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Verfahren zur Senkung der Dissoziationstemperatur von Siliziumkarbid bei Legierungszuschlägen für Kupolofengattierungen und für andere Schmelzöfen sowie Zuschlagstoff zur Durchführung
Es ist bekannt, freies Siliziumkarbid uneingebunden und in üblicher brikettierter Form den Kupol- ofengattierungen zuzusetzen. Zusätze dieser Art dienen dazu, einerseits den Si-Gehalt des Eisens zu er- höhen und anderseits eine entsprechende Aufkohlung zu erzielen. Insbesondere die Aufkohlung gestattet es, in solchen Fällen den Gattierungen mehr Stahl zuzusetzen und dadurch eine Verbilligung herbeizu- führen.
Siliziumkarbid hat im Gegensatz zu allen andern Karbiden bei normalem Druck bekanntlich keinen Schmelzpunkt, sondern es dissoziiert bei Temperaturen oberhalb 22000C in seine Komponenten Silizium und Kohlenstoff. Dieser Dissoziationspunkt liegt jedoch im Kupolofen unter dem Einfluss der Ofenatmosphäre und der Schlacke wesentlich tiefer, aber immer noch so hoch, dass eine vollständige Dissoziation nur in seltenen Fällen und nur unter besonderen Bedingungen eintritt. Damit ist der Nachteil der bisher auf dem Markt befindlichen Siliziumkarbid-Pakete, so auch der bekannten Ferrocarbo-Briketts, beim Kupolofenschmelzprozess gekennzeichnet. Ihnen haftet betrieblich gesehen der Mangel an, dass die Silizium-Ausbeute aus dem Siliziumkarbid im allgemeinen nur gering bzw. unterschiedlich gross ist und von vielen Faktoren beeinflusst wird.
Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass diese Silizium-Ausbeute nicht nur vom Ofengang und von den beispielsweise im Kupolofen herrschenden Temperaturen, sondern auch von der Körnung des eingebundenen Siliziumkarbids abhängig ist. Alle diese Abhängigkeiten können aber dann mit. Sicherheit beseitigt werden, wenn es gelingt, die Dissoziationstemperatur so weit zu erniedrigen, dass sie mit Sicherheit unter der Temperatur der Ofenatmosphäre bzw. der Schmelzzone des Kupolofens liegt. Eingehende Versuche auf diesem Gebiet haben nun gezeigt, dass unter bestimmten Voraussetzungen und in Verbindung mit geeigneten Zuschlägen die Dissoziationstemperatur des Siliziumkarbids gesenkt werden kann.
Hiezu wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Formling (Brikett) neben Siliziumkarbid gleichzeitig auch freies Eisen und freies Silizium, oder auch Ferrosilizium enthält. Dabei wirkt dieses freie Eisen und Silizium gleichsam als Katalysator für den Zerfall des Siliziumkarbids. Dieser Vorgang ähnelt dem bei der Reduktion der Kieselsäure im Hochofen bei gleichzeitiger Anwesenheit von Eisen. Auch hier wird bekanntlich der Zerfallspunkt der Kieselsäure durch Anwesenheit von Eisen (Katalysator) beträchtlich erniedrigt.
Mit den beiden Zusatzstoffen freies Eisen und Silizium wird, wie bereits erwähnt, einerseits eine Senkung der Dissoziationstemperatur erreicht, und anderseits wird damit gleichzeitig der Träger zur Aufnahme der freiwerdenden Dissoziationsprodukte Silizium und Kohlenstoff beigegeben, so dass die genannten Dissoziationskomponenten sofort an benachbarten Teilen in Lösung gehen und weiter mit ihnen in die Hauptgattierungen übergeführt werden können. Aus diesem Grund ist es zweckmässig, die Teile gleichzeitig der Gattierung zuzugeben. Nur auf diesem Wege wird eine lobbige Si-Ausbeute bei den Siliziumkarbid-Paketen erreicht.
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Optimale Werte ergeben sich je nach Ofentemperatur bei Zugaben von FeSi 45, FeSi 75, FeSi 90 und CaSi zu dem Siliziumkarbid. Für Heisswind-Kupolofen ergibt eine Zugabe von FeSi 75 die besten Ergebisse.
Es müssen die Komponenten SiC + Si + Fe (FeSi) im Ofen in enger Berührung bleiben, daher werden die genannten Stoffe zu an sich bekannten Briketts oder Paketen gebunden, die dann der Ofengattierung beigegeben werden.
Weiters ist es zweckmässig, dass die Komponenten SiC + Si + Fe bzw. FeSi in einer bestimmten, feinen Körnung vor der Brikettierung miteinander gemischt werden, so dass praktisch die KomponentenOberflächen aktiviert nebeneinander liegen zur endgültigen Brikettierung.
Zum Brikettieren werden die Üblichen zementartigen oder teerartigen Binder verwendet, oder die reine Druckpressung ohne Binder angewendet.
Das vorher erwähnte Verfahren und die erwähnten brikettierten Zuschlagstoffe können sowohl bei Kupolofen als auch gleichermassen bei andern metallurgischen Öfen vorteilhaft verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Senkung der Dissoziationstemperatur von Siliziumkarbid bei Legierungszuschlägen für Gattierungen in Kupolöfen oder dergleichen Schmelzeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gattierung neben Siliziumkarbid auch freies Eisen und Silizium, beispielsweise als Ferrosilizium, zugegeben wird.