AT40674B - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Stahl. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Stahl. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stahl mit vorher bestimmter Zusammensetzuug, bei welchem die drei Arbeitsstufen : Oxydation, Reduktion und Zusatz von Legierungen räumlich und zeitlich getrennt werden. Es ist bereits bekannt, die beiden ersten Stufen voneinander zu trennen. Die Trennung sämtlicher Stufen hat aber den sehr wichtigen Vorzug, dass man die Zusammensetzung des Stahls, dem die Legierungen zugesetzt werden, genau kennt, weil die Reduktion (Stufe   2)   unter Bedingungen ausgeführt wird, die jede Schlackenreaktion ausschliessen. Man kann durch eine Probe während der Stufe 2 bestimmen, wann die Charge aus im wesentlichen reinem Eisen besteht und dann die Legierungen zusetzen. 



  Wenn die Stufen 2 und 3 vereinigt werden, so kann die gleiche Sicherheit nicht erzielt werden. da der Sauerstoffgehalt der Schlacke veränderlich ist. Der   Kohlensto : ffgehalt   des Stahles   hängt   dann wesentlich von der Erfahrung der Bedienungsmannschaft ab und kann in weiten Grenzen veränderlich sein. 



   Nach der Erfindung gelangen in jedem Abschnitt des Verfahrens besondere Ofen zur Verwendung, in welchen zunächst von fremden Beimengungen nahezu freies Eisen erzeugt wird und hierauf, unmittelbar vor dem   Giessen gewisse   Materialien zugesetzt werden. Wegen der beim Giessen unvermeidlichen Oxydation, deren Ausmass die Erfahrung lehrt, werden immer hoch   exothcrmisch   reagierende saure und   basische Zuschläge zugesetzt,   meistens Silizium und Mangan. Das Verfahren kann zweckmässig als   sogenannter "kontinuierlicher Prozess" durchgeführt \\erden   und ist diese Art der Durchführung vorzuziehen, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern das Verfahren auch   bei absatzweisem" Arbeiten durchgeführt werden   kann. 



   Zur Ausführung des Verfahrens gelangen drei oder auch vier Ofensätze zur Anwendung, deren erster ein oxydierender Feinofen ist und keiner besonderen Einrichtung bedarf. Es kann hiezu ein saurer oder basischer Bessemer-Konverter oder auch ein offener Herd verwendet \\ erden. 



  In einem derartigen Ofen erfolgt die Entfernung der fremden Beimengungen in üblicher Weise durch Oxydation, bis ein nahezu reines Eisen enthaltendes Bad erhalten wird, welches der hohen Temperatur entsprechend in genügend hohem Masse dünnflüssig und notwendigerweise einigermassen mit Eisenoxyden gesättigt ist.

   Diese Chargen werden in Pfannen gegossen und es soH nun angenommen   werden, dass   der Prozess in einem   offenen perd   mit basischer   Ausfütterun   mit Phosphor-Roheisen als   Ausgangsmaterial durchgeführt wurde.   Die in üblicher Weise mit einer Kippvorrichtung versehene Pfanne besitzt etwas unterhalb des oberen Randes einen Ausguss J (Fig. 1 und   2)   und ist in ihrem unteren Teile in üblicher Weise mit   kieselhaltigem   Material oder feuerbeständigen Tonziegeln B ausgekleidet. Der obere Teil ist mit Chromeisenerz oder Magnesitziegeln C (Fig.   l)   oder anderem von der Charge nicht angreifbarem Material und Thon ausgekleidet oder besteht aus einem mit   Wasser   gekühlten Stahlring Cl.

   Da die in die Pfanne fliessende und diese erfüllende Charge in den meisten Fällen überfliesst, ist ein besonderes Gefäss vorgesehen,   welches   die letzten überfliessenden Teile der Charge und die Schlacke aufnimmt. 



  Sollte jedoch etwas Schlacke zurückbleiben, so wird die Pfanne leicht geneigt bis die gesamte 
 EMI1.1 
 und als Abfall wieder in den Ofen gebracht werden kann. 



   Die von der Schlacke befreite Charge wird nun behufs weiterer Behandlung aus der Pfanne 
 EMI1.2 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
    VerhältnSfZmn, Rauminhalt   der Charge   möglibhst   klein sei. 



   Zur Erfüllung dieser Bedingung ist der Ofenquerschnitt zweckmässig der eines Rohres, bestehend   au ? einem   äusseren Metallgehäuse, welches mit einem entsprechenden feuerbeständigen Material ausgekleidet ist. In gewissen Abständen sind an diesen Rohren Zweigrohre von ent- 
 EMI2.2 
 



   Da der Prozess in diesem Ofen zwecks grösserer Verlässlichkeit versuchsmässig durchgeführt werden kann, so wird zweckmässig das Eisenoxyd durch Behandlung mit Kohle oder einer Kohlenstossverbindung des Eisens beseitigt, wobei sich Kohlenoxyd oder Kohlensäure in Gasform entwickelt und durch die vorerwähnten Zweigrohre entweicht. 



   Dementsprechend wird in den Ofen eine geringe Menge Kohle oder hochgekohltes Roheisen, das letztere zweckmässig nach vorhergehendem Schmelzen in irgend einem geeigneten Ofen, eingebracht. Beim Eingiessen der etwas oxydiertes Eisen enthaltenden Charge findet ein Aufwallen statt und sobald dasselbe aufhört, ist entweder sämtliches Eisenoxyd reduziert oder der gesamte Kohlenstoff des Zusatzes oxydiert. Eine einfache Probe zeigt, ob letzteres der Fall ist oder nicht. Wenn der gesamte Kohlenstoff des reduzierenden Zusatzes oxydiert ist, werden versuchsweise weitere geringere Mengen Kohle oder   hochgekohites   Roheisen oder ein anderes reduzierendes Mittel zugesetzt, bis die chemische Wirkung aufhört und wenigstens eine unbedeutende Spur von Kohlenstoff oder anderem reduzierenden Mittel im Stahl verbleibt.

   Der Ofeninhalt besteht nun bloss aus Eisen mit einem ausserordentlich geringen Perzentsatz Kohle   oderanderem reduzierenden   Mittel, dessen Menge genau und leicht in wenigen Minutendurch Analyse gefunden werden kann. Es werden nun weitere Chargen von weichem Rohstahl aus dem OxydationsFeinofen eingebracht und in gleicher Weise behandelt, bis der Reduktions-Feinofen vollkommen bis zur Einmündung der   vorerwiihnten Zweigröhre gefüllt ist.   In einem dritten zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Ofen oder mehreren derartigen Ofen werden Ferrosilicium, Ferromangan und andere   Zuschläge geschmolzen,   um von Zeit zu Zeit dem Eisen zugesetzt werden zu können, wobei die Entnahme durch Abgiessen eines Teiles des Ofeninhaltes in kleine Pfannen erfolgt und die Zuschlagmenge in der Pfanne genau gewogen wird.

   Die Analyse dieser Zuschläge kann leicht und genau behufs Erzielung gleichartiger Zusammensetzung vorgenommen werden. 



   Es gelangt weiters noch eine vierte Ofenart zur Anwendung, und zwar Ofen, in welchen ein Flussmittel, gewöhnlich ein zweibasisches Silikat, geschmolzen wird, wie Kalzium-und Aluminiumsilikat, welches, wenn möglich noch   leichtflüssiger   gemacht wird durch den Zusatz von Fluoriden. Es wird weiters ein grosser Ofen von der dritten der erwähnten Arten vorgesehen, in welchem sich ein Vorrat von geschmolzenem   hochgekohltem   Roheisen befindet. 



   Man ist mit dieser Einrichtung in der Lage, Stahl von irgend welcher gewünschten Qualität herzustellen. 



   Eine entsprechend grosse Pfanne von üblicher Form wird vor den zweiten oder ReduktionsFeinofen gestellt und in dieser Pfanne das gefeinte Eisen gegossen. Sobald der Boden der Pfanne mit geschmolzenem Metall bedeckt ist, wird eine entsprechende Menge gefeinten Ferrosiliciums und zweckmässig auch Ferromangans dem Ofen der dritten Art entnommen, welcher diese Zu-   schläge   im erforderlichen Masse liefert, um die Oxydation des aus dem zweiten oder Reduktions- ofens kommenden   Metalls während des Giessens   in die Pfanne und aus der Pfanne in die Giessform zu vermeiden. 



   Die Pfanne hängt an einem Krahn oder an einer Wägevorrichtung, welche die genaue
Gewichtsbestimmung des Pfanneninhaltes gestattet oder es mögen irgend welche andere Vorrichtungen zur Gewichtsbestimmung vorgesehen sein. Nebst den erforderlichen Mengen von   Ferro, silicium   und Ferromangan werden noch rasch Ofen der dritten Art die anderen erforderlichen   Zuschläge   entnommen und in die Pfanne gebracht und sobald das erforderliche Gewicht erreicht ist, wird das Eingiessen unterbrochen. Hierauf oder vorher wird, falls erforderlich, noch etwas   Flussmittel aus   dem Ofen der vierten Art eingebracht. Es genügen wenige Minuten, um das voll- kommene Vermengen der Metalle zu erzielen, es kann jedoch auch auf die Pfanne ein Deckel 
 EMI2.3 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 werden.

   Der Inhalt der Pfanne wird dann in   üblicher   Weise gegossen und man erhält in ökonomische Weise einen Stahl von bestimmter und bekannter Zusammensetzung. Es ist nun noch   die   Einrichtung des zum Feinen ohne Schlackenbildung dienenden Ofens sowie des Ofens der zweiten Art, mit welchem der Ofen der dritten Art übereinstimmen kann, zu beschreiben. 



   Die Form des Ofens ist das wichtigste Merkmal desselben und ist aus Fig. 3 im Querschnitt und aus Fig. 4 in einem Teil des Längsschnitts ersichtlich. Wie bereits erwähnt, besteht der Ofen aus einem rohrförmigen Metallgehäuse D, welches eine   Ausfütterung.   E aus geeignetem feuerbeständigem Material besitzt und mit Zweigrohren oder Stutzen F versehen ist, die   durch PfropfenG   aus feuerbeständigem Material oder durch Teile des elektrischen oder eines anderen Heizapparates verschlossen sind. Die Querschnittsform und Grösse sowie die Länge des Ofens müssen den zu verfolgenden Zwecken entsprechend gewählt sein.

   Wenn der Ofenquerschnitt gross ist und die Länge verhältnismässig gering, so können die Rohrstutzen derartige Grösse besitzen, dass sie als Mannlöcher dienen können und es bietet daher keine besondere Schwierigkeiten, die Ausfütterung eines   derartigen !. Kessels   auf irgend welche bekannte Weise einzustampfen oder einzumauern. 



  Die Heizung muss jedoch in diesem Falle eine elektrische sein und nahe dem Boden des Ofens einwirken. Wenn hingegen das Metall selbst einen Teil des elektrischen Stromkreises bilden soll, so muss die Querschnittsfläche kleiner sein und die Ofenlänge vergrössert werden.   Worin   nun die Erhitzung durch teilweise   Lichtbogenbildung infolge mangelhaften Ohernächenkontaktes mit   Kohle oder anderen geeigneten Elektroden erfolgen soll. so besitzen diese Elektroden solche Grösse, dass sie ungefähr in die Rohrstutzen passen und es wechseln positive mit negativen Elektroden ab. Die Abmessungen des Ofens müssen solche sein, dass die Wärmeleitung von irgend welchen 
 EMI3.1 
   nach so hoch zu erhitzen,   dass die Verluste durch Wärmestrahlung ersetzt werden und ein örtliches Festwerden des Metalles verhindert wird. 



   Wenn andererseits das Metall als   Sekundärwicklung   eines spannungsvermindernden Transformators   oder für Ströme von   sehr geringer Spannung, welche in anderer Weise vorher trans- 
 EMI3.2 
   müssen   mittels feuerfester Pfropfen verschlossen werden.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass das oxydierende Feinen, das reduzierende Feiinen und das Legieren des Eisens unter eventuellem Zusatz eines Flussmittels in drei zeitlich und räumlich voneinander geschiedenen Arbeitsvorgängen durchgefihrt \ ird. o. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, EMI3.3 besitzt.

   3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Anzahl von Reduktions-Feinöfen, welche aus einem Gehäuse von der Form eines horizontalen, mit feuerbeständigem Material ausgekleideten Rohres bestehen, das Zweigrohre oder rohrstutzen besitzt, deren Mündung verschlossen ist, welche Öfen zum Teil für die ReduktionderChargeundzumTeilblosszumSchmelzenderZuschlägeoderFlussmittelver- wendet. verden.