DE2006477A1

DE2006477A1 - Gut bearbeitbare Stahlwerkstocke und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE2006477A1
Application number: DE19702006477
Authority: DE
Inventors: Bernard S. Chicago;Henger Gary Wayne Homewood; 111. Levy (V.St.A.)
Original assignee: Inland Steel Co
Current assignee: Inland Steel Co
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1970-09-17
Also published as: NO137776C; JPS5210806B1; FR2032464B1; BE746367A; SE352546B; ES376977A1; LU60412A1; NL153104B; CH509845A; GB1302065A; DK136203C; NL7002684A; DK136203B; AT314575B; FR2032464A1; US3590476A; NO137776B

Description

Κα:': J\. ;♦ f ο > β

M/ . _fV%, ^L .' „.,-. München-Pullach, den 12. Februar 19?O

INLiITD STIEL COMPANY, eine Firma nach, den Gesetzen des Staates , Delaware, 30» West Monroe Street, Chicago, Illinois 60603»

Gut bearbeitbare Stahlwerkstücke und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft warmgewalzte Stahlwerkstücke, weiche einen diei Bearbeitbarkeit verbessernden Tellur- und/oder Sei engen alt aufweisen*

Die Erfindung ist insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Stahl werkstücke gerichtet,, bei dem der in einer Kokille vergossenen Stahlschmelze von oben Tellur, und/oder Selen in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß hierdurch die Bearbeitbarkeit der nach Erstarrung des Stahlblockes aus diesem warmgewalzten länglichen Werkstücke verbessert wird.

Bei diesen warmgewalzten Stahl werkstücken kann es sich um Stangen, Rohre oder auch Knüppel handeln*

Das. Ausgangspro dukt dieser warmgewalzten Stahl werkstücke ist stets ein Stahlblock, der durch Warmwalzen eine Querschnittsverminderung erfährt und in mehreren Walzstufen zu kleineren mehrkantigen Körpern umgeformt wird, und zwar beispielsweise zunächst in einen Yorwalzblock, aus dem durch weiteres Warmwalzen Knüppel, Stangen oder andere Walzkörper entstehen*

Stähle mit einem zur Verbesserung ihrer Bearbeitbarkeit ausreichenden Gehalt an Tellur und/oder Selen, der mindestens 0,03 % und höchstens 0,20 % betragen muE, insbesondere tellurhaltige Stähle mit oder ohne SelengeliaLt, neigen beim Warmwalzen sowohl des Stahlblockes als auch des Vorblockes oder des Knüppels zur Bildung von Oberflächenfehlern, die unter dem Begriff der Oberflächenrissigkeit bekannt sind, Hierbei handelt

009838/1456

es sick um zahlreiche kleine Hisse an der Oberfläche, besonders an den Kanten der Stahl werkstücke· Eine stärkere Oberflächen- bzw· Kantenrissigkeit der Werkstücke fuhrt zur Unbrauchbarkeit deselben.

Diese beim Warmwalzen der Stähle vorgenannter Art in Erscheinung tretende Oberflächenrissigkeit konnte bisher nur dadurch vermieden werden, daß die Stahlblöcke, Vorwalzblöcke oder Knüppel vor dem Warmwalzen einer sehr genau geregelten Wärmebehandlung unterzogen werden, indem entweder in einem brennerbeheiz— ten Ofen die Brennerflammen so geführt werden, daß sie mit ihren Spitzen nicht die Stahloberfläche bestreichen, wie dies in der der Anmelderin gehörenden deutschen Patentschrift 1 237 beschrieben ist, oder gemäß dem in der deutschen Patentanmeldung P 15 084 07.8 (DiS 1 508 40?) enthaltenen Vorschlag der Anmelderin die oxydierende Wirkung der Ofenatmosphäre genau überwacht und geregelt wird. Im ersteren Falle ist eine überaus genaue Einstellung der Brennstoffzufur notwendig, während das Erwärmen der Stahlwerkstücke gemäß dem zweitgenannten Vorschlag von sorgfältig aufeinander abzustimmenden Voraussetzungen abhängig ist, nämlich der Erwärmung der Werkstücke in einem brennerbeheizten Ofen von deren speziellen Vortrocknung und einer genau kontrollierten Ofenatmosphäre oder auch von einer besonderen und sehr aufwendigen Ofenkonstruktion·

Aufgabe der Srfindung ist die Schaffung einer einfacheren Methode zur Vermeidung der Oberflächenrissigkeit beim Warmwalzen von Stahlwerkstücken, die insbesondere Tellur enthalten, wobei keine genaue Einhaltung von Bedingungen bei der Erwärmung der Stahlwerkstücke vor dem Warmwalzen erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Tellur und/oder Selen erst nach lüllung mindestens des größeren Teiles der Kokille mit der kein Teller oder Selen enthäutenden Stahlschmelsse und nach Bildung einer erstarrten Seiten- und Bodenrandzone der Stahlschmelze zugesetzt und damit ein nach seiner vollständigen Erstarrung nur in seinem Innern, jedoch nicht in

009838/U56

seinen Oberflächenzonen Tellur und/oder Selen enthaltender Stahlblock: geschaffen und anschließend warmgewalzt wird·

Durch die auf diese Weise erreichte starke Verminderung des Tellur- oder Selengehaltes in den Rand- bzw· Oberflächenzonen des Gußblockes und der aus diesem warmgewalzten Stahl werkstücke wird deren Oberflächenriseigkeit weitgehend vermieden·

Wenn im folgenden von einer "wesentlichen Verminderung" der Oberflächenrissigkeit die Hede ist, so heißt dies, daß die Oberflächenrissigkeit der gewalzten Werkstücke, soweit sie überhaupt noch auftritt, praktisch unbedeutend ixk und mit keiner Wertminderung der Werkstücke verbunden ist, und wenn es heißt, daß die Randzonen des Stahlblockes bzw· die Oberflächenionen der warmgewalzten Werkstücke "keine nennenswerten Gehalte" an Tellur und Selen aufweisen, so bedeutet dies, daß diese Gehalte so gering sind, daß daraus keine die gewalzten Werkstücke unbrauchbar machenden Oberflächenrisse entstehen.

Normalerweise werden die erstarrten Gußblöcke Tor dem Wärmwaisen wieder erwärmt, und zwar für gewöhnlich in Tiefofen, in denen zur Verhütung der Oberflächenverbrennung eine unmittelbare flammen ei nwirkung auf die Blöcke möglichst zu vermeiden ist· Barüberhinaus erscheint es zur Sicherstellung des durch die Erfindung gegebenen Erfolges jedoch auch notwendig: j

a) bei der dem Warmwalzen vorausgehenden Erwärmung der Stahlblöcke entsprechend dem Vorschlag gemäß der vorgenannten Patentanmeldung F 15 084 07.8-24 vorzugehen und

b) die Erwärmung der Vorwlzblöcke oder Knüppel vor dem weiteren Warmwalzen derselben entweder in der gleichen Weise oder im Sinne der vorgenannten deutschen Patentschrift 1 237 155 durchzuführen»

Welche dieser Erwärmungsverfahren auch zur Anwendung kommen mag, bo ist doch festzuhalten, daß die im Zusammenhang mit diesen vorgeschlagenen, genauen Überwachungen und Regelungsmaß-

0098387 145.6

nahmen im Rahmen der Erfindung nicht erforderlich sind« So kann χ·Β· bei der Wiederenräraung des gemäß der Erfindung hergestellten Stahlblockes eine leichte Brenne rfl ammenbe aufschlagung seiner Enden in Kauf genommen werden, und es ist auch bei der Erwärmung in einer bestimmten Ofenatmosphäre nicht notwendig, de« ren Wassergehalt in der gleichen Weise zu überwachen und zu regeln, wie dies in der genannten Patentanmeldung beschrieben worden ist· Auch bedarf es hierbei nicht der darin beschriebenen besonderen und sehr aufwendigen Ofenkonstruktion, so daß also auch in dieser Hinsicht durch die Erfindung wesentliche Vorzüge erzielt werden*

Sie Erfindung ist Tor allem bestimmt für solche Stähle, deren Bearbeitbarkeit in erster Linie durch Zusatz von Tellur, also nicht Ton Selen, Terbessert werden soll· Es ist nämlich festgestellt worden, daß bei einem Tellur zusatz als die Bearbeitbarkeit verbesserndes Element die Oberflächenrissigkeit sehr Tiel stärker in Erscheinung tritt als in den Fällen, in denen das Tellur ganz oder zum größeren Teile durch Selen ersetzt wird·

Die Wirkung des erfindungs gemäß en Verfahrens beruht auf der Tatsache, daß während des Warmwalzens des Stahlblockes zu Vorwalzblöcken und Knüppeln und beim Warmwalzen derselben kein Tellur oder Selen aus dem Innern, dieses Walzgutes in dessen Oberflächenschicht eindringt, so daß also das auf einen kleineren Querschnitt warmgewalzte Werkstück in seinem Tunern durchgehend Tellur und/oder Selen in einer solchen Menge enthält, daß dadurch seine Bearbeitbarkeit Terbessert wird, jedoch in seiner Oberflächenschicht keine nennenswerte Gehalte an Tellur und Selen aufweist· Hierdurch wird beim Warmwaisen die Oberflächenrissigkeit vermieden oder auf ein praktisch Tertretbares Haß vermindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für beruhigte als auch für unberuhigte Stähle geeignet.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf warmgewalzte Stahl werkstücke, deren Inneres durchgehend Tellur und/oder Selen in

009838/U56

einer für die Verbesserung der Bearbeitbarkeit ausreichenden Menge enthält und der Oberflächenschicht keine nennenswerten Gehalte an !Tellur und Selen aufweist und in praktisch vertretbarem Maße frei von Oberflächenrissen'ist·

Der Gesamtgehalt an Tellur und/oder Selen im Innern des warmgewalzten Werkstückes j also unter Außerachtlassung seiner Oberflächenschicht, beträgt vorzugsweise 0,03 bis 0,20 Gew,-#» Bei einem Gehalt unter O_tO3 % ist normalerweise keine Verbesserung der Bearbeitbarkeit des Stahles zu erwarten, während bei einem Gehalt über 0,30 % die damit verbundene weitere Verbesserung der Bearbeitbarkeit so gering ist, daß sie im Hinblick auf die Kosten des Tellurs und Selens wirtschaftlich nicht gerechtfer- ■"

tigt erscheint»

Von ganz besonderer Bedeutung ist die Erfindung für die Herstellung von warmgewalzten Werkstücken aus unberuhigtem Stahl, also aus einem Stahl, der während der Erstarrung in der Kokille so viel Gas entwickelt, daß bis zur Bildung einer festen Seiten- und" Bodenzone hinreichender Stärke der obere Teil des Stahlblockes in schmelzflüssigem Zustand verbleibt» Das während des Erstarrungsvorganges sich entwickelnde Gas bewirkt eine Umwälzung der im Blockinnera befindlichen Stahlschmelze·

Ein Knüppel oder sonstiges Stahlwerkstück aus unberuhigtem j

Stahl zeichnet sich durch eine besonders hohe Plastizität mit entsprechend verbessertem Preßfließvermögen aus, das sehr wichtig ist für die Preßverformung von Knüppeln oder Stangen, so daß also für Stahlwerkstücke, die eine hohe Plastizität und insbesondere ein hohes J¹Ii eßvermö gen beim Pressen aufweisen sollen, unberuhigter Stahl gewählt wird*

darf Damit der Stahl in der Kokille agitieren kann, KStä er einen nur geringen Mangangehalt von im allgemeinen nicht mehr als 0,60 Gewe-% haben. Wird jedoch der Mangangehalt niedrig gehalten, so muß auch der Schwefelgehalt gering sein, da der Stahl sondt warmbrüchig wird, d*h, bei der Warmbearbeitung, also auch beim

0 09838/U56

Warmwalzen Bisse bildet« Aus diesem Grunde ist es bisher nicht gelungen, einen gufc bearbeitbaren Stahl mit hinreichend hohem Schwefel gehalt aus unberuhigtem Stahl zu erzeugen.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden, durch welche die angestrebten Bearbeitungseigenschaften ausschließlich mit Hilfe des Tellur- und/oder Selengehaltes erhalten werden, ohne daß hierbei der Hangangehalt über 0,60 % erhöht werden muß, wodurch eine Umwälzung des Stahles in der Kokille verhindert würde, so daß also durch die Erfindung ein hervorragende Bearbeitungseigenschaften aufweisender unberuhigter Stahl geschaffen wird, der sich gleichzeitig durch seine P bekannte hohe Plastizität und tot allem durch sein hohes Jließ-

Termögen beim Fressen der aus diesem Stahl bestehenden Knüppel oder Stangen auszeichnet·

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert· In dieser zeigen:

ein Diagramm, aus dem die Verteilung des Tellurgehaltes über den Querschnitt eines Te-haltigen Torwalzblockes Tor seinem Auswaisen in einen Knüppel hervorgeht;

Jig· 2 einen Vertikal schnitt durch eine Kokille mit soeben in diese eingegossenem unberuhigten Stahl im Zustand der Handzonenbi 1 dung;

ÜLg.3 einen Vertikal schnitt durch eine Kokille, in welcher eine Schmelze aus beruhigtem Stahl zu erstarren beginnt;

ilg»4 einen Querschnitt durch eine gemäß der Erfindung hergestellte und warmgewalzte Stahlstange und

ein vergrößertes Teil stück aus der Hg· 4*

Zunächst ist Pig·2 zu betrachten, welche eine Kokille 10 veranschaulicht, die mit unberuhigtem Stahl der folgenden für diesen typischen Zusammensetzung gefüllt ist:

009838/U56

0,03 bis 0,15 (Gew.-)Sl Kohlenstoff ₉ 0,25 bis 0,60 % Mangan, bis su 0_f 025 % Schwefel j bis zu 0,015 % Phosphor, Best Eisen«

Die Kokille 10 ist tob üblicher Größe und Bauart« Ihre Boden-

2
fläche beträgt 69,5 cm , und sie ist nach oben leicht ver-jüng1 Sie Gießteaperatur der Stahlschmelze beträgt 1580 bis 1593°C·

FIg₈ 2 zeigt die TJmwäl «bewegung der Stehlschmelze in der. Kokille 10 und die Bildung einer erstarrten Handzone 11 an der In» nenwand und am Boden der Kokille·

Nach Bildung der Handzone 11 wird Tellur in 5bim von Pellets oder Schrot dem noch flüssigen Stahl im Innern des Blockes am f

Kopf 14- desselben zugesetzt« Die durch die Pfeile 13 angedeutete innere Umwälzbewegung ist für den unberuhigten Stahl charakteristisch und unterstützt die gleichmäßige Verteilung des Tellurs innerhalb der Stahlschmelze 12· Der Tellurgehalt im Innern des Blockes nach seiner VertesM.gujsg- miä. der aus diesem gewalzten Stahlwerkstücke beträgt gsmaAsätzlich 0,03 Ms 0,20

Nach vollständiger Erstarrung des Blockes wird, von diesem die Kokille abgestreift, worauf der Block auf die Walztemperatur von 1100 bis 1150°G erwärmt wird, und zwar in der vorbeschri eb«nen Weise gemäß der deutschen Patentanmeldung P. 15 084 Ο7«θ, *

jedoch unter etwas weniger genauer Einhaltung der Verfahrensbedingungen·

Mach Erreichung seiner Wal »temperatur wird der Block in üblicher Weise warmgewalzt, und zwar in mehreren Walzstufen sum Vorwalsblock, Knüppel und schließlich zu einer Stange mit kreisrundem Querschnitt gemäß üg«4» falls zwischen den einzelnen Walzstufen Zwischenerwärmungen z«B» des Vorwalzblockes oder des Knüppels erforderlich sind, werden diese im Wege des einen oder anderen der beiden Torerwähnten Verfahren durchgeführt, allerdings auch nier unter weniger genauen Hegelungsaaßnahmen·

009838/1U5 6

Die Stange 15 oder auch, jedes andere Stahl werkstück dieser Art 1st In Ihrem Innern gleichmäßig von Tellur durchsetzt, wie dies etwas übertrieben bei 17 angedeutet ist, wobei der Tellurgehalt so hoch bemessen 1st, daß dadurch die Bearbeitbarkelt des Werkstückes 15 verbessert wird· Sie Randschicht 18 der Stange 15 weist keine nennenswerten Tellurgehalte auf und ist in Fig· 4 und 5 vergrößert dargestellt} obgleich damit nicht zum Ausdruck gebracht werden soll, daß diese Randschicht sich scharf von dem Innern der Stange 15 abhebt·

Fig»1 veranschaulicht die relative Verteilung des Tellurs über den Querschnitt eines gemäß der Erfindung hergestellten Stahl-· Werkstückes, bei dem es sich in diesem Falle um einen Vorwal»- block eines Durchmessers von 2B cm handelt· Wie der Pfeil entlang der Ordinate in Fig.1 zeigt, nimmt der Tellurgehalt von der Oberfläche zu dem auf der Abszisse bei 14- cm angegebenen Zentrum des Werkstückes zu. Die auf der Abszisse angegebenen Längenmaße gehen von der Werkstückoberfläche aus»

nie Kurven 20 und 21 geben zwei Beispiele der relativen Verteilung des Tellurs zwischen der Oberfläche und dem Zentrum wieder. Per wirkliche Tellurgehalt an jedem Punkt der Querschnittefläche hängt von dem Gesamtmenge des Tellurs, die dem Stahlblock zugesetzt wurde, ab. Aus beiden Kurven geht eindeutig hervor, daß in jedem Falle der Tellurgehalt in der Außenhaut des Vorwalzblockes praktisch gleich null ist·

Der relative Tellurgehalt an einer bestimmten Querschnittssteile liegt zwischen den Kurven 20 und 21, wobei die Lage dieser Kurven zueinder und der Verlauf der Kurve 21 abhängig sind von von dem Niveau des Stahlblockes, aus dem der gewalzte Querschnitt stammt· Stammt beispielsweise der betrachtete Querschnitt aus der lütte des Stahlblockes, so ergibt sich für die Tellurverteilung eine Kurve, die zwischen den Kurven 20 und 21 der Fig.1 liegt. Handelt es sich jedoch um einen Wal »querschnitt aus der Bodenpartie des Stahlblockes, so kann für diesen Querschnitt die Kurve 21 noch weiter unterhalb der Kurve 20

009838/U56

verlaufen als es in SIg.1 der FaIl 1st, Der starke Anstieg 22 der Kurve 21 kann auch mehr oder weniger stetig sein«

Die praktische Tellurfreiheit der Qberflächenzoae des Stahlblockes und der aus diesem warmgewalzten Werkstücke ist maßgebend dafür, daß beim Warmwalzen keine Oberflächenrisse entstehen·

Das Tellur darf nicht früher als eine Minute nach dem Eingiessen der Stahlschmelze in die Kokille zugesetzt werden, Vorzugsweise wird es zwei bis fünf Minuten nach dem Eingießen der Stahlschmelze zugesetzt· Je großer der Zeitraum zwischen dem Vergießen des Stahles und dem Zusetzen des Tellurs ist, desto dicker wird die kein Tellur enthaltende Randzone des Blockes und der aus diesem warmgewalzten Werkstücke«

Die Mindestzeit zwischen dem Killen der Kokille und dem Zusetzen des Tellurs wird durch das Auftreten oder lichtauftreten der Oberflächenrissigkeit beim Warmwalzen ermittelt· Entsteht nämlich beim Warmwalzen eine Oberflächenrissigkeit» so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Zeitraum zwischen dem Hüllen der Kokille und dem Zusetzen des Tellurs zu kurz war, als daß sich eine tellurfreie feste Gußhaut hätte bilden können. Durch entsprechende Vergrößerung dieses"Zeitraumes kann dieses Problem ohne weiteres gelöst werden.

Besteht das gewalzte Werkstück, ζ·Β· die Stange 15» aus unberuhigtem Stahl, so weist es nicht nur eine verbesserte Bearbeitbarkeit, sondern auch eine für Werkstücke aus unberuhigtem Stahl charakteristische gute Verformbarkeit auf· Durch den relativ geringen Kohlenstoffgehalt (0,03 bis 0,15 %) wird die Zähigkeit der Stahlstange erhöht, während der relativ geringe Schwefel gehalt (bis zu 0,025 %) eine Verbesserung ihrer Plastizität erbringt, so daß hierdurch insgesamt das Sließvermögen beim Pressen der Stakstange erhöht wird· Zufolge des geringen Schwefel gehal tes kann auch der Mangangehalt (0,25 bis 0,60 %) geringer gehalten werden als dies normalerweise bei höheren Schwefel gehal ten der/ EaIl ist, denen ein entsprechend hoher

009838/H56

Mangangehalt gegenüberstehen muß, um der durch den Schwefel verursachten Varmbrüchigkeit des Stahles entgegenzuwirken· Der geringe Mangangehalt erlaubt andererseits, den Stahl unruhig SEU vergießen, wodurch wiederum gewährleistet wird, daß die Gußhaut des Stahlblockes im wesentlichen aus verhältnismäßig reinem. Si sen besteht« Diese Gußhaut ist dehnbarer als eine solche, die nennenswerte Gehalte an Begleitelementen aufweist, und erhöht daher das JIießvermögen der Stahlstange beim Fressen· Die durch den geringen Schwefelgehalt bedingte Hinderung der Bearbeitbarkeit des Stahles wird mehr als ausgeglichen durch seinen Tellurgehalt (0,03 bis 0,2 %), insbesondere, wenn man mit diesem bis an die obere Grenze herangeht·

Sine Stahlstange der vorgenannten Zusammensetzung ist hinsichtlich ihrer Verformbarkeit durch Pressen und ihrer Zerspanbarkeit das bevorzugte Stahlwerkstück im Rahmen der Erfindung· Sine ziehfähige und bearbeitbare Stahlstange kann erfindungsgemäß auch folgende Zusammensetzung haben:

0,03 bis 0,18 (Gew.-)% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,90 % Mangan, bis su 0,13 % Schwefel, bis zu 0,04 % Hiosphor, 0,03 bis 0,20 % !Tellur, Best Eisen·

HLg. 3 bezieht sich auf das Vergießen eines beruhigten Stahles, und zwar wird in diesem PalIe die Kokille 30 bis zu etwa 85 bis 90 % mit der kein Tellur enthaltenden Stahlschmelze gefüllt· Der beruhigte Stahl kann folgende für ihn typische Zusammensetzung haben:

0,07 bis 0,09 (Gew.-)% Kohlenstoff, 0,95 bis '1,05 % Mangan, 0,28 bis 0,32 % Schwefel, 0,05 bis 0,0? % Phosphor, Best Eisen.

Die Kokille 30 wird bis zur Höhe 33 teilweise gefüllt, und es bildet sich, wie aus Ϊ1?#3 su ersehen ist, mindestens an den Seiten und am Boden eine erstarrte Bandzone 31« Sobald sich diese gebildet hat, wird der zunächst leere obere Teil 34 der Kokille 30 mit der Stahlschmelze nachgefüllt und gleichzeitig Tellur zugesetzt. Falls sich vorher bei 33 eine feste Kruste

0 0 9838/U56

gebildet haben sollte» wird diese vor dem Auffüllen der Kokille bzw« vor dem Einbringen des Tellurs aufgebrochen· Bas Tellur wird zweckmäßigerweise dem in die Kokille einfallenden Strahl der Stahlschmelze zugesetzt, so daß es mit diesem in dem noch flüssigen Kern 32 des Stahlblockes gleichmäßig verteilt wird. Aufgrund des zugesetzten Tellurs beträgt der durchschnittliche Tellurgehalt der aus dem Stahlblock gewalzten Werkstücke O₉O3 bis 0,20 %

Pas Tellur kann auch in der Weise in den Stahlblock eingebracht werden, indem, wie dies in Jig» 2 dargestellt ist, die Kokille sofort vollständig mit der Schmelze aus beruhigtem Stahl gefüllt wird» worauf nach Bildung erstarrter Bandzonen zumindest entlang der Kokilleninnenwand das !Tellur mechanisch in die Schmelze nach unten eingedrückt und der flüssige Bloekkern mechanisch oder mittels inertem Druckgas umgerührt wird· Im Bedarfsfalle kann die Kokille 50 Mt einer üblichen Wärmehaube ausgerüstet werden«

Bei einem in, der vorbeschriebeneii Weis© hergestellten Werkstück aus beruhigtem Stahl ist die Tellurverteilung etwa so, wie sie in ELg»1 dargestellt ist, und auch der Querschnitt so beschaffen, wie er in üg.4- und 3 veranschaulicht ist· Sa das warmgewalzte Werkstück aus beruhigtem Stahl in seinen Oberflächenzonen frei von nennenswerten Tellurgehalten ist, weist ea j allenfalls ein liinisum an Oberfäehenrissigkeit auf·

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf unberuhigte oder beruhigte Stähle und auch nicht auf auf die vorstehend angegebenen Stahl zusammensetzungen, vielmehr kann auch anders zusammengesetzten Stählen im geschmolzenen Zustand nach Maßgabe der Erfindung (0,03 bis O₉2 Gew»-%) Tellur zugesetzt werden, z.B. den Kohlenstoff stählen der üblichen Α·Σ·έ·Ι· 1000-, 1100- und 120Q-Seilen folgender Zusammensetzung:

009838/ U5.6-

Serien

1000

1100

1200

Kohlenstoff, uew«-% 0,08 - 1.

Hangan,

Hiosphor,

Schwefel,

Silisium,

Bisen

M It M

0,25- 1,65 bis su 0,12 bis su 0,06 bis su 0,30 Best

0,08 - 0,55 0,30 - 1,65 bis su 0,04 bis su 0,40 bis su 0,30 Best

bis zu 0,13 0,60 - 1,00 0,07 - 0, 0,08 - 0,

Best

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können jedoch nicht nur Kohlenetoffstähle, sondern auch legierte Stähle behandelt werden. Wichtig ist in jedem falle, daß das Tellur, und zwar stets 0,03r bis O₉ 20 Gew.-%, der betreffenden Stahlschmelze in der Kokille erst dann zugesetzt wird, wenn eich mindestens an der Kokillenwand eine erstarrte Bandzone des Stahles gebildet hat· Hierdurch wird gewährleistet, daß die durch Warmwalzen des vollständig erstarrten Stahlblockes und der Zwischenerzeugnis» se erhaltenen Stahl werkstücke in ihrem Innern so viel Tellur enthalten, daß hierdurch deren Bearbeitbarkeit verbessert wird, und daß sie eine von nennenswerten Tellurgehalten freie Oberflächenschicht aufweisen und demzufolge frei von Oberflächenrissen wenigstens in dem Maße sind, daß hierdurch die Güte und Brauchbarkeit der Werkstücke praktisch nicht beeinträchtigt wird.

Handelt es sich bei dem Stahl um einen legierten unberuhigten Stahl, so besteht die Bandzone des gegossenen Stahlblockes und der aus diesem gewalzten Werkstücke im wesentlichen aus Eisen und den Legierungselementen«

Gegebenenfalls kann das Tellur der einströmenden Stahlschmelze an einer Stelle oberhalb der Kokille zugesetzt werden, doch ist es dann notwendig, eine geeignete Vorrichtung zum Auffangen der oberhalb der Kokille sich bildenden Telluroxyddämpfe und Tellurdämpfe vorzusehen, die so beschaffen sein muß, daß die mit diesem Zubätzverfahren verbundene Desoxydation des Stahles vor «einem Eintritt in die Kokille unbedeutend ist·

009838/U56

dem Tellur können dem Stahl weitere Elemente zugesetzt werden, durch die die Bearbeitbarkeit des Stahles verbessert wird· Hierzu gehört Blei, daß in bekannter Weise zugesetzt werden kann» Is kann auch Selen anstelle von Tellur zugesetzt werden, indem z.B» ein Teil oder die ganze Menge des Tellurs CO,03 bis 0,20 %) durch Selen ersetzt wird. Das Selen bzw. Selen plus Tellur, falls ein Teil desselben durch Selen ersetzt wird, wird in der gleichen Weise, wi© dies vorstehend im einzelnen für Tellur beschrieben worden ist, der in der Kokille befindlichen Stahlschmelze zugesetzt, nachdem diese mindestens an der Eokillenwandimg eine erstarrte Randzone gebildet hat, .

009838/14-56

Claims

/UUbA /7 PATENTANSPRUCHS

1. Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten länglichen Stahlwerkstücken, z«B« von Knüppeil oder Stangen, aus in der Kokille vergossenen Stahlblöcken, denen im geschmolzenen Zustand in der Kokille ein die Bearbeitbarkeit verbessernder Tellur- und/oder Selenzusatz beigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellur und/oder Selen nach !Füllung mindestens des größeren Teiles der Kokille mit tellur- und selenfreier Stahlschmelze erst nach Bildung einer tellur- und selenfreien erstarrten Bandzone mindestens entlang der Kokillenseitenwände der Stahlschmelze zugesetzt wird, worauf aus dem Stahlblock nach seiner vollständigen Erstarrung durch Warmwalzen nur in ihren Innern für die Verbesserung ihrer Bearbeitbarkeit ausreichende, in ihrer Oberflächenzone jedoch keine nennenswerten Mengen an Tellur und/oder Selen enthaltende Werkstücke hergestellt werden·

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergießen eines unberuhigten Stahles das Tellur und/oder Selen in die sich in der Kokille umlaufende Stahlschmelze eingebracht und dispergiert wird.

3_# Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein größerer Teil der Kokille mit der Stahlschmelze gefüllt und nach Bildung deren erstarrter Randzone das Tellur und/oder Selen gleichzeitig mit der zusätzlichen Stahlschmelze zur vollständigen Füllung der Kokille zugesetzt und unter der Wirkung dieser nachgefüllten Stahlschmelze in dem schmelzfüsaigen Innern des gesamten Stahlblockes dispergiert wird,

4· Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellur und/oder Selen in die Stahlschmelze nach unten eingetrieben und mit dieser verrührt wird.

009838/ U56

200647?

5· Verfahren nach den. Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich-· net, daß das Tellur und/oder Selen nicht vor Ablauf mindestens einer Minute nach füllung des größeren Teiles der Kokille mit der Stahlschmelze in diese eingebracht wird·

6· Torf ehren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet) daß das Tellur und/oder Selen nach Ablauf von zwei bis fünf Minuten eingebracht wird·

7· Aus einem gemäß den Ansprüchen 1 bis .6 hergestellten Stahlblock warmgewalztes Stahl werkstück mit einem seine Bearbeitbar*· keitverbessernden Tellur- und/oder Selengehalt, gekennzeich- f

net durch eine keine nennenswerten Mengen an Tellur und Selen enthaltende Oberflächenschicht, die in einem für die Praxis vertretbarem Maße hinreichend frei von Oberflächenrissigkeit ist·

8· Stahlwerkstück nach Anspruch 7» tL&darch gekennzeichnet, daß es aus 0,03 bis 0,18 (Gew»«.)% KoMenatoff, 0,25 bis 0,90 % Mangan, bis zu 0,15 % Schwefel, bis su 0,04 % Phosphor, 0,03 bis 2,0 % Tellur, Rest Eisen besteht/verpreßhar ist.

9» Stahlwerkstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 0,03 bis 0,15 (Ge*-)% Kohlenstoff, 0,25 bis 0,60 Mangan, bis zu 0,025 % Schwefel, bis su 0,015 % Phosphor, 0,03 bis i

0,20 % Tellur, Rest Eisen besteht·

10· Stahlwerkstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberflächenschicht im wesentlichen aus reinem Eisen besteht,

11· Stahlwerkstück nach Anspruch 9 aus unberuhigtem Stahl, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen aus reinem Eisen bestehende Oberflächenschicht· "

009838/1456^:

12· Stahlwerkstück aus einem Stahl nach den Ansprüchen 7 bis 11 mit einem oder mehreren Legierungsmet allzusät a en, dadurch gekennzeichnet, daß es eine im wesentlichen aus reinem Bisen und Legierungsmetalle en) bestehende Oberflächenschicht aufweist·

13· Stahl gußblock zum Herstellen von warmgewalzten. Stahlwerkstücken nach den Ansprüchen 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen in seinem Innern feinrerteilten, die Bearbeitbarkeit der Werkstücke verbessernden OJellur- und/oder Selenfeehalt und eine keinen nennenswerten Tellur- und Selengehalt aufweisende Oberfachen zone an seinem Umfang»

0 0-9 838/1456