DE1583266A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von in geschmolzenem Metall geloestem Sauerstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von in geschmolzenem Metall gelöstem Sauerstoff unter Verwendung eines Wasserstoff enthaltenden Gases.

In der Metallindustrie und der Stahlindustrie insbesondere besteht seit langem das Verlangen nach verbesserten Verfahren zur Herabsetzung des SäuerstoffgehaIts in geschmolzenem Metall, damit der Sauerstoffgehalt in dem endlichen verfestigten Metallprodukt niedriger ist. Bei der Stahlindustrie stellte diese Tatsache ein ernstes Problem dar, insbesondere in Verbindung mit Stählen niedrigen Koblenstoffgehalts. Ein Problem bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgebalt ist, daß sie einen entsprechend höheren Sauerstoffgehalt haben, der zu einem rissigen Produkt führt.

WR/Sj/Sch

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Andere Probleme beziehen sich auf die innere Dichtigkeit und Reinheit des Stahles und hängen ebenfalls von dem hohen Sauerstoffgehalt ab. Mit zunehmendem Interesse an der Anwendung von Stranggießverfahren für Stähle mit niedrigem Kohlenötoffgehalt sind diese Probleme von zunehmender Bedeutung geworden. Die Verwendung von Wasserstoffgas, um Sauerstoff aus geschmolzenem Metall zu entfernen, ist vielfach versucht worden, aber hat niemals einen merklichen wirtschaftlichen Wert erreicht. Es sind auch andere Versuche unternommen worden· z. B. die Entgasung im Vakuum oder die Verwendung einer Schlackenbildung.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Wasserstoffreduktion bzw. die Verwendung von Wasserstoff zur Deoxydation erfolgiEÜch anwenden läßt, falls gewisse kritische Bedingungen eingehalten werden. Verfahren zur Entfernung des Sauerstoffes unter VerwendTftig von Gas haben eine Anzahl von Vorteilen im Hinblick auf andere Deoxydationsverfahren, beispielsweise gegenüber solchen, die schlackenbildende Metalle und Mineralien verwenden. Wo Eisen oder Stahl deoxydiert werden soll, kann die Verwendung einer Gasatmosphäre das Eisen gegen weitere Oxydation schützen und gegen den Verlust durch Eisenoxid, während verschiedene andere Verfahren durchgeführt werden. Unter dem hier verwandten Ausdruck "Verfahren unter Steuerung .der äußeren Einflußbedingungen¹· soll eine Anzahl von Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Metalls verstanden werden, bei denen eine ges-taierte UtigB-bungsatmosphäre mit unschädlichen Eigenschaften angewandt wird. Das Gasverfahren ermöglicht die Verwendung billigerer Gase als die

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Oxydationsmittel für teurere Deoxydationsmetalle. Die Deoxydation unter Verwendung von G-as bei Verfahren, bei denen die äußeren umgebuugsbedingungen geregelt und gesteuert werden, kann den Verlust wertvoller Legierungselemente, wie beispieleweise Mangan, Silizium, Chrom usw., verhindern. Diese Deoxydation ■acht es möglich, den Verlust an Deoxydationsmittel, wie Aluminium, EU verringern oder la wesentlichen gänzlich zu beseitigen, ein Verlust, der außerordentlich bocb werden kann, wenn derartige Verfahren In der freien Atmosphäre durchgeführt werden. Verfahren «ur Deoxydation unter Verwendung von Gasen können Vakuumverfahren, die groß·, schwere Behälter und eine komplizierte Apparatur erfordern, ersetzen. lußerde« sind diese Vakuumverfahren nur für einen absatzwelsen Betrieb geeignet. Die Verwendung des Gasverfabrena läßt dl· Durchführung eines kontinuierlioben oder fast kontinuierlichen Stablherat»llungeverfahrene zu. Außerdem kann die Deoxydation unter Verwendung eines G^ses sehr gut in •in kontinuierliches Gießverfahren eingebaut werden, so.daß sich •in geschlossenes Arbeitssystem ergibt. Aaßeritm kann die Beoxydatien iuroh Gaoeinaoblüeee oder Oberflftoheadefekte stark reduzieren, well keine flüssigen oder festen Deoxydationspro- «ukta zurückbleiben. Zusaaeengefaßt kann gesagt werden, daß gasige Deoxydationen ·· «xraBglioben, üblichen Stahl «u verwenden

woA turoh 41· Regelung der Omgebungebedingun«en des Systems ihn in jede andere Art einer legierung oder eines SpezialStahles zu Überführen alt einer fast perfekten Steuerung der Zusammensetzung mod 4er Reinheit des Stahls.

BAD OR!G/NAL

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Die Entfernung der Verunreinigungen aus dem Metall durch

Gasverfahren erfolgt bei einer Wechselwirkung zwischen dem Gas

auf und dem flüssigen Metall und Reaktionen/dreierlei Art. Die erste dieser Reaktionen ist eine einfache Verdampfung. Ein . Beispiel für die einfache Verdampfung ist die Entfernung von Blei aus flüssigem Stahl, wobei das gelöste Blei einfach verdampft und Bleigas bildet. Reines Blei bei Temperaturen der Stahlherstellung von 1600° Qfind Stahl, der mit Blei gesättigt ist (etwa 0,25 #), haben einen Bleigasdruck von etwa 0,5 Atmosphäre. Entweder Evakuierung oder Abtreibung des Bleidampfes von der Oberfläche oder Rühren des Bades mit einem anderen Gas ermöglicht die Herabsetzung des Bleigebalte auf einen niedrigen Pegel, falls das Verfahren lange genug durchgeführt wird.

Ein anderes Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Metall durch Gasbehandlung besteht in Gas-Metallreaktionen, die dadurch gefördert werden, daß einfach der Partialdruck über dem Bad verringert wird. Diese Reaktionen weichen vom Verdampfen dadurch ab, daß es chemische Reaktionen sind, d.h. sie umfassen die Herstellung oder die Aufladung chemischer Verbindungen. Einige von ihnen sind einfache Reaktionen: Zwei Atome gelösten Wasserstoffes (H) bilden ein Mole- · kül von Waseerstoffgas (H₂). Zwei Atome gelösten Stickstoffes (N) bilden ein Molekül Stickstoffgas (N₂). Die Richtung und der möglich Umfang dieser Reaktion werden bestimmt bei irgendeiner Temperatur, beispielsweise bei 1600° C durch die Gleicbgewichts-

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konstanten. Ihre Gleicbgewicbtskonstanten sind'derart, daß der Prozentsatz gelösten Wasserstoffes oder der Prozentsatz gelösten Stickstoffes im Gleichgewichtszustand durch die Quadratwurzel des Partialdruckes des Wasserstoffes oder des Stickstoffes geregelt wird. Mithin sind die Pegel gelösten Wasserstoffes oder gelösten Stickstoffes in dem Metall durch Vakuum oder durch Hinwegblasen eines unschädlichen Gases über das Metall steuerbar, wodurch die Reaktion dazu neigt, zu Ende zu laufen.

Es ist theoretisch möglich, Sauerstoff direkt aus dem Stahl durch die Reaktion des gelösten Sauerstoffes zu Sauerstoff gas (2 0= O₂) zu entfernen, da aber der Partialdruck des Sauerstoffgases im Gleichgewicht mit dem Sauerstoffgesättigten Stahl (O,23#Obei 1600° 0) ungefähr 10~⁸ Atmosphären ist, ist es nicht praktikabel, ihn direkt durch Vakuum oder durch Spülen mit einem Edelgas zu entfernen.

Andere wichtige Reaktionen und die Gleichungen, die ihr Gleichgewicht in Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (nicht mehr als ungefähr 0_s15 Gewichtsprozent Kohlenstoff) steuern, sind:

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σ + ο = co (g)

θ] [#)] = 0,002 p_co bei 1600° C

σ + 2 o Co₂ (g)

θ] [#θ] = 0,0025 P₀₀ bei 1600° C 2H + O = H₂O (g)
[jfia] [#)] = 1,8 . 10""⁶ pH₂0 bei 1600° C

Somit ist die Verwendung eines Vakuums oder einer Edelgasbebamdlung auf der Metalloberfläche zur Entfernung von C + 0 nach den ersten beiden Reaktionen möglich und H + 0 durch die dritte Reaktion. Die Entfernung läßt sich nur durchführen, wenn genaue stöchiometrische Verhältnisse vorliegen.

Das dritte Verfahren befaßt sich mit Gas-Metallreaktionen unter Verwendung gasartiger Reagenzien. Bei diesem Verfahren können gasartige Reduktionsmittel, beispielsweise Wasserstoff, zugesetzt werden, um Sauerstoff, durch die Reaktion H₂ + 0 = H₂O zu entfernen.

Aus dem obigen geht hervor, daß es eine ganze Anzahl von Reaktionen und Kombinä; ionen von Reaktionen gibt, die verwandt werden können, praktische Verfahren zur Entfernung von Sauerstoff zu entwickeln. Jedoch für einen wirtschaftlich verwertbaren Prozeß muß sie ziemlich schnell verlaufen. Einige kinetische

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Faktoren, die einen schnellen Reaktionsablauf begünstigen, werden nachfolgend zusammengefaßt:

A. Freie Fließbarkeit der Schlackensohicht, die die Berührung zwisoben Gas und Metall verhindern könnte.

B. Sohnelle Entfernung des erzeugten Grases aus der Gas-Metallgrenzsohicbt.

C. Schnelle Zuführung eines frischen Reaktionsgases auf die Gas-Metallgrenzsobioht,

D. Schnelle Zuführung oder Schaffung einer neuen Meta11-flache für die Reaktion in der Gas-Metallgrenzfläche.

S. Sohnelle Entfernung oberflächenaktiver Verunreinigungatome, d. h. Atome, die dazu neigen, sich an der Oberfläche zu konzentrieren und dadurch das Entweichen anderer Atome aus der Oberfläche stören.

Der erete dieser Faktoren wird erreicht durch Steuerung der Umgebungsbedingungen in einer Art Vakuumverfahren. .Der zweite wird in einem Vakuumverfahren durch ein gutes Vakuum erreicht und durch Spül- oder Gießverfahren durch schnelle Wegbewegung des gasigen Reaktionsproduktes von der Oberfläche. Der dritte läßt sich erreichen durch schnelle Zuführung eines Gases zu dem Metall in einem genau gesteuerten Verhältnis von Reaktanten zu Produkten bei hoher Reaktantenkonzentration. Das erfordert ein wirkungsvolles Abtreiben oder Abgettern des Produktgases und eine schnelle Bewegung des reagierenden Gases · in das Metall hinein oder auf das Metall drauf. Der vierte

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Faktor besteht in einer sebr schnellen Schaffung neuer Metallflächen, ißt außerordentlich bedeutsam, und in vielen Fällen läßt sich diese Bedingung schwierig erreichen. Es ist verhältnismäßig einfach, für die schnelle Abführung von gasigem Reaktionsprodukt und für die Zuführung frischen Gases zu sorgen. Mithin ist die Geschwindigkeit, mit der Verunreinigungen entfernt werden können, bestimmt durch den beherrschenden Faktor, mit dem die Verunreinigungen zur Oberfläche des Metallbades gelangen können. In vielen Gas-Metallprozessen zur Entfernung von Verunreinigungen und wo öberflächenbegrenzende Faktoren fehlen, ist die Geschwindigkeit zur Entfernung durch -C\- C_\ - A D t

(^Co - ⁰S) " 2

gegeben, in der C, , C₈ und C Mengenkonzentrationen, Oberflächenkonzentrationen bzw. Ausgangskonzentrationen sind, und zwar der zu entfernenden Verunreinigungen.

A Ist die Oberfläche und Y_m ist das Volumen des Metalls. D ist der Diffusionskoeffizient der Verunreinigungen im Eisen, T ist die Zeit und a⁷" ist die Dicke der Grenzfläche, in der der Übergang stattfindet.

Wenn die Zuführung frischen Reaktionsgases und die Wirksamkeit der Entfernung des gasigen Reaktionsproduktes von der Oberfläche gut sind, hängt die Geschwindigkeit der Abführung der Verunreinigungen aus dein Bad (Geschwindigkeit der Änderung

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Ό, - σ

¹ b β*

des Konzentrationsquotienten Tu_n ) von der Größe der

⁰ - ^Cs Gas-Metallfläche A ab und der Grenzflächendicke ο . Je kleiner d ist, umso schneller werden die Verunreinigungen entfernt. Kleine ö s oder kleine Diffusionsschichtdicken bewirken eine schnelle Entfernung, weil die Geschwindigkeit oft von der Diffusion der Verunreinigung durch die Grenzschicht zur Oberfläche gesteuert wird. Schnelles Rühres bewirkt kleine Werte von d , mit anderen Worten, große Geschwindigkeiten für die Abführung der Verunreinigungen werden daher im wesentlichen dadurch erreicht, daß man *?3hr schnell der Grenzfläche neue Oberflächen zuführt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Abführungsgeschwindigkeiten verschiedener Verunreinigungen verschieden sind, was von ihren Diffusionskoeffizienten abhängt. Wasserstoff ist am schnellsten zu entfernen, vielleicht zehn mal schneller als Kohlenstoff. Kohlenstoff stellt einen Mittelwert dar, und dann folgt Sauerstoff, welcher etwa nur halbso schnell wie Kohlenstoff die Oberfläche erreicht, wo die Reaktion stattfindet und der Austritt vor sich gehen kann. Die schnelle Entfernung von oberflächenaktiven Verunreinigungen, wie Sauerstoff und Schwefel, ist in vielen Fällen von Bedeutung. Jedoch entweicht Wasserstoff unter fast allen Oberflächenbedingungen sehr schnell. Das ist teilweise darauf zurückzuführen, daß er klein ist und teilweise darauf, daß er sehr schnell mit oberflächenaktiven Verunreinigungen, wie Sauerstoff und Schwefel, reagiert. Die

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gesteuerten Umgebungsbedingungen, die ein Bespülen mit Wasserstoff umfassen können, scheinen oberflächenaktiven Sauerstoff zu entfernen und Reaktionen zu ermöglichen einschließlich der Reaktion zwischen gelöstem Koblen&.off und gelöstem Sauerstoff, wobei diese Reaktion zur Entfernung gelösten Sauerstoffes schneller verläuft.

Die Komponenten, die aus den umgewälzten Gasen bei dem vorliegenden Deoxydationsverfahren entfernt werden, umfassen Sauerstoff, Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickstoff, Hydrogensulfid und Wasserstoff. Einige mögliche Getterungs- oder Abtreibverfahren entfernen nur eins dieser Gase. Andere gestatten die Entfernung von mehreren oder möglicherweise allen Gasen zu einem gewissen Grad j wenn Edelgase, wie Argon, im Spiele sind, würde die einfache Abtreibung des Gemisches, welches unerwünschte Gase enthält, beispielsweise Kohlenmonoxid, aus dem Behälter in den mästen Fällen zu kostspielig sein. In diesen Fällen ist das Verfahren vorzuziehen, welches in der Abtreibung der unerwünschten Komponenten und der Zurückführung der abgegetterten Gase mit frisch zugegebenem Gas besteht.

I¹SrIIs reiner Wasserstoff in einem abgeschlossenen Behälter verwandt wird, kann eine einfache Expulsion verwandt werden, wobei Wasserstoff zur Ergänzung.wieder zugeführt wird, oder ein Teil des unerwünsjhten Gases zusammen mit ergänztem Wasserstoff, und Umwälzung in einem Abtreibsystem kann ebenfalls

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durchgeführt werden. Das Abtreiben oder Gettern kann in einem System durchgeführt werden, das nichts weiter umfaßt als eine wassergekühlte Schlange zur Kondensation von Wasser für etwa 10 000 Teile pro Million, da reiner Wasserstoff (ohne Argon) selbst bei diesem Wasserpegel Stahl deoxydieren tonn auf einen Wert, der unter 0,05 Gewichtsprozent gelösten Sauerstoffes liegt.

Das Abtrennen kann etwa in einem Oberfläohenbehälter durchgeführt werden, beispielsweise durch Umwälzung des Gases über Wasserkondensationsscblangen an den Behälterwänden oder kann eine Umwälzpumpe umfassen, mit der Gas aus dem Behälter abgezogen und durch Trennkolonnen verschiedener Art gepumpt wird, ehe das Behandlungsgas in den Ofen zurückgeleitet wird. Das Abtrennen des Wassers kann in einfacher Weise durch Materialien bewirkt werden, die im Handel als Molekularsiebe bekannt sind. Molekularsiebe sind synthetische, kristalline, metallische Aluminiumsilikate, die zu der Klasse der Mineralien gehören, die unter dem Namen Zeolite bekannt sine. Andere Verfahren sind die Verwendung von Kalziumoxid oder Magnesiumoxid bei entsprechenden Temperaturen.

Eine Wasserstoffbehandlung mit der Abtrennung des Wassers umfaßt die folgenden Badreaktionen:

+ 0 = H₂O

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H₂ = 2H 2H + O = H₂O 0 + 0 =00

Wasserstoff wird dem abgetriebenen Gas in dem Maße zugesetzt, wie er gebraucht wird. Das System ist sehr einfach. Bedeutender ist, daß Wasserstoff sehr reaktionsfähig ist und sehr schnell diffundiert, so daß eine schnelle Reaktion stattfindet, soweit es das Rühren und das in Berührungbringen ermöglicht, wobei das Verhältnis von Wasserstoff zu Wasser, das in dem Gas enthalten ist, welches mit dem Metall in Berührung ist, ebenfalls bedeutsam ist. Wasserstoff reagiert mit und nimmt auf Sauerstoffatome an der Oberfläche, wodurch bei entsprechenden Bedingungen die vierte der obigen Gleichungen begünstigt wird. Außerordentlich schnelle Reduktionsbedingungen lassen sich erzielen, wenn man einen sehr hoben Prozentsatz oder sogar im wesentlichen 100 $> Wasserstoff einsetzt. Tatsächlich wird die Abtrennung oder das Ausmaß der Abtrennung des Wassers umso weniger bedeuten, in dem Maße, wie der Prozentsatz an Wasserstoff erhöht wird, und deshalb kann eine einfache WasserkondensationskühlBchlange benutzt werden. Die Gleichgewichtsverhältnisse zwischen Wasserstoffgebalt in dem Gas und S_auerstoff gelöst in Stahl, sind in Tabelle I aufgeführt.

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Gleichgewichtspegel von in Eisen gelöstem Sauerstoff bei 1600° C und einer Atmosphäre bei verschiedenen Taupunkten und Wasserstoffgehalten von Argon

Taupunkt

+5⁰O

-7⁰O

-15⁰C

-50⁰C

(Volumen) 0.86 0.33 0.16

0.004

0.0002

Gewichtsprozent gelösten Sauerstoffs

(Volumen)	0.23+	O.	23+	0.23+	O.	23+	■	0.23+
0»0 \	0.117	O.	09	0.088	O.	011	Ο.ΟΟΟ55
0.1 «	0.08	O,	045	0.044	O.	0022	0.00011
0.5 ί	0.047	O.	03	0.022	O.	0011	0.00006
1.0 5	0.023	O.	018	0.014	O.	0005	sehr niedrig
2.0 J		O.	009	0.008	O.	0004	sehr niedrig
3.0 5				0.004	O.	0002	sehr niedrig
5.0 7					O.	0001	sehr niedrig
ΙΟ.Ο ?
56 H2
Ii Hg
i H2
ί Hg
ί Hg
i H2
δ H2
i H2

Weitere Daten, die die Wirkung von Wasserstoff von im wesentlichen 100 Volumenprozent ausdehnen, sind in einer Kurve in Pig. 1 zusammengefaßt. Die in Tabelle I und in Fig. gezeigten Daten zeigen die effektive Wirkung von Wasserstoff bei der Entfernung von Sauerstoff aus Stahl. Sie zeigen auch, daß die Bedeutung des Abtreibens oder die Abtreibwirkung sich

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verringert, in dem Maße, wie der Wasserstoffpegel in der
Atmosphäre bis zu im wesentlichen 100 ^ zunimmt, solange die Wasserdarapfkonzentration gesteuert wird. Bei sehr hohen
Wasserstoffprozentsätzen wird angenommen daß die Wirkung des Abtreibens einfach durch die Verwendung einer einfachen Kühlschlange herbeigeführt werden kann, um den Sauerstoffgehalt in dem Stahl auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert von etwa 0,005 # oder weniger herabzusetzen. Ein noch niedrigerer Wert eines Sauerstoffgehalts läßt sich erreichen in der letzten S-fcUfe, in der das Wasser durch die Verwendung einer Kolonne mit einem Molekularsieb abgetrennt wird. Es ist interessant, darauf hinzuweisen, daß der augenblickliche Wasserpegel
in der Atmosphäre, die im Gleichgewicht mit 0,065 Gewichtsprozent Sauerstoff in dem Stahl ist, bei verschiedenen Wasserstoffpegeln in der Atmosphäre sich wie in Tabelle II aufgezeichnet, verhält.

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TABELLE II

Atmosphäre im Gleichgewicht mit 0,065 l· gelösten Sauerstoffe im Stahl bei 1600⁰G

5t (Völligen) Wasserstoff JL (Volumen) Wasser

3 0,72

10 2,4

80 . 19,0

Auch hier zeigt sich wieder ganz deutlich der Vorteil hoher Wasserstoffgehalte im Hinblick auf die Abtrennung. Allgemein kann gesagt werden, daß die Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff entfernt werden kann, etwa proportional zum Wasserstoffgehalt bei einem festen Verhältnis von Wasserstoff zu Wasser ist. Das ist ein weiterer Vorteil für die Verwendung von im wesentlichen 100 t Wasserstoff als erstes gasartiges Reduktionsmittel.

Der schädliche Effekt des Wasserstoffes, der zu einer Sprödigkeit oder zu Blasenbildung während der Verfestigung führen kann, läßt sich vermeiden, indem man den Wasserstoffpegel in der Atmosphäre oberhalb der Schmelze verringert und überschüssigen Wasserstoff aus der Schmelze entweichen läßt, ehe gegossen wird.

Bei der Verwendung reicher Konzentrationen von Wasserstoff, die sich in Berührung mit dem flüssigen Metall befinden,

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besteht lamer die Möglichkeit, daß gelöster Wasserstoff unerwünschte Nebeneffekte herbeiführt, beispielsweise eine Brüchigkeit des festen Metalls oder unerwünschte Störungen, beispielsweise Sprünge oder Blasen· Es ist jedoch bekannt, daß für jedes Metall ein kritischer Pegel gelösten Wasserstoffs vorliegt, der solche schädlichen Effekte bewiifct, aber unterhalb dieses Pegels hat der gelöste Wasserstoff gar keine schädlichen Nachteile·

Der Pegel des gelösten Wasserstoffs, der als harmlos im flüssigen Stahl bezeichnet werden kann, kann auch von der chemischen Natur des Stahles und der Größe der Masse, in der er gegossen wird, abhängen· Es ist seit einigen Jahrea bekannt, daß große Stahlschmiedestücke aus bestimmten Stahllegierungen besonders zur Sprödigkeit oder zum Springen in der Nähe ihrer Mitten neigen, insbesondere, da die Größe solcher Schmiedestücke auf mehrere Fuß Durchmesser ansteigen kann. Obgleich es bekannt 1st, daß Wasserstoff sehr schnell durch festen Stahl hindurchdiffundiert, neigt er doch dazu, in der Mitte großer Blöcke während des Erstarrungsprozesses sich zu konzentrieren, und da er über eine beträchtliche Entfernung bis zur Außenseite diffundieren müßte, müssen solche Massen mußerordentlich langsam über bestimmte kritische Temperaturbereiche hinweg abgekühlt werden, und sogar dann kann eine gewisse Sprödigkeit oder Rißbildung entstehen·

Bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, der zu Platten oder Tafeln von nicht über etwa 25 cm Dicke zu gießen

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ist, die dann zu Blech oder verhältnismäßig dürren Platten ausgewalzt werden, ist das Problem der Wasserstoffkonzentration, die ohne schädliche ÜTachteile toleriert werden kann, nur darin zu sehen, daß die Blasenbildung während des Erstarrens vermieden wird« Obgleich Blasen in gegossenen Platten oder Blöcken, die durch ein Reduktionsgas, wie beispielsweise Wasserstoff oder Kohlenmonoxid, erzeugt werden, bekanntlich unschädlich sind, was das gewalzte Produkt anbetrifft, vorausgesetzt, daß sie verhältnismäßig tief in einem festen, gasdichten Stahl eingebettet sind, kann es doch wünschenswert sein, die Bildung solcher Blasen zu vermeiden· In diesem fall ist die kritische Grenze der Wasserstoffkonzentration in flüssigem Stahl jene Maximumkonzentration, die in dem festen Stahl beim Erstarrungspunkt in liÖBUßg geht. Da Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt in der Form voa Beltaeiseü. erstarren, in welchem Wasserstoff eine Löslichkeit von ungefähr 0,0007 Gewichtsprozent besitzt, würde das anzeigen, daß der flüssige Stahl eine Menge bis zu diesem Wert unmittelbar vor dem Erstarren, ohne irgendwelche Blasenbildung zu zeigen, aufnehmen könnte.

Tabelle III zeigt den Gleichgewichtspegel von in Eisen gelöstem Wasserstoff in Abhängigkeit von der Wasserstoffkonzentration in der GasatmoSphäre und in Abhängigkeit von dem Taupunkt· Es scheint, daß in den meisten Fällen eine Wasserstoffkonzentration in dem Gas von 3_S2 Volumenprozent oder vielleicht sogar 4- Volumenprozent ohne die Bildung voa Blasen tolerierbar

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ist. Wie in Tabelle III gezeigt, lassen eich viel niedrigere Wasserstoff konzentrat ionen in eiern Metall einfach dadurch erhalten, daß die Wasserstoffkonzentration in der Grasatmosphäre weiter herabgesetzt wird·

TABELLE III

Gleicbgewichtspegel iron Wasserstoff, gelöst in Eisen bei 1600⁰C und einer Atmosphäre Gesamtdruck, bei verschiedenen Taupunkten und Wasserstoffgehalten

von Argon

	+50C	-70C	-150C
Volumenprozent H«	Gew.-^ H	Gew.-* H	Gew. -1» H
1 3,2 10 100	0,00027 0,0005 O ,.0008 0,0027	0,00027 0,0005 0,0008 0,0027	0,00027 0,0005 0,0008 0,0027

Da Wasserstoff außerordentlich schnell in. und aus flüssigem Stahl heraus diffundiert, kann ein zweistufiges Verfahren besteben aus einer ersten Deoxydation mit bis 100 i» Wasserstoff und einer einfachen Abtrennung des Wassers unter Verwendung einer Wasserkühlschlange, woran sich eine Änderung in der Atmosphäre anschließt, indem der Wasserstoffgehalt nicht mehr als 4 Volumenprozent beträgt, beispielsweise

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dadurch, daß das Metall in einen zweiten Behälter überführt wird» wobei die Abtrennung des Wassers bei sehr niedrigen Taupegeln, z· S« unter Verwendung molekularer Siebe, erfolgt. falle erforderlich, kann die Abtreibung des Wasserstoffes auf ©iaeii geeigneten niedrigen Wert vorgenommen werden« Während der Periode mit einer niedrigen Wasserstoffkonzentration kann etwas AliisiEium zur Vervollständigung der Deoxydation zugesetzt werden Li Alterung verhindern und einen Effekt auf die Kornbildung abrufen, "was sich ala weitere Vorteile der Verwendung von

In Stählen herausgestellt hat· Während des ersten Seteittes des Verfahrene kann Srgänzungawasserstoff nicht nur sram Ersatz des verbrauchten aufgrund der Bildung von Wasser durch die Reaktion mit dem Sauerstoff in dem flüssigen Stahl herangeführt werden, sondern auch, um einen Crasüberschuß zu erzeugen, der zum Abtreiben verwandt wird· Der Hauptzweck der Abtreibung oder Expulsion dient der Entfernung überschüssigen Kohlenmonoxids, welches sonst die Reaktion des gelüsten Kohlenstoffes mit dem gelösten Sauerstoff verlangsamen oder ganz stoppen würde.

Eine gewisse Abtrennung von Wasserstoff aus dem Systemgas im zweiten Verfahrensschritt wird dann notwendig, wenn der Wasserstoffpegel über etwa 4 S* in der Atmosphäre ansteigen würde. Das läßt sich einfach dadurch bewerkstelligen, indem man beispielsweise einen Anteil des Systengases über einen heißen Katalysator leitet, nachdem ein Anteil reinen Sauerstoffs

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zugesetzt ist. Auf diese Weise wird Wasserstoff in Wasser überführt und Kohlenstoffmonoxid in Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Die Gase könnten dann durch Irennkolonnen zur Entfernung des Wassers und des Kohlendioxids geleitet und in die gereinigte Gasatmosphäre des Systems zurückgeführt werden·

Es muß auch die Explosionsgefahr in Betracht gezogen werden· Explosionsdiaphragaen oder andere Sicherheitseinrichtungen zum Schütze der Arbeiter als auch der apparativen Einrichtungen sollten vorgesehen sein. Jedoch ist Wasserstoff in großtechnischen Maßstäben seit vielen Jabren in Benutzung, beispielsweise in Glühöfen für die Herstellung von Siliziumstählen in der Elektroindustrie· Eines der Sicherheitsprinzipien, welches angewandt wurde, besteht darin, dad der gesamte Wasserstoff in das System derart eingeführt wird, daß er unmittelbar erhitzt und sofort mit dem vorhandenen Sauerstoff reagiert·

Weitere Merkmale und Tortelle der Erfindung ergeben eich aus der sich anschließenden Beschreibung, die auf die beiliegende Zeichnung Bezug QiMt,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Sauerstoffverunreinifungen aus geschmolzenem Metall. Das Verfahren umfaßt einen Behälter einer Masse geschmolzenen Metalls in einer lameer, in der es auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls (ehalten wird. Ein Wasserstoff enthaltendes unschädliches Oas wird dann ■it der Oberfläche des Metalls in Berührung gebracht, so daß eine Atmosphäre in der Kassier erzeugt wir«", die im wesentlichen

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frei von unerwünschten Bestandteilen ist. Das Wasserstoffgas reagiert mit dem Sauerstoff in dem Metall, indem es über die Oberfläche des geschmolzenen Metalls hinwegstreicht oder hinwegzirkuliert und Wasserdampf bildet· Der Wasserdampf wird aus dem Gasstrom abgetrennt, so daß sich eine Wasserdampfkonzentration in der Atmosphäre in einem Verhältnis zum prozentualen Wasserstoffgehalt einstellt, die nicht mehr als 0,14, vorzugsweise nicht mehr als 0,10 beträgt. Auf diese Weise läßt sich Metall herstellen, welches im wesentlichen frei von unerwünschten Sauerstoffverunreinigungen ist. Der gewünschte Sauerstoffpegel kann sich etwas in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt verändern. Wenn dar Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Metalls auf den gewünschten Wert herabgesetzt ist,wird der Wasserstoffgehalt des umgewälzten Gasstromes herabgesetzt, beispielsweise dadurch, daß das Metall in einen zweiten Behälter übexflihrt wird, wobei Wasserstoffgas aus dem Metall entweichen gelassen wird, bis der Wasserstoffgehalt des Metalls den gewünschten Wert erreicht hat« Vorzugsweise ist anfänglich das Gras im wesentlichen 100 £ Wasserstoff. Dieses Verfahren, obgleich wertvoll und brauchbar zur Entfernung von Sauerstoff und Verunreinigungen aus dem Metall im allgemeinen, ist besonders anwendbar für Eisenmetalle, insbesondere für Stähle·

Von Zeit zu Zeit wird ein Teil des Gases, welches unerwünschte gasartige oder gasige Bestandteile enthält, beispielsweise Kohlenmonoxid, ersetzt durch einen Anteil eines entsprechenden Volumens zusätzlichen Wasserstoffs· Reduziert

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man den Wasserstoffgasgehalt des umgewälzten Gases, so zeigt es sich, daß, falls der Wasserstoffgasgehalt auf nicht mehr als ungefähr 4 Volumenprozent Wasserstoff herabgesetzt wird und die Wasserdampfkonzentration in dem umgewälzten Gasstrom auf nicht mehr als 1000 Teile pro Million herabgesetzt wird, Wasserstoffgas aus dem geschmolzenen Stahl entweicht, bis der Wasserstoffgehalt des Stahles nicht mehr als ungefähr 0,0005 Gewichtsprozent beträgt, wobei gleichzeitig ein geeigneter niedriger Sauerstoffgehalt aufrechterhalten wird.

Palis gewünscht, kann nach der Behandlung mit dem wasserstoffhaltigen unschädlichen Gas das geschmolzene Metall anschlieSend mit einem metallischen Deoxydationsmittel behandelt werden, um den Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Metalls weiter herabzusetzen und zusätzliche wertvolle Effekte hinsichtlich Korngröße und Nichtalterung zu schaffen. Ein geeignetes metallisches !Deoxydationsmittel ist Aluminium, Wenn das geschmolzene Metall auf den gewünschten Wert deoxidiert ist, wird es unterhalb seiner Oberfläche in der Kammer über einen Kanal, der Sauerstoff nicht ausgesetzt ist, umgegossen und dann, ohne Sauerstoff auegesetzt zu sein, in eine Form gegossen. Auf diese Weise erhält man Metall, welches im wesentlichen frei von unerwünschten Sauerstoffverunreinigungen ist.

In dieser Beschreibung und in den sich anschließenden Ansprüchen bezeichnet der Ausdruck "unschädliches Gas" ein Gas oder ein Gasgemisch, das nicht wesentlich mit dem Metall reagiert und Reaktionsprodukte bildet, die unter den

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Gebraucbsbedingungen des Metalls unerwünscht sind. Einige Beispiele für uuscbädliche Gase siad die Edelgase und für Stahl für das vorliegende Verfahren Wasserstoff und in manchen Fällen gewisse Konzentrationsbereiche von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, ja sogar Gemische von Dampf und teilweise verbrannten Naturgasen.

Fig, 2 ceigt ein Flieöbild der Apparatur sur Prüfung einiger der Prinzipien der Erfindung· Wie Fig· 2 zeigt, ist ein Schmelzofen 10 ait Induktionsheizung in einer Ofenkammer 12 angeordnet, die gegen die Atmosphäre mit Ausnahme eines Graseinlasses und Gasauslaöleitungen, was weiter unten erläutert werden wird, abgedichtet ist. Wie in der Figur dargestellt, kann ias unschädliche Gas in die Kammer 2 auf zwei Wegen eintreten« Der ein· Weg geht über die Leitung 14, die in die Kammer direkt oberhalb des Schmelzofens durch eine Lanze eintritt« Ein optisches Pyrometer (nicht gezeigt) dient zur Messung der Temperatur der Schmalze in dem Ofen 10« Der Ofen let induktionsgeheizt· Eine andere Methode zur Einführung des unschädlichen fräse* in lie Kammer stellt der Weg über die Leitung 16 dar, dl« in *ie Ofenkammer 12 an einer Stelle einmündet, die von dem Schmelzofen 10 abgelegen ist. Aus Gründen der oben erwähnten Sicherbeitsbedinfungea wird die Leitung nur für einen Teil des umgewälzten Gases verwandt. Das Gas verläßt die Ofenkammer 12 über die Leitung 18. Die Gasatmosphäre ist beim Terlassen der Ofenkammer 12 über die

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Leitung 18 mit einer Entlüftungsleitung 20 verbunden, über die die Zusammensetzung der Beetandteile des unerwünschten Gasstromes gesteuert wird· Das Austrittsgas der Leitung 18 strömt dann in den Gaskühler 22, in welchem die Temperatur des Gases, die aufgrund der Temperatur des geschmolzenen Metalle in der Ofenkammer 12 heraufgesetzt worden ist, heruntergekühlt wird· Das gekühlte Gas wird von dem Kühler 22 vermittels einer Pumpe 24 über ein Strömungsmesser 26 in eine Kolonne 28 mit einem Molekularsieb gepumpt. Ersatzgas wird in den Gasstrom über die Ergänzungsleitung 30 eingeführt. Der Strömungsmesser dient zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des gekühlten Auslaßgases aus der Ofenkammer 18, und das Molekularsieb in der Kolonne 28 dient zur Abtrennung der gewünschten Menge Wasser aus dem Gasstrom. Der Gasstrom durchströmt dann von der Kolonne 28 über eine Gasleitung 32 mit einer InKürumentenleitung 34 zu einer Anschlußstelle der Leitungen 16 und 14. Ein Ventil 36 und ein Strömungsmesser 38 dienen zur Steuerung der Verteilung des umgewälzten unschädlichen Gasstromes zwischen den beiden Gasleitungen 14 und 16.

Der induktiousgeheizte Ofen rührt das Metall, und das ist aus den oben erwähnten Gründen wünschenswert· Ein weiterer Rühreffekt kann auch dadurch erhalten werden, daß man den Gasstrom schräg auf die Oberfläche deα geschmolzenen Metalls auftreffen läßt.

Die Schmelze in dem Schmelzofen 10 bestand aus handelsüblichem Eisen mit einem mittleren Sauerstoffgehalt von

— 25 2/0 39 4 _BAD

0,08 Gewichtsprozent und einem mittleren Kohlenstoffgehalt von 0,02 Gewichtsprozent, In allen Versuchen wurde das Material entweder sandgestrahlt oder bearbeitet, um Rost, Zunder und Farbe zu entfernen· Die unschädliche Gasatmosphäre, die in den Versuchen verwandt wurde, bestand aus variierenden Anteilen von 99»9 ^ reinem Argon und 99,995 $> reinem Wasserstoff, Es war sichergestellt, daß das Argon nicht mehr als 8,5 Teile pro Hillion Wasser enthielt, und der Wasserstoff weniger als 10 Teile pro Hillion Wasser, In allen Versuchen wurde der Strom an dem Schmelzofen 10 eingeschaltet, nachdem der Sauerstoff aus der Ofenkammer 12 durch Verdrängung mit zusätzlichem Argon in dem umgewälzten Gasstrom entfernt worden war« Der Sauerstoffpegel betrug in allen Fällen in der Ofenkammer 12 weniger als 1 #, ehe der elektrische Strom für den Schmelzofen 10 eingeschaltet wurde· Nactdem der Sauerstoff aus der Ofenkammer 12 herausgespült und das Hetall auf Rotglut erhitzt worden war, wurde die gewünschte Henge Wasserstoff für den bestimmten Versuch in einem Gasstrom zugeführt und der Strom soweit erhöht, daß der Stahl in dem Schmelzofen 10 schnell schmolz. Alle Temperaturen der Versuche wurden durch ein optisches Pyrometer gesteuert. Die Standardtemperatur für alle Versuche betrug 1 65O⁰C, mit Ausnahme des Versuchs 68, bei dem die Temperatur 1 638⁰C betrug. In jenen Versuchen, in denen eine Aluminiumsugabe verwandt wurde, wurde das Aluminium dadurch zugesetzt, daß man ein Aluminiumpaket in das geschmolzene Hetall am Ende eines Eisenstabes derselben Zusammensetzung wie das bereite geschmolzene Hetall in dem Ofen eingetaucht. Die Ergeb-

-' 26 nisee der Versuche sind in der folgenden Tabelle IV zusammengefaßt, 009832/0394

- 26

-

Analyse

(Vol.)

Metal]

205 für 62-1 Slab

0.004 62-1 Slab

L Analyse

■

0.008 (60-1) 0.0135 (60-2) 0.0125 in Slab

1583266

Mikro-

Tabelle

IV

TT ^L Tj a.nP JXi

pO(ppm)

OW)

185 (63-D 170 (Block)

0.002

0.006 Nr.61-1 0.002 Slab

struktur

bis zu

0.006

0.0145 (59-1)

0.0025 62-1 Slab

Venige Teilchen

£1.5 Nr.59-1 6.0 Nr.59-2 ft Slab

760 (59-1) 1000 (59-2 ft Slab)

0.019 (59-2) 0.0155 in Slab

0.0045 bevor Al suges. 0.0055 nachdem Al

(Gew.)

Vers.

Zusammenfassung der Versuche

bis zu 52.0

0.002

andere

Veniger Teilchen

Nr.

GasatmoSphäre

9.0 Nr.60-1 3.0 Nr.60-2 ft Slab

480 (60-1) 440 (60-2 ft Slab)

kein Al zuges.

als in Vers. 59

59

H2 zu gesetzt

bis zu 165 0.001 55 wenn beim 576* Gießen wenn beim Gießen

N 0.002

Sehr wenig Teilchen

bis zu 40*

bis zu für 62-1 Slab

kein Al zuges.

Ähnlich wie 61

60

2600 I

bis zu 8t* Nr.63-1 5.4 Block

N 0.003

Ähnlich wie 61

bis zu 100*

kein Al zuges. N 0.0005

61

3200 1

kein Al zuges. N 0.0015

62

50* zuges. für 20 Std.

Al zuges. N 0.001

63

50 bis 71.5* für 3 Std. 50 Min.

50 bis 100* für 5 Std. 15 Min.

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Gasatmosphäre	Analyse	(Vol.)	Metall	Analyse	(Gew.)	Mikro-
Yers. Hp bu-	H2Tb H2	O (,ppm)		OW	andere	struktur
Nr. gesetzt	bis zu	180	0.002	0.003		Ähnlich
65 5Ο9έ für	5J			bevor	Al	wie 61
4 Std.	6.5für	230		Al	züges.
45 Min.	Nr.5.6	Block		züges.
	Block			0.002
				nachdem	N
				Al	0.003
				züges.
	bis zu	120	0.005	0.0035	IWt	Ähnlich
68 60 bis	61			bevor	Al	wie 61
66*"	FTo	115	0.038	Al	züges.
züge8.	bevor	vor d.	Block	züges.
für	Nr.4.1	Block		0.0025
4- Std.	vor d.			nachdem	N
25 Min.	Biook			Al	0.002
				züges.

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009832/0394

Sie Versuche wurden unternommen, um die Wirkung der gesteinten Mengen von Wasserstoff und Wasserdampf In dem unschädlichen Gas oder in der gesteuerten UmgebungsataoSphäre der Schmelze zu zeigen. Sie Versuche demonstrieren, daß ein erheblicher Wasserstoffgehalt in der Gasatmosphäre, verbunden mit einer Abtrennung des Wasserdampfes auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert, der in Abhängigkeit von dem Anteil des Wasserstoffgebalts der Gasatmosphäre gesteuert wurde, eine Atmosphäre ergibt, die sich im Gleichgewicht mit sehr niedrigen Sauerstoffgehalten des Stahles befand· Sie Versuche zeigen weiter, daß irgendwelche schädlichen Effekte des Wasserstoffs, beispielsweise ein Brüchigwerden oder eine Blasenbildung, vermieden werden konnten, indem man das Verfahren unter einer

Atmosphäre zu Ende führt, die nicht mehr als etwa 4 Volumenoder prozent Wasserstoff, etwa 3,2 Volumenprozent/weniger,enthält in der überschüssiger Wasserstoff aus dem Stahl entfernt werden konnte« Wie aus der Tabelle hervorgeht, bestand bei dem Versuch 59 und bei den restlichen aufgezeichneten Versuchen das allgemeine Verfahren darin, daß zunächst ein beträchtlicher Prozentgehalt an Wasserstoff (4-0 Volumenprozent und mehr) zu Beginn des Versuchs und für einen Zeitanteil, in dem der Stahl auf der gewünschten Flüssigkeitstemperatur gehalten wurde, benutzt wurde. Sann wurde der Wasserstoffpegel in dem System auf einen Wert herabgesetzt, der im Bereich von 3 bis 8,5 Volumenprozent lag, mit dem Ergebnis, daß zumindest im unteren Bereich dieser Spanne überschüssiger Wasserstoff aus

009832/039A

dem Metall entfernt wurde, so daß sich ein gutes Gußstück erhalten ließ· Im oberen Bereich dieser Spanne und darüber erschienen in den G-ießlingen mehrere Bläschen.

Die Versuche 61, 62, 63, 65 und 68 zeigen, daß gelöster Sauerstoff aus Metall, welches ursprünglich etwa 0,08 Gewichtsprozent Sauerstoff enthält, bis herab zu etwa 0,002 Gewichts-PHEent verringert werden kann unter Verwendung von 50 bis 60 Volumenprozent Wasserstoff und Abtrennung des Wassers auf eine Menge von etwa 200 Seilen pro Million in der Gasatmosphäre·

Da die gesteuerte umgebende Gasatmosphäre gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Talbelle IV gezeigt, in der Lage ist, den Sauerstoff auf einen Pegel von 0,005 Gewichtsprozent durch die Verwendung eines gasigen Deoxydationsmittels herabzudrücken, ergibt sich ein neuer Aspekt für die Verwendung von Aluminium als Deoxydationsmittel, insbesondere bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann Aluminium in kleineren gleichmäßigen Mengen verwandt werden, hauptsächlich, um Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften, die sich aus der Korngrößensteuerung und der Denitrifikation ergeben, zu erzielen. Der Sauerstoffgehalt in Stählen niedrigen Kohlenstoffgehalts läßt sich in der Größenordnung von 85 bis 90 i» durch Gas gemäß der vorliegenden Erfindung entfernen. Die Menge an Aluminium, die dann erforderlich ist, die Deoxydation zu vervollständigen, beträgt nicht mehr als etwa. 1 Pfund pro Tonne Stahl und in manchen Fällen sogar nur 1/2 Pfund pro Tonne. Die Versuche

- 30 009832/0394

63, 65 und 68 «eigen die Vorteile des Zweistufenverf ahrens, wobei man zuerst eine Gasdeoxydation und dann eine Aluminiumzugabe für die letzte Deoxydation -verwendet, um den gelösten Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Metalls auf sehr niedrige Werte herabzusetzen.

Es ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung-r verglichen mit den konventionellen Deoxydationstechniken,viele Vorteile hat· Die in der vorliegenden Anmeldung enthaltenen Daten zeigen deutlich, daß die Verwendung einer Wasserstoff enthaltenden Gasatmosphäre zur Entfernung gelösten Sauerstoffe aus geschmolzenem Metall sich nur durchführen läßt, falls gewisse bestimmende Kriterien eingehalten werden« Diese in Präge kommenden Kriterien beziehen sich auf die lufrechterhaltung eines ziemlich spezifischen Verhältnisses von Wasserdampfkonzentration in der Grasatmosphäre zu Prozentgebalt Wasserstoff und die Herabsetzung des Wasserstoffgasgehalts in dem umgewälzten Gas in der Endstufe, um im geschmolzenen Stahl gelösten Wasserstoff zu entfernen.

00 9 832/0394 - 31 -

Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von in geschmolzenem Metall gelöstem Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Masse geschmolzenen Metalls über den Schmelzpunkt des Metalls hinaus erhitzt und Über die Oberfläche des Metalls derart einen Wasserstoff enthaltenden Gasstrom leitet, daß eine Gaaatmosphäre entsteht, in der der Wasserstoff mit dem Sauerstoff in dem Metall reagiert und Wasserdamp#bildet, wobei der Wasserdampf aus dem Gas derart abgetrennt wird, daß sich eine Wasserdampfkonzentration in der Gaeatmospbäre ergibt, die in ihrem Verhältnis zu dem prozentualen Anteil des Wasserstoffes höchstens 0,14 beträgt..

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nachdem der Sauerstoffgehalt in den geschmolzenen Metall auf einen bestimmten Wert Terringert worden ist, der Wasserstoffgehalt in der umgewälzten Gasatmosphäre verringert wird, so daß Wasserstoff gas aus ctem geschmolzenen Metall entweicht, bis der Wasserstoffgehalt des Metalls einen gewünschten Wert erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre über dem geschmolzen Metall im wesentlichen reiner Wasserstoff ist.

WR/Si -32-

00 9832/0394

4. Verfahren.nacb Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall ein Eisenmetall ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenmetall Stahl ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Stahls auf einen bestimmten Wert verringert ist, wobei der Wasserstoffgehalt des umgewälzten Gases auf höchstens etwa 4 Volumenprozent Wasserstoff verringert wird und die Wasserdampfkonzentration in dem umgewälzten Gas derart verringert ist, daß sie höchstens 1000 Volumenteile pro Million beträgt, damit aus dem geschmolzenen Stahl solange Wasserstoff entweicht, bis der Wasserstoffgebalt des Stahles höchstens ungefähr 0,0005 Gewichtsprozent beträgt.

.7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Behandlung des geschmolzenen Metalls mit dem Gas eine weitere Behandlung mit einem metallischen Deoxydationsmittel erfolgt, wodurch der Sauerstoffgehalt ües geschmolzenen Metalls weiter verringert wird.

8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische DeOxydationsmittel Aluminium ist.

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9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weiter deoxydierte, geschmolzene Metall unterhalb seiner Oberfläche durch eine Leitung in dem Behälter, in dem es sich befindet, gegossen wird, wobei diese Leitung frei von Sauerstoff ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, ohne dem Sauerstoff ausgesetzt zu sein, gegossen wird.

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Lee