DE394853C - Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl

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DE394853C
DE394853C DEH87683D DEH0087683D DE394853C DE 394853 C DE394853 C DE 394853C DE H87683 D DEH87683 D DE H87683D DE H0087683 D DEH0087683 D DE H0087683D DE 394853 C DE394853 C DE 394853C
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/04Manufacture of hearth-furnace steel, e.g. Siemens-Martin steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C3/00Manufacture of wrought-iron or wrought-steel
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl und bezweckt, die Schwierigkeiten zu überwinden, welche bei der Erzeugung von Eisenlegierungen, die einen geringen Kohlenstoffgehalt aufweisen, auftreten. Es ist bekannt, Metalloxyde in Form von Erzen sowie auch Salze des Chroms, Wolframs, Nickels, Mangans usw. nach der aluminothermischen Methode mit reduzierenden Metallen, wie Aluminium oder Magnesium, zu mischen und mit dein geschmolzenen Metall, z. B. Eisen, durchzumischen. Das aluminothermische Gemisch wird dabei in fein vermahlenem Zustande hinzugefügt und vor der Einwirkung entzündet, wobei beträchtliche Wärmemengen entwickelt und das Metalloxyd reduziert wird, wonach sich das abgeschiedene Metall mit dem geschmolzenen Eisen legiert. Es ist ferner bekannt, zwecks Herstellung von verfeinerten Eisenchromlegierungen das rohe Chromeisen der Einwirkung des Windes in einem Konverter u. dgl. zu unterwerfen und mit der Schmelze vor oder nach dem Abstechen aus dem Konverter das aluminothermische Gemisch durchzumischen, welches z. B. eine Chromverbindung enthält, zu dem Zweck, eine bestimmte Menge desselben in die endgültige Legierung hineinzubrin-en. Diese bekannten Verfahren gehen notwendigerweise von einem leicht entzündlichen, d. h. fein -gepulverten aluminothermischen Gemisch aus, was die Kosten vergrößert und den Nachteil bringt, daß sich die Schlacke in der ganzen Masse der Schmelze bildet, welche das durch Reduktion ausgeschiedene Metall einhüllt und beim Aufschwimmen auf die Oberfläche mitreißt. Ein großer Teil der voluminösen Schlacke, welche auf diese Weise in ihrem spezifischen Gewicht infolge des eingeschlossenen Metalls schwerer geworden ist, bleibt jedoch in der Schmelze längere Zeit bestehen und wird beim Abstechen von der geschmolzenen Masse mitgerissen, so daß die Stichlöcher verstopft werden. Während diese bekannten Verfahren zu den sogenannten Einbadeerfahren zählen, d. h. solchen, bei welchen die Reduktion des Metalls und dessen Legierung mit der Hauptmasse der Schmelze in einem einzigen Arbeitsgang bewerkstelligt werden, gibt es bekanntlich noch Zweibadverfahren, d. h. solche, bei welchen das zu legierende Metall oder Metallegierung vorgängig, d. h. in einem getrennten Arbeitsgang hergestellt und dann in einem zweiten Arbeitsgang der Hauptmasse, z. B. dem Stahl, hinzugefügt wird. Dieses Zweibadverfahren gestattet allerdings eine sehr genaue Regelung der Menge und der Zusammensetzung des zu legierenden Metalls, ist aber offenbar umständlich und kostspielig.
  • Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung gehört zu den Einbadverfahren, vermeidet jedoch die genannten Nachteile derselben und gestattet, damit die Vorteile der Zweibadmethode zu verbinden. Dies wird dadurch erreicht daß die Reduktion der Metalloxyde mit Hilfe des aluminothermischen Gemisches, welches zu diesem Zwecke von besonderer Beschaffenheit gewählt wird, nicht in der Masse des geschmolzenen Stahles usw., sondern abseits davon, und zwar in einer getrennten, auf dem Stahlbad schwimmenden Schicht vorgenommen wird, durch welche, da diese Schicht in leichtflüssigem Zustande erhalten wird, das reduzierte Metall, welches schwerer ist als diese Schicht, von selbst zu der darunter befindlichen Masse hindurchsickert und sich in reinem Zustande, gleichsam als wenn es nach der Zweibadmethode für sich erzeugt worden wäre, mit der letzteren legieren kann.
  • Die praktische Ausführung gestaltet sich derart, daß auf der Oberfläche der geschmolzenen Hauptmasse (Eisen, Stahl), nachdem die zuerst auf der Schmelze schwimmenden Schlacken entfernt worden sind, eine künstliche Schlackenschicht erzeugt wird, die annähernd das gleiche spezifische Gewicht wie das aluminothermische Reduktionsgemisch besitzt und auf welche dieses letztere aufgebracht wird, mit der Wirkung, daß sich die Reduktion getrennt von der Hauptmasse abspielt und die Bestandteile des Gemisches an der unmittelbaren Berührung mit dem geschmolzenen Eisen gehindert und inmitten der hocherhitzten Schlackenschicht in bekannter Weise unter Abscheidung des freien Metalls für sich ausgeschieden werden.
  • Von besonderer Wichtigkeit ist bei dieser Arbeitsmethode der Umstand, daß das Reduktionsgemisch, welches bekanntlich bei der exothermisch verlaufenden Reaktion sehr bedeutende Wärmemengen entwickelt, diese letzteren nicht, wie dies bei den bekannten aluminothermischen Verfahren der Fall ist, sofort auf die ganze Masse, d. h. auf die Stahlschmelze übertragen muß, sondern in erster Linie der künstlich erzeugten Schlackenschicht zuführt, wodurch diese in außerordentlich leichtflüssigem Zustande erhalten wird.
  • Die bei der Reduktion aus dem z. B. Aluminium enthaltenden Reduktionsgemisch entstehende Tonerdeschlacke besitzt ferner die Eigenschaft, die Leichtflüssigkeit der so künstlich hergestellten Schlackenschicht zu erhöhen, hat ferner ein geringeres spezifisches Gewicht als die letztere, schwimmt auf dieselbe hinauf und kann durch zusätzliche Wärmezuführung l in dauernd flüssigem Zustand erhalten werden, so daß die ganze Schlackenmasse einschließlich der schwer schmelzbaren Bestandteile, wie Magnesia in leichtflüssigem hocherhitzten Zustande gehalten werden kann und, ohne das reduzierende Metall am Durchtritt zu dem Eisenbade zu hindern, dauernd auf der Oberfläche gehalten und vor dem Vermischen mit dem letzteren gehindert wird. Auf diese Weise können die schädlichen Erzbestandteile in der Schlacke zurückgehalten werden, während sie selbst nicht nur als ein das Schmelzen des Erzes bzw. des Reduktionsgemisches bewirkendes Flußmittel, sondern auch als eine Schutzschicht für die Hauptmasse der Stahlschmelze in dem Falle dient, wenn das Schmelzen in einem elektrischen Ofen mittels Kohlenelektroden oder in einem Ofenherd mittels Heizgase erfolgt, wobei in ersterem Falle die Aufnahme von Kohlenstoff und im letzteren die Einwirkung des Kohlenoxyds verhindert wird.
  • Zwecks praktischer Ausführung des Verfahrens wird die Hauptmasse »(Eisen, Stahl) z. B. in einem Elektroofen geschmolzen und die sich zuerst bildende Schlacke beseitigt, wonach die künstliche Schlacke auf der Oberfläche der Schmelze erzeugt wird. Sobald die letztere eine Temperatur erreicht hat, die in Zusammenwirkung mit den durch die exothermische Reaktion des Reduktionsgemisches frei gemachten Kalorien genügend ist. um die Reaktion einzuleiten, d. h. ohne das thermische Gemisch zum Entzünden zu bringen, die Bestandteile des Gemisches, vor allem das Erz zu schmelzen, wird das Gemisch auf die Schlackenschicht aufgebracht. Das bei der Reduktion der im Erz enthaltenen l1etalloxyde entstehende Metall scheidet sich durch i Eigengewicht von der geschmolzenen Schlacke ab und sinkt in das Eisenbad herab, während die übrigen Bestandteile des Erzes in der Schlackenschicht verbleiben. Auf diese Weise kann die Hauptmasse sowohl mit Chrom wie mit Wolfram, Nickel, Mangan usw. durch Einführung der betreffenden Metalloxyde usw. in die geschmolzene künstliche Schlackenschicht legiert werden.
  • Beispielsweise wird das Verfahren in folgender Weise ausgeführt: Der Ofen wird mit io ooo kg Eisenspänen (welche im wesentlichen kohlenstofffrei oder auch schwach kohlenstoffhaltig sein können) und mit 8 bis io Prozent Kalkstein beschickt, wonach die Masse zum Schmelzen gebracht wird. Die sich zuerst bildende Schlacke wird vollständig entfernt, um Unreinigkeiten zu beseitigen, welche sonst in das Eisen zurückgelangen können. Das so gereinigte Schmelzbad wird mit einem Gemisch von 6oo kg Kalkstein, i8o kg Flußspat und i2o kg Eisenhammerschlag überdeckt. Es wird nun Wärme zugeführt, und zwar so lange, bis diese künstliche Schlackenschicht vollständig geschmolzen ist, worauf, sobald die zur Reduktion erforderliche Temperatur erreicht ist, die Schlackenschicht allmählich mit einem Gemisch von q.500 kg Chromeisenstein (grobgemahlen und kaIziniert) mit r Zoo kg Aluminium (von grobkörniger Beschaffenheit) versetzt wird. Es tritt nun inmitten der Schlackenschicht als eines Reaktionsmediums und Trägers die Reaktion zwischen dem Metalloxyd und dem Reduktionsmittel ein, welche so viel Wärme entwickelt, daß innerhalb weniger Minuten nach dem Zusatz des ganzen Reduktionsgemisches die vollständige Reduktion des Metalloxydes beendigt ist und das reduzierte Metall aus der leichtflüssigen Schlackenschicht in das Eisenbad herabsinkt. Sobald gegen Ende des Reduktionsvorganges die Schlackenschicht beginnt, zähe zu werden, ist es erforderlich, noch eine zusätzliche Wärme zuzuführen, um die Schlacke noch weiter genügend flüssig zu halten und auch um die ganze Masse zwecks Verfeinerung der Legierung kurze Zeit zu erhitzen. nie Erhitzung kann elektrisch oder auch durch Heizgase in einem Ofenherd erfolgen, jedoch ist es vorteilhaft, für die Herstellung von z. B. rostfreiem Stahl die Verwendung von Kohlenstoff für die Herstellung des Schmelzherdes zu vermeiden. Zwecks zusätzlicher Wärmezuführung verwendet man mit Vorteil derart angeordnete Kohlenelektroden, daß sie der Schlackenschicht genähert werden können, so daß ein elektrischer Bogen gebildet und dadurch aufrechterhalten werden kann, daß die genannte

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl mit Hilfe eines Gemisches von Metalloxyden usw. mit Reduktionsmitteln, wie Aluminium usw., dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahles usw. eine künstliche, leichtflüssige Schlackenschicht erzeugt wird, auf welche das Reduktionsgemisch aufgebracht wird, derart, däß das letztere vor der unmittelbaren Berührung mit der Stahlschmelze geschützt und erst inmitten der hocherhitzten Schlackenschicht in bekannter `'eise unter Absüheidung des freien Metalls, welches dann in die Stahlschmelze herabsinkt, umgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der künstlichen Schlackenschicht nach Entfernung der zuerst gebildeten Schlacke erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch r und 2 unter Verwendung des elektrischen Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Schlackenschicht aus sowohl Wärme wie Elektrizität gut leitenden Stoffen gebildet wird, und daß gegen Erde des Reduktionsvorganges die Elektroden der zähe werdenden Schlackenschicht genähert und die letztere unter Rühren durch den elektrischen Bogen zusätzlich erhitzt wird. Schlackenschicht als guter tlektrizifäts- und Wärmeleiter wirkt. Enthält der Chromeisenstein nicht die erforderliche Manganmenge, so kann Maganerz dem Gemisch hinzugefügt werden.
DEH87683D 1920-12-04 1921-11-11 Verfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl Expired DE394853C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974872C (de) * 1950-02-05 1961-05-18 Hoesch Ag Verfahren zur Herstellung von Stahl

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974872C (de) * 1950-02-05 1961-05-18 Hoesch Ag Verfahren zur Herstellung von Stahl

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