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Verfahren zur Nutzbarmachung von hochprozentigem Ferro-Siliiium für
die Anreicherung des Siliziumgehaits des Roheisens in Gießereien und Hüttenöfen,
die mit Winddruck betrieben werden.. -hm Gießereibetriebe ist es notwendig, die
Qualität des zu erschmelzenden Eisens willkürlich beeinflussen zu können. -Man kann
dies dadurch, daß man bei der Berechnung -der z. B. in einem Kupalofen aufzugebenden
Gattierung die Menge und Art der -Eisenbegleiter der verschiedenen Roheisen- und
Bruchsorten genau berücksichtigt und die Mengen der einzelnen Gattierungsbestandteile
derart wählt, daß man unter Berücksichtigung, der Ab- und Zubrandverhält risse ein
Enderzeugnis von der gewünschten. chemischen Zusammensetzung erhält.: Die Qualität
des zu erschmelzenden Eisens hängt mit in erster Linie von der Menge des in ihm
enthaltenen Siliziums ab. So erzielt man -z. B. Weich- oder -Hartguß - durch Zuführung
von mehr oder weniger Si zu .dem zu erschmelzenden Enderzeugnis. -Man erreichte
dies dadurch; daß man z. B. mehr -oder weniger Si-reiche .oder Si-arme Roheisensorten.
mit der Gattterung in den Ofen aufgab.
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Durch die durch den Krieg - geschaffenen Verhältnisse ist es jedoch
den Gießereien nicht- mehr -möglich,, mit Si-reichen Roheisen-Sorten in den früher
üblichen Mengen zu arbeiten, da eine derartige Gattierung zu teuer würde, weil es
sich meist um Roheisen aus ausländischen Erzen handelt.- -Man gattierte infolgedessen
mit- dem relativ - billigeren Hochofen-Fe-Si,, das- infolge seines höheren Si-Gehaltes
gut geegnet war, cHe - Si-reichen Roheisensorten zu ersetzen bzw. zu strecken..
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Da jedoch bei der heutigen Wirtschaftslage die Gießereien .in steigendem
Maße dazu übergehen müssen,- den Verbrauch an den teueren ausländischen Roheisensorten
einzuschränken, so übersteigt der'Bedarf an Hochofen-Fe-Si bei weitem die vor allein
bei- dem heute und voraussichtlich noch auf länge hinaus herrschenden Kohlenmangel
herstellbaren Mengen..
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Aus- diesen Erwägungen heraus sind viele Gießereien dazu übergegangen;
das im Elektroofen hergestellte bachprozentige Fe-Si zu verwenden, trotzdem das
in der-Praxis auf mannigfache Schwierigkeiten stößt.
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Man versuchte z. B. das hochprozentige Fe-Si mit der Gattierung im
Kupolofen aufzugeben oder aber durch besondere Vorrichtungen dem Ofen 'in der Schmelzzone
zuzttführen;- z. B: ließ - tnan es mit dem Gebläsewind einblasen. -Diese und ähnliche
Verfahren haben folgende Nachteile: Das hochprozentige Fe-Si ist nicht fest genüg,
um beim Niedergange durch den- Kupalofen oder andere Schacht-: öfen den außerordentlichen
Beanspruchungen durch das Gewicht und die Wucht der nachstürzenden Masseln zu@widerstehen.
Es wird zerschmettert, zerquetscht und zerrieben, so daß ein großer Teil als feiner
Staub mit dem
Gebläsewind wieder in die Höhe geführt wird und dadurch
bzw. durch Verbrennen verlorengeht. Außerdem kann man bei hochprozentigem Fe-Si
wegen dessen hoher. Konzentration nur wenig zugeben pro Satz, so daß sich das Si
de$ Fe-Si im Bade bei dem großen Ofenquerschnitt nicht genügend gleichmäßig verteilt.
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Das Einführen in die Schmelzzone durch besondere Vorrichtungen hingegen
ist einmal schon deshalb untunlich, weil dadurch meist größere Veränderungen am
Ofen vorgenommen werden müssen, die unter Umständen auf den Ofengang einen ungünstigen
Einfluß haben; anderseits deshalb, weil das in kleinstöckiger Form oder als Pulver
oder Staub eingeführte Fe-Si durch den Sauerstoff des Gebläsewindes natürlich sofort
oxydiert wird.
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Weiterhin versuchte man das Fe-Si kurz vor dem Vergießen des abgestochenen
Eisens diesem beim Abstich in der Abstichrinne oder in der Pfanne zuzugeben.
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Diese und ähnliche Verfahren haben sich deshalb nicht bewährt, weil
das Fe-Si oben auf dem Eisenbade schwimmt und- der hierbei entstehende Abbrand,
wenn auch -gering, doch niemals gleichmäßig ist; so daß man also bei diesem Verfahren
bei der Aufstellung der Gattierungsberechnung keine bestimmte sich immer gleichbleibende
Abbrandzabl in Rechnung setzen kann. Anderseits wird auch durch kräftiges Umrühren
des Eisens in der Pfanne das Fe-Si in der kurzen bis zum Vergießen zur Verfügung
stehenden Zeit nicht gleichmäßig genug verteilt, um eine einwandfreie- Qualität
des Gusses zu gewährleisten. Außerdem sind bei den in Frage kommenden geringen Mengen
der einzelnen Abstiche und den geringen Mengen des zuzugebenden hochprozentigen
Fe-Si die entstehenden Ungenauigkeiten durch Wagefehler, Herunterrieseln des Fe-Si
auf den Boden., Hängenbleiben in der Rinne und vor allem durch ungenaue Schätzung
des Pfanneninhaltes, d. h. der abgestochenen Eisenmenge, so groß, daß dies Verfahren
praktisch keine Sicherheit gibt. Denn .die bei dieser Arbeitsweise entstehenden
Verluste an Fe-Si fallen bei dem hohen Prozentgehalt desselben so sehr ins Gewicht,
daß man nie mit Sicherheit genau den gewünschten. Si-Gehalt im Eisen hat.
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Außerdem dauert das Zugeben und Umrühren lange genug, um das Eisen
unter Umständen bis unter die Gießtemperatur abzukühlen, so daß es dann weggeschüttet
werden muß.
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Weiterhin versuchte man das hochprozentige Fe-Si in büchsenförmige
Körper zu füllen, oder man umgoß es mit Eisen, oder man brachte es mit irgendwelchen
Bindemitteln und sonstigen Zutaten von zementähnlicher Art in Brikett- oder Steinform.
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Alle diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie umständlich
und teuer sind. Durch diese Verteuerungen wird der Vorteil; daß derartige Formlinge
gegenüber dem Hochofen-Fe-Si weniger Abbrand haben sollen, mehr als ausgeglichen.
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Alle diese Nachteile der obenerwähnten Verfahren werden durch das
nachstehend vorgeschlagene Verfahren vollständig beseitigt.
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Hochprozentiges Fe-Si, das wegen seiner hohen Konzentration an Si
für den Gießereibetrieb aus den oben angeführten Gründen zur Verwendung ungeeignet
ist, wird zur Vermeidung bzw. zum Ausgleich von Wagefehlern und ähnlichen Fehlerquellen
in möglichst großen Mengen in an sich bekannter Weise mit Eisen derart angereichert,
daß der Si-Gehalt der Gesamtmenge auf einen gewünschten und vorher berechneten Gehalt
sinkt.
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Man verdünnt also gleichsam den Si-Gehalt von z. B. 75 Prozent Si
auf z. B. io Prozent Si unter Erhöhung der Gesamtmaterialmenge, und erst dieses
auf solche Weise erhaltene niederprozentige Fe-Si, das zur Ermöglichung einer zweckmäßigen
Aufgabe im Kupolofen in gleichmäßig große Stücke, z. B. Massem, gegossen wird, hat
dann die nötige Festigkeit, um den Beanspruchungen beim Niederschmelzen in einem
Schachtofen zu widerstehen, und[ wird dann dem zu erschmelzenden Eisen zugesetzt,
sei es nun in Form von Masseln mit der Gattierung oder flüssig für sich gechmolzen
oder auf eine andere hüttenmännische Art.
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Wenn man nun auch den genauen Prozentgehalt des auf diese Weise hergestellten
niederprozentigen Fe-Si vorher nicht ganz genau festlegen kann, so ist dies praktisch
belanglos, da man ja das in dieser Weise hergestellte niederprozentige Fe-Si erst
analysiert und die Gattierung, der es zugesetzt wird, dementsprechend berechnet.
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Ein Beispiel einer praktischen Ausführung ist folgendes: Um z. B.
ein 75prozentiges Fe-Si in ein- etwa ioprozentiges überzuführen, beschickt man einen
Behälter für etwa q. ooo kg Eisen mit etwa 400 kg 75prozentigem Fe-Si. Sodann läßt
man aus irgendeinem beliebigen Schmelz-, Sammel- oder sonstigen hüttenmännischen
Apparat, wie z. B_ . dem Vorherd eines Kupolofens, oder' einem Mischer, etwa 3 ooo
kg Eisen auf das in dem Behälter liegende hochprozentige Fe-Si strömen, wobei man
kräftig umrührt, um das Si möglichst gleichmäßig im Eisen zu verteilen.
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Es ist klar, daß eine derartige Menge heißen Eisens nicht so schnell
erkaltet und man sie infolgedessen viel länger umrühren
'kann, und
daß das Si sich besser verteilt, als wenn man in den kleineren Pfannen, aus denen
die Eisengießereien ihren Formguß zu vergießen pflegen, das hochprozentige Fe-Si
erst kurz vor dem Guß zusetzen würde: Man kann außerdem dieses Eisen auch viel weiter
erkalten lassen, - weil es ja nur in Massein und nicht in Formen vergossen wird.
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Wenn man nun z. B. das dein Ofen oder Saintnelapparat entnommene Eisen
mit z Prozent Si bewerten kann, so erhält man auf vorstehend beschriebene Weise
ein niederprozentiges Fe-Si von etwa 9,7 Prozent Si-Gehalt, das nun in geeignete
Formen, z. B. Masseln; vergossen und in dieser Form in der üblichen Weise dem Gichtgut
beigegeben werden kann.