DE6080C - Benutzung von Wasserglas bei der Herstellung von Ofenfuttern - Google Patents

Description

1878.

Klasse 18.

SIDNEY GILCHRIST THOMAS in BATTERSEA (Surrey, England). Benutzung von Wasserglas bei der Herstellung von Ofenfuttern.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. März 1878 ab.

Meine Neuerungen in der Erzeugung von Stahl und Flufseisen bestehen darin, dafs ich den Ofen, in welchem der Stahl oder das Flufseisen erzeugt wird, mit gewissen feuerbeständigen und stark basischen Substanzen ausfüttere, welche bei hohen Temperaturen cohärent bleiben und die Bildung einer basischen Schlacke ermöglichen.

Wenn man mit einer basischen Schlacke arbeitet, so ist es möglich, fast den ganzen in dem zu bearbeitenden Roheisen enthaltenen Phosphor zu entfernen und auf diese Weise guten Stahl oder Flufseisen aus stark phosphorhaltigem Roheisen darzustellen. Die Schlacke darf höchstens 35 pCt. Kieselsäure enthalten. Ich habe 8 und 10 pCt. Phosphorsäure in der (ca. 12 pCt. Kieselsäure enthaltenden) Schlacke gefunden, welche sich in einer mit einer der hier beschriebenen Mischungen ausgefütterten Bessemer-Birne bildete. In diesem Falle gingen nur 3 pCt. des in dem Roheisen enthaltenen Phosphors in den Stahl über. Eine ungefähr 16 pCt. Kieselsäure enthaltende Schlacke entfernt den Phosphor in sehr wirksamer Weise. Wenn die Bessemer-Birne mit einer stark kieselsäurehaltigen Substanz ausgefüttert ist, so kann die basische Schlacke nicht erfolgreich unterhalten werden, und es wird wenig oder gar kein Phosphor entfernt.

Ich benutze zur inneren Ausfütterung des Bessemer Ofens die folgenden Materialien. Ich nehme gewöhnlichen gemahlenen Kalk, der so frei als möglich von Phosphorsäure ist und mische denselben mit ungefähr 5 bis 15 pCt. Gewichtstheilen einer Lösung von Wasserglas (Natronsilicat oder Kalisilicat) in einer Stampfmühle oder einem Mörser, oder mische ihn mit ungefähr derselben Menge Thon oder Thonschiefer oder mit 10 bis 20 pCt. gemahlener Hochofenschlacke aus Eisenwerken oder mit Erzofenschlacke aus Kupferwerken. Portland-Cement oder jeder ähnliche hydraulische Cement oder jeder hydraulische Kalk oder irgend ein natürliches Magnesiasilicat kann ebenfalls als Bindemittel benutzt werden. Ich habe eine Mischung von 3 Theilen Kalk mit 2 Theilen Portland-Cement für sehr zweckentsprechend gefunden. Magnesiakalkstein, Magnesia, kohlensaure Magnesia, Kalk oder kohlensaurer Barit können in diesen Mischungen für Kalkstein substituirt werden; doch ist Kalkstein gewöhnlich vorzuziehen. Die Natronsilicatlösung, welche ich angewendet habe und von welcher die Verhältnifsmenge oben angeführt ist, hatte ein specifisches Gewicht von 1,5. Doch können auch weniger starke Lösungen gebraucht werden, und es ist in der That wünschenswerth, die Lösung genügend zu verdünnen, um die ganze Masse anzufeuchten.

Es ist im allgemeinen rathsam, diesen Mischungen, wenn sie kein Wasserglas enthalten, 2 bis 5 pCt. einer Wasserglaslösung zuzusetzen. So erweist sich eine Mischung von 80 bis 85 Theilen Kalk mit 5 Theilen einer Natronsilicatlösung und 10 Theilen Thon oder Hochofenschlacke als sehr zweckmäfsig.

Kalkarten, welche von^? Natur aus genügende Mengen Kieselsäure und Thonerde enthalten, um als Bindematerial zu wirken, können manchmal allein, oder falls sie soviel Kieselsäure und Thonerde enthalten, dafs sie nicht feuerfest wären, mit reinerem Kalk gemischt angewendet werden. Doch ist der Zusatz von ein wenig Natronsilicat auch in diesem Falle wünschenswerth. Kalk mit ungefähr 2 oder 3 pCt. Eisenerz (am besten Rotheisenstein oder die Eisenoxydrückstände, welche manbeiderSchwefelsäurefabrikation erhält) mit dem Zusatz von 5 oder 6 pCt. einer Natronsilicatlösung kann ebenfalls verwendet werden. Auch kann gebrannter Kalk in geringem Verhältnisse mit dem Kalke in allen diesen Mischungen gemengt werden. Ich habe gefunden, dafs gewöhnlicher Kalk oder Kalkstein oder Magnesia für sich allein keine günstigen Resultate ergeben.

Bei Bereitung dieser Mischungen soll darauf Bedacht genommen werden, dafs sie nur einen niedrigen Silicatgehalt haben. Es hat sich gezeigt, dafs ein Mehr als 12 pCt. Kieselsäure in der getrockneten, jedoch nicht calcinirten Mischung nicht nur dem feuerbeständigen Charakter der Mischung, sondern auch der Bildung einer basischen Schlacke hinderlich ist. Es ist im allgemeinen wünschenswerth, der Füllung in der Bessemer-Birne Eisenerze (nicht sehr kieselsäurehaltige) oder Kalk oder andere starke basische Substanzen zuzusetzen, um den basischen Charakter der Schlacke zu wahren.

Es ist besser, das Eisenerz in geschmolzenem Zustande zuzusetzen. Dies kann jedoch nicht mit Erfolg geschehen, wenn kieselsäurehaltige Auskleidungen oder Ausfutterungen angewendet werden. Sämmtliche oben beschriebenen Mischungen können entweder in feuchtem Zustande in der Weise eingestampft werden, wie die Bessemer-Birnen jetzt gewöhnlich ausgefuttert werden, oder es können aus diesen Mischungen Ziegel geformt werden.

Die Giefspfanne, in welche das umgewandelte Metall abgelassen wird, soll auch mit einer basischen Mischung der oben beschriebenen Art ausgefüttert sein. Wenn die Mischung eingestampft werden soll, so wird hierzu am besten Kalk mit ι ο bis 15 pCt. Natronsilicat verwendet. Sollen jedoch Ziegel daraus geformt werden, so ist es besser, Kalk mit Thon oder Schlacke, wie oben erwähnt, zu verwenden. Eine solche Mischung giebt vortreffliche Ziegel, und in dieser Form ist die Mischung zur Verwendung am geeignetsten.

Die in der Birne verwendeten Düsen werden annähernd aus denselben Materialien hergestellt wie die Ausfütterung. So ist z. B. ein Gemenge von 85 Theilen gemahlenen Kalkes mit 10 Theilen Thon und 5 Theilen einer Natronsilicatlösung vorzüglich geeignet zur Bildung von Düsen. Auch stelle ich Düsen aus einer Mischung von gemahlenem Kalk und Eisenoxyd im Verhältnifs von 94 Gewichtstheilen Kalk mit 2 bis 6 Gewichtstheilen Eisenerz her (am besten Rotheisenstein oder den bei der Schwefelsäurefabrikation bleibenden fast ganz aus Eisenoxyd bestellenden Rückstand). Ziegel und Düsen sollen gewöhnlich, nachdem sie bei mäfsiger Temperatur getrocknet wurden, vor ihrem Gebrauche sehr stark gebrannt werden. Wenn Ziegel aus Kalk und Natronsilicat gemacht \verden, sollen sie nicht gebrannt, sondern nur bei mäfsiger Hitze getrocknet werden.

Die Ziegel und Düsen sollen in eine der oben angeführten basischen Mischungen eingesetzt werden. Bei Anwendung meiner basischen Ausfütterung ist es oft wünschenswerth, die Phosphor enthaltende Schlacke vor dem Zusatz des Spiegeleisens oder Manganeisens abzustechen. Dies kann bequem in die Giefskelle geschehen, welche ziemlich grofs sein soll.

Bei Ausführung des Siemens - Martin- oder eines anderen offenen Flammofen-Processes zur Erzeugung von Stahl und hämmerbarem Gufseisen arbeite ich gleichfalls mit einer basischen Schlacke, und füttere den Ofen oder jene Theile desselben, welche mit dem geschmolzenen Metalle oder der Schlacke in Berührung kommen, mit einer der oben beschriebenen basischen Mischungen aus, was entweder in Form von Ziegeln oder durch Einstampfen in feuchtem Zustande geschehen kann. Auch kann der Herd des Ofens so erzeugt werden, dafs man das basische Material in einer Reihe von dünnen Schichten aufträgt, von denen jede, ehe eine andere Schicht aufgetragen wird, intensiv erhitzt wird, wie dies gegenwärtig bei den allgemein in Gebrauch stehenden Sandböden geschieht.

Bei den gegenwärtig üblichen offenen Flammofen-Processen ist die Schlacke in hohem Grade kieselsäurehaltig, wie bei dem Bessemer-Verfahren, und oft wird noch Sand zugesetzt, um die Schlacke noch reicher an Kieselsäure zu machen.

Manchesmal wird die Schlacke wohl basisch genug sein. Ist dies nicht der Fall, so setze ich so viel Eisenerz oder Kalk hinzu, bis die Schlacke bedeutend weniger als 35 pCt. Kieselsäure enthält, welche Menge ich als das Maximum des Zulässigen betrachte. Ich halte es ebenso wie beim Bessemer-Procefs für besser, wenn diese Schlacke weniger als 2opCt. Kieselsäure enthält.

Will man für die Ofendecke Kieselziegel verwenden, wie solche jetzt allgemein gebraucht werden, so sollen sie von dem basischen Theile des Ofens durch eine Schicht von mit ein wenig Thon gemischtem Koksstaub oder durch eine Schicht sehr guter Graphitziegeln getrennt werden.

Ich habe gefunden, dafs durch den Zusatz selbst einer beträchtlichen Menge Kalk oder Eisenoxyd, wenn der Herd des Ofens aus Sand oder anderer kieselsäurehaltigen Substanz besteht, der Zweck, den ich im Auge habe, nämlich die Entfernung des Phosphors in einer basischen Schlacke, nicht in solchem Mafse erreicht wird, dafs der Procefs mit Vortheil zu verwerthen wäre. Letzteres ist aber wohl der Fall bei Anwendung einer basischen Ausfütterung, wie solche eben beschrieben worden sind.

Es ist im allgemeinen vorzuziehen, die basische, den Phosphor enthaltende Schlacke vor dem Zusatz von Spiegeleisen abzustechen.

Claims (1)

1. Pate nt-Anspruch:

   Anwendung von Wasserglas bei der Herstellung des Materials für basische Ofenfutter.