CH118263A - Process for the production of low carbon mild iron or steel. - Google Patents

Process for the production of low carbon mild iron or steel.

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CH118263A
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negative pressure
steel
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Edwin Bosshardt
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Edwin Bosshardt
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Description

  

  Verfahren zur Erzeugung von     kohlenstoffarmem        Flusseisen    oder Stahl.    Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver  fahren zur Erzeugung von     kohlenstoffarmem          Flusseisen    oder Stahl aus Schrott.  



  Bisher war es schwierig, ein blasenfreies,       desoxydiertes        Flusseisen    oder Stahl, vor allem  wenn es sich um     kohlenstoffarmes        Flusseisen     oder Stahl handelte, direkt zum Beispiel in       Siemens-Martin-Öfen    zu erzeugen. Man hat  daher vorgeschlagen, die in dem Siemens  Martin-Ofen oder in einer     Bessemerbirne     hergestellten Chargen in besonderen Pfannen  oder Gefässen, also in einem weitem Arbeits  verfahren, der Einwirkung eines Unterdruckes  auszusetzen, welcher durch     Ejektoren,    Luft  pumpen     etc.    erzeugt wurde, um dadurch das       Flusseisen    oder den Stahl zu entgasen.

   Diese  Vorschläge sind aber selten zur Ausführung  gelangt, da sie eine komplizierte Einrichtung  benötigen und die Herstellung von     Flusseisen     oder Stahl beträchtlich verteuern.  



  Das Verfahren nach vorliegender Erfin  dung vermeidet diese Nachteile, indem vom  Einsetzen des Schrottes bis zur Fertigstel  lung der Charge im Herdraum des Ofens  Unterdruck erzeugt wird. Zur Ausführung    dieses Verfahrens eignet sich zum Beispiel  der     Siemens-Martin-Ofen    und     insbesondere    der       Bosshardt-Ofen.    Unter letzterem ist ein Herd  ofen vom Typus der     Siemens-Martin-Öfen    zu  verstehen, wie er in der schweizerischen  Patentschrift Nr.

   69366 beschrieben ist, des  sen Gasgeneratoren an den beiden Kopfseiten  angebaut     und    dem Herd unmittelbar benach  bart sind und welcher in jedem Kopf Schlitze  zwischen Herdraum und dein Generator, in  der     Weissglutzone    der letzteren Gasschlitze  und schräg nach abwärts verlaufende Luft  schlitze, und zwar in der erwähnten Reihen  folge übereinander angeordnet, aufweist. Bei  einem solchen Ofen können Temperaturen  von etwa 2000  C im Herdraum erhalten  werden.

   Der Unterdruck wird zweckmässig  in einfacher Weise durch die Saugwirkung  des mit dem Herd in Verbindung stehenden  Kamins erzeugt, indem die Generatoren nicht,  wie bei den bisherigen     Siemens-Martin-Öfen,     mit Druckluft betrieben werden, sondern die  zur Vergasung notwendige Luftmenge der  sich abwechselnd in Betrieb     @befindeuden     Gasgeneratoren durch die Saugwirkung des      Kamins den letzteren zugeführt wird, während  der sich nicht im Betrieb befindende Gas  generator und die Ofenköpfe selbst luftdicht  abgeschlossen sind.

   Um die     Gaserzeuger    mit  der dem wechselnden Gasbedarf des Ofens  entsprechenden Luftmenge zu versorgen, ist  bei diesem Ofen zweckmässig ein Schieber  unterhalb des Rostes der Generatoren vorge  sehen, durch dessen Einstellung die durch  den Kaminzug eingesaugte Luftmenge und  damit die Menge des erzeugten Gases ge  regelt werden kann.  



  Es kann beim Arbeiten mit Unterdruck  in der angegebenen Weise eine praktisch  vollkommene     Desoxydation    und Entgasung  des Schmelzgutes erreicht und ein Material  im Herdofen erzeugt werden; das die Eigen  schaften von     kohlenstoffarmen    schwedischen       Eisen    aufweist, wie es bisher nur im Tiegel  hergestellt werden konnte. Es wurden im       laufenden        Betriebe        Chargen        mit        nur        0,05        %     Kohlenstoff hergestellt, die praktisch     sauer-          stoffrei    waren.

   Ein zweiter Vorteil, der bei  der beschriebenen Arbeitsweise sich gezeigt  hat, ist der, dass eine nicht unwesentliche  Kohlenersparnis festgestellt werden konnte,       die        bis        zu        40        %        betragen        hat.     



  Ferner kann gemäss dem Verfahren der  Erfindung bei Verwendung von gewöhnlichem,  unsortiertem Schrott ohne teure Zuschläge  ein mittelhartes     Material    von 45 bis 55 kg       Festigkeit,        70        bis        80        %        Streckgrenze        und          über        20        %        Dehnung        erhalten        werden,

          während     die bisherigen billigen     Flusseisen-    und Stahl  sorten von gleicher Festigkeit nicht über  50 bis 55 0% Streckgrenze aufweisen.  



       Zweckmässigerweise    wird zur Erzeugung  eines     kohlenstoffarmen        Flusseisens    oder Stahles  mit hoher Streckgrenze gewöhnliches Schrott  in den vorstehend erwähnten     Bosshardt-Ofen     eingesetzt und bei der     Herdraumtemperatur     von etwa 2000          C über dem Schmelzbad       und    bei Unterdruck innerhalb des Herdraumes  geschmolzen und die Schmelze mit einem  Zuschlag an Mangan und- an Silizium ver  setzt     weitgehendst    entgast und durch einen  im Herdraum bei der hohen     Temperatur       sich einstellenden     Friscbprozess        

  weitgehendst          entkohlt,    so dass ein Eisen oder Stahl mit  0,05 bis 0,2/o Kohlenstoff, bis     0,811/o    Man  gan und bis     211/o    Silizium gewonnen wird,  das eine Streckgrenze von etwa 75 bis 94 %   der Bruchgrenze bei einer Drehung von etwa  22 bis     30"/o    aufweist und von     zähsehniger,          feinkörniger        Struktur    ist.  



  Dieses sehr weitgehend     desoxydierte    be  ziehungsweise entgaste Material zeichnet sich  durch einen niedrigen Gehalt an Kohlen  stoff, bei einem normalen     Mangangehalt    und  einem erhöhten     Siliziumgehalt    aus.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung kann  beispielsweise wie folgt ausgeführt werden:  In den Ofen wird unsortiertes Schrott  eingesetzt und die Generatoren werden  abwechselnd betrieben, wobei die zur  Vergasung nötige Luftmenge des     arbeitenden     Generators und die in den     Regeneratoren     vorgewärmte Verbrennungsluft durch die  Saugwirkung des Kamins in den Herdraum  gefördert wird, in welchem somit Unterdruck  herrscht. Nachdem das eingesetzte Material  geschmolzen ist, werden demselben Proben  entnommen, die auf ihren Gehalt an Mangan  und Kohlenstoff geprüft werden.

   Der ge  wünschte     Mangangehalt    der Probe sollte       etwa        0,8        %,        der        Kohlenstoffgehalt        0,09        %        bis          0,13%        sein.        Ist        der        an        den        Proben        fest-          gestellte    Kohlenstoffgehalt zu hoch, so wird  weitergefrischt, ist er zu niedrig,

   so wird       aufgekohlt    mit     Elektrodenkohlenabfälle.    Beim  Fertigmachen der Charge wird darin     Ferro-          siliziunr    zugesetzt, um den     Siliziumgehalt          des        Eisenbades        zu        erhöhen        bis        maximal    2     %.     Ein auf diese Weise erzeugtes Material  zeigte zum Beispiel bei der Analyse     0,13"/o          Kohlenstoff,        0,

  72        %        Mangan        und        1,26        %        Sili-          zium    und ergab auf Grund einer Prüfung  vom     Xaterialprüfungsamt    in     Berliir-Lichter-          felde    eine     Festigkeit    von 54,8 kg, eine Streck  grenze von 41 kg und eine Dehnung von       27,3        %.     



  Für gewisse Zwecke könnte das Silizium  ganz oder teilweise durch hochwertige Me  talle, wie Wolfram,     Nickel,        Kolybdän,    Vana-           dium        etc.    ersetzt werden, welche die Eigen  schaften des erzeugten Stahls oder     Flusseisens     günstig beeinflussen.  



  Aus wirtschaftlichen Gründen jedoch  werden diese Zuschläge für gewöhnlich 0,250/0  Nicht übersteigen dürfen. Aber auch bei  reinem     Silizium-Zusatz,    das heisst also beim  vollständigen Fehlen von teuren Zuschlägen,  wie- Wolfram und dergleichen, kann ein Eisen  oder Stahl von hoher Streckgrenze schon  im     ungewalzten    Zustand erhalten werden.  



       D        er   <B>'</B>     Ofe        i)        kann        basisch        ausgefüttert        sein,     so dass er sich zum Schmelzen von Roheisen,  das aus phosphorreichen Eisenerzen stammt,  eignet. Bei der im Herdraum des     Bosshardt-          Ofens    herrschenden Temperaturen von etwa  20000 C kann eine praktisch vollständige  Entschwefelung und     Entphosphorung    des  Schmelzgutes erfolgen.  



  Ausser im     Bosshardt-Herdofen    kann der       Schmelzprozess    auch im elektrischen Ofen  ausgeführt werden. Zu beachten wäre dabei  ein möglichst vollkommener     Sauerstoffab-          scbluss,    beziehungsweise eine Sauerstoffent  ziehung der möglichst ruhig zu haltenden  Schmelze.



  Process for the production of low carbon mild iron or steel. The present invention relates to a method for producing low-carbon mild iron or steel from scrap.



  Up to now it has been difficult to produce a bubble-free, deoxidized mild steel or steel, especially if it is a matter of low-carbon mild steel or steel, directly in Siemens-Martin furnaces, for example. It has therefore been proposed to expose the batches produced in the Siemens Martin furnace or in a Bessemer pear in special pans or vessels, so in a long work process, to the action of a negative pressure, which was generated by ejectors, air pumps, etc., in order to thereby to degas the mild steel or steel.

   However, these proposals have seldom been implemented because they require complicated equipment and make the manufacture of mild iron or steel considerably more expensive.



  The method according to the present invention avoids these disadvantages by creating a negative pressure in the hearth of the furnace from the onset of the scrap to the completion of the batch. The Siemens-Martin furnace and, in particular, the Bosshardt furnace are suitable for carrying out this process. The latter is to be understood as a stove of the Siemens-Martin type, as described in Swiss Patent No.

   69366 is described, whose gas generators are built on the two sides of the head and are immediately adjacent to the stove and which slots in each head between the stove and your generator, in the incandescent zone of the latter gas slots and downwardly sloping air, namely in the aforementioned Rows arranged one above the other has. With such a furnace temperatures of about 2000 C can be obtained in the oven.

   The negative pressure is expediently generated in a simple manner by the suction effect of the chimney connected to the stove, in that the generators are not operated with compressed air, as in the previous Siemens-Martin ovens, but the amount of air required for gasification is alternately in Operation @being gas generators is fed to the latter by the suction effect of the chimney, while the gas generator that is not in operation and the furnace heads themselves are hermetically sealed.

   In order to supply the gas generator with the amount of air that corresponds to the furnace's changing gas requirements, this furnace is conveniently provided with a slider below the generator grate, which can be adjusted to regulate the amount of air sucked in through the chimney and thus the amount of gas generated .



  When working with negative pressure in the manner indicated, practically complete deoxidation and degassing of the material to be melted can be achieved and a material can be produced in the hearth furnace; that has the properties of low-carbon Swedish iron, as it could previously only be produced in a crucible. Batches with only 0.05% carbon, which were practically oxygen-free, were produced during ongoing operations.

   A second advantage that has been shown in the procedure described is that it was possible to determine a not insignificant carbon saving, which was up to 40%.



  Furthermore, according to the method of the invention, when using ordinary, unsorted scrap without expensive surcharges, a medium-hard material of 45 to 55 kg strength, 70 to 80% yield strength and over 20% elongation can be obtained,

          while the previous cheap mild iron and steel grades of the same strength do not have more than 50 to 55 0% yield strength.



       Conveniently, to produce a low-carbon mild iron or steel with a high yield strength, ordinary scrap is used in the aforementioned Bosshardt furnace and melted at the oven temperature of about 2000 C above the molten bath and at negative pressure within the oven and the melt with an addition of manganese and- silicon is largely degassed and through a frying process that occurs in the oven at the high temperature

  largely decarburized, so that an iron or steel with 0.05 to 0.2 / o carbon, up to 0.811 / o manganese and up to 211 / o silicon is obtained, which has a yield point of about 75 to 94% of the breaking point with one rotation from about 22 to 30 "/ o and is of tenacious, fine-grained structure.



  This very largely deoxidized or degassed material is characterized by a low carbon content, a normal manganese content and an increased silicon content.



  The method according to the invention can be carried out, for example, as follows: Unsorted scrap is placed in the furnace and the generators are operated alternately, with the amount of air required for gasification from the working generator and the combustion air preheated in the regenerators through the suction effect of the chimney into the hearth is promoted in which there is thus negative pressure. After the material used has melted, samples are taken from it, which are tested for their manganese and carbon content.

   The desired manganese content of the sample should be about 0.8%, the carbon content 0.09% to 0.13%. If the carbon content found in the samples is too high, refreshment continues; if it is too low,

   so it is carburized with electrode carbon waste. When preparing the batch, ferrosilicon is added to it in order to increase the silicon content of the iron bath up to a maximum of 2%. For example, a material produced in this way showed when analyzed 0.13 "/ o carbon, 0,

  72% manganese and 1.26% silicon and, on the basis of a test by the materials testing office in Berliir-Lichterfelde, resulted in a strength of 54.8 kg, a yield point of 41 kg and an elongation of 27.3%.



  For certain purposes, the silicon could be wholly or partially replaced by high-quality metals such as tungsten, nickel, colybdenum, vanadium, etc., which have a beneficial effect on the properties of the steel or mild iron produced.



  For economic reasons, however, these surcharges will usually not be allowed to exceed 0.250 / 0. But even with the addition of pure silicon, that is to say in the complete absence of expensive additives such as tungsten and the like, iron or steel with a high yield point can be obtained even in the unrolled state.



       The <B> '</B> oven i) can be lined with basic, so that it is suitable for melting pig iron, which comes from iron ores rich in phosphorus. At the temperatures of around 20,000 C in the hearth of the Bosshardt furnace, practically complete desulfurization and dephosphorization of the material to be melted can take place.



  In addition to the Bosshardt hearth furnace, the melting process can also be carried out in an electric furnace. Attention should be paid to the most complete possible oxygen removal or oxygen removal from the melt that is to be kept as calm as possible.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Erzeugung eines desogy-, dierten. kohlenstoffarmen Flusseisens oder Stahles aus Schrott, dadurcb gekennzeichnet, dass im Herdraum des Schmelzofens vom Einsetzen des Schrottes bis zur Fertigstel lung der Charge Unterdruck erzeugt wird. PATENT CLAIM Process for generating a desogy- dated. Low-carbon fluent iron or steel made from scrap, characterized by the fact that negative pressure is generated in the hearth of the melting furnace from the start of the scrap to the completion of the batch. UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung eines Flusseisens oder Stahls mit. hoher Streck grenze Schrott in einem Ofen, welcher Gas generatoren an beiden Ofenköpfen und un mittelbar dem Herdraum benachbart aufweist, sowie Schlitze zwischen Herdraum und den Generatoren in der WPissglutzone der letzteren, Gasschlitze und schräg nach abwärts ver laufende Luftschlitze, und zwar in der er wähnten Reihenfolge übereinander angeordnet, und in welchem der Unterdruck im Herdraum durch den Kaminzug erzeugt wird, einsetzt, SUBClaim: Method according to claim, characterized in that one for the production of a mild iron or steel with. High yield limit scrap in a furnace, which has gas generators on both furnace heads and directly adjacent to the hearth space, as well as slots between the hearth space and the generators in the heat sink zone of the latter, gas slits and air slits running diagonally downwards, namely in the one mentioned Arranged one above the other and in which the negative pressure in the hearth space is generated by the chimney draft, bei einer ' Herdraumtemperatur von etwa 2000 0 C über dem Scbmelzbad und bei Unterdruck innerhalb des Herdraumes schmilzt und die Schmelze mit einem Zuschlag an Mangan und an Silizium versetzt und durch den Unterdruck weitgehendst entgast und durch einen im Herdraum bei der hohen Temperatur sich einstellenden Frischprozess weitgehendst entkohlt, so dass ein Material mit 0,05% bis 0,2% Kohlenstoff, at a 'oven temperature of about 2000 0 C above the melting bath and under negative pressure within the oven area melts and the melt is mixed with an addition of manganese and silicon and largely degassed by the negative pressure and largely by a fresh process occurring in the oven chamber at the high temperature decarburized so that a material with 0.05% to 0.2% carbon, bis 0,8% Mangan und bis 2% Silizium gewonnen wird, das eine Streckgrenze von etwa 75 bis 94% der Bruchgrenze bei einer Dehnung von etwa 22 bis 301V0 aufweist und von näh- sehniger, feinkörniger Struktur ist. up to 0.8% manganese and up to 2% silicon is obtained, which has a yield point of around 75 to 94% of the breaking point at an elongation of around 22 to 301V0 and is of a sinewy, fine-grained structure.
CH118263D 1925-02-10 1925-11-03 Process for the production of low carbon mild iron or steel. CH118263A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2474766A (en) * 1945-10-11 1949-06-28 Alvin G Waggoner Alloy steel
DE1137457B (en) * 1954-12-17 1962-10-04 Bochumer Ver Fuer Gussstahlfab Method and device for introducing alloy substances into molten steel or steel alloys

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