DE624511C

DE624511C - Method and device for the production of iron alloys low in carbon and light metal

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Publication number: DE624511C
Application number: DER86693D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-04-23
Filing date: 1932-12-13
Publication date: 1936-01-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zurrt Herstellen von an Kohlenstoff und Leichtmetall armen Eisenlegierungen Es ist bekannt, an Kohlenstoff und Leichtmetall arme Legierungen mit einem oder mehreren der Schwermetalle Cr, Mn, W oder Mo in der Weise herzustellen, :daß man zuerst aus einem Fe-, Cr-, Mn- oder Mo-haltigen Erz, z. B. Chromit, und einer Leichtmetallverbindung, z. B. Quarz, Tonerde, Kalk, Magnesia oder einem Silicat, eine Mehrstofflegierung, z. B. Fe-Cr-Si, mit so hohem Gehalt an Si oder einem anderen Leichtmetall durch Reduktion mit Kohle herstellt, daß die Legierung nur wenig oder keinen Kohlenstoff enthält, worauf man vorzugsweise ohne vorhergehende Abkühlung :der Legierung durch Oxydation des Leichtmetalls mittels Luft oder einer oxydierenden Erzkalkschlacke die erwünschte, an Kohlenstoff und Leichtmetall arme Endlegierung, z. B. Ferrochrom, erzeugt. In ähnlicher Weise können an C und Si arme Fe-Mn-, Fe-W- und Fe-Mo-Legierungen hergestellt werden, wobei auch andere Leichtmetalle, wie Al, Mg oder Ca, einzeln oder zusammen verwendet werden können, um einer Kohlenstoffaufnahme vorzubeugen; diese werden dann ebenfalls durch Frischen entfernt. Dieses bekannte Verfahren konnte jedoch keine praktische Bedeutung erlangen, weil die Charge dabei nur oberflächlich gefrischt wurde und @ weil die Erhitzung des Bades nur sehr langsam vor sich ging, wobei ein verhältnismäßig hoher Verlust an wertvollem Schwermetall nicht zu vermeiden war.Method and device for the production of carbon and Light metal poor iron alloys It is known to carbon and light metal poor alloys with one or more of the heavy metals Cr, Mn, W or Mo in the way to produce: that one first from an Fe-, Cr-, Mn- or Mo-containing Ore, e.g. B. chromite, and a light metal compound, e.g. B. Quartz, clay, lime, Magnesia or a silicate, a multicomponent alloy, e.g. B. Fe-Cr-Si, with so high Produces content of Si or another light metal by reduction with coal, that the alloy contains little or no carbon, which is preferred without prior cooling: the alloy by means of oxidation of the light metal Air or an oxidizing ore lime slag the desired, carbon and Light metal poor end alloy, z. B. ferrochrome generated. Similarly, you can Fe-Mn, Fe-W and Fe-Mo alloys low in C and Si are produced, with also other light metals such as Al, Mg or Ca can be used individually or together can to prevent carbon uptake; these are then also carried out Freshen away. However, this known method could not have any practical significance because the batch was only superficially refreshed and @ because the The heating of the bath was very slow, with a relatively high one Loss of valuable heavy metal could not be avoided.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das Verfahren in einem an sich bekannten, mit induktiver Bodenheizung versehenen Ofen durchgeführt wird. Hierbei wird die Charge während der Erhitzung kräftig umgerührt, und infolgedessen wird eine starke, im Innern der Charge und nicht an ihrer Oberfläche verlaufende Frischwirkung .erzeugt, indem sich die oxydierende Schlacke innig mit der Charge mischt; überdies ermöglicht die induktive Bodenheizung eine besonders schnelle Erhitzung des sich stark bewegenden Bades auf hohe Temperatur, wodurch die Durchführung der Oxydation des Leichtmetalls ebenfalls sehr begünstigt und die Verluste an Schwermetall stark vermindert werden.These disadvantages are avoided according to the invention in that the method in a known, provided with inductive floor heating Furnace is carried out. The batch is vigorously stirred while it is being heated, and consequently a strong one, inside the batch and not on its surface running fresh effect .generated by the oxidizing slag intimately with the batch mixes; In addition, the inductive floor heating enables a special rapid heating of the strongly moving bath to a high temperature, whereby the implementation of the oxidation of the light metal also very much favors and the Heavy metal losses are greatly reduced.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, den elektrischen Induktionsofen für die Herstellung von kohlenstoffarmen Fe-Cr-Legierungen zu verwenden, jedoch handelte es sich hierbei erstens um einen üblichen Induktionsofen mit seitlich .angebrachter Zylinderspule, in welchem- die:Badbewegung einen für das Frischen viel weniger günstigen Verlauf nimmt als- bei der- induktiven Bodenheizung, und zweitens betraf dieser Vorschlag lediglich das Entkohlen einer Fe-Cr-Legierung hohen Kohlenstoffgehalts, nicht aber die Entfernung des hohen Si-Gehaltes einer an sich schon kohlenstoffarmen Fe-Cr-Si-Legierung.Although it has already been proposed, the electric induction furnace to use for the production of low carbon Fe-Cr alloys, however First of all, it was a conventional induction furnace with Laterally attached cylinder coil, in which the: bath movement one for the Fresh takes a much less favorable course than - inductive floor heating, and second, this proposal only concerned decarburizing an Fe-Cr alloy high carbon content, but not the removal of the high Si content of a Fe-Cr-Si alloy that is already low in carbon.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein Induktionsofen mit einer oder mehreren unterhalb des Herdbodens vorgesehenen, zweckmäßig flach ausgebildeten Spulen benutzt, welche an eine mit z. B. 5o Perioden oder mehr arbeitende Stromquelle angeschlossen sind. Diese Spulen können in an sich bekannter Weise mit oder ohne Joch oder Armierung aus lamelliertem Eisen, Eisenpulver oder Pulver aus Magnetit, Fe304, ausgeführt und mittels Einphasen-, Zweiphasen- oder Dreiphasenstrom gespeist werden.An induction furnace is used to carry out the method according to the invention with one or more provided below the hearth base, expediently flat trained coils used which are connected to a z. B. 50 periods or more working Connected to the power source. These coils can be used in a manner known per se or made of laminated iron, iron powder or powder without yoke or reinforcement Magnetite, Fe304, executed and using single-phase, two-phase or three-phase current be fed.

Die dabei entstehende große Phasenverschiebung wird in gewöhnlicher Weise mittels Einschaltung von Kondensatoren möglichst ausgeglichen. Die Benutzung der normalen 5o-Periodenfrequenz ist sehr vorteilhaft, weil die Induktionswirkung und dadurch die Badumwirbelung infolge der niedrigen Frequenz sehr stark werden, so daß auch eine verhältnismäßig geringe Spulenenergie genügt, um die notwendige Badbewegung hervorzurufen. Hierdurch erniedrigen sich auch die Anlagekosten und damit .die Herstellungskosten der Legierung. Wenn aber der elektrische Widerstand der ' Legierung 'zu hoch ist, um mit 50 Perioden erfolgreich arbeiten zu können, z. B. wenn im Frischungsofen auch Chargen aus kaltem sperrigem Schrott erschmolzen werden sollen, läßt sich natürlich Strom einer erheblich höheren Periodenzahl verwenden. Auch läßt sich so arbeiten, daß während verschIedener Zeitabschnitte des Schmelzens mit Frequenzen verschiedener Größe gearbeitet wird.The resulting large phase shift is usually compensated for as far as possible by switching on capacitors. The use of the normal 50 period frequency is very advantageous because the induction effect and thereby the bath turbulence are very strong as a result of the low frequency, so that even a relatively low coil energy is sufficient to produce the necessary bath movement. This also lowers the investment costs and thus the manufacturing costs of the alloy. But if the electrical resistance of the 'alloy' is too high to work successfully with 50 periods, e.g. B. if batches of cold, bulky scrap are to be melted in the refining furnace, electricity with a considerably higher number of periods can of course be used. It is also possible to work in such a way that frequencies of different magnitudes are used during different time segments of the melting.

Das Frischen wird erheblich erleichtert und beschleunigt, falls man für eine ausreichende Erhitzung der Schlacke sorgt. Dies wird da-3urch erreicht, daß der Ofen, wie an sich ebenfalls bekannt ist, auch mit Lichtbogenheizung ausgestattet ' wird, wobei Zweckmäßig waagerechte Elektroden oder eine Vereinigung von lotrechten mit waagerechten Elektroden verwendet wird, wobei also der Lichtbogen nicht zwischen Elektroden und Badoberfläche, sondern zwischen den Elektroden selbst gebildet wird. Dies hat den Vorteil, daß die sonst durch den Lichtbogen erfolgende Einführung von Kohleteilchen in das Bad vermieden wird.The freshening is made much easier and accelerated, if one ensures sufficient heating of the slag. This is achieved by that the furnace, as is also known per se, is also equipped with arc heating 'is, expediently horizontal electrodes or a union of vertical electrodes is used with horizontal electrodes, so the arc is not between Electrodes and bath surface, but between the electrodes themselves. This has the advantage that the introduction of Coal particles in the bath are avoided.

Gemäß .der Erfindung wird mit induktiver Beheizung von unten oder mit- Lichtbogenheizung von oben oder mit beiden Heizungsarten gleichzeitig gefrischt. Man kann demgemäß, nachdem eine sehr heiße oxydierende Schlacke mittels Strahlungsheizung durch den Lichtbogen erzeugt worden ist, das Bad durch die von unten wirkende Induktionsheizung bekanntlich in heftig wallende Bewegung versetzen, wobei die Lichtbogenheizung ein-oder ausgeschaltet werden kann.According to the invention, with inductive heating from below or Refreshed with arc heating from above or with both types of heating at the same time. One can accordingly after a very hot oxidizing slag by means of radiant heating has been generated by the arc, the bath by the induction heating acting from below as is known, set in violent undulating motion, with the arc heating on or off can be turned off.

Wenn sich eine große Menge Schlacke gebildet hat, wird dieselbe entfernt und das Frischen weiter fortgesetzt, bis der Leichtmetallgehalt genügend vermindert worden ist. Die Entleerung des Ofens erfolgt wie gebräuchlich durch Kippen oder durch ein Stichloch.When a large amount of slag has formed, it is removed and the freshening continued until the light metal content decreased sufficiently has been. The furnace is emptied as usual by tilting or through a needle hole.

Der Ofen kann jede beliebige Formhaben, und falls erwünscht, läßt sich das Gewölbe mit einigen oder sämtlichen Elektroden abnehmbar ausführen. Für den Großbetrieb wird der Ofen zweckmäßig als gegebenenfalls kippbarerFlachherdausgebildet, der mit einer Anzahl unter .dem Boden angeordneter Flachspulen, die in bekannter Weise gekühlt sein können, und einem oder mehreren im oberen Teil des Ofens angeordneten Elektrodensystemen versehen ist. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß ein Ofen dieser neuen Bauart, welcher neben der Bodenheizung auch seitliche Induktionsheizung mittels Flachspulen haben kann, auch für andere Zwecke verwendbar ist, z. B. zur Entkohlung einer etwas zu .hoch Bekohlten Charge aus gewöhnlichem oder in irgendwelcher Weise legiertem Stahl, wobei die verschiedenen Beheizungsmöglichkeiten vorzüglich brauchbar sind. So kann beispielsweise in den Öfen erst eine niedrig Bekohlte Stahlcharge hergestellt werden, der dann mittels Zusatzes einer berechneten Menge an C-armer Legierung, die nötigenfalls im voraus etwas entsiliciert worden ist, z. B. Fe-Cr-Si oder einer entsprechenden Legierung, der erwünschte Gehalt an Cr-Metall zugeführt wird. Der Si-Gehalt, der zu entfernen ist, wird dabei weit kleiner, als wenn eine hochchromhaltige niedrig Bekohlte Fe-Cr-Legierung, wie oben erwähnt, hergestellt wird. Die Frischarbeit wird auch durch Verbreitung der Oxydation .auf die viel größere Badoberfläche der Stahlcharge erleichtert. Falls mittels kalter oder vorgewärmter Luft gefrischt wird, kann dieselbe oberhalb .der Charge oder durch dieselbe von unten mittels an sich bei Induktionsöfen bekannten Vorrichtungen zugeführt werden, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Verwendung einer oxydierenden Schlacke. Zur Förderung der Frischwirkung kann man auch den Ofen so ausführen, daß er hin und her geschaukelt werden kann -oder dauernd umläuft, wodurch eine starke Badbewegung entsteht. Gleichzeitig wird dann die Badoberfläche mittels eines frei darüber brennenden Lichtbogens in an für sich bekannter Weise beheizt.The oven can be of any shape and, if desired, leaves the vault with some or all of the electrodes can be made removable. For In large-scale operations, the furnace is expediently designed as a flat-hearth that can be tilted if necessary, with a number of flat coils arranged under .dem bottom, which in known Way can be cooled, and one or more arranged in the upper part of the furnace Electrode systems is provided. It is obvious that an oven should be of this new design, which in addition to the floor heating also has side induction heating can have by means of flat coils, can also be used for other purposes, e.g. B. to Decarburization of a bit too highly charred batch from ordinary or in any Wise alloyed steel, the various heating options being excellent are useful. For example, only a low-carbon batch of steel can be used in the furnace are produced, which then by adding a calculated amount of C-poor Alloy which, if necessary, has been somewhat desiliconized in advance, e.g. B. Fe-Cr-Si or a corresponding alloy, the desired content of Cr metal is supplied will. The Si content to be removed becomes far smaller than when one high-chromium, low-carbon Fe-Cr alloy as mentioned above will. The fresh work is also increased by the spreading of the oxidation to the much larger ones Bath surface of the steel batch facilitated. If using cold or preheated Air is freshened, it can be above .the batch or through the same from are supplied below by means of devices known per se in induction furnaces, possibly with the simultaneous use of an oxidizing slag. To the To promote the freshness effect, you can also run the oven so that it back and forth can be rocked forward -or continuously revolves, creating a strong bath movement arises. Simultaneously is then the bath surface by means of a heated arc freely burning over it in a manner known per se.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for making a carbon and light metal-poor iron alloy with one or more of the heavy metals Chromium, manganese, tungsten and molybdenum, whereby one first consists of an iron, chroin, manganese or molybdenum-containing ore and a light metal compound by reduction with carbon a low-carbon multicomponent alloy, e.g. B. iron-chromium-silicon, manufactures and then by oxidation of the light metal that of carbon, and light metal poor final alloy, e.g. B. ferrochrome generated, characterized in that the method in one provided with inductive floor heating, e.g. B. multiphase and the batch vigorously electric stirring oven is carried out.

2. The method according to claim z, characterized in that the batch alternately by inductive floor heating and by arc heating from: above is heated.

3. The method-according to claim 2, characterized in that the melting down of the charge mainly by means of arc heating and the subsequent swirling of the bath is carried out by means of induction heating will.

Induction furnace, in particular for carrying out the method according to the claims r to 3, characterized in that it is with one or more preferably under the bottom of the cooker arranged flat coils and with arranged above the cooker Electrodes is provided.

5. Induction furnace according to claim q., Characterized in that that it is provided with electrodes which do not come into contact with the charge generate an upcoming arc.

6. Induction furnace according to claims q. and 5, thereby characterized in that it is provided with devices for freshening the batch.