DE367958C - Verfahren und Einrichtung zum Entfernen von Kohlenstoff aus Eisen und anderen Metallen oder Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Entfernen von Kohlenstoff aus Eisen und anderen Metallen oder Legierungen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Kohlenstoff aus Metallen und "Metallegierungen zur Herstellung voll Stahl oder anderen kohlenstoffarmen "Metallen und Legierungen, ohne daß ein nennenswerter Verlust an Stoffen, wie Mangan, Chrom, Silizium usw., .die im Schmelzbade verbleiben sollen, eintritt, sei es durch Oxydation (Verschlackung) oder Verdampfung. Dies wird ereicht durch Zuführung von Sauerstoff in oder auf das Bad bei niedrigen Temperaturen, d. h. Temperaturen, die nicht weiter über dem Schmelzpunkt des jeweils behandelten lletalles oder Legierung liegen, als zur Erhaltung eines leichtflüssigen Bades erforderlich ist und andererseits nach oben in Grenzen gehalten werden können, innerhalb deren noch keine nennenswerte Verdampfung von Metallen stattfindet. Die Arbeitstemperatur richtet sich mithin nach dem Schmelzpunkte des jeweils zu .behandelnden Metallex (oder Legierung), sie wird geregelt und innegehalten durch Außernbeheizung des Bades, die auch durch Stichflammen erfolgen kann, mit denen der wirksame Sauerstoff zugeführt werden kann. Dabei ist es von grundlegender Bedeutung für die Durchführung des Verfahrens die Sauerstoffzufuhr derart zu regeln oder zu beschränken, daß die Bildung überschüssiger Oxyde möglichst vermieden wird, also die Oxyde in ein gewisses Verhältnis zu dem vorhandenen Kohlenstoff gebracht und erhalten werden. Hieraus geht hervor, daß die Sauerstoffzufuhr im allgemeinen um so geringer zu bemessen ist, je mehr der Kohlenstoffgehalt des Bades abnimmt. Bei ;eilauer Bemessung der Sauerstoffzufuhr ist es möglich, den Vorgang so zu leiten, daß Oxvdationen und Reduktionen sich das Gleichgewicht halten, mithin nicht mehr Oxyde gebildet werden, als von dem im Bade befindlichen Kohlenstoff gleichzeitig reduziert %"-erden. Dabei bleibt bei fortgesetzter Iiohlenoaydent«#icklung die Badoberfläche metallisch klar, und eine Schlackenbildung ist fastgar nicht wahrnehmbar. Bilden sich im Laufe des Prozesses größere Schlackenmengen, als erwünscht ist, meist als Folge zu reichlicher Sauerstoffzuführung oder ungeeigneter Temperatur, so läßt sich dies durch Temperatursteigerung oder Verminderung der Sauerstoffzufuhr sofort beseitigen.
• Der Sauerstoff kann sowohl in reiner Form, als Luft, Sauerstoff, Luftgemisch oder mit anderen Gasen, wie V erbrennüngsgasen, oder -in Form von Oxyden zugeführt werden. Zweckmäßig bei der Durchführung des Verfahrens ist eine möglichst feine und ausgiebige Verteilung der Sauerstoffzufuhr, also bei dem Durchblasen mittels möglichst vieler Düseil mit geringem Querschnitt und bei dem Aufblasen auf die Oberfläche dadurch, daß diese möglichst in ihrem ganzen Umfange der Einwirkung des Sauerstoffs ausgesetzt wird. Eine ausgiebige Einwirkung des Sauerstoffs auf das Bad läßt sich auch erzielen, indem tnan die Stichflammen oder Ausblasedüsen in einem Winkel schräg auf das Bad richtet; dieses wird (durch die aufstoßenden Gase) in eine fließende Bewegung versetzt, wobei dein wirksamen Sauer stott immer wieder neue, kohlenstotireichere Teile des Bades werden. Dabei ist die Strömungsgeschwindigkeit auf (las inindest erforderliche -Maß zu beschränken. damit eine zu weitgehende Oxvdation vermieden wird.
• Da hei dem Verfahren durch die stattfin-(lenden Umsetzungen Wurme im allgemeinen nicht frei wird, so muß die für die Durchführung erforderliche Wärrne von außen zugeführt werden in einem -Maße, daß (las Bad gut flüssig bleibt, was ütirch die obenerwähnte regelbare Flaminenbeheizung oller in sonstiger geeigneter Weise erreicht -werden kann.
• Es wurde gefunden, (Maß (las Verfahren sich am glattesten lind mit bestem Erfolge durchführen läßt, wenn der benötigte Sauerstoff in der Weise zugeführt -wird, daß Luft möglichst gleichmäßig auf die Oberfläche des Bades aufgeblasen wird. Eine Schmelze von Spiegeleisen finit rr,r Prozent Mn und 5,24. Prozent C, die eine Stunde lang bei einer Temperatur von etwa r3oo bis 140o° C in dieser Weise behandelt wurde, ergab einen Uanganstahl finit 1,32 Prozent C und r r Prozent Mn. Er zeigte hei der mechanischen Bearbeitung die typischen Eigenschaften eines guten Manganstahls. «Es waren also durch dieses Verfahren nennenswerte 'Mengen -Mangan - we(ler durch Verschlackung. noch Verdampfung verlorengegangen. Weitere Versuche dieser Art hatten ähnliche Ergebnisse, die Badoberfläche blieb während der Dauer - des Verfahrens fast vollständig schlackenfrei. Bei einem Ferro-Chrom mit etwa 8 Prozent C, das nach dem Verfahren behandelt wurde, ergab> sich in ganz kurzer Zeit eine Herabsetzung des Kohlenstoffgehaltes auf o,3-. Prozent, ohne daß nennenswert Chrom verlorenging.
• Bei (lein Aufblasen von Sauerstoff auf die Oberfläche des Bailes finden die Reaktionen nur an dieser statt. ein Aufsteigen von Gasblasen aus dem Innern ist nicht festzustellen, auch nicht, nachdem die Wiiidzuftilir eingestellt ist. Damit dürfte (leg -Nachweis erbracht sein, (Maß in (leg vorliegenden F,rfinrhing ein Mittel gegchen ist. einem Metallbade den Kchlenstoft zu entziehen, ohne (Maß (fieses Sauerstoff aufnimmt, weni-stens nicht in Mengen, die für das Produkt sc@lii@llicli ,i:A und deshalb wieder entfernt wer.lei( iaüllten.
• Zur Entkohlung von 'Metallen hat inan schon ein Verfahren vnrgeschlag"n, lief welchem eine auswählende (selektive) Oxydation des Kohlenstoffs unter Schonung der sonstigen oxv,dierbaren Bestandteile des Metallbades erstrebt wurde. Dies sollte erreicht werden (furch Regelung (leg chemischen Verwandschaften rler verschiedenen Elemente in (lern zti behandelnden 'Metalle zum Sauerstoff, in,rlein auf (las Metallbar' ein Gemisch von oxydierendem und reduzierendem Gas zur f?inwirkung gebracht werden sollte. wobei die Zusannnensetzung des Gas-einisches derart eingestellt werden mußte, rlaß rlie Sauerstofftension des Gasgemisches unter (len jeweiligen Bedingungen geringer ist. als der Dissoziationsdruck ('2r Oxyde jener Elemente, die nicht oxydiert werden sollen. Dieses recht tnnstän ,dliclie Vorarbeiten usw. erfordernde Verfahren beruht, wie ohne weiteres ersichtlich ist, auf ganz anderen Grundlagen als das vorliegende Verfahren.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Entfernen von Kohlenstoff aus Eisen und anderen -Metallen oder Legierungen zwecks Erzeugung von Stahl sowie kohlenstoffarmen 'Metallen usw. mittels Sauerstoffs ohne nennenswerten Verlust an Stoffen, wie 'Mangan, Chrom, Silizium tisw., die im Schmelzbade verbleiben sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuführung derart geregelt wird, daß nur so viel (oder nicht mehr) -Metalloxyd gebildet wird, wie (leg jeweils reaktionsfähige Kohlenstoff wieder reduzieren kann, so daß also. im wesentlichen in gleichem 'Maße -Lind zu gleicher Zeit O1_vdation und -Reduktion stattfindet, wobei das Bad durch Außenheizung auf einer Temperatur gehalten wird, die den jeweiligen Schmelzpunkt des -Ietalles nicht -wesentlich übersteigt und eine nennenswerte Verdampfung von Stoffen, die im Bade verbleiben sollen, ausschließt.
2. 2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, claß ,die zur Durchführung des Prozesses erforderliche Wärme gleichzeitig mit dem benötigten Sauerstoff dem Bade zugeführt wird, zwecl<niäßig durch eine oder mehrere tichflaiiiinen, bei denen der Gehalt -.in S S Sauerstoff oder Oxyden nach Bedarf geregelt wird.
3. 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Atisl>l<tse(lüsen in schräger Richtung zur 1ia(loberfläche angeordnet sind, so (Maß durch den aufstoßenden Gasstrom (las Bad in fließende Bewe-ung gesetzt wird.