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Verfahren zum Verblasen von chromhaltigem Roheisen im Konverter.
Durch eingehende Versuche wurde gefunden, dass aus chromhaltigen Erzen gewonnene chromreiches Roheisen als Ausgangsmetall zur Erzeugung von Stahl geeignet ist, wenn dasselbe
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Chrom in das Metall stattfindet.
Es ist bekannt, zur Erzeugung von Stahl chromhaltiges Roheisen im Konverter zu verblasen. doch erfolgt bei diesem bekannten Verfahren das Verblasen bis zur Ausscheidung des Kohlenstoffes mit so hoher Temperatur, dass die Oxydationsprodukte des Chroms reduziert werden und metallisches Chrom in das Metall wieder eintritt, worauf das Blasen verlängert wird. um dieses Chrom freizubekommen. Demgegenüber besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, dass während des blasens die Temperatur durch bekannte Mittel fortgesetzt so niedrig gehalten wird dass die Oxydationsprodukte des Chroms nicht reduziert werden und kein metallisches Chrom wieder eintreten kann. Entsprechend ist auch mit dem Blasen dann aufzuhuren, wenn die übliche Ausscheidung des Kohlenstoffen erfolgt ist.
Zur ausführung des Verfahrens wird Roheisen, vorteilhaft solches von geringem Silizium gehalt, das aus ehromhaltigen Erzen gewonnen wurde, in geschmolzenem Zustande in einen Bessemer- oder anderen Konverter beschickt. Das Roheisen, welches bei den Versuchen für das vorliegende Verfahren angewendet wurde, schwankte in seiner Zusammensetzung der in Betracht kommenden Bestandteile in bezug auf Chrom zwischen 2% bis 4% in bezug auf Silizium zwischen
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Gesamtkohfenstoffgehalt ungefähr 4, 511 betrug.
Die Oxydation des Siliziums entwickelt bekanntlich im Anfangsstadium des Blasens Wärnw und es wurde gefunden, dass gleicherweise auch die Oxydation des Chroms sehr viel wärme cent wickelt, die über die Hälfte derjenigen beträgt, die durch die Oxydatiion des Siliziums entsteht. wobei diese Wärme ungefähr zu gleicher Zeit wie die aus der Oxydation des Siliziums entwickelt wird. Diese aus der Oxydatir. n des Chroms entwickelte Wärme ist demnach als ein wesentlicher
Teil der Wärme anzusehen, die notwendig ist, um das Metall in dem richtigen flüssig n Zustand zu erhalten.
Das Blasen muss mit Sorgfalt so vorgenommen werden und die Temperatur so überwacht werden, dass letztere nicht plötzlich steigt. Die Temperatur soll während des Blasens verhältnis- mässig niedrig gehalten werden, das heisst so, dass sie praktisch nicht einen Grad erreicht, bei welchem die. Oxydationsprodukte des Chroms reduziert werden und metallisches Chrom m das
Metall wieder eintreten kann.
Das wird dadurch erzielt, dass im Anfang des Blasens, bevor das geschmolzene chromhaltige
Roheisen in den Konverter beschickt wird (was im übrigen auch nach dem Beginn des Blasens geschehen kann), in den Konverter kalter Stahlabfall oder Roheisen eingegeben wird, dessen
Gewicht im Verhältnis zu dem Chrom- und siliziumgehalt des chromhaltigen Roheisens bestimmt wird, so dass ein Teil des Überschusses an Wärme, der aus der Oxydation dieser Elemente resultiert, wenn sie im Anfang des Blasens oxydiert werden, zum Schmelzen dieses kalten Metalles
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aufgebraucht wird.
Während des Blasens wird noch weiter kaltes Metall zugegeben oder Wasserdampf in den Wind eingeführt oder irgendein anderes geeignetes Kühlverfahren angewendet, um während des Blasens eine solche verhältnismässig niedrige Temperatur aufrecht zu erhalten, wobei das Blasen aufhört, wenn die übliche Ausscheidung des Kohlenstoffes erfolgt ist.
Das Ergebnis der Innehaltung der richtigen niedrigen Temperatur ist, dass die Oxydationsprodukte des Chroms in der Schlacke zürückgehalten werden.
Als ein Anzeichen dafür, dass die richtige Temperatur innegehalten wird, dient die Angabe, dass die Temperatur während des Blasens so niedrig als möglich gehalten wird ohne dass die Gefahr des Verkrustens der Giesspfanne oder Verstopfen ihrer Ausgussdüse entsteht, da ja das Giessen aus der Pfanne bei Bessemer. Anlagen üblich ist.
Die Analyse des Metalles am Ende des Blasens zeigt, dass der grössere Teil des Chroms ausgeschieden ist und für einige Zwecke kann dieses Metall, vorteilhaft nachdem es von der Schlacke befreit ist, durch Zufügung der üblichen Rückkohlungsmittel für die Herstellung von Handelsstahl mit geringem Chromgehalt fertiggestellt werden.
Zur Ausführung des Verfahrens kann ein Konverter mit der üblichen sauren oder basischen Auskleidung, wobei in letzterem Falle loses basisches Material, wie Kalk, anzuwenden ist, mit (in bezug auf die Ausscheidung des Chroms) gleichem Erfolg benutzt werden.
In einzelnen Fällen, wo beispielsweise chromhaltiges Roheisen von dem oben erwähnten Gehalt an Phosphor von 0, 15% und an Silizium vorzugsweise unter 1, 25% als Ausgangsprodukt angewendet wird, ist die Anwendung eines Konverters mit basischer Auskleidung angebracht,
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basischen Bessemerprozess übliche Nachblasen, indem nämlich die aus der Oxydation des Chromes resultierende überschüssige Wärme dies ermöglicht.
Bei der Ausführung des'Verfahrens in solch einem Konverter wird ein grosser Teil des Chroms ausgeschieden und, wie erwähnt, eine Reduktion des Phosphors bis zu einem solchen Grade erreicht, wie er mit verschiedenen Anwendungen von Stahl vereinbar ist, so dass das gewonnene Metall, nachdem es vorteilhaft von der Schlacke befreit wurde, dem Rückkohlen ausgesetzt und dann für die weitere Behandlung abgelassen werden kann.
Wenn das chromhaltige Roheisen wie oben erwähnt, einen Siliziumgehalt von 0, 5% und mehr hat, ist die Anwendung eines sauer ausgekleideten Konverters vorzuziehen, da die Kosten für das Blasen geringer sind als wenn ein basisch ausgekleideter Konverter angewendet wird und da die Temperatur besser überwacht werden kann.
Für viele Zwecke ist es wünschenswert oder notwendig, das Metall, nachdem es nach dem vorliegenden Verfahren im basischen oder sauren Konverter behandelt wurde, weiter zu behanleln, um den Phosphorgehalt und den Rest von Chromgehalt auszuscheiden. Dies geschieht, wenn das Metall in einem sauren Konverter behandelt wurde, dadurch, dass das geblasene Metall in einen basisch ausgekleideten offenen Herdofen beschickt wird, in den eine verhältnismässig kleine Menge des üblichen, basische Schlacke bildenden Materials eingebracht wurde, das vor der Beschickung des Ofens mit dem Metall aus dem Konverter erhitzt wurde. Es wird weiter in diesem Herdofen eine verhältnismässig geringe Menge von Roheisen entweder kalt oder in geschmolzenem Zustand eingebracht.
Dieses dient dazu, um den Kohlenstoff und andere oxydierbare Elemente zu liefern, die ni ; tig sind, um das sogenannte Kochen hervorzubringen. Das Verfahren geht dann zur Ausscheidung des Phosphors und des gering prozentigen Chromrestes rasch von statten, wobei die Dauer je nach der Grösse des Herdes zwischen 1 und 3 Stunden schwankt. Die bei diesem Vorgang sich bildenden Schlacken bringen irgendwelche Schwierigkeiten nicht mit sich.
Soll das Erzeugnis ein Stahl von einem Kohlenstoffgehalt von über 0, 30, und mehr für Schienen, Federn und dergl. sein, so wird am Ende der Behandlung in dem basischen Herdofen eine Menge an geschmolzenem Roheisen zugesetzt, das frei von Chrom ist und einen geringen Gehalt an Phosphor, vorteilhaft nicht über 0,15% mit oder ohne andere rückkohlende Bestandteile enthaltendem Mangan ihat. Wenn da Erzeugnis ein Stahl sein soll, der unter 0, 3% Kohlenstoff enthalten soll, so unterbleibt der Zusatz von Roheisen und das Metall wird vielmehr mit Hilfe rückkohlender Stoffe fertiggestellt, nachdem es in die Pfanne abgelassen wurde.
Wenn das Metall in einem basisch ausgekleideten Konverter behandelt wurde, so kann es behufs Beseitigung des Restes an Chrom in einen sauer ausgekleideten offenen Herdofen übergeführt werden, um dort denselben Prozess, wie oben bei dem basisch ausgekleideten offenen Herdofen beschrieben, ausgesetzt zu werden, mit Ausnahme dessen, dass keine basische Schlacke bildendes Material angewendet wird.
. Als besonderes Beispiel wird das folgende Resultat gegeben, das mit 10900 kg chromhaltige Roheisen, das in geschmolzenem Zustande in einem sauren Konverter beschickt wurde, gewonnen wurde. Dies Metall enthielt : Silizium 1, 44%, Chrom 3,41%, Phosphor 0, 1G% und Kohlenstoff 4, 5%. Der Abfall, der in dem Konverter zugegeben wurde, um die Temperatur herabzusetzen, betrug 2270 kg. Es wurde während 22 Minuten geblasen, wobei 15 Minuten lang Dampf in den
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Metalles ergab Kohlenstoff 0,516, Chrom 0, 24, Mangan 0, 92, Phosphor 0, 024, Silizium 0,05 und Schwefel 0, 07.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verblasen von chromhaltigem Roheisen im Konverter, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Temperatur während des Blasens durch bekannte Mitte*, z. B. durch Zunahme von kaltem Roheisen oder Stahlabfällen, langsames Blasen, Einführung von Wasserdampf m den Wind, fortgesetzt so niedrig gehalten wird, dass eine erneute Reduktion des oxydierten Chroms nicht eintreten kann.