DE62372C - Verfahren zur Reinigung von geschmolzenem Metall (Eisen) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.\%

Die vorliegende Erfindung betrifft im besonderen dasjenige Verfahren der Stahl- und Eisenbereitung, bei welchem Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumchlorat und Kaliumchlorat zur Anwendung kommen, und besteht in Neuerungen an den bei diesem Verfahren angewendeten Apparaten und Maschinen und in der Anordnung und Verwendung derselben.

In den beiliegenden Zeichnungen sind die nach vorliegender Erfindung eingerichteten und angeordneten Maschinen und Apparate veranschaulicht, und zwar ist Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 ebenfalls eine Seitenansicht, bei welcher einzelne in Fig. 1 gezeigte Theile fortgelassen und andere hinzugekommen sind, Fig.'.3 eine Seitenansicht in der Richtung von A nach B, Fig. 1, gesehen, wobei einzelne Theile fortgelassen sind, Fig. 4 ein Grundrifs eines Theiles der Anordnung der Fig. 1 bis 3, während Fig. 5 eine Seitenansicht und Fig. 6 bis 8 Grundrisse von· Theilen der Anordnungen in Fig. ι bis 4 sind, Fig. 9 ein senkrechter Schnitt eines Theiles der Anordnung in Fig. 1, 5, 6 und 7. Fig. 5 bis 9 sind in vergrößertem Mafsstabe gezeichnet.

Von dem im Cupolofen α befindlichen geschmolzenen Metall wird eine bestimmte Menge durch den Ausflufs oder die Rinne c in den Mefsbehälter b gelassen, welcher hierzu eine bestimmte Gröfse erhalten hat. Derselbe ist oben mit einem Deckel b¹ versehen, welcher nach dem Einlassen des geschmolzenen Metalls geschlossen wird und mit dem Innern eines Tiegels d durch einen Kanal" b² in Verbindung steht, der zeitweilig durch Pfropfen oder Ventile b^s geschlossen werden kann, welche dazu dienen, um einerseits das geschmolzene Metall nach dem Tiegel d abzulassen und andererseits einem Zurückfliefsen des geschmolzenen Metalls vorzubeugen und auch, um die Flamme im Tiegel und Funken aus demselben daran zu hindern, während des Frischens in den Mefsbehälter b hinüber zu gelangen.

Beim Beginn jeder Beschickung wird der untere Theil d¹ des Tiegels d am zweckmä'fsigsten durch Gas bis zu einer mäfsigen Rothglut erwärmt, um einer übermäfsigen Temperaturabnahme des geschmolzenen Metalles vorzubeugen und die nöthige Gleichmäfsigkeit in der Production zu sichern.

Um den Behälter mit dem bei diesem Verfahren zur Anwendung kommenden Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumchlorat oderKaliumchlorat in leichter und bequemer Weise unter den Tiegel bringen zu können, sind die folgenden Einrichtungen getroffen: Dieser den Untertheil e des Tiegels bildende Behälter ist mittelst Zapfen e¹ auf einem Wagen f mit Rädern f^l angebracht, welcher auf den Schienen - g läuft und auf diesen bis unter den Tiegel d auf die Platte h eines hydraulischen Kolbens h¹ oder einer anderen Hebevorrichtung geschoben wird, welche den Wagen f hebt und den darauf befindlichen Behälter e von unten gegen den Tiegel d und mittelst der Zapfen e¹ in die richtige Lage zu demselben bringt. In dieser wird der Behälter e durch Klammern d^z am Tiegel befestigt für den Fall., dafs aus irgend welcher Ursache die Hebevorrichtung den Behälter nicht mehr stützen sollte.

Um die über dem Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumchlorat oder Kaliumchlorat angeordnete gelochte Platte in ihrer Lage im Behälter e zu sichern, ehe dieser unter den

Tiegel gebracht wird, sind die besonders in Fig. 6 bis 8 gezeigten Anordnungen getroffen. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, besteht der den Untertheil des Tiegels bildende Behälter e aus einem oben offenen, eisernen Gefä'fs, welches mit einer Bekleidung e³ aus feuerfestem Thon, Chamottestein oder anderem feuerbeständigen Material ausgelegt ist. Der obere Flantsch des Gefäfses e² ist in verschiedene nach innen vorstehende Abschnitte e⁴, Fig. 6, 7 und 9, getheilt. Die über den Chemikalien im Behälter e liegende gelochte Platte z, Fig. 8, ist mit Ansätzen oder Vorsprüngen i^l versehen, welche bei der in Fig. 6 und 9 veranschaulichten Lage der Platte unter die Abschnitte e⁴ des Gefäfses e² zu liegen kommen, wobei die Platte auf einem an der Bekleidung e³ befindlichen Auflegesaum e⁵ ruht und durch Verpacken mit Lehm, Sand oder Thon zwischen den Vorsprüngen i¹ und Abschnitten e⁴ in ihrer Lage gehalten wird.

Nach Beendigung des Vorganges des Frischens wird der Untertheil oder Behälter e vom Tiegel gelöst und auf seinem Wagen /auf den Schienen g nach dem in den Flammofen oder SchweifsofenJ mündenden Ausgufs oder KanaL;'¹ befördert," um hier durch hydraulische oder andere Vorrichtungen umgekippt zu werden, so dafs sich sein Inhalt an geschmolzenem Metall durch den Ausgufs oder Kanal j^l in den Flamm- oder Schweifsofen ergiefst, welch letzterer am zweckmäfsigsten ein Gasofen ist.

Soll das obige Verfahren dazu Anwendung finden, ein Metall zu erzielen, welches als Schmiedeisen oder als weicher schweifsbarer Stahl verwendet wird, so ' wird das dem Tiegel entnommene Metall in einen Schweifsofen oder Stückofen und von diesem unter einen Hammer gebracht, um alsdann durch ein Walzwerk zu Stangen, Knüppeln u. s. w. verarbeitet zu werden.

Um das bei der Erzeugung von Stahl oder Schmiedeisen aus Roh- oder Gufseisen beim Frischen zur Verwendung kommende Natriumoder Kaliumnitrat oder Natrium-, oder Kaliumchlorat im Behälter e besser in seiner Lage festzuhalten, so dafs es von dem Metalle nicht leicht verschoben werden kann, werden diese Chemikalien zu runden oder kreisausschnittförmigen Blöcken k geformt, wie ein solcher in Fig. 10 im Grundrifs und in Fig. 11 im Aufrifs veranschaulicht ist. Mehrere von diesen Blöcken k werden in den Behälter oder Untertheil e, wie in Fig. 12, eingesetzt, und durch Keile k¹ darin befestigt. Die Blöcke können auch die in Fig. 13 im Grund- und in Fig. 14 im Aufrifs gezeigte runde Form k² erhalten, in welchem Falle nur ein solcher Block vor dem jedesmaligen Frischen in den Behälter e eingebracht wird. Bei Anwendung dieser runden oder kreisausschnittförmigen Blöcke des betreffenden Ohemikals kann die vorerwähnte gelochte Platte in Wegfall kommen.

Man kann auch den im Behälter oder Untertheil e befindlichen Stahl u. s. w. dadurch der Wirkung von Wärme aussetzen, dafs man den Behälter in die Nähe eines Flammofens, am zweckmäfsigsten eines solchen von der Art der. Regenerativöfen, bringt und derart an die Oeffnung desselben anschliefst, dafs die Hitze des Ofens auf das im Behälter befindliche Metall spielt, dadurch dessen Temperatur erhöht und die im Stahl enthaltenen Unreinigkeiten sich von diesem abscheiden läfst. Nachdem der Inhalt des Behälters genügend lange der Wärme ausgesetzt gewesen ist, kann der Stahl aus dem Behälter e in Giefsformen abgelassen oder in anderer Weise behandelt oder verbraucht werden.

In Fig. 15 ist ein Ofen zum Erwärmen des im Behälter e befindlichen Metalles im senkrechten Schnitt gezeigt. Der Behälter e wird auf dem Wagen / bis auf die Platte hP des hydraulischen Kolbens h^z geschoben und von diesem mit seinem oberen Rande gegen die Mündung des Ofens angerückt, so dafs die die Züge durchströmenden Heizgase auf das im Behälter e befindliche Metall zur Wirkung gelangen. Ist die Erhitzung genügend weit gediehen, so wird der Behälter wieder vom Ofen entfernt.

Durch eine besondere Anordnung werden gewisse, sonst bei dem Vorgang des Windfrischens aus dem oberen Theile des Tiegels entweichende nützliche Nebenproducte aufgefangen. Zu diesem Zwecke ist der Tiegel (auch Converter) oben mit einem Rohre oder Zuge versehen, welcher mit einer Condensationskammer zur Aufnahme der aus dem Tiegel entweichenden Stoffe verbunden ist, indem das aus dem oberen Theile des Tiegels d austretende waagrechte Rohr mit dem ebenfalls waagrecht angeordneten Zug m verbunden ist, von welchem aus das nach abwärts geführte Rohr η mit dem Innern der Condensationskammer 0 unten in Verbindung steht. Der Zug m ist mit einem Ventil ρ und der obere Theil von d mit einem Ventil q versehen, so dafs bei geschlossenem Ventil ρ und geöffnetem Ventil q die Producte vom oberen Theil des Tiegels nach oben ins Freie entweichen, bei geschlossenem Ventil q und geöffnetem Ventil ρ dagegen durch die Rohre oder Züge m und η in die Condensationskammer gelangen. Man kann auch die Ablagerung der Nebenproducte in der Condensationskammer 0 durch Abkühlen der letzteren mittelst eines durch das Rohr o^l einströmenden Sprühregens unterstützen. Um die in den Rohren oder Zügen sich ablagernden Stoffe von Zeit zu Zeit entfernen zu können, sind Thüren oder Oeffnungen r vorgesehen, ferner befinden sich an den Rohren Sicherheitsventile,

ähnlich wie bei den Zügen und Kanälen von Hochöfen, um einem übermäfsigen Druck darin vorzubeugen.

Das zum Abkühlen der erwähnten Nebenproducte verwendete Wasser oder andere Flüssigkeit löst dieselben zum gröfsten Theil auf und wird aufgefangen, worauf man die Nebenproducte in beliebiger Weise aus dem Wasser ausscheidet. Bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen verfährt man wie folgt: Das zu Stahl oder Schmiedeisen zu verarbeitende Roheisen wird im Cupolofen α geschmolzen, alsdann wird eine bestimmte Menge des geschmolzenen Eisens durch den Ausgufs oder die Rinne c in den Mefsbehälter b abgelassen und, wenn dieser voll genug ist, der weitere Zuflufs vom Cupolofen abgesperrt. Der mit Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Natriumchlorat oder. Kaliumchlorat in bestimmter Menge gefüllte Behälter e wird auf dem Wagen f über das Schienengeleise g auf die Platte h geschoben, von dieser unten gegen den Tiegel d gehoben und mittelst Klammern (P an demselben befestigt. Dann wird durch Herausziehen des Pfropfens b^& das geschmolzene Eisen aus dem Mefsbehälter b in den Tiegel d abgelassen, fliefst in diesem durch die gelochte Platte i und gelangt dort mit vorgenannten Chemikalien in Berührung, wodurch es, nach bekanntem Vorgange■> je nach der Menge des betreffenden zur Verwendung kommenden Chemikals in Stahl oder in Schmiedeisen verwandelt wird. Die bei dieser Verwandlung entstehenden Gase, Dämpfe oder sonstigen Stoffe werden in bereits beschriebener Weise entweder oben aus dem Tiegel ins Freie gelassen oder in der Condensationskammer ο gesammelt und verdichtet, worauf die nützlichen Nebenproducte daraus gewonnen werden. Nachdem der Vorgang des Frischens in dem Behälter oder Untertheil e des Tiegels beendet ist, wird durch Abnehmen oder Lösen der Klammern b² und Herablassen der Platte h der Behälter e wieder vom Tiegel getrennt und das Metall entweder in einen Schweifsofen entleert oder der Behälter mit Inhalt, wie in Fig. 15, in den Ofen eingebracht. In beiden Fällen wird das Metall nochmals erhitzt, bis die in demselben nach Beendigung des Frischens im Tiegel noch enthaltenen gasförmigen oder sonstigen Unreinigkeiten daraus entwichen oder in Gestalt von Schlacke ausgeschieden sind. Alsdann kann das Metall entweder in Giefsformen abgelassen oder auf andere Weise weiter behandelt werden.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen ermöglichen eine sehr leichte Behandlung des Metalles ohne grofsen Aufwand von Händearbeit.

Es empfiehlt sich nicht, die vorgenannten Chemikalien allein, d. h. ungemischt, bei obigem Verfahren anzuwenden, da sonst die Reactionen derart heftig und plötzlich eintreten würden, dafs die Wirkung des Frischens dadurch beeinträchtigt werden würde. Um daher das geschmolzene Metall den vorerwähnten Chemikalien gegenüber nicht zu plötzlich zur Wirkung gelangen zu lassen, werden diese mit einem im übrigen auf den zu erzielenden Stahl oder das Eisen nicht schädlich wirkenden Verdünnungsmittel, wie Natriumcarbonat und Chlornatrium, vermischt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Reinigung von geschmolzenem Metall (Eisen), darin bestehend, dafs letzteres in einen Tiegel fliefst, dessen Boden aus unbeweglich befestigten Blöcken von Natriumoder Kaliumnitrat oder -Chlorat gebildet ist, wobei die aus dem Tiegelaufsatz entweichenden Gase behufs Gewinnung ihrer Nebenproducte in Niederschlagskammern geleitet werden, und wobei nach Be-■ endigung der Reinigung der Tiegel in die Bodenöffnung eines Flammofens (Regenerativofens) eingefügt wird, so dafs- eine weitere Erhitzung und Bearbeitung des Metalls stattfinden kann.
2. 2. Zur Ausführung des unter 1. gekennzeichneten Verfahrens:

   a) die Befestigung der Salzblöcke im Boden des Tiegels dadurch, dafs man denselben eine runde, den inneren Seiten und dem Boden des Tiegels angepafste Form giebt und sie durch eine darüber gelegte gelochte Platte durch Keile oder dergleichen festlegt;

   b) die Anordnung des feststehenden, einerseits mit dem Cupolofen (a). und andererseits mit dem Tiegel (d) verbundenen Mefsbehälters (b) zum Einlassen abmefsbarer Me'ngen geschmolzenen Metalls aus dem Cupolofen in den Tiegel, wobei der letztere mit Rohren (n m) zum Abführen der Gase nach den Niederschlagskammern (ο) versehen ist;

   c) die Anordnung des Tiegels auf einem Wagen (fj, so dafs er durch eine Hebevorrichtung von unten gegen den Aufsatz (d) gehoben und durch Klammern (d²) ah diesem befestigt wird, wobei die gelochte Platte (i) durch Vorsprünge (VJ, die unter entsprechende Flantschenabschnitte des Tiegels (e) treten, in ihrer Lage gehalten wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.