GIEßPULVER, GIEßSCHLACKE UND VERFAHREN ZUM GIEßEN VON STAHL

BESCHREIBUNG

Titel

Gießpulver, Gießschlacke und Verfahren zum Gießen von Stahl Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gießpulver, einer Gießschlacke sowie einem Verfahren zum Gießen von Stahl.

Gießpulver wird beim Gießen von Stahl ständig auf die Oberfläche von geschmolzenem Stahl gegeben, der sich in einer Gussform, häufig auch als Kokille bezeichnet, befindet. Hierbei wird es durch die Hitze geschmolzen und bildet eine Schlackenschicht, die laufend in den Spalt zwischen der Gussform und der verfestigten Schale des Stahls fließt und somit verbraucht wird. Die wichtigsten Aufgaben des Gießpulvers bzw. der daraus resultierenden Schlacke sind die Schmierung zwischen der Gussform und der sich verfestigenden Schale, die Steuerung der Wärmeabfuhr des erstarrenden Stahls, die Aufnahme von

Desoxidationsprodukten, die Verhinderung der Re-Oxidation und die Wärmeisolierung des geschmolzenen Stahls.

Typische Gießpulver für das Stranggießen von Stählen sind auf Kalziumsilikatbasis aufgebaut und enthalten üblicherweise eine beträchtliche Menge an Siliziumdioxid (Si0 ₂ ) sowie andere leicht zu reduzierenden Komponenten wie z. B. Manganoxid (MnO) und Eisenoxid (FeO), so dass während des Gießens von aluminiumlegierten Stählen der Aluminiumoxidgehalt in der Gießschlacke aufgrund einer chemischen Reaktion zwischen dem Aluminium (AI) des Stahls und dem Siliziumdioxid sowie Mangan- und Eisenoxid der Gießschlacke stark zunimmt:

4AI + 3Si0 ₂ 2AI ₂ 0 ₃ + 3Si

2AI + 3MnO Al ₂ 0 ₃ + 3Mn

2AI + 3FeO <-> Al ₂ 0 ₃ + 3Fe.

Die typische Aufnahme von Aluminiumoxid (Al ₂ 0 ₃ , auch als Tonerde bezeichnet) beim Vergießen von AI-beruhigten Stählen beträgt ca. 2-4 Gew.-%. Mit höherem Aluminiumgehalt im Stahl steigt die Al ₂ 0 ₃ -Aufnahme in der Gießschlacke. So steigt beispielsweise bei der Herstellung von TRIP-Stählen mit einem AI-Gehalt von ca. 1 ,2-1 ,5 Gew.-% die Al ₂ 0 ₃ - Konzentration in der Gießschlacke auf ca. 35-40 Gew.-%. Der Si0 ₂ -Gehalt der Gießschlacke verringert sich entsprechend, da Siliziumdioxid durch Aluminium reduziert wird. Generell ändern sich hierdurch die Eigenschaften der

Gießschlacke. Beispielsweise erhöhen sich aufgrund der Aufnahme von Al ₂ 0 ₃ und der damit verbundenen Abnahme des Anteils von Si0 ₂ die Basizität, die Viskosität und die

Kristallisationsneigung der Gießschlacke, was ein Nachlassen ihrer Schmierwirkung zur Folge hat. Generell weisen amorph erstarrende Gießschlacken bessere Schmierwirkungen auf als kristallin erstarrende Gießschlacken. Im Stand der Technik werden üblicherweise Schlackensysteme basierend auf Kalziumsilikaten verwendet. Diese Schlackensysteme, welche auf Kalziumsilikaten basieren, erstarren typischerweise überwiegend amorph, solange der Aluminiumanteil des Stahls nicht zu hoch ist, dh insbesondere < 1 Gew.-% beträgt. Bei höheren AI-Gehalten in der Schmelze erstarren Schlackensysteme auf

Kalziumsilikatbasis jedoch überwiegend kristallin.

Beim Gießen von aluminiumlegierten Stählen, die gleichzeitig einen hohen Mangangehalt aufweisen (zB mit Mn-Gehalten > 15 Gew.-% und AI-Gehalten > 1 Gew.-%) wird der Gießvorgang zusätzlich dadurch erschwert, dass die Liquidustemperatur dieser Stähle aufgrund des hohen Mn-Gehaltes ca. 100°C niedriger liegt als zB die Liquidustemperatur der TRIP-Stähle. Das bedeutet, dass die Schmelz- und Kristallisationstemperatur der Gießschlacke für hoch AI-Mn-haltige Stähle ebenfalls ca. 100°C niedriger liegen muss als bei anderen hoch Al-haltigen Stählen. Andernfalls kann die Gießschlacke in der unteren Hälfte der Gussform vollständig kristallisieren und deren Schmierwirkung dadurch aufgehoben werden.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Änderungen der Eigenschaften der Gießschlacke während des Gießens eines AI-legierten Stahls kann diese ihre Aufgaben häufig nur noch unzureichend oder überhaupt nicht mehr erfüllen. Insbesondere Stähle mit einem hohen Gehalt an Aluminium bzw. an Aluminium und Mangan können daher mit den aus dem Stand der Technik bekannten Gießpulvern nicht prozesssicher hergestellt werden.

Aus der WO201 1/090218 sind Gießpulverzusammensetzungen für das Gießen von Stahl bekannt, die sich jedoch aufgrund ihres hohen Si0 ₂ -Gehalts von 15-30 Gew.-%

insbesondere nicht für den Einsatz beim Gießen von Stahl mit einem hohen Gehalt an Aluminium eignen. Entsprechendes gilt auch für die aus der WO2007/148939 bekannten Gießpulver und deren Verwendung beim Gießen von Stahl. Die JP 57184563 A offenbart ein Pulver zur Beschichtung von geschmolzenem Metall mit einem vergleichsweise geringen Gehalt an Si0 ₂ . Die aus diesem Pulver erhaltene Schlacke kann jedoch infolge ihrer chemischen Zusammensetzung die notwendigen Funktionseigenschaften, zB Schmierwirkung und Wärmeübertragung, besonders für hohe Al-Mn-Stähle nicht gewährleisten. Erfahrungsgemäß besitzen Schlacken, die aus in JP 57184563 offenbarten Gießpulvern resultieren, zu hohe Kristallisationstemperaturen sowie zu hohe Viskositäten im prozessrelevanten Bereich.

Offenbarung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gießpulver sowie eine

Gießschlacke zur Verfügung zu stellen, welche die Herstellung von Stählen mit hohen Gehalten an Aluminium von > 1 Gew.-% und ggf. hohen Gehalten an Mangan von > 15 Gew.-% sowie ggf. Titan von > 0,2 Gew.-% ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der

vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Gießen von Stahl, insbesondere ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl, unter Verwendung dieses Gießpulvers bzw. der Gießschlacke zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Beschreibung und der Patentansprüche gelöst.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Gießschlacke umfassend die

Komponenten:

30-50 Gew.-% CaO;

20-45 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

7-15 Gew.-% F ^_ (Fluor-Ionen);

5-15 Gew.-% Na ₂ 0;

3-6,5 Gew.-% Si0 ₂ ;

2-5% Gew.-% Li ₂ 0.

Die Gießschlacke resultiert aus einem Gießpulver, welches die Komponenten CaO und Al ₂ 0 ₃ im Wesentlichen in Form von vorgeschmolzenem Kalziumaluminat enthält. Im Wesentlichen vorgeschmolzen bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das Kalziumaluminat > 50 %, bevorzugt > 60 %, besonders bevorzugt > 70 %, ganz besonders bevorzugt > 80 %, am meisten bevorzugt > 90 % bis zu 100 % vorgeschmolzen ist.

Darüber hinaus enthält das Gießpulver eine fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise CaF ₂ , Si0 ₂ , ggf. auch in Form von CaSi0 ₃ , Na ₂ 0, ggf. auch in Form von Na ₂ C0 ₃ , Li ₂ 0, ggf. auch in Form von Li ₂ C0 ₃ sowie ggf. zusätzlich Al ₂ 0 ₃ . Das Gießpulver kann dabei auch flüchtige Bestandteile enthalten, welche beispielsweise beim Erwärmen ausgasen, wie zB Wasser oder C0 ₂ .

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Gießpulver, umfassend die folgenden Komponenten, berechnet ohne flüchtige Bestandteile:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

10-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise CaF ₂ ;

3-6,5 Gew.-% Si0 ₂ ;

5-15 Gew.-% Na ₂ 0;

2-5,5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10,5 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff.

Wichtig für die Erreichung der gewünschten Gießschlackenzusammensetzung und der Erzielung der erforderlichen Gießschlackeneigenschaften, wie beispielsweise ihrer

Viskosität, ist, dass das Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ im vorgeschmolzenen Kalziumaluminat im Bereich von ca. 40/60 (2:3) bis ca. 50/50 (1 :1 ) beträgt. Das Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ im vorgeschmolzenen Kalziumaluminat sollte nicht deutlich weniger als 0,6 oder deutlich mehr als 1 ,0 betragen, weil ansonsten die Liquidustemperatur des Kalziumaluminats zu hoch wird und das Kalziumaluminat als Bestandteil des Gießpulvers aufschmilzt und somit das Gießpulver nur unzureichend aufschmilzt. Bevorzugt beträgt das Verhältnis 0,6 bis 1 ,1 , besonders bevorzugt 0,65 bis 1 ,05, ganz besonders bevorzugt 0,7 bis 1 oder 0,7 bis 0,9.

Weiterhin ist wichtig, dass das Kalziumaluminat in vorgeschmolzener Form im Gießpulver vorliegt. Bei den bevorzugten Zusammensetzungen des Kalziumaluminats handelt es sich um nahezu eutektische Zusammensetzungen, die ein schnelleres Aufschmelzen des Gießpulvers sowie eine niedrigere Kristallisationsneigung der aus diesem Gießpulver erhaltenen Gießschlacken zur Folge haben, was die Prozesssicherheit erhöht. Ein weiterer Grund für die Verwendung vorgeschmolzenen Kalziumaluminats liegt in der leichteren Handhabung des CaO-Zusatzes. Ein Einsatz von Branntkalk (CaO) erschwert die

Herstellung eines Gießpulvers dadurch, dass der Branntkalk sehr hygroskopisch ist und durch eine Feuchtigkeitsaufnahme sein Gewicht ändern kann. Dies kann zur Verschiebung des CaO/AI ₂ 0 ₃ -Verhältnisses in der Gießpulver- bzw. Gießschlackenzusammensetzung führen und deren Eigenschaften verschlechtern. Silizium trägt zur Stabilisierung des amorphen Zustande bei und fördert die amorphe

Erstarrung der Gießschlacke. Der Si0 ₂ -Anteil im Gießpulver sollte nicht weniger als 3 Gew.- % betragen, weil ansonsten der amorphe Anteil der resultierenden Gießschlacke weniger als 60 % beträgt. Der Si0 ₂ -Anteil im Gießpulver sollte nicht mehr als 6,5 Gew.-% betragen, weil ansonsten der zusätzliche Anteil Si0 ₂ mit dem in der Stahlschmelze enthaltenen Aluminium reagieren würde. Der freie Sauerstoff würde sich an Aluminium binden, so dass die Schlacke zusätzlich Al ₂ 0 ₃ aufnehmen würde. Das Schlackensystem wäre chemisch nicht mehr stabil, dh das angestrebte optimale Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ wäre nicht mehr gegeben.

Die fluoridhaltigen Komponenten, Na ₂ 0 und Li ₂ 0 im Gießpulver beeinflussen die

Erstarrungstemperatur sowie das Kristallisationsverhalten der daraus resultierenden

Gießschlacke. Der Anteil an einer fluoridhaltigen Komponente sollte nicht weniger als 10 Gew.-%, der Anteil an Na ₂ 0 nicht weniger als 5 Gew.-% und der Anteil an Li ₂ 0 nicht weniger als 2 Gew.-% betragen, weil ansonsten die Erstarrungstemperatur ansteigen und der kristallin erstarrende Schlackenanteil zunehmen würde. Der Einfluss von Li ₂ 0 ist hierbei stärker als der von Na ₂ 0, weshalb Li ₂ 0 nur in geringen Mengen beigegeben werden muss. Allerdings ist Li ₂ 0 im Vergleich zu Na ₂ 0 sehr teuer, weshalb aus Kostengründen die Wirkung von Li ₂ 0 so weit wie möglich mit Na ₂ 0 kompensiert wird.

Der Anteil einer fluoridhaltigen Komponente sollte nicht mehr als 30 Gew.-%, der Anteil an Na ₂ 0 nicht mehr als 15 Gew.-% und der Anteil an Li ₂ 0 nicht mehr als 5,5 Gew.-% betragen, weil ansonsten die Erstarrungstemperatur zu niedrig und die Gießschlacke zu dünnflüssig wäre. Dünnflüssige Gießschlacke fließt an der Stahloberfläche ab, wodurch die

Schmierwirkung der Schlacke nicht mehr über die gesamte Kontaktfläche zwischen

Stahlstrangschale und Kokillenwand gegeben ist. Dies kann zum Aufreißen der noch dünnen Strangschale und Produktionsausfällen durch Strangdurchbrüche führen. Darüber hinaus führt ein unvollständig ausgebildeter Schlackenfilm zu ungleichmäßigen

Wärmeabfuhrbedingungen, welche wiederum zu thermischen Spannungen in der

Strangschale und damit eventuell ebenfalls zu Strangdurchbrüchen führen.

Al ₂ 0 ₃ kann dem Gießpulver zusätzlich zu dem im vorgeschmolzenen Kalziumaluminat gebundenen Al ₂ 0 ₃ zugegeben werden. Das zusätzliche Al ₂ 0 ₃ wird dem Gießpulver zugegeben, um bei höheren Gehalten an kalziumhaltigen Komponenten, insbesondere von CaF ₂ , das Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ im angestrebten optimalen Bereich von ca. 0,6 bis ca. 1 ,0 zu halten, da Zusätze von kalziumhaltigen Komponenten, insbesondere von CaF ₂ , das über das Kalziumaluminat eingebrachte Ausgangsverhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ verschieben. Der Anteil an zusätzlichem Al ₂ 0 ₃ sollte 10,5 Gew.-% nicht überschreiten, um das Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ nicht zu stark zu Gunsten von Al ₂ 0 ₃ zu verschieben, was sich wiederum negativ auf die Bildung und die Funktionalität der Gießschlacke auswirken würde. Bei Zugabe von zusätzlichem Al ₂ 0 ₃ hat sich ein Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ von 0,7 bis 0,9 im Gießpulver als besonders vorteilhaft erwiesen.

Kohlenstoff kann dem Gießpulver zugegeben werden, um das Aufschmelzen des

Gießpulvers zu beschleunigen. Der Kohlenstoffgehalt im Gießpulver sollte nicht mehr als 15 Gew.-% betragen, um eine Aufkohlung der Stahlschmelze zu vermeiden. Bevorzugt kann der Kohlenstoff in einer Menge von 4-10 Gew.-%, besonders bevorzugt 5-7 Gew.-%, im

Gießpulver enthalten sein. Der Kohlenstoff kann dabei in üblicher, dem Fachmann bekannter Form eingesetzt werden, beispielsweise als Ruß, Graphit oder Koksstaub.

Der Fachmann versteht, dass das erfindungsgemäße Gießpulver nicht streng pulverförmig sein muss, sondern zumindest teilweise oder sogar vollständig auch in anderer Form vorliegen kann, beispielsweise als Granulat oder in Form von Hohlkugeln, ggf. sogar in flüssiger Form.

Die erfindungsgemäße Gießschlacke soll beim Erstarren eine im Wesentlichen amorphe Struktur aufweisen, dh der amorphe Anteil in der Gießschlacke soll mindestens 60 %, bevorzugt mindestens 70 %, noch weiter bevorzugt mindestens 80 % betragen. Ganz besonders gute Eigenschaften weisen Schlacken mit einem amorphen Anteil von

mindestens 90 % auf. Der hohe amorphe Anteil ist wichtig zur Einhaltung guter

Schmiereigenschaften und einer gleichmäßigen Wärmeleitung.

Die erfindungsgemäße Gießschlacke weist insbesondere Vorteile bei der Herstellung von Stählen mit AI-Gehalten > 1 Gew.-% auf, weil diese Gießschlacken auch bei Stählen mit AI- Gehalten > 1 Gew.-% chemisch stabil sind. Chemisch stabil bedeutet, dass die Schlacke im Gießverlauf nicht mit dem in der Stahlschmelze gelösten Aluminium reagiert und ihre chemische Zusammensetzung nahezu unverändert bleibt. Dies erhöht die Prozesssicherheit und Produktqualität.

Auch bei Stählen, die zusätzlich einen hohen Mangangehalt beispielsweise von > 15 Gew.-% aufweisen, kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gießschlacke eine hohe Prozesssicherheit erreicht werden. Stähle mit Mn-Gehalten > 15 Gew.-% haben eine deutlich niedrigere Liquidustemperatur als Stähle mit geringeren Mn-Gehalten. Typische

Liquidustemperaturen für Stähle mit Mn-Gehalten > 15 Gew.-% sind 1400 - 1430 °C. Stähle mit einem AI-Gehalt > 1 Gew.-% und zusätzlichem hohen Titan-Gehalt von beispielsweise > 0,2 Gew.-% weisen im Prozess die Schwierigkeit auf, dass nicht nur AI als chemisch aktives Element, sondern auch Ti als chemisch aktives Element in höheren Anteilen vorliegt. Gießschlacken, die zur Herstellung solcher Stähle verwendet werden, müssen eine gute chemische Stabilität gegenüber AI und Ti aufweisen. Dies ist bei den erfindungsgemäßen Gießschlacken der Fall.

Titan ist ein chemisch aktives Element und kann Si oder Mn aus der Schlacke herauslösen, indem es den an Si oder Mn gebundenen Sauerstoff an sich bindet. Bei erhöhtem

Titandioxidgehalt können Titan-Kalzium-Oxid-Verbindungen (Ti0 ₂ -CaO) entstehen, die eine kristalline Erstarrung der Gießschlacke fördern. Um diese Problematik zu vermeiden, wird in den erfindungsgemäßen Gießpulvern vorteilhafterweise auf den Zusatz entsprechender Bestandteile, wie zB Manganoxid und Eisenoxid, verzichtet. Diese Komponenten werden daher nicht gezielt zugesetzt, können aber als unerwünschte Begleitelemente im

erfindungsgemäßen Gießpulver und damit in der erfindungsgemäßen Gießschlacke enthalten sein.

Die erfindungsgemäße Gießschlackenzusammensetzung kann weitere Alkalimetalloxide, Erdalkalimetalloxide oder Übergangsmetalloxide enthalten. Die erfindungsgemäße

Gießschlackenzusammensetzung kann daher eine oder mehrere der folgenden

Komponenten umfassen:

< 5,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5,0 Gew.-% MgO;

< 3,0 Gew.-% MnO;

< 2,0 Gew.-% FeO.

Die zugehörige bevorzugte Gießpulverzusammensetzung enthält daher zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Komponenten:

< 5,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5,0 Gew.-% MgO;

< 3,0 Gew.-% MnO;

< 1 ,0 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

Ti0 ₂ kann dem erfindungsgemäßen Gießpulver zugegeben werden. Der Anteil an Ti0 ₂ im Gießpulver sollte aber nicht mehr als 5,0 Gew.-% betragen, weil der darüber hinausgehende Anteil an Ti0 ₂ mit dem in der Stahlschmelze enthaltenen Aluminium reagieren würde. Der freie Sauerstoff würde sich an Aluminium binden, so dass die Schlacke zusätzlich Al ₂ 0 ₃ aufnehmen würde. Das Schlackensystem wäre chemisch nicht mehr stabil, dh das angestrebte optimale Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ wäre nicht mehr gegeben. Darüber hinaus könnte bei Ti0 ₂ -Anteilen von > 5 Gew.-% Titan als Element in die Stahlschmelze übergehen und deren chemische Zusammensetzung ungewünscht verändern.

MgO, MnO, Fe ₂ 0 ₃ , FeO können im Gießpulver als Begleitelemente enthalten sein, werden aber nicht gezielt zum Einstellen der Gießschlackeneigenschaften beigegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Gießschlacke die folgenden Komponenten:

33-48 Gew.-% CaO;

23-43 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

7-13 Gew.-% F ^~ (Fluor-Ionen);

3-6,5 Gew.-% Si0 _2;

7-12 Gew.-% Na ₂ 0;

2- 5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ .

< 1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 ,0 Gew.-% MnO;

< 1 Gew.-% FeO

Die zugehörige bevorzugte Gießpulverzusammensetzung umfasst die Komponenten, berechnet ohne flüchtige Bestandteile:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

15-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise CaF ₂ ;

3- 6 Gew.-% Si0 ₂ ;

7-12 Gew.-% Na ₂ 0;

2-5,5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10,5 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

<15 Gew.-% Kohlenstoff;

< 3,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 1 ,0 Gew.-% MgO;

< 1 ,0 Gew.-% MnO; < 1 ,0 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

Die für die vorstehend angegebenen Zusammensetzungen der Gießschlacken und

Gießpulver angegebenen Gewichtsangaben beziehen sich jeweils auf die Summe der Komponenten der Gießschlackenzusammensetzung bzw. der

Gießpulverzusammensetzungen.

Die Fluor-Ionen bzw. fluoridhaltige Komponenten in den erfindungsgemäßen Gießschlacken und Gießpulverzusammensetzungen können jeweils in Form üblicher Fluoride,

beispielsweise Fluoride der Alkali-, Erdalkali-, bzw. Übergangsmetalle zugegeben werden, insbesondere in Form eines Fluorids ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CaF ₂ , MgF ₂ , NaF, LiF und Mischungen aus zwei oder mehr dieser Fluoride.

In jeweils besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen

Gießschlacken und Gießpulvern stammt der Anteil der Fluor-Ionen bzw. fluoridhaltigen Komponente aus CaF ₂ (auch als Flussspat bezeichnet).

Die Zusammensetzung eines Gießpulvers enthaltend die Komponenten Kalziumaluminat (CaO-AI ₂ 0 ₃ ) und CaF ₂ hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, um die Konstanz der Eigenschaften der daraus erhaltenen Gießschlacke und somit insbesondere auch die Prozesssicherheit der Herstellung von AI-legierten Stählen zu verbessern. Die Komponenten dieser ternären CaO-AI ₂ 0 ₃ -CaF ₂ Mischung gehen keine Reaktion mit dem im Stahl enthaltenen Aluminium ein, so dass die chemische Stabilität des Gießpulvers sowie konstante Eigenschaften der daraus erhaltenen Gießschlacke während des Gießens gewährleistet sind.

Die genaue Zusammensetzung des zum Einsatz kommenden Gießpulvers kann variieren und so weiter an die vorliegenden Bedingungen angepasst werden, beispielsweise an die Zusammensetzung des Stahls oder an die Art des Gießverfahrens.

Weiterhin besteht grundsätzlich die Möglichkeit, Bortrioxid (B ₂ 0 ₃ ) als Gießpulverzusatz zu verwenden. Das im Pulver bzw. in der Schlacke befindliche Bortrioxid kann durch das im Stahl befindliche Aluminium gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung reduziert werden:

2AI + B ₂ 0 ₃ ^ Al ₂ 0 ₃ + 2B Das reduzierte Bor kann als unerwünschtes Begleitelement in die Schmelze eingetragen werden. Um dies zu verhindern, wird in den hierin beschriebenen Gießpulver- und

Gießschlackenzusammensetzungen vorzugsweise auf Bor verzichtet.

Um die Funktionseigenschaften, zB Schmiereigenschaften im Gießspalt zwischen Stahl und Kokille zu optimieren, kann die Zusammensetzung der Gießschlacken an die

Liquidustemperatur der zu vergießenden Stahlgüte angepasst werden. Dies erfolgt beispielsweise durch Einstellen definierter Gehalte im Gießpulver an Flussmitteln, wie Natriumoxid- (Na ₂ 0) und/oder Lithiumoxid- (Li ₂ 0) und/oder des Gehaltes an fluoridhaltigen Komponenten.

Beispielsweise können beim Vergießen von Stahlgüten mit hoher Liquidustemperatur von zB 1500-1530°C in der Gießschlacke ein Na ₂ 0-Gehalt von 5-1 1 Gew.-%, ein Li ₂ 0-Gehalt von ca. 2-3 Gew.-% und ein F ^_ -Gehalt von 8-10,5 Gew.-% eingestellt werden, wobei die Summe aus Na ₂ 0, Li ₂ 0 und F ^_ vorzugsweise < 25 Gew.-% beträgt. Die Summe aus Na ₂ 0, Li ₂ 0 und F ^_ sollte < 25 Gew.-% sein, um zu vermeiden, dass die Schlacke zu dünnflüssig wird.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine

Gießschlackenzusammensetzung für Stähle mit einer hohen Liquidustemperatur, welche die folgenden Komponenten umfasst:

30-50 Gew.-% CaO;

20-45 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

8-10,5 Gew.-% F ^~ (Fluor-Ionen);

3-6,5 Gew.-% Si0 _2;

5-1 1 Gew.-% Na ₂ 0;

2-3 Gew.-% Li ₂ 0;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5 Gew.-% MgO;

< 3 Gew.-% MnO;

< 2 Gew.-% FeO.

Die zugehörige Gießpulverzusammensetzung umfasst, berechnet ohne flüchtige

Bestandteile:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

10-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ; 3-6,5 Gew.-% Si0 ₂ ;

5-1 1 Gew.-% Na ₂ 0;

2- 3 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10,5 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff;

< 3,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5,0 Gew.-% MgO;

< 3,0 Gew.-% MnO;

< 1 ,0 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Gießschlackenzusammensetzung für Stähle mit einer hohen Liquidustemperatur die folgenden Komponenten:

33-48 Gew.-% CaO;

23-43 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

8-10,5 Gew. F ^~ (Fluor-Ionen);

3- 5 Gew.-% Si0 _2;

5-1 1 Gew.-% Na ₂ 0;

2- 3 Gew.-% Li ₂ 0;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ .

< 1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 ,0 Gew.-% MnO;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

Die zugehörige bevorzugte Gießpulverzusammensetzung enthält, berechnet ohne flüchtige Bestandteile:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

10-25 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ;

3- 5 Gew.-% Si0 ₂ ;

5-1 1 Gew.-% Na ₂ 0;

2-3 Gew.-% Li ₂ 0;

< 8 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 5 Gew.-% Kohlenstoff;

< 3,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 1 ,0 Gew.-% MgO; < 1 ,0 Gew.-% MnO;

< 1 ,0 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

Für Stähle mit niedriger Liquidustemperatur, zB 1400-1430°C kommt insbesondere eine Gießschlacke mit einem Na ₂ 0-Gehalt von 9-15 Gew.-%, einem Li ₂ 0-Gehalt von 4-5 Gew.-% und einem F ^_ -Gehalt von 12,5-15 Gew.-% in Betracht, wobei die Summe aus Na ₂ 0, Li ₂ 0 und F ^_ > 25 Gew.-% beträgt. Hier ist die gemessene Viskosität für die Fälle mit höheren Flussmittelgehalten um ca. 100°C zu den niedrigeren Temperaturen verschoben (Fig. 2).

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine

Gießschlackenzusammensetzung für Stähle mit einer niedrigen Liquidustemperatur, welche die folgenden Komponenten enthält:

30-50 Gew.-% CaO;

20-45 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

12,5-15 Gew.-% F ^~ (Fluor-Ionen);

3- 6,5 Gew.-% Si0 _2;

9-15 Gew.-% Na ₂ 0;

4- 5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5 Gew.-% MgO;

< 3 Gew.-% MnO;

< 2 Gew.-% FeO.

Das zugehörige Gießpulver weist eine Zusammensetzung auf, die berechnet ohne flüchtige

Bestandteile folgende Komponenten umfasst:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

15-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ;

3-6,5 Gew.-% Si0 ₂ ;

9-15 Gew.-% Na ₂ 0;

3-5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5 Gew.-% MgO;

< 3 Gew.-% MnO; < 1 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 Gew.-% FeO.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße

Gießschlackenzusammensetzung für Stähle mit einer niedrigen Liquidustemperatur die folgenden Komponenten:

33-48 Gew.-% CaO;

23-43 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

12,5-15 Gew.-% F ^~ (Fluor-Ionen);

3-5 Gew.-% Si0 _2;

1 1-15 Gew.-% Na ₂ 0;

3-5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 3 Gew.-% Ti0 ₂ .

< 1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 Gew.-% MnO;

< 1 Gew.-% FeO.

Die zugehörige bevorzugte Gießpulverzusammensetzung, berechnet ohne flüchtige

Komponenten, umfasst:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

15-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ;

3-5 Gew.-% Si0 ₂ ;

1 1-15 Gew.-% Na20;

3-5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff;

< 3,0 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 ,0 Gew.-% MnO;

< 1 ,0 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 ,0 Gew.-% FeO.

Eine weitere wichtige Eigenschaft der Gießschlacken ist deren Wärmeleitfähigkeit. Diese bestimmt im Gießspalt die Wärmeübertragung vom Stahl zur Kokille. Die Wärmeleitfähigkeit wird vornehmlich durch das Kristallisationsverhalten der Gießschlacken beeinflusst. Hier ist von Bedeutung, ob die Gießschlacke amorph oder kristallin erstarrt. Typische Gießschlacken auf Kalziumsilikatbasis erstarren hauptsächlich amorph oder bilden beim schnellen Abkühlen amorphe und kristalline Bestandteile. Der amorphe Anteil der Gießschlacken ist vorteilhaft für die Schmiereigenschaften und gewährleistet eine stärkere Wärmeübertragung.

Beim Gießen von peritektisch erstarrenden Stählen ist zur Vermeidung von Längsrissen eine geringere Wärmeübertragung erwünscht. Dies kann unter anderem durch Gießschlacken mit einem höheren kristallinen Anteil erzielt werden, wenn das amorphe/kristalline Verhältnis und die damit verbundene Wärmeleitfähigkeit der Gießschlacken an die Stahlgüte angepasst wird. Die Anpassung ist wiederum durch der Gehalt der Flussmittel (Na ₂ 0, Li ₂ 0, F-) möglich. Der höhere Anteil der Flussmittel führt gleichzeitig zu höheren amorphen Anteilen in der Gießschlacke.

Eine Zugabe von höchstens 6,5 Gew.-% Si0 ₂ vermeidet einen zu hohen amorphen Anteil in der Gießschlacke.

In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt in den vorstehend genannten Zusammensetzungen daher der Gehalt an Komponente Si0 ₂ ^ 6 Gew.-%, vorzugsweise < 5,5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 5 Gew.-%.

Die Zuführung eines geringeren Ti0 ₂ -Gehaltes erlaubt eine weitere Reduzierung des Si0 ₂ - Gehaltes in den vorstehend genannten Gießpulverzusammensetzungen. Ti0 ₂ begünstigt ebenfalls die Bildung des amorphen Anteils der Gießschlacken und ist zudem

thermodynamisch stabiler als Si0 ₂ gegenüber der Reaktion mit dem im Stahl vorhandenen AI. Die Viskosität der Gießschlacken beim Reduzieren von Si0 ₂ und gleichzeitiger Zugabe von Ti0 ₂ bleibt unverändert (Fig.3).

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine

Gießschlackenzusammensetzung, welche die folgenden Komponenten aufweist:

30-50 Gew.-% CaO;

20-45 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

8-15 Gew.-% F ^_ (Fluor-Ionen);

3-5 Gew.-% Si0 _2;

5-15 Gew.-% Na ₂ 0;

2-5 Gew.-% Li ₂ 0;

1 ,5-5 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5 Gew.-% MgO;

< 3 Gew.-% MnO; < 2 Gew.-% FeO.

Das zugehörige Gießpulver weist eine Zusammensetzung auf, die berechnet ohne flüchtige

Bestandteile folgende Komponenten umfasst:

40-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

10-30 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ;

3-5 Gew.-% Si0 ₂ ;

5-15 Gew.-% Na ₂ 0;

2- 5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff;

1 ,5-5 Gew.-% Ti0 ₂ ;

< 5 Gew.-% MgO;

< 3 Gew.-% MnO;

< 1 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 Gew.-% FeO.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße

Gießschlackenzusammensetzung die folgenden Komponenten:

33-48 Gew.-% CaO;

23-43 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

8-13 Gew.-% F ^_ (Fluor-Ionen);

3- 4 Gew.-% Si0 _2;

8-13 Gew.-% Na ₂ 0;

3-5 Gew.-% Li ₂ 0;

1 ,5-3 Gew.-% Ti0 ₂ .

< 1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 Gew.-% MnO;

< 1 Gew.-% FeO.

Das zugehörige bevorzugte Gießpulver weist eine Zusammensetzung auf, die berechnet ohne flüchtige Bestandteile folgende Komponenten umfasst:

50-60 Gew.-% vorgeschmolzenes Kalziumaluminat;

15-25 Gew.-% fluoridhaltige Komponente, vorzugsweise in Form von CaF ₂ ;

3-4 Gew.-% Si0 ₂ ; 8-13 Gew.-% Na ₂ 0;

3-5 Gew.-% Li ₂ 0;

< 10 Gew.-% Al ₂ 0 ₃ ;

< 15 Gew.-% Kohlenstoff;

1 ,5-3 Gew.-% Ti0 ₂ ;

<1 ,5 Gew.-% MgO;

< 1 ,0 Gew.-% MnO;

< 1 Gew.-% Fe ₂ 0 ₃ ;

< 1 Gew.-% FeO.

Die erfindungsgemäßen Gießschlacken zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie keine oder nur eine sehr geringe Reaktivität gegenüber einem Aluminiumanteil in Stählen zeigen, so dass das Spektrum vergießbarer Stahlsorten erweitert wird und auch Stähle mit einem hohen Anteil an Aluminium bzw. einem hohem Anteil an Aluminium und Mangan zuverlässig hergestellt werden können. Dies führt letztlich auch zu einer Verbesserung der Qualität der unter Verwendung dieser Gießpulver erhaltenen Stahlprodukte.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für das Gießen von Stahl unter Verwendung eines Gießpulvers wie vorstehend beschrieben.

Alle bevorzugten Ausführungsformen, welche vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gießpulver beschrieben wurden, gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren für das Gießen von Stahl und werden daher an dieser Stelle nicht wiederholt.

Vorzugsweise erfolgt das Verfahren zum Gießen von Stahl nach einem kontinuierlichen Prozess, insbesondere nach einem Stranggießverfahren.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein

erfindungsgemäßes Verfahren für das Gießen von Stahl mit einem Aluminiumgehalt von > 1 Gew.-%, vorzugsweise von > 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt > 3,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 5,0 Gew.-%.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein erfindungsgemäßes Verfahren für das Gießen von Stahl mit einem Mangangehalt von > 15 Gew.-%, vorzugsweise > 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt > 20 Gew.-%. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein erfindungsgemäßes Verfahren für das Gießen von Stahl mit einem Titangehalt von > 0,2 Gew.-%, vorzugsweise > 0,5 Gew.-%.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein

erfindungsgemäßes Verfahren für das Gießen von Stahl mit einem Aluminiumgehalt von > 1 Gew.-%, vorzugsweise von > 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt > 3,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 5,0 Gew.-% und ggf. einem Mangangehalt von > 15 Gew.-%, vorzugsweise > 17,5 Gew.-%, besonders bevorzugt > 20 Gew.-% und ggf. einem Titangehalt von > 0,2 Gew.-%, vorzugsweise > 0,5 Gew.-%.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt vorteilhafte Zusammensetzungen der Komponenten CaO, Al ₂ 0 ₃ und CaF ₂ .

Figur 2 zeigt die mit einem Hochtemperatur-Rotationsviskosimeter der Fa. Bähr gemessene Viskosität einiger Gießschlacken in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene Flussmittelgehalte.

Figur 3 zeigt die gemessene Viskosität einiger Gießschlacken bei Reduzierung des Si0 ₂ - Anteils und Erhöhung des Ti0 ₂ -Anteils (Pr.9 und Pr.25 mit ca. 5 Gew.-% Si0 ₂ ; Pr.42 und Pr.44 mit ca. 4 Gew.-% Si0 ₂ und ca. 2 Gew-% Ti0 ₂ ).

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Beispiel

Verschiedene Gießpulver der in der Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden untersucht. Die C-haltigen Proben Nr. 5, 19, 32, 40 und 44 wurden 8 Stunden bei 600 °C vorgeglüht und unter Argonatmosphäre bei 1500 °C aufgeschmolzen. Die C-freien Proben wurden nicht vorgeglüht, sondern direkt unter Argonatmosphäre bei 1500 °C

aufgeschmolzen. Nach dem Aufschmelzen wurden die Proben jeweils 15 Minuten bei 1500 °C gehalten und anschließend auf ein Stahlsubstrat, welches Raumtemperatur hatte, zum Abkühlen in Luft bei Raumtemperatur abgegossen. Die abgekühlten Proben wiesen über die Probenfläche unterschiedliche Dicken von bis zu 15 mm auf. Für die nachfolgenden

Untersuchungen wurden Stellen ausgewählt, an denen die erstarrte Schlackenschicht 5 bis 7 mm dick war. An diesen Stellen wurde der amorph bzw. kristallin erstarrte Anteil im

Probenquerschnitt mit Hilfe eines Lichtmikroskops bestimmt.

In Tabelle 2 werden die chemischen Zusammensetzungen sowie der amorphe Anteil der resultierenden Schlacken angegeben. Die chemische Zusammensetzung der Gießpulver sowie der Gießschlacken wurden an Proben mittels Röntgenfluoreszenzmethode jeweils dreifach bestimmt. Der Gehalt der Fluor-Ionen wurde durch eine Hydropyrolyse nach DIN 51723 und DIN 51727 mit anschließender lonenchromatographie nach DIN EN ISO 10304 bestimmt. Die Na ₂ 0-Konzentration wurde nach einer entsprechenden Probenaufbereitung mittels einer ICPOS-Messung nach DIN EN ISO 1 1885 ermittelt.

Des Weiteren wurden Gießpulverproben mit der Zusammensetzung der Proben 31 , 40 und 48 mit ausgewählten Schmelzen in Kontakt gebracht und bei 1450 °C - 1550°C für 15 Minuten unter Argonatmosphäre gehalten (vgl. Tabelle 3). Anschließend wurden Schlacke und Schmelze getrennt abgegossen und jeweils analysiert. Die dazugehörigen

Liquidustemperaturen wurden mittels Differentialthermoanalyse (DTA) bestimmt. Die sich einstellenden Gießschlackenzusammensetzungen und der Anteil amorpher Gießschlacke sind identisch mit den Ergebnissen der Proben 31 , 40 und 48 in Tabelle 2. Somit konnte nachgewiesen werden, dass die vorher untersuchten Gießschlackensysteme auch bei Kontakt mit Stahlschmelzen repräsentativ sind.

Die in der Tabelle 1 angegebenen erfindungsgemäßen Gießpulverzusammensetzungen eignen sich somit in ausgezeichneter Weise zur Herstellung der angestrebten Gießschlacken. Tabelle 1: Zusammensetzung der Gießpulver in Gew.-%, ohne flüchtige Bestandteile, und Verhältnis von CaO zu Al ₂ 0 ₃ im vorgeschmolzenen Kalziumaluminat (dimensionslos)

CaO/AI ₂ 0 ₃ vorgesch im molzene vorgesch s molzenen

Prob KalziumKalziumal e aluminat CaF ₂ Na ₂ 0 Li ₂ 0 Al ₂ 0 ₃ Si0 ₂ Ti0 ₂ c uminat

Pr.4 47,3 28,7 10,6 5,0 2,6 5,6 0,0 0,0 0,80

Pr.5 41,1 29,2 10,8 5,1 0,0 5,7 0,0 8,0 1,00

Pr.9 42,1 29,1 10,8 2,5 9,7 5,7 0,0 0,0 0,90

Pr.10 45,6 23,5 10,3 4,9 10,2 5,5 0,0 0,0 0,90

Pr.17 57,6 21,2 10,6 2,5 2,6 5,6 0,0 0,0 1,00

Pr.18 51,1 21,2 10,6 2,5 9,0 5,6 0,0 0,0 0,90

Pr.19 47,1 19,8 9,9 2,3 9,1 5,2 0,0 6,7 0,80

Pr.23 55,9 25,7 10,7 2,5 0,0 5,2 0,0 0,0 0,67

Pr.25 57,1 21,4 10,7 2,5 3,1 5,1 0,0 0,0 1,00

Pr.26 64,3 11,2 11,7 2,7 10,0 0,0 0,0 0,0 0,90

Pr.28 55,9 20,9 10,4 4,7 3,1 5,0 0,0 0,0 1,00

Pr.31 56,8 21,0 10,5 3,5 2,8 5,4 0,0 0,0 1,00

Pr.32 50,9 19,8 9,9 3,3 5,0 5,0 0,0 6,1 1,00

Pr.33 56,1 20,8 10,4 4,7 2,7 5,3 0,0 0,0 1,00

Pr.34 55,5 22,2 10,5 3,5 2,8 5,4 0,0 0,0 1,00

Pr.35 54,1 21,7 10,2 3,5 5,2 5,2 0,0 0,0 1,00

Pr.36 50,4 21,0 10,5 3,5 9,1 5,4 0,0 0,0 0,90

Pr.39 53,5 20,8 10,4 4,7 5,3 5,3 0,0 0,0 1,00

Pr.40 50,3 20,1 9,5 3,2 4,9 4,9 0,0 7,1 1,00

Pr.41 51,0 20,8 10,4 4,7 7,9 5,3 0,0 0,0 1,00

Pr.42 57,1 21,4 10,7 2,5 3,1 3,3 1,8 0,0 1,00

Pr.43 55,7 20,9 10,4 5,0 3,1 3,3 1,7 0,0 1,00 Pr.44 50,2 19,5 9,7 4,7 5,0 3,3 1 ,6 6,0 1 ,00

Pr.49 56,8 21 ,3 10,6 3,6 3,1 3,3 1 ,3 0,0 1 ,00

Pr.50 53,7 20,9 10,4 3,5 5,3 3,6 2,6 0,0 1 ,00

Pr.51 58,3 9,0 10,5 2,4 9,2 5,6 0,0 5,0 0,80

Pr.52 59,7 7,5 10,8 2,5 9,7 5,7 0,0 4,0 0,80

Pr.53 51 ,1 31 ,0 10,4 2,4 0,0 5,0 0,0 0,0 1 ,00

Tabelle 2: Zusammensetzung der Laborschlacken in Gew.-% (normiert) sowie amorph erstarrter Anteil amorpher

Probe CaO Al ₂ 0 ₃ Si0 ₂ F- Na ₂ 0 Li ₂ 0 MgO FeO MnO Ti0 ₂ Anteil, %

Pr.4 38,98 26,37 5,64 12,87 10,30 4,81 0,68 0,30 0,02 0,03 85

Pr.5 43,00 23,58 5,76 12,47 9,18 4,83 0,74 0,39 0,02 0,04 85

Pr.9 39,19 30,27 5,36 10,44 10,84 2,52 0,72 0,21 0,02 0,03 90

Pr.10 34,78 31 ,21 5,44 12,20 1 1 ,12 4,54 0,52 0,15 0,01 0,03 90

Pr.17 42,43 27,41 6,27 9,91 10,21 2,73 0,69 0,29 0,02 0,04 85

Pr.18 38,50 33,03 5,68 8,72 10,68 2,44 0,64 0,24 0,02 0,04 60

Pr.19 35,14 35,73 5,66 9,55 10,59 2,47 0,56 0,24 0,01 0,03 60

Pr.23 40,54 29,75 5,29 1 1 ,25 9,99 2,29 0,63 0,22 0,01 0,03 70

Pr.25 43,63 29,32 5,39 8,92 9,25 2,34 0,79 0,30 0,02 0,04 90

Pr.26 40,82 42,80 0,70 3,89 7,81 2,75 0,84 0,33 0,01 0,05 45

Pr.28 42,91 29,45 5,19 8,51 8,23 4,65 0,73 0,27 0,01 0,04 95

Pr.31 42,36 28,47 5,95 8,89 9,36 3,35 0,72 0,83 0,02 0,06 80

Pr.32 41 ,37 29,53 5,70 9,25 9,49 3,62 0,67 0,30 0,02 0,05 70

Pr.33 42,36 28,40 5,76 9,16 9,04 4,23 0,68 0,29 0,02 0,07 85

Pr.34 42,78 27,74 5,72 9,97 9,44 3,34 0,66 0,28 0,02 0,05 70

Pr.35 41 ,66 29,27 5,55 9,73 9,56 3,22 0,66 0,25 0,03 0,06 70

Pr.36 38,33 32,55 5,61 8,89 10,50 3,24 0,58 0,23 0,02 0,06 65 Pr.39 41 ,84 29,79 5,70 7,93 9,31 4,41 0,65 0,26 0,02 0,08 95

Pr.40 42,02 29,17 5,46 9,78 9,31 3,26 0,66 0,25 0,03 0,07 85

Pr.41 40,12 30,45 5,52 9,04 9,47 4,45 0,63 0,23 0,02 0,07 95

Pr.42 42,75 29,12 3,85 9,50 9,54 2,43 0,78 0,30 0,01 1 ,71 70

Pr.43 42,76 29,17 3,72 8,73 7,98 4,73 0,88 0,31 0,01 1 ,71 80

Pr.44 41 ,30 29,68 3,94 8,96 8,30 4,98 0,75 0,32 0,01 1 ,75 95

Pr.49 42,42 28,34 3,94 9,22 9,84 3,54 0,71 0,49 0,02 1 ,48 80

Pr.50 41 ,37 29,51 3,86 9,17 8,97 3,28 0,64 0,29 0,02 2,89 70

Pr.51 34,10 38,17 5,55 6,84 1 1 ,46 2,39 1 ,14 0,29 0,02 0,04 45

Pr.52 33,63 40,89 6,04 5,05 10,53 2,75 0,78 0,28 0,02 0,04 10

Pr.53 50,82 21 ,55 5,71 9,45 8,85 2,32 0,81 0,42 0,04 0,05 20

In der Schlackenprobe 26 sind 0,7 Gew.-% Siliziumdioxid zu finden, obwohl der

dazugehörigen Gießpulverprobe aktiv kein Siliziumdioxid zugegeben wurde. Ursache hierfür ist, dass sich im eingesetzten Feuerfestmaterial von Schmelzofen und Tiegel geringe Menge an Siliziumdioxid befanden, die während des Versuches in die aufgeschmolzene

Gießschlacke eindiffundieren konnten.

Tabelle 3: Beispiele für eingesetzte Stahlschmelzen innerhalb eines Kontaktversuches (Stähle auf Basis von Eisen sowie die wichtigsten Legierungselemente in Gew.-%,

Liquidustemperatur T|j _q in °C,):

Stahlsorte T|iq. C Mn AI Ti Zusammensetzung der Laborschlacke

Stahl 1 1502 0,22 1 ,67 1 ,46 - Pr. 40 (Tabelle 2)

Stahl 2 1420 0,40 18,80 1 ,20 - Pr. 31 (Tabelle 2)

Stahl 3 1516 0,05 - 5,00 0,5 Pr. 48 (Tabelle 2)