L(Lanze)- oder MRP(Metal Refining Process)- oder MRP-L(Lanze)- Konverter durchgeführt werden.

[0012] In den Fällen, in denen ein austenitischer Rostfreistahl hergestellt werden soll, ist es von Vorteil, dass dem Konverter zur Erzeugung eines austenitischen Rostfreistahls als erste Eisenschmelze ein, insbesondere hoch, phosphorhaltiges Roheisen oder ein Nickelroheisen oder eine schmelzflüssige FeNi-Legierung zugeführt wird, wodurch sich die Erfindung in weiterer Ausgestaltung auszeichnet.

[0013] Bei der Herstellung von ferritischem Rostfreistahl ist es hingegen von Vorteil, dass dem Konverter zur Erzeugung eines ferritischem Rostfreistahls als erste Eisenschmelze ein nickelfreies Roheisen zugeführt wird, wodurch sich die Erfindung in Ausgestaltung ebenfalls auszeichnet.

[0014] Eine, dem Konverter als erste Einschmelze zugeführte Eisenschmelze weist vorteilhafterweise einen Chromgehalt von nur bis zu 5 Gew.-% auf, um die in dem ersten Behandlungsschritt vorgesehene Entphosphorungsbehandlung nicht zu beeinträchtigen. Die Erfindung zeichnet sich in weiterer Ausgestaltung daher auch dadurch aus, dass dem Konverter als erste Eisenschmelze eine Schmelze mit einem Gehalt zwischen 0 Gew.-% und 25 Gew.-% Nickel (Ni), einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% Chrom (Cr) und hohen Gehalten an Kohlenstoff (C), Phosphor (P) und Silizium (Si) zugeführt wird.

[0015] In dem nachfolgenden zweiten Behandlungsschritt wird dem Konverter dann als zweite Eisenschmelze eine hochchromhaltige, beispielsweise 60-65 Gew.-% Chrom enthaltende schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung als zweite Eisenschmelze zugeführt, die sich zudem durch einen geringen Phosphoranteil von < 0,05 Gew.-% , insbesondere < 0,04 Gew.-%, Phosphor auszeichnet. Die Erfindung ist daher in vorteilhafter Ausgestaltung weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter als zweite Eisenschmelze eine schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung mit einem Gehalt von mehr als 50 Gew.-% Chrom (Cr), insbesondere zwischen 60 und 65 Gew.-% Chrom(Cr), und einem niedrigen Phosphorgehalt zugeführt wird.

[0016] In der zweiten Behandlungsstufe können dann in beim Frischen üblicher Menge und Art und Weise der entstandenen Eisenschmelze oder Rohstahlschmelze Kühlmittel und/oder Legierungsmittel und/oder Schlackenbilder und/oder Reduktionsmittel zugeführt werden, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.

[0017] Die in dem Konverter mit Abschluss der zweiten Behandlungsstufe hergestellte Rostfreistahlschmelze kann dann auf übliche Art und Weise weiterbehandelt werden. Diesbezüglich sieht die Erfindung in vorteilhafter Ausgestaltung vor, dass die in dem Konverter mittels des metallurgischen Frischens erzeugte Rostfreistahlschmelze einer Gießpfanne und/oder einer anschließenden sekundärmetallurgischen Behandlung zugeführt wird.

[0018] Als eine unter Energiegesichtspunkten besonders effiziente Möglichkeit, die dem Konverter als erste Eisenschmelze zuzuführende Eisenschmelze in einem vorgeordneten Schmelzaggregat zu erzeugen, bietet sich das Erschmelzen im Hochofen an. Die Erfindung sieht daher in weiterer Ausgestaltung zudem auch vor, dass dem Konverter als erste Eisenschmelze eine in einem Hochofen erschmolzene Roheisenschmelze zugeführt wird.

[0019] Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass es jeweils in einem, insbesondere einem AOD- oder AOD-L-Konverter durchgeführt wird, wobei aber zwei dieser Konverter insbesondere gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden. Die in einem vorgeschalteten Schmelzaggregat erschmolzene, hochkohlenstoffhaltige erste Eisenschmelze wird in dem jeweiligen Konverter entkohlt, entphosphort und entsiliziert und zwar insbesondere auf die gewünschten Endgehalte gebracht. Danach wird eine chromhaltige, schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung der im Konverter befindlichen ersten Eisenschmelze zugegeben und im Rahmen einer zweiten Behandlungsstufe des Frischprozesses unter Zugabe von weiteren Behandlungsmitteln wie Kühlmittel und/oder Legierungsmittel und/oder Schlackenbilder und/oder Reduktionsmittel zu der gewünschten Rostfreistahlschmelze verarbeitet. Da bei diesem Verfahren keine Zwischenerhitzungen und kein Umchargieren notwendig sind, wie dies etwa bei der Durchführung der ersten Behandlungsstufe in einem separaten Konverter notwendig wäre, zeichnet sich das Verfahren durch einen geringen Logistikaufwand aus. Zudem werden Temperaturverluste, die durch ein Wiedererhitzen bei einem Umchargieren der Schmelze notwendig würden, vermieden. Insbesondere ist damit die Energieeffizienz des Verfahrens gewährleistet. Der Anlagenaufwand, beispielsweise die Bereitstellung von Kränen, Chargiervorrichtungen oder ähnlichen Aggregaten bleibt reduziert.

[0020] Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur ein Primärschmelzaggregat 1, in dem aus einen hochphosphorhaltigen Roh- oder Einsatzmaterial eine erste hochkohlenstoffhaltige Eisenschmelze 2 erschmolzen wird. Bei der ersten Eisenschmelze 2 handelt es sich um eine hochphosphorhaltige Roheisenschmelze, Nickelroheisenschmelze oder Ferro-Nickel-Roheisenschmelze, welche beispielsweise im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Zusammensetzung aus ungefähr 3 Gew.-% Kohlenstoff (C), ungefähr 2 Gew.-% Silizium (Si), mehr als 0,05 Gew.-% Phosphor (P), 0-25 Gew.-% Nickel (Ni), weniger als 2,5 Gew.-% Chrom (Cr) und Eisen als verbleibendem Rest aufweist. Diese erste Eisenschmelze 2 wird mit einer Temperatur von ca. 1.500 °C einem oder beiden AOD-Konvertern 3 der Twin-Konverter-Anlage 4 zugeführt. Hierbei ist die Temperatur der ersten Eisenschmelze während des Transportes in einer Pfanne so hoch, dass der beim Transport zu dem AOD-Konverter 3 auftretende Temperaturverlust abgedeckt, berücksichtigt und kompensiert ist.

[0021] Im Rahmen eines üblichen Blasprozesses wird in dem jeweiligen AOD-Konverter 3 die erste Eisenschmelze 2 nun in einer ersten Behandlungsstufe einer Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung unterworfen. Mittels eines Aufblasverfahrens unter Verwendung einer Top-Lanze wird der Anfangskohlenstoffgehalt der ersten Eisenschmelze 2 auf einen Wert von < 0,1 Gew.-% reduziert. Nach der Entkohlung und der parallel durchgeführten Entphosphorung der ersten Eisenschmelze 2 wird über einen nachfolgenden Zwischen-Schlackenabstich Phosphor nach Beendigung des Blasprozesses der ersten Behandlungsstufe aus der behandelten ersten Eisenschmelze 2 entfernt. Falls es aufgrund eines hohen Siliziumgehaltes notwendig sein sollte, kann auch ein weiterer Zwischen-Schlackenabstich während des Blasprozesses der ersten Behandlungsstufe durchgeführt werden. Nach der ersten Behandlungsstufe weist die beim Ausführungsbeispiel eingesetzte erste Eisenschmelze 2 in dem jeweiligen AOD-Konverter 3 dann folgende Zusammensetzung auf: weniger als 0,05 Gew.-% Kohlenstoff (C), weniger als 0,02 Gew.-% Silizium (Si), weniger als 0,02 Gew.-% Phosphor (P), 0-25 Gew.-% Nickel (Ni), weniger als 0,5 Gew.-% Chrom (Cr) und Eisen (Fe) als verbleibendem Rest. Bei dem Frischprozess in der ersten Behandlungsstufe können in üblicher Weise Kühlmittel und/oder Schlackenbildern zugeführt werden. Dieser, in der ersten Behandlungsstufe behandelten ersten Eisenschmelze 2 mit der vorstehenden Zusammensetzung wird in dem jeweiligen AOD-Konverter 3 nun als Chromträger eine schmelzflüssige Eisenchrom (FeCr)-Legierung 5 als zweite Eisenschmelze 6 zugeführt. Die zweite Eisenschmelze 6 weist im Ausführungsbeispiel beispielsweise die folgende Zusammensetzung auf: ungefähr 3 Gew.-% Kohlenstoff (C), ungefähr 5 Gew.-% Silizium (Si), weniger als 0,04 Gew.-% Phosphor (P), 60-65 Gew.-% Chrom (Cr) und Eisen (Fe) als verbleibendem Rest. Auch die zweite Eisenschmelze 6 weist eine Temperatur von 1.500 °C auf, mit welcher sie dem jeweiligen AOD-Konverter 3, nachdem nach der ersten Behandlungsstufe oder als Abschluss der ersten Behandlungsstufe die Entschlackung bzw. der Schlackeabstich durchgeführt worden ist, zugeführt wird. Nach Zuführung der zweiten Eisenschmelze 6 zu der bereits im AOD-Konverter behandelten ersten Eisenschmelze 2 wird die Gesamtmischung in einem Blasschritt mit einem hohen Sauerstoff/Stickstoffverhältnis durch Gasbeaufschlagung auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,7 Gew.-% gebracht. Hierbei steigt die Temperatur relativ schnell auf eine hohe Arbeitstemperatur an, die eine Chrom-Verschlackung verhindert, d.h. die Chrom-Oxidationsverluste werden bei dieser Temperatur gering gehalten. Zu dieser Zeit werden Kühlmittel, wie beispielsweise hochkohlenstoffhaltige Ferrolegierungen, dem Schmelzbad derart hinzugegeben, dass die Temperatur auf dem gewünschten hohen Niveau gehalten werden kann. Eine Bedingung hierfür ist, dass eine große Menge an Kühlmittel dem Konverter aus einem Bunker zugeführt wird. Der kombinierte Blasprozess wird ohne Unterbrechung durchgeführt, wobei allerdings unterschiedliche Gaszusammensetzungen zwischen einzelnen Blasschritten zur Anwendung kommen können. Die Entkohlung wird durchgeführt, bis ein Endkohlenstoffgehalt von ca. 0,03 bis 0,05 Gew.-% Kohlenstoff erreicht ist. Die Temperaturen und der Kohlenstoffgehalt werden gemessen und geprüft, da von diesen Werten die jeweilige Blaszeit eines jeden Schrittes mit unterschiedlichen Anteilen an Sauerstoff und Inertgas abhängt. In Abhängigkeit von der gewünschten Stahlqualität wird Stickstoff oder Argon zur Spülung verwendet. Nach dem Sauerstoffblasen ist eine Reduktionsphase notwendig. Durch Hinzufügen von Reduktionsmitteln bei gleichzeitigem Argonspülen oder -rühren können hohe Chromgehalte aus der Schlacke zurück in die Eisenschmelze bzw. nun schon Stahlschmelze rücküberführt werden. Anschließend wird Kalziumoxid dem Stahlbad bzw. der Eisenschmelze zugegeben, so dass eine Schlacke mit einer ausreichenden Basizität und einem ausreichenden Entschwefelungsvermögen gebildet wird. Anschließend werden dann die üblichen chemischen Analysen und Temperaturbestimmungen vorgenommen, bevor nun der Abstich der erzeugten Rostfreistahlschmelze 7 aus dem jeweiligen AOD-Konverter 3 erfolgt.

[0022] Die vorstehend erläuterten und in der zweiten Behandlungsstufe durchgeführten einzelnen Prozessschritte des Frischverfahrens entsprechen grundsätzlich denen, wie sie beim Durchführen von Frischverfahren auch ansonsten üblich sind.

[0023] Am Ende des zweiten Behandlungsschrittes wird in dem Ausführungsbeispiel dann eine Rostfreistahlschmelze 7 erhalten, die einen Gehalt von ≤ 0,05 Gew.-% Kohlenstoff (C), ungefähr 0,4 Gew.-% Silizium (Si), weniger als 0,04 Gew.-% Phosphor (P), ungefähr 8 bis 12 Gew.-% Nickel (Ni), ungefähr 16 bis 24 Gew.-% Chrom (Cr), und Eisen (Fe) als restlichem Anteil aufweist.

[0024] Die erhaltene Rostfreistahlschmelze 7 wird dann in eine Gießpfanne 8 mit einer Temperatur von ungefähr 1.650 °C abgestochen und mit dieser einem Pfannenofen 9 zugeführt, in welchem die Rostfreistahlschmelze 7 einer sekundärmetallurgischen Behandlung unterzogen wird, bevor sie dann in einer Gießanlage 10, insbesondere einer Stranggießanlage, vergossen wird. Die Zeit von Abstich zu Abstich beträgt bei jedem der beiden AOD-Konverter 3 ca. 120 min.

[0025] Das vorstehend beschriebene Beispiel bezieht sich auf die Herstellung eines austenitischen Rostfreistahls. Falls ein ferritischer Rostfreistahl hergestellt werden soll, kommt in der ersten Behandlungsstufe als erste Eisenschmelze 2 ausschließlich ein nickelfreies Roheisen zum Einsatz.

[0026] Weitere wesentliche Merkmale der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem AOD- oder AOD-L-Konverter sind das Zuführen einer ersten Eisenschmelze 2, beispielsweise eine Eisen-Nickel(FeNi)- oder auch schon eine chromhaltige Schmelze, in den AOD-Konverter 3; die Entphosphorung-, Entsilizierungs- und Entkohlung der ersten Eisenschmelze in dem AOD-Konverter 3; eine Verminderung des Partialdrucks des Systems durch erhöhte Inertgasraten und verminderte Sauerstoffraten in verschiedenen Blasstufen der ersten und/oder zweiten Behandlungsstufe, um die Metallverluste durch Oxidation zu minimieren; das Durchführen eines Oxidationsprozesses in dem AOD-Konverter 3 durch Einbringen sowohl von Sauerstoff als auch alternativ Argon oder Stickstoff durch seitliche Blasöffnungen; das Bereitstellen eines oberhalb des AOD-Konverters 3 befindlichen Speicher- oder Bunkersystems, aus welchem Ferrolegierungen, Kühlmittel und Zuschlagsmittel der jeweiligen Eisenschmelze bzw. dem Stahlbad zuführbar sind; das Durchführen einer Reduktionsphase nach dem Sauerstoffblasen durch ein Hinzufügen von Reduktionsmitteln bei gleichzeitigem Argon-Rühren, um hohe Anteile an Chrom aus der Schlacke zurück in das Stahlbad zu überführen und einen ausreichenden Chromgehalt zu erhalten; das Abstechen der heißen Schmelze und Transportieren derselben in der Gießpfanne 8 nach dem Schlackenabstich zu einer sekundärmetallurgischen Behandlung, beispielsweise in dem Pfannenofen 9.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung eines austenitischen oder ferritischen Rostfreistahls aus einer einem für ein metallurgisches Frischen ausgelegten Konverter (3) zugeführten ersten, insbesondere hoch kohlenstoffhaltigen Eisenschmelze (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Eisenschmelze (2) in dem Konverter (3) in einer ersten Behandlungsstufe einer Entphosphorungs-, Entsilizierungs- und Entkohlungsbehandlung mit nachfolgendem Zwischen-Schlackenabstich zur Phosphorentfernung unterworfen wird und anschließend der metallurgisch behandelten ersten Eisenschmelze (2) in dem Konverter (3) in einer zweiten Behandlungsstufe eine zur Erzeugung des Rostfreistahls ausreichend chromhaltige, schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung (5) als zweite Eisenschmelze (6) zugeführt und aus der entstehenden Mischung der Eisenschmelzen durch metallurgisches Frischen eine Rostfreistahlschmelze (7) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Rostfreistahlschmelze (7) in dem Konverter (3) ohne elektrische Energiezufuhr zur ersten Eisenschmelze (2) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Behandlungsstufe und die zweite Behandlungsstufe in einem AOD(Argon Oxygen Decarburization)- oder AOD-L(Lanze)- oder MRP(Metal Refining Process)- oder MRP-L(Lanze)- Konverter (3) durchgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter (3) zur Erzeugung eines austenitischen Rostfreistahls als erste Eisenschmelze (2) ein, insbesondere hoch, phosphorhaltiges Roheisen oder ein Nickelroheisen oder eine schmelzflüssige FeNi-Legierung zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter zur Erzeugung eines ferritischen Rostfreistahls als erste Eisenschmelze (2) ein nickelfreies Roheisen zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter (3) als erste Eisenschmelze (2) eine Schmelze mit einem Gehalt zwischen 0 Gew.-% und 25 Gew.-% Nickel (Ni), einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% Chrom (Cr) und hohen Gehalten an Kohlenstoff (C), Phosphor (P) und Silizium (Si) zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter (3) als zweite Eisenschmelze (6) eine schmelzflüssige Eisenchrom(FeCr)-Legierung (5) mit einem Gehalt von mehr als 50 Gew.-% Chrom (Cr), insbesondere zwischen 60 und 65 Gew.-% Chrom(Cr), und einem niedrigen Phosphorgehalt zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der entstandenen Eisenschmelze oder Rostfreistahlschmelze (7) in der zweiten Behandlungsstufe Kühlmittel und und/oder Legierungsmittel und/oder Schlackenbildner und/oder Reduktionsmittel zugeführt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Konverter (3) mittels des metallurgischen Frischens erzeugte Rostfreistahlschmelze (7) einer Gießpfanne (8) und/oder einer anschließenden sekundärmetallurgischen Behandlung zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konverter (3) als erste Eisenschmelze (2) eine in einem Hochofen erschmolzene Roheisenschmelze zugeführt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Konverter (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (3) Bestandteil einer Twin-Konverter-Anlage (4) ist, deren beide Konverter (3), insbesondere AOD(Argon Oxygen Decarburization)- oder AOD-L(Lanze)- oder MRP(Metal Refining Process)- oder MRP-L(Lanze)- Konverter, zur gleichzeitigen Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 10 ausgelegt sind.

Zeichnung