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Verfahren zur Herstellung von kohlenstoff- und siliziumarmen Chromlegierungen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Darstellung von kohlenstoff- und
siliziumarmen Chromlegierungen durch Bessemern von Chromlegierungen mit hohem Siliziumgehalt
gemäß Hauptpatent 393999 und besteht darin, daß chromhaltige Schlacke von einem
weiter fortgeschrittenen Stadium des Entsilizierens eines früheren Bessemerprozesses
einem folgenden Bessemerprozeß in einem früheren Stadium oder schon am Anfang des
Entsilizierens zugeführt wird, bis der Chromgehalt der Schlacke ein Minimum erreicht
hat, worauf das Blasen unterbrochen und nach Abgießen der ganz oder nahezu chromfreien
Vorschlacke zu Ende geführt wird.
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Die entstandene chromhaltige Endschlacke wird vorteilhaft in dem Konverter
zurückgehalten, so daß sie an dem Verblasen der nächsten Charge teilnimmt.
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Beim Verblasen einer siliziumreichen Chromlegierung wird bekanntlich
zunächst überwiegend Silizium oxydiert. Mit dem sinkenden Siliziumgehalt in der
gebessemerten Legierung wird die Oxydation von Chrom gesteigert. Es hat sich nun
herausgestellt, daß ntben dem Siliziumgehalt der Legierung für die Oxydation des
Chroms der Chromgehalt der mit der gebessemerten Legierung in Berühnzng befindlichen
Schlacke bestimmend ist. Es verhält sich nämlich so, daß (unter im übrigen gleichen
Verhältnissen) einem gewissen augenblicklichen Siliziumgehalt in der gebessemerten
Legierung ein gewisser augenblicklicher Chromgehalt in der Schlacke entspricht.
Beispielsweise entsprechen, unter gewissen Umständen, 15 Prozent Si in der Legierung
etwa 3 Prozent Cr in der Schlacke, und andererseits entspricht etwa i Prozent Si
in der Legierung etwa 15 Prozent Cr in der Schlacke. Hierbei ist es gleichgültig,
vorausgesetzt daß die Gleichgewichtslage zwischen einerseits Silizium in der Legierung
und anderseits Chrom in der Schlacke sich hat einstellen können, ob das in der Schlacke
vorhandene Chrom von der Oxydation des Chroms der gebessemerten Legierung stammt
oder der Schlacke, beispielsweise in Form von Stoffen, welche Sauerstoffchromverbindungen
enthalten, zugeführt worden ist. Wie sich die Gesetzmäßigkeit, die hier vorstehend
erläutert ist, äußert, dürfte aus folgendem Beispiel hervorgehen: Angenommen, beim
Bessemern einer Siliziumchromlegierung sei der Siliziumgehalt der Legierung in einem
gewissen Augenblick auf 15 Prozent heruntergebracht
worden. In
der mit der Legierung in Berührung befindlichen Schlacke sind dann etwa 3 Prozent
Cr vorhanden. Wird nun dem fortschreitenden Prozeß Chromerz zugeführt (das also
den Chromgehalt der Schlacke auf über 3 Prozent erhöht), so hört nicht nur augenblicklich
die Oxydation des Chroms der Legierung auf, sondern es wird vielmehr nunmehr Chrom
mit Silizium aus der Schlacke ausreduziert, und dies geht so lange weiter, bis der
Chromgehalt der Schlacke so weit gesunken ist, daß er dem augenblicklichen Siliziumgehalt
entspricht. Wäre andererseits in dem angeführten Beispiel der Schlacke anstatt Chromerz
beispielsweise chromfreies Kalksilikat von entsprechender Basizität zugeführt worden,
so würde die Siliziumoxydation augenblicklich aufhören und statt dessen ausschließlich
Chrom oxydiert werden, bis der Chromgehalt der Schlacke eine dem augenblicklichen
Siliziumgehalt der Legierung entsprechende Höhe erreicht hätte.
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Wie die vorstehend erläuterten Verhältnisse durch das neue Verfahren
nutzbar gemacht werden können, dürfte am besten aus folgendem Anwendungsbeispiel
hervorgehen : In einem Konverter wird 35 Prozent Si enthaltendes Siliziumchromeisen
in bekannter Weise mit Luft gefrischt. Dem fortschreitenden Prozeß wird hierbei
chromreiche Schlacke (mit beispielsweise 15 Prozent Cr) von einem vorhergehenden
Bessemerprozeß zugeführt. Diese Schlacke schmilzt und verbindet sich im Konverter
mit der durch die Oxydation gebildeten Schlacke. Solange der Gehalt der gebessemerten
Legierung an Silizium noch hoch ist, wird hierdurch nicht nur jegliche Oxydation
des Chroms der Legierung verhindert, sondern es wird auch Chrom aus der Schlacke
herausreduziert und in die Siliziumchromlegierung überführt. Diese Reduktion von
Chrom aus der Schlacke erfolgt, bis Gleichgewichtslage zwischen dem Siliziumgehalt
der Legierung einerseits und dem Chromgehalt der Schlacke anderseits sich hat einstellen
können. Würde darauf das Bessemern fortgesetzt werden, so würde wiederum Chrom anfangen,
aus der Legierung oxydiert zu werden. Um dies zu vermeiden, wird daher das Bessemern
so nahe wie möglich dem Augenblick, wo der Chromgehalt der Schlacke ein Minimum
ist, unterbrochen, was an der Farbe der Schlacke ziemlich scharf erkannt werden
kann. Die im Konverter befindliche Schlacke wird abgelassen, worauf das Bessemern
der Legierung, gegebenenfalls unter Zuführung von Chromerz und Kalk, fortgesetzt
wird, bis der Siliziumgehalt der gebessemerten Legierung auf den gewünschten Grad
heruntergebracht ist. Der Prozeß wird dann abgeschlossen, Legierung und Schlacke
abgegossen und die Schlacke zu einem folgenden Bessemerprozeß verwandt und zweckmäßig
zu einem möglichst frühen Entsilizierungsstadium zugeführt.
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Eine andere zweckmäßige Ausführungsform des neuen Verfahrens besteht
darin, daß man, nachdem ein Bessemerprozeß zu Ende geführt ist, im Konverter die
darin befindliche chromreiche Schlacke in möglichst großem Umfange zurückbehält
(während die fertiggeblasene Legierung abgegossen wird), zu dieser Schlacke eine
entsprechende Menge Siliziumchromlegierung beimischt und bessemert, bis der Chromgehalt
der Schlacke auf ein Minimum heruntergegangen ist. Dann wird die Schlacke abgegossen,
während die Legierung im Konverter zurückbleibt und weiter gefrischt wird, gegebenenfalls
unter Zuführung von Chromerz und Kalk, bis die Entsilizierung der Legitrung beendigt
ist; hieräuf wird die Legierung unter Zurückhaltung der Schlacke im Konverter abgegossen,
eine neue Menge Siliziumchromlegierung in diesen eingegossen usf.
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Durch zweckmäßige Regelung der Zusammensetzung der Siliziumchromlegierung,
d.er Windmenge usw. kann man auf diese `'eise bewirken, daß sämtliche entfallende
chromreiche Schlacke ausgenutzt werden kann und daß der Verlust an Chrom durch die
Schlacke äußerst gering wird.
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Die oben angeführten Verfahren sind natürlich nur Beispiele für die
Ausführung der Erfindung, deren Kennzeichen darin besteht, daß r. Schlacke von einem
späteren Entsilizierungsstadium eines vorhergehenden Bessemerprozesses einem folgenden
Bessemerprozeß in einem früheren (am besten möglichst frühen) Entsilizierungsstadium
zugeführt wird, worauf gebessemert wird, bis der Chromgehalt der Schlacke ein Minimum
ist, und 2. in diesem Augenblick (oder jedenfalls so nahe demselben, wie es praktisch
möglich ist) das Blasen unterbrochen und die im Konverter befindliche Schlacke abgegossen
wird, bevor das Blasen, gegebenenfalls unter Zuführung von chromreichen Stoffen
und Basen, fortgesetzt wird.
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Nicht von Bedeutung ist dagegen, daß das Abgießen der Schlacke nur
einmal erfolgt. Es hindert nichts daran, z. B. derart zu verfahren, daß, wenn das
Bessemern eingeleitet ist, eine kleinere Menge Schlacke zugeführt wird, hierauf
gebessemert wird, bis die Schlacke praktisch genommen chromfrei ist, sodann die
Schlacke abgegossen, eine neue Schlackenmenge zugeführt und gebessemert wird, bis
der Chromgehalt derselben ein Minimum ist, worauf wieder abgegossen wird usf. Ebensowenig
ist es wesentlich, daß die zugeführte Schlacke gerade c@.e Endschlacke von einem
vorhergehenden Prozeß ist.
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Dagegen ist es klar, daß es keinen Vorteil
gewähren
würde, falls das Bessemern, nachdem Schlacke zugeführt ist, bis zu einem Entsilizierungsstadium
fortgesetzt würde, das weiter fortgeschritten wäre als dasjenige, in welchem der
Prozeß, von dem die Schlacke stammt, sich befand, als die Schlacke demselben entnommen
wurde.