Wiadomo, ze przez dodanie odpadków stali i zelaza kutego do ladunku kopulaka mozna do pewnego stopnia zmniejszyc za¬ wartosc wegla w zeliwie. Znane sa takze trudnosci jakie nasuwa wyrób nieporowa- tych i wolnych od natezen odlewów cienko¬ sciennych z materjalu, uzyskanego przez dodanie wiekszej ilosci zelaza, niezasobne- go w wegiel.Trudnosci te objasniono tern, ze ladu¬ nek kopulaka nie przetapia isie jednolicie, z powodu wyzszego punktu topliwosci do¬ datków niezasobnych w wegiel, i dlatego ka¬ piel nie jest nalezycie i równomiernie zmie¬ szana. Poza tern stopien zmniejszenia za¬ wartosci wegla nie odpowiadal tej wysoko¬ sci, jaka nalezaloby osiagnac przy danym stosunku skladników bogatych w wegiel do skladników mniej zasobnych, Przytem sta¬ rano sie, zeby domieszka skladników, nie zasobnych w wegiel (stal i zelazo kute) nie przekraczala 20% calego ladunku, ponie¬ waz obawiano sie trudnosci, znanych ogól¬ nie przy wytwarzaniu odlewów z takiego materjalu.Przedewszystkiem liczono sie z o wiele wiekszym zapotrzebowaniem ciepla ze wzigledu na wysoka temperature stapiania dodatków stali i zelaza kutego. Dlatego tez dostajac znaczne ilosci stali i zelaza kute¬ go stosowano wieksza ilosc koksu i silniej¬ sze cisnienie przedmuchiwanego powietrza.Droga powyzsza osiagano zwykle wynik wrecz przeciwny zamierzonemu, Nie otrzy-*mano bowiem niskiej zawartosci wegla, a ^^wiekszano zawartosc siarki, z powodu spa¬ lania w wiekszej ilosci, 1 ' Z powyzszych przyczyn nawet znani specjalisci i praktycy ostatnich lat uwazaja dzis jeszcze, ze dodawanie w wiekszej ilo¬ sci odpadków stali i zelaza kutego do kopiu- laka daje watpliwe wyniki pod wzgledem równomiernosci materjialu w gotowym odle¬ wie, oraz nie daje zupelnie pewtaej okreslo¬ nej zawartosci wegla* Fachowcy sa przeko¬ nani, ze wytworzenie zeliwa, niezasobnego w wegiel zapomoca domieszki stali lub ze¬ laza kutego mozna osiagnac tylko przy zwiekszonem spalaniu koksu i zwiekszonem doplywie powietrza. Z tych przyczyn fa¬ chowiec dzis jeszcze uwaza czesci z sza¬ rego zeliwa zawierajace 2,6—2,8% wegla, za wyroby pieca plomiennego, olejowego lub elektrycznego.W ostatnich czasach specjalisci w tej dziedzinie wyrazaja poglad, ze prawdopo¬ dobnie nie mozna takiego zeliwa otrzymac w kopulaku.Najwiecej nadaje sie do tego celu zda¬ niem Frei'a piec elektryczny (patrz ,,Ober- hofer" Zelazo techniczne. II wydanie 1925 r., rozdzial. Szare zeliwo, str. 576).Wyrabiano takze surówke niezasobna w wegiel przez stopienie stali lub kutego zela¬ za w wiekszych ilosciach w kopulaku, lecz sposób ten prowadzono przy spalaniu ko¬ ksu w bardzo wielkiej ilosci, oraz przy od¬ powiednio zwiekszonem cisnieniu1 powie¬ trza.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania zeliwa, szczególnie takze ze¬ liwa szarego, o malej zawartosci wegla (o- kolo 3% i nize)), posiadajacego wiec duza wytrzymalosc.Wedlug nowego sposobu, mozna odle¬ wac przedmioty dowolnych wymiarów ze scianami dowolnej grubosci o jednolitej, przewaznie perlitowej strukturze z jak naj- drobniej rozdzielonym grafitem, bez od¬ dzielnych zabiegów, skierowanych ku zmia^ nie struktury, przez zawile rozgrzewanie form lub opóznianie chlodzenia, . Stosujac nowy sposób mozna tez tanim kosztem otrzymac w kopulaku tak zwana syntetyczna surówke z niska, scisle okre¬ slona zawartoscia wegla z materjalów ta¬ kich; jak zlom zeliwny, zlom stalowy i ku¬ ty. Zelazo syntetyczne mozna potem badz przerabiac samo'lub tez dodawac bezpo¬ srednio do stopionych zeliw o innym skla¬ dzie i innej zawartosci wegla, Sposób polega na teiti, ze w kopulaku z przedskrzynia, zasilanym paliwem stalem, stapia sie do 50% i wiecej zelaza niezasob¬ nego w wegiel (stal i zelazo kute) z zela¬ zem, bogatszem w wegiel (surowem z»eliwem i zlomem) lub tez wylaczfrife tylko zelazo nie zasobne w wegiel, spalajac koiks tylko w ilosci zwykle uzywanej przy stapianiu szarego zeliwa i dostosowtijaic do tej ilosiri. koksu ilosc, wzglednie cislnieriie przedmu¬ chiwanego powietrza.Sposób daje doskonale wyniki przy u- zydu niskoweglowego zelaza w postaci ka¬ walków zibryldetbwanych, np. w postaci znanych brykietów Wiórowych.Przytem mozna bez zmiany skladników ladunku regulowac podczas stapiania sto¬ pien zawartosci wegla wylacznie przez zimiane stosunku ilosfci powietrza, wzgled¬ nie jego cisnienia do ilosci paliwa.Sposób caly daje przy stosunkowo .pro¬ stej obsludze bez zmian w ustroju kopniaka nastepujace korzysci. 1. Mozna otrzymac stopien zawartosci wegla ponizej granic dotad osiagnietych. 2. Podczas stapiania mozna bez zmiany skladników ladunku miarkowac w obrebie pewnych granic zawartosc wegla i ustalic ja scisle na pewnej wysokosci* 3. Mozna bez obawy powiekszyc doda¬ tek stali do 50% i wyzej, a nawet do 100%, a tern samem stosowac wobec taniosci od¬ padków stalowych znacznie tansze ladunki do odlewania cylindrów. 4. Fizyczne wlasciwosci odlewów, sa o — 2 —wiele lepsze, a odpornosc ich na wplywy chemiczne jest wieksza. 5. Zawartosc siarki i fosforu, zmniej¬ szajaca wytrzymalosc zelaza, mozna utrzy¬ mac w bardzo niskich granicach. 6. Z powodu malej zawartosci wegla w odlewach dochodzi sie do uzywanego w praktyce jednolitego ukladu ladunkowego, w którem wahania zawartosci krzemu od 1,5 do 2,5% pozostaja bez wpflyWu na strukture oraz fizyczne wlasciwosci zeliwa; Sposobem nowym mozna, np. zachowac z cala pewnoscia zawartosc wegla w grani¬ cach od 2,6 do 2,8%, przy zawartosci krze¬ mu 2,5 do 1,5%. Mozna wiec z tego mate- rjalu odlewac przedmioty o oieniszych lttb grubszych sciankach, bez jakiejkolwiek róz¬ nicy w strukturze.Wynalazek dotyczy takze specjalnego urzadzenia kopulaka do wykonania niniej¬ szego sposobu. Obsluge kopulaka mozna bo¬ wiem znacznie uproscic, jezeli w (przewo¬ dzie, prowadzacym od dmuchawy do pieca, sa wbudowane samoczynne, przewaznie na¬ stawne, zawory do miarkowania cisnienia.Przez nastawienie zaworu moizna bowiem ustalac zawartosc wegla w zeliwie. Zaleca sie nastawianie zaworu uskuteczniac zapo- moca skali z jednostkami, odpowiadajace- mi okreslonym zawartosciom wegla.Ilosc i cisnienie lub tez tylko ilosc lub tylko cisnienie powietrza, przedmuchiwa¬ nego przez piec, mozna tez zmieniac lub miarkowac przez zastosowanie pieca z gór¬ nem zamknieciem i miarkowanie ilosci lub cisnienia gazów wylotowych przez ich dla¬ wienie lub zmiane dlawienia.Do tego celu mozna takze stosowac sa¬ moczynne miarkowniki, które poza tern mo¬ ga byc tak zbudowane, ze spadek cisnienia powietrza w piecu jest pewnej okreslonej wielkosci, zaleznie od cisnienia przed dy¬ sza. Urzadzenia powyzsze umozliwiaja przeprowadzenie nowego* sposobu w kopu- laku przy wyzszem absolutneni cisnieniu powietrza w piecu, lecz przy stosunkowo malej ilosci powietrza, wzglednie malem spadku cisnienia/ Dla wyjasnienia sposobu podano poni¬ zej szereg wyników, uzyskanych podczais prób i potwierdzonych w praktyce podczas pracy bez przerwy.Przeprowadzono szereg prób z ladunka¬ mi nastepujacych zestawów, przetapianych w zwyklym koptulaku z prziedskrzynia.Doswiadczenia serji A.Ladunek: 50% odpadków isitalowych i kuto-zelazinych z zawartoscia C=0,2%; 50% surówki lub zlomu z wysoka zawarto¬ scia krzemu; ladunek koksu^l2% ladunku zelaza; cisnienie=400 mm slupa wodnego, temperatury kapieli nie mierzono. Z otrzy¬ manego metalu odlewano z powodzeniem wszelkie czesci maszynowe bez baniek i t. d., o sciankach grubych i cienkich. Czesci te mozna bylo toczyc, strugac wiercic i fre¬ zowac.Wytrzymalosc pojedynczych odlanych pretów: wytrzymalosc na rozerwanie „ zgiecie stopien zgiecia do 29 kg/mms „ 54,7kg/mm2, przyczem pret nieobrobiony mial wymiary 30m/m 0 x 600m/m dlugosci do 60 kg (pret obrobiony powyzszych roz¬ miarów) do 16,6m/m (pret nieobrobiony wymiarów 30 x 600m/m dlugosci) do 19m/m (pret obrobiony 36m/m x 720m/m dlugosci) - 3_—ZaWartosc Wegla W odlewie: C=2,6 do 2,8%.Doswiadczenia serji B.Ladunek: 100% odpadków stalowych i zelaza kutego z zawartoscia C=0,2%, oraz 30 brykietów z zawartoscia Si=3%.Ladunek koksu^l2% ladunku zelaza, cisnienie powietrza 400 mm slupa wodnego i temperatura kapieli 148Ó0 C. Z otrzymane¬ go metalu odlewano z powodzeniem wszel- kie czesci maszynowe, wolne od dziur, ba¬ niek i t. d., o sciankach grubych i cienkich; czesci mozna bylo toczyc, strugac, wiercic i frezowac.I. pojedyncze odlane prety; Wytrzymalosc na rozerwanie „ zgiecie stopien zgiecia do 41,6 kg/mm2 „ 62,5 kg/mm2 (pret nieobrobiony wymiarów 30 x 600m/m dlugosci) „ zgiecie do 70,6 kg/mm3 (pret obrobiony wymiarów 30 x 600m/m dlugosci) „ „ do 74,0 kg/mm2 (pret obrobiony wymiarów 15 x 300m/m dlugosci) do 15m/m (pret nieobrobiony 30 x 60t)m/m dlugosci) „ „ do 20m/m (pret obrobiony wymiarów 36 x 720m/m dlugosci) II. Prety wyrobione z rdzenia grubosciennych odlewów.Wytrzymalosc na rozerwanie: a) do 23,5 kg/m/m2 (pret 20m/m 0 f wyrobiono z rdzenia gaski o srednicy 120m/m; dotych¬ czasowe dobre zelazo cylindrowe wykazuje te wytrzymalosc przy badaniu pojedynczych lanych pretów) b) do 38,5 kg/mm2 (Pret o 15m/m srednicy wycieto z rdzenia preta o srednicy 42m/m).Twardosc wedlug Rrinella przecietnie 241—255. Zawartosc wegla w odlewie C=2,5—2,75%.Powyzsze wyniki wykazuja, ze mozna, wedlujg wynalazku* w zwyklym kopulaku przy uzyciu stosunkowo malej ilosci koksu i przy niskiem cisnieniu powietrza stapiac do 100% stali, dodajac krzem i mangan, na odpowiednie stopy i bezposrednio odlewac wartosciowe odlewy dowolnych rozmiarów o sciankach dowolnej grubosci. Odlewy wy¬ kazuja przytem nadzwyczaj dobra wytrzy¬ malosc i nadaja sie do toczenia, szlifowa¬ nia, wiercenia, frezowania a nawet do ku¬ cia. Skutkiem tak znacznego powiekszenia wytrzymalosci sposobem niniejszym, mozna odlewy kopulakowe stosowac takze w dzie¬ dzinach dotad zupelnie nie stosowanych, a przedewszystkiem produkowac odlewy o cienszych sciankach, niz dotad. Wyniki te oraz prostota i taniosc nowego sposobu sa najlepszym dowodem waznosci wynalazku pod wzgledem gospodarczym.Odlewy otrzymane sposobem niniejszym wykazuja poza tern, z powodu specjalnej struktury, nadzwyczaj duza odpornosc na chemiczne dzialania i nadaja sie dlatego w pierwszym rzedzie jako materjal na kotly lub zbiorniki do kwasów i lugów dla prze¬ myslu chemicznego.Sposobem wedlug wynalazku mozna takze w zwyklym kopulaku wytwarzac wy- — 4 —sokowartosciowe stopy stalowe do celów specjalnych.Wyniki powyzsze mozna objasnic na¬ stepujaco: Dodajac 10—15% stali hub zela¬ za kutego do zlomu lulb surówki nie potrze¬ ba powiekszac ladunku koksu; w kopulaku panuje wiec juz przy normalnym ladumku koksu temperatura, potrzebna do stopienia stali i zelaza kutego. Wychodzac z tego za¬ lozenia wynalazca przyszedl do przekona¬ nia, ze dotychczasowe dazenia do uzyska¬ nia wysokowartosciowych odlewów, przez stopienie sitali w wiekszej ilosci chybialy celu, poniewaz pracowano z bardzo wiel¬ kim ladunkiem koksu i przewaznie takze przy bardzo Wysokiem cisnieniu powietrza.Z powodu doprowadzenia wegla w tak wiel¬ kich ilosciach do pieca niweczono korzysci, jakie dawal dodatek ubogiej w wegiel stali.Wynalazek natomiast opiera sie na tern, ze¬ by doprowadzona ilosc wegla utrzymac na jak najnizszym poziomie, dostatecznym jed¬ nakze dla przetopienia stali i zelaza kutego na dobre zeliwo. Dotychczasowe próby o- trzymania wysokowartosciowego zeliwa przez proste powiekszenie ladunku stali i zelaza kutego nie mialy powodzenia takze z tego powodu, ze nie mówiac juz o zbyt silnem przechodzeniu wegla do stali i zelaza podczas stapiania, wieksze ilosci surówki i zlomu stapiaja sie i splywaja juz przy sto¬ sunkowo niskiej temperaturze, na najkrót¬ szej drodze w przyspieszonym tempie na- dól, nie przechodzac przez stan ciastowa- tosci. Wyzsza temperatura nie wywiera wiec na stop nalezytego wplywu, jest wiec, wo¬ bec stosunkowo duzej masy surówki, nieja¬ ko zbyteczna, nalezy przytem uwzglednic, ze stosunkowo duza masa plynnej surówki ogrzewa takze wszystkie czesci pieca i przedtrzonia do tej temperatury, a wiec za¬ traca czesc ciepila, lub tez, przechodzac przez strefe wiecej goraca, ochladza Przy temperaturze stapiania sie surówki dodatek stali i zelaza kutego nie jest je¬ szcze plynnym, lecz znajdujac sie w sta¬ nie czerwoiflo^rozzarzonym, przez odwegla- nie stapia sie przy nizszej temperaturze.Skutkiem tego zeliwo, otrzymani w kopula¬ ku ze stali, ma odpowiednio wyzsza tempe¬ rature, niz zeliwo przytoczone powyzej. Do¬ datek stali w stosunkowo niewielkiej ilosci nie wystarcza dla zasadniczej zmiany za¬ wartosci wegla w zeliwie, wypuszczanym poczatkowo z pieca. Natomiast znacznie wiekszy dodatek stali, wedlug wynalazku niniejszego, przy rówlnoczesnem utrzymaniu ogólnej ilosci wegla na pewhym minimalnym poziomie, umozliwia calkowite wyzyskanie wysokiej temperatury w piecu oraz zapew¬ nia w wiekszym stopniu zachowanie niskiej zawartosci wegla w odlewie, a w stopniu zupelnym, jezeli ladunek obejmuJje 100% stali lub zelaza kutego.Sposób nadaje sie takze do wyrobu od¬ lewów temperowanych, wzglednie stali tem¬ perowanej. W tym celu naltóy tak ustalic dobór ladunku, zeby zamiast odlewu zwy¬ klego powlstal odlew bialy, nadajacy sie do temperowania.Dotychczas bowiem stosowano do wy¬ robu odlewów temperowanych, wzglednie stali temperowanej, przewaznie biala su¬ rówke z zawartoscia okolo 3,5% wegla.Przez temperowanie, wegiel w zelazie u- lega czesciowo przeksztalceniu, w znacznej czesci natomiast zostaje odprowadzony w postaci gazu. Dopiero po ukonczeniu tego procesu trwajacego zwykle przynajmniej 6 razy po 24 godziny, mozna otrzymac poza¬ dana strukture.Wedlug wynalazku mozna prostszym sposobem w krótszym czasie otrzymac od¬ lew temperowany, Wzglednie temperowana stal, jezeli od poczatku materjal wyjsciowy zawiera stosunkowo malo wegla. Materjal tego rodzaju mozna otrzymac w przed- skrzyniu kopullaka, wytwarzajac w nim, przy jak najmniejszym ladunku koksu i od¬ powiednio zmniejszonej: ilosci powietrza,bialy odlew z zawartoscia okolo 2,5% we¬ gla.Podiczas, gdy przy materjale wyjscio¬ wym z normalna zawartoscia wegla i zwy¬ klych dodatkach, zawartosc krzemu, celem wstrzymania wydzielenia grafitu, nie moze przekraczac 0,5—0,7%, mozna przy mate¬ rjale i mniejsza zawartoscia wegla zwiek¬ szyc zawartosc krzemu do 1—1,2% celem otrzymania lekkoplynnego zelaza. Tern sa¬ mem zwieksza sie tez szybkosc rozkladu karbidu wzglednie tworzenie ,sie wegla przy zarzeniu. , Bardzo dobry materjal wyjsciowy do odlewów temperowanyph mozna otrzymac przez dodanie stosunkowo wielkiej ilosci zelaza, ubogiego w wegiel (stali lub zelaza kutego) do ladunku, dochodzac nawet do 100% (zlomu, wiórów brykietowanych i t d.). Azeby otrzymane biale zeliwo nadawa¬ lo sie do temperowania jako i odlewania, nawet najwiecej cienkosciennych przedmio¬ tów, dodaje sie zwyikla droga pewien piro- cent krzemu, Spoisób niniejszy nadaje sie takze do wytwarzania stosowanego w Ameryce odle¬ wu czarnordzeniowego, nie wystawianego na dzialania srodków dostarczajacych tlen podczas zarzenia. Postepujac amerykan¬ skim sposobem wystarcza wyzarzac odlewy w piecu tylko w ciagu polowy czasu, stoso¬ wanego przy sposobach europejskich. Spo¬ sób niniejszy nie zmniejsza wprawdzie w znaczniejszym istopniu okresu zarzenia, lecz daje te korzysc, ze mozna sposób amery¬ kanski opierajacy sie na malej zawartosci wegla w materjale wyjsciowym i dlatego stosowany tylko do tworzyw z pieca plo¬ miennego, stosowac do materjjalu niezasob- nego w wegiel, otrzymanego sposobem ni¬ niejszym, w kopulaku. Stapianie w kopula¬ ku jest przytem oszczedniejsze. Opisany sposób jest zwiazany z mala zawartoscia siarki w zelazie, która to zawartosc mozna jeszcze zmniejszyc zapomoca zwykle uzy¬ wanych srodków1. PL