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Verfahren zur Erzeugung von Stahl im Kleinbessemereibetriebe.
Alle Methoden der Herstellung von Stahl auf pneumatischem Wege bestehen darin, durch Oxydation mittelst komprimierter Luft gewisse Elemente, wie Kohlenstoff, Silizium, Mangan usw., welche in dem Roheisen enthalten sind, zu entfernen.
Diese Oxydation ruft zwei voneinander wohl unterschiedene Wirkungen hervor : erstens die Ausscheidung der im Roheisen enthaltenen Elemente, wodurch dieses in mehr oder weniger schmiedbares Metall verwandelt wird, je nach dem (Trade, bis zu welchem die Ausscheidung erfolgte, und zweitens die bedeutende Erhöhung der Anfangstemperatur des Metallbades, die von der oxydierenden Einwirkung der Luft auf die ausgeschiedenen Elemente herrührt.
Unter den durch die Oxydation ausgeschiedenen Elementen hat das Silizium für den saueren und der Phosphor für den basischen Prozess den grössten Einfluss auf die Temperatur-
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nennenswert. Schliesslich hat man die ( ; ehiäseluft durch reinen Sauerstoff ersetzt, wodurch wohl hohe Temperaturen des Endbades erreicht wurden, jedoch war die Oxydation des Eisens eine zu hohe und traten folglich Verluste auf, welche eine nutzbringende gewerbliche AnwendungdiesesVerfahrensausschlossen.
Man hat auch den im Roheisen gewöhnlich vorkommenden Prozentsatz an Silizium
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lange Zeit in Anspruch nahm. Die Abnützung der feuerbeständigen Verkleidung der Retorte war bedeutend und zehrte die Temperaturzunahme auf, welche durch das überschüssige Silizium erreicht wurde, ohne utzen für die Temperatur des Metallbades am Ende des Frischens.
Endlich hat man sich wieder der praktischen Lösung dadurch genähert, dass man
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der Kohlenstofflamme, was dann eintritt, wenn das Metalbad keinen oder fast keinen Kohlenstoff mehr enthält, oder einige Sekunden vor-oder nachher, setzte man mit dem Verfahren aus und setzte dem Metallbade eine gewisse Menge Ferrosilizium oder siliziumreiches Roheisen u, welches vorher rotglühend gemacht oder geschmolzen worden war.
Man schritt hierauf zu einer weiteren Operation, dem sogenannten Nachblasen, d. h. man
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letzten KohlenstcNresten und den Eisonoxyddämpfen herrührte. Das Metallbad erhöhte während des Nachblasons durch din Verbrennung des zugesetzten überschüssigen Siliziums rasch seine Temperatur ; man erhielt hiedurch ein sehr heisses Metallbad, jedoch war es unmöglich infolge des Nichtvorhandenseins einer Flamme während des Nachblasens, die Operation mit Sicherheit in jenem bestimmten Augenblicke zu unterbrechen, in welchem das überschüssige Silizium ausgeschieden war.
Wurde die Operation zu früh unterbrochen, so verblieb ein Teil des zugesetzten Siliziums im Stahie, welcher dann zu viel Silizium enthielt ; unterbrach man aber die Operation zu spät, so erhielt man ein zu stark oxydiertes Metallbad und es war unmöglich die am Schlusse zwecks Erlangung einer bestimmten Stahlsorte zuzusetzende Ferromanganmenge zu bestimmen.
Man hätte vielleicht diesem Übelstande durch Entnahme von Proben vor Zusatz des Ferromangans bis zu einem gewissen Grade abhelfen können ; wo es sich aber um die Erzeugung kleiner Mengen von Stahl handelt, ist die Entnahme von Proben bei jeder Unterbrechung behufs Feststellung des Überschusses von Silizium oder der zu starken Oxydation vor dem Ausgiessen des Metalles sehr schwierig und die Verschiedenheiten der bei verschiedenen Chargen erhaltenen Stahlsorten sind so bedeutend, dass sie mit den gewerblichen Anforderungen unvereinbar sind.
Das einzige Mittel, das Ende des Prozesses zu erkennen, besteht in der Beobachtung der Kohlenstoffflamme mit Hilfe des Spektroskopes oder mit freiem Auge ; wenn die Flamme sinkt, ist das Frischen zu Ende. Da bei dem eben beschriebenen Frischprozesse während des Nachblasens im Bade kein Kohlenstoff vorhanden ist, kann auch keine Flamme ent- stehen, deren Sinken den für das Zusetzen des Ferromangans geeigneten Angenblick anzeigt. Man ist daher nicht in der Lage zu erkennen, wann der Prozess zu Ende ist, d. h. man ist ausserstande eine vorher bestimmte Stahlsorte zu erzeugen.
Die vorstehenden Ausführungen erscheinen für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nötig. Diese hetrifft die Erzeugung von Stahl durch den Kleinbessemereibetrieb, wobei die Endtemperatur eine sehr hohe ist und die Flamme bis aus Ende des Prozesses sichtbar bleibt. Es ist hiedurch möglich, in sehr kleinen Chargen, unter vorzüglichen industriellen Bedingungen, Stahlsorten von vorher bestimmtem Kohlenstoffgehalte bei sehr hoher Temperatur zu erzeugen, welche Stahlsorten den Anforderungen der Industrie genau entsprechen.
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in sauer ausgekleideten Birnen.
Zur Durchführung des genannten Prozesses können alle Arten kleiner Konverter angewendet werden. Es ist vorteilhaft einen Konverter zu benützen, wie ihn die beiliegende Zeichnung zeigt. In derselben stellt : Fig. 1 einen Querschnitt des genannten Konverters dar. Fig. 2, 3 und 4 zeigen die Gebläserohre in verschiedener Anordnung. a (Fig. 1) ist das Eisengerippe und b die feuerbeständige, siliziumbä) tige Verkleidung.
Der Konverter wird von Drehzapfen c getragen. Ein Windkasten d ist mit einem der Zapfen verbunden, welcher hohl und mit dem Gebläse in Verbindung steht. Eine genauere Beschreibung der Vorrichtung ist übrigens nicht nötig, da sie sich von den gewöhnlichen Konvertern nicht unterscheidet. Es ist jedoch zu bemerken, dass der Boden der Vorrichtung oder des Tiegels derart angeordnet sein muss, dass das Metallbad grosse Tiefe erhält. Die Düsen/'für den Durchzug des Windes liegen über dem Niveau des Bades und sind so angeordnet, dass sie das Bad nicht in Drehbewegung versetzen können.
Die Düsen f können fächerförmig, wie Fig. 2 zeigt, konvergierend, wie Fig. :- ! zeigt, oder parallel, wie Fig. 4 zeigt, angeordnet sein.
Bei Durchführung des Verfahrens verwendet man soweit als möglich Roheisen, welches wenig Silizium enthält : bei Mangel an solchem Roheisen mischt man im Kupolofen das vorhandene Roheisen mit Abfalleisen in genügender Menge, um den Gehalt an Silizium in dem in den Konverter zu bringenden Metall zu verringern.
Das Roheisen oder die Mischung aus Roheisen und Abfalleisen, welche vorher in einem gewöhnlichen Kupolofen geschmolzen wurde, wird in den Konverter gegossen, der wie gewöhnlich vor der ersten Operation erwärmt wurde. Man stellt dann den Konverter so. dass die Düsen in das Niveau des Bades zu liegen kommen und beginnt mit dem Blasen.
Wegen des geringen Siliziumgehaltes des Metalles ist die erste oder falmmenlose Periode sehr kurz.
Von dem Beginne der zweiten Periode, d. b. von dem Erscheinen der Flamme an, führt man in den Konverter, ohne Unterbrechung der Tätigkeit des Gebläses, eine sehr
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Zustande in Flossenform ein. Diese Menge, welche gewöhnlich 50/0 der Charge nicht über- sdueiten 8011, ist entsprechend dem Anfangsgehalte des Roheisen an Silizium veränderlich.
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nötig wäre.
Bei Verwendung eines sitixiumarmen Aletallbades dauert die erste flammenlose Periode sehr kurze Zeit, und es ist folglich die Oxydation des Eisens während dieser Periode und die Abnützung der feuerbeständigen Verkleidung des Konverters eine geringe. Wird das Ferromangan oder das siliziumreiche Roheisen genau in dem Augenblicke zugesetzt, als die ohlenstofflamme erscheint, weder vor-noch nachher, so wird das ganze zugesetzte Silizium für die Temperaturserhöhung des Bades ausgenutzt.
Die Erfahrung zeigt, dass bei Verwendung eines siliziumreichen Metallhades die erste, flammenlos Periode sehr lang wäre, und dass der grösste Teil der durch die Oxydation des SiliziumserzengtenWärmedurch-AbnützungdesfeuerbeständigenFuttersohneGewinn für die Endtemperatur des Metallbades aufgezehrt worden wäre. Im Gegenteile oxydiert sich bei Ausführung des den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verfahrens das zugesetzte Silizium nur zur selben Zeit, wie der Kohlenstoff, u. zw. allmählich in dem Masse, als die zugesetzten Dessen ihr Silizium an das Bad abgeben. Diese Flossen werden zudem vor dem Sinken der Flamme geschmolzen, und wenn diese verschwindet, ist das ganze zugesetzte Silizium ausgeschieden.
Das nur allmählich dem Bade zugesetzte Silizium behindert die Entwicklung der Kohlenstoffflamme in keiner Weise. Die Flamme kann als
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Man hat somit einen sicheren Anhaltspunkt für die Bestimmung der Beendigung des Prozesses und eine hohe Endtemperatur des Bades. Der Stahl enthält keine Spuren mehr von dem am Ende des Prozesses zugesetzten Silizium und ist nicht zu stark oxydiert. Man kann dann die zuletzt zuzusetzenden Substanzen quantitativ genau bestimmen, wodurch man Stahl von ganz bestimmten Eigenschaften und bestimmten Kohlenstoffgehalt erhält.
Die Versuche, weiche man mit einer grossen Zahl von Chargen zwischen 400 und
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liegenden Erfindung bildenden Verfahrens immer denselben Kohlenstoffgehalt und dieselbe Eigenschaft erhä) t ohne für die Praxis nennenswerte Abweichungen. Der so erzeugte Stall ist flüssig genug, um in kleinen Giesskellen befördert und in sehr kleine Formen ohne Verlust durch Ausschuss gegossen zu werden.
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verlauf des Prozesses zur Folge hat.
Dass weiters der Zusatz von Silizium vor oder nach dem Zusammensinken der Flamme zur Folge hat, dass diese nicht den genauen, günstigen Endpunkt für das Feinmachen an- zeigt, so dass die von der Praxis geforderten Endergebnisse nicht mehr mit Sicherheit/11 ex laugen sind.
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erreicht wird.
PATE-ANSPRU ('H :
Verfahren zur Erzeugung von Stahl im leinbessemereibetriebe unter Anwendung eines beliebigen Konverters, wobei während des Betriebes behufs Überhitzung des Eisenhades Silizium in gebräuchlicher Form zugesetzt wird. dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Ferrosilizium oder siliziumreichem Roheisen unmittelbar oder kurz nach dem
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Feinmachens zu erkennen und Stahlsorten von vorher bestimmtem Kohlenstoffgehalte bzw.
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