AT124687B - Verfahren zur Herstellung von reinem Eisen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von reinem Eisen. 



   Bei den   Flusseisenherstellungsverfahren,   die auf dem Prinzip des Frischens des Einsatzes beruhen,   Windfriseh-und Herdofenverfahren,   sauer wie basisch, verwendet man nach der   Frisehperiode   zur 
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 festen Desoxydationsmittel auf den Sauerstoff des Bades entstehen, ist bis heute nicht   möglich.   



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren, mit dem es gelingt, Eisen frei von   Eisenschädlingen,   wie Phosphor, Arsen, Schwefel usw., herzustellen. Gleichzeitig ist das nach diesem Verfahren hergestellte Metall frei von Schlackeneinschlüssen, die sich bei der Desoxydation nach andern Verfahren zwangläufig bilden, und, ähnlich wie Elektrolyteisen und Elektrostahl, absolut   rotbruchsicher,   d. h. frei von sonstigen Sauerstoffverbindungen. 



   Bei allen bisherigen Herstellungsverfahren hat man den Frisehvorgang nicht bis zur restlosen Verbrennung der   Eisenschädlinge   getrieben, denn mit der Dauer des Frischen nimmt der Sauerstoffgehalt des Bades zu, was wiederum einen erhöhten Verbrauch an teuren Ferrolegierungen zur Folge hat. Gleichzeitig steigt mit der Menge der angewendeten Desoxydationsmittel aber auch die Menge des im Bade verbleibenden Rückstandes aus den bei der Desoxydation entstehenden Verbindungen. Mit andern Worten, die Zahl der Schlackeneinschlüsse im Eisen steigt. Bei der Stahlherstellung hütet man sich daher sorgfältig vor dem zu langen Frischen, dem sogenannten Überfrisehen.

   Zum Teil ist sogar in wissenschaftlichen Kreisen die Ansieht vertreten, dass ein Überblasen zur restlosen Beseitigung der   Eisenschädlinge     zwecklos sei und dass beim Thomasverfahren der Phosphorgehalt nur bis auf 0, 05% heruntergebracht werden könne.   



   Es wurde nun gefunden, dass der Frischvorgang gefahrlos so weit getrieben werden kann, dass im
Eisenbad sämtlicher Kohlenstoff und Phosphor sowie   sämtliches   Mangan und Silizium vollständig ver- brennen, so dass das Bad nur noch Eisen und Eisenoxydul enthält, und dass das schädliche Eisenoxydul mittels eines gasförmigen Desoxydationsmittels restlos entfernt werden kann. Das vollständige Entfernen   der Eisenschädlinge (Phosphor, Schwefel, Arsen usw. ) und sonstigen Begleitelemente des Eisens durch   starkes   Überfrisehen   des Bades ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. 



   Nach der Lehre vom chemischen Gleichgewicht kann man folgern, dass mit festen Desoxydations- mitteln, die wieder feste Desoxydationsprodukte bilden, eine Reinigung des Bades (Desoxydation) nur bis zu einer gewissen Konzentration der in Frage kommenden Komponenten im Metallbad getrieben werden kann. Im Metallbad bleibt ein Teil des Sauerstoffes gelöst. Neben diesem, bisher durch kein chemisches oder mechanisches Mittel entfernbaren Sauerstoff bleiben noch die vorher erwähnten Reste der sich beim Desoxydieren bildenden festen sauerstoffhaltigen Verbindungen im Eisen zurüek. 



   Als weitere Folge aus der Lehre vom chemischen Gleichgewicht muss es möglich sein, mit gasförmigen Desoxydationsmitteln, deren Reaktionsprodukte mit dem Sauerstoff des Bades wieder gasförmig sind, eine restlose Desoxydation zu erreichen, weil die Konzentration der Reaktionsprodukte im Metall- bad ständig annähernd Null ist. 



   Auf dieser technisch wichtigen Folgerung, die bisher nirgends gezogen worden ist, baut sich die vorliegende Erfindung weiter auf. Das durch   Überfrisehen   von den Begleitelementen des Eisens befreite Bad, das, wie bereits erwähnt, nur noch Eisen und Eisenoxydul enthält, wird mit einem stark reduzierend wirkenden, nicht kohlenden Gas, das bei seiner Oxydation keine Volumenvermehrung erfährt, behandelt. 



  Ein Zurückbleiben von sauerstoffhaltigen Einschlüssen im Bade ist dabei nicht möglich. Die restlose Desoxydation mit reduzierend wirkenden Gasen lässt sich aber durch blosses Bespülen der blanken Badoberfläche nicht erreichen. Beim vorliegenden Verfahren findet deshalb ein Hindurchpressen des reduzierend wirkenden Gases statt, in der gleichen Weise wie das Hindurehpressen des Windes beim Windfrischverfahren. 



   Es ist leicht einzusehen, dass in einem Metallbad, das einen hohen Sauerstoffgehalt hat, nicht jedes reduzierend wirkende Gas angewendet werden kann. Ein an sich kräftig reduzierend wirkendes Gas, beispielsweise Benzoldampf, würde mit den Sauerstoffverbindungen des Bades nach folgender Gleichung reagieren :   CgHg   +15   FeO   =   6 cl,   + 3 H20 + 15 Fe. 



   Aus einem Raumteil Benzoldampf würden also im Konverter neun Raumteile Kohlensäure und Wasserdampf entstehen. Durch diese starke Volumenvermehrung würde das flüssige Bad explosionsartig aus dem Konverter geschleudert werden. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist deshalb auch die Anwendung eines reduzierend wirkenden Gases, das bei seiner Verbrennung keine 

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