PROCESS FOR PRODUCING STEELS FROM SCRAP CONTAMINATED BY AT LEAST ONE OF THE ELEMENTS CHRONIUM, COPPER, MOLYBDENUM AND NICKEL

Abstract: 1. Process for the production of steels which, having been heat-treated from the rolling heat, fulfil increased demands on suitability for welding and the scatter spread of the properties of strength and plasticity, wherein the trace and allowing elements Cr, Cu, Mo and Ni, which have got into the smelt accidentally and uncontrollably from or with the steel scrap or other starting materials are according to their effective alloying component utilised for the reduction of the normal, technologically provided alloying addition of Si and/or Mn with the targets of the elastic limit and the suitability for welding in such a manner that only the differences between the content of [Cr], [Cu], [Mo] or [Ni] ascertained during the intake analysis and the statistical mean value of Cr, Cu, Mo or Ni of the element in the intake analyses of the steel brand concerned are used for the reduction of the alloying addition of Si and Mn in that they are calculated by the relationships Si = ([Cr] - Cr) + ([Cu] - Cu) + 2,9 ([Mo] - Mo) + 0,6 [Ni] - Ni) and Mn = 0,7 ([Cr] - Cr) + 0,7 ([Cu] - Cu) +2,0 ([Mo] - Mo) + 0,4 ([Ni] - Ni), wherein the following statistical mean values are to be applied as limit values Cr <= 0,15 %, Cu <= 0,15 %, Mo <= 0,01 % et Ni <= 0,07 %, and that the reduction in Si and Mn in the steel is undertaken only to the lower contents which according to experience secure the envisaged degree of deoxidising and a faults casting and, in the case of residual contents of Cr, Cu, Mo or Ni present still above that, the mean aimed-at carbon content of the steel sort is reduced by an amount according to the relationships of the carbon equivalent see diagramm : EP0150244,P5,F1

Description: Verfahren zur Herstellung von Sta) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stählen, die warmgewalzt unbehandelt, bevorzugt aus der Walzhitze wärmebehandelt verwendet werden-und die erhöhten Anforderungen an die Schweisseignung und an die Streubreite der Festigkeits- und Plastizitätseigenschaften erfüllen. Die Erfindung ist in der Metallurgie bei der Erschmelzung von Stählen, bevorzugt bei hohen Schrott- zu Roheisen - Verhältnissen im Einsatz anwendbar. Der Gebrauchswert von hochwertigen Stählen wird im wesentlichen vom Festigkeitsniveau, der Schweisseignung und den Plastizitätseigenschaften bestimmt. Das Festigkeitsniveau, insbesondere die Streckgrenze bildet in vielen Fällen die Grundlage für die Höhe der ertragbaren Beanspruchung und damit für die Ausnutzbarkeit des Stahles. Die Schweisseignung sichert rationelle Verbindung des Stahles zu Eonstruk- tionselementen, und die Plastizitätseigenschaften dürfen im Grundwerkstoff und in allen Verarbeitungszuständen bestimmte Mindestwerte nicht unterschreiten, um in extre- men Beanoruchungszuständen' wie Schlag und Kälte, Sprödbruch zu vermeiden. Die Eigenschaften Festigkeit, Plastizität und Schweisseig nung besitzen die Stähle auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung und des Herstellungsverfahrens. In der kegel be-UIirken chemische Zusammensetzungen, die zu hohen Festigkeiten führen, gleichzeitig eine Verschlechterung der Plastizität und der Schweisseignung. In diesem Zusammenhang sind unter chemischer Zusammensetzung nicht nur die Stahlbegleit- und die absichtlich zugegebenen Desoxydations- und Legierungselemente zu berücksichtigen, sondern auch Spurenund Legierungselemente wie Cr, Cu, Mo und li, die im Stahl enthalten sind und in ihrer Summe einen Einfluss auf die Eigenschaften ausüben. Je weniger sich von Schmelze zu Schmelze die Gehalte an Legierungselementen verändern, um so geringer ist cie Streubreite der Eigenschaften, deren Mindest- oder Höchstwerte in den Standards verankert sind. Bei erhöhten Anforderungen an die SchweiBeignung oder zur Begrenzung der Streuung der Festigkeits- und Plastizitäts- eigenschaften im angelieferten oder verarbeiteten Zustand werden in den Standards bei verschiedenen Stahlmarken, z, B. tPG 7960 und TGt 12530, nicht nur die Elemente C, Si, r±n, P und S, die vorrangig die zu gewährleistenden Eigenschaften bestimmen, quantitativ begrenzt, sondern es werden darüber hinaus Maximalgehalte für Cr, Cu, Mo und Ni festgelegt. Diese Spuren- und Legierungselemente gelangen zufällig und unkontrollierbar aus bzw. mit dem Stahlschrott oder anderen Ausgangsstoffen in die flüssige Schlacke. Die notwendige Begrenzung des Maximalgehaltes von Cr, Cu, Mo und Ni bzw, der Maximalsumme, wenn mehrere der genannten Elemente gleichzeitig vorhanden sind, verursacht im Schmelzbetrieb Störungen derart, dass nach dem Vorliegen der Einlaufanalyse evtl. Anderungen im Produktionsprogramm vorgenommen werden müssen, bein Strangguss der SeuenzguB mit Verlusten verbunden ist, auf Stahlmarken mit verminderten Anforderungen an die Legierungsreinheit ausgewichen werden muss und sogar vereinzelt die Schmelze als Schrott eingestuft werden muss. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verarbeitung von mit Cr, Cu, Mo und Ni verunreinigtem Stahlschrott, wobei Änderungen des Schmelzprogramms in grossem Umfang sowie Ausfall- und Störzeiten im ProduktionsprozeB vermieden werden und beim Stranggiessen mit den neuen Stählen der Sequenzguss für eine bstimmte Stahlmarke ohne Einschrän- kungen durchführbar ist. T2:tft Hilfe der Erfindung sollen Abwertungen auf Stahlmarken mit herabgesetzten Anforderungen bezüglich der Maximalgehalte der genannten Elemente gröbtenteils entfallen und in bestimmten Umfang Ferro-Si- und Ferro-Mn-Einsparungen eintreten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem ein Verarbeiten von Flüssigstahl mit überhöhten Gehalten an Cr, Cu, Mo und Ni zu hochwertigem Stahl mit gleichmässigen Gebrauchs- und Verarbeitungseigenschaften im warmgewalzt unbehandelten, vorzugsweise im aus der Walzhitze wärmebehandelten Zustand entsprechend den Anforderungen des Standards möglich ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die zufällig und unkontrollierbar aus bzw. mit dem Stahlschrott oder anderen Ausgangsstoffen in die flüssige Schmelze gelangten Spuren- und Legierungselemente Cr, Cu, Mo und Ni entsprechend ihrem Legierungswirkwert auf die Festigkeits- eigenschaften, insbesondere auf die Streckgrenze und auf die Schweisseignung gezielt zur Reduzierung der normalen, technologisch vorgesehenen teglerungszugabe an Si und/oder tti oder anderen Elementen genutz werden, dergestalt, dass nur die Differenz zwischen dem bei der Einlaufanalyse festgestellten Gehalt an [Cr] ,[Cu] , [Mo] , oder [Ni] und dem statistischen Mittelwert des Gehalt es des Elementes in der Einlaufanalyse bzw. den Grenzwerten für Cr # 0,15 %, Ou < 0,15 8, Mo# 0,01 % und NiN < 0,07 % verwendet wird, sodass die Reduzierung von Si und Mn im Stahl nur bis zu den unteren Gehalten vorgenommen wird, die erfahrungsgemäss den vorgesehenen Beruhigungsgrad und ein fehlerfreies Giessen sichern und bei noch darüber hinaus vorliegenden Restge- halten an Cr, Cu, Mo und Ni der mittlere angestrebte Eoh, lenstoff gehalt der Stahlmarke um einen Betrag entsprechend den Beziehungen des Kohlenstoffäquivalentes vermindert wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Reduzierung der normalen technologischen Legierungszugaben an Si und Mn bei aus der Walzhitze wärmebehandelten Betonstählen nach folgenden Beziehungen EMI4.1 berechnet werden, wobei folgende Grenzwerte einzuhalten sind Cr # 0,15 %, Cu # 0,15 %, Mo # 0,01 % und Ni # 0,07 %. Die Erfindung sollnachstehend-anhand eines Ausführungs- beispiels näher erläutert werden. In den Beziehungen EMI4.2 bedeuten. die Verminderung der normalen technologischen Legierungszugabe [Cr] , [Cu] , [Mo] , i] die festgestellten Gehalte in der Einlaufanalyse Cr, Cu, rlo, Ni die statistischen Mittelwerte in den Binlaufanalysen Bei drei Schmelzen, die in der Einlaufanalyse mit überhöhten Cr- Ou- und Ni-Gehalten angefallen sind, wurde der Gesamtlegierungsgehalt an C, Si, Mn, Cr, Cu, Mo und Ni nach den erfindungsgemässen Merkmalen für den thermisch verfestigten Betonstahl St T-IV nach TGL 12350/08 eingestellt. Die Schmelzanalyse lieferte die in Tefel 1 angegebenen Werte. Durch eine Senkung des Kohlenstoffgehaltes wurden Kohlenstoffäquivalenten nach TGL 14913 CÄ = C + Mo + Cr + Mn + Cu + Ni + P 4 5 6 13 15 2 erreicht, die der chemischen Zusammensetzung von St -IV nach TGL 12530/08 für die Nenndurchmesser 16 bis 32 mm entsprechen. Aus den drei Schmelzen wurde gerippter Betonstahl von 20 mm gewalzt und aus der Walzhitze wärmebehandelt, d. h. thermisch verfestigt. Die Prüfung des Materials im Zug- und im Balt- versuch ergab die in Tafel 2 enthaltenen mechanisch technologischen Eigenschaften. Die drei Ausführungsbeispiele weisen Eigenschaften auf, die die Borderungen an thermisch ver festigten Betonstahl St T-IV hinsichtlich Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Paltversuch mit ausreichender Sicherheit erfüllen. Eine informatorische Überprüfung der Schweisseignung lieferte positive Ergebnisse. 6 Tafel 1: Chemische Zusammensetzung der Schmelzanalyse nach TGL 12350/08 von St T-IV mit Nenndurchmesser 20 mm und für Ausführungsbeispiele Stahl 1 bis 3 Stahl- C Si Mn P S Cr Cu Mo Ni Kohlenstoff Nr. äquivalent CÄ nach TGL14013 St T-IV 0,20 0,25 0,80 0,37 TGL bis bis bis höchstens bis 0,26 0,55 1,10 0,050 0,050 0,30 0,30 0,10 0,30 0,60 Beispiel 1: 0,14 0,19 0,61 0,045 0,034 0,87 0,36 0,07 0,46 0,51 Beispiel 2: 0,14 0,13 0,59 0,023 0,027 0,49 0,36 0,08 0,31 0,42 Beispiel 3: 0,15 0,19 0,66 0,046 0,036 0,28 0,47 0,05 0,28 0,41 7 Tafel 2: Mechanisch technologische Eigenschaften von thermisch verfestigtem Betonstahl 20 mm # St T-IV nach TGL 12530/08 und Ausführungsbeispiel Betonstahl 1 bis 3 Stahl-Nr. Streckgrenze/ Zugfestigk. Bruchdehnung Faltversuch mit Biegeversuch 0,2 Dehngrenze Rm A5 Dorndurchmesser d1 Vorbiegen 5d, Re/Rp0,2 MPa % ca. 170 Altern 100 /30 min/Luft Rückbiegen > 90 St T-IV # 490 # 560 # 10 d1 = 3,5 x Nenn-# 90 Biegewinkel Beispiel 1: 588 761 19,7 keine Anrisse keine Anrisse Beispiel 2: 563 690 18,2 keine Anrisse keine Anrisse Beispiel 3: 577 671 20,6 keine Anrisse keine Anrisse

Claims: Erfindungsanspruch 1. Verfahren zur Herstellung von Stählen, die warmgewelzt unbehandelt, bevorzugt aus der Walzhitze wärmebehandelt erhöhte Anforderungen an die Schweisseignung und an die Streubreite der Festigkeits- und Plastizitätseigenschaf ten erfüllen, dadurch gekennzeichnet, daf die zufällig und unkontrollierbar aus bzw. mit der Stahlschrott oder anderen Ausgangsstoffen in die flüssige Schmelze gelang ten Spuren- und Legierungselemente Cr, Cu, Mo und Ni entsprechend ihrem Legierungswirkwert auf die Festig Beitseigenschaften, insbesondere auf die Streckgrenze und auf die Schweisseignung gezielt zur Reduzierung der normalen, technologisch vorgesehenen Legierungszugabe an Si und/oder Mn oder anderen Elementen genutzt werden, dergestalt, dass nur die Differenz zwischen dem bei der Einlaufanalyse festgestellten Gehalt an EOr] , [Cuj [MioJ oder [Ni] und den statistischen Mittelwert des Gehal tes des Elements in der Einlaufanalyse bzw. den Grenzwer ten für Cr # 0,15 %, Cu # 0,15 %, Mo # 0,01 % und Ni # 0,07 % verwendet wird, so dass die Reduzierung von Si und Mn im Stahl nur bis zu den unteren Gehalten vorgenommen wird, die erfahrungsgemäss den vorgesehenen Beruhigungsgrad und ein fehlerfreies Giessen sichern und bei noch darüber hinaus vorliegenden Restgehalten an Cr, Cu, Mo oder Ni der mittlere angestrebte Kohlenstoffgehalt der Stahlmarke um einen Betrag, entsprechend den Beziehungen des Koh lenstoffäquivalente vermindert wird. 2. Verfahren zur Herstellung von Stählen nach Pkt. 1, da durch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der normalen technologischen Legierungszugaben an Si und in bei aus der Walzhitze wärmebehandelten Betonstählen nach den Beziehungen EMI8.1 berechnet werden, obei folgende Grenzwerte einzuhalten sind Cr # 0,15 %, Cu # 0,15 %, Mo # 0,01 und Ni # 0,07 %.

Inventors: WELFLE, KURZ, DIPL.-ING.
Applicants: VEB STAHL- UND WALZWERK "WILHELM FLORIN" HENNIGSDORF
Application year: 1984
Main classification: C22C33
IPC codes: C22C33, C21C5, C21C7