DE17221C - Neuerungen in dem Verfahren zur direkten Darstellung von Eisen und Stahl - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 18: Eisenerzeugung.

Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in dem Verfahren zur Herstellung von •Eisen, wie solches in dem Patent No. 2717 vom 23. November 1877 beschrieben ist.

Mein Verfahren besteht darin, dafs Erze, Stichlochschlacke, Schlacke der Puddelöfen, Hammerschlag oder ähnliche Materialien grob gekörnt und innig gemengt werden. Diese Materialien werden einzeln für sich oder in Mischungen mit kohlenhaltigen Materialien gemengt. Ich habe die Staub- oder die feine Abfallkohle von Anthracit oder bituminöse Kohle oder den feinen Staub der Holzkohle als für diesen Zweck geeignet gefunden.

15 bis 20 Gewichtsprocent Anthracitkohle habe ich für genügend gefunden, um das Desoxydiren zu verhindern; da Holzkohle viel flüchtiger ist, wende ich bis 25 pCt. an. Kalk, Thon, in einigen Fällen Salz werden in solchen Verhältnissen mit der Kohle und den eisenhaltigen Materialien gemengt, dafs die so gemengte Masse geeignet geformt werden kann, und so, dafs eine glasartige, nicht flüssige Schlacke gebildet wird, wenn das Material der Ofenhitze ausgesetzt wird.

Selbstverständlich müssen die Verhältnisse der Materialien je nach dem Eisengehalt der Erze oder der anderen Materialien variirt werden. Einige Erze können in hohem Grade kalkhaltig sein, in welchem Falle der Kalk gänzlich oder theilweise hinweggelassen wird.

Thonerdehaltige Erze erfordern sehr wenig, manchmal gar keinen Thon; in jedem Falle müssen die Ingredienzien je nach den Bestandtheilen der Erze variirt werden.

Bei Anwendung der Puddelofenschlacke, welche ca. 40 bis 55 pCt. Eisen und 10 bis 15 pCt. Kieselsäure enthält, wende ich 5 bis ι ο pCt. des Gesammtgewichts gute Thonerde, ungefähr die Hälfte dieses Quantums Kalk und 10 bis 15 pCt. Hammerschlag an, um die Masse in 2 Stunden in schmiedbares Eisen zu verwandeln. Ein geringer Procentsatz Schlacke kann auch mit Vortheil angewendet werden. Auch wird in einigen Fällen Kochsalz gebraucht, um die Unreinigkeiten zu zertheilen.

20 bis 30 pCt. Schlacke können mit Vortheil angewendet werden, um dem Eisen Faser zu geben und auch um die geformte Masse intact zu halten, wenn dieselbe der Schmelzhitze des Ofens ausgesetzt wird. Die Schlacke wird auch bei solchen Erzen oder metallhaltigen Materialien verwendet, welche ohne diese Beimengung nicht genügende Haltbarkeit besitzen.

Ein weiterer Vortheil der thonerdehaltigen, kalkhaltigen und kochsalzhaltigen Mengungen wird durch Analysiren des Productes darin gefunden, dafs die phosphorhaltigen, schwefligen und anderen Unreinigkeiten in der Schlacke mit fortgeführt werden, sobald das reducirte Metall durch den Hammer, die Quetsche oder durch Walzen bearbeitet wird, weil die meisten Unreinigkeiten und besonders der Phosphor eine

gröfsere Affinität zur glasartigen Schlacke als zum Eisen besitzen und besonders zu der Zeit, ; wo die Verwandlung vor sich geht.

Die verschiedenen Substanzen können pulverisirt und durch eine Poch- oder andere geeignete Mühle in feuchtem Zustande innig gemengt werden.

Den Substanzen wird sodann eine geeignete Form gegeben, vorzugsweise unter bedeutendem Druck. Dieses Zusammendrücken mufs ein derartiges sein, dafs die Hauptfeuchtigkeit ausgedrückt und die Masse so fest wird, dafs dieselbe ohne weiteres in den Reducirofen eingeführt werden kann und während 2 Stunden einer geeigneten Hitze ausgesetzt, aus dem Ofen herausgezogen und in Luppen oder Barren schmiedbaren Eisens gehämmert oder gewalzt wird.

Ein weiteres Erfordernifs, welches sich herausgestellt hat, ist, dafs die Gestalt der geformten Masse eine solche sein mufs, dafs die Hitze dieselbe schnell durchdringen kann und dafs es nur erforderlich ist, dafs die Hitze 1 bis 2 Zoll von der Oberfläche einzudringen hat. Obgleich bei Anwendung von Sorgfalt und genügender Zeit eine Masse, welche 40 oder mehr Centimeter von aufsen bis zur Innenfläche mifst, reducirt werden kann, so kann dies nur durch Anwendung von mehr Zeit und Feuerungsmateria] geschehen, so dafs die sonst erzielten Ersparnisse des Verfahrens verloren gehen.

Es ist wichtig, dafs die Operation im Öfen so schnell wie möglich und mit möglichst geringem Verlust an Metall ausgeführt wird, um eine so vortheilhafte Gewinnung zu sichern, dafs die Auslage für Einrichtung, Feuerungsmaterial und Arbeit gedeckt wird. Dieser Gewinn hängt hauptsächlich von der Gestalt der geprefsten Masse ab.

Eine Reihe von Ofenoperationen mit Masse von verschiedener Gestalt hat den Beweis geliefert, dafs eine röhrenartige, cylindrische Gestalt die geeignetste ist. Diese röhrenförmigen Stücke werden aufrecht gestellt und genügend Raum zwischen den einzelnen Cylindern gelassen, so dafs die Hitze frei circuliren kann.

Diese röhrenförmigen Stücke werden mit Löchern oder Oeffnungen versehen, welche von der Aufsen- bis zur Innenwandung reichen, um eine freie Circulation der Hitze nicht allein aufserhalb, sondern auch innerhalb der rohrförmigen Massen zu sichern. Die Masse kann vorteilhaft rohrartig mittelst einer ähnlichen Maschine, wie zur Herstellung von gewöhnlichen Drain ageröhren angewendet wird, hergestellt werden.

Die Gröfse dieser röhrenförmigen Stücke wird durch die Leichtigkeit der Handhabung bestimmt. Eine vortheilhafte Gröfse ist 42 bis 45 cm Höhe, 17 bis 20 cm äufserer Durchmesser "und ein innerer Durchmesser zwischen den Innenwandungen von 7 bis 8 cm. Solche Massen können leicht durch eine Feuerschaufel in den Ofen eingeführt werden.

Werden diese Stücke höher hergestellt, so müssen sie, um leicht eingeführt zu werden, stärker geformt sein, in welchem Falle sie nicht so leicht von der Hitze. durchzogen und reducirt werden. Demzufolge werden die Kosten vermehrt und die Dauer der Behandlung erhöht. Das Formen der Masse in der angegebenen Gestalt und den angegebenen Dimensionen gestattet eine gröfse Fläche, um Hitze zu absorbiren und zu erzeugen. Die Wirkung hiervon ist, dafs, wenn die geformten Materialien in den stark erhitzten Ofen eingeführt und correct gestellt werden, die durch die Einwirkung der Hitze erzeugten Gase von allen Flächen aus schnell entzündet werden.

Diese Gase umgeben die äufseren Flächen der geformten Masse und schützen dieselbe gegen Ofenoxydation, so dafs die Hitze vom Anfang der Operation an schnell erhöht werden kann, ohne den Gewinn zu verringern, wodurch das Verfahren durch Verminderung der Dauer der Ofen operation auf ca. 2 Stunden herabgesetzt wird und bedeutende Ersparnisse erzielt werden.

Es hat sich ferner als nothwendig herausgestellt, dafs die Masse während des Reducirverfahrens vollkommen in Ruhe bleibt; dies halte ich für sehr wichtig, wie ebenfalls, dafs die Mengung so ^zusammengesetzt wird, dafs eine nicht fliefsende Schlacke gebildet wird, welche in die durch das Verflüchtigen des Sauerstoffes gebildeten Höhlungen oder Zellen tritt und das Metall gegen die ox'ydirende Wirkung der Flamme schützt, bis die Masse herausgenommen und gehämmert, gequetscht oder gewalzt wird, wobei die glasartige Schlacke leicht entfernt und ein äufserst reines, homogenes Metall zurückgelassen wird.

Sind die Bestandtheile richtig gemengt, so kann das geformte Material einem genügend hohen Hitzegrad ausgesetzt werden, um eine schnellere Reduction zu sichern, ohne dafs das Metall darunter leidet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verwendung von Gemischen aus Eisenerzen oder eisenhaltigen Substanzen, Kohle und schlackenbildenden Substanzen in Form von durch Pressung erhaltenen rohrartigen Stücken mit oder ohne durchlochte Wandungen zur directen Darstellung von Eisen und Stahl.