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Verfahren zum Verblasen von chromhaltigem Roheisen im Konverter.
Durch eingehende Versuche wurde gefunden, dass aus chromhaltigen Erzen gewonnene chromreiches Roheisen als Ausgangsmetall zur Erzeugung von Stahl geeignet ist, wenn dasselbe
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Chrom in das Metall stattfindet.
Es ist bekannt, zur Erzeugung von Stahl chromhaltiges Roheisen im Konverter zu verblasen. doch erfolgt bei diesem bekannten Verfahren das Verblasen bis zur Ausscheidung des Kohlenstoffes mit so hoher Temperatur, dass die Oxydationsprodukte des Chroms reduziert werden und metallisches Chrom in das Metall wieder eintritt, worauf das Blasen verlängert wird. um dieses Chrom freizubekommen. Demgegenüber besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, dass während des blasens die Temperatur durch bekannte Mittel fortgesetzt so niedrig gehalten wird dass die Oxydationsprodukte des Chroms nicht reduziert werden und kein metallisches Chrom wieder eintreten kann. Entsprechend ist auch mit dem Blasen dann aufzuhuren, wenn die übliche Ausscheidung des Kohlenstoffen erfolgt ist.
Zur ausführung des Verfahrens wird Roheisen, vorteilhaft solches von geringem Silizium gehalt, das aus ehromhaltigen Erzen gewonnen wurde, in geschmolzenem Zustande in einen Bessemer- oder anderen Konverter beschickt. Das Roheisen, welches bei den Versuchen für das vorliegende Verfahren angewendet wurde, schwankte in seiner Zusammensetzung der in Betracht kommenden Bestandteile in bezug auf Chrom zwischen 2% bis 4% in bezug auf Silizium zwischen
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Gesamtkohfenstoffgehalt ungefähr 4, 511 betrug.
Die Oxydation des Siliziums entwickelt bekanntlich im Anfangsstadium des Blasens Wärnw und es wurde gefunden, dass gleicherweise auch die Oxydation des Chroms sehr viel wärme cent wickelt, die über die Hälfte derjenigen beträgt, die durch die Oxydatiion des Siliziums entsteht. wobei diese Wärme ungefähr zu gleicher Zeit wie die aus der Oxydation des Siliziums entwickelt wird. Diese aus der Oxydatir. n des Chroms entwickelte Wärme ist demnach als ein wesentlicher
Teil der Wärme anzusehen, die notwendig ist, um das Metall in dem richtigen flüssig n Zustand zu erhalten.
Das Blasen muss mit Sorgfalt so vorgenommen werden und die Temperatur so überwacht werden, dass letztere nicht plötzlich steigt. Die Temperatur soll während des Blasens verhältnis- mässig niedrig gehalten werden, das heisst so, dass sie praktisch nicht einen Grad erreicht, bei welchem die. Oxydationsprodukte des Chroms reduziert werden und metallisches Chrom m das
Metall wieder eintreten kann.
Das wird dadurch erzielt, dass im Anfang des Blasens, bevor das geschmolzene chromhaltige
Roheisen in den Konverter beschickt wird (was im übrigen auch nach dem Beginn des Blasens geschehen kann), in den Konverter kalter Stahlabfall oder Roheisen eingegeben wird, dessen
Gewicht im Verhältnis zu dem Chrom- und siliziumgehalt des chromhaltigen Roheisens bestimmt wird, so dass ein Teil des Überschusses an Wärme, der aus der Oxydation dieser Elemente resultiert, wenn sie im Anfang des Blasens oxydiert werden, zum Schmelzen dieses kalten Metalles
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aufgebraucht wird.
Während des Blasens wird noch weiter kaltes Metall zugegeben oder Wasserdampf in den Wind eingeführt oder irgendein anderes geeignetes Kühlverfahren angewendet, um während des Blasens eine solche verhältnismässig niedrige Temperatur aufrecht zu erhalten, wobei das Blasen aufhört, wenn die übliche Ausscheidung des Kohlenstoffes erfolgt ist.
Das Ergebnis der Innehaltung der richtigen niedrigen Temperatur ist, dass die Oxydationsprodukte des Chroms in der Schlacke zürückgehalten werden.
Als ein Anzeichen dafür, dass die richtige Temperatur innegehalten wird, dient die Angabe, dass die Temperatur während des Blasens so niedrig als möglich gehalten wird ohne dass die Gefahr des Verkrustens der Giesspfanne oder Verstopfen ihrer Ausgussdüse entsteht, da ja das Giessen aus der Pfanne bei Bessemer. Anlagen üblich ist.
Die Analyse des Metalles am Ende des Blasens zeigt, dass der grössere Teil des Chroms ausgeschieden ist und für einige Zwecke kann dieses Metall, vorteilhaft nachdem es von der Schlacke befreit ist, durch Zufügung der üblichen Rückkohlungsmittel für die Herstellung von Handelsstahl mit geringem Chromgehalt fertiggestellt werden.
Zur Ausführung des Verfahrens kann ein Konverter mit der üblichen sauren oder basischen Auskleidung, wobei in letzterem Falle loses basisches Material, wie Kalk, anzuwenden ist, mit (in bezug auf die Ausscheidung des Chroms) gleichem Erfolg benutzt werden.
In einzelnen Fällen, wo beispielsweise chromhaltiges Roheisen von dem oben erwähnten Gehalt an Phosphor von 0, 15% und an Silizium vorzugsweise unter 1, 25% als Ausgangsprodukt angewendet wird, ist die Anwendung eines Konverters mit basischer Auskleidung angebracht,
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basischen Bessemerprozess übliche Nachblasen, indem nämlich die aus der Oxydation des Chromes resultierende überschüssige Wärme dies ermöglicht.
Bei der Ausführung des'Verfahrens in solch einem Konverter wird ein grosser Teil des Chroms ausgeschieden und, wie erwähnt, eine Reduktion des Phosphors bis zu einem solchen Grade erreicht, wie er mit verschiedenen Anwendungen von Stahl vereinbar ist, so dass das gewonnene Metall, nachdem es vorteilhaft von der Schlacke befreit wurde, dem Rückkohlen ausgesetzt und dann für die weitere Behandlung abgelassen werden kann.
Wenn das chromhaltige Roheisen wie oben erwähnt, einen Siliziumgehalt von 0, 5% und mehr hat, ist die Anwendung eines sauer ausgekleideten Konverters vorzuziehen, da die Kosten für das Blasen geringer sind als wenn ein basisch ausgekleideter Konverter angewendet wird und da die Temperatur besser überwacht werden kann.
Für viele Zwecke ist es wünschenswert oder notwendig, das Metall, nachdem es nach dem vorliegenden Verfahren im basischen oder sauren Konverter behandelt wurde, weiter zu behanleln, um den Phosphorgehalt und den Rest von Chromgehalt auszuscheiden. Dies geschieht, wenn das Metall in einem sauren Konverter behandelt wurde, dadurch, dass das geblasene Metall in einen basisch ausgekleideten offenen Herdofen beschickt wird, in den eine verhältnismässig kleine Menge des üblichen, basische Schlacke bildenden Materials eingebracht wurde, das vor der Beschickung des Ofens mit dem Metall aus dem Konverter erhitzt wurde. Es wird weiter in diesem Herdofen eine verhältnismässig geringe Menge von Roheisen entweder kalt oder in geschmolzenem Zustand eingebracht.
Dieses dient dazu, um den Kohlenstoff und andere oxydierbare Elemente zu liefern, die ni ; tig sind, um das sogenannte Kochen hervorzubringen. Das Verfahren geht dann zur Ausscheidung des Phosphors und des gering prozentigen Chromrestes rasch von statten, wobei die Dauer je nach der Grösse des Herdes zwischen 1 und 3 Stunden schwankt. Die bei diesem Vorgang sich bildenden Schlacken bringen irgendwelche Schwierigkeiten nicht mit sich.
Soll das Erzeugnis ein Stahl von einem Kohlenstoffgehalt von über 0, 30, und mehr für Schienen, Federn und dergl. sein, so wird am Ende der Behandlung in dem basischen Herdofen eine Menge an geschmolzenem Roheisen zugesetzt, das frei von Chrom ist und einen geringen Gehalt an Phosphor, vorteilhaft nicht über 0,15% mit oder ohne andere rückkohlende Bestandteile enthaltendem Mangan ihat. Wenn da Erzeugnis ein Stahl sein soll, der unter 0, 3% Kohlenstoff enthalten soll, so unterbleibt der Zusatz von Roheisen und das Metall wird vielmehr mit Hilfe rückkohlender Stoffe fertiggestellt, nachdem es in die Pfanne abgelassen wurde.
Wenn das Metall in einem basisch ausgekleideten Konverter behandelt wurde, so kann es behufs Beseitigung des Restes an Chrom in einen sauer ausgekleideten offenen Herdofen übergeführt werden, um dort denselben Prozess, wie oben bei dem basisch ausgekleideten offenen Herdofen beschrieben, ausgesetzt zu werden, mit Ausnahme dessen, dass keine basische Schlacke bildendes Material angewendet wird.
. Als besonderes Beispiel wird das folgende Resultat gegeben, das mit 10900 kg chromhaltige Roheisen, das in geschmolzenem Zustande in einem sauren Konverter beschickt wurde, gewonnen wurde. Dies Metall enthielt : Silizium 1, 44%, Chrom 3,41%, Phosphor 0, 1G% und Kohlenstoff 4, 5%. Der Abfall, der in dem Konverter zugegeben wurde, um die Temperatur herabzusetzen, betrug 2270 kg. Es wurde während 22 Minuten geblasen, wobei 15 Minuten lang Dampf in den
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Metalles ergab Kohlenstoff 0,516, Chrom 0, 24, Mangan 0, 92, Phosphor 0, 024, Silizium 0,05 und Schwefel 0, 07.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verblasen von chromhaltigem Roheisen im Konverter, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Temperatur während des Blasens durch bekannte Mitte*, z. B. durch Zunahme von kaltem Roheisen oder Stahlabfällen, langsames Blasen, Einführung von Wasserdampf m den Wind, fortgesetzt so niedrig gehalten wird, dass eine erneute Reduktion des oxydierten Chroms nicht eintreten kann.
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Process for blowing chromium-containing pig iron in the converter.
Extensive experiments have found that chromium-rich pig iron obtained from ores containing chromium is suitable as a starting metal for the production of steel, if the same
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Chromium takes place in the metal.
It is known to blow chromium-containing pig iron in the converter to produce steel. however, in this known method, the blowing takes place until the carbon is precipitated at such a high temperature that the oxidation products of the chromium are reduced and metallic chromium re-enters the metal, whereupon the blowing is prolonged. to get that chrome free. In contrast, the essence of the present invention is that during the blowing the temperature is kept so low by known means that the oxidation products of the chromium are not reduced and no metallic chromium can re-enter. Correspondingly, the blowing should also be stopped when the usual excretion of carbon has taken place.
To carry out the process, pig iron, advantageously with a low silicon content and obtained from ores containing ores, is charged in the molten state into a Bessemer or other converter. The pig iron which was used in the tests for the present process varied in its composition of the constituents in question with regard to chromium between 2% and 4% with regard to silicon
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Total carbon content was approximately 4.511.
As is well known, the oxidation of silicon develops heat in the initial stage of blowing, and it has been found that likewise the oxidation of chromium also develops a great deal of heat, which is more than half that which is produced by the oxidation of silicon. this heat being developed at about the same time as that from the oxidation of silicon. This from the Oxydatir. The heat evolved in chromium is therefore essential
Consider some of the heat needed to keep the metal in the correct liquid state.
Blowing must be done with care and the temperature monitored so that the latter does not suddenly rise. The temperature should be kept relatively low during the blowing, that is, so that it practically does not reach a degree at which the. Oxidation products of chromium are reduced and metallic chromium m that
Metal can re-enter.
This is achieved by having in the beginning of the blowing before the molten chromium
Pig iron is charged into the converter (which can also happen after the start of blowing), cold steel waste or pig iron is entered into the converter, of which
Weight is determined in relation to the chromium and silicon content of the chromium-containing pig iron, so that some of the excess heat resulting from the oxidation of these elements, if they are oxidized in the beginning of the blowing, is used to melt this cold metal
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is used up.
During the blowing, cold metal is further added or water vapor is blown into the wind or any other suitable cooling method is used in order to maintain such a relatively low temperature during the blowing, the blowing ceasing when the usual precipitation of the carbon has taken place.
The result of maintaining the correct low temperature is that the oxidation products of the chromium are retained in the slag.
The indication that the temperature is kept as low as possible during blowing without the risk of encrusting the pouring pan or clogging its pouring nozzle, since pouring from the pan is used, serves as an indication that the correct temperature is maintained Bessemer. Attachments is common.
The analysis of the metal at the end of the blowing shows that the greater part of the chromium has precipitated and for some purposes this metal, advantageously after it has been freed from the slag, can be finished by adding the usual recarburants for the production of commercial steel with a low chromium content .
To carry out the process, a converter with the usual acidic or basic lining, whereby in the latter case loose basic material, such as lime, is to be used, with equal success (with regard to the precipitation of the chromium).
In individual cases where, for example, chromium-containing pig iron with the above-mentioned phosphorus content of 0.15% and silicon preferably below 1.25% is used as the starting product, a converter with a basic lining is appropriate,
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basic Bessemer process, in that the excess heat resulting from the oxidation of the chromium enables this.
When the process is carried out in such a converter, a large part of the chromium is precipitated and, as mentioned, a reduction in phosphorus is achieved to the extent that it is compatible with various applications of steel, so that the metal obtained after it has advantageously been freed from the slag, subjected to recarburization and then drained for further treatment.
When the chromium-containing pig iron has a silicon content of 0.5% and more as mentioned above, the use of an acid-lined converter is preferable because the cost of blowing is lower than when a basic-lined converter is used and because the temperature is better monitored can be.
For many purposes it is desirable or necessary to further treat the metal after it has been treated in the basic or acidic converter according to the present process in order to separate out the phosphorus content and the remainder of the chromium content. This happens when the metal has been treated in an acid converter, in that the blown metal is charged into a basic-lined open hearth furnace, into which a relatively small amount of the usual, basic, basic slag-forming material was introduced, which was introduced before the furnace was charged heated with the metal from the converter. A relatively small amount of pig iron either cold or in a molten state is also introduced into this hearth furnace.
This serves to supply the carbon and other oxidizable elements that ni; are necessary to bring about what is known as cooking. The process then proceeds quickly to remove the phosphorus and the small percentage of chromium residue, the duration varying between 1 and 3 hours depending on the size of the hearth. The slag formed during this process does not cause any difficulties.
If the product is to be a steel with a carbon content of over 0.30 and more for rails, springs and the like. At the end of the treatment in the basic hearth furnace, a small amount of molten pig iron, which is free from chromium, is added Phosphorus content, advantageously not more than 0.15% with or without manganese containing other carbonizing components. If the product is to be a steel that should contain less than 0.3% carbon, the addition of pig iron is omitted and the metal is rather finished with the help of carbonizing substances after it has been drained into the pan.
If the metal has been treated in a basic-lined converter, it can be transferred to an acid-lined open hearth furnace to remove the residual chromium, in order to be subjected to the same process as described above for the basic-lined open-hearth furnace, with the exception that no basic slag forming material is used.
. As a special example, the following result is given, which was obtained with 10900 kg of chromium-containing pig iron, which was charged in a molten state in an acidic converter. This metal contained: silicon 1.44%, chromium 3.41%, phosphorus 0.1G% and carbon 4.5%. The waste added in the converter to lower the temperature was 2270 kg. It was blown for 22 minutes with steam pouring into the for 15 minutes
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Metals gave carbon 0.516, chromium 0.24, manganese 0.92, phosphorus 0.024, silicon 0.05 and sulfur 0.07.
PATENT CLAIMS:
1. Method for blowing chromium-containing pig iron in the converter, characterized in that the temperature during blowing is determined by a known center *, e.g. B. by an increase in cold pig iron or steel scrap, slow blowing, introduction of water vapor in the wind, is kept so low that a renewed reduction of the oxidized chromium cannot occur.