DE302358C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

-M 302358 KLASSE 18ft. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Oktober 1915 ab.

Die Erzeugung von Roheisen bietet ein Beispiel dafür, daß ein durch seine vorzügliche Eigenschaften ausgezeichnetes Erzeugnis Avie Holzkohlenroheisen durch das viel geringwertigere Koksroheisen verdrängt wurde, trotzdem die Vorzüge des Holzkohlenroheisens mit seinem dichten und zähen Gefüge, leichter Bearbeitungsfähigkeit und Unempfindlichkeit gegen Temperaturwechsel auch jetzt allgemein

ίο anerkannt und geschätzt werden. Die letzten Gründe, welche diese Verschiedenheit in den physikalischen Eigenschaften auch bei ganz gleicher chemischer Zusammensetzung des Holzkohlen- und des Koksroheisens bedingen, sind bis jetzt unbekannt geblieben. Man muß sich daher damit abfinden, daß, wenn man ein Roheisen von den oben genannten Eigenschaften haben will, es mittels Holzkohlen hergestellt, d. h. mittels Holzkohlen aus den

ao geeigneten Eisenerzen im Hochofen erschmolzen werden muß, was bei den großen Holzkohlenmengen, die hierfür nötig sind, mit großen Kosten verknüpft und nur in sehr beschränktem Masse durchführbar ist.

Bei der Verhüttung von Eisenerzen im . Hochofen wird der zum Möller zugesetzte Brennstoff .(in diesem Falle Holzkohle) in ,drei

verschiedenen Richtungen hin ausgenutzt, und zwar wird:

i. durch Verbrennung des Brennstoffs die nötige Hitze erzeugt (also eine rein thermische Wirkung, wozu etwa 65 Prozent des gesamten Kohleneinsatzes nötig sind) ;

2. durch Berührung mit der Kohle und mit den Verbrennungsgasen werden die Erze, d. h. die Eisenoxyde, zu metallischem Eisen reduziert (also eine rein chemische Wirkung, wozu etwa 30 Prozent des Brennstoffeinsatzes verbraucht werden), und

3. durch Inberührungbleiben des reduzierten 4°. Eisens mit der Kohle und durch das Durchsickern der geschmolzenen Eisentropfen durch die Kohlenschicht löst das Eisen Kohlenstoff auf (also eine kohlende Wirkung, welche etwa 5 Prozent des Brennstoffeinsatzes beanspracht).

Die besonderen Eigenschaften des Holzkohlenroheisens dürften in erster Linie darauf zurückzuführen sein, daß die Kohlenstoffmodifikation in der Holzkohle doch nicht ganz identisch mit dem Kokskohlenstoff ist und vielleicht noch darauf, daß das Holzkohlen- ." roheisen in der Regel bei viel niedrigerer Temperatur erblasen wird.

Durch die vorliegende Erfindung wird ermöglicht, einen vollgültigen Ersatz für Holzkohlenroheisen unter Anwendung von nur 5 bis 6 Prozent des sonstigen Holzkohlenbe- , darfes herzustellen. Dies wird in der Weise verwirklicht, daß das in üblicher Weise mittels Koks als Brennstoff im Hochofen erblasene Roheisen im Konverter oder Herdofen ge-

frischt wird, bis es nahezu phosphorfrei ist. In der Regel enthält 'dann das Eisen wenig Kohlenstoff (meistens weniger als 0,1 Prozent) und wenig Schwefel, so daß es als fast rein S anzusehen ist. Hierauf wird das flüssige Flußeisen, das nicht desoxydiert zu werden braucht, mit einem erheblichen Überschuß von Holzkohle (beispielsweise 6 bis 7 Prozent vom Eisengewicht) in Berührung gebracht.

Diese Behandlung des Flußeisens mittels Holzkohle läßt sich gut in einem stehenden oder liegenden ausgemauerten Behälter, der mit Einguß-, Füll- und Abstichöffnungen versehen ist, ausführen, indem der Behälter mit zerkleinerter Holzkohle aufgefüllt und bei geschlossenem Abstich mit flüssigem Eisen beschickt wird. Während des Einfließens des Eisens kann noch irische Holzkohle immer nachgeworfen werden. Bei stehenden Behältern kann die Kohlung auch bei offenem Abstich vorgenommen -werden. Es empfiehlt sich aber dann, das aus dem Abstich herauslaufende gekohlte Eisen in einen Vorherd oder in eine Pfanne einlaufen. zu' lassen und es dann erst zu Masseln zu vergießen. Man kann auf diese Weise.¹ je; nach'der Höhe des Behälters und der Schnelligkeit, mit welcher man das Eisen einfliessen läßt, verschiedene Kohlungsgrade erhalten..

Das Eisen bleibt hierbei phosphor- und schwefelarm und der ganze darin enthaltene Kohlenstoff rührt fast ausschließlich aus der Holzkohle her. Wichtig ist' noch der Umstand, daß die Kohlung sich hier in ähnlicher Weise und bei ungefähr gleich niedrigerer Temperatur wie im Holzkohlenhochofeh vollzieht. Die bei der Ausführung dieses Verfahrens unvermeidlichen Wärme Verluste, bleiben, wenn man mit genügend großen· Massen arbeitet, ohne schädliche Wirkungen, weil in . dem Maße, "wie die Kohlung fortschreitet, das gekohlte Eisen trotz der sinkenden Temperatur an Dünnflüssigkeit zunimmt; liegt doch der Erstarrungspunkt des Flußeisens bei etwa 1500⁰C und der des Eisens mit 3 Prozent Kohlenstoff bei nur 1250⁰ oder gar darunter.

Wird der Holzkohle kleinstückiges Ferrosilizium und Ferromangan beigemengt, so löst das Eisen auch diese Zuschläge auf. Die Anreicherung an Mangan oder an Silizium kann übrigens auch in bekannter Weise durch Vermischen des flüssigen Eisens vor oder nach der Kohlung mit flüssigem, für sich eingeschmolzenem Ferromangan' oder Ferrosilizium vorgenommen werden.

Die beigefügten Photographien stellen geätzte Schliffe von Eisenstücken von drei verschiedenen Thömaschargen dar, die in der hier beschriebenen Weise mit Holzkohle behandelt worden sind und folgende Zusammensetzung aufweisen: .

Chargen	C	Mn	Si	S ,	P
a (N 231)	1.95	o,3	1.13	0,04.	0.14 es
b (N 147)	2,2	o,5	2,4	o,O4	0,09
c (N 238)	3.O5	0,47	1,0	0,04	0,14.

Einzelne dieser Chargen wogen ungefähr 15 000 kg, und trotz dieser großen Massen und der Kürze der Behandlung ist der ganze in dem Eisen enthaltene Kohlenstoff nicht nur völlig chemisch aufgenommen (und nicht etwa nur mechanisch eingeschlossen) sondern auch recht gleichmäßig verteilt.

Die niedriger gekohlten Chargen, wie z. B. . die Charge α und Charge b, sind außerordentlich zähe und entsprechen ihrem ganzen Verhalten nach den so selten gewordenen HoIzkohlenroheisenarten, die man mit »luckigem« und mit »blumigem Floß« bezeichnete..

Diese Eigenschaften sind möglicherweise darauf zurückzuführen, daß das Eisen darin aus einem sehr innigen ,Gemenge von Ferrit (halbdunkle), Perlit (ganz dunkle) und Zementit (helle Teile), die man auf den Bildern, namentlich auf dem Bilde a-, deutlich unterscheiden kann, besteht. Auf die Anwesenheit des Ferrits ist die hohe Zähigkeit zurückzuführen, während die beiden anderen Bestandteile die hohe Festigkeit bedingen.

Bei Erzeugung von walzbarem Eisen und von Stahl wird zwar mitunter Holzkohle zur Rückkohlung des Flußeisenbades verwendet, wobei ein Stahl mit einigen Zehntel Prozent Kohlenstoff erhalten wird. Das vorliegende Verfahren betrifft hingegen die Herstellung eines ganz andersartigen Erzeugnisses, welches nachgewiesenermaßen einen vollwertigen Ersatz für das so hoch geschätzte Holzkohlenroheisen bietet; Es wird hierbei nur der fünfzehnte/oder gar nur der zwanzigste Teil der sonst zur Herstellung von Holzkohlenroheisen benötigten Mengen Holzkohlen gebraucht, und ferner, was ebenfalls von großer Wichtigkeit ist, gestattet das neue Verfahren, jedes verhüttbare Eisenerz, wie z. B. die in reichlichen Mengen vorhandene einheimische Minette, hierfür zu verwenden. Auf diese Weise wird Deutschland selbst hinsichtlich der Herstellung der höchst bewerteten. Eisensorte — des Holzkohlenroheisens — vom Auslande völlig unabhängig, da man bei Benutzung dieses Verfahrens auf die Zufuhr fremdländischer Eisenerze nicht mehr angewiesen ist und mit einem sehr geringen Auf- wände an Holzkohle auskommt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Verfahren zur Herstellung eines Ersatzes für Holzkohlenroheisen, dadurch ge- xao

   kennzeichnet, daß gefrischtes flüssiges Eisen (Flußeisen) mit einem Überschuß an Holzkohle in enge Berührung gebracht wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Ersatzes für Holzkohlenroheisen nach An-• spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Berührung des Flußeisens mit der Holzkohle derartig kurz oder die Temperatur hierbei so niedrig gehalten wird, daß der entstehende Holzkohlenroheisenersatz trotz der stattgefundenen hochgradigen Kohlung noch ferrithaltig bleibt, wobei auch beide Maßnahmen zugleich angewandt werden können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.