W celu otrzymania metali o jak naj¬ mniejszej zawartosci tlenu proponowano juz uzywanie w piecu indukcyjnym, stapia¬ jacym metal zapomoca pola elektrycznego, zuzla, zaladowywanego w stanie stalym, ze stosowaniem równolegle czynników odtle- niajacych, dodawanych do metalu, przy- czem zuzel byl przeznaczany do pochlonie¬ cia zbednych skladników, doprowadzanych w ten sposób do metalu.Oczyszczanie metali od tlenu przez uzy¬ cie zuzli w stanie stalym natrafia w prakty¬ ce na trudnosci, oslabiajace znacznie sku¬ tek zabiegu odciagania tlenu, rozpuszczone¬ go w stali, jaki moznaby osiagnac równiez z zuzlem kwasnym. Jezeli staly zuzel ladu¬ je sie do takiego pieca indukcyjnego, do którego stal jest ladowana w stanie sta¬ lym lub roztopionym, to metal styka sie z powietrzem, zanim zuzel zostanie roztopio¬ ny, i szybko utlenia sie. Równiez gdy stal jest juz roztopiona zachodzi szybkie utle¬ nianie na gwaltownie zaatakowanej po¬ wierzchni metalu, gdyz powierzchnia ta nie jest zabezpieczona przed dzialaniem powie¬ trza, i wytwarza sie tlenek zelaza, dzieki czemu ciekly stop wzbogaca sie w rozpu¬ szczony tlenek. Ten tlenek zelaza wspól¬ dziala w tworzeniu sie zuzla wraz z mate- r jalami, dodawanemi w celu tworzenia zuz¬ la, np. zwykle krzemionka i szklem, i do¬ piero wtedy roztopiony zuzel pokrywa po-wierzchnie cieklego stopu; Lecz zuzel, utwo¬ rzony w ten sposób, zawiera znaczne ilosci tlenku zelaza, co zmniejsza, a nawet moze doprowadzic do zera zdolnosc pochlaniania przez zuzel tlenku zelaza, rozpuszczonego w cieklym metalu, zwlaszcza, jezeli tworze¬ nie sie tego zuzla bylo powolne. W rzeczy¬ wistosci skuteczne odtlenienie stali nie mo¬ ze byc osiagniete w ten sposób. Oczywiscie mozna ochronic przynajmniej czesciowo stal przed utlenianiem sie przez uprzednie dodanie do cieklego metalu manganu lub chromu, ale w takim przypadku wystepuje jednak tlenek zelaza podczas tworzenia sie zuzla, chociaz w znacznie mniejszej ilosci; prowadzi to do czystej straty manganu lub chromu, których tlenki tworza zuzel, tak bogaty w tlen, ze zdolnosc pochlaniania przez ten zuzel róznych tlenków zelaza, manganu lub chromu jest bardzo nikla. Wi¬ dac zatem z tego, jak wazne jest zapobie¬ ganie utlenianiu róznych skladników cie¬ klego stopu przez powietrze od samego po¬ czatku przeprowadzania traktowania.Oczywiscie teoretycznie mozna byloby dojsc do lepszych wyników przy odtlenia- niu zapomoca zuzla, zaladowywanego w stanie stalym, kosztem zreszta przedluzenia czasu trwania odtleniania, przez zwieksze¬ nie ilosci stosowanego zuzla, to znaczy przez rozcienczenie tlenków metali w wiek¬ szej masie zuzla, lecz, nie mówiac juz o zwiekszeniu kosztów, z tego wynikajacych, ten sposób postepowania rozbija sie o trud¬ nosci, polegajace na tern, ze w piecu induk¬ cyjnym zuzel jest nagrzewany jedynie za posrednictwem metalu, wskutek czego gru¬ ba warstwa zuzla jest zawsze zle przetopio¬ na przynajmniej w swej wierzchniej czesci.Przeszkadza to braniu udzialu w reakcji ca¬ lej masy zuzla, gdyz dyfuzja skladników w kierunku grubosci warstwy zuzla jest bar¬ dzo utrudniona. Ladowanie znacznej ilosci zuzla w stanie stalym nie jest racjonalne, gdyz wymaga zastosowania dodatkowego nagrzewania samego zuzla.Wedlug niniejszego wynalazku mozna uniknac tych niedogodnosci i uzyskac znacznie lepszy wynik i szybkie odtlenienie stali, zuzywajac przytem mala ilosc zuzla, przez uzycie syntetycznego zuzla w stanie roztopionym, nieredukujacego i zdolnego do odciagania tlenku zelaza ze stali wsku¬ tek malej zawartosci w nim tego tlenku, o- raz przez ladowanie tego zuzla do pieca jednoczesnie ze stala równiez w stanie sto¬ pionym, albo zaraz po naladowaniu stali, aby stal nie mogla sie jeszcze utlenic w stopniu widocznym wskutek stykania sie z powietrzem, przyczem ilosc zuzla winna byc dostateczna do pokrycia metalu. Metal jest wiec od samego poczatku ochraniany zapomoca warstwy cieklego zuzla od dzia¬ lania utleniajacego powietrza i dzialanie zuzla na stal odbywa sie od poczatku trak¬ towania, jak i przez caly czas tego trakto¬ wania pod warstwa ochronna, utworzona z zuzla. W tym przypadku nie wytwarzaja sie tlenki zelaza, manganu lub chromu, a dzialanie zuzla idzie w kierunku wylacznie odciagania tlenków, rozpuszczonych w sta¬ li, w stosunku do których zuzel zachowuje calkowicie swa zdolnosc pochlaniania. W ten sposób mozna dojsc do bardzo doklad¬ nego odtlenienia stali bez koniecznosci od¬ dzialywania na zuzel cialami redukujacemi, w celu nadania mu zdolnosci pochlaniania tlenków.Doswiadczenia wykazaly, ze dzialanie zuzla jest tern szybsze, przy zachowaniu ta¬ kich samych warunków pozostalych, im z jednej strony zuzel jest bardziej ciekly, a z drugiej — im bardziej intensywny jest ruch metalu pod dzialaniem pola elektrycz¬ nego.Przy uzyciu zuzli kwasnych, zawieraja¬ cych wolna krzemionke i mala ilosc tlenku zelaza, równolegle z odtlenianiem zachodzi wzbogacanie sie metalu w krzem wskutek bezposredniego dzialania zuzla, bez potrze¬ by dzialania na zuzel czynnikiem reduku¬ jacym; z tego powodu mozna lac metal bez — 2 -zaburzen, nie dodajac krzemu lub glinu.Rezultat ten mozna osiagnac tez ze stala, zawierajaca bardzo malo wegla i manganu, jak to wykazuje przyklad ponizej podany.Dla wykazania róznicy, istniejacej mie¬ dzy sposobem wedlug wynalazku i sposo¬ bami znanemi, podane sa dwa przyklady: jeden przyklad traktowania, dokonanego zuzlem stalym, drugi — traktowania, doko¬ nanego zuzlem stopionym. Obydwa przy¬ klady byly przeprowadzone w piecu o po¬ jemnosci 150 kg, zasilanym pradem o cze¬ stotliwosci 1000 okresów/sek.Przyklad I. Zaladowano do pieca 150 kg miekkiej stali. Po stopieniu metalu i zdjeciu kozucha dodano w stanie stalym o- kolo 10 kg piasku krzemionkowego i 10 kg szkla bialego zwyklego, t. j. materjalów, praktycznie niezawierajacych FeO i uzy¬ wanych do tworzenia zuzla w piecach, za¬ silanych pradem o wielkiej czestotliwosci.Metal mial sklad nastepujacy: C — 0,090% ; Si — 0,045% ; Mn — 0,180% i O — 0,053%.Zuzel topil sie dluzszy czas i byl w gór¬ nej swej czesci bardzo gesty. Sklad zuzla (próbka byla wzieta w czesci mozliwie bli¬ sko sasiadujacej z metalem) byl nastepu¬ jacy: Si02 — 50%, FeO — 21,8% ; MnO — 5,1%, reszta skladala sie z wapna, magne¬ zu i skladników szkla.Taki zuzel ze wzgledu na duza zawar¬ tosc FeO zupelnie byl nieodpowiedni do odtleniania. Próbka, wzieta z cieklego me¬ talu po pieciu minutach mieszania metalu w obecnosci zuzla, wykazala zawartosc tle¬ nu 0,071%, a zatem wieksza od poprzed¬ niej, co stwierdza, ze metal byl daleki od odtlenienia, a przeciwnie wzbogacil sie w tlen.Przyklad II. W tym samym piecu sto¬ piono 150 kg miekkiej stali. Zuzel, utworzo¬ ny podczas topienia, byl starannie usuniety, nastepnie na metal nalano okolo 35 kg zuz¬ la, uprzednio stopionego, o nastepujacym skladzie: Si02 — 16%, FeO — 0,99%, AI2Os — 36,9%, Ti02 — 31,3%, MnO — 3,2%, CaO — 6,6%, MgO — 1,0%, a wiec o bardzo malej zawartosci tlenku zelaza.Natychmiast po dolaniu zuzla metal po¬ siadal sklad nastepujacy: C — 0,080%, Si — 0,040%, Mn — 0,130%, O _-0,049 Jg.Metal ogrzewano energicznie zapomoca pola elektrycznego w przeciagu pietnastu minut. Próbki, wziete wtedy z jednej stro¬ ny z metalu, a z drugiej strony — z zuzla, wykazaly sklad nastepujacy.Metal: C — 0,080%, Si — 0,260%, Mn— 0,090%, O —0,005%.Zuzel: SiO^ — 21,6%, FeO — 2,55%, ^A — 31,6%, AfnO —3,6%, CaO— 6,1%, MgO — 1,4%, Ti02 — 30,1%.Zuzel wykazal w rzeczywistosci bardzo znaczne dzialanie odtleniajace. Zuzel wzbo¬ gacil sie w FeOt a zawartosc tlenu w me¬ talu zmniejszyla sie w ciagu 15 minut w stosunku bardzo znacznym.Wynalazek niniejszy przez dzialanie stopionego zuzla, ochraniajacego metal od poczatku traktowania, pozwala na osia¬ gniecie duzo lepszego rezultatu od uzyski¬ wanego droga zwykla, gdyz mozliwe jest jednoczesnie unikniecie strat zelaza lub innych skladników, jak manganu lub chro¬ mu, powstajacych przez niepotrzebne u- tlenianie powietrzem, oraz lepsze odtle- nienie metalu, unikajac zmniejszenia zdolnosci pochlaniajacych zuzla w sto¬ sunku do tlenków metalu, powodowanego laczeniem sie z nim tlenków, utworzonych przez dzialanie powietrza na metal, przed pokryciem go warstwa stopionego zuzla.Przytoczone przyklady wykazuja róznice miedzy temi dwoma sposobami. W pierw¬ szym przypadku tworzacy sie zuzel (la¬ dowany w stanie stalym) ma czas utlenic sie podczas stapiania w takim stopniu, ze staje sie niezdolnym do odtlenienia meta¬ lu. W drugim przypadku przeciwnie, zu¬ zel (ladowany w stanie stopionym) moze wykonywac natychmiast bardzo intensyw¬ ne dzialanie odtleniajace na metal, jak to — 3 —wykazuja zawartosci tlenu w metalu przed i po traktowaniu. Rezultat odtlenienia wykazuje, ze metal zostal zasilony krze¬ mem przez redukcje krzemionki z zuzla i ze nie trzeba bylo doidawac czynników uspokajajacych, przeciwdzialajacych bu¬ rzeniu sie kapieli metalowej, w celu otrzy¬ mania w odlewach lub zlewkach jednoli¬ tego materjalu.Niniejszy sposób odnosi sie do stoso¬ wania zuzli, dzialajacych w stanie stopio¬ nym od poczatku traktowania niemi me¬ talu i posiadajacych mala zawartosc tlenku zelaza, najkorzystniej w stanie bardzo plynnym. Ten stan duzej plynnosci osiaga sie przez odpowiednie dobranie skladu zuz¬ la. Dobre rezultaty moga byc osiagniete z zuzlem o nastepujacym skladzie: 55 do 65% — Si02 5 do 15% — A/203 i 15 do 30% — CaO lub z zuzlem o skladzie: 45 do 65% — Si02 4 do 25% — A/2Ó3 i 4 do 25% — MgO albo tez o skladzie: okolo . . . 70% — Si02 okolo . . . 25% — Na20 i okolo... 5% — CaO Mozna tez uzywac zuzli, nadajacych sie doskonale przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, uzywajac odpowied¬ nich topników uzywanych w ilosci od 5 do 90%. Uzycie zuzli o zawartosci 70% — Ti02 i 30% — CaO lub zuzli, zawieraja¬ cych: 45 — 65% — Si02, 17% Ti02, 4 do 20% CaOf 4 do 25% — Al203 i 4 do 25% — MgO, daje tez doskonale rezul¬ taty ze wzgledu na ich duza plynnosc, jak równiez ich zdolnosc znacznego po¬ chlaniania tlenków.Innemi odpowiedniemi topnikami sa szpat fluorytowy lub kwas borny i jego zwiazki. PL