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Eisenlegierung für dynamo-elektrische Zwecke.
Das für elektrotechnische Zwecke, namentlich in Form von Blechen benutzte Eisen soli bekanntlich gewisse, sehr schwer zu vereinigende Eigenschaften haben, um die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der elektrischen Maschinen möglichst zu erhöhen. Es soll die Magnetisierbarkeit möglichst gross sein und die Effektverluste beim periodischen Magnetisieren tunlichst niedrig ; deshalb muss die Hysteresis und elektrische Leitfähigkeit des Eisens gering sein, damit die Verluste durch Ummagnetisieren und durch Wirbelströme niedrig gehalten werden.
Die bisher für die bekannten Gebrauchszwecke zur Verfügung stehenden Eisenlegierungen gestatten nur eine verhältnismässig geringe Anzahl von Polwechseln, die zwischen 50 und 100 pro Sekunde liegt. Würde man mit dem jetzt für Dynamobleche zur Ver- fügung stehenden Material Pol wechsel von 100 überschreiten, so träten in den Eisenkernen durch die Erhitzung zu grosse Energieverluste ein. Auch würde man bei der Kühlung der Eisenkern auf zu grosse Schwierigkeiten stossen. Man ist deshalb schon lange bestrebt, für den dynamo-elektrischen Maschinenbau ein Eisenmateria) herzustellen, welches einen möglichst schnellen Polwechse] zulässt, ohne dass die obenerwähnten Nachteile dabei auftreten.
Der leitende Gesichtspunkt für diese Bestrebungen besteht darin, dass das Eisen einen möglichst schnellen Aus-und Eintritt des Magnetismus ohne Erhitzung zulässt.
Eingehende Versuche haben ergeben, dass die Brauchbarkeit der verschiedenen Eisensorten für den vorliegenden Gebrauchszweck durch einen Gehalt an Phosphor, Silizium und Mangan sehr stark beeinträchtigt wird, während geringe Verunreinigungen durch Schwefel und Kohlenstoff nicht so schädlich wirken. Nachteilig ist ferner die Gegenwart anderer Metalle, wie beispielsweise Molybdän, Titan, Kohalt, Nickel und Chrom. Trotzdem enthalten die gegenwärtig benutzten Dynamohleche geringe Mengen von Mangan und Silizium und Phosphor, weil die Schädlichkeit dieser Beimengungen bislang nicht genügend erkannt gewesen ist.
Zur Herstellung befriedigender Uynamobteche müssen aber, wie erwähnt, diese Verunreinigungen möglichst vollkommen entfernt werden, und dies ist der Zweck der vorliegenden Erfindung.
Es wurde aber noch weiter gefunden, dass Dynamobleche, die aus Eisen erzeugt werden, welches von den als schädlich erkannten Verunreinigungen vollkommen befreit ist, noch erheblich besser brauchbar gemacht werden können, wenn man dem Eisen einen bestimmten Kupfergehalt einverleibt. Es hat sich durch praktische Versuche ergeben, dass pin Kupfergehalt von 10/\) eine recht gute Wirkung ergibt.
Der Kupfergehalt kann für gewisse Zwecke bis 3/)/0 gesteigert werden,
Zur Erzeugung des neuen Materials geht man von gewöhnlichem Roheisen aus, und unterwirft dieses phosphorhaltige Material zunächst dem Thomas-Prozess, wobei der Phosphor fast vollständig entfernt wird. Das so gewonnene phosphorfreie Eisen wird dann in einer Bessemer-Bime nach dem Bessemer-Prozess verarbeitet. Hiebei werden Silizium und Kohlenstoff ausgeschieden. Die Reinigung kann soweit getrieben werden, dass das Eisen absolut frei von Silizium ist.
Selbstverständlich hat ein Zusatz von Spiegeleisen, welcher bei dem sonst üblichen nessemer- erfahren zur Einstellung des Kohienstoffgehaltes noch üblich ist, vollständig zu unterbleiben, um ein manganfreies Eisen zu erhalten.
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Dom so-erzeugten, möglichst reinen Eisen wird das erforderliche Kupfer zugesetzt.
Es sinkt dabei infolge seines grossen spezifischen Gewichtes in dem geschmolzenen Eisen unter und löst sich darin auf. Nach dem Einsetzen des Kupfers darf das Blasen höchstens nur noch fünf Minuten fortgesetzt werden, um unnütze Oxydation von Kupfer zu vermeiden. Ein Teil des Kupfers soll bestimmungsgemäss mit dem noch im Bade befindlichen Sauerstoff reagieren, wobei das auf diese Weise entstandene Kupferoxyd infolge seines geringen spezifischen Gewichtes an die Oberfläche tritt und vor dem Giessen leicht entfernt worden kann.
Nach dem Giessen werden die Platinen zur Herstellung der Bleche in bekannter Weise gewalzt und zu Dynamoblech weiterverarbeitet.
Es ist nicht notwendig, dass das erforderliche reine Eisen in der oben angegebenen Weise dargestellt wird, sondern man kann genau in gleicher Weise zuerst bessemern und dann den Thomas-Prol. ess durchführen oder auch Elektro-oder Siemens-Öfen, die zur Durchführung von sauren und basischen Prozessen geeignet sind, benutzen. Ausschlaggebend ist immer nur die Erzielung eines von Phosphor, Silizium und Mangan technisch reinen Eisens.
Je reiner das Eisen ist, desto besser ist der zu erreichende Erfolg.
Wenn auch im allgemeinen der Kupfergehalt durch die Zugabe entsprechender Mengen von metallischem Kupfer erzielt wird, so könnte in manchen Fällen auch die Anwendung kupferhaltigen Erze in Betracht kommen.
An Stelle des Kupfers kann auch Wismuth oder Aluminium angewandt werden, und zwar ebenfalls in Mengen bis zu 30/0' PATENT-ANSPRCCHE :
1. Eisenlegierung für dynamo-elektrische Zwecke, bestehend aus einer technisch phosphor-, silizium-und manganfreien Eisen-Kupferlegierung mit bis 30/u Kupfergehalt.