-
Verfahren zur Herstellung von Thomasroheisen für den basischen Konverter.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, den Verbrauch an Manganerz für die Beschickung
von Hochöfen zur Erzeugung von Thomasroheisen für den basischen Konverter zu vermindern.
-
Bekanntlich enthält das zur Herstellung von Stahl im basischen Verfahren
im Thomaskonverter verwendete Roheisen im allgemeinen I bis 2 Prozent Mangan. Es
wird hergestellt, indem der Gattierung des Hochofens eine genügende Menge Mangänerz
zugefügt wird, um diese Zusammensetzung zu erzielen, wobei der in die Schlacke gehende
Teil eingerechnet wird.
-
Dieses Thomasroheisen genannte Roheisen ist arm an Silicium, im allgemeinen
weniger als o,75 Prozent, was für die Herstellung des Thomasstahls wesentlich ist;
denn siliciumreiche Roheisen sind im Könverter schwer zu behandeln und verursachen
einen starken Auswurf.
-
Das Manganerz spielt im Hochofen bei dieser Verminderung des Siliciums
eine vorwiegende Rolle, insofern es die Reduktion der Kieselsäure in den gewünschten
Grenzen regelt. Die Reduktion zu Mangan findet ganz wie die zu Silicium durch die
Kohle in der Herd genannten Zone des Hochofens statt. Man kann also offenbar leicht
den Vorgang so leiten, daß die Einwirkung der Kohle auf das Manganerz der Gattierung
erleichtert und die auf die Kieselsäure vermindert wird, d. h. die Reaktion der
Kieselsäure soll paralysiert werden.
-
Andererseits trägt das Mangan zur Entschwefelung des Roheisens bei;
aber dieser Erfolg kann auch ohne Mangan durch einen genügend heißen und kalkreichen
Gang des Hochofens erzielt werden.
-
Was die Schutzwirkung des Mangans gegen die Oxydation des Stahlbades
des Konverters angeht, so zeigt die Erfahrung, daß sie bei einem Mangangehalt des
zu behandelnden Roheisens biss auf o,5 Prozent herab genü-gend ist.
-
Auf Grund dieser Erwägungen hat sielt die Erfinderin die Aufgabe gestellt,
ohne Zufügung odr mit Zufügung von sehr wenig Mangan zur Gattierung ein genügend
entschwefeltes Roheisen in heißem Ofengang herzustellen, welches weniger als z Prozent
Mangan, im allgemeinen sogar nicht mehr als 0,5 Prozent und weniger als .0,75
Prozent Silicium enthält. -Dieses Ergebnis wird erreicht, indem man in dem Hochofen
mit Thomasgang das Manganerz ganz oder teilweise ersetzt durch Schrott, Stahlabfall
oder Stahldrehspäne und auch durch schwer reduzierbare Eisenerze, wie gewisse Erze'
aus Schweden, von der Insel Elba u. a., oder endlich durch eisenhaltige Schlacke.
-
Nun sind diese Stoffe schon zur Herstellung von Roheisen-angewendet
worden, aber
immer zusammen mit der üblichen Menge von Manganerz,
und ihre Fähigkeit, diese Erze zu ersetzen, scheint bisher nicht vermutet worden
zu sein.
-
Die Ersetzbarkeit des Manganerzes durch die gemannten Stoffe erklärt
sich damit, daß sie bei dem Schmelzen oder ihrer Reduktion im Herde des Hochofens
dieselbe Wirkung hervorrufen, da sie genügend Wärme absorbieren, um die Reduktion
der Kieselsäure zu verhindern, dabei aber das Bad doch in einer seine völlige Flüssigkeit
sichernden Hitze zu lassen.
-
Das nach diesem Verfahren heiß hergestellte, manganarme (weniger als
o,5o Prozent Mangan) und siliciumarme (weniger als o,75 Prozent Si) Roheisen ergibt
in dem Thomaskonverter einen Stahl, der sowohl hinsichtlich seiner Herstellungsweise
als der Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses den Stählen in nichts nachsteht,
die aus dem üblichen Thomasroheisen mit einem Gehalt von I bis 2 Prozent Mangan
erzeugt worden sind.
-
Die Vorteile der Verwendung eines solchen Roheisens sind offenbar:
I. Wenn man bei der Gattierung des Hoch ofens das Mengenverhältnis der genannten
Stoffe auf die Grenzen beschränkt, welche aus thermischen Gesichtspunkten gerade
noch genügen, um die Reduktion der Kieselsäure zu verhindern, wobei das Mengenverhältnis
von der Art der Stoffe abhängt, dann ist es nicht nötig, den Koksverbrauch zu steigern,
um ein überhitztes, vollkommen flüssiges und genügend entschwefeltes Eisen zu erhalten.
-
2. Der Koksverbrauch wird im Gegenteil durch die Verwendung dieser
eisenreichen Stoffe vermindert, und die Siliciummenge, deren Reduktion nicht verhindert
werden kann, ist in größere Mengen Metall verteilt, und das Eisen ist entsprechend
ärmer 'an, Si.
-
3. Der Verlust durch Abbrand im Thomaskönverter ist infolge des geringen
Mangan- und Siliciumgehaltes geringer.
-
4. Endlich führt der Ersatz des Manganerzes durch die fraglichen Stoffe
an und für sich schon zu einer Ersparnis des Gestehungspreises.
-
Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht in der Umschmelzung
der metallischen Stoffe oder des im Ofen schwer zu reduzierenden Erzes besteht,
sondern ihre Eigentümlichkeit ist die Unterdrückung oder Verminderung des Manganerzverbrauches,
welche durch diese Umschmelzung ermöglicht wird. Daran hatte man bisher nicht gedacht,
da man die physikalische und chemische Rolle der verschiedenen genannten Stoffe
nicht erkannt hatte.
-
Im folgenden sind einige Gattierungsbeispiele und die Zusammensetzung
des erhaltenen Eisens angegeben, um den Unterschied des neueri Verfahrens gegenüber
dem gewöhnlichen Thomasverfahren besser zum Ausdruck zu bringen.
-
Gattierung ohne Manganerz: Erz von Valde-Fer 864, Erz von Maron I8I3,
Phosphatkreide II5, Kalkstein 688, Manganerz o, Stahlabfall (scraps) 2,83, Alteisen
aller Art 2,77, Stahldrehspäne I67,24, Gußdrehspäne 2o,o6.
-
Analyse. Heißerschmolzen: Si o,54 Prozent, Mn o,39 Prozent, S o,o78
Prozent. Mittlere Schmelzhitze: Si o,37 Prozent, Mn o,3o Prozent, S o,o93 Prozent.
-
Der Phosphorgehalt dieser Eisen ist 2 Prozent, dann wurde er auf I,85
Prozent verringert, und das erklärt den geringeren Verbrauch an Phosphatkreide in
den folgenden Beispielen.
-
Gattierung mit schwachem Manganerzzusatz: Erz von Val-de-Fer 846,
Erz von Maron I293, entphosphorte Schlacken 34,33, Kalkstein 594,oo, Manganerz 5,4o,
Stahlabfall (scraps) 47,92, Stahlschrott 62,32, altes Gußeisen Io,2I, Stahldrehspäne
I23,85, Gußdrehspäne I8,29.
-
Analyse. Heißerschmolzen: Si o,49 Prozent, Mn o,52 Prozent, S o,o84
Prozent. Mittlere Schmelzhitze: Si o,37 Prozent, Mn o,46 Prozent, S o,o9 Prozent.
-
Gattierung mit schwachem Mänganerzzusatz: Erz von Valde-Fer 772, Erz
von Maron I536, Phosphatkreide 54,7, Kalkstein 63o,o, Manganerz 7,o9, Stahlabfall
(scraps) 64,7, Stahlschrott 67,7, Stahldrehspäne 40,5, Gußdrehspäne 2,5,o.. _ .
-
Analyse.
-
Heißerschmolzen: Si o,63 Prozent, Mn 0,58 Prozent, S 0,o67
Prozent. Mittlere Schmelzhitze: Si 0,37 Prozent, Mn 0,49 Prozent, S 0,o88
Prozent.
-
Aus diesen Analysen geht der Unterschied zwischen dem schwach manganhaltigen
Roheisen, -dessen Herstellungsgegenstand: dieses Patent ist, und dem bisher angewendeter
Thomasroheisen hervor, dessen Gehalt an Mangan nie unter 1 Prozent geht.