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Verfahren zur Herstellung von Preßtnutterneisen u. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Preßmutterneisen nach dem Kleinbessemerverfahren
im sauer zugestellten Kleinkonverter. Das Preßmutterneisen ist ein Spezialeisen
von besonderen physikalischen Eigenschaften und besonderer Zusammensetzung. Es ist
ein sog. Grobkorn- oder. Kaltbrucheisen mit einem Phosphorgehalt von o,2 bis
0,5 °/o, das als Ausgangsstoff für die Herstellung von Schraubenmuttern dient.
Wegen seiner eigentümlichen Zusammensetzung wird das Preßmutterneisen nur von wenigen
großen gemischten Hüttenwerken hergestellt, und zwar fast ausschließlich im Thomaskonverter
nach dem basischen Windfrischverfahren und unter Verwendung von ThomasrQheisen.
In einzelnen Fällen ist Preßmutterneisen auch schon im basischen Siemens-Martin-Ofen
hergestellt worden. Das nachstehend über das Herstellungsverfahren im Thomaskonverter
Gesagte gilt in gleicher Weise für die Herstellung des Erzeugnisses im basischen
Siemens-Martin-Ofen, da der Arbeitsgang in beiden Fällen genau der gleiche ist.
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Man verwendet bisher für die Herstellung von Preßmutterneisen ausschließlich
Thomasroheisen mit einer Zusammensetzung von etwa z bis 1,5 % Mn, r,7 bis
2 °/o P, o,2 bis o,5 0,1o Si. Das Thomasroheisen wird dem Konverter flüssig unter
Einschaltung eines Roheisenmischers zwecks Entschwefelung zugeführt und mit entsprechendem
Kalkzusatz zur Schlackenbildung bis zur Entkohlung verblasen. Hierauf folgt die
Nachblasperiode zur Verbrennung des Phosphors, der als Phosphorsäure in die Schlacke
geht. Die Nachblasperiode dauert so lange, bis man glaubt, den richtigen Phosphorgehalt
getroffen zu haben, dann wird der Frischprozeß unterbrochen.
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Je nach der Stärke, dem Verwendungszweck und der Qualität- der Muttern
kann der Phosphorgehalt im Preßmutterneisen etwa 0,30
bis 0,5o betragen: Das
Abfangen der Chargen im richtigen Augenblick . ist manchmal - sehr schwierig, und
zwar aus dem Grunde, weil der Chargengang nicht immer gleichmäßig und regelrecht
verläuft, sondern abhängt von der Temperatur und der Qualität des. Roheisens selbst,
von der Temperatur im Konverter, der Windmenge und der Windpressung u. dgl. m. Man
ist bei der heutigen Herstellungsweise des Preßmutterneisens von außerordentlich
vielen Umständen und Zufälligkeiten abhängig. Glaubt man den richtigen Phosphorgehalt
getroffen zu haben, wird der Konverter umgelegt, Vorschöpfprobe genommen und die
Probe unter dem Hammer tellerförmig ausgeschmiedet, dann gebrochen und der Bruch
nach dem Korn auf Phosphor beurteilt. Um den richtigen Phosphorgehalt zu treffen,
kommt es oft vor, daß der Konverter mehrere Male bei ein und derselben Charge umgelegt
werden muß, was sehr zeitraubend ist und wobei man oft trotzdem nicht den richtigen
Phosphorgehalt trifft. Dadurch ergeben sich Fehlchargen und Schrott.
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Um eine einigermaßen gleichmäßige Qualität von Preßmutterneisen zu
erblasen und um
den Phosphorgehalt in möglichst engen Grenzen zu
halten, hat man auch die Chargen als Flußeisenchargen fertiggeblasen und zum Schluß
Ferrophosphor zugesetzt: Auch hierbei ergaben sich Schwierigkeiten.
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Besonders schwierig ist die Herstellung des Preßmutterneisens aus
großen Konvertern. Bei Fehlchargen sind die Ausfallmengen und infolgedessen der
Schrottanfall hoch, so daß in diesem Falle die Herstellung von Preßmutterneisen
überhaupt in Frage gestellt sein kann. Gute Preßmutternchargen können nur bei einwandfreiem
Roheisen und bei gutem Chargengang hergestellt werden. Auch die Herstellung des
Einsatzmaterials, Thomasroheisen, ist teuer wegen seines hohen Phosphorgehaltes;
letzterer ist aber für die Durchführbarkeit des Verfahrens unbedingt notwendig.
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Um allen diesen Übelständen und Schwierigkeiten aus dem Wege zu gehen,
wird erfindungsgemäß die Herstellung von Preßmutterneisen aus der sauer zugestellten
Birne, z. B. einer Kleinbessemerbirne, vorgeschlagen. Der Betrieb gestaltet sich
dabei sehr einfach. Es wird Schrott und Roheisen in zweckentsprechender und richtiger
Chargierung im Kuppelofen heruntergeschmolzen und alsdann in der Kleinbessemerbirne
verblasen. In der Hauptsache wird billiger Schrott eingesetzt, mit entsprechendem
Zusatz von hochprozentigem Hämatit, Hämatitschrott oder Ferrosilicium. Um nun auch
den richtigen Phosphorgehalt im Fertig-. erzeugnis zu erhalten, wird dem Kupolofeneinsatz
auch gleichzeitig Thomasroheisen zugesetzt. Da ein wesentlicher Abgang an Phosphor
beim Kleinbessemerbetrieb nicht eintritt, ist der Zusatz an phosphorhaltigem Roheisen
genau zu errechnen. Der Frischprozeß gestaltet sich insofern sehr einfach, indem
die Charge normal auf den üblichen Kohlenstoffgehalt wie bei der Flußeisenherstellung
erblasen wird. Ein Überblasen der Chargen wie beim Thomasverfahren ist bei diesem
neuen Preßmutterneisen-Herstellungsverfahren nicht möglich; das Eisen bekommt eine
viel gleichmäßigere Beschaffenheit und Zusammensetzung und kann bei dem leichteren
Chargengewicht ganz erheblich besser in kleinen Blöcken vergossen werden. Wegen
der Gefügebildung beim Walzen ist gerade das Vergießen in kleine Blöcke von besonderer
Bedeutung, weil das Pressen der Muttern hiervon abhängt. Fehlchargen und Schrott
werden auf ein ganz geringes Mindestmaß herabgedrückt und die Wirtschaftlichkeit
wird eine ganz erheblich bessere.
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Die Kosten einer Anlage zur Ausführung des Verfahrens sind im Verhältnis
zu den bisherigen außerordentlich niedrig. Wegen des Prozesses selbst sind auch
kleinere Werke, insbesondere die reinen Walzwerke in der Lage, Preßmutterneisen
herzustellen. Da nach dem neuen Verfahren in der Hauptsache (etwa 75 °/o) Schrott
verarbeitet wird, so stellen sich die Herstellungskosten für das Erzeugnis entsprechend
billig. Es wird nur so viel teures Thomasroheisen oder sonstige phosphorreiche Zuschläge
zugesetzt, als für das Enderzeugnis erforderlich ist. Ebenso werden auch nur so
viel wärmeerzeugende .Zuschläge (Silicium, Ferrosilicium, Hämatitroheisen usw.)
gegeben, als für den Verbrennungsprozeß erforderlich sind. Der Arbeitsprozeß ist
erheblich einfacher und übersichtlicher. Die Wahrnehmung des richtigen Augenblickes
zum Abfangen der Charge, wie beim Thomasprozeß, um den richtigen Phosphorgehalt
zu erlangen, kommt bei dem neuen Verfahren nicht in Frage. Das Windfrischen geschieht
nur bis zur Entkohlung und die Charge ist nach Zugeben der Desoxydationsmittel fertig.
Es fällt somit auch das Nachblasen weg, weil kein Phosphor entfernt zu werden braucht
und bei der sauren Ausmauerung des Konverters eine Verringerung des Phosphorgehaltes
nicht erfolgt.