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Verfahren zur Herstellung von Stahl.
Bei allen Verfahren zur Herstellung von Stahl im Martinofen, bei denen hauptsächlich Alteisen (Schrott) als Ausgangsmaterial Verwendung findet, ist insbesondere das dem Frischen vorangehende Einschmelzen des kalten Einsatzes hinsichtlich der Dauer und der Kosten des Verfahrens von grosser Bedeutung. Es ist meist üblich, das Einschmelzen und Frischen im gleichen Martinofen durchzuführen, der hinsichtlich der Kosten, seiner Einrichtung und Wirkungsweise wohl den Anforderungen des Frischen, nicht aber jenen des Einschmelzens entspricht. Dieser Nachteil wird auch bei andern bekannten Verfahren nicht beseitigt, bei denen das Einschmelzen und Frischen getrennt, d. h. in verschiedenen Öfen durchgeführt wird, da auch in diesen Fällen zum Einschmelzen des kalten Einsatzes die hiezu wenig geeigneten Herdöfen verwendet werden.
Gemäss der Erfindung wird das Einschmelzen und Frischen ebenfalls getrennt durchgeführt, jedoch für das Einschmelzen nicht ein Herdofen, sondern ein mit zerstäubtem Brennstoff, z. B. Kohle oder Schweröl, beheizter Drehofen verwendet, der sich für diesen Zweck als besonders geeignet erwiesen hat.
Während im Herdofen die zum Einschmelzen erforderlichen erhöhten Temperaturen nur durch Verbrennung bei starkem Luftüberschuss und daher mit einer stark oxydierenden Flamme entwickelt werden können, so dass mit dem Schmelzen des Einsatzes eine teilweise Oxydation seiner Hauptbestandteile, d. i. des Eisens, des Kohlenstoffes, des Siliziums und des Mangans, einhergeht, können im Drehofen die erforderlichen Schmelztemperaturen bei wenig oxydierender, neutraler oder reduzierender Umgebung entwickelt werden, so dass die Oxydation während des Schmelzens bis zur vollständigen Unterdrückung vermindert werden kann.
Hiedurch setzt man den Verlust in der Arbeitsausbeute sowie den Prozentsatz des in dem Einsatz notwendigen Roh-oder Gusseisens herab, erzielt Ersparnisse an den desoxydierenden Zuschlägen und vermindert daher ganz allgemein die zur Neutralisierung des schädlichen Einflusses der Oxydation auf die Beschaffenheit des erzeugten Stahles notwendigen Aufwendungen und Kosten.
Schliesslich erzielt man noch einen weiteren Vorteil. Bekanntlich ist es bei den gewöhnlichen Stahlherstellungsverfahren im Martinofen, die von Alteisen als Hauptausgangsstoff ausgehen, notwendig, dem Einsatz einen gewissen Prozentsatz Roh-oder Gusseisen zuzugeben, damit das Metallbad nach dem Schmelzen einen vorausbestimmten Gehalt von Kohlenstoff besitzt. Im allgemeinen ist aber Roh-oder Gusseisen teurer als Alteisen, weshalb es aus Sparsamkeitsgründen wünschenswert ist, die Verwendung von Gusseisen zu verringern oder zu vermeiden. Bekanntlich setzt man bei Mangel an Rohoder Gusseisen oder wenn diese sehr teuer sind den Einsatz des Martinofens ausschliesslich aus Alteisen zusammen und ersetzt darin das Roh-oder Gusseisen durch einen Zuschlag von Kohle oder Koks.
Es ist bekannt, dass dieses Verfahren schwere technische und wirtschaftliche Übelstände aufweist, die vom Gebrauch im normalen Betrieb abraten lassen, so dass es deshalb nur in Ausnahmsfällen angewendet wird.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung kann man im Schmelzofen eine Aufkohlung des Schmelzbades bis zu einem vorausbestimmten Gehalt und gleichzeitig eine beträchtliche Verminderung des Prozentsatzes an Roh-oder Gusseisen bis zur vollständigen Unterdrückung erzielen, indem der notwendige Kohlenstoff in den Drehofen in der Form von Kohle oder Koks oder ganz allgemein in der Form irgendeines kohlenstoffhaltigen Stoffes eingeführt werden kann, ohne dass Übelstände zu befürchten sind. Der Zuschlag von kohlenstoffhaltigem Stoff kann entweder auf einmal oder in mehreren Zugaben zu verschiedenen Zeitpunkten des Arbeitsganges erfolgen.
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Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines Schmelzofen mit reduzierender kohlenstoffreicher Flamme, weil die Kohlung gleichzeitig mit dem Schmelzen vor sich geht, wobei der Kohlenstoff der Flamme durch das Schmelzbad entzogen wird ; auf diese Weise kann man Kohlenstoffgehalte erlangen, die für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens mehr als hinreichend sind, ohne dass kohlenstoffhaltige Zuschläge notwendig wären. Diese Vorteile werden dadurch ermöglicht, dass der Drehofen eine innige Berührung zwischen dem Bad und der Flamme über eine hinreichend grosse Oberfläche gestattet.
Man muss aber beachten, dass das Roh-oder Gusseisen neben dem Kohlenstoff andere, für das Verfahren notwendige oder auch nur nützliche Elemente mit sich führt, die, wenn man den Roh-oder Gusseisenzusatz verringert oder in Wegfall bringt, erforderlichenfalls durch Zuschläge von geeigneten Eisenlegierungen ersetzt werden müssen.
In den Schmelzofen wird normalerweise der gesamte in Stahl zu verwandelnde Einsatz in einer oder mehreren Ladungen aufgegeben und das Metall nach vollendeter Schmelzung sodann in den Martinofen gegossen, in dem die übrigen Arbeitsgänge in üblicher Weise durchgeführt werden. Die allfälligen Zuschläge kann man in den Schmelzofen oder auch erst in den Martinofen einbringen. Gegebenenfalls kann man auch nur einen Teil des Einsatzes in den Schmelzofen, den Rest hingegen kalt in den Martinofen einbringen, in dem das Schmelzen zu Ende geführt und das Frischen des gesamten geschmolzenen Einsatzes durchgeführt wird.