Bei der Stahlherstellung werden Ferrolegierungen nach dem Prinzip derDesoxidationsfähigkeit von schwach bis starkAlle Ferrolegierungen werden erst nach Abschluss des Schlackenabschöpfens und der Aufkohlung eingesetzt. Die Reduktionsschlacke wird durch Zugabe von Schlackenmaterialien gebildet. Basierend auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie den Anwendungsszenarien verschiedener Ferrolegierungen werden die Beschickungszeiten, die betrieblichen Anforderungen, die Vorsichtsmaßnahmen und die Ausbeuteraten wie folgt detailliert beschrieben:

1. Ferrosilicium

Ferrosilicium wird hauptsächlich als Legierungszusatz bei der Herstellung von Siliziumstahl, Federstahl, hitzebeständigem Stahl und anderen Stahlsorten verwendet. Bei Zugabe großer Mengen muss es gründlich bis zur Rotglut vorgeheizt werden. Dadurch wird der im Ferrosilicium enthaltene Wasserstoff entfernt, um negative Auswirkungen auf die Qualität des flüssigen Stahls zu vermeiden und dessen Schmelzen zu beschleunigen.

Ferrosilicium reagiert nach der Zugabe zu Siliciumdioxid, welches die Basizität der Schlacke verringert und die Stahlqualität beeinträchtigt. Daher muss vor und nach der Ferrosilicium-Zugabe eine geeignete Menge Kalk hinzugefügt werden, um die Schlackenbasizität zu stabilisieren. Die Spannung muss erhöht und die Stromversorgung für einige Minuten aufrechterhalten werden, um eine vollständige Reaktion der Schlacke und die Bildung einer gleichmäßigen weißen Schlacke zu gewährleisten.

Beim Raffinationsprozess darf Ferrosilicium nur dann zugegeben werden, wenn die chemische Zusammensetzung, die Temperatur und der Zustand der Schlacke des flüssigen Stahls die Anforderungen erfüllen.Das Anzapfen sollte innerhalb von 10 bis 25 Minuten nach der Fütterung abgeschlossen sein.Ein zu kurzes Intervall führt zu unvollständigem Aufschmelzen und ungleichmäßiger Elementverteilung, während ein zu langes Intervall dazu führt, dass der flüssige Stahl Gas aufnimmt und die Stahleigenschaften beeinträchtigt werden.

Genesungsrate:90 % bis 98 %.

2. Ferromangan

Ferromangan kann gleichzeitig mit der Bildung von Reduktionsschlacke zugegeben werden. In der praktischen Produktion sollte der Mangangehalt nach der ersten Beschickung im unteren Bereich des Standardbereichs gehalten werden, um eine spätere Feinjustierung anhand der Analyseergebnisse zu ermöglichen. Mangan zeichnet sich durch stabile chemische Eigenschaften, geringe Oxidationsverluste und einfache Anwendung aus.

Genesungsrate:Über 95 %.

3. Kupfer

Kupfer wird hauptsächlich bei der Herstellung von wetterfestem Stahl eingesetzt, um die Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit des Stahls zu verbessern. Dank seiner ausgezeichneten Oxidationsbeständigkeit kann Kupfer während der Ofenbeschickung oder der Oxidationsphase beigemischt werden.

Aufgrund der hohen Kosten für Reinkupfer bevorzugen Hersteller die Zugabe von Kupfer über kupferhaltiges Roheisen, Stahlschrott und Eisenerz während des Schmelzprozesses, um Kosten zu senken. Nur eine geringe Menge Reinkupfer wird zur Feinabstimmung der Zusammensetzung in der Reduktionsphase verwendet, um den Reinkupferverbrauch zu minimieren.

Genesungsrate:Über 95 %.

4. Ferrochrom

Chrom hat eine viel stärkere Affinität zu Sauerstoff als Eisen und neigt zur Oxidation.Die Zugabe von Ferrochrom während der Schmelz- und Oxidationsphasen ist strengstens untersagt.und werden in der frühen Phase des Reduzierungszeitraums berechnet.

Verfärbt sich die Schlacke nach der Ferrochromzugabe grün, deutet dies auf eine unzureichende Desoxidation hin. Oxidiertes Chrom führt nicht nur zu Legierungsverlusten, sondern verdickt auch die Schlacke und behindert die Entphosphorung sowie normale Schmelzprozesse. Um das Chromoxid in der Schlacke zu reduzieren, muss die Reduktionsbehandlung intensiviert werden, bis die Schlacke weiß wird. Unter diesen Bedingungen wird der Chromverlust minimiert.

Genesungsrate:Über 95 % unter Weißschlackebedingungen.

5. Ferrovandium

Vanadium besitzt eine extrem hohe Affinität zu Sauerstoff und oxidiert leicht. Zudem führt die Zugabe von Ferrovandium dazu, dass flüssiger Stahl Stickstoff aus der Luft aufnimmt und die Stahlqualität erheblich verschlechtert. Daher sollte Ferrovandium nicht zu früh, sondern erst in der späten Reduktionsphase kurz vor dem Abstich zugegeben werden.

Für den Standardbetrieb ist die Zufuhr von Ferrovandium erforderlich.10–35 Minuten vor dem TippenWählen Sie für kleine Zufuhrmengen den unteren Grenzwert und für große Zufuhrmengen den mittleren bis oberen Grenzwert, um eine ausreichende Schmelzzeit zu gewährleisten.

Genesungsrate:Ähnlich wie bei Ferrosilicium.

6. Ferromolybdän

Ferromolybdän ist eine hochschmelzende Legierung mit langsamer Schmelzgeschwindigkeit. Um ein vollständiges Aufschmelzen des Ferromolybdäns und eine gleichmäßige Zusammensetzung des flüssigen Stahls zu gewährleisten und eine Entmischung der Elemente zu verhindern, muss es hinzugefügt werden.in der frühen Phase der Reduktionsperiode.

Die Zugabe von Ferromolybdän im späten Raffinationsstadium kurz vor dem Abstich führt zu unvollständigem Schmelzen und ungleichmäßiger Zusammensetzung und verlängert zwangsläufig den gesamten Schmelzzyklus und verringert die Produktionseffizienz.

Genesungsrate:Über 98 %.

7. Ferroniob

Niob besitzt eine geringe Affinität zu Sauerstoff und stabile chemische Eigenschaften, wodurch seine Zusammensetzung beim Schmelzen leicht kontrolliert werden kann. In herkömmlichen Verfahren wird Ferroniob zugesetzt.in der frühen Phase der Reduktionsperiode.Das Abklopfen sollte nach mehr als 20 Minuten erfolgen, um ein vollständiges Aufschmelzen und eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Bei nicht-oxidierenden Schmelzverfahren kann Ferroniob zusammen mit den Ofenmaterialien während der Ofenbeschickung zugegeben werden, um die Bedienung zu vereinfachen.

Genesungsrate:Über 95 %.

8. Ferrowolfram

Ferrowolfram zeichnet sich durch hohe Dichte und hohen Schmelzpunkt aus. Es sinkt nach der Beschickung zum Ofenboden und ist schwer zu schmelzen. Wolfram besitzt zudem eine starke Affinität zu Sauerstoff. Während des Schmelzvorgangs oxidiert es und liegt in der Schlacke als Calciumwolframat vor, was zu Legierungsverlusten führt und die Kontrolle der Zusammensetzung erschwert.

Der größte Teil des Ferrowolframs soll hinzugefügt werdenin der frühen Phase der ReduktionsperiodeLediglich ein kleiner Teil ist für die Zusammensetzungsoptimierung in der späten Reduktionsphase vorgesehen. Massenzugaben während des Schmelzens und der späten Raffinationsphasen sind verboten. Ferrowolfram ist zu zerkleinern und auf Rotglut vorzuerhitzen, um die Schmelzeffizienz zu verbessern.

Genesungsrate:Über 95 %.

9. Aluminium (Legierungselement)

Aluminium besitzt eine extrem hohe Desoxidationswirkung und ist selbst äußerst oxidationsanfällig. Daher wird es erst ganz zum Schluss, kurz vor dem Abstich, hinzugefügt. Je nach Aluminiumgehalt der Stahlsorten werden zwei Verfahren angewendet:

Bei Stahl mit einem Aluminiumgehalt unter 0,2 % ist kein Schlackenabschöpfen erforderlich. Die Aluminiumblöcke werden 2–5 Minuten vor dem Abstich in den Ofen gegeben. Die Ausbeute beträgt ca. 50 % für Normalstahl und kann bei titanhaltigem Stahl bis zu 55 % erreichen.

Für hochaluminiumhaltigen Stahl: Um eine Siliziumreversion in der Schlacke nach der Aluminiumzufuhr und damit einen zu hohen Siliziumgehalt im Endprodukt zu verhindern, muss die gesamte Reduktionsschlacke vor der Zugabe der Aluminiumblöcke vollständig entfernt werden. Anschließend werden Kalk (2–3 % des Gewichts des flüssigen Stahls) und siliziumarmer Flussspat zugegeben. Nach dem Einschalten des Ofens zur Homogenisierung der Schlacke wird dieser zum Abstich gekippt. Die Ausbeute liegt zwischen 65 % und 88 %.

10. Ferrobor

Bor verbindet sich in flüssigem Stahl leicht mit Sauerstoff und Stickstoff und bildet schädliche Einschlüsse. Vor der Ferroborzugabe müssen daher geeignete Mengen an Aluminium und Titan zur Vordesoxidation und Stickstoffstabilisierung hinzugefügt werden. Die Ferroborzugabe erfolgt unmittelbar vor oder während des Abstichs über zwei gängige Verfahren:

Gießpfannenbeschickung: Das Abstichloch vorab vergrößern und die Kippgeschwindigkeit des Ofens erhöhen, während gleichzeitig strenge Maßnahmen zur Schlackenrückhaltung getroffen werden. Kalk am Abstichloch verteilen und dieses mit einem Holzrechen verschließen, um die Schlacke zurückzuhalten. Zuerst flüssigen Stahl in die Gießpfanne fließen lassen und Ferrobor durch Einwerfen oder Einfüllen zugeben, sobald die Gießpfanne etwa zu einem Drittel mit flüssigem Stahl gefüllt ist. Anschließend die Schlacke abfließen lassen.

Einfüllverfahren im Ofen: Nach Zugabe von Aluminium und Titan wird Ferrobor auf einen Eisenstab fixiert und mit Aluminiumblech oder Strohpapier umwickelt. Anschließend wird der Stab zügig in den flüssigen Stahl eingefüllt, gründlich umgerührt und sofort abgeklopft. Dieses Verfahren gewährleistet eine gleichmäßigere Borverteilung und eine bessere innere Qualität des fertigen Stahls.

Die Rückgewinnungsraten beider Methoden sind im Wesentlichen gleich.

Genesungsrate:45% bis 85%, wobei diese unter besonderen Arbeitsbedingungen noch weiter gesteigert werden können.

11. Ferrotitan

Titan besitzt eine extrem hohe Affinität zu Sauerstoff und Stickstoff und wird leicht oxidiert und nitriert, wodurch Einschlüsse im Stahl entstehen. Ferrotitan wird nach der Bildung einer stabilen weißen Schlacke zugegeben.Das Klopfen muss innerhalb von 5 bis 15 Minuten nach der Fütterung abgeschlossen sein.

Um Verbrennungsverluste zu minimieren, sollte Ferrotitan in der Nähe der Ofentür und fernab des Lichtbogens platziert werden. Ferrotitan besitzt eine geringe Dichte und schwimmt an der Grenzfläche zwischen Schlacke und flüssigem Stahl, bevor es allmählich in den Stahl einschmilzt. Seine Ausbeute schwankt stark und wird maßgeblich von der Ofentemperatur, dem Zustand der Schlacke und den Betriebsparametern beeinflusst. Ein längerer Verbleib von Ferrotitan im Ofen reduziert nicht nur die Ausbeute erheblich, sondern verschlechtert auch die Qualität des flüssigen Stahls.

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