Verfahren zur Herstellung von llletall-Legierungen, insbesondere von Ferro-Legierungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metall-Legierungen, insbe sondere von Ferro-Legierungen, wie z. B.
I'erro-Chrom, Ferro-Molybdän, Ferro-Mangan, Ferro-Wolfram, FerroTitan, F'erro-Vanadin, Ferro-Niob und dergleichen, mit niedrigem Lind mittlerem Kohlenstoffgehalt, wo die ver schiedenen Metalloxyde mit Si und/oder Ca und/oder Al undloder Mg und/oder Na und/ oder einem andern reduzierenden Metall re duziert werden.
Ferro-Legierungen .sind bisher haupt- i#äcliiieh in elektrischen Lichtbogenöfen her- riestellt worden.
Die Kohlenstoffelektroden solcher Ofen führen dem Metallprodukt stets Kohlenstoff zu, weshalb es schwierig ist, in einem Lichtbogenofen Ferro-Legierungen mit ausserordentlich niedi4gem Kohlenstoffgehalt herzustellen. Ferro-Legierungen mit nied rigem Kohlenstoffgehalt werden. auch durch rein chemische Verfahren hergestellt, wobei, teilweise wenigstens, .die exotherme Hitze, welche durch den Gebrauch metallischer Re- duktionsmittel entwickelt wurde, Anwendung fand.
Elektrische Induktionsöfen der Schmelz tiegel-Art sind in den letzten Jahren häufig benützt worden, um zur Herstellung von Spezialleb erungen Metalle niederzuschmel- zen, ebenso um metallische, insbesondere eisenhaltigeProdukte,bei denen -die Schlacken menge im Verhältnis zum Metall gering ist, zu verfeinern, zu reduzieren, zu entschwefeln und von Phosphor zu befreien.
Die tatsäch liche Aufnahme von Energie, und damit die Hitzeentwicklung, in. einem elektrischen In dulLtionsofen beruht auf der Induktion elek trischer Ströme in der Beschickung selbst. Die Grösse dieser induzierten Ströme ist von der elektrischen Leitfähigkeit :der Beschickung abhängig. In einem Induktionsofen können deshalb nichtleitende Stoffe nicht unmittel bar erhitzt werden (d. h. durch induzierte Ströme).
Da das Erz und die üblichen Reduk tionsmittel, praktisch gesprochen, nicUtlei- tendo Stoffe sind, und da die grossen Schlak- kenmengen, die bei der Reduktion von Erzen gebildet werden, ebenfalls nichtleitend sind.
ist auf diesem Gebiete ohne weiteres erkannt worden, dass die Herstellung von I#'erro-Lebie- rungen unmittelbar aus dem Erz im Induk tionsofen tvedc-r auf einfache noch sellistvcr- ständliche 'Weise erfolgen könne.
Die Uaupt- schw-ieribkeit hierbei ist das Vorhandensein grosser Schlackenmengen und awlerer nicht- leitender Stoffe, wobei die Hitzezufuhr zur Beschickung zu lange dauert und die Reduk tion des Erzes sehr langsam vor sich geht. Überdies ist die basische Ausfütterung; des Ofens oder Schmelztiegels übermässiger Nor- rosion ausgesetzt.
Jedoch wären die Vorteile, die bei der Verwendung eines Induktionsofens zur Her- stellung von Ferro-Legierunben mit nied rigem 'Iiohlenstoffc,ehalt unmittelbar aus dem Erz auftreten, so urosse, dass verschiedene Vorschläge zur Lösung dieses Problemes macht worden sind. So wurde zum Beispiel i in L?. S.
A.-Patent Nr.<B>1893992)</B> vorgesehla#"en, die Schwierigkeiten, welche durch die nicht leitende Be#schickunb in einem gewöhnlichen Hochfrequenz-Induktionsofen entstehen. da durch zu beheben, dass .man der Erz- und Ferro-Silicium-Beschickung elektrisch lei tende 14letallstücke, wie Stangen, Rohrteile und dergleichen, beigefügt. Die leitenden Stoffe werden durch die darin induzierten Ströme erhitzt und führen der umbebenden Beschickung Hitze zu.
Das aus der Reduktion des Erzes entstehende 3Ietall, sowie die ge schmolzenen Metallstücke, die der Beschik- kung zugefügt wurden, setzen sich durch die sich im Laufe des Verfahrens bildende Schlacke ab und sammeln sich am Boden des Ofens, während die Schlacke, die nicht leitend ist und deshalb durch die induzierten Ströme nicht erhitzt wird, im obern Teil des Ofens sich härtet, sobald :das Metall sich davon trennt und sich setzt Soweit bekannt, ist dieses Arbeitsverfahren praktisch nicht verwertet worden.
Im schwedischen Patent Nr. 80055 wurde vorgeschlagen, vorerst eine ,gewisse 3lenge -Metall im Induktionsofen niederzuschmelzen, um die Schwierigkeit der nichtleitenden Be schickung zu vermeiden. Die Beschickung von Erzen und Flussmitteln wird dann dem Bad gc>schmolzenen 3ietalles durch elektrisch lei tende Mittel, wie z. B.
Graphit oder derglei chen, zugeführt, -ob < @i Hitze durch induzierte Ströme erzeugt und der Beschickung zuge führt wird, bevor diese in das Bad geschmol zenen Metalles #relangt. Dieser @'orsclila < @ ist pi-alctiscli ebenfalls nicht verwertet worden.
Alle vorbängigen Versuche, Erze im In- ditktionsofen zu rerhizieren, um daraus un mittelbar Ferro-Legierungen mit niedrigem Ilohlenstoffgehalt herzustellen, haben weder vom technischen noch vom wirtschaftlichen Standpunkte aus befriedigende Ergebnisse olezertigt. Metallurgen waren deshalb über zeugt, dass die Herstellung von Metallen durch Reduktion von Erzen im Induktions ofen praktisch nicht durchführbar sei.
Es wurde nun gefunden. dass 1leta1l-Le- @gierungen. insbesondere Ferro-Legierunben, unmittelbar aus Erzen in einem Induktions ofen hergestellt werden können, und zwar in technisch und wirteschaftlieb zufriedenstel lender Weise.
Das erfindungsg"eiriässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, dass man in einem hochfrequenten Induktionsofen, in dem die Beschickung der Einwirkung teils von einem hochfrequenten Heizstrom, teils von einem niederfrequenten L mrührungsstrom, der vom Heizstrom unabhängig regulierbar ist, min destens zeitweise ausgesetzt wird, zunächst durch Niederschmelzen eines metallischen :
Materials, welches aus mindestens einer Kom ponente der herzustellenden Legierung be steht, ein nur einen Teil des Ofens ausfül lendes Metallbad herstellt und darauf eine un-esehniolzene Besehickung-rsmischunb von Metalloxyd und metallischem R.eduktions- mittel zusetzt.
welche 'L#lischun- unter der Eimcirkun-r des Umrührungsstromes in das Metallbad unter Umsetzung und Bildung von Metall und Schlacke eingerührt wird, wonach die Schlacke abgegrnsen und -sodann Metall abgezapft wirr]. Hierbei können die Oxyde der zu reduzie renden Metalle, wie z. B.
Chrom, Molybdän, \Volfram, Titan, Vanadium, Niobium etc., durch Silicium, Ferro-.Silicium, Calcium, Siliziden, Silicium-Legierungen der betref fenden Metalle usw., oder durch andere metallische Reduktionsmittel, wie Calcium, Aluminium, Magnesium, Natrium usw., re duziert werden.
Die bei der Reaktion gebil dete Kieselsäure und/oder andere Säuren wer den zweckmässigerweise. :durch den Zusatz ehlackenbilden:der basischer Stoffe, wie Kalk. Elagnesiumoxy d etc., verschlackt. Die Anwen dung von Magnesiumoxyd als Flussmittel ist besonders vorteilhaft, da die Haltbarkeit der Tiegelausfütterung dadurch erhöht wird.
Die Ausführung wird in einem Induktionsofen vorgenommen mit Hochfrequenzstrom zum Erhitzen und Niederfrequenzstro:m für das Umrühren des geschmolzenen Metalles. Beide Stromarten (Hoch- und Niederfrequenzstrom) können unabhängig voneinander reguliert und kontrolliert werden. Ein für diesen Zweck geeigneter Induktionsofen ist im norwegi schen Patent Nr. 56108 beschrieben.
Wenn Induktionsöfen für ihre bisher üblichen Zwecke Verwendung finden, z. B. zum Stahlfrischen usw., wird erst die Be schickung niedergeschmolzen, und das Fri schen sowie die Anwendung des Niederfre quenzstromes finden erst dann statt, wenn der Ofen mit flüssigem Metall praktisch gefüllt ist. Bei der nachstehend beschriebenen neuen Betriebsart für :den im norwegischen Patent Nr. 561.08 erwähnten Ofentyp kann jedoch der Niederfrequenzstrom nach Belieben ange wendet werden, und kann und wird im all gemeinen dann zur Anwendung gebracht. wenn der Tiegel nur teilweise gefüllt ist, z.
B. ein Drittel bis zwei Drittel oder mehr.
Umgute Arbeitsergebnisse zu erzielen, ist es vorteilhaft, das Verfahren ununterbrochen auszuführen. Dies kann in der Weise bewerk stelligt. werden, :dass man nur einen kleinen Teil des im Ofen sich befindlichen geschmol zenen Metalles abziehen lässt, so :dass stets mindestens ein Drittel, vorteilhafterweise mindestens zwei Drittel des Volumens des Ofeninhaltes im Ofen verbleibt.
Bei erstmaligem Schmelzen in einem Ofen mit neuer Fütterung wird beispielsweise zu nächst eine solche Menge der Mischung (Me talle), die zu legieren ist, in den Tiegel ein geführt, :dass der 'Kegel zu zwei Drittel oder mehr seiner Aufnahmefähigkeit gefüllt ist.
Nachdem :die Uischung geschmolzen und gut umgerührt wurde, kann eine Beschickung von fein zermalmtem Erz, metallischem Reduk- tiGnsmittel (Ferro-Silieium.) und Zusatz (Kalk) :dem Metallbad zugeführt werden. Die Beschickungsstoffe können auf einmal dem Bad zugeführt werden, Order auch nach und nach in. Teilmengen, bis die ganze Beschik- kung :dem Bad zugeführt wurde.
Beider Zu- führuno, der Beschickung wird der Nieder frequenzstrom in Anwendung gebracht, wo- durchdie Beschickung in das Bad hineinge- wirbelt und mit dem geschmolzenen Metall kräftig gemischt wird.
In der Zwischenzeit entwickelt der Hochfrequeazstrom, welcher ständig Anwendung fand, die erforderliche Hitze im geschmolzenen Metall und der da mit gemischten Beschickung, um,die Reduk tion des Metalloxydes oder :der Metalloxyde, sowie :die Bildung einer flüssigen Schlacke herbeizuführen.
Wenn rostfreier Stahl' hergestellt wird. kann :der Schmelzvorgang zum Beispiel mit einem Bad geschmolzenen Metalles eingeleitet @verden, wobei das Legierungsmetall oder die Legierungsmetalle in der Beschickungs- mischung vorhanden sind, in Form von Oxy den (Erze) und, wie oben erwähnt, reduziert werden.
In geeigneten Zeitabständen, in :.dem Masse -%vie :die Schlackenbildung die Energie aufnahme verringert und infolgedessen die <B>1</B> itzeentwicklung herabsetzt, oder die Schlacke .den Tiegel füllt, wird die Schlacke abgezapft, wobei :der Niederfrequenz-Um- rührstrom in der Zwischenzeit abgeschaltet wird. Der Tiegel erhält dann :eine neue Be schickung, und der Schmelzvorgang wird wiederholt.
Von Zeit zu Zeit wird :ein kleiner Teil des geschmolzenen Metalles im Tiegel abge-
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zapft, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> etwa <SEP> ?00-40U <SEP> kg, <SEP> vorausfr:-st. <SEP> dass <SEP> es <SEP> sich <SEP> um <SEP> einen <SEP> 1000-kg-Ofen <SEP> handelt.
<tb>
Zweekmässigerweise <SEP> lässt <SEP> maii <SEP> beim <SEP> At)z.ipfc@n
<tb> von <SEP> Metall <SEP> eine <SEP> ungefähr <SEP> dem <SEP> ursprüng--lielicn
<tb> Metallbad <SEP> entsprechende <SEP> lletige <SEP> zuriicl;. <SEP> Dar nach <SEP> erfolgt <SEP> erneute <SEP> Beschickum- <SEP> iu:d
<tb> derum <SEP> eine <SEP> Erhitzung <SEP> und <SEP> Mi.chun,# <SEP> fles <SEP> _ schmolzenen <SEP> lIcta <SEP> lles <SEP> mit <SEP> rl@r <SEP> Beschicleung <SEP> im
<tb> Tiegel; <SEP> dies <SEP> ;wird <SEP> fort<U>g</U>esclzt <SEP> l;is <SEP> zum <SEP> 7.eit punkt, <SEP> in <SEP> welchem <SEP> man <SEP> erneut <SEP> Sehlaclee <SEP> ab zieht <SEP> oder <SEP> Metall <SEP> abzapft.
<tb>
Durch <SEP> die <SEP> vorstebentl <SEP> !i@schrieben@. <SEP> un unterbrochene <SEP> A <SEP> rbeitswei;e <SEP> wird <SEP> veriniec!er.
<tb> dass <SEP> die <SEP> Ofenftittei,uiig <SEP> grossen <SEP> @empeatur schwankunven <SEP> a.us@,@esetzt <SEP> ;wird. <SEP> Es <SEP> i.1 <SEP> _iielit
<tb> erforderlich, <SEP> den <SEP> @iederfr <SEP> ectu@=nz <SEP> - <SEP> I"nirühr strom <SEP> ständig <SEP> anzuwenden. <SEP> In <SEP> der <SEP> Tat, <SEP> ist <SEP> es
<tb> zur <SEP> Vermin.derun, <SEP> der <SEP> Erosion <SEP> r1 < ). <SEP> Ofen fütterung <SEP> vorteilhaft, <SEP> zeüzweis@ <SEP> < ::>i:
<SEP> Inhalt
<tb> des <SEP> Tiegels <SEP> nicht <SEP> umzurühren, <SEP> da. <SEP> Flic <SEP> Hitze zuleitun- <SEP> zu <SEP> der <SEP> auf <SEP> dem <SEP> Bad <SEP> o:@schniolzenen
<tb> Metalles <SEP> sich <SEP> befiitlliclien <SEP> Beschichun@- <SEP> unter
<tb> Umständen <SEP> sehr <SEP> erlieblieli <SEP> sein <SEP> bann. <SEP> Ein
<tb> Hitzeüberschuss <SEP> im <SEP> Bad <SEP> findet <SEP> Ver;vendung
<tb> für <SEP> das <SEP> nachfolgende <SEP> Umrühren <SEP> des <SEP> Tie-el inhaltes.
<tb>
Durch <SEP> das <SEP> obige <SEP> Verfahren <SEP> können <SEP> Fei-i-o Legzerungen <SEP> mit <SEP> dem <SEP> gewünschten <SEP> niedrigen
<tb> Kohlenstoffgehalt, <SEP> ;wie <SEP> Ferro-Chroni, <SEP> Ferro Molvbdän, <SEP> Ferro-Mangan, <SEP> Ferro-Titan. <SEP> Fe <SEP> rro Wolfram, <SEP> Ferro-Vanadium, <SEP> Ferro-Nioltiuni,
<tb> sowie <SEP> rostfreier <SEP> Stahl <SEP> und <SEP> ähnliche <SEP> Erzeug nisse, <SEP> in <SEP> einem <SEP> elektrischen <SEP> Iuduldionofen <SEP> in
<tb> wirtschaftlich <SEP> zufriedenstellender <SEP> Weise <SEP> er zeugt <SEP> -werden, <SEP> obwohl <SEP> dabei <SEP> die <SEP> sich <SEP> bildende
<tb> Schlackenmenge <SEP> ein <SEP> Vielfache;
<SEP> der <SEP> reduzier ten <SEP> Metallmenge <SEP> beträgt. <SEP> Bei <SEP> der <SEP> Erzeugiuig
<tb> von <SEP> Ferro-Chrom <SEP> ist <SEP> die <SEP> Menge <SEP> (Volumen)
<tb> dar <SEP> Schlacke <SEP> etwa, <SEP> neunmal <SEP> so <SEP> uross <SEP> die
<tb> des <SEP> reduzierten <SEP> Metalles. <SEP> Durch <SEP> geeignete
<tb> Ausgleichung <SEP> der <SEP> in <SEP> der <SEP> Bescbiehung <SEP> enthal tenen <SEP> Chromerzmenge <SEP> ist <SEP> es <SEP> möglich. <SEP> die <SEP> un mittelbare <SEP> Herstellung <SEP> von <SEP> Ferro-Les,,ierun en <SEP> zu <SEP> erreichen, <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Gehalt <SEP> aii <SEP> Chrom,
<tb> der <SEP> für <SEP> rostfreien <SEP> Stahl <SEP> üblieli <SEP> ist.
<SEP> <B>Es</B> <SEP> ist
<tb> ebenfalls <SEP> möglich, <SEP> durch <SEP> dasselbe <SEP> Reduzier verfahren <SEP> die <SEP> Oxyde <SEP> von <SEP> zwei <SEP> oder <SEP> mehreren
<tb> ' <SEP> etallen <SEP> gleichzeitig <SEP> zu <SEP> reduzieren <SEP> und <SEP> die
<tb> i <SEP> <B>C</B>
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rerlitzierten <SEP> Meinlle <SEP> dem <SEP> geschmolzenen <SEP> Me tallbad <SEP> einzuverleiben, <SEP> ;wie <SEP> beispielsweise <SEP> bei
<tb> der <SEP> Herstellung <SEP> voll <SEP> Spezial-Legierungen, <SEP> die
<tb> Chrom, <SEP> lieleel <SEP> ustv. <SEP> enthalten.
<tb>
Bei <SEP> dieser <SEP> Erfitidung <SEP> besitzt <SEP> der <SEP> Tiegel
<tb> des <SEP> Induktionsofens <SEP> vorzngswei;e <SEP> einen <SEP> quer schnitt, <SEP> der <SEP> sieh <SEP> nach <SEP> ol>?n <SEP> stark <SEP> koni#eh <SEP> er ;vrittrt. <SEP> Ilit <SEP> audtrn <SEP> MTorten. <SEP> der <SEP> Tiegel <SEP> n-ci tet <SEP> sich <SEP> iiaeh <SEP> oben <SEP> in <SEP> der <SEP> Art <SEP> eines <SEP> Konti.s
<tb> aus. <SEP> wobei <SEP> der <SEP> Konuswinkel <SEP> vorzu#,,sweis < -,
<tb> etwa <SEP> 6(t" <SEP> o(lei- <SEP> mehr <SEP> beträgt. <SEP> Man <SEP> erreicht
<tb> z. <SEP> B. <SEP> liierdui-eli. <SEP> klass <SEP> di# <SEP> -rossen. <SEP> bei <SEP> diesem
<tb> Vorgan, <SEP> #reliil(Ieten <SEP> Sehlacketimenren. <SEP> bei
<tb> fortebreitender <SEP> Reduzier;
virkung, <SEP> in <SEP> den
<tb> obern <SEP> Teilen <SEP> des <SEP> Tie-eh <SEP> Ieicliter^einen <SEP> ,siel)
<tb> scbnel! <SEP> vc@r#lriissf@rndcn <SEP> Raum <SEP> finden. <SEP> Ferner
<tb> lässt <SEP> ;icli <SEP> rlatlureli <SEP> eine <SEP> grösser:# <SEP> Badoberflächc
<tb> des <SEP> -e;elimolzenen <SEP> Metalles <SEP> erreichen, <SEP> so <SEP> dass
<tb> die <SEP> lioiit;iletfläclii@ <SEP> zwischen <SEP> dein <SEP> Bad <SEP> und <SEP> der
<tb> Beschicletui_#, <SEP> vei-"rössert <SEP> wird. <SEP> Hierdurch
<tb> kann <SEP> die <SEP> lli.schun@, <SEP> voll <SEP> heispielsweise <SEP> Erz,
<tb> Reduktionsmittel <SEP> uiiri <SEP> Kalk <SEP> Icicliter <SEP> in <SEP> das
<tb> Bad <SEP> eingerührt <SEP> ;;-erden.
<tb>
Die <SEP> koni:-.che <SEP> Tiegelform <SEP> bewirkt <SEP> auch
<tb> zum <SEP> Beispiel. <SEP> dass <SEP> beim <SEP> Abzapfen <SEP> eines
<tb> nrösseren <SEP> oderkleineren <SEP> Teils <SEP> des <SEP> Ofeninhaltes
<tb> ein <SEP> verhältnismüssig <SEP> geritig@@; <SEP> Sinken <SEP> der <SEP> Bad oberfläelie <SEP> erfolgt. <SEP> Dies <SEP> führt <SEP> zu <SEP> bedeutenden
<tb> Vorteilen <SEP> in <SEP> Wzug <SEP> auf <SEP> den <SEP> elektrischen <SEP> Strom,
<tb> indr,ni <SEP> die. <SEP> Spulen <SEP> nicht <SEP> mehr <SEP> in <SEP> mehrere <SEP> Teile
<tb> auf;eteilt <SEP> ;werden <SEP> müssen, <SEP> wie <SEP> dies <SEP> bei <SEP> einem
<tb> z-,-lindi-isch <SEP> geformten <SEP> Tiegel <SEP> der <SEP> Fall <SEP> ;wäre.
<tb>
Es <SEP> ;wurde <SEP> fest-estellt. <SEP> dass <SEP> die <SEP> l,asisclie
<tb> Fiit-t-Pruii^7 <SEP> des <SEP> Tiegels <SEP> starleer <SEP> Erosion <SEP> au.s ,#esetzt <SEP> ist, <SEP> trenn <SEP> sieh <SEP> bei <SEP> der <SEP> Reduktion
<tb> Kieselsiinrc <SEP> bildet. <SEP> Diese <SEP> Kieselsäure <SEP> ;wird
<tb> clurcli <SEP> die <SEP> Bewe\--un- <SEP> des <SEP> Bades <SEP> an <SEP> die <SEP> Ofen m-iinde <SEP> befördert-. <SEP> Grosse <SEP> Zusätze <SEP> basischer
<tb> ilIaterialicn, <SEP> wie <SEP> Kalk <SEP> wind <SEP> Magnesia, <SEP> wer den <SEP> zwar <SEP> die <SEP> Neigung <SEP> zur <SEP> Erosion <SEP> der <SEP> Au;
fiittcriin.,r <SEP> vermindern. <SEP> Dennoch <SEP> findet <SEP> eine
<tb> starke <SEP> Erosian <SEP> der <SEP> Ausfütterung <SEP> statt, <SEP> auch
<tb> wenn <SEP> die <SEP> Beschiekimg <SEP> eine <SEP> grössere <SEP> Men,-,#c
<tb> Kalk <SEP> oder <SEP> Magnesia <SEP> enthält, <SEP> als. <SEP> erforderlich
<tb> ist. <SEP> uni <SEP> sich <SEP> mit <SEP> der <SEP> gesamten <SEP> sich <SEP> bildenden
<tb> Kieselsäure <SEP> zu <SEP> verbinden.
<tb>
Es <SEP> wurde <SEP> nein <SEP> gefun.den, <SEP> da.ss <SEP> solche <SEP> über mässige <SEP> Erosion <SEP> der <SEP> basischen <SEP> Fütterung <SEP> ver- mieden werden kann durch besondere, vor gängige Behandlung und Festsetzung der Be schickungsstoffe. Angenommen, dass diese, z. B. bestehend aus einer Mischung von Erz.
Ferro-Silicium und Kalk, in einem Haufen auf das Metallbad im Schmelztiegel eines Induktionsofens gesetzt werden, und dass die selben mittels der Niederfrequenz-Umrühr- mittel umgerührt werden, so wird zunächst das spezifisch :schwerere Erz und auch das Ferro-Silicium, welch letzteres eine chemische Affinität zum Metallbad aufweist, wegen der Bildung von Siliciden, in das Bad eingerührt, während der leichtere Kalk die Neigung hat, auf :der Oberfläche zu schwimmen.
Das Erz und das Ferro-Silicium werden nun im Me tallbad gegenseitig reagieren, und die .dadurch entstehende Kieselsäure könnte die Fütterung sofort angreifen.
Um .dies zu vermeiden, wird die Be schickungsmischung zweckmässigerweise so vorbereitet, dass -der nötige Kalk in ausrei chender Menge an der Stelle und in dem Augenblick vorhanden ist, wo :die Kiesel säure sich bildet. Dies wird erzielt zum Bei spiel durch Zermalmen oder Zermahlen des basischen Stoffes, wie Kalk oder Magnesia, mit dem metallischen Reduktionsmittel, wie Ferro-Silicium usw.
und/oder mit dem Erz oder den Erzen, die reduziert werden sollen, derart, dass die basische Substanz in die Teil chen des metallischen Reduktionsmittels und/oder Erz oder Erze gepresst oder mit ihnen zusammengekittet werden.
Ob -die basische Substanz (Kalk) mit dem metallischen Reduktionsmittel, oder mit dem Erz, oder mit beiden zusammengefügt wird, wann und wo immer das Reduktionsmittel mit dem Erz reagiert und Kieselsäure ent steht, soll zweckmässigerweise stets in un mittelbarer Nähe eine genügende Menge der basischen Substanz vorhanden sein, um sich mit .der Kieselsäure zu verbinden und ein Silikat zu bilden (Calcium-Silikat), wodurch die Neigung der Kieselsäure, die Fütterung anzufressen, sehr erheblich vermindert wird.
Die Vereinigung der Bestandteile .der Be schickung wird vorzugsweise so bewerkstel- ligt, dass alle drei reagierenden Substanzen, das Erz, :das. Reduktionsmittel und die ba sische Substanz in solcher Weise einem Mahl- oder Zermalmungsprozess unterworfen wer den"dass alle drei Komponenten in ihren ein- zelnen. Teilchen zusammengefügt und leicht in :das .geschmolzene Metallbad eingerührt werden können.
Durch eine .solche Vereini- gung der drei Komponenten der Bes:chiokung wird der grosse Vorteil erreicht, dass, in erster Linie, das Reduktionsmittel sofort auf das Erz reagieren und es reduzieren wird, ferner wird :die sich bildende Kieselsäure sofort mit dem Kalk (oder mit einer andern basischen Substanz) sich verbinden, um Calcium- Silicat (oder :ein anderes Silicat) zu bilden.
Vorzugsweise wird man das kalzinierte Erz unmittelbar dem Mischapparat in warmem Zustand zuführen.
Das .gleichzeitige Zermalmen oder Mahlen der :drei Komponenten der Beschickung kann auf mehrere Arten erfolgen, und es können auch verschiedene Typen von Apparaten hierfür Veiwendung finden.
Die Bestandteile können zum Beispiel zuerst gesondert zer malmt oder gemahlen werden, anschliessend indem gewünschten Verhältnis gemischt und ,dann einem ,erneuten Mahlprozess unterworfen werden, vorzugsweise -durch Rollen, -derart, dass die verschiedenen Komponenten gründ lich zusammenb presst werden.
Um die Vereinigung der drei Bestandteile der Beschickung zu erleichtern, ist es vorteil haft, :die gemischten Bestandteile :der Be- sehickung einer geeigneten Hitzebehandlung auszusetzen. Diese vorgängige Hitzebehand lung kann bei einer Temperatur von 200 bis 600 C ausgeführt werden. Sinternde Mittel können mit der Beschickung vermischt wer :den, um :
die Zusammenfügung der Teilchen zu erleichtern.
Die Zusammenfügung :der Bestandteile der Beschickung kann ausserdem erleichtert werden durch Zusatz kleiner Mengen von Stoffen, :die :eine :direkte Zusammenfügung ,der Teilchen in warmem oder kaltem Zustand zur Folge haben, so beispielsweise von klei nen Mengen Wasserglas.
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Mit <SEP> Rücksicht <SEP> auf <SEP> die <SEP> hohen <SEP> Kostext <SEP> t#üie
<tb> Induktionsofens <SEP> ist <SEP> di-> <SEP> induktive <SEP> H-,izi"n-'
<tb> verhältnismässi-' <SEP> teuer, <SEP> wenn <SEP> es <SEP> sich <SEP> <B>11111</B>
<tb> grösseren <SEP> Wärinebedarf <SEP> handelt. <SEP> Um <SEP> dis <SEP> Aek trische <SEP> Belastung <SEP> des <SEP> Ofen:
<SEP> und <SEP> damit <SEP> seine
<tb> Kosten <SEP> wesentlich <SEP> zu <SEP> vermindern, <SEP> kann <SEP> inan
<tb> den <SEP> elektrischen <SEP> Kraftbedarf <SEP> des <SEP> Inrl;sh?ioii_
<tb> ofens <SEP> durch <SEP> die <SEP> Verwendung <SEP> einer <SEP> z <SEP> usUtz liehen <SEP> \Tärmeanlage <SEP> Ixerabsetzen. <SEP> Dies <SEP> kann
<tb> dadurch <SEP> bewerkstelligt <SEP> werden, <SEP> dass <SEP> der <SEP> In duktionsofen <SEP> mit <SEP> einer <SEP> VVärnieanla\"'e <SEP> konnbi.
niert <SEP> wird, <SEP> in <SEP> welcher <SEP> die <SEP> Hitze <SEP> zu <SEP> einem
<tb> wesentlich <SEP> billigeren <SEP> Preise <SEP> erzeugt <SEP> werden
<tb> kann <SEP> als <SEP> im <SEP> Induktioaofen. <SEP> Di <SEP> _- <SEP> @Vü <SEP> rm <SEP> # anlage <SEP> kann <SEP> elektrische <SEP> @@'id <SEP> erstanrlserhitzun
<tb> haben. <SEP> a.ueh <SEP> Brennstoff <SEP> odex'ii-endeine <SEP> axirl@-i'e
<tb> ZVärmeerzeugung, <SEP> die <SEP> nur <SEP> niedrige <SEP> ho.trn
<tb> verursacht.
<SEP> Die <SEP> -\Vizirmeanlag-c <SEP> wird <SEP> vorteil- haft <SEP> einen <SEP> Vor,#t-iiriner <SEP> für <SEP> die <SEP> Beschickung'
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aufweisen, <SEP> in <SEP> welellem <SEP> Falle <SEP> die <SEP> Beschickung
<tb> während <SEP> des <SEP> @lisehrns <SEP> und <SEP> des <SEP> Zusammen fügens <SEP> erhitzt <SEP> werden <SEP> kann, <SEP> und <SEP> bei <SEP> Errei chung <SEP> böelister <SEP> Ililz;
, <SEP> kann <SEP> sie <SEP> dem <SEP> Induk tionsofen <SEP> uiiterbroeli.(,n, <SEP> oder <SEP> in <SEP> gewissen
<tb> Zeitabständen, <SEP> zugeführt <SEP> werden. <SEP> Die <SEP> für <SEP> die
<tb> lleralretzun <SEP> g <SEP> des <SEP> sAektrischen <SEP> Kraftbedarfes
<tb> des <SEP> Indulztionsofens <SEP> erforderliche <SEP> zusätzliche
<tb> Hitze <SEP> kann <SEP> Alein <SEP> oder <SEP> in <SEP> Verbindunmit
<tb> der <SEP> oben <SEP> beschriebenen <SEP> \Värmeanla"'e <SEP> vor gesehen <SEP> -erden, <SEP> wobei <SEP> der <SEP> Beschickung
<tb> Sl-offe <SEP> in <SEP> gea,ixieler <SEP> Menbe <SEP> zugeleitet <SEP> werden,
<tb> die <SEP> zu <SEP> weiteren <SEP> exothermen <SEP> Reaktionen <SEP> füh r <SEP> un, <SEP> <B>1</B> <SEP> Minli( <SEP> <B>-1)</B> <SEP> N\ie <SEP> bei <SEP> den <SEP> alumino- <SEP> oder <SEP> siliko thermen <SEP> Verfahren, <SEP> wie <SEP> z.
<SEP> B. <SEP> ein <SEP> Lberschuss
<tb> an <SEP> Ferro-Silicium <SEP> und <SEP> entsprechenden <SEP> Men gen <SEP> \atriumnitrat.
<tb>
Die <SEP> Bedeutung <SEP> der <SEP> Vorwärmung <SEP> für <SEP> den
<tb> Kraftverbrauch <SEP> im <SEP> Induktionsofen <SEP> geht <SEP> aus
<tb> folgendem <SEP> Beispiel <SEP> hervor:
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Herstellun, <SEP> von <SEP> Ferro-Clii'oiii <SEP> @i'i'ecbuet <SEP> für <SEP> 1 <SEP> Tomic
<tb> \ <SEP> Fe <SEP> rro-C <SEP> 1i <SEP> rom
<tb> <I>a) <SEP> <B>TT7%()')I@C'@Ill(rN:_ <SEP> I)hllc <SEP> h!)I'7('(1I'7r@lfllfj</B></I>
<tb> Erhitzen <SEP> auf <SEP> 16l)()" <SEP> C <SEP> und <SEP> Schmelzen <SEP> von
<tb> 11l(10 <SEP> 1;-, <SEP> Metall <SEP> (sp. <SEP> Wärme <SEP> (),?()1 <SEP> 415 <SEP> 13W11
<tb> Erhitzen <SEP> auf <SEP> 16p(1" <SEP> C <SEP> und <SEP> Schmelzen <SEP> voii
<tb> ?7<B>(J</B>() <SEP> 1z<U>,)</U>' <SEP> Schlacke <SEP> einscb@iesslich <SEP> Bil d@ng;
ürme <SEP> 1()?() <SEP> 13V11
<tb> 113a <SEP> lc 'li
<tb> Hiervon <SEP> -'elft <SEP> ab <SEP> freigewordene <SEP> Reaktions wärme <SEP> 49;i <SEP> 13V11
<tb> 94() <SEP> 13V11
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<tb> 1-4(I <SEP> 1A,11 <I>Beispiele:</I> 1. 6,3 1L- Fe-Cr (70% Cr) wurden in einem 30-kg-Induktionsafen durch einen hochfrequenten Heizstrom geschmolzen und der Schmelze daraufhin unter Einwirkung -eines niederfrequenten Umrührungsstromes in kleinen Portionen 16 kg einer fein pulveri sierten Mischung, bestehend aus: 65 % Cr-Erz 18 % Ca-Si, 1.7 % Ca0 eingerührt.
Die sich bildende, sehr leicht flüssige Schlacke wurde schon während der Reaktion entfernt und sodann das Metall ab gezapft.
Das erhaltene Metall wog 8,6 kg und ent hielt 64,5 % Cr <B>1</B> ,0 % Si Die Analyse der Schlacke war 27,5 % SiO., 31,0 % Ca0 14,5 % M-0 4,1 % Cr Die Zeit vom Schmelzen bis zum Ab zapfen betrug 30 Minuten.
2. Analog der Arbeitsweise, wie in Bei spiel 1 ausgeführt, wurden 3,89 kg Fe-Cr (64,5/'0 Cr) geschmolzen und dem geschmol zenen Bad 15 kg einer fein pulverisierten lIisehung, bestehend aus: 57,3 % Cr-Erz <B>11,7%</B> Fe-Cr (90%) 31,0% Ca.O zugesetzt.
Das erhaltene Metall wog 6,01 kn, und enthielt: 55,4,-o Cr 2,99. ö si I4= Seblaeke enthielt: 2,3 % Cr.
3. Analog der Arbeitsweise, wie in Bei- Z, 1 ausgeführt, wurden 5,0 kg Fe-Mn und kg Stahl geschmolzen. Der geschmolzenen Mischung wurden 15 kg einer fein pulvei@i- sierten Mischung, bestehend aus: 56,0 % Mn-Erz 11,4 % Fe-Si 32,6 % Co0 zugesetzt. Das erhaltene Metall wies folgende Analyse auf: 61,4 % 142n 4,93 % Si Die Schlacke enthielt: .
21,0% Mn.
4. Analog der Arbeitsweise, wie in Bei spiel 1 ausgeführt, wurden 5,0 kg Ferro- Molybdän geschmolzen. Dem geschmolzenen Metall wurden 15 kg einer fein pulverisierten Mischung, bestehend aus: 40 % MA, 20 % Si 4 % Fe-Si (45%ig) 36 % gebranntem Kalk zugesetzt. Das erhaltene metallische Produkt enthielt: 45,1 % Mo 3,56 % Si. Die Schlacke enthielt: 1,0% Mo 33,9 % Si02 <B>30,0%</B> Mg0.