DE222831C

DE222831C -

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Publication number: DE222831C
Application number: DENDAT222831D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 222831 KLASSE 18 δ. GRUPPE

in FROGES, IsERE.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Februar 1906 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 11. Februar 1905 anerkannt.

die Priorität

Die guten Erfolge, welche mit den sogenannten Roheisenmischern bezüglich der Gleichartigkeit des Roheisens für die Stahlfakrikation erzielt worden sind, haben schon längere Zeit den Wunsch nahegelegt, auch bei der Fabrikation von Flußeisen und Stahl eine größere Gleichmäßigkeit der Qualität dadurch zu erzielen, daß man in einem Gefäße, welches geeignet ist, größere Mengen aufzustapeln, das im Bessemer-, Thomas-, Martin- oder sonstigen Prozeß in relativ Meinen Mengen erzeugte Flußeisen zusammengießt.

Bisher war es nicht möglich, diesen Gedanken in die Wirklichkeit umzusetzen, da es einerseits nicht gelungen war, so große Massen genügend warm zu halten, andererseits zu verhindern, daß die geringen Bestandteile des Stahles an Kohlenstoff, Mangan, Silicium usw. dem oxydierenden Einfluß der Schlacke preisgegeben wurden, und endlich, weil die einmal in dem Behälter befindlichen Stahlmengen den Bedürfnissen des Betriebes entsprechend in ihrer Beschaffenheit nicht geändert werden konnten.

Auch der Vorschlag, solche großen Behälter mit Elektrizität zu heizen, wurde gemacht; jedoch ist bisher keine brauchbare Konstruktion zur Ausführung dieses Gedankens in Vorschlag gebracht oder ausgeführt worden, und vor allem wurde auch kein gangbarer Weg angegeben, eine Veränderung der Zusammensetzung des Stahles durch die oxydierende Einwirkung der Schlacke zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einesteils die Erwärmung solch großer Stahlmassen zu ermöglichen, andererseits die oxydierende Wirkung der Schlacke zu beseitigen. . Sie bezweckt ferner, die Möglichkeit zu schaffen, auch das in dem großen Behälter befindliche Flußeisen und den Stahl durch Zusätze in ihrer Zusammensetzung zu ändern und eine Ent-Schwefelung des Stahles vorzunehmen.

Das neue Verfahren ist gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender für sich bekannter Maßnahmen, nämlich:

a) der Verwendung eines möglichst geschlossenen elektrischen Ofens von solcher Größe, daß der Inhalt mehrerer Bessemer-, Martin- oder anderer für Stahl- und Flußeisenbehandlung dienender Öfen hineingeht;

b) der Schaffung einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre in dem Mischofen;

c) der Regelung der Temperatur des Ofeninhaltes durch Zufuhr elektrischer Energie, durch welche drei Maßnahmen in ihrer gemeinsamen Anwendung erreicht wird, daß die Des-Oxydation der Schlacke und des Eisenbades, die Entschwefelung des letzteren, eine Vermehrung oder Verminderung des Kohlenstoffge-

haltes oder anderer Bestandteile ermöglicht wird und das Weitervergießen zu gegebener Zeit erfolgen kann.

Das Warmhalten der großen Menge Stahl mittels Elektrizität soll z. B. dadurch herbeigeführt werden, daß der große Behälter mit zwei oder mehr Elektroden versehen wird, welche entsprechend der Patentschrift 148706 angeordnet sind, und welche der geschmolzenen

ίο Masse den elektrischen Strom in gleicher Weise, wie dort beschrieben, zuführen und dadurch die notwendige Erhitzung bewirken.

Je nachdem, ob Gleichstrom, Einphasenwechselstrom oder Dreiphasenwechselstrom zugeführt wird, wird dann der Behälter mit zwei, drei oder mehr Elektroden ausgerüstet.

Die Menge des Stromes, welche zu der nötigen Erhitzung notwendig ist, ergibt sich aus folgender Betrachtung:

Der Ofen wird einen Teil der im eingefüllten Flußeisen oder Stahl enthaltenen Wärme aufnehmen, auch wird ein Teil der Wärme durch die Ausstrahlung des Ofens verloren. Dieser Verlust muß durch Strom \vieder ersetzt werden. Es würde das jedoch nicht genügen, um das Metall so heiß zu halten, daß es jederzeit wieder vergossen werden kann, oder um in dem Ofen metallurgische Prozesse einzuleiten und durchzuführen, welche einen Wärmeverbrauch verursachen. Nach den mit dem Ofen nach Patentschrift 148706 vorliegenden Erfahrungen würde ein großer Behälter von beispielsweise 100 t Inhalt zum Ausgleich der durch Strahlung u. dgl. entstehenden Wärmeverluste eine elektrische Energie von 1500 P. S. nötig haben. Werden einem solchen Ofen nun 2500 P. S. zugeführt, so werden etwa 1000 P. S. übrig bleiben, welche, da sie 635 Kalorien für jede P. S. erzeugen, . für die Steigerung der Wärme des Stahlbades und für metallurgische Zwecke 635000 Kalorien in der Stunde verfügbar machen.

Da die spezifische Wärme des Stahles etwa 0,1667 (^s· Stahl und Eisen 1907, S. 1769) ist, so genügt diese Wärmemenge, etwa 25 t Stahl, weiche dem Mischer stündlich zugeführt werden, um etwa 150 ° C. zu erhitzen. Würde statt einer Steigerung von 150 ° eine solche von 75° genügen, so könnte der Mischer, wenn er mit einer Maschine von 2500 P. S. betrieben wird, stündlich 50 t Stahl aus Thomas- oder Martinöfen aufnehmen. Er würde daher in der Lage sein, allen Anforderungen eines Großbetriebes zu entsprechen; denn eine Erzeugung von 50 t in der Stunde entspricht einer solchen von 1200 t in 24 Stunden oder von 3600001 im Jahre, wäre also in der Lage, die Erzeugung der größten deutschen Stahlwerke zu verarbeiten. Er ist daher befähigt, die bisher ungelöste Frage der Erwärmung großer Mengen Flußeisen oder Stahl zu lösen.

Die schädlichen Einwirkungen der Schlacke auf die Zusammensetzung des Stahlbades werden dadurch beseitigt, daß einesteils der elektrische Strom, in einer bestimmten Weise angewendet, die Schlacke vollständig desoxydiert, d. h. alle in derselben aufgelösten Oxydationsstoffe des Eisens und. ähnlicher Metalle reduziert, andererseits dadurch, daß dem Ofen aus einer in seiner Nähe zu errichtenden Gasanlage reduzierende Gase zugeführt werden, welche das Eindringen von Luft in den Ofen verhindern, wodurch die Umbildung von Eisenoxydul in Eisenoxydoxydul in der Schlacke unmöglich, und infolgedessen auch die ungünstige Beeinflussung der Zusammensetzung des Flußeisens oder Stahles durch die Schlacken beseitigt wird.

Die Notwendigkeit, die Zusammensetzung der Stahlmenge auch noch zu ändern, nachdem dieselbe z. B. aus den bekannten Thomas-, Konverter- oder Martin-Öfen in den Mischer eingebracht ist, wird dadurch bedingt, daß in einem großen Stahlwerke sehr häufig die Qualität des zu vergießenden Stahles geändert werden muß. Es muß daher möglich sein, durch Einbringung ganz weichen oxydierten Flußeisens das beispielsweise vorher in dem Behälter befindliche härtere Flußeisen in seinem Kohlenstoffgehalt herunterzusetzen; es muß aber auch möglich sein, in dem Behälter befindliches weiches Flußeisen durch Hinzufügung von gewissen Stoffen in härteres Flußeisen umzuwandeln. Wegen des Kraftüberschusses von 1000 P. S., welche in der elektrischen Anlage vorhanden ist, ist es möglich, in den Mischer Zusätze von z. B. Ferromangan, Ferrosilicium, Kohlenstoff oder mit Eisen beschwerten Kohlenstoff einzubringen und in dem Bade ohne Gefahr der Rückphosphorung aufzulösen und dadurch eine von der früheren abweichende Qualität herzustellen.

Der neue Mischer genügt also in jeder Hinsicht den Anforderungen, welche an denselben in der Praxis gestellt werden müssen, und ermöglicht die Erzielung einer neuen technischen Wirkung, welche bisher nicht erzielt werden konnte.

Der Mischer kann in der verschiedensten Art und Weise ausgeführt werden. In der Beschreibung ist eine Ausführungsform vorgeführt, welche sich nahe an das Patent 148706 anlehnt.

Der beispielsweise hier beschriebene Mischer berücksichtigt zuerst den Grundsatz, daß die Ausstrahlungsverluste desto kleiner sind, . je geringer die Oberfläche des ausstrahlenden Körpers ist; es wurde daher die runde Form gewählt. Für einen Ofen von 100 t Fassungsvermögen, welcher mit einer Maschine von 2500 P. S. gespeist wird, würden sich dann etwa folgende Größenverhältnisse ergeben: Oberfläche des Bades 26 qm, Tiefe 1 m.

Bei der Verwendung von dreiphasigem

Claims

Wechselstrom müßte der Ofen mit drei Elektroden ausgerüstet werden. Bei Verwendung von Gleichstrom oder einphasigem Wechselstrom würden zwei Elektroden genügen. In letzterem Falle würden dieselben einen Querschnitt von 0,95 X 0,95 m und eine Länge von 5 m erhalten. In ersterem Falle würde der Querschnitt entsprechend vermindert werden können. Bei diesen Abmessungen würden die Elektroden 6 bis 7 Wochen ununterbrochen gebraucht werden können. Der Ofen besteht aus einem Blechgehäuse, welches mit basischem feuerfesten Stoffe ausgekleidet ist, und wird getragen durch zwei kreisförmige Segmente, welche unter demselben an dem Blechgehäuse befestigt sind, und auf welchen er nach vorn und hinten gekippt werden kann. Die Kippbewegung kann durch hydraulische, elektrische oder sonstige mechanische Vorrichtungen irgendwelcher Art herbeigeführt werden. Im vorliegenden Falle ist ein hydraulischer, drehbarer Zylinder q vorgesehen, dessen Hunger p drehbar mit dem Ofen verbunden ist. Es ist natürlich nicht ausgeschlossen, den Ofen auch feststehend zu bauen und durch Anordnung verschiedener übereinanderliegender Abstichöffnungen die gewünschten Mengen aus demselben zu entnehmen. Der Schmelzherd α wird durch einen Deckel b nach oben abgeschlossen, durch welchen die drei Elektroden c1, c2 und c3 hindurchgehen. Jede dieser Elektroden wird von einem Arme d1, d% und d3 getragen, der durch Vermittlung des elektrischen Motors f auf- und abwärts bewegt werden kann. Jeder dieser Arme wird durch Leitrollen g zwischen U-Eisen geführt, die unter Zwischenschaltung eines Isoliermittels an der hinteren Seite des Ofens befestigt sind. Jede Elektrode wird durch ein Band aus mehreren metallischen Streifen umfaßt, welch letztere durch die Schraubenwelle h angezogen oder gelöst werden können. Die Schraubenwelle h wird durch ein Rad i und geeignete Zahnradübersetzungen gedreht. An dem Ofengehäuse α ist ein Ansatz oder Schnabel j befestigt, in welchen das Metall beim Kippen des Ofens eintritt, und aus. welchen es direkt in eine Pfanne abgegossen werden kann, oder welche auch in der Art eines Vorherdes ausgeführt werden kann, in welchem Falle dann das Metall durch einen in diesem Vorherd angebrachten Stopfen ausfließt. Der Ofen erhält drei Türen k1, k2 und k3, welche den Elektroden c1, c2 und c3 gegenüberliegen. Die Elektroden sind von mit Wasser gekühlten, hohlen Metall ringen I umgeben. In dem Gehäuse befindet sich ferner eine Öffnung m, welche mit einem Gaserzeuger η in Verbindung steht, und durch welche das zur Schaffung einer neutralen oder 60 reduzierenden Atmosphäre nötige Gas eingeleitet wird. Der ganze Mischer wird auf einen Unterbau 0 aufgestellt, auf welchem sich auch die kreisförmigen Segmente beim Kippen des Ofens ab- 65 rollen. Die Öffnungen und Türöffnungen des Ofens werden durch gutschließende Klappen und Türen geschlossen. Das durch die Öffnung m in den Mischer einströmende Gas erzeugt in dem Ofen einen Überdruck, wodurch das Eindringen von Luft, selbst beim Öffnen der Türen, vermieden wird. Es wird vielmehr in dem Falle durch die Öffnungen ein Gasstrom oder eine Flamme nach außen austreten. Patent-A ν Sprüche:

1. Verfahren zum Mischen von Stahl oder Flußeisen, welches von einem oder mehreren Bessemer-, Martin- oder anderen Öfen herrührt, gekennzeichnet durch die vereinigte Anwendung folgender für sich bekannter Maßnahmen, nämlich a) der Verwendung eines möglichst geschlossenen elektrischen Ofens von solcher Größe, daß der Inhalt mehrerer Bessemer-, Martin- oder anderer für Stahl- und Flußeisenbehandlung dienender Öfen hineingeht; b) der Schaffung einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre in dem Mischofen; c) der Regelung der go Temperatur des Ofeninhaltes durch Zufuhr elektrischer Energie, durch welche drei Maßnahmen in ihrer gemeinsamen Anwendung erreicht wird, daß die Desoxydation der Schlacke und-des Eisenbades die Entschwefelung des letzteren, eine Vermehrung oder Verminderung des Kohlenstoffgehaltes oder anderer Bestandteile ermöglicht wird und das Weitervergießen zu gegebener Zeit erfolgen kann.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neutrale oder reduzierende Atmosphäre in dem Ofen durch Einleiten eines geeigneten Gases gesichert wird.

3. Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend in einem kippbaren elektrischen Ofen mit zwei oder mehr Elektroden, welcher durch Deckel und Tür geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenraum mit einem Gaserzeuger in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.