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Verfahren zur Herstellung von Stahl und Eisen-oder Stahllegierungen, insbesondere von rost-oder säure-oder hitzebeständigen Stahllegierungen, bzw. zum Entkohlen von Ferrochrom.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Herstellung von Stahl und Eisen-oder Stahllegierungen, insbesondere von rost-oder säure-oder hitzebeständigen Stahllegierungen, zu schaffen unter Verwendung von Metall-bzw. Metalloidoxyden, deren metallische oder metalloidische Bestandteile wesentliche Komponenten der herzustellenden Legierungen bilden. Dieser Zweck wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass man Stahl oder eine Eisen- oder Stahllegierung mit mindestens einem Metallbzw. Metalloidoxyd in Gegenwart von freiem oder gebundenem Kohlenstoff und von einem oder mehreren der Elemente Nickel, Silizium, Phosphor, Aluminium und Titan, welche die Sättigungsgrenze der herzustellenden Legierung für Kohlenstoff zu geringeren Gehalten verschieben, in flüssiger Form in einem unter vermindertem Druck stehenden Behälter zur Reaktion bringt.
Als Ausführungsbeispiel des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens soll die Herstellung einer nichtrostenden, hochhitzebeständigen und säurefesten austenitischen Chromnickelstahllegierung erläutert werden. In einem evakuierbaren elektrischen Ofen, als welcher bekanntlich ein Hochfrequenzofen am vorteilhaftesten ist, werden ein Gemenge, bestehend aus Roheisen, Kohle und Chromerz, Nickel und gegebenenfalls die notwendigen schlackenbildenden Zuschläge eingesetzt und bei genügend weitgehender Evakuierung des Ofens zum Schmelzen gebracht. Beim Schmelzen entwickeln sich Gase nach der Gleichung Cr2 03 + 3 C - 2 Cl'+ 3 CO.
Das Kohlenoxyd wird durch die Evakuierungspumpe fortlaufend aus dem Ofen entfernt und so dafür gesorgt, dass die durch vorstehende Gleichung angegebene Reaktion dauernd in dem durch den Pfeil bestimmten Sinn verläuft. Bei entsprechender Bemessung der den Einsatz bildenden Bestandteile gelangt man mittels des erläuterten Verfahrens ohne weiteres zu einer Chrom-Nickelstahllegierung, die
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säurefest und hochhitzebeständig ist.
Die wichtigsten technischen Vorteile des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens bestehen im folgenden :
Das erläuterte Verfahren gestattet es, den in einer flüssigen Eisenlegierung (z. B. Roheisen) gelösten Kohlenstoff unmittelbar durch die Oxyde solcher Metalle oder Metalloide, z. B. Wolfram, Mangan, Chrom, Nickel oder Silizium, zu oxydieren, die mit Rücksicht auf den in Aussicht genommenen Verwen- dungszweck der herzustellenden Metallegierung dieser sowieso hinzulegiert werden sollen. Man hat es dabei in der Hand, die Menge der zu reduzierenden Oxyde und des im Einsatz befindlichen Kohlenstoffes so zueinander in Beziehung zu bringen, dass sich beim Schmelzen im evakuierten elektrischen Ofen eine Legierung von der gerade gewünschten Zusammensetzung ergibt.
Das Verfahren kann ohne weiteres auch in der Form durchgeführt werden, dass man einen Teil der Legierungselemente bereits in metallischer Form mit dem den Hauptbestandteil der Legierung bildenden Eisen legiert und im übrigen-wie vorstehend erläutert-die Oxydation des Kohlenstoffes mit einer entsprechenden Menge des in Frage kommenden Oxydes bis zu dem gewünschten Grad der Entkohlung im Vakuum durchführt.
Die Anwesenheit von im Einsatz vorhandenen Elementen, die die Eigenschaft haben, die Sättigungsgrenze der herzustellenden Legierung für Kohlenstoff zu geringeren Gehalten zu verschieben, bewirkt, dass unter sonst gleichen Umständen die Fähigkeit der Oxyde, den Kohlenstoff aus dem Bade zu entfernen, vergrössert wird. Das bedeutet, dass man bei Anwesenheit der angegebenen Stoffe unter sonst
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gleichen Verhältnissen mit einer geringeren Evakuierung arbeiten kann und trotzdem denselben Grad der Entkohlung der herzustellenden Metallegierung erzielt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es auch, kohlenstoffhaltige Legierungen, z. B. Ferro- chrom, weitgehend zu entkohlen. Anstatt im Ofen kann das Verfahren auch in einer beheizten oder nicht beheizten Pfanne durchgeführt werden, in der die Bestandteile des Einsatzes in flüssiger Form unter Vakuum zur Reaktion gebracht werden. Die Herstellung von korrosionswiderstandsfähigen Chromund Chromnickelstahllegierungen unter Anwendung von Thermoreduktionsmitteln im Hochfrequenz-
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