DE628428C - Verfahren zur Herstellung kohlenstoffarmer Eisen-Chrom-Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung kbhlenstoffarmer Eisen-Chrom-Legierungen Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Patent 621794 zur Herstellung kohlenstoffarmer Eisen-Chrom-Legierungen, wie z. B. kohlenstoffarmen Ferrochroms, chromlegierten Eisens und Stahls, bei denn: der chromhaltige Rohstoff allmählich in Form einer gepulverten kohlenstoffreichen Chromlegierung, beispielsweise gepulvertes Ferrochrom; mit etwa 6o bis 65 % Cr und etwa 6 bis i o % C, zugeführt und mittels eines chromoxydreichen Schlackenbades raffiniert bzw. entkohlt wird.
• Die vorliegende Erfindung ist im wesentliehen dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffreicha Chromlegierung vor ihrer Einführung in das Verfahren gänzlich. oder zum Teil einem vorbereitenden Rösten unterworfen wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß dem Schlackenbade ein chromoxydreiches Gut zugeführt wird, das im Gegensatz zu den sonst benützten Zusätzen aus Chromerz keine, die .ScMacken verdüauienden Oxyde, wie Aluminiumoxyd und Magnesiumoxyd, oder nur einen geringen. Gehalt solcher Stoffe enthält. Dadurch: kann das Schlackenbad trotz der reduzierenden Einwirkung des Kohlenstoffgehältes -der Chromlegierung während des ganzen Schmelzverlau£es auf einem hohen Chromoxydgehalt gehalten werden. Bei der Ausübung des Verfahrens kann jedoch ein Teil des Chromoxydes in Form von Chromerz zugeführt werden, oder, es kann. ein Zuschlag von Chromoxyd durch Oxydation von Chrom während des Schmelzverlaufes, beispielsweise durch Zusatz von Eisenerz gehalten werden.
• Es ist nicht notwendig, die gesamte Menge der zu benutzenden Chromlegierung dem Rösten zu unterwerfen. Es kann genügen, wenn nur ein Teil: dieser -Chromlegierungen geröstet wird, in welchem Falle jedoch die Oxydation verhältnismäßig weit, unter Umständen bis zur völligen Oxydation des Chroms, getrieben wird.
• Es hat sich indessen als am vorteilhaftesten erwiesen, die Hauptmenge der Chromlegierung oder noch besser dis Gesamtmenge einer teilweisen Röstung zu unterwerfen, und zwar derart, daß die Legierungsteilchen mit einer Oxydhaut ,überzogen werden. Dadurch wird erreicht, daß die Legierungsteilchen nicht den zwischen den Elektroden urld dem Schlackenbade übergehenden :elektrischen Strom leiten und wodurch gleichzeitig die sonst betnächtliche Vergasung von Chrommetall vermieden wird, die bei der Einwirkung des Stromes bzw. des Lichtbogens auf. blanke Metallteilchen entsteht. Außerdem wird der Stromübergang bei der Benutzung einer Legierung, deren Oberfläche durch Oxyde geschützt ist, wesentlich ruhiger als sonst. Ferner wird eine Bildung von Stickstoff vermieden, die sonst beim Spielen eines freien Lichtbog tens gegen die nicht oxydierte OberßQäche der Ohromliegierungsteilchen lentsteht.
• Die Oxydation, vorzugsweise gepulverten Ferrochroms o. dgl., die z. B. durch einfache Röstungerfolgen kann, wird je nach der herzustellenden Legierung verschieden. weit getrieben. Wird beispielsweise die Herstellung kohlenstoffarmen Ferroehroms - mit einem Kohlenstoffgehalt von unter o,5% -erstrebt, so soll möglichst ein Oxydationsgrad von 15 bis 40 % benutzt werden, d. h. 15 bis 40 % des Metallgehalts der Legierung sollen in Oxyde übergeführt werden, um die Aufrechterhaltung eines Chromoxydgehalts etwa zwischen 5o bis 8o% in dem Schlackenbade zu ermöglichen. -Bei der Herstellung von chromlegiertem Eisen, beispielsweise von rostfreiem Stahl, kann mau sich mit einem ,erheblich niedrigerem Oxydationsgrad, z. B. zwischen io bis i 5 % oder darunter, begnügen. In diesem Falle kann die Zusammensetzung des S.chläkkenbades auch in anderer Weise leicht geregelt werden, beispielsweise durch Zusatz -von Eisenerz. Zusätze von anderen Legie= rungsimletallen,-wie Nickel, können bei dem beschriebenen Verfahren in :üblicher Weise entweder im Schmelzofen selbst oder auch gänzlich oder teilweise erst nach .dem Abstich gemacht werden. Bei der Herstellung von chromlegiertem Eisen oder -Stähl kann eine Nachregelung des Chromgehaltes auch durch Zufuhr von kohlenstoffarnvem Ferrochrom o. dgl. stattfinden, nachdem die Legierung aus dem Ofen entfernt worden ist.
• Die Oxydation der Chromlegierung bzw. die Restung kann. in an sich bekannter Weise mit Luft, Sauerstoff; Wasserdampf oder anderen Oxydationsmitteln bewirkt werden. Die Röstung wird vorzugsweise bei Tiemperatuxen zwischen 1200 und 1400' C ausgeführt. In gewissen Fällen, besonders wenn es sich um eine weniger wein getriebene Oxydation handelt, können auch niedrigere Temperaturen, beispielsweise bis zu goo° C herunter, benutzt werden. Die Rösfung des ge- pulverten : Ferrochroms kann durch Zusätze gefördert werden, die auflockernd wirken oder die Bildung von Chromaten erleichtern. So arbeitet man beispielsweise unter Zusatz von Kalkstein oder gebranntem Kalk oder anderen basischen Stoffen. Die Menge dieser Stoffe wird zweckmäßig zwischen i bis 5 % CaO gehalten.
• Geeignete Öfen für die Röstung sind, wie an sich ebenfalls bekannt ist, z. B. Kanalöfen, Drehöfen und Sintervorrichtungen. Das Röstverfahren bewirkt gleichzeitig eine gewisse Entkohlung der Chromlegierung. So wurde z. B. bei einer bei i2oo° C ausgeführten Röstung bis zu einem Oxydationsgrade von io% eine Entkohlung von 20% gefunden.
• Die als Ausgangsstoff dienende Chrom-1egiexung soll vorzugsweise leinen niedrigen Siliciumgehalt, am zweckmäßigsten unter i % Si, besitzen. Die günstigsten Ergebnisse sind mit Chromlegierungen erreicht worden, die nur ein oder einige Zehntel eines Prozentes von Si enthielten.
• Welche bedeutenden Vorteile durch die Arbeitsweise gemäß der Erfindung gegenüber der 'Benutzung von natürlichem Chromerz erreicht werden, geht aus dem nachfolgenden Beispiel hervor: Der Einfachheit halber sind hierbei die in dein oxydierten Ferrochrom bzw. im Chromerz ,enthaltenen Eisenmengen nicht berücksichtigt worden, weil dies für das Ergebnis ohne Einfuß ist. Nicht mitgerechnet sind ferner etwa vorhandene Gehalte an Silicium, und anderen 4chlackenbildenden Verunreinigungen, da diese ebenfalls ohne Einfluß auf das Endergebnis sind.
• Verglichen werden sollen folgende Besohickungen : .
• i. Beschickung, bestehend aus 12 t gerGsteteinn Fernochrom, d. h. i o t Metall und 2 t durch das Rösten gebildetes Chromoxyd, z. Beschickung, enthaltend i o t ungeröstetes Ferrochrom und Chromerz als Reduktiansmittel. Chromerz wird als hochwertiges Erz mit 5 o % Cr2 03 und 300/0 schlackenbildenden Oxyden (Mg0, A1203, SiO2) angenommen..
• Es wird in beiden Fällen unterstellt, daß i 5oo kg Chromoxyd durch den Kohlenst3ffgeh4t des Ferrochroms reduziert werden.
• i. Beschickung, bestehend aus 12t geröstetem Ferrochrom und 5ookg Ca0. Nach Reduktion von 15 oo kg Chromoxyd verbleiben als schlackenbildende Bestandteile 5oo kg Chromoxyd und 5ookg Ca0. Erhalten werden also ioookg Schlacke mit 50% Cr203 .und 5b% Ca;0.
• z. Beschickung, bestehend aus io t Ferroehrom, 5oo kg Ca;0 und Chromerz.
• a,) Es wird die gleiche Chromoxydmenge wie im Fall i zugeführt. Dazu sind 40oo kg Chromerz erforderlich. Nach Reduktion vin i Soo kg Chromoxyd verbleiben als schlackenbildende Bestandteile 5oo kg Chromoxyd, 5oo kg CaO und i Zoo kg ändere Schlackenbildner aus dem Chromerz (MgO, A1203, Si02). Erhalten werden 22oo kg Schlacke mit 22,7% Cr203 und 22,7% Ca0.
• b) Es wird eine solche Menge Chromerz benutzt, daß die Schlacke denselben Chromoxydgehalt wie im Fall i erhält. Dazu sind i o ooo kg Chromerz erforderlich. Nach Reduktion von i5oo kg Chromoxyd verbleiben als Schlackenbildner 35oo kg Cr203, 500 kg CaO und 3oookg MgO+A1203+Si02. Die gesamte Schlackenmenge beträgt somit 7oookg mit 5o % Cr203, aber nur 7,i5 % Ca0.
• Der Kalk dient zurr Verringerung des, Schwefelgehaltes der zu raffinierenden Legierung und muß zu diesem Zweck einen wesentlichen Anteil der Schlacke bilden.
• Die Berechnungen zeigen, daß beim Arbeiten mit Chromerz als Entkohlungsmittel ein hoher Chromoxydgehalt und eine starke schwefelreinigende Wirkung der Schlacke kaum miteinander zu vereinen sind. Der sich nach Beispie12b ergebende Kalkgehalt ist viel zu niedrig. Ein weiterer Kalkzusatz bedeutet aber eine entsprechende Herabsetzung des Chromoxydgehaltes. Für die Durchführung des Raffinationsverfahrens ist eine allzu große Schlackenmenge nachteilig, einerseits, weil ihre Schmelzung große Energiemengen erfordert, andererseits, weil es erhebliche Schwierigkeiten bereitet, ein großes Schlackenbad auf gleichförmig hoher Temperatur zu halten. Die im. Fall i berechnete Schlackenmenge ist sehr klein. In der Praxis arbeitet man vorteilhaft unter Zusatz geregelter Mengen Chromerz zu geröstetem Ferrochrom.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung kohlenstoffariner Eisen-Chrom-Legierungen, wie z. B. kohlenstoffarmen Ferrochroms, chromlegierten Eisens und Stahls, im elektrischen Ofen, durch Reaktion zwischen einem chromoxydhaltigen Schlackenbad und einer Chromlegierung mit höherem Kohlenstoffgehalt als die zu erzeugende Legierung, wie z. B. Ferrochrom mit etwa 6 bis ioo/a C,@g egebenenfalls unter Zugabe von Eisen oder anderen Legierungszusätzen in kohlenstoffhaltiger oder kohlenstoffarmer Form nach Patent 621 794, .dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenstoffhaltige Chromlegierung gänzlich oder zum Teil einem vorbereitenden Rösten unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gepulverte kohlenstoffhaltige Chromlegierung so weit gerüstet wird, daß 15 bis 400/0 des Metallgehaltes der Legierung in Oxyd übergeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet; daß eine kohlenstoffhaltige Chromlegierung mit niedrigem Siliciumgehalt, vorzugsweise mit weniger als i % Si, nach dem Rösten als Zusatzstoff benutzt wird.