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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von leicht vergiel3barem
Schmiedeeisen bzw. Stahl aus kleineren Roheisenmengen Vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens, wodurch
gewöhnliches Gießereiroheisen oder auch Roheisen, mit Eisen-oder Stahlschrott gemischt,
in kleineren Mengen in geeigneten Schmelzöfen durch Windfrischen rasch in dünnflüssiges
Schmiedeeisen umgewandelt werden kann, welches sich zur Herstellung dünnwandigen
Formgusses jeder Art eignet und welches in bekannter Weise durch entsprechende Zusätze
hinsichtlich seiner mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften verbessert
werden kann.
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Die Umwandlung von Roheisen in Stahl-oder Schmiedeeisen durch Windfrischen
in der Birne nach dem Bessemer- und Thomasverfahren ist bekannt. Ebenso ist es bekannt,
daß mittels dieser Verfahren große Mengen von Roheisen in kurzer Zeit in Stahl oder
Schmiedeeisen umgewandelt werden können. Da aber diese Verfahren nur in Werksanlagen
größten Ausmaßes ausführbar sind, konnten sie bisher der Kleinindustrie nicht zugänglich
gemacht werden.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, in offenen Gießereipfannen
mittels eintauchbarer gekühlter Düsen das Eisenbad zu frischen. Diese Versuche sind
gescheitert, einmal, weil die gekühlten Düsen sich praktisch als unverwendbar herausgestellt
haben, und ferner, weil es auf diese Weise nicht möglich ist, in einer offenen Pfanne
die zur Erzeugung eines leicht vergießbaren Schmiedeeisens nötigen Temperaturen
aufrechtzuerhalten.
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Es ist weiter bereits vorgeschlagen worden, bei Bessemerbirnen den
Boden als Deckel auszubilden, in dem die Luftdüsen liegen. Diese bekannte Einrichtung
ist für Behälter, in denen das Roheisenvorher im Schmelzofen geschmolzen wird, nicht
verwendbar, und zwar mit Rücksicht auf die im Schmelzofen herrschenden Temperaturen,
die solche Bodenverschlüsse unbrauchbar machen würden.
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Versuche, für die Kleinindustrie ähnliche Anlagen in kleinem Maßstabe
zu schaffen, sind ebenfalls schon verschiedentlich gemacht worden. Diese Versuche
haben bisher jedoch noch zu keinem praktischen Erfolge geführt. Dieses besonders
deshalb; weil auch bei den angestrebten Kleinanlagen das Roheisen zuerst in einem
Gießereischachtofen vorgeschmolzen, von da nach dem Konverter und nach der Umwandlung
in Stahl in Pfannen oder Mischer überführt werden mußte und dann erst in Blöcke
vergossen werden konnte. Auch der Umstand, daß das in solchen Kleinanlagen gewonnene
Schmelzgut durch Umgießen in Kleinbehälter und Gießpfannen zu schnell abkühlt, ohne
daß die Möglichkeit gegeben ist, es vor dem Vergießen nochmals auf höhere Temperatur
zu
bringen, was zur Herstellung von Formguß unbedingt erforderlich ist, brachte derartige
Anlagen in allen Fällen zum Versagen.
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Durch den Erfinder wurden weitgehend Versuche angestellt, diese verschiedenen
Arbeitsgänge möglichst zu vereinigen und das Niederschmelzen des Roheisens, seine
Über=' führung in Stahl sowie eire anschließende Temperaturerhöhung vor dem Vergießen
in einem fortlaufenden Arbeitsgange zu ermöglichen, welche auch zu dem angestrebten
Erfolge führten.
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Bei umfassenden Laboratoriumsversuchen in vorerwähnter Richtung wurde
gefunden, daß es möglich ist, kleinere Mengen Roheisen mit ganz einfachen Mitteln
unmittelbar in gewöhnlichen Schmelztiegeln, in Anlehnung an das Bessemerverfahren,
in Schmiedeeisen umzuwandeln, indem in geeigneten Schmelzöfen der im festen Zustande
eingesetzte Tiegelinhalt zunächst eingeschmolzen, dann das entstandene Eisenbad
durch Enleiten von Wind gefrischt und hierauf im gleichen Behälter nochmals aufgeheizt
und anschließend vergossen, wird. Dadurch wird es möglich, die für die Herstellung
eines leicht vergießbaren Schmiedeeisens nötigen Temperaturverhältnisse zu beherrschen.
Gegebenenfalls kann die Erreichung einer leichten Vergießbarkeit dabei noch durch
bekannte geeignete metallische Zusätze geregelt werden. Sorgfältigste Prüfungen
ergaben die Richtigkeit der gefundenen Erkenntnis, daß nämlich die Aufrechterhaltung
und Regelung der nötigen Temperaturen eine ausschlagebende Rolle spielt.
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Auf der Zeichnung sind Vorrichtungen, zur Ausführung des Verfahrens
in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Tiegel mit in der Wandung vorgesehenem Luftkanal
und aufgesetztem Luftzuführungsrohr.
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Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch den Tiegel der Abb. i nach der Linie
I-1 im Grundriß. Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i ebenfalls
im Grundriß.
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Abb.4 zeigt ein aufsetzbares Rohr für die Zuführung der Preßluft.
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Abb.5 zeigt eine Ausführung einer Tauchdüse, die bei Verwendung gewöhnlicher
Tiegel in das Eisenbad getaucht wird. Sie wird dabei an das Luftzuführungsrohr gemäß
Abb.4 in geeigneter Weise angeschlossen.
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Auf der Zeichnung ist mit i der Schmelztiegel bezeichnet, der einen
Aufsatz 2 trägt. Mit 3 ist der in der Wandung des Schmelztiegels vorgesehene Luftzuführungskanal
bezeichnet und mit 4 das Zuführungsrohr für die Preßluft. 5 bezeichnet einen auswechselbaren
Düsenkörper, der am Boden des Schmelztiegels eingesetzt und befestigt ist. Die in
diesem Düsenkörper vorgesehenen Luftkanäle sind mit 6 bezeichnet und mit 7 die düsenförmigen
Öffnungen, durch die die Preßluft in das Eisenbad ,:eintritt. Mit ä sind Tauchkörper
bezeichnet, #<ä an einer Rohrleitung g befestigt sind, welche iseits mit dem
Zuführungsrohr 4 für die Pr luft verbunden werden können. Diese Verbindung ist auf
der Zeichnung nicht dargestellt. Die Tauchkörper besitzen ebenfalls wie der Düsenkörper
5 geeignete düsenförmige Austrittsöffnungen. Bei der Ausführung des Tauchkörpers
nach Abb.5 mündet das Einführungsrohr für die Preßluft in einem schraubenförmig
ausgebildeten Teil io, der von einem Schutzmantel ii umgeben ist. Dieser Schutzmantel
besitzt ebenfalls an seinen Außenwandungen düsenförmige Austrittsöffnungen für die
Preßluft. Diejenigen Schmelztiegel, in deren Wandungen ein Kanal zur Führung des
Windes nach dem am Boden des Tiegels angeordneten Düsenkörper vorgesehen sind, haben
den. Vorteil, daß der zugeführte Wind vorgewärmt wird, bevor er in das Eisenbad
gelangt. Dadurch wird für bestimmte Zwecke eine schnellere Umwandlung des Schmelzgutes
erreicht, gegebenenfalls unter Verwendung von gepreßten Düsenkörpern. Durch einen
am Boden des Tiegels angebrachten, auswechselbaren Düsenkörper ist die Arbeitsweise
die gleiche wie bei den bekannten eintauchbaren Frischvorrichtungen.
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Zur leichten und sicheren Einführung pulverförmiger Metallzusätze
in die Schmelze, welche der Desoxydation, der Verbesserung sowie zur Hebung der
Säurebeständigkeit dienen sollen, ist an dem Verbindungsrohr 4 zwischen Windleitung
und Düsenkörper 5 ein durch Federdruck verschließ- und regelbarer Klappentrichter
12 angeordnet, wodurch eine sichere und schnelle Einführung dieser Zusätze in die
Schmelze erreicht wird.
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Da infolge der Wirkung der Preßluft das geschmolzene Eisen in der
Frischvorrichtung hochsteigt, wird der Tiegel zweckmäßig mit einem sich nach oben-
schräg verjüngenden Aufsatz 2 oder einer an dem Luftrohr oder Düsenkörper selbst
befestigten Deckel (nicht dargestellt) abgeschlossen.. Zur Abführung der Gase ist
der Aufsatz oben offen, der Deckel hingegen mit entsprechenden Öffnungen versehen.