DE242345C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

...- M 242345 KLASSE 21 h.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Schmelz verfahren im elektrischen Ofen, welches gestattet, seine Temperatur willkürlich einem bestimmten Wärmegrade anzupassen unter jeweiliger Berücksichtigung des zu behandelnden Schmelzgutes, sei es, daß letzteres lediglich geschmolzen werden soll, sei es, daß es zugleich eine chemische oder noch eine ändere physikalische Veränderung durchmachen

to soll. Das Verfahren kann daher sowohl zu rein metallurgischen Zwecken, wie beispielsweise auch zum Schmelzen von Oxyden der Alkalien, von Oxyden der alkalischen Erden, von Sesquioxyden der Erden und seltenen Erden, von Sulfiden benutzt werden.

Es ist bekannt, daß es in den meisten Fällen, in denen man den elektrischen Lichtbogen als Wärmequelle für einen Schmelzvorgang anwenden könnte, außerordentlich schwer ist, seine sehr hohe Temperatur und seine außerordentlich heftige Wirkung zu meistern, ohne im allgemeinen sehr komplizierte Hilfsmittel zur Anwendung zu bringen. Aber auch da, wo man diese Hindernisse aus dem Wege

.25 schaffen kann, stehen andere Gründe entgegen, welche eine rationelle Anwendung beeinträchtigen ; so die relativ kleine beherrschte Heizfläche und die mögliche Einführung von Verunreinigungen durch die Elektroden.

Es ist bekannt, daß man bereits versucht hat, dem letztgenannten Übelstande abzuhelfen, indem man zwischen das erschmolzene Gut und die Elektroden ein Schlackenbad einschaltete. In dieser Anordnung dienen die beiden Elektroden lediglich zur Zu- und Ableitung des elektrischen Stromes.

Nach' einem anderen Verfahren liegen in einem aus feuerfestem Material hergestellten Ofen die beiden Elektroden in der Sohle des Ofenherdes und sind durch eine ebenfalls aus feuerfestem Material hergestellte Brücke ge^L trennt. Der Stromkreis wird geschlossen, indem man einen Elektrolyten in flüssigem Zustand in den Ofen einführt und so den Stromübergang von der einen zu der anderen Elektrode herstellt. In den flüssigen Elektrolyten wird alsdann das Schmelzgut eingeführt.

Nach einem dritten Verfahren endlich soll die dem Schmelzgut zukommende Temperatur reguliert werden durch die Wärmeabsorption, die eine zwischen den Lichtbogen und das Schmelzgut zwischengelagerte Schlackenschutzdecke leistet. Nach der Beschreibung dieser Patentschrift kann die Vernichtung eines Teiles der vom Lichtbogen erzeugten Wärme auf drei Arten vor sich gehen. Einmal durch die bloße Überführung des Schlackenmaterials vom festen in flüssigen, geschmolzenen Zustand, zu welchem Zwecke fortwährend neue Schlacke zugeführt wird; sodann indem man einen Teil

der die Schlackenschutzdecke bildenden Körper aus der flüssigen Form in Dampfform überführt, zu welchem Zweck man den Ofen auch unter Druck arbeiten lassen kann. Endlich soll man die gewünschte Wirkung auch erzielen können, indem man in die die Schlakenschutzdecke bildenden Stoffe solche Körper einführt, die imstande sind, unter sich endothermische Wirkungen hervorzubringen. Dieses

ίο Verfahren verfolgt also den Zweck, das unterhalb der Schlackenschutzdecke befindliche Schmelzgut nur der Temperatur auszusetzen, die notwendig ist, um es zum Schmelzen zu bringen, während der Überschuß an Wärme durch alle möglichen Mittel in der Schlackenschutzdecke vernichtet werden soll. Diese kann also eine viel höhere Temperatur besitzen als diejenige, der das Schmelzgut ausgesetzt werden soll.

Das dem vorliegenden Patent zugrunde liegende Verfahren bedient sich ebenfalls eines Schlackenbades, aber Anwendung und Zweck desselben sind grundverschieden von derjenigen, die in den oben erwähnten bekannten Verfahren beschrieben wird.

In dem nachstehend geschilderten Vorgang ist das Schlackenbad stets in seiner gesamten Ausdehnung zwischen die den Strom zu- und ableitenden Elektroden eingeschaltet, wobei der Ofen auch selber eine der Elektroden bilden kann. Das Schlackenbad dient zugleich als Wärmesammler und als Mittel, um die Temperatur des Ofens jedem einzelnen Falle anzupassen. Solange der Ofen im Betrieb ist, wird immer nur mit einer und derselben Schlackenmenge gearbeitet.

Die Temperatur dieses flüssigen Schlackenbades, d. h. die dem Ofen zuzuführende Wärme, wird jeweilen nach folgenden Gesichtspunkten bestimmt:

i. Das erschmolzene Gut darf bei der Temperatur des Ofens weder einer oxydierenden Einwirkung der Luft, noch der Verflüchtigung ausgesetzt sein.

2. Der Aufwand an elektrischer Energie, der die Verflüssigung des Schlackenbades bewirken muß, soll möglichst gering gehalten werden.

Diesem Gesichtspunkt entsprechend wird

das Schlackenbad von Fall zu Fall in seiner Zusammensetzung wechseln. Die Körper, welche zur Herstellung dieser Schlackenbäder dienen, sind in der Hauptsache: Tonerde, Kieselsäure, Kalk, Magnesia, allein für sich oder in Mischung untereinander, oder in Gegenwart von Alkali oder Erdalkaliverbindungen.

Die so geschaffenen Schlackenbäder ermöglichen es, den elektrischen Ofen .jeder gewünschten Temperatur anzupassen.

Zum Beispiel um das Blei aus alten Akkumulatorenplatten wiederzugewinnen, wurde das Schmelzgut auf einem Schlackenbad folgender Zusammensetzung behandelt, die den elektrischen Ofen einer Temperatur von maximal 1200⁰ C. anpaßte.

60 Gewichtsteile eines Eisenerzes folgender Zusammensetzung:

Glüh verlust 15,75 Prozent

.FV₂O₃.......... 54.68 -

Al₂ O₃ 4,26

SiO₂ 16,95

CaO .. 8,10 -

99,74 Prozent 15 Gewichtsteile Ca O,
25 Gewichtsteile Kiesabbrände

100 Gewichtsteile.

Der Vorgang selbst ist folgender:

Bei geschlossenem Stromkreis wird die ungeschmolzene Schlackenmasse in den Ofen eingebracht und geht durch die vom Lichtbogen erzeugte Wärme in dünnflüssigen Zustand über. In dieses Bad führt man dann das Schmelzgut ein, das sich in ihm auflöst, d. h. ebenfalls in dünnflüssigen Zustand übergeht, da die Temperatur des Schlackenbades so gewählt ist, daß gerade dieses Resultat erreicht wird.

Der Übergang des Schmelzgutes in flüssigen Zustand bewirkt natürlich, daß dem Schlackenbade, das zugleich als" Wärmesammler dient, ein Teil seiner Wärme entzogen wird, die ihrerseits wieder durch die Umsetzung der entsprechenden Menge elektrischer Energie in Wärme ersetzt wird.

Ist das Schmelzgut ein Metall, so sinkt es, einmal flüssig, infolge seiner Schwere zu Boden, handelt es sich dagegen um ein Erz oder Mineral, so sinken seine metallischen Bestandteile infolge ihres größeren spezifischen Gewichts zu Boden, während die schlackebildenden Bestandteile des Erzes oder Minerals sich dem flüssigen Schlackenbade einkörpern. In diesem Falle werden bei der Herstellung des Schlackenbades seine Bestandteile unter Berücksichtigung der verschlackenden Bestandteile des Erzes oder Minerals derartig gewählt, daß durch die Einkörperung dieser Teile der beabsichtigte Wirkungsgrad des Schlackenbades nicht gestört wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zum Schmelzen von Metallen und anderen Stoffen in elektrischen Lichtbogenofen unter Verwendung eines Schlackenbades, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst zwischen den übereinander angeordneten Elektroden ein' Schlackenbad,

   beispielsweise aus Tonerde, Kieselsäure, Kalk, Magnesia, allein für sich oder in Mischung miteinander, gegebenenfalls unter Zusatz anderer Flußmittel, erzeugt wird, dessen Zusammensetzung von Fall zu Fall der erforderlichen Schmelztemperatur entsprechend gewählt wird, worauf das Schmelzgut stetig in solchen Mengen in das Schlackenbad eingeführt wird, daß sich die Wärmezufuhr durch den Strom und der Wärmeverbrauch durch Schmelzung das Gleichgewicht halten.