Otrzymywanie stopów zelaza, a zwla¬ szcza stopów zelaza z chromem i manga¬ nem, zapomoca odtleniajacego dzialania wegla na rude, nie daje moznosci, nawet w -przypadku, gdy srodek odtleniajacy jest w niedostatecznej ilosci, wytworzenia pro¬ duktu o bardzo malej zawartosci wegla.Okres usuwania wegla z odtlenionego me¬ talu na poczatku tej fazy procesu, przy stykaniu sie metalu z zuzlem, bardzo utle¬ nionym z powodu niedostatecznego odtle- nienia, powoduje silne utlenienie czynni¬ ka uzytecznego, np. chromu lub manga¬ nu, i odpowiednie zmniejszenie sie zawar¬ tosci uzytecznych skladników w stopie, który wskutek tego nie odpowiada przy- jetym wymaganiom przemyslowym.Odtlenianie zapomoca metalicznych srodków odtleniajacych, takich jak krzem, polaczonych lub niepolaczonych z zasa¬ dniczym skladnikiem otrzymywanego sto¬ pu zelaza o malej zawartosci wegla i po¬ zbawionych calkowicie lub prawie calko¬ wicie wegla, umozliwia przerób tych sto¬ pów o malej zawartosci wegla bez wpro¬ wadzania dodatkowego wegla. Nalezy jednakze podczas tego zabiegu roboczego usunac prawie calkowicie metaliczny sro¬ dek odtleniajacy, który móglby pozostac w otrzymywanym stopie zelaza. Zabiegroboczy, który polega na utlenianiu srod¬ ka odtleniajacego tlenejn zuzla, zawiera¬ jacego tlenki zasadniczych skladników da¬ nego stopu zelaza, przedstawik znaczne trudnosci.W rzeczywistosci im dalej posuwa sie proces usuwania odtleniajacego srodka me¬ talicznego (np. krzemu), tern bardziej od- tleniane tlenki stopionej rudy sa rozcien¬ czane tlenkami, powstalem! wskutek "dzia¬ lania tego odtleniajacego srodka meta¬ licznego, oriiz ^afeadaSLiufeli5a lania nan w celu zachwiania jego równo¬ waga chemiczna, która dazy Ao ustalenia, sie. Reakcja przebitego'iehi woniej, im bardziej ustala sie równowaga chemiczna i w rezultacie wymiana pomiedzy kapiela metaliczna i zuzlem odbywa sie coraz wol¬ niej. Nastepnie przystepuje sie do oczy¬ szczania kapieli, w celu ponownego zala¬ dowania swiezej ilosci rudy, togatej w tlen, i stopienia jej dla dalszego prowa¬ dzenia zabiegu usuwania odtleniajAcego srodka metalicznego. Czynnosci oczy¬ szczania, po których nastepuje ponownie zaladowanie ladunku, wywoluja przecho¬ dzenie kapieli metalicznej w postac stala, a wiec kapiel staje sie tern mniej topliwa, im blizej jest osiagniecia pozadanego stop¬ nia oczyszczania.Wiadomo, ze stopienie tygla metalu w piecu elektrycznym jest trudne, wskutek znacznego przewodnictwa metalu. Wskutek powyzszego zwieksza sie znacznie zuzycie pradu, a wiec tern samem zwiekszaja sie wszelkie zwiazane z tern koszty. Jedno¬ czesnie stykanie sie elektrody lub elektrod ze stapianemi produktami przedluza sie równiez, powodujac regulamie zwiekszenie sie zawartosci wegla w miare usuwania od¬ tleniajacego srodka metalicznego zapomo- ca odtleniajacych sie tlenków stopionego zuzla. Prócz tego dlugie ogrzewanie w bar¬ dzo wysokiej temperaturze wplywa nisz¬ czaco na wylozenie pieca i fego sklepie¬ nia. .A wiec nalezy zaznaczyc, ze podczas okresu usuwania odtleniajacego srodka metalicznego, stapianie przebiega na po¬ czatku sfi^rbko dzieki z jednej strony znacznej zawartosci tlenków w stapianej rudzie (co pfzfechyla równowage na ko¬ rzysc szybkiego utleniania sie stosowanego metalicznego srodka odtleniajacego, któ¬ remu towarzyszy wydzielanie sie ciepla re¬ akcji) , a z drugiej strony dzieki topnikowi, wytwarzanemu przez tlenki, powstajace podczas Irekkcji. Nastepnie szybkosc reak¬ cji zmniejsza sie i nalezy przystapic do oczyszczania* aby zachwiac równowage ukladu melal-zuzek. ^Stapianie nastepnego ladunku, a w razie potrzeby nastepnych la¬ dunków, przebiega bardzo wolno wskutek zetkniecia sie z kapiela metaliczna, która stracila postac plynna przez zmiane zuzla, i w której zawartosc metalu odtleniajacego jest mniejsza lub równa 5%.Dla otrzymania stopów o bardzo malej zawartosci srodka odtleniajacego, wyno¬ szacej 0,5%, a nawet 0,1%, nalezy usku¬ tecznic wiele kolejnych procesów oczy¬ szczania, 'ale nawet i wtedy nie mozna uzyskac jednakowych wyników.Niniejszy wynalazek usuwa powyzsze trudnosci i umozliwia szybkie i dokladne otrzymywanie stopów zelaza (np. stopów zelazo - chromowych i zelazo - mangano¬ wych) o bardzo malej zawartosci wegla, przy jednoczesnem i mozliwie calkowitem usunieciu odtleniajacego srodka meta¬ licznego.Wynalazek polega zasadniczo na ciag¬ iem, szybkiem i dokladnem stykaniu wszystkich czasteczek stopionego metalu ze wszystkiemi czastkami utleniajacego zuzla, zapomoca energicznego mieszania.Czas trwania okresu usuwania srodka od¬ tleniajacego jest tern krótszy, im doklad¬ niejsze jest to zetkniecie.We wszystkich przypadkach, badz wte¬ dy, gdy zuzel przeplywa przez meftal, badz tez. wtedy, gdy metal zostaje wlany do — 2 —zuzla, proces ten trwa nie dluzej niz okolo 1 minuty i nie wymaga doprowadzania ciepla z zewnatrz.Zuzel tltleniajacy, który ma dzialac na metal, mozna badz uprzednio stopic w od¬ powiednim piecu w ilosci i o skladzie sci¬ sle okreslonych, aby równowaga, która na¬ lezy osiagnac w czasie mieszania, odpowia¬ dala w kazdym przypadku calkowitemu usunieciu metalicznego srodka odtleniaja- cego, polaczonego z przerabianym stopio¬ nym stopem, badz tez zuzel moze byc sto¬ piony w tym samym piecu, w którym wy¬ twarza sie stop przez dzialanie odtlemiaja- cego srodka metalicznego, polaczonego lub niepolaczonego z zasadniczym metalem obrabianego odweglonego stopu zelaza. W tym drugim przypadku ten sam zuzel, któ¬ ry byl w równowadze ze stopiona kapiela metaliczna (w warunkach procesu w piecu do stapiania), powoduje zakonczenie sie procesu podczas mieszania wskutek za¬ chwiania równowagi, spowodowanej przez energiczne mieszanie masy: stopiony me- tal-zuzeL Praktyka otrzymywania stopów zelaza o malej zawartosci wegla, otrzymanych wedlug wynalazku, wykazala, ze: 1. usuwanie metalicznego srodka od- tleniajacego w ciagu krótkiego czasu trwa¬ nia procesu moze byc posuniete dowolnie daleko, to znaczy az do zawartosci w gra¬ nicach 0,02 i 0,1%, co odpowiada wymaga¬ niom stalowni. 2. pracujac stale w tych samych wa¬ runkach (sklad i ilosc metalu i stosowanego zuzla, jak równiez sposób przeprowadza¬ nia ich szybkiego i dokladnego stykania) uzyskuje sie zawsze te same wyniki, co umozliwia unikniecie otrzymywania wadli¬ wych odlewów.Powyzsze wyniki uzyskuje sie dzieki temu, ze pozadany stan równowagi ukladu metal-zuzel zostaje praktycznie osiagniety jednoczesnie w calej masie, gdyz w razie przedluzenia okresu stykania sie zelaza z zuzlem zawartosc metalicznego sirodka od- tleniajacego w metalu praktycznie nie zmienia sie.Rodzaj scianek zbiornika, w którym odbywa sie mieszanie metalu i zuzla, nie wplywa na sama reakcje, gdyz czas trwa* nia tego procesu jest zbyt krótki.Temperatura metalu nie ma duzego zna¬ czenia, wystarczy, aby metal byl jilynny na poczatku procesu, przyczem cieplo, wy¬ dzielajace sie podczas procesu, utrzymu¬ je metal w stanie plynnym az do konca procesu.Stosujac przy otrzymywaniu stopu ze¬ lazo - chromowego, np. krzem jako meta¬ liczny srodek odtleniajacy, mozna otrzy¬ mac, dzieki sposobowi wedlug wynalazku badz bezposrednio w jednym tylko zabiegu i przez dzialanie oddzielnie stopionego zuzla utleniajacego, stop zelazo - chromo¬ wy, odpowiadajacy obecnym wyrobom, a wiec zawierajacy od 0,5 do 1 % Si, badz przesunac ten stan równowagi w kierunku jeszcze dalej posunietego odkrzemiania, mieszajac zuzel i metal ladunku, sklada¬ jacego sie z mieszaniny krzemochromu, ru¬ dy i zasad, natychmiast po uzyskaniu znacznego stopienia, badz tez osiagnac bar¬ dzo daleko posuniete granice odkrzemienia Fe-Cr (0,1 Si), czego nie mozna osiagnac w jednym zabiegu roboczym. W tym ostatnim przypadku odkrzemiony metal (zawartosc Si: w granicach pomiedzy 0,5 i 1%)» podczas pierwszego procesu miesza¬ nia, miesza sie równiez z bardzo mocno utlenionym i stopionym zuzlem. Zuzel, uzyty do obróbki zelazo - chromu o zawar¬ tosci najwyzej \% Si, stosuje sie ponow¬ nie do pierwszego zabiegu odkrzemiania krzemo - chromu przez mieszanie, prze¬ chowujac go w stanie plynnym w piecu do otrzymywania utleniajacego zuzla do od¬ krzemiania.Ilosc zuzla, jakiej nalezy uzyc, zalezy jedynie od zawartosci krzemu w odkrze- mianym stopie zelazo - krzem - chrom. - 3 -Ilosc krzemu, który ma byc uzyty zalezy od pozadanej ilosci wegla w obrabianym stopie zelazo - chrom.Mieszanie stopionej masy metal - zuzel utleniajacy mozna uskuteczniac mecha¬ nicznie, np. zapomoca gazu. Mieszanie to musi byc bardzo energiczne, aby mozna by¬ lo zmniejszyc czas jego trwania. Mieszanie mozna uskuteczniac równiez w sposób prosty i oszczedny, stosujac czerpak, odle¬ wowy, do którego wlewa sie przedewszyst- kiem zuzel, stopiony oddzielnie lub zlany z pieca do stopu krzemo - chromowego lub innego* Nastepnie wylewa sie metal szerokim strumieniem na zuzel, przyczem zuzel wy¬ plywa na powierzchnie, dzieki czemu zwieksza sie znacznie powierzchnia ze¬ tkniecia metalu z zuzlem. Mozna wtedy stwierdzic, ze pomimo bardzo krótkiego czasu trwania tego procesu usuwanie me¬ talicznego srodka odtleniajaeego (np. krzemu) jest praktycznie ukonczone w chwili, gdy zuzel zebral sie nad metalem.Otrzymuje sie stale doskonale wyniki, o ile dobiera sie odpowiednio stosunek iloscio¬ wy metalu i zuzla oraz ich sklady. Uzywa¬ jac czerpaków o zwyklych rozmiarach mozna z latwoscia uzyskac powyzszy wy¬ nik.W celu uskuteczniania zabiegu miesza¬ nia mozna stosowac oprócz czerpaków tak¬ ze wszelkie inne srodki. Jednakze stoso¬ wanie czerpaka jest bardzo korzystne, gdyz jest proste, a umozliwia uzyskanie lepszego wyniku. Jest rzecza wazna, azeby krzem zostal wydzielony (spalony), np. je¬ dynie przez redukcje tlenków, zawartych w skladnikach podstawowego stopu, a nie — przez stosowanie tlenu powietrza.Ponizej podano tytulem przykladu kil¬ ka procesów, wykonanych wedlug niniej¬ szego wynalazku.Przyklad I. Przeprowadza sie odkrze- mianie 600 kg metalu, zawierajacego: krzemu 48,35% zelaza 16,22% chromu 35,20% wegla 0,082% róznych zanieczyszczen bez znaczenia 0,148% zapomoca 3,200 kg rudy (tworzacej zuzel utleniajacy), stopionej w specjalnym pie¬ cu i posiadajacej sklad nastepujacy: Cr20, 29,83% Al2Os 6,86,, Si02 3,21 „ CaO 45,73,, FeO 6,96,, MgO 7,25,, róznych zanieczyszczen 0,16 M Ten zuzel utleniajacy wraz z metalem wlewa sie jednoczesnie do czerpaka, który nastepnie umieszcza sie w warsztacie od¬ lewniczym ponad formami do odlewania pretów.Pomiedzy poczatkiem odlewania zuzla i metalu do czerpaka a poczatkiem odle¬ wania metalu w formy do pretów uplywa 4 minuty.Metal z pierwszej formy do odlewania pretów, posiadal sklad nastepujacy: krzemu 0,89 % wegla 0,068 „ W rezultacie otrzymano 980 kg metalu o skladzie handlowym w jednym procesie roboczym, bardzo krótkim w porównaniu z procesem stapiania w jednym tylko pie¬ cu przy jednoczesnem dzialaniu zuzla na powierzchnie odkrzemianej stopionej ka¬ pieli metalicznej.Przyklad II. Do pieca laduje sie 300 kg krzemo - chromu o skladzie: chrom 37,20% zelazo 12,30 „ krzem 49,53,, wegiel 0,1 „ róznych zanieczyszczen 0,87 „i 8Ó0 kg chromianie zmieszanego z ?Z0 kg wapna.Otrzymano z pieca metal o skladzie: Cr 69,80% Fe 29,05„ Si 0,51 „ C 0,08,, róznych zanieczyszczen 0,56,, Zuzel wylewa sie do czerpaka, a z pie¬ ca ( po usunieciu zuzla) wlewa sie metal szerokim strumieniem do czerpaka. Metal miesza sie dokladnie z zuzlem dzieki silne¬ mu mieszaniu.Czas trwania procesu wynosil 1 minute, a otrzymany pod koniec procesu metal po¬ siadal sklad nastepujacy: Cr 70,50% C 0,07,, Si 0,08 „ Fe 28,90„ róznych zanieczyszczen 0,45 „ A wiec w ciagu niewielu sekund od- krzemianie zostalo posuniete bardzo dale¬ ko dzieki dokladnemu stykaniu sie wszyst¬ kich czastek odkrzemianego metalu i je¬ szcze utlenionego zuzla, który przed wyla¬ niem go do czerpaka stykal sie juz w pie¬ cu z metalem. Taki wynik mozna bylo uzy¬ skac dawniej jedynie przez zastosowanie dodatkowego oczyszczania, trwajacego o- kolo godziny. PL