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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JVr 198953 KLASSE 186. GRUPPE- JVr 198953 CLASS 186th GROUP

Dr. OTTO MASZENEZ in WIESBADEN.Dr. OTTO MASZENEZ in WIESBADEN.

Herdfrischverfahrens.Cooker freshening process.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juli 1907 ab.Patented in the German Empire on July 21, 1907.

Zur Darstellung schmiedbaren Eisens aus Roheiseneinsätzen mit hohem Silicium- und Phosphorgehalt ist das Herdfrischverfahren wenig geeignet. Das für die Möglichkeit ' der Phosphorabscheidung unerläßliche basische Herdfutter wird bei Verarbeitung derartigen Roheisens nach dem gewöhnlichen Herdfrischverfahren durch die langewährende Berührung mit der anfänglich sehr sauren Schlacke raschFor the representation of forgeable iron from pig iron inserts with a high silicon and The stove-freshening process is not very suitable for phosphorus content. That for the possibility ' Basic fodder, which is essential for phosphorus deposition, becomes such when processed Pig iron after the usual stove-freshening process through long-term contact quickly with the initially very acidic slag

ίο zerstört, und die sehr bedeutenden Zuschläge basischer Substanzen (Kalk, Eisenoxyde), welche bei hohem Siliciumgehalt des Roheisens erforderlich sind, um die Schlacke genügend basisch und für die Aufnahme von Phosphorsäure geeignet zu machen, vermehren die Schlackenmenge dermaßen, daß, auch wenn der Phosphorgehalt des Roheisens sehr beträchtlich war, doch nur eine Schlacke mit niederem Phosphorsäuregehalt erfolgt, deren Marktwert gering ist. Auch die neueren Herdfrischverfahren, welche eine möglichst vollständige Phosphorabscheidung vor der Kohlenstoffverbrennung erstreben, sind aus den angegebenen Gründen auf Roheisen mit niederem Siliciumgehalt angewiesen, wenn auf gute Haltbarkeit des Futters und hohen Phosphorsäuregehalt der Schlacke Wert gelegt wird.ίο destroyed, and the very significant surcharges basic substances (lime, iron oxides), which if the pig iron has a high silicon content are necessary to make the slag sufficiently basic and suitable for the absorption of phosphoric acid, multiply the amount of slag was such that, even if the phosphorus content of the pig iron was very considerable, it was only one Slag is made with a low phosphoric acid content, the market value of which is low. Even the newer stove-freshening processes, which require the most complete possible phosphorus separation Aiming before carbon combustion are based on pig iron for the reasons given with low silicon content, if on good shelf life of the feed and high phosphoric acid content of the slag is important.

Die Absicht, die erwähnten Übelstände, welche ein hoher Siliciumgehalt des zur Verwendung kommenden phosphorhaltigen Roheisens im Gefolge hat, zu vermeiden, hat, wie bekannt und in Lehrbüchern der Eisenhüttenkunde beschrieben (z. B. Ledebur, 4. Auflage, 3. Abteilung, Seite 1037 und 1038), zur Anwendung des sogenannten kombinierten Bessemer-Herdfrischverfahrens geführt, bei welchem das Roheisen zunächst zur Entfernung des Siliciumgehaltes in der sauer ausgekleideten Birne vorgeblasen wird bis zum Beginn der Kohlenstoffverbrennung, wonach das entsilicierte Roheisen dem basischen Herdfrischofen zugeführt und dort in gewohnter Weise entkohlt und entphosphort wird. Dieses Verfahren verhindert zwar die schnelle Zerstörung des basischen Herdfutters, ermöglicht aber auch bei hohem Phosphorgehalt des Roheisens nicht die Entstehung einer wertvollen Schlacke von hohem Phosphorsäuregehalt. Letzteres findet seine Erklärung in der Notwendigkeit, zum Zwecke der Entkohlung und Entphosphorung und zur möglichsten Abkürzung des Verbleibens des Einsatzes im Herdfrischofen bedeutende Zuschläge von oxydierenden Körpern, wie Eisenoxyden (neben Kalk), zu machen. Auch wenn das Verblasen in der sauren Birne bis zur völligen Entkohlung getrieben wurde, ist bei hohem Phosphorgehalt des Einsatzes ein mehrstündiges Verbleiben desselben im Herdfrischofen unerläßlich, da ' bei der hohen Temperatur, auf der der Einsatz gehaltenThe intention of the mentioned evils, which a high silicon content of the to use coming phosphorus-containing pig iron in the wake, has to be avoided, as is known and in textbooks of iron and steel science (e.g. Ledebur, 4th edition, 3rd division, page 1037 and 1038), for the application of the so-called combined Bessemer stove-freshening process out, in which the pig iron initially to remove the silicon content in the acid-lined pear is pre-blown until the start of carbon combustion, after which the desiliconized pig iron is fed to the basic stove-top refining furnace and there in is decarburized and dephosphated in the usual way. This procedure prevents the Rapid destruction of the basic cooker feed, but also possible with a high phosphorus content of pig iron does not result in the formation of a valuable slag with a high phosphoric acid content. The latter finds its explanation in the need for the purpose of decarburization and dephosphorization and important for shortening the period of use in the stove-freshening oven To make aggregates of oxidizing bodies, such as iron oxides (in addition to lime). Even when the blowing in the sour pear has been driven to complete decarburization If the insert has a high phosphorus content, it will remain in the oven for several hours indispensable because of the high temperature at which the insert is kept

werden muß, selbst bei reichlichem Zusätze von Oxydationsmitteln, die Entphosphorung nur langsam vonstatten geht.must be, even with plenty of additives of oxidizing agents, dephosphorization is slow.

Die beschriebenen Übelstände, welche bei der Umwandlung eines zugleich silicium- und phosphorreichen Roheisens in schmiedbares Eisen nach den bekannten Verfahren eintreten, lassen sich vermeiden, wenn man solches Roheisen, unter dem Roheisen mitThe evils described, which in the conversion of a silicon and at the same time enter cast iron rich in phosphorus into malleable iron according to the known processes, can be avoided if one has such pig iron under the pig iron

ίο mehr als ι v. H. Silicium und mehr als ι v. H. Phosphor verstanden wird, zunächst gemäß dem aus der Patentschrift 167962 bekannten basischen Windfrischverfahren, jedoch nur bis zur Entfernung des größten Teiles des Phosphorgehaltes, behandelt und ihm dann den Rest des Phosphors durch Behandlung in einem basischen Herdfrischofen entzieht, wonach es in diesem Herdfrischofen oder in einer Gießpfanne in bekannter Weise desoxydiert und rückgekohlt wird.ίο more than ι v. H. silicon and more than ι v. H. Phosphorus is understood, initially according to that known from the patent 167962 basic wind freshening process, but only until the removal of most of the phosphorus content, treated and then him removes the rest of the phosphorus by treating it in an alkaline stove-top oven, after which it is deoxidized in a known manner in this stove-top refurbishing furnace or in a pouring ladle and is charred.

Es empfiehlt sich, das gekennzeichnete kombinierte basische Windfrisch-/basische Herdfrischverfahren in der folgenden Weise auszuführen:It is recommended to use the marked combined basic wind-fresh / basic To carry out stove-freshening procedures in the following manner:

Einsätze des Roheisens mit mehr als 1 v. H. Silicium und mehr als 1 v. H. Phosphor werden in der basisch ausgekleideten Birne unter Zusatz von Oxyden (wie Eisenerzen) und Kalk verblasen bis zur völligen oder fast völligen Oxydation des im Einsatz enthaltenen Siliciums. Die Menge des Zusatzes sowie seine Beschaffenheit muß so gewählt sein, daß er mit der durch Oxydation des Siliciums enstehenden Kieselsäure (und dem durch Verbrennung von im Einsatze vorhandenen Mangan entstehenden Manganoxydul) eine leichtflüssige Schlacke bilden kann, die so sauer sein muß, daß sie irgendwie erhebliche Mengen von Phosphorsäure nicht aufzunehmen vermag. Diese saure Schlacke wird unmittelbar, nachdem sie gebildet ist, was sehr rasch vonstatten geht, möglichst vollständig abgegossen. Darauf wird, indem jetzt die Erfindung einsetzt, nur etwa ²J₃ der Kalkmenge, welche erforderlich wäre, um den gesamten im Metallbade enthaltenen Phosphor nach Neutralisierung eines in der Birne etwa zurückgebliebenen Restes saurer Schlacke als Phosphorsäure in Form vierbasischen Kalkphosphats zu binden, zugesetzt und weitergeblasen bis zur Oxydation des größten Teiles des ursprünglich im Einsatz vorhandenen Phosphors. Das Blasen wird zweckmäßigerweise unterbrochen, wenn der Phosphorgehalt des Einsatzes bis auf ungefähr 0,3 v. H. gesunken ist. Nach Abgießen der sehr phosphorsäurereichen und eisenarmen , Schlacke wird das nunmehr völlig entkohlte, aber noch in geringem Maße phosphorhaltige Metall aus der Birne in eine Pfanne entleert, dem basischen Herdfrischofen zugeführt und dort unter Anwendung von basischen Zusätzen bis zum gewünschten Grade weiter entphosphort, wonach der Einsatz in gewohnter Weise entweder im Herdfrischofen selbst oder in der Gießpfanne desoxydiert und rückgekohlt wird.Use of pig iron with more than 1% H. silicon and more than 1 per cent. H. Phosphorus is blown into the base-lined pear with the addition of oxides (such as iron ores) and lime until the silicon contained in the insert is completely or almost completely oxidized. The amount of the additive as well as its nature must be chosen so that it can form a light slag with the silicic acid produced by the oxidation of silicon (and the manganese oxide produced by the combustion of the manganese present in the insert), which must be so acidic that it is somehow acidic unable to absorb significant amounts of phosphoric acid. This acidic slag is poured off as completely as possible immediately after it has formed, which happens very quickly. Now that the invention begins, only about ² J _{3 of} the amount of lime which would be required to bind all of the phosphorus contained in the metal bath after neutralization of any residual acidic slag remaining in the pear as phosphoric acid in the form of tetrasic lime phosphate is added and blown on until most of the phosphorus originally in use is oxidized. The blowing is expediently interrupted when the phosphorus content of the insert is down to approximately 0.3%. H. has decreased. After the very phosphoric acid-rich and low-iron slag has been poured off, the now completely decarburized, but still slightly phosphorus-containing metal is emptied from the pear into a pan, fed to the basic stove-top furnace and there, with the use of basic additives, further dephosphorized to the desired degree, after which the Use in the usual way either in the oven itself or in the pouring ladle is deoxidized and recarburized.

Bei Herdfrischöfen mit großem Fassungsraum werden die in der basischen Birne, wie beschrieben, vorbereiteten Einsätze nacheinander in den Ofen eingebracht, bis er gefüllt ist. Auch läßt sich in diesem Falle das Verfahren im Herdfrischofen kontinuierlich gestalten, da bei Vorhandensein einer größeren . Menge bereits genügend entphosphorten Eisens im Ofen sowie einer das Metallbad bedeckenden, stark basischen und an -Qxyjieri_ reichen Schlackenschicht die Entphosphorung neuer Einsätze, welche durch diese Schlackenschicht hindurchgegossen werden, so rasch vonstatten geht, daß die Einbringung weiter in der Birne vorbereiteter, noch phosphorhältiger Einsätze mit der Entnahme bereits entphosphorten Metalls aus dem Herdfrischofen abwechseln kann. Soll der Betrieb im Herdfrischofen in dieser Weise kontinuierlich geführt .werden, so muß die sich bildende phosphorsäurereiche Schlacke von Zeit zu Zeit entfernt und durch frische Zusätze von j basischen und oxydierend wirkenden Körpern] ersetzt werden. Wie oben erwähnt, ist das' Blasen in der Birne zu unterbrechen, wenn noch ungefähr 0,3 v. H. Phosphor im Metall enthalten sind. Eine weitergehende Entphos-^ phorung schon in der Birne ist aus mehreren"! Gründen unzulässig; bei weiter fortgesetztem'] Blasen findet eine starke Vermehrung des'^₁ Eisenabbrandes statt (wie bekannt, ist der j Verlust an Eisen durch Oxydation beim¹! basischen Windfrischverfahren im Anfange des Nachblasens, solange noch größere Mengen Phosphor im Bade sind, nur gering, steigt dagegen sehr gegen das Ende des Nachblasens, während der Verbrennung der letzten Zehntel vom Hundert Phosphor), was nicht nur einen unmittelbaren Verlust durch geringeres Ausbringen an Metall bedeuten würde, sondern auch eine Wertverminderung der erfolgenden Schlacke, deren Phosphor Säuregehalt um so geringer ist, je größere Mengen oxydierten Eisens von ihr aufgenommen werden. Die Anwesenheit einiger Zehntel vom Hundert Phosphor in dem völlig entkohlten Metall ist auch erforderlich, um die Gefahr des Erstarrens während seiner Überführung in den Herdfrischofen zu vermindern. Um diese Gefahr noch weiter zu verringern, ist es, namentlich bei größerer Entfernung des Herdfrischofens von der Birne, in welcher das Verblasen besorgt wird, zweckmäßig, eine Rückkohlung des Metalls mittels festen Kohlenstoffs (Anthrazit, Koks)In the case of deep-freezing ovens with a large capacity, the inserts prepared in the basic pear, as described, are placed one after the other in the oven until it is full. In this case, too, the process in the hearth freshening oven can be made continuous, since a larger one is available. Amount of already enough dephosphorized iron in the furnace as well as a strongly basic slag layer rich in -Qxyjieri_ covering the metal bath, the dephosphorization of new inserts, which are poured through this slag layer, takes place so quickly that the introduction of further inserts prepared in the pear, still phosphorus-containing inserts can alternate with removing metal that has already been dephosphated from the oven. If the oven is to be operated continuously in this way, the phosphoric acid-rich slag that forms must be removed from time to time and replaced with fresh additions of basic and oxidizing bodies]. As mentioned above, the 'blowing in the pear is to be stopped when it is about 0.3 v. H. Phosphorus contained in the metal. A further Entphos- ^ phorung already in the bulb is made of several "reasons inadmissible;! In further continued '] bubbles is a proliferation of' ^ ₁ Eisenabbrandes place (as is known, is the j loss of iron by oxidation of the ¹ basic! Wind freshening process at the beginning of the reblowing process, as long as there are still larger amounts of phosphorus in the bath, increases very little towards the end of the reblowing process, during the burning of the last tenths of a hundred phosphorus), which does not only mean an immediate loss due to lower metal output but also a decrease in the value of the resulting slag, the phosphorus acid content of which is the lower, the larger quantities of oxidized iron it absorbs. The presence of a few tenths of a hundred phosphorus in the completely decarburized metal is also necessary to avoid the danger of solidification during it in order to reduce this risk even further If you are reluctant, it is advisable, especially when the stove is far away from the pear in which the blowing is carried out, to recarbonize the metal by means of solid carbon (anthracite, coke)

vorzunehmen, nachdem es die Birne verlassen hat. Eine mäßige Rückkühlung des in der Birne vorgeblasenen Metalls ist auch für den Verlauf des Verfahrens im Herdfrischofen von Vorteil, da die Anwesenheit eines geringen Kohlenstoffgehalts (etwa 0,5 v. H.) den Eintritt einer kurzen Kochperiode veranlaßt, wodurch die Entphosphorung im Herdofen beschleunigt wird; auch schützt ein geringer Kohlenstoffgehalt das Eisen selbst vor zu starker Oxydation während des Verweilens des Einsatzes im Ofen.after it has left the pear. A moderate re-cooling of the in the Pear pre-blown metal is also used for the course of the process in the stove-top freshener advantageous, since the presence of a low carbon content (about 0.5%) causing a short cooking period to commence, thereby accelerating dephosphorization in the hearth furnace; also protects A low carbon content prevents the iron from oxidizing too much during the Lingering the insert in the oven.

Der durch das neue. Verfahren erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß es mittels desselben möglich ist, silicium- und phosphorreiches Roheisen unter gleichzeitiger Gewinnung einer sehr phosphorsäurereichen wertvollen Schlacke in schmiedbares Eisen umzuwandeln, welches in jeder Beziehung dem nach den bekannten Verfahren hergestellten Herdfrischeisen ebenbürtig ist. Das Futter der in Anwendung kommenden Apparate wird nur sehr wenig angegriffen, da die saure Schlacke, welche zunächst in der Birne gebildet wird, nur ganz kurze Zeit mit dem basischen Birnenfutter in Berührung bleibt und dann entfernt wird, während das basische Futter des Herdfrischofens mit Körpern, welche auflösend auf es einwirken könnten, überhaupt nicht in Berührung kommt. Ein weiterer großer Vorzug des Verfahrens besteht in der Schnelligkeit, mit welcher die Umwandlung des Roheisens in schmiedbares Eisen erfolgt, da der Aufenthalt des vorgeblasenen Metalls im Herdfrischofen nur kurze Zeit währt.The through the new. Technological progress achieved is that it by means of the same is possible, silicon- and phosphorus-rich pig iron with simultaneous Extraction of a very valuable slag rich in phosphoric acid in malleable iron to convert which in every respect the one produced by the known processes Cooker fresh iron is equal. The lining of the apparatus in use is only slightly attacked because the acid slag, which is initially formed in the pear, only for a very short time with the basic pear food remains in contact and then removed while the basic Lining the stove with bodies that could have a dissolving effect on it, does not come into contact at all. Another great benefit of the process is there in the speed with which the cast iron is converted into malleable iron, since the pre-blown iron stays there Metal in the oven only lasts a short time.

Claims

Patent-to sayings:

I. Process for the production of malleable iron from pig iron with more than 1 per cent. H. silicon and more than ι v. H. Phosphorus by means of a combined basic wind-freshening and stove-freshening process, in which the pig iron is first blown into the pear lined with a base with the addition of alkaline bodies (such as lime j iron oxides) in such an amount and composition that these additives, with the oxidation of the im In the metal bath containing silicon, the resulting silicic acid forms a highly fluid, strongly acidic slag, this slag is removed from the pear immediately after the silicon has been oxidized and then after the addition of lime. for the oxidation of phosphorus is paced, characterized in that, after casting of the acidic slag is only about ^_2/3 of the quantity of lime which would be required to cover the entire contained in the bath phosphorus in the form tetrabasic Kalkphosphats to bind, is added and further blowing only so long until most of the existing phosphorus is oxidized, after which, after the resulting phosphoric acid-rich slag has been poured off, the metal is transferred in a liquid state to a basic-lined stove-top refining furnace and further dephosphorized therein with the use of basic additives, and it is then deoxidized and charred in the usual way.

2. Recooling of the according to claim 1 to the oxidation of most of the existing phosphorus pre-blown metal by means of solid carbon for Purpose of lowering its melting temperature and bringing about a boiling process during its further treatment in the stove-freshening oven.