DE159355C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

TENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung- von Stahl oder Flußeisen sowohl nach dem basischen als auch nach dem sauren Bessemerverfahren zum Gegcnstände und besteht in einer Übertragung des unter dem Namen »Talbot-Prozeß« bekannten Verfahrens (britische Patentschrift 3810 vom Jahre τ 80,8), bei dem im Herdofen gearbeitet wird, auf das in der Birne vor sich gehende Bessemerverfahren.

Zur Ausführung des ,vorliegenden Verfahrens empfiehlt es sich, in einer Bessemerbirne oder einem ähnlichen Ofen mit basischer oder saurer Ausfütterung zu arbeiten, der mit einem Gebläse verschen ist und große Abmessungen aufweist, das heißt, es wird, obgleich auch kleinere öfen verwendet werden können, der Ofen doch mit Vorteil so groß gewählt, daß zum wenigsten 25 Tonnen Metall darin enthalten sein können.

Wenn in der Birne ein Einsatz in Stahl übergeführt worden ist, so wird ein Teil davon auf die gewöhnliche Weise in die Pfanne abgegossen. So kann z. B. bei einem Einsatz von 20 Tonnen eine Menge von 10 Tonnen abgegossen werden. Der Rest bleibt dann mit dem größeren Teile der Schlacke zurück. In dieses in der Birne zurückbleibende flüssige Bad wird dann geschmolzenes Roheisen, unmittelbar vom Roheisenmischer, Hochofen oder Kupolofen kommend, gegossen. Es findet dann sofort die Reaktion zwischen den in dem zugesetzten Roheisen enthaltenen Metalloiden und der in der Birne zurückgelassenen Schlacke statt. Bei dieser Berührung mit der .Schlacke werden das Silizium und ein Teil des im Roheisen enthaltenen Kohlenstoffes entfernt, ohne daß hierbei eine aktive Oxydation durch das Gebläse eintritt.

Wie sich bei diesem Verfahren herausstellt, findet diese Reaktion nach dem Zusatz des siliziumhaltigen Hochofeninctallcs um so leichter statt, je niedriger der Kohlenstoffgehalt in dem fertigen Bade ist, zu dem dieses Metall zugesetzt wird. Es zeigt sich beispielsweise, daß bei einem weniger als 0,15 v. H. betragenden Kohlenstoffgehalt des in der Birne zurückgebliebenen Metalles die Reaktion sofort beginnt, sobald das flüssige Roheisen hinzufließt. Es rührt dies höchstwahrscheinlich von dem hohen Gehalt an Sauerstoff her, der in dem fertigen Metallbad gelöst ist. Die Beseitigung des Kohlenstoffes aus dem hinzugefügten flüssigen Roheisen hat die Bildung von großen Mengen Kohlenoxyd zur Folge, das sehr leicht in dem Behälter selbst durch das Einblasen einer gewissen Windmenge durch die Düsen zu Kohlensäure verbrannt werden kann. Infolge des beschränkten Raumes und infolge des Umstandcs, daß die Luft unter Druck cingeblasen Avird, wird eine sehr hohe Temperatur erreicht, die in den meisten Fällen genügt, irgend eine Abkühlung, die etwa infolge der Dissoziation der Eisenoxvde durch die Mc-

talloide oder dadurch entsteht, daß zum Schmelzen des Kalkzusatzes Hitze erforderlich ist, auszugleichen.

Wenn die Reaktion nachgelassen hat, wird die Birne gekippt und ein Teil der Schlacke aligegossen; doch kann dieses linifernen der Schlacke auch auf einen späteren Zeitraum verschoben werden, 'wobei es öfters angebracht, sein kann, die Birne wieder aufzurichten und

»ο für eine kurze Zeit in das Bad zu blasen, damit das Silizium vollständig entfernt und die etwa dickflüssiger gewordene Schlacke dünnflüssiger wird. Ist die Schlacke abgegossen, so wird bei Verarbeitung¹ von phosphorhaltigem Roheisen frischer Kalk in den Behälter getan und in dem Mctallbadc die Entfernung des zurückgebliebenen Kohlenstoffes und Phosphors mittels Einblasen von Wind in der gewöhnlichen Weise vollendet.

Bei Verarbeitung von phosphorfreiem Roheisen ist ein Zusatz von Kalk nicht erforderlich. Der Ofen oder die Birne wird dann in der gewöhnlichen Weise gekippt und ein Teil des Stahles abgegossen. Bevoi" nun eine neue Menge Roheisen in den Ofen eingebracht wird, ist es immerhin vorteilhaft, den Rest der Schlacke durch Zusatz von Eisenoxyd anzureichern, um die Oxydation der Metalloide in dem neu zugefügten Roheisen zu beschleu-η igen.

Wenn ein Roheisen zur Verarbeitung kommt, dessen Gehalt an Silizium nicht allzu hoch ist, so wird bisweilen Kalk oder ein Gemenge von Kalk und Eisenoxyd zu der in dem Gefäß verbleibenden Schlacke hinzugefügt, dann das geschmolzene Roheisen darauf gegossen und die Birne nach kurzer Zeit aufgerichtet und bis zur vollständigen Umwandlung verblasen, ohne daß hierbei die Schlacke entfernt wird. Auf diese Weise verbleibt die Kieselsäure ,gänzlich in der Schlacke.

Da durch das Hinzufügen von siliziumhaltigeni, frischem Roheisen in der Birne zu einer phosphorhaltigcn Schlacke der Phosphor aus seiner Verbindung mit dem Kalk durch Silizium ersetzt und wieder in .das flüssige Eisenbad übergeführt wird, so kann der Phosphorgehalt des Eisenbades je nach der Menge des in der zurückgebliebenen Schlacke enthaltenen Phosphors sowie der hinzugefügten Menge des Siliziums im Roheisen auf ein bestimmtes Maß gebracht werden, d. h. der Gehalt an Phosphor kann im Eisenbade so hoch kommen, als erforderlich ist, um das Fcrtigblasen des Einsatzes nach dem Thomasverfahren zu ermöglichen.

Auf diese Weise ist es möglich, ein Roheisen in der Birne zu Stahl zu verarbeiten, welches einerseits zu viel Phosphor enthält, um nach dem üblichen sauren, und andererseits zu wenig Phosphor enthält, um nach dem üblichen basischen Verfahren verarbeitet zu werden.

Diese Wanderung des Phosphors aus der Schlacke in das Metallbad, welche einen Nach-(eil beim Herdofen bildet, wird in den meisten Fällen zu einem bedeutenden Vorteil bei vorliegendem Verfahren.

Die. Mengen des in der Birne zurückbleibenden Stahles sowie der Schlacke müssen sich jedesmal nach der Zusammensetzung des zu verarbeitenden 'Roheisens sowie der hierbei fallenden Schlacke richten.

Es ergibt sich, daß bei Ausübung des im vorgehenden beschriebenen Verfahrens in den meisten Fällen die Blasczeit abgekürzt und das Ausbringen von Stahl oder Flußeisen beträchtlich höher wird. Es ist dies sowohl der direkten Reduktion des in dem I¹IeIiUItCr gegebenen Eiscnoxydcs zuzuschreiben als auch dem Umstände, daß durch Abkürzung der Blasczeit die Verluste an Metall vermindert werden.

Bei der Ausübung des Verfahrens besteht bisweilen die Gefahr, daß der Einsatz zu kalt wird, je nach der Zusammensetzung des zur Verwendung kommenden Roheisens. Um diesen Übclstand zu beseitigen, empfiehlt es sich dann, den zur Ausführung des Verfahrens dienenden Ofen so einzurichten, daß das Bad durch irgend eine passende Vorrichtung erhitzt werden kann. Es kann dies z. 15. durch Verbrennen von Gasen, Petroleumdämpfen, Koksstaub oder einer anderen Art Brennstoff in bekannter Weise geschehen.

Wenn eine Gefahr vorliegt, daß dem Bade die nötige Hitze abgehen sollte, so empfiehlt es sich, die Zuschläge je nach Erfordernis vor dem Zusetzen zu erhitzen.

Die nach dem vorstehenden Verfahren erziehen Vorteile übertreffen die Summe der aus dieser Vereinigung zu erwartenden, und werden sogar die Nachteile, die in manchen Fällen beim Herdofenbctrieb auftreten, in bedeutende Vorteile 'verwandelt. Die im Gegensatz zu dem Arbeiten im Herdofen unter Druck stattfindende Verbrennung ist nicht nur bedeutend lebhafter, so daß eine erhebliche Erhitzung des Metalles eintritt, sondern es wird besonders bei phosphorhaltigcm Roheisen durch Vcrblasen des Phosphors ein weit schnelleres Arbeiten ermöglicht, ohne daß der Ofen und das Metallbad durch Verbrennen von teurem Brennstoff erhitzt werden müßte. Damit stellen sich aber die Herstellungskosten des Stahles bedeutend niedriger als nach den bekannten Verfahren.

Infolgedessen können nach dem vorstehenden Verfahren auch solche Sorten von phosphorhaltigem Roheisen Verwendung finden, die einen hohen Gehalt an Silizium aufweisen und arm an Mangan sind, wie dies z. B. bei

Roheisen dor Fall ist, das aus den in Luxemburg und Lothringen vorkommenden sogenannten'Minettcerzcn oder anderen ähnlichen Erzen ohne Zusatz von manganhalügcu Erzen erhlasen wird, oder auch solche Sorten Roheisen Verwendung finden, die bis jetzt zu viel Phosphor enthielten, um nach dem saueren Bessemerverfahren, und zu wenig Phosphor enthielten, um nach dem basischen Thomasverfahren verblasen zu werden, wie dies z. B. hei Roheisen der Fall ist, das aus obcrschlcsischen Eisenerzen oder bis jetzt als minderwertig betrachteten ausländischen Eisenerzen erblascn ist.

Ferner lassen sich minderwertige Erze, beim Häniatilcisen z. B. schwefelhaltige Erze, und beim Thomascisen Erze ohne Manganzusatz und mit verhältnismäßig niedrigem Phosphorgchalt verarbeiten.

Gelangt das Hämatitroheisen unmittelbar aus dem Hochofen nach dem Stahlwerk zum Verblasen in die Birne, so besteht die Gefahr, entweder ein noch schwefelhaltiges oder ein zu stark siliziuinhaltigesEiscn zu erhalten. Es darf also der Gang des Hochofens nicht zu heiß sein, da hierdurch der Siliziumgehalt zu hoch wird. Da zur Überführung des Schwefels in die Schlacke der Gang des Ofens im Gegenteil möglichst heiß sein muß, so besteht die Gefahr, daß bei der geringsten Störung des Betriebes das Roheisen einen zu hohen Schwefelgehalt aufweist und der Stahl somit nach dem Verblasen brüchig wird. Infolge der genannten Schwierigkeiten werden deshalb auch schwefelreichere und billigere Eisenerze, wie Kiesabbrände, in größeren Mengen im Hochofenraum nicht verarbeitet. Dies wird erst durch das vorstehende A^erfahren ermöglicht, bei dem die geschilderten Nachteile beim Verblasen siliziumhaltigen Roheisens aufgehoben und im Gegenteil durch Zusatz von lüsenoxyden mit Vorteil gearbeitet: wird. Es können hiernach gerade die billigen und scliwefelreichcren Eisenerze mit Vorteil verarbeitet werden; und es ist leicht, den Betrieb des Hochofens so zu leiten, daß nicht bei jeder geringfügigen Störung zu viel Schwefel in das Roheisen übergeht und der Stahl nach dein Verblasen brüchig wird.

Noch größer sind· die Vorteile, die das neue Verfahren beim Verblasen von Thoniasrohcisen nach dem basischen Thomasverfahren bietet, denn hierbei genügt fast immer, auch bei manganarmem Eisen, die vom Verblasen des Phosphors erzeugte Wärme, um das Stahlbad auf dem erforderlichen Hitzegrad zu erhalten. Es kann bei diesem Verfahren der Siliziumgehalt und daher auch der Kohlenstoffgehalt größtenteils durch Zusatz von Eisenoxyden entfernt werden, wodurch der Vorteil, den das neue Verfahren bietet, bedeutend größer wird.

Claims (2)

1. Patent-Anspruch ic.

   ι. Verfahren zum Erblasen von Stahl und Flußeisen in der Kirne, dadurch gekennzeichnet, daß die Kirne nach Beendigung des Blasens nicht vollständig entleert wird, sondern ein Teil des Metalles und " der vorteilhaft an Eisenoxyden anzurcichernden Schlacke darin belassen und eine neue Menge flüssigen Roheisens in dieses Bad gegossen wird, worauf dann das ■ Fertigblascn erfolgt.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verarbeitung von siliziumreichem, phosphorhaitigem Roheisen die erste, mehr oder weniger saure, Schlacke abgegossen wird. ,