Metallurgische Reaktionstechnik zur Einstellung niedrigster Gehalte an C, P, S und N im Stahl

Abstract

Zielsetzung. In diesem Beitrag werden der Stand und das Entwicklungspotential der metallurgischen Prozeßtechnik zur Einstellung niedrigster Gehalte an [C], [P], [S] und [N] in Stahlschmelzen dargestellt. Im Vordergrund der Ausführungen stehen dabei thermodynamisch bedingte Feinungsgrenzen, der Einfluß von mikround makrokinetischen Effekten auf die Umsetzgeschwindigkeit sowie Probleme der Prozeßbeherrschung. Auf dieser Grundlage ergeben sich Schwerpunkte und Richtungen für die zukünftige Weiterentwicklung der metallurgischen Raffinationstechnik. Zusammenfassung. Die in den letzten Jahren erzielten Fortschritte in der Raffination von Stahlschmelzen sind im wesentlichen auf drei Aspekte zurückzuführen: auf die Beschleunigung des Stoffumsatzes durch Intensivmischen, auf die verbesserte Kontrolle von Störquellen im Reaktionsablauf und auf das vertiefte Verständnis der Zusammenhänge, gefördert durch die Beiträge der Grundlagenforschung. Nach diesen Leitlinien wird die metallurgische Prozeßtechnik der Entkohlung, der Entstickung, der Entphosphorung und der Entschwefelung von unlegierten und legierten Stahlschmelzen im einzelnen erörtert. Dabei stellt sich heraus, daß die vorhandenen Reaktionspotentiale bei der Produktion von „Ultra-low"-Stahlsorten weitgehend ausgenutzt werden. Ein weiteres Hinausschieben der jetzt erreichten Grenzen ist durch überproportional lange Behandlungszeiten, durch Vergrößerung der Extraktionsmittelmengen, durch verstärkte Belastung metallurgischer Vorstufen oder durch zusätzliche Prozeßstufen möglich. Sämtliche Möglichkeiten bedeuten exponentiell steigende Kosten, die durch entsprechende Verbesserungen der Werkstoffeigenschaften getragen werden müssen.