Opublikowano dnia 23 grudnia 1957 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40174 KI. Ift h "I,"1! Huta Siechnice Przedsiebiorshuo Pansttuoiue Wyodrebnione*) Siechnice k. Wroclawia, Polska Sposób otrzpmuwania rafinowanego zelazoniklu z zelgrudy niklowej oraz piec do stosowania tego sposobu Patent trwa! od dmia 22 maja 1956 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania zelazoniklu rafinowanego z zelgrudy ni¬ klowej w zasadowym piecu elektrycznym w utleniajacej atmosferze, której nadaje sie ze wzgledu na swoja postac fizyczna i sklad che¬ miczny do stosowania jako dodatek stopowy przy produkcji w piecach lukowych i indukcyj¬ nych wysokostopowych stali niklowych.Istota wynalazku polega na usunieciu z zel¬ grudy Si02 S, C i P przy jednoczesnym wzbo¬ gaceniu roztopionej kapieli w nikiel. Powyzsze cele osiaga sie rafinujac zelgrude w specjalnym otwartym piecu lukowym przy uzyciu odpowie- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa inz. Leopold Bukowiec¬ ki, inz. Jan Giezek, Bronislaw Greczyn, inz. Zbi¬ gniew Katra, inz. Walerian Koss, Marian KozmA inz. Joachim Niestrój, inz. Stefan Nowosielski, inz. Tadeusz Palmuch, inz. Jerzy Przenioslo, Henryk Smolka, inz. Zenobiusz Szczepanik i inz.Stefan Wengierow. dnich topników i przy stosowaniu wlasciwych zabiegów technologicznych.Dotychczasowy sposób przeróbki zelgirudy po¬ legal na przetapianiu jej w piecach martenow- skich na zelazo armco-niklowe, jednalk sposób ten niezaleznie od tego, ze jest bardzo kosztow- irty lnie daje zadowalajacych wyników w osiaga¬ niu wyzszej zawartosci Ni w gotowym produk¬ cie, a wprost przeciwnie zawartosc Ni w otrzymanym ta droga tak zwanym zeJazie armco-niklowym jest nizsza od zawartosci NI w zelgrudzie o ca 2 — 4% i w zwiazku z tym zelazo armco-niklowe nadaje sie jako dodatek stopowy tylko do stali nisko-niklowych o za¬ wartosci do 3°/o Ni.Powyzsza niedogodnosc przetapiania zelgrudy w piecu martenowskim jest nie do usuniecia, gdyz w celu zabezpieczenia trzonu i scian pieca martenowskiego przed zracym dzialaniem du¬ zych ilosci krzemionki zawartej w zelgrudzie, konieczne jest dodawanie do pieca zlomu sta¬ lowego na trzon oraz wprowadzenie pewnejilosci roztopione] surówki dla przyspieszenia okresu topnienia. Oba te dodatki rozcienczaja nikiel z zelgrudy 1 powoduja spadek jego pro- centowej zawartosci. Nalezy zaznaczyc, ze na¬ wet powazne ilosci zlomu wprowadzone do pie¬ ca nie chronia dostatecznie jego trzonu przed uszkodzeniem wskutek zetkniecia z kwasnym i chemicznie aktywnym zuzlem, bo o ile na- prsfwa póspustowa pieca martenowskiego po wytopie normalnej stali trwa okolo 20 minut, to po przeprowadzeniu wytopu z zelgruda na^ prawa trwac musi 1,5—2 godzin, a zywotnosc pieca martenowskiego jest przy tym kilkakrotnie mniejsza.Niedogodnosci te usuwa sposób przerabiania zelgrudy wedlug wynalazku, polegajacy na* pro¬ wadzeniu wytopu w otwartym piecu elektrycz¬ nym bez dodatku zlomu zelaznego.Technologia produkcji zelazoniklu wedlug wy¬ nalazku polega na usuwaniu szkodliwych do¬ mieszek przez prowadzenie procesu w stosun¬ kowo wysokiej temperaturze w atmosferze utle¬ niajacej oraz jednorazowym sciaganiu zuzla, podczas gdy dotychczas proces rafinacji dokony¬ wano w stalowniczych piecach elektrycznych zamknietych w atmosferze redukujacej, a w wyniku otrzymywano produkt, którego sklad chemiczny nie odpowiadal normom na sklad chemiczny zelazoniklu warunkujacy jego zasto¬ sowanie jako dodatku stopowego o duzej czy¬ stosci i wysokiej zawartosci niklu.Wedlug wynalazku usuwanie szkodliwych do¬ mieszek odbywa sie przez przeprowadzenie ich do zuzla, podobnie jak w normalnym procesie elektrostalowniczjan oraz przez wypalanie ich w temperaturze wyzszej niz w normalnym procesie stalowniczym. Dzieki tej wysokiej tem¬ peraturze zwiazki np. siarki ulegaja dysocjacji i wolna siarka spala sie w utleniajacej atmos¬ ferze na S02; jednoczesnie powaznie utlenia sie zelalzo, przez co kapiel zostaje wzbogacona w nikiel. Czas wytopu wynosi okolo 4 godzin, przy czym zuzel sciaga1 sie tylko raz. Temperature wyzsza niz w elektrycznym piecu stalowniczym osiaga sie przez skupienie ciepla luku elektrycz¬ nego na niewielkim trzonie w ksztalcie trójkata równobocznego, obejmujacego elektrody. W celu skrócenia postoju pieca w zwiazku z przepro¬ wadzaniem koniecznych okresowych remontów pieca, trzon pieca umieszczono na czterokolo¬ wym podwoziu ustawionym na szynach kolejo¬ wych.W razie koniecznosci remontu podwozie wraz z trzonem pieca wysuwa sie spod elektrod a na jego miejsce wtacza sie zapasowy trzon pieca uprzednio przygotowany, wymiana taka nie powoduje zadnej przerwy w produkcji.Uzyskiwana zawartosc niklu (8—10a/o) poz¬ wala na dalsze wzbogacenie zelazoniklu w nikiel w tym samym piecu lub w konwentorze przy zastosowaniu tlenu.Wynalazek jest blizej wyjasniony w zwiazku z rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia* prze¬ krój, pionowy lukowego pieca wedlug wynalaz¬ ku, fig. 2 — przekrój w plaszczyznie prostopa¬ dlej do plaszczyzny rysunku, a fig. 3 — widok pieca z góry.Rafinowanie zelazoniklu z zelgrudy niklowej uskutecznia sie w elektrycznym piecu lukowym otwartym od góry. Piec ten posiada plaszcz cy¬ lindryczny z blachy stalowej oraz wylozenie wewnetrzne, na które sklada sie tluczka szamo¬ towa 6, tworzaca pionowy ibok pieca, cegla szamo¬ towa 4, stanowiaca spód pieca, masa szamotowa 5 oddzielajaca cegle 4 od plaszcza metalowego warstwy 1,. cegly magnezytowej wypelniajacej przestrzen ponad cegla szamotowa i tworzacej pionowe boki pieca, z których jeden przylega do tluczki szamotowej 6, przeciwlegly zas przy otworze spustowym styka sie bezposrednio z blaszanym plaszczem zewnetrznym pieca. Spód warstwy z cegly magnezytowej 1 jest pokryty warstwa magnezytu chinskiego 3, z która po¬ dobnie jak z bokami z cegly magnezytowej 1 styka sie warstwa z masy dolomitowej 2 wylo¬ zenia trzonu.Tluczka szamotowa 1 wypelniona jest szcze¬ lina dylatacyjna, zapobiegajaca pekaniu blasza¬ nego plaszcza zewnetrznego pieca przy rozsze-• rzaniu sie cegly ogniotrwalej. Zasadnicza czescia wylozenia sa cegly szamotowe i magnezytowe, ulozone na suchej zaprawie. Przed ulozeniem tych cegiel krawedzie ich sa szlifowane.Trzon pieca jest wykonany z ubitego sprosz¬ kowanego magnezytu chinskiego z dodatkiem siarczanu magnezowego jako lepiszcza. Calosc wylozenia jest pokryta wewnatrz warstwa masy dolomitowej.Przekrój wewnetrzny pieca1 ma ksztalt rów¬ nobocznego trójkata, którego wierzcholki sa zao¬ kraglone, jak wyraznie pokazano na fig. 3. Taki ksztalt zapewnia maksymalne wykorzystanie ciepla, wytwarzanego lukiem elektrycznym powstajacym miedzy elektrodami, umieszczony¬ mi w wierzcholkach wspomnianego trójkata, a ponadto pozwala na unikniecie tak zwanych „martwych pól cieplnych", wystepujacych w piecach o przekroju okraglym.Piec wedlug wynalazlm jest bezsklepieniowy, czyli jest od góry calkowicie otwarty, wskutekczego nad kapiela znajduje sie atmosfera utle¬ niajaca, wplywajaca1 dodatnio na wzbogacenie kapieli w nikiel.Piec wedlug wynalazku rozni sie od znanych tym, ze jest umieszczony na ruchomym podwo¬ ziu umozliwiajacym wysuwanie go spod elek¬ trod.Z przodu pieca znajduje sia spustowy otwór zuzlowy 7, z boku otwór spustowy 8 do metalu.Wytapianie przebiega pod plynnym i chemicz¬ nie aktywnym zuzlem* który jak wiadomo dzia¬ la1 niszczaco na ogniotrwale wylozenie pieca.Dlatego po kazdorazowym spuscie metalu nalezy dokladnie oczyscic sciany pieca z naro- stów. Pod elektrody i bezposrednio na^trzon laduje sie plaskie kawalki zlomu zelazoniklo- wego, stanowiace ochronna warstwe trzonu pie¬ ca przed przegrzaniem. W celu zabezpieczenia pieca przed niszczacym dzialaniem kwasnego zuzla, powstajacego w poczatkowym okresie to¬ pienia zelgrudy, sciany pieca obrzuca sie palo¬ nym wapnem. Po wytworzeniu luku elektrycz¬ nego laduje sie do pieca polowe przewidzianej na wytop ilosci zelgrudy, pozostala natomiast jej polowe dodaje sie porcjami w miare topie¬ nia sie wsadu w piecu. Po calkowitym rozto¬ pieniu wsadu pobiera sie z pieca pierwsza prób¬ ke metalu dla stwierdzenia zawartosci wegla, siarki i fosforu, po czym sciaga sie dokladnie kwasny zuzel z pieca. Nastepnie wytwarza sie swiezy zuzel z wapna i fluorytu w stosunku 4:1 w ilosci okolo 4*/t ciezaru metalu w piecu, przy czym zwieksza sie natezenie pradu elek¬ trycznego.Jezeli zawartosc wegla w pierwszej próbce jest wyzsza od wymaganej, do pieca dodaje sie porcjami rude zelazna, której ilosc ustala sie dos¬ wiadczalnie, oraz wapno. W okresie dodawania rudy kapiel silnie wrze. Po uspokojeniu kapieli dokonuje sie spustu. PL