Wiadomo, ze sposób wytwarzania sto¬ pów zelaznych o niskiej zawartosci wegla sklada sie z dwóch odrebnych faz. W fa¬ zie pierwszej — wytwarza sie stop bogaty w krzem, np. przez redukcje weglem w piecu odpowiedniej mieszaniny rudy i krzemionki z ewentualnym dodatkiem wapna, sluzacego do uplynnienia powsta¬ jacego zuzla. Stop otrzymany w pierwszej fazie jest ubogi w wegiel. Otrzymany stop nastepnie poddaje sie w fazie drugiej dzia¬ laniu zuzla bogatego w tlenek metalu, sta¬ nowiacego skladnik wytwarzanego stopu w celu usuniecia ze stopu krzemu i uzy¬ skania gotowego stopu zelaznego, ubogie¬ go w wegiel i krzem.Wedlug znanych sposobów druga faze procesu przeprowadzano w piecach cze¬ stokroc stosujac kolejno kilkakrotne prze¬ tapianie albo tez otrzymywano zuzel kon¬ cowy o znacznej zawartosci tlenków Wszystkie te sposoby odznaczaly sie ni¬ ska wydajnoscia metali, stanowiacych skladniki stopu wskutek niedostateczne¬ go wyzyskania zawartych w zuzlach tlen¬ ków tych metali.Wedlug nowszych sposobów propono¬ wano w cielu przyspieszania przebiegu dru¬ giej fazy procesu i podniesienia wydajno¬ sci — stosowac silne lub nawet gwaltowne mieszanie stopu krzemowego z roztopio¬ nym zuzlem i nagle przywrócenia równo-wagi'pomiedzy metalem i zuzlem. Jezeli zas w tym przypadku chodzi o otrzymy¬ wanie gotowego stopu o bardzo niskiej za¬ wartosci krzemu, to wówczas koncowy zu zel bedzie zawierac znaczna ilosc tlenków, których ilosc aczkolwiek jest wybitnie mniejsza niz w procesie bez stosowania silnego mieszania stopu z zuzlem, jest je dnakowoz stosunkowo dosc jeszcze znacz¬ na. Tak np. dla wytworzenia zelazo-chro- mu o niskiej zawartosci krzemu do zuzli przechodzi 4 — 8% O2O3. W sposobach powyzszych mozna wprawdzie poddawac dalszej przeróbce zuzle bogate w zawar¬ tosc tlenków w piecu do stopów krzemo¬ wych przez poddawanie ich ponownej re dukcji lecz to zwieksza koszty produkcji stopu krzemowego.Wynalazek niniejszy pozwala na wy¬ twarzanie stopów zelaznych o niskiej za¬ wartosci wegla przy bardzo ekonomicznej pracy pieca do stopów krzemowych, przy czym uzyskany stop zelazny zawiera malo krzemu oraz koncowe zuzle sa ubog e w zawartosc tlenków, wyzyskanych do od- krzemiania stopu. Sposób ten polega za¬ sadniczo na tym, ze wytwarza sie stop krzemowy, poddajac mieszanine kwarcu i rudy metalu, stanowiacego skladnik wy¬ twarzanego stopu, redukcji weglem sposo¬ bem kwasnym bez dodawania zuzla odpad¬ kowego, a nastepnie stop krzemowy pcd daje odkrzemianiu w dwóch zabiegach za pomoca zuzla utworzonego zasadniczo z tlenku metalu stopowego, np. rudy tego metalu i nielotnej zasady, np. wapna, przy czym zabieg pierwszy polega na energicz¬ nym mieszaniu stopu krzemowego z zuz¬ lem otrzymanym przy drugim zabiegu po¬ przednio przeprowadzonego procesu, - i podczas tego zabiegu zuzel ten zostaje, praktycznie biorac, calkowicie pozbawio¬ ny tlenku metalu stanowiacego skladnik wytwarzanego stopu, a stop krzemowy zo¬ staje czesciowo odkrzemiony, zabieg zas drugi polega na obróbce tego czesciowo odkrzemionego stopu za pomoca swieze¬ go zuzia, utworzonego zasadniczo z rudy metalu przeznaczonego do wytwarzania stopu i nielotnej zasady i podczas tego za¬ biegu stop krzemowy zostaje odkrzemio¬ ny do zadanej koncowej zawartosci krze mu.Sposób wedlug wynalazku niniejszego sklada sie zasadniczo z trzech faz. W pierwszej fazie otrzymuje sie stop krze¬ mowy, w drugiej stop poddaje sie czescio¬ wemu odkrzemianiu, a w trzeciej odkrze- mia sie go do zadanej zawartosci krzemu..Dzieki polaczeniu trzech tych faz uzysku¬ je sie stop krzemowy o niskiej zawartosci wegla przy bardzo duzej wydajnosci me¬ talu stopowego i znacznie nizszych kosz¬ tach produkcji niz wedlug znanych sposo¬ bów. Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do wytwarzania wszelkich stopów zelaz¬ nych o niskiej zawartosci wegla, np. zela- zo-chromu, zelazo-krzemu, zelazo-magne- zu, zelazo-tytanu, zelazo-molibdenu itd.Aczkolwiek w opisie wynalazku w celu u proszczenia i konkretyzacji pojec podano sposób otrzymywania przewaznie stopu zelazo-chromowego, to jednak wynalazek niniejszy obejmuje sposób otrzymywania równiez i innych stopów zelaznych.Przy otrzymywaniu zelazo-chromu spo¬ sobem wedlug wynalazku niniejszego pierwsza faza, polegajaca na wytworzeniu krzemo-chromu, wyróznia sie przede wszystkim tym, ze stop ten wytwarza sie tylko z materialów surowych, a wiec z ru¬ dy chromowej i kwarcu bez stosowania starych zuzli lub innych dodatków -uplyn¬ niajacych. Zuzel usuwany podczas odkrze- miania poczatkowego stopu krzemowego nie zawiera, praktycznie biorac, juz tlen¬ ku chromu i wobec tego niema potrzeby przeladowywania go do pieca do wytwa¬ rzania krzemochromu w celu odzyskania zen czesciowo chromu zawartego w tlen¬ ku. W znanych sposobach odkrzemiania przy stosowaniu w piecach do wytwarza¬ nia krzemo-chromu zuzli odpadkowych,wysoki stosunek wapna zawartego w tym zuzlu wymagal dodatkowego zuzycia e- nergii cieplnej na roztopienie go i prze¬ prowadzanie redukcji w temperaturze sto¬ sunkowo wysokiej z powodu wzbogacenia w wapno namiaru (ladunku) oraz obniz? nia zawartosci wolnego krzemu. Doswiad¬ czenia wykazaly, ze redukcja mieszaniny rudy chromowej i kwarcu przeprowadza sie w warunkach bardzo korzystnych v.r procesie kwasnym, przy czym w mysl wy¬ nalazku reakcje mozna przeprowadzac w temperaturze nizszej przy tej samej za¬ wartosci krzemu w wytwarzanym stopie krzemowym, niz przy pracy z zuzlami bo¬ gatymi w wapno, bez potrzeby dodawana topników. Tytulem przykladu, mozna przytoczyc, ze zuzycie pradu elektryczne¬ go przy wytwarzaniu krzemo-chromu vr mysl wynalazku jest mniejsze o 20—30% w porównaniu z zuzyciem wedlug znanych sposobów, co oznacza duza oszczednosc i wzrost wydajnosci pieca.Ponadto zastosowanie procesu kwasne¬ go przy tej samej zawartosci krzemu w wytwarzanym stopie daje krzemo-chrom o znacznie nizszej zawartosci wegla niz przy stosowaniu znanych sposobów. Oko¬ licznosc ta ^pozwala badz to wytwarzac stopy krzemo-chromowe, a wiec i zelazo- chromowe o nizszej zawartosci wegla, badz tez z zachowaniem tej samej zawar¬ tosci wegla stosowac jako material wyj¬ sciowy krzemo-chrom o nizszej zawarto¬ sci krzemu, co stanowi dalsza zalete spo¬ sobu wedlug wynalazku z powodu zmniej¬ szenia ilosci poddawanego redukcji kwar cu.Nalezy podkreslic, ze opisany wyzej kwasny sposób otrzymywania krzemo- chromu staje sie gospodarczo oplacalnym dzieki temu tylko, ze srodki zastosowane w mysl wynalazku niniejszego w celu cd- krzemiania krzemo-chromu, zapewniaja niemal calkowite wyzyskanie tlenku chro¬ mu z pozostalosci zuzlowych.Faza druga sposobu obejmuje odkrze- mlanie krzemo-chromu uzyskanego w fa¬ zie pierwszej. Odkrzemianie to uskutecz¬ nia sie za pomoca zuzla otrzymanego z trzeciej fazy ostatecznego odkrzemiania stopu' wprawdzie pozbawionego juz cze¬ sciowo zawartosci tlenku chromu, ale za¬ wsze zawierajacego jeszcze dosc duza je¬ go ilosc. Obróbke te zaleca sie przepro¬ wadzac stosujac energiczne lub gwaltow¬ ne mieszanie krzemo-chromu i zuzli w sta¬ nie stalym lub roztopionym, w znany spo¬ sób, polegajacy na wzajemnym przenika¬ niu metalu i zuzla, rozdrobionych mniej lub wiecej np. przez gwaltowne wlewam*? z wysokosci silnym strumieniem roztopio¬ nego metalu do roztopionego zufla, ener¬ gicznego mieszania w urzadzeniu, zawie¬ rajacym dwa glebokie otwarte u góry zbiorniki, polaczone ze soba bokami w ten sposób, ze osie ich zawieraja miedzy sobi dosc duzy kat, aby po~ polaczeniu obyd¬ wóch zbiorników ze soba i wychyleniu ich okolo ich wspólnej osi wahan — mozna bylo przelac gwaltownie zawartosc jedne¬ go zbiornika do drugiego i na odwrót oraz aby moglo powstawac gruntowne przeni¬ kanie roztopionych materialów, albo tez materialów roztopionych i materialów stalych przelewanych z jednego zbiornika do drugiego. Do podobnego urzadzen:? mozna wprowadzac czesc reagujacych czynników, np. w stanie stalym, drurf* 7p-; czesc w stanie roztopionym lub to, Ener¬ giczne, mieszanie w stanie stalym lub gwaltowne mieszanie w stanie roztopio nym, jak to zaznaczono wyzej, zapewnia nieledwie zupelni? wyzyskanie CrzOz za,- wartego w zuzlach oraz czesciowe odkrze¬ mianie krzemo-chromu.Wreszcie w trzeciej fazie procesu cze¬ sciowo odkrzemiony stop krzemo-chromo wy poddaje sie dzialaniu zuzli swiezych skladajacych sie zasadniczo z rudy chro¬ mowej i wapna. Mozna ten-zabieg prze¬ prowadzac w dowolny znany sposób badzw polaczeniu z energicznym mieszaniem materialów w stanie stalym lub w stanie roztopionym, czemu zawsze nalezy oddac pierwszenstwo, badz tez bez mieszania.Zabieg ten mozna wykonac w urzadze¬ niu opisanym nizej, lub tez w jakimkol¬ wiek innym dowolnym urzadzeniu do energicznego mieszania albo nawet w zwyklej retorcie, do której doprowadza sie z pewnej wysokosci silnym strumie¬ niem roztopiony stop na zuzle, znajdujace sie na jej dnie lub w piecu w jakikolwiek sposób znany, stosujac krzemo-chrom w stanie stalym lub roztopionym, przy czym zuzel stosuje sie w stanie czesciowo lub zupelnie roztopionym. Ilosc stosowanej przy tym rudy chromowej wyznacza sie tak, aby ilosc zawartych w niej poddaja¬ cych sie redukcji tlenków (O2O3, FeO) odpowiadaly schematycznie calkowitej ilosci krzemu, jaka nalezy usunac z la¬ dunku pierwotnego. Ilosc (wzgledna) wap¬ na winna byc na ogól tym wieksza, im mniejsza ma byc zawartosc krzemu w go¬ towym stopie i im wieksza jest zawartosc O2O3 w zuzlu z trzieciej fazy. Ilosc doda¬ wanego wapna zalezy równiez od skladu chemicznego stosowanej rudy. Wapno cze¬ sciowo mozna zastapic innymi czynnika¬ mi zasadowymi, jak np. magnezja.Podczas ostatecznego zabiegu odkrze¬ miania stopu krzemo-chromowego mozna uzyskac zadana ostateczna zawartosc krzemu, która bedzie tym mniejsza im jest wieksza zawartosc czynników zasado¬ wych oraz CriO% w zuzlu. Poniewaz w trzeciej fazie sposobu mozna bez trudno¬ sci osiagnac stosunkowo wysoka zawar¬ tosc CrzOz w zuzlu, którego uzywa sie do odkrzemiania stopu w drugiej fazie na¬ stepnego procesu w celu calkowitego wy¬ zyskania zawartego w nim chromu przeto ilosc czynników zasadowych a w szczegól¬ nosci wapna, uzywanego do uzyskania o- kreslonej ostatecznej zawartosci krzemu w stopie jest wymagana mniejsza niz w znanych sposobach.Z powyzszego wynika, ze dzieki pola czeniu w mysl-wynalazku dwóch faz od¬ krzemiania ilosc rudy chromowej stoso¬ wanej do odkrzemiania stopu nie przekra¬ cza, praktycznie biorac ilosci wystarcza¬ jacej stechiometrycznie, o ile chodzi o poddajace1 sie redukcji tlenki metali, ilosc majacego byc usunietym krzemu i ze ruda ta zostaje calkowicie pozbawiona chromu podczas drugiej fazy procesu (pierwsze stadium odkrzemiania). Odpada tu przeto potrzeba ponownego ladowania do pieca do wytwarzania krzemo-chromu zuzli od¬ padkowych, zawierajacych jeszcze w wiekszej lub mniejszej ilosci tlenki, co po¬ zwala, jak to juz zaznaczono wyzej, na za¬ stosowanie z korzyscia w tym piecu pro¬ cesu o charakterze kwasnym.Nalezy nadmienic, ze aczkolwiek trzy wspomniane poszczególnie fazy procesu sposobu wedlug wynalazku niniejszego musza nastepowac po sobie we wskazanej tu kolejnosci, o ile chodzi o zastosowanie ich do wytwarzania i obróbki stopu krze¬ mo-chromowego, to w praktyce mozna stosowac je w rozmaitych odmianach pod wzgledem ich kolejnosci jak to wykazuja rozmaite odmiany sposobu wedlug wyna lazku przytoczone, tytulem przykladu, ni¬ zej.Przyklad I. Stosuje sie urzadzenie, skla¬ dajace sie z pieca do wyrobu krzemo- chromu, pieca do topienia rudy chromo¬ wej oraz urzadzenia do gwaltownego, e- nergicznego mieszania np, typu wzmian kowanego wyzej, posiadajacego dwa gle¬ bokie otwarte u góry zbiorniki polaczone ze soba bokami w ten sposób, aby ich osi pionowe byly skierowane wzgledem siebie pod dosc duzym katem. Dzieki temu, przez gwaltowne odchylenie tych zbiorni¬ ków dokola ich wspólnej osi mozna prze¬ lac lub przesypac zawartosc jednego z nich do drugiego i odwrotnie tak szybko, 4aby nastapilo gruntowne przemieszanie róznych skladników umieszczonych w tych zbiornikach.W koncu trzeciej fazy w urzadzeniu do gwaltownego mieszania stosuje' sie zuzel, pochodzacy z tej fazy procesu, kiedy za¬ wiera on jeszcze pewne ilosci tlenków i dziala sie znowu na stop krzemo-chromo¬ wy otrzymany z pieca do wytwarzania krzemo-chromu. Stop ten mozna wprowa¬ dzac do urzadzenia do mieszania w stanie cieklym lub stalym, co pozwala na unie¬ zaleznienie (w czasie) pracy tego urzadze¬ nia od pracy pieca. Po energicznym zmie szaniu krzemo-chromu z zuzlem usuwa sie ten ostatni i zastepuje go roztopiona ruda chromowa, pochodzaca z pieca do topie¬ nia zuzli. Nastepnie po dodaniu wapna w stanie stalym mieszanine energicznie mie¬ sza sie ponownie. Po ukonczeniu reakcji odkrzemiony stop zelazny topi sie i usuwa sie z urzadzenia, a otrzymany zuzel zosta¬ je uzyty do nastepnego zabiegu, W tej * postaci wykonania wynalazku porzadek w jakim nastepuja po sobie .trzy fazy procesu jest zgodny z podanym wy¬ zej schematem procesu.Przyklad II. Aparatura sklada sie z p:e ca do wytwarzania krzemo-chromu, pieca do topienia zuzla oraz urzadzenia do ener-v gicznego mieszania. W odróznieniu od przykladu poprzedniego krzemo-chrom, czesciowo odkrzemiony w drugiej fazie procesu, w kazdym cyklu magazynuje sie i rozkrusza. Rozporzadza sie przeto stale pewnym zapasem zuzla w stanie rozdrob¬ nionym ii czesciowo odkrzemionym. Posz¬ czególne zabiegi przeprowadza sie w ko lejnosci nastepujacej.Z pieca do topienia zuzli pobiera sie o- kreslona ilosc roztopionego zuzla, sklada¬ jacego sie zasadniczo z rudy chromowej i wapna i wprowadza do urzadzenia do mie¬ szania wraz z rozdrobionym krzemo-chro mem czesciowo odkrzemionym, po czvm uskutecznia sie energiczne mieszanie, co wywoluje ostateczne odkrzemianie ^krze¬ mo-chromu i konczy trzecia faze procesu.Uzyskany zelazo-chrom usuwa sie z urza¬ dzenia z pozostawieniem w nim wytwo¬ rzonego zuzla. Nastepnie do tego urzadze¬ nia laduje sie potrzebna ilosc wytwarza¬ nego stopu z pieca do wytwarzania krze¬ mo-chromu i miesza ^energicznie w celu calkowitego usuniecia z zuzla CnOs (dru¬ ga faza procesu). Po ukonczeniu tego mie¬ szania usuwa sie z jednej strony zuzel, a z drugiej czesciowo odkrzemiony krzemo- chrom, który po skrzepnieciu zostaje prze¬ chowany do pózniejszej przeróbki.W tym przykladzie wykonania sposobu kolejnosc obydwóch faz odkrzemiania w 9 urzadzeniu mieszalnym jest taka sama jak w przykladzie pierwszym.Przyklad III, Aparatura zawiera piec do wytwarzania krzemo-chromu, piec do to¬ pienia krzemo-chromu oraz urzadzenie do energicznego mieszania. Podobnie jak w przykladzie poprzednim czesciowa od¬ krzemiony krzemo-chrom, pochodzacy z drugiej fazy procesu, tepi sie i magazynu¬ je w kazdym cyklu. Poszczególne czynno¬ sci zachodza w kolejnosci nastepujacej.Czesciowo odkrzemiony krzemo-chrom wprowadiza sie do pieca do topienia wraz ze skladnikami tworzacynii zuzle: rude chromowa i wapnem. Po roztopieniu tych skladników pozwala sie im reagowac ze soba przez czas wystarczajacy do osiag¬ niecia stopu o zadanej zawartosci w nim krzemu (trzecia faza procesu), przy czym ilosc rudy chromowej, wprowadzonej do pieca dobiera sie w ten sposób, aby pod koniec procesu zuzle zawieraly tylko nie¬ znaczna ilosc O2O3. Otrzymany zelazo¬ chrom wylewa sie z pieca. Powstaly zuzel stosuje sie w urzadzeniu do energicznego mieszania jednoczesnie z krzemo-chro- mem, pochodzacym z pieca redukcyjnego, a który jest stosowany w stanie roztopio¬ nym lub stalym. Stop i zuzel miesza sie energicznie w ciagu mniej wiecej 2 minut 5(druga faza procesu) w celu czesciowego 0'd!krzexniainia krzemo*chromu i calkowi tego, praktycznie biorac, usuniecia CrzOs, zawartego jeszcze w zuzlu. Nastepnie zu¬ zel usuwa sie a czesciowo odkrzemiony krzemo-chrom topi sie i magazynuje do pózniejszej przeróbki.W tym przykladzie wykonania kolej¬ nosc stosowania obydwóch faz zachodzi w porzadku odwrotnym w porównaniu z ko¬ lejnoscia jaka stosowano przy tej samsj ilosci krzemo-chromu.Ponizej przytoczono szczególny przy¬ klad wykonywania sposobu wedlug wyna¬ lazku niniejszego.W piecu do wytwarzania krzemo-chro¬ mu, stosujac jako material wyjsciowy 150 9 czesci rudy chromowej, 190 czesci kwarcu oraz 98 czesci koksu, wytworzono krze¬ mo tchrom o skladzie chemicznym: 45% Sit 0,030% C = 40% Cr i reszte- stopu stanowi glównfe zelazo.Z drugiej strony w piecu roztopiono mieszanine 103 czesci wagowych rudy chromowej i 80 czesci wapna.Nastepnie do urzadzenia do mieszania zaladowano 1500 kg opisanej roztopionej mrJeszaniny i 410 kg czesctowo odkrzemio¬ nego krzemo-chromu, pochodzacego z za¬ biegów poprzedzajacych a skladajacego sie z 33% Si, "51% Cr i 0,027% C oraz z zelaza.Stosowany krzemo-chrom zostal uprze¬ dnio rozdrobniony w takim stopniu, aby przechodzil calkowicie przez sito o 5-cio- milimetrowych oczkach.Po dwóch minutach energicznego mie¬ szania uzyskano okolo 560 kg zelazo-chro- mu, zawierajacego 0,12% Si, 0,024°/o C i 73,50% Cr. Zawieral on -przeto bardzo mala ilosc krzemu oraz wegla. Po skon¬ czeniu mieszania usunieto metal pozosta¬ wiajac zuzel w urzadzeniu. Zuzel ten za¬ wieral, jak wykazala analiza, 7% CrzO* 25% Si02, 0,20% FeO, 9,50% A/2O3, 46*A CaO i 11,50% MgO.Na zuzel ten wylano 365 kg roztopione¬ go krzemo ichromu, o skladzie chemicz- -nym podanym wyzej.Po 2 minutach energicznego mieszania otrzymano 395 kg krzemo-chromu, cze¬ sciowo odkrzemionego i zawierajacego 32% Si, 52«/o Cr i 0,027% C.Pozostaly zuzel zawieral zaledwie 0,5% O2O3 oraz 0,1,4% FeO i byl zupelnie po¬ zbawiony tlenków poddajacych sie reduk- cji. PL