DE298847C

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Publication number: DE298847C
Application number: DENDAT298847D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

Man ist neuerdings dazu übergegangen, zur Desoxydation des Stahls Calciumcarbid; zu benutzen. Dabei ergibt sich nun z. B. in Thomasstahhverken ein recht beträchtlicher Verlust an Carbid dadurch, daß erhebliche Teile desselben auf der Schlackendecke liegen bleiben oder, in ihr festgehalten, werden, ohne mit dem Stahl in Berührung zu kommen. Diese in der Schlacke zurückgehaltenen

ίο Carbidmasscn kommen natürlich für die Desoxydation des Stahles nicht in Betracht; sie bilden bisher unvermeidliche Verluste.

Der Zweck des der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens . ist nun die völlige Ausschaltung der vorstehend erwähnten Carbidverluste und eine möglichst gleichmäßige und schnelle Abteilung des Carbids auf die ganze zu desoxydierende Stahlmassc zwecks Erhöhung der desoxydierenden Wirkung des Calciumcarbids bis zur vollkommensten Ausnutzung.

Zwecks Erreichung dieses Zieles wird das Calciumcarbid nach vorliegender Erfindung nicht wie bisher im festen, sondern im flüssigen Zustande dem Stahl zur Desoxydation zugesetzt. Der flüssige Zustand des Calciumcarbids ermöglicht unter Ausschaltung der Verzettelung des Carbids durch die Schlacke zunächst eine weitgehende Verteilung diesselben über die ganze Stahlmasse, z. B. dadurch, daß das Carbid in den Strahl des aus dem Ofen in die Pfanne fließenden Stahles ■ gegossen wird. . , ' ■ ■ '

Die Schwierigkeit der Aufgabe besteht darin, die kleinen für die Desoxydation jeweils erforderlichen Mengen Calciumcarbid in flüssigem Zustande an die -Venyendüngsstelle zu bringen. Da der. Schmelzpunkt des Calciumcarbids sehr hoch ist, 3000⁰ C, seine •Wärmekapazität wegen seines geringen spezifischen Gewichtes sehr gering ist, besteht sogar im Schmelzofen selbst eine Erstarrungsgefahr (vgl. Borchers, Elektrische öfen, S. 82 und S..87), die bei kleinen Mengen noch größer wird, so daß man bisher an die Aufgäbe, mit flüssigem Calciumcarbid selbst zu. desoxydieren, noch nicht herangetreten war: Man hat die Vorteile des Carbids und der Flüssigkeit allerdings nutzbar machen wollen mit dem Vorschlag, zunächst eine Carbideisenlegierung herzustellen, die einen niedrigen Schmelzpunkt haben soll (amerik. Patent 868610). Das ist bedenklich und unwirtschaftlich. .

Man hat weiter schon Carbid bei der Herstellung von Stahl in der Weise verwendet, daß man festes oder geschmolzenes Carbid in den Konverter tat, spätestens einige Zeit nach Beginn des Blasens, um so den Vorgang der Stahlbildung durch Verbrennung des Kohlenstoffes und Phosphors durch eine sekundäre Reaktion des Carbids zu unterstützen. Hier handelt es sich also nicht um. die Zugabe für Desoxydationszwecke frühestens kurz vor dem Abstich, nachdem die Reinigung des Eisens vollendet ist. Offenbar liegt hier die besondere Schwierigkeit der leichten Erstarrung des Carbids überhaupt nicht vor. Es

schadet z.B. gar nichts, wenn das Calciumcarbid ganz oder teilweise bei der Zugabe erstarrt, da es in jedem Falle bei der langen Dauer der Berührung' mit dem Stahl gleich- ; mäßig in der ganzen Charge verteilt wird und mit ihr in Reaktion treten kann. Demgegenüber besteht bei der Desoxydation des Stahles mittels Calciumcarbid die -Notwendigkeit, daß- die Reaktionen in allerkürzester i

ίο Zeit λ'ΟΓ sich gehen müssen. Deshalb muß das Calciumcarbid unter allen Umständen in ■ flüssigem Zustande mit dem Stahl in Be- ! rührung kommen, wenn bei geringstmöglichem Verbrauch an Calciumcarbid! eine praktisch vollkommene Desoxydation erzielt. | werden soll. Dabei besteht aber eine besondere Schwierigkeit darin, daß das Carbid -j in einem Transportgefäß zu der Stahlmasse gebracht werden muß.

Sie wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch überwunden, d^!aß in dem Beförderungsmittel,.· also-gewöhnlich in der Pfanne, solche Wärmemengen aufgespeichert werden, daß diese einen T-emperaturverlust des Calciumcarbids bis .zur Erstarrung mit . Sicherheit verhindern. Es soll also die dem Calciumcarbid fehlende Wärmekapazität durch eine möglichst weitgehende Erhöhung der Wärmekapazität des Behälters oder der Pfanne ausgeglichen werdten, in welcher das flüssige Carbid vom Schmelzofen zur Verwendungsstelle gebracht wird. Zu diesem Zweck wird die Pfanne so ausgekleidet, daß sie bei möglichst weitgehender Isolation gegen Wärmeverluste nach außen in den mit dem flüssigen Carbid in Berührung stehenden "Teilen die Aufspeicherung möglichst großer Wärmemengen gestattet.

Alle, hochfeuerfesten Materialien, wie z. B.

Magnesit oder Kohlenstoff, erscheinen hiernach für die Auskleidung der Pfannen ge- j eignet. Sie können dabei in Form von Stei- | nen oder auch m Form knetbarer und dann in die Pfanne einzustampfender Massen benutzt werden. Diese Pfannen müssen aber vorgeheizt werden, weil die bloße Isolation nicht genügt. Solche beheizbaren Pfannen sind an sich bekannt," j edoch für ganz andere Zwecke und mit Heizvorrichtungen, welche die . hier notwendigen Hitzegrade über- j haupt nicht erzeugen können (brit. Patent 15477/92).. Es ist notwendig,'die Erhitzung bis zu dem Schmelzpunkte des Carbids zu treiben und hierzu ist die Beheizung des Gefäßes mit elektrischem Lichtbogen geeignet. Diese ist nun auch wieder so wirksam, daß das ,Beförderungsgefäß selbst ·' zum Einschmelzen des Carbids benutzt werden'kann. ■ ' ., Unter,Umständen kann auch der Ausgleich der niedrigen Wärmekapazität des Calciumcarbids dadurch erfolgen, daß neben dem flüssigen Calciumcarbid noch ein anderer Stoff λ^οη möglichst hoher Wärmekapazität, sei es nun in festem oder flüssigem Zustande in die Pfanne hereingegeben wird, der dann den Ausgleich des Temperaturverlustes im flüssigen Carbid bis -zu gewissem Grad zu übernehmen hätte.

Als Wärmeträger kann in die Pfanne jeder Körper beigegeben werden, der bei der notwendigen Temperatur einigermaßen beständig ist. Ein solcher Körper könnte aus dem· gleichen Stoff bestehen wie die Tiegelwand des mit Wärme zu ladenden Transportgefäßes. Es könnten also z. B. Kohlenstoffsteine von abgemessener Größe benutzt werden, welche z.B. in einem elektrischen Widerstandsofen unter Luftabschluß bis nahe an die .Lichtbogentemperatur, erhitzt worden sind.

Ist die Pfanne in geeigneter AVeise für die Benutzung vorbereitet, so soll sie nach vorliegender Erfindung auf möglichst hohe Temperaturen erhitzt werden, vor allem aber auf Temperaturen, welche oberhalb des Schmelzpunktes des Calciumcarbids liegen, damit eine Abkühlung und eine Erstarrung des letzteren bei Berührung' mit den Pfannenwänden mit Sicherheit verhindert wird.

Für das Anheizen der Pfannen ist danach jede Beheizungsart anwendbar, welche die in Frage kommenden Temperaturen zu liefern vermag. Nach vorliegender Erfindung soll das Anheizen der Pfanne in erster Linie durch Benutzung elektrischer Lichtbögen erfolgen.

Zu dem Zweck können entweder elektrische Lichtbögen unabhängig von den Wänden der Pfannen zwischen geeignet angeordneten Elektroden gebildet werden,.wie das Fig'. 1 veranschaulicht. Diese Art der Beheizung wird sich immer empfehlen, falls eine elekfrische, nicht leitende Pfannenauskleidung als Wärmespeicher benutzt wird. Werden dagegen Kohlenstoffsteine oder Massen angewandt, so kann der Lichtbogen auch zwi- ' sehen diesen und einer in den Tiegel hereinragenden Elektrode gebildet werden, wobei, dann die Kohlenstoffmassen der Tiegelwand . in geeigneter Weise mit dem zweiten Pol der Stromquelle zu verbinden sind. Eine Einrichtung dieser Art. ist in Fig. 2 veranschaulicht. ■'■■■"

Ist die Pfanne in der angegebenen Weise genügend hoch erhitzt worden, so- wird sie vor den Öfen gebracht, in welchem das Calciumcarbid erzeugt oder umgeschmolzen wird, und mit flüssigem Carbid gefüllt. Dabei ist dafür zu sorgen, daß sich über dem ■ flüssigen Carbid in der Pfanne bis zu seiner .Verwendung eine genügend dicke wärmeisolierende Schutzschicht befindet, für welche sich z. B. Kokspulver empfiehlt.

Die Fig. ι und 2 stellen die elektrische Be-

Claims

heizung zusammen mit der Pfanne nach vorliegender Erfindung nur beispielsweise . dar. In den Figuren bezeichnet α einen geeigneten, am besten eisernen Behälter, welcher zur Beförderung des flüssigen Calciumcarbids dienen soll und feuerfest ausgekleidet wird. Mit b ist eine Auskleidung der Pfanne bezeichnet, welche als Wärmeisolation dient, mit c die. feuerfeste Auskleidung, die gleichzeitg als Wärmespeicher dient. In beiden Figuren ist die Art der Beheizung der Pfanne schematisch dargestellt. In Fig. ι ragen in die Pfanne von unten zwei Elektroden herein, zwischen welchen der Lichtbogen gebildet Avird. Danach ist die Pfanne nach unten verschlossen gezeichnet. Es soll dadurch angedeutet werden, daß sich ein derartiger . Abschluß des Pfanneninnern ZAvecks Vermeidung unnötigeil Wärmeaufwandes empfiehlt. Natürlich könnte die Pfanne nach Art der Fig. ι auch aufrechtstehend angeheizt werden. Unter Umständen kann es ,auch empfehlenswert sein, daß Calciumcarbid nicht erst in besonderen Öfen zu schmelzen, sondem den Behälter, in welchem das Carbid in flüssigem Zustande, zur Verwendungsstelle1 gebracht werden-.soll, .kurz Pfanne genannt, so auszubilden, daß das Calciumcarbid direkt darin geschmolzen werden kann.. ■Als Beispiel für diese Arbeitsweise kann Fig. 2 betrachtet werden. In diesem Falle empfiehlt es sich für die feuerfeste Pfannenauskleidung, die in der . Figur mit c bezeichnet ist, mindestens aber für die Auskleidung des Pfannenbodens Kohlenstoffsteine oder. Kohlenstoff stampf- " . massen, gegebenenfalls in Form von Graphit zu verwenden und' diese Bodenauskleidung auf einer geeigneten, metallisch leitenden Plattet anzubringen. Diese Platte erhält dann einen Kontaktarm e, an welchem der eine Pol der Stromquelle angelegt wird. Der andere Pol wird mit einer vertikal und beweglich angeordneten, Kohlen- oder Graphitelektrode F verbunden, ■ so daß das in die · Pfanne eingefüllte Calciumcarbid in den elektrischen Stromkreis zwischen Bodenplatte und Kohlenelektrode eingeschaltet wird. Werden für die Bodenauskleidung Kohlenstoffsteine J0 benutzt, so empfiehlt sich zwecks Herbeiführung eines innigen Kontaktes zwischen diesen und der Platted die Einfügung einer Schicht g aus einem Graphitbrei, welcher während des Anheizens der Pfannen erhärtet. Bei der Beheizung nach Fig. 2 kann dann das Carbid je nach Wahl der Spannung entweder durch Lichtbogen-, oder durch Widerstandsheizung geschmolzen werden. P ate ν τ-An SPRtJc he:

1. Verfahren zur Desoxydation von Eisen und Stahl mittels Calciumcarbids, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbid vorher in einem Ofen geschmolzen und dem zu desoxydierenden Eisen in geschmolzenem Zustande zugesetzt wird, wobei die Erstarrung in dem gut. isolierten Beförderungsgefäß durch diesem zusätzlich zugeführte Wärme verhindert wird.

2. Pfanne zur Beförderung des geschmolzenen .Calciumcarbids, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeisolierung des Beförderungsgefäßes eine Auskleidung mit solchen Mengen von Stoffen solcher Wärmekapazität gewählt wird, daß durch Vorerhitzung der Auskleidung die zusätzliche Wärmemenge nach Anspruch 1 bereit gestellt werden kann.

3₍. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von Pfannen nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung der Pfannen vor ihrer Beschickung mit flüssigem Calciumcarbid auf Temperaturen, zweckmäßig oberhalb der Schmelztemperatur des ¹ Calciumcarbids, erhitzt wird.

4. Pfanne nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Verwendung von Kohlenstoff allein oder in Mischung mit andern feuerfesten Stoffen als feuerfeste Auskleidung. ' . '.-■·■'

5. .. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung der Pfanne durch elektrische Lichtbogen erfolgt, und zwar entweder derart, daß der elektrische Lichtbogen unabhängig, von der Pfanneauskleidüng zwischen Kohlenelektroden gebildet wird, welche in 100. die Pfanne hereinragen oder derart, daß der Lichtbogen zwischen der Auskleidung der Pfanne und einer vertikalen Elektrode spielt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, . daß die Verflüssigung des Calciumcarbids in den Pfannen nach Anspruch 2 erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.