PL6610B1 - Sposób wyrobu nierdzewiejacego zelaza i stali. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wyrobu metali zapomoca redukcji i wyrobu sto¬ pów, a w szczególnosci wyrobu nie¬ rdzewiejacego zelaza i stali, otrzymywa¬ nych egzotermicznem dzialaniem reduk- cyjnem mieszaniny rudy chromowo-zelaz- nej i np. glinu, krzemu lub innego srod¬ ka redukcyjnego. Sposób moze byc latwo przeprowadzony w elektrycznym piecu przez zastosowanie metody przyjetej w patentach angielskich za Nr Nr 198 323, 211210 i 213 737- Przy sposobie wedlug wynalazku nale¬ zy doprowadzac do metalu znaczne ilosci ciepla, aby utrzymac go az do konca pro¬ cesu w stanie plynnym i zeby mozna prze¬ prowadzic redukcje w warstwie zuzla ply¬ wajacego na powierzchni metalu, Cieplo zawarte w warstwie zuzla musi wystarczyc nietylko do przeprowadzenia egzotermicz¬ nej redukcji, lecz takze do podtrzyma¬ nia tak wysokiej temperatury w zuzlu i w mieszaninie redukcyjnej, jaka jest po¬ trzebna do przeprowadzenia calkowitej redukcji.Reakcja w mieszaninie redukcyjnej jakkolwiek jest egzotermiczna, nie roz¬ szerza sie sama z siebie na cala ilosc tej mieszaniny, zawartej w zuzlu, lecz trzeba ciagle doprowadzac cieplo, aby mozna re¬ dukcje ukonczyc bez nadmiernego ozie¬ bienia zuzla lub znajdujacego sie pod nim metalu.Jezeli sie stosuje piec elektryczny, to mozna doprowadzac cieplo do zuzla i do metalu bezposrednio z luku elektryczne-go. Jezeli jednak stosuje sie otwarty piec podstawowy o zasadowej wyprawie, to wtedy jedynem, zródlem ciepla sa gazy przeplywajace nad topniskiem i cieplo pro¬ mieniujace od sklepienia^ pieca.Jezeli wiec w takim piecu ma byc prze¬ prowadzona reakcja egzotermiczna i to mieszanina redukcyjna, to z powodu wiel¬ kiej ilosci zuzla i jego malej zdolnosci przewodzenia ciepla nie mozna doprowa¬ dzic tyle ciepla ile potrzeba do -przepro¬ wadzenia procesu w mysl wynalazku. O- kazalo sie, ze w pewnych warunkach moz¬ na jednak taki proces przeprowadzic na¬ wet w piecu plomiennym o wyprawie za¬ sadowej.Mianowicie w mysl wynalazku stapia sie metal jak zwykle i wytwarza sie na je¬ go powierzchni zasadowy zuzel, zawiera¬ jacy zwykle skladniki takiego zuzla, np. wapno, fluorek wapna i tlenek zelaza. Aby otrzymac wieksza ilosc zuzla dodaje sie np. wapna dwa lub kilka razy wiecej, niz zwykle. Zawartosc tlenku zelaza w zuzlu reguluje sie w ten sposób (niezaleznie od tego czy tlenek ten dodaje sie pózniej, czy tez uzyskuje go sie przez stopienie wsa¬ du), zeby jego ilosc wynosila 3 — 20% ciezaru rudy zelazo-chromowej, zawartej w mieszaninie redukcyjnej. Procentowa zawartosc wymienionego skladnika zalezy od rodzaju uzywanej rudy i od stopnia pod¬ grzania mieszaniny redukcyjnej. W pew¬ nych wypadkach moze sie zdarzyc, ze ilosc tlenku zelaza w zuzlu bedzie wystarczajaca bez zadnego dodatku, w innych wypadkach trzeba bedzie tlenek zelaza dodawac, w kazdym razie wynalazek tern sie charak¬ teryzuje, ze zuzel winien zawierac dosta¬ teczna ilosc tlenku zelaza.Przy uzyciu zuzla, o wyzej podanym skladzie, mozna wytworzyc dostateczna ilosc ciepla tak w samym zuzlu jak i w plynnym metalu, co umozliwia przepro¬ wadzenie reakcji z mieszanina redukcyjna, która oprócz tego jeszcze sie podgrzewa, aby nie oziebiac zuzla przy dodawaniu tej mieszaniny i nie oziebiac metalu, który, po przeprowadzeniu procesu, musi byc od¬ lewany w formach. Mieszanine redukcyj¬ na, podgrzana przed dodaniem do zuzla, wprowadza sie w takiej ilosci, azeby nasta¬ pila nietylko redukcja rudy zawartej w sa¬ mej mieszaninie, lecz takze redukcja tlen¬ ku zelaza,, zawartego w zuzlu. W tym celu potrzeba oczywiscie znac zawartosc tlenku zelaza w zuzlu, a stwierdza sie ja juz przy wytwarzaniu zuzla. Tlenek zelaza zawarty w zuzlu ulega zatem redukcji wraz z innemi tlenkami metali, a tlenek zelaza zawarty w zuzlu i ogrzany do jego temperatury u- mozliwia rozszerzanie sie redukcji na ca¬ la mieszanine redukcyjna zawarta w zuzlut przyczem nie moze nastapic szkodliwe o- ziebienie zuzla lub metalu. Aby osiagnac bardzo dobre wyniki nalezy uzywac mate- rjal surowy o mozliwie malej zawartosci fosforu. Wielkie ilosci wapna, uzywanego w mysl wynalazku, zapewniaja dostatecz¬ na zasadowosc zuzla tak, ze fosfor odcia¬ gniety z metalu pozostaje w zuzlu i nie moze polaczyc sie z metalem.Do zuzla lub do mieszaniny redukcyj¬ nej mozna tez dodawac inne domieszki za¬ sadowe, np. sode zraca, sode zwykla i t. d.Ponizej podano przyklad przeprowa¬ dzenia procesu w mysl wynalazku, przy¬ czem nalezy zaznaczyc, ze poszczególne warunki pracy musza byc zmieniane i do¬ stosowywane do jakosci uzywanej rudy, wzglednie mieszaniny redukcyjnej.W piecii martenowskim stapia sie 5000 kg odpadków stalowych i 150 kg koksu, o- raz wytwarza sie (sztuczny) zuzel z 1000 kg wapna i 650 kg fluorku wapnia. Gdy zawartosc wegla wynosi 0,08%, wtedy ca¬ ly zuzel jest plynny; oprócz tego przygo¬ towuje sie egzotermiczna mieszanine re¬ dukcyjna, zawierajaca 4200 kg rudy chro¬ mowej i 1200 kg zelazo-krzemu; mieszani¬ ne te nagrzewa sie do 600°C i rozdziela na 12 oddzielnych ladunków, które dodaje — 2 —sie stopniowo w ciagu 45 minut do pieca.Powstaly stop zawiera: Wegla ...0,09%, chromu ...12,10%, krzemu ...0,58%; manganu 0,60%.Podgrzanie moze dochodzic do dowolnie wysokiej temperatury, przy której zaczyna sie egzotermiczna reakcja, wiec np. do temperatury 675—850° C. Jezeli niema o- bawy zbytniego oziebienia zuzla, to pod¬ grzanie moze wynosic tylko okolo 470° C.Gdyby zuzel stawal sie zbyt gesty w czasie dodawania,mieszaniny redukcyjnej, nalezy wtedy dodawanie przerwac i roz¬ poczac je w dalszym ciagu, gdy zuzel zro¬ bi sie znowu rzadki. Gdy w czasie reakcji nastapilo czesciowe utlenienie mieszaniny redukcyjnej, wtedy wapno i inne domie¬ szki alkaliczne, zawarte w zuzlu, znowu ja neutralizuja, gdyz zawartosc alkaJjów w zuzlu jest dostateczna. Nowy proces mozna tez przeprowadzic inaczej. Z pieca zasa¬ dowego, w którym znajduje sie normalna ilosc zuzla, wypuszcza sie czesc metalu, przez co stosunkowa zawartosc zuzla wzra¬ sta. Spuszczony metal moze byc uzyty w zwykly sposób. Do pozostalego zuzla do¬ daje sie nastepnie odpowiednie domieszki, aby uzyskac w nim podany wyzej stosu¬ nek zawartosci wapna i tlenku zelaza, po- czem przeprowadza sie proces jak wyzej.Sposób ten jest bardzo ekonomiczny w tych wypadkach, w których nalezy cala ilosc stopionego metalu przerobic na nie- rdzewiejace zelazo, wzglednie stal, gdyz wtedy zuzel, wytworzony naturalnym spo¬ sobem, a usuwany zwykle bez pozytku, sluzy za podloze -procesu redukcji i umoz¬ liwia uzyskanie zawartego w nim ciepla.Zapomoca opisanego sposobu mozna otrzymac rózne stopy o zawartosci: Wegla od 0,01% do 2,5% manganu od 0,5% do 5% chromu od 8,0% do 25% # krzemu od 0,05% do 3,5% oprócz tego stopy te moga jeszcze zawie¬ rac nikiel, wolfram, kobalt, molibden i t. d.Podany sposób nie ogranicza sie wszakze do domieszek wskazanych tu ilosciowo i jakosciowo, lecz odnosi sie wogóle do wy¬ robu nierdzewiejacego zelaza lub stali, to znaczy stopów nie zawierajacych mniej niz 8% chromu. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wyrobu nierdzewiejacego ze¬ laza i stali w zasadowym piecu plomien¬ nym, znamienny tern, ze podgrzana mie¬ szanine redukcyjna, skladajaca sie z rudy chromowej i egzotermicznie dzialajacego srodka redukcyjnego, dodaje sie do zuzla, który oprócz 3—20% tlenku zelaza zawie¬ ra wiecej a mianowicie co najmniej dwa razy tyle niz zuzel zwykly wapna lub in¬ nego materjalu tworzacego zuzel zasa¬ dowy.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze do zuzla lub do mieszaniny reduk¬ cyjnej dodaje sie pewna ilosc sody zracej, sody i t. d.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tern, ze metal stapia sie w zwykly sposób, nastepnie wskutek spuszczenia z pieca pewnej ilosci metalu otrzymuje sie wielka ilosc zuzla, do którego dopiero do¬ daje sie mieszanine redukcyjna. William Johnson. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL