DE634515C - Verfahren zur Herstellung von Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Eisen-Chrom-Nickel-LegierungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen, welche Eisen,
Chrom und Nickel mit oder ohne andere Metalle enthalten. Die Erfindung bezweckt,
die Herstellung solcher Legierungen wirtschaftlicher zu gestalten, als es nach den bisherigen
Verfahren möglich ist. Das wird dadurch erreicht, daß man vergleichsweise billige Ausgangsstoffe für Nickel und Chrom
xo benutzt, nämlich Nickelstein und hoch- oder mittelgekohltes Ferrochrom.
Erfindungsgemäß wird Nickelstein mit kohlenstoffhaltigem Ferrochrom verschmolzen,
wobei die Mengen an Ferrochrom und Nickelstein so gewählt werden, daß die Beschickung
mehr als ein Kohlenstoffatom auf je zwei Schwefelatome enthält. Der Schwefel des Nickelsteins wird hierbei fast quantitativ
ausgetrieben und mindestens ein Teil des im Ferrochrom enthaltenen Kohlenstoffes gleichzeitig
entfernt. Die sich ergebende Legierung, welche das Nickel des Steines zusammen mit
dem Eisen und Chrom des Ferrochroms enthält sowie mehr oder weniger Kohlenstoff,
ist für manche Zwecke z. B. als hitzebeständige Legierung brauchbar, entweder in der
unmittelbar erzeugten Form oder nach einer weiteren Behandlung. Beispielsweise kann die
Legierung mit Eisen verdünnt werden, um rostfreie Stähle zu erzeugen.
Zur Erzielung eines möglichst niedrigen Schwefelgehaltes arbeitet man erfindungsgemäß
in Gegenwart von Kalk und mit einem Überschuß an Kohlenstoff in Form von kohlenstoffhaltigem
Ferrochrom und oxydiert dann mindestens einen Teil des verbleibenden Kohlenstoffes in an sich bekannter Weise,
insbesondere durch Verblasen (Bessemern).
Bei der Herstellung von rostfreiem Stahl gemäß dem neuen Verfahren wird es vorgezogen,
die geschmolzene Mischung aus hochgekohltem Ferrochrom, Kalk und Nickelstein so lange zu erhitzen, bis der Schwefel im
wesentlichen ausgetrieben und eine Legierung von mindestens 1,0 o/0 Kohlenstoff gebildet
ist, wobei das Verhältnis von Chrom zu Kohlenstoff auf einen für rostfreien Stahl geeigneten
Wert erhöht wird, worauf man das Metall in geschmolzenem Zustand mit käuflichem reinem Sauerstoff verbläst und die
Legierung nach Austreiben des Schwefels mit Eisen verdünnt.
Da die zulässige Schwankung im Verhältnis von Kohlenstoff zu Schwefel weit ist und das
Verhältnis von Chrom zu Kohlenstoff in Ferrochrom über ein beträchtliches Bereich schwanken
kann ohne wesentliche Erhöhung der Kosten pro Gewichtseinheit des darin enthaltenen
Chroms, kann das Verhältnis von Chrom zu Nickel in der Ausgangslegierung leicht geregelt werden. Wie aus dem nachstehenden
Ausführungsbeispiel ersichtlich, ist
es so möglich, die Beschickung derart zu bereiten, daß nach Raffinierung und Entkohlung,
der Ausgangslegierung unter Verlust von':.,
etwas Chrom das Verhältnis von Chrom ...^y
Nickel im Endprodukt bei etwa 21Z4 bissll"·;1
zu liegen kommt, entsprechend dem Verhäfe;
nis bei gewöhnlichem rostfreiem Stahl mit 180/0 Chrom und 8o/0 Nickel. ·
Bei Durchführung des Verfahrens werden die fein gemahlenen Stoffe vorzugsweise in
einen elektrischen Schmelzofen mit offenem Lichtbogen beschickt, und zwar mit einer
Geschwindigkeit, welche mit der Reaktionsgeschwindigkeit vergleichbar ist. Zur Erzielung
der besten Ergebnisse hinsichtlich der Vollständigkeit der Reaktion ist es erwünscht, bei
einer so hohen Temperatur zu arbeiten, als es das feuerfeste Futter des Ofens gestattet.
Es empfiehlt sich ferner, der Beschickung etwas Kalk als Schlackenbildner und etwas
Flußspat zuzuschlagen, um der Schlacke eine genügende Leichtflüssigkeit zu erteilen.
Im nachstehenden werden Ausführungsbeispiele mitgeteilt, um die durch das oben
beschriebene Verfahren' erzielbaren Ergebnisse zu zeigen.
100 Teile hochgekohltes Ferrochrom, 50
Teile Nickelstein, 50 Teile Kalk und 25 Teile Flußspat werden gemischt und allmählich in
einen elektrischen Ofen mit offenem Lichtbogen beschickt, welcher ein kleines Bad aus
geschmolzener Schlacke enthält, die durch Zusammenschmelzen von Kalk und Kieselsäure
im Verhältnis von 3 Teilen Kalk zu ι Teil Quarzit hergestellt worden war. Das
hochgekohlte Ferrochrom enthielt 69,710/0
Chrom, 1,370/0 Silicium und 4,890/0 Kohlenstoff, und seine Korngröße war unterhalb
2,36 mm. Der Nickelstein enthielt 75,280/0 Nickel und 23,700/0 Schwefel, und seine Körnung
lag ebenfalls unterhalb 2,36 mm. Kalk und Flußspat waren von handelsüblicher Beschaffenheit.
Das erzeugte Ferrochromnickel ergab folgende Analyse:
Chrom 47,03%
Nickel 28,52 %
Kohlenstoff 1,82%
Silicium 0,07 % ·
Schwefel 0,08 %
Rest im wesentlichen Eisen.
Die Ausbeute an Chrom betrüg 73% und an Nickel 8i,io/o. Der im Nickelstein enthaltene
Schwefel ging zu 67 0/0 in die Schlacke über.
- Bei einer anderen Schmelze wurde folgende
Mischung auf ein kleines geschmolzenes Bad aus Kalk und Kieselsäure im Verhältnis von
., 2 Teilen Kalk zu 1 Teil Quarzit aufgegeben:
.U450 Teile hochgekohltes Ferrochrom, 112
ifpäle Nickelstein, 185 Teile Kalk und 3ο Teile
'ffjiß
|.;.;i('-Das hochgekohlte Ferrochrom, in einer
"Korngröße unterhalb 2,36mm, enthielt 68,230/0 Chrom, 4,960/0 Kohlenstoff und 1,510/0 Silicium.
Der Nickelstein, dessen Körnung ebenfalls unterhalb von 2,36 mm lag, enthielt 74,900/0 Nickel und 23,710/0 Schwefel. Kalk
und Flußspat wiesen die handelsübliche Beschaffenheit auf. Obige Mischung wurde mit
gleichmäßiger Geschwindigkeit beschickt, und der benutzte Ofen war ein bei hoher Temperatur
betriebener Elektroofen mit offenem Lichtbogen. Nach Beendigung der Schmelzung
wurde eine Legierungsprobe gezogen, welche folgende Zusammensetzung aufwies:
%Cr %Ni %Fe % C % Si » „ S
56,46 17,24 23,56 1,77 0,10 0,049
Die geschmolzene Legierung wurde direkt in eine Bessemerbirne abgestochen und mit einem
Wind aus käuflichem reinem Sauerstoff während 30 Minuten verblasen. Nach Beendigung
des Verblasens wurde die Legierung in Blockform gegossen. Eine Analyse des Endproduktes
ergab:
/0 *-■ 0,l6
49,66 21,20 27,25 0,l6 0,05 0,040
Die Ausbeute an Chrom betrug 60,70/0, an
Nickel 95,7%.
Dieses Beispiel veranschaulicht das Verfahren in der Anwendung auf die Herstellung
von rostfreiem Stahl mit etwa 180/0 Chrom und 80/0 Nickel. Die für die Beschickung
benutzten Materialien waren von der gleichen Zusammensetzung und Körnung wie in den
vorhergehenden Beispielen. Die Zusammensetzung der Beschickung war folgende: 200
Teile hochgekohltes Ferrochrom, 40 Teile Nickelstein, 75 Teile Kalk und 8 Teile Flußspat.
Die obige Mischung wurde mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in einen Elektroofen
mit offenem Lichtbogen beschickt, der bei hoher Temperatur betrieben wurde. Nach
Beendigung der Schmelzung wurden 240 Teile Stahlspäne in die Legierung eingeschmolzen,
welche daraufhin in eine Bessemerbirne abgestochen und mit käuflichem
reinem Sauerstoff während 8V2 Minuten verblasen
wurde. Der so erzeugte Stahl wurde aus der Birne in zwei Gießpfannen abge*
stechen und dann nach Behandlung mit iao
0,400/0 Mangan in Form von niedriggekohltem Ferromangan und 0,400/0 Silicium als
6B4515
5oO/oiges FenOsilicium in Ingots vergossen.
Die zwei Abstiche wurden gesondert analysiert. Die Mittelwerte der na'hezu übereinstimmenden
Analysenzahlen waren folgende: · ' 5
0' Pr 0/ Ni I'.' 'ΐΐ 0/ Γ Or Mn I1 1S
17,29 7,66 0,11 0,05 0,26 0,06
Die Mittelwerte der physikalischen Prüfzahlen waren folgende, wobei bemerkt sei,
daß die Prüfproben von 1150° C abgeschreckt wurden:
Zugfestigkeit 83,40 kg'mm2
,. Fließgrenze 21,70kg'mm2
Dehnung 38 ° 0
Querschnittsverringerung .. 54 ° ο
Schlagarbeit 11,1 mkg
Erichsenzahl .... 10,8 mm (Blechstärke 1 mm)
Brinellhärte 131
Es ist klar, daß in Fällen, wo ein höherer Kohlenstoffgehalt zulässig ist als jener des
erzeugten Stahles gemäß Beispiel 2, die Blasezeit kürzer sein kann, so daß auch die Chromverluste
geringer sind als bei der längeren Blasezeit. In gewissen Fällen, wo die bestmöglichen
physikalischen Eigenschaften erwünscht sind, kann die geschmolzene Legierung aus dem Konverter in einen elektrischen
Stahlofen zwecks Fertigstellung übergeführt werden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen,
dadurch gekennzeichnet, daß Nickelstein mit kohlenstoffhaltigem Ferrochrom verschmolzen
wird, wobei die Mengen an Ferrochrom und Nickelstein so gewählt werden, daß die Beschickung mehr als ein Kohlenstoffatom
auf je zwei Schwefelatome enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart
von Kalk und mit einem Überschuß an Kohlenstoff in Form von kohlenstoffhaltigem Ferrochrom arbeitet und dann mindestens
einen Teil des verbleibenden Kohlenstoffes in an sich bekannter Weise,
insbesondere durch Verblasen (Bessemern), oxydiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Herstellung von rostfreiem Stahl, dadurch
gekennzeichnet, daß man die geschmolzene Mischung aus hochgekohltem Ferrochrom, Kalk und Nickelstein so lange
erhitzt, bis der Schwefel im wesentlichen ausgetrieben und eine Legierung von mindestens
1,0 0/0 Kohlenstoff gebildet ist, wobei das Verhältnis von Chrom zu Kohlenstoff
auf. einen für rostfreien Stahl geeigneten Wert erhöht wird, worauf man das Metall in geschmolzenem Zustand mit
käuflichem reinem Sauerstoff verbläst und die Legierung nach Austreiben des Schwefels
mit Eisen verdünnt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US377519XA | 1930-11-18 | 1930-11-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE634515C true DE634515C (de) | 1936-08-31 |
Family
ID=21896114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEE41966D Expired DE634515C (de) | 1930-11-18 | 1931-10-25 | Verfahren zur Herstellung von Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE634515C (de) |
GB (1) | GB377519A (de) |
-
1931
- 1931-10-25 DE DEE41966D patent/DE634515C/de not_active Expired
- 1931-11-02 GB GB3027331A patent/GB377519A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB377519A (en) | 1932-07-28 |
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