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Verfahren zur Herstellung von Eisenlegierungen Die Erfindung bezieht
sich .auf ein Verfahren zur Herstellung von Eisenlegierungen bzw. legierten Stählen
durch Behandltnig von schmelzflüssigen, reduzierend-wirkenden und dafür zweckmäßig
mit Reduktionsmitteln gemischten Eisen- oder Eisenlegierungs- bzw. Stahlbädern mit
einer Schlacke, welche die Oxyde der dem Eisen oder der Eisenlegierung zuzulegierenden
Bestandteile enthält. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß das Eisen-, Eisenlegiei-ungs-
oder Eisenmischungsbad in dickem Strahl -so heftig in das dünnflüssige Schlackenbad
eingegossen wird, daß infolge der innigen Vermischung von Metallbad und Schlacke
die Legierungsbildung schlagartig erfolgt: Man hat bereits angeregt, Eisenlegierungen
dadurch herzustellen, daß man in einem Ofen ein Metallbad, welches ein Reduktionsmittel
enthält, mit einer Schlackenschicht bedeckt, die ein Oxyd des zuzulegierenden Metalls
enthält. Dabei wird das Metallbad erhitzt.
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Ferner ist ein Verfahren beschrieben worden, um Chromstahl im Elektroofen
unter Verwendung von Aluminium und einer Chromoxyd enthaltenden Schlacke zu erzeugen,
wobei das Chrom nach Maßgabe seiner Reduktion durch die Schlacke hing urchgeschickt
wird.
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Solche Verfahren, bei welchen keineDurchmischung von Metall und Schlacke
stattfindet, können nur sehr langsame und unvollstiindige Reaktionen ergeben. Es
ist nun von der Erfinderin ein Verfahren zur Herstellung von Eisenlegierungen vorgeschlagen
worden, bei dem ,an Eisenoxydul und bzw. oder Manganoxydul ,angereicherte schmelzflüssige
Schlacke, die man bei der Herstellung von sauerstoffarmen Stählen durch heftige
und innige Durchwirbelung mit einer schmelzflüssigen, Oxyde extrahierenden Schlacke,
beispielsweise durch heftiges Eingießen der Stahlschmelze im dicken Strahl in das
dünnflüssige Schlackenbad, erhält, zwecks Regenerierung mit einem desoxydierten
Stahl durch Eingießen in dickem Strahl innig durchwirbelt werden, der Reduktionsmittel
für das Eisenoxydul und bzw. oder Manganoxydul der Schlacke enthält.
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Bei diesem Verfahren kann man nun der Schlacke noch oxydische Verbindungen
von solchen Bestandteilen zusetzen, die durch das Reduktionsmittel des Stahles reduziert
werden und dabei legierende Bestandteile für den Stahl liefern. Man erhält ,also
durch das Reg .generieren der .an Eisenoxydul und bzw.
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oder Manganoxydul angereicherten Schlacke gleichzeitig Eisenlegierungen
verschiedenster Art, beispielsweise Eisen-Nickel-Legierungen, Eisen-Molybdän-Legierungen
oder Eisen-Chroin-Legierungen.
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Dieses Verfahren zur Herstellung von Eisenlegierungen läßt sich ganz
allgemein auch mit Schlackenanderer Art als den genannten
Schlacken
durchführen. Durch die heftige und innige Durchwixbelung zwischen. dem geschmolzenen
Stahl und der schmelzflüssigen Schlacke, welche die Legierungsbestandteile in Form
ihrer oxydischen Verbindungen enthält, gelingt es, Eisenlegiertmgen beliebiger Art
zu gewinnen. Man ist nicht einmal gezwungen, mit Stahl zu iarbeiten, sondern man
kann auch andere Eisenschmelzen, z, B. Gußeisenschmelzen, verwenden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung verfolgt somit den Zweck, in ganz
allgemeiner Weise .die Herstellung von Eisenlegierungen durch Behandlung von. Eisen
oder Eisenlegierungen .oder schmelzflüssigen Mischungenvon Reduktionsmitteln mit
Eisen oder Eisenlegierungen mit die Oxyde der zuzulegierenden Bestandteile enthaltenden
Schlacken sicherzustellen.
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Bei der Herstellung gewisser Eisenlegierungen, beispielsweise von
Eisen-Nickel-Legierungen oder von Eisen-Molybdän-Legierungen oder von Eisen-Kupfer-Legierungen,
und in ähnlichen Fällen kann man auf die Anwesenheit von Reduktionsmitteln in der
verwendeten Eisenschmelze verzichten, denn in diesem Fall wirkt das Eisen selbst
als Reduktionsmittel für die oxy dischen Verbindungen der Schlacke.
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Das Neue an dem Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das
Eisen-, Eisenlegierungs- oder Eiseiunischnmgsb,ad durch Eingießen. in dickem Strahl
so. heftig auf das dünnflüssige Schlackenbad zur Ein-#%virkung gebracht wird, daß
infolge der innigen Vermischung von Metallbad ttnd Schlacke die Legierungsbildung
schlagartig erfolgt.
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Die Legierungsbildung findet ini Verlauf einer sehr kurzen Zeit, beispielsweise
im Verlauf von Sekunden, statt, weil die Zerteilung der Schlacke im Eisen, die zur
Bildung eines emulsionsartigen Gemisches aus dem geschmolzenen Eisen und schmelzflüssigen
Schlacke führt, außerordentlichweitgehendist.
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Die für das neue Verfahren verwendbaren Schlacken können basisch neutral
oder sauer sein. In erster Linie kommen ,aber kieselsäurehaltige Schlacken in Frage,
welche Kalk, Tonerde, Titansäure, Magnesia, Alkali u. dgl. enthalten können. Die
Schlacken können auch Eisenoxyd oder Manganoxyd enthalten.
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Oxydische Verbindungen von Bestandteilen, die man der Schlacke einverleibt,
um aus ihnen die -entsprechenden Legierungsbestandteile für das Eisen- beim Verfahren
gemäß der Erfindung zu gewinnen, sind beispielsweise das Nickelsilicat, das Calciummolybdat,
das Kupferoxyd, der Chromeisenstein @o. dgl. Im Falle der Verwendung der erstgenannten
Verbindungen ist die Anwesenheit von Reduktionsmitteln in der Eisenschmelze nicht
erforderlich. Man kann aber auch mit Eisenschmelzen arbeiten, die Reduktionsmittel,
beispielsweise Silicium, Aluminium, Titan, C.alciumsilicit o. dgl., enthalten. Die
Anwesenheit derartiger Reduktionsmittel im Eisen ist erforderlich bei der Verarbeitung
von Chromeisenstein als oxydischer Verbindung in der Schlacke zur Herstellung von
Eisen-Chrom-Legierungen. Wenn man mit Eisenschmelze arbeitet; die Reduktionsmittel
enthalten, empfiehlt es sich, zur Herabsetzung des Verbrauches .an Reduktionsmitteln
sauerstoffarme Eisenschmelzen zu benutzen. Insbesondere ist ein Arbeiten mit Stählen
vorteilhaft, die durch Behandlung mit nichtreduzierenden, oxydextrahierenden, schmelzflüssigen
Schlacken sauerstoffarm gemacht worden sind.
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An Stelle von Gußeisen oder Stahl kann man für das Verfahren gemäß
der Erfindung auch Eisenlegierungen verwenden. Diese Eisenlegierungen können als
Legierungsbestandteil dasjenige Metall enthalten, welches in Form der oxydischen
Verbindung in der Schlacke enthalten ist. Sie können aber auch andere Legierungen
darstellen.
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Die Schlacke kann Gemische oxydischer Verbindungen verschiedener Metalle
enthalten, die man gemäß dem Verfahren nach der Erfindung mit dem Eisen legieren
will. Die verwendeten Eisenlegierungen können in beliebiger Weise hergestellt sein.
Mit Vorteil arbeitet man jedoch mit solchen Eisenlegierungen, die nach dem Verfahren
der Erfindung hergestellt sind und die man durch weitere Behandlung an den Legierungsbestandteilen
anreichern will oder denen man andere Metalle zuzulegieren beabsichtigt.-