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Verfahren zur Herstellung eines Mittels zur Kohlung, Desoxydation und Entgasung von flüssigem Roheisen oder Stahl
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stahl, wobei in einer der Erzeugungsstufen des Stahles, wie z. B. im Martinofen, in der Giesspfanne oder der Giessform, Mittel zur Kohlung, Desoxydation und Entgasung aus Ätzkalk mit einem Gehalt von ganz oder überwiegend aus Kohlenstoff bestehenden Substanzen zugesetzt werden.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Herstellung derartiger Mittel in der Weise, dass der Ätzkalk einem verminderten Druck ausgesetzt und hierauf mit einer geeigneten Flüssigkeit oder Schmelze von hohem Kohlenstoffgehalt, wie Pech und Bitumen, imprägniert wird, wobei die Imprägnierung gegebenenfalls unter Druck erfolgt.
Durch Anwendung des erfindungsgemässen Mittels wird ein Stahl erhalten, der ausgezeichnete physikalische und mechanische Eigenschaften besitzt, die bisher noch nicht erreicht wurden.
Beispiel : 1000 kg stückiger Kalkstein werden gebrannt ; so rasch als möglich nach dem Brennen wird das Produkt in einem Autoklaven eine Stunde hindurch einer Evakuation von etwa 6 cm Quecksilbersäule unterworfen, um ihm alle eingeschlossenen Gase zu entziehen. Sodann spritzt man in den Autoklaven, welchen man evakuiert, 2000 kg auf eine Temperatur von etwa 2500 C erhitztes Bitumen ein. Während zweier Stunden
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einer nahe derselben liegenden Temperatur. Man lässt den Überschuss an Bitumen ausfliessen. Im Autoklaven erhält man ein Produkt, welches in der Kalkmasse den Kohlenstoff in einem Zustand verteilt enthält, der dem einer kolloidalen Suspension gleicht.
Das genannte Produkt wird bei der Stahlerzeugung für die Einführung des nicht gebundenen, dem graphitischen Kohlenstoff entsprechenden oder des im Roheisen gebundenen Kohlenstoffes und der desoxydierenden-entkohlenden Substanzen beispielsweise in folgender Weise verwendet :
Eine Füllung, bestehend aus 50 t Alteisen und 2750 kg in oben beschriebener Weise behandelten Kalk, wird in einen Martinofen eingebracht. Die Erzeugung des Stahles vollzieht sich normal wie bei einem gewöhnlichen Martinabstich. Man erhält einen Stahl von sehr grosser Reinheit und mit ausserordentlich günstigen mechanischen Merkmalen.
So wurde beispielsweise der folgende Stahl durch die vorliegende Erfindung gewonnen :
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<tb>
<tb> C..................... <SEP> 0-03%
<tb> Si <SEP> Spur
<tb> S..................... <SEP> 0-010
<tb> P <SEP> 0-05
<tb> Mn.................... <SEP> 0-14
<tb> Ni <SEP> 0 <SEP> 005
<tb> Cor <SEP> 0 <SEP> 035
<tb> Mu <SEP> 0-01
<tb> Cru <SEP> 0 <SEP> 01
<tb> Sn <SEP> 0-01
<tb> N..................... <SEP> 0-004
<tb>
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EMI1.4
<tb>
<tb> Elastizitätsgrenze....... <SEP> 2-5 <SEP> 5 <SEP> tJcm2
<tb> Bruchlast............... <SEP> 3-7 <SEP> tlcm2
<tb> Dehnung <SEP> 46%
<tb> Einschnürung.......... <SEP> 84%
<tb>
Die Behandlung kann natürlich auch in einem anderen metallurgischen Ofen, z. B. einem Elektroofen durchgeführt, werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann der Zusatz von Roheisen gänzlich unterbleiben. Der Kohlenstoff wird in den Stahl so eingeführt wie es normal durch die Zusätze von Roheisen geschieht. Das vorliegende Verfahren gestattet es, den Kohlenstoff in reiner Form und gleichzeitig mit der Einbringung der zur Bildung der Schlacke erforderlichen basischen Substanzen und der desoxydierenden-entgasenden Substanzen in das Schmelzbad einzuführen.
Der in oben beschriebener Weise erhaltene, imprägnierte Kalk kann vor oder nach einer vorangehenden Destillation industriell verwertet werden, welche Destillation die flüchtigen Substanzen wegnimmt, die so wiedergewonnen werden können, wobei das innige Gemisch von Kalk und Kohlenstoff praktisch rein zurückbleibt und zur Stahlerzeugung verwertet wird.
Das gemäss der vorliegenden Erfindung verwendete Produkt ergibt vor oder nach einer vollständigen Destillation der Kohlenwasserstoffe ein dem stückigen Kalkstein, der zu seiner Herstellung
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verwendet wurde, ähnliches Produkt. Es bewahrt jederzeit die charakteristischen Züge des Steines.
Das gleiche Produkt kann vorteilhaft die be- kannten desoxydierenden-entgasenden Sub- stanzen, wie Ferromangan, Ferrosilizium usw. ersetzen.
Es wird beispielsweise eine gewisse Menge des genannten Produktes entweder in einen Thomas-
Konverter oder in die Giesspfanne, wie es mit
Ferromangan oder Ferrosilizium geschieht, geworfen.
Es ist gleicherweise möglich, eine gewisse Menge des genannten Produktes in die Kokille einzuführen, wobei die unter dem Einfluss der Hitze destillierten Gase eine desoxydierendeentgasende Wirkung auf das flüssige Metall aus- üben. Die Kokille kann auch mit einem aus dem genannten Produkt bestehenden Deckel bedeckt werden ; die isolierende Hitzewirkung und die durch die Verbrennung der destillierten Gase entwickelte Wärme erhalten den Kopf der Kokille warm und dies ist nötig, um Fehler im Gussblock zu vermeiden.
Ein einfaches Gemisch von Kohlenwasserstoffen und pulverisiertem Kalk ergibt unter Einwirkung der Hitze eine flüssige Masse, die sehr rasch verbrennt und unfähig ist, in die tieferen Teile der Masse zu wirken. Das Produkt gemäss der vorliegenden Erfindung ergibt nach einer vollständigen Destillation der Kohlenwasserstoffe ein Produkt, das dem stückigen Kalk, der zu seiner Herstellung verwendet wurde, ähnlich ist und bezüglich des Metalles so wirkt wie ein Ferromangan-oder Ferrosilizium-Block.
Andererseits wurde nachgewiesen, dass der wie oben beschrieben imprägnierte Kalk selbst nach einer längeren Lagerung gegen die Einwirkung der atmosphärischen Feuchtigkeit geschützt ist, wodurch Explosionen während seiner Verwendung im Inneren des Stahlerzeugungsapparates oder im Inneren der Giesspfanne oder der Kokille während seiner Verwendung vermieden werden.
Das Produkt kann in stückiger Form oder in Form von gegossenen Erzeugnissen vor oder nach seiner Imprägnierung verwendet werden.
Die Erfindung kann nicht nur auf reinen Kalk,
Magnesiakalk, Siliziumkalk usw., sondern auch auf
Gemische von Kalk und anderen Substanzen, wie Ferrolegierungen, z. B. Ferromagnesium,
Ferrosilizium usw., verwendet werden.
Die Durchsetzung des Kalkes mit der kohlenden oder desoxydierenden-entgasenden Substanz kann in der Weise durchgeführt werden, dass die
Evakuation vor der Imprägnierung vorgenommen wird, ohne dass man auf die Evakuation eine Ein- spritzung unter Druck der kohlenden und bzw. oder desoxydierenden-entgasenden Substanz folgen lässt. Das gemäss der Erfindung verwendete Produkt kann auch durch ein längeres
Brennen von Kalk bei offenem Feuer in der kohlenden und bzw. oder desoxydierenden-entgasenden Substanz hergestellt werden.
Es ist bekannt, ein Gemisch von Kalk und
Kohlenwasserstoffen mit hohem Molekulargewicht für die Desoxydierung-Entgasung des
Stahles zu verwenden. Bei diesem bekannten Verfahren entsteht jedoch nur ein einfaches Gemisch, gebildet durch den Zusatz von gebranntem Kalkstaub zum Kohlenwasserstoff. Das Gemisch wird eventuell in Brikette umgewandelt, ohne Imprägnierung im Vakuum oder unter Druck oder im Vakuum und unter Druck oder durch längeres Brennen bei offenem Feuer. Nachgewiesenermassen ist die beschriebene vorherige Spezialbehandlung des Zusatzproduktes aus den oben angeführten Gründen besonders vorteilhaft.