DE418138C - Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Windfrischen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Windfrischen,

  Die. Erfindung betrifft ein neues Verfahren

  zur Herstellung von Stahl unter gleichzeiti-

  ger Bildung von Stickstoffverbindungen. insbe-

  sondere von Cyanverhindungen.

  Es ist bekannt, (-in Bad von gescliniolzciieni

  Metall, z. ß. Eisen, mit l,7-olilenstoff zu sät-

  tigen und gleichzeitig-- Stickstoff zusammen

  tillt metallisc'Iien Dämpfen. - z. ß. Natrium-

  dampf, in die geschmolzene Masse einzufüh-

  ren. Hierbei wird Stickstoff durch seine

  Affinität zum Kohlenstoff in Gegenwart eines Katalvten, wie z. B. eines Alkalimctalls, gebunden.
• Das vorliegende Verfahren benutzt diese Reaktion zur Herstellun- von Stahl, wobei Cyanverbindungen gebildet und als wertvolle Nebenerzeugnisse gewonnen werden. Das Verfahren ist wertvoll für die Gewinnung von Eisen aus Erzen, welche einen größeren Prozentsatz Schwefel oder Phosphor besitzen, der für gewöhnlich die Herstellung von Stahl nach dem Bessemer-Verfahren nicht zuließ.
• Bei der einen Ausführungsform des Verfahrens wird die gewöhnliche auf Zapfen drehbar gelagerte Bessemer-Birne mit feuerfestem Futter verwendet. Der Boden der Birne enthält, wie gewöhnlich, die Lufthammer, die mit dem Birneninnern durch eine große Zahl von Düsen in Verbindung stellt. Das geschmolzene Roheisen wird in bekannter Weise in die Birne eingeführt und darin einem scharfen Luftstrom ausgesetzt, welcher die fremden Bestandteile, wie z. B. Silizium, vollständig oder im wesentlichen vollständig entfernt. Da nun, wie bekannt, die Reaktion zwischen dem Silizium und dem Sauerstoff der Luft stark esothermisch verläuft. so wird ein bedeutender Hitzegrad während der Oxdation des Siliziums erzeugt. welcher die' T--mperatur des #r e schmolzenen Eisens weiter erhöht und die II - eintretenden Reaktionen fördert. Der Luftstrom wird nur für kurze Zeit angestellt, um das Silizium zu entfernen: darauf wird der weitere Zulluß von Druckluft abgesperrt, dagegen die im Boden der Birne befindliche Luftkammer durch unter genü"endcin Druck gehaltenen Stickstoff gefüllt, der in ähnlicher «"eise wie die Druckluft durch die Düsen am Boden der Birne in die geschmolzene Eisenmasse eintritt. Gleichzeitig wird ein Alkalimctall, wie -z. B. Natrium, dem Eisenbade einverleibt, wobei das Alkali die @Virkung des in die Birne eingeblasenen Stickstoffes unterstützt. Hierbei verbindet sich das Alkali auch mit dem noch ini Eisenbade befindlichen Schwefel und Phosphor und -cht nlit diesen Elementen Verbindungen ein, welche leicht aus dem Eisenbade entfernt «-erden können..
• Das Alkalinictall dient auch dazu, um. die Reaktion zwisclicn Kohlenstoff und Stickstop bei der Bildun- der Cyanvcrbindun-en zu beschleunigen.
• Die bei der Reaktion des S;ickstottes gebildeten <,asfoi'illigcil I:rzeu-nisac 11'@rclcn aus der Birne durch gcl;iihlte hohrlcitungen oder Kammern in Waschtürtiu# übergeführt. 11'o sie finit Wasser oder anderen Lösemitteln behandelt werden. um die grl)ildcten Cyamverbindunyen zu gewinnen. Uin die Trennung und die Gewinnun- der bei der Reaktion de, Stickstoffes gewonnenen ga,förmigcn I:rzcu7ni5;e zti erleichtern. wird entweder die Binie mit

  einer Haube versehen, welche mit den lZülil-

  katnnlern in Verbindung steht, . und die so

  geformt ist, daß die während der ersten B1as-

  periodr 1111t Druckluft erzeugten Gase entwei-

  chen können, während sie geschlossen wird,

  wenn das Blasen mit Stickstoff beginnt. Zu

  gleichem Zwecke kann die Birne auch drehbar

  so anl;rordnot worden. daß wahrend des Luft-

  blasens die gasförtliigen T:rzeugnisse leicht

  entweiAien können, während bei dem nächst-

  folgenden 131aseti mit Stickstoff die Birne so

  gedrclit wird, daß sie dabei mit ihrem oberen

  Ende unter eine Haube o. dgl. tritt, welche

  die gebildeten Cyanverbindungen in die Kühl-

  kammern leitet, wo sie in an sich l)ckailnte'r

  Weise gewonnen werden können. -

  Um das Alkalimctall in die Birne einzufüh-

  ren, kann man z. B. einen Behälter benutzen,

  11-elchcr seitlich der Birne angebracht ist und

  mit der Blaskatnmer bzw. den Düsen im Boden

  der Birne verbunden ist. Die Hitze, die iti

  der I3ii'nc# herrscht. genügt, um das Alkali-

  metall zu verflüssigen und durch die Düsen mit

  dem Eisenbade von tunen her in Verbindung

  zti brinycn. worauf es sofort in Datnpfforincn

  übergeht.

  . Für das vorlic-ende Verfahren wird zweck-

  n u äßie, - reiner Stickstoff. wie er bei der Ver-

  ilU@Signn" v an Luft crlialtcn wird. verwendet.

  Der Stickstoff verbindet sich , dabei schnell

  mit dein Graphitkohlc n;toff und mit dem

  an das Eisen -ebundenen Kohlenstoff unter

  Bildung von ('yativerbindungcti.

  Eine zweite Ausfütirun- des Verfahrens be-

  steht darin. dal2) min nicht Stickstofi allein,

  sondern ü;@cnclcm

  benutzt. dessen

  Bestandteile- Sticks:off und '\@'asserstoli sind,

  und welc'lics in der zweiten I';:riode in die

  Besscmcr-13ii'nc cin"eführt wird. Hierbei wer-

  den die "-(,bildeten gasförmigen Erzett7nisse

  ebenfalls gekühlt und durch '\@'asclitürnie hin-

  durcligelcitct, uni das Cyan oder die Cyan-

  verbindung-en in der oben beschriebenen Weise

  zu erbalten. hierbei kann jedoch ein Alkali-

  inetall zur Untcrstiitzun"- der Reaktion nicht

  beigef-eben ii-erd:n, da die Alkalicy anverbin-

  dungen I)ci hoher Temperatur in Gegrrnwart

  von Kohlenoxyd und l#,-olilensäurc sich zer-

  setzen tnld kc)lllensaure Salze bilden. Wird

  jedoch eine Gasmischung benu,t, in welcher

  kein liolilc#iinionoxvd und keine: Kohlensaure

  entllalten sind. so kann das Alkalnne;all zur

  LTtiterstiitzt!n@ der Cvan cr@cl)cndcn Reaktion

  verwendet %%-erden.

  In der Iwilirgenden Zeichnung, ist eine Aus-

  der Vorrichtun 11'iedergc#geli;:n,

  die zur Ausführung des Vcrfahrcns dient; je-

  doch sind die einzelnen Teile, wie die I3esse-

  incr-Ilii'nc, die Gasleitun- und der ZVasch-

  tnrnl. mir s(-lienlatisch angeg.eben.

  1)ic 13e@scnlcr-Birnc i besteht aus dem \fe-

  tallmantel 2, welcher innen mit einem feuerfesten Überzug 3 versehen ist und außen Drehzapfen 4 und 5 besitzt, welche in den Lagern 6 und 7 des Gestelles sich zu drehen vermögen, von denen jedes von einem geeigneten Rahmen 8 getragen wird.
• Die Birne ist mit der gewöhnlichen Mündung io versehen, während die Düsen r i am Boden der Birne mit der Gasleitung 12 in Verbindung stehen. Das Lager 6 besitzt eiere Bohrung 14, die einerseits mit der Gasleitung, anderseits mit der Bohrung im Zapfen der Birne verbunden ist; das Rohr 16 ist unmittelbar an das Lager 6 angeschlossen und steht mit der Bohrung i ¢ und dem Kanal i 5 im Zapfen ¢ in Verbindung.
• Ein Rohr 17 verbindet den Kanal 15 des Zapfens 4 mit der Leitung i:! im Boden der Birne. Ein Behälter 18 kann mit dem Boden der Birne bzw. mit der Leitung 17 in Verbindung gebracht werden. Der Behälter i8 dient zur Aufnahme des Alkalimetalls und ist mit -einem abnehmbaren Deckel i9 versehen; am Boden erhält derselbe einen kurzen Rohrstutzen 2o, welcher ihn mit der Rohrleitung 17 verbindet. Wenn erfordeYlich, können Druckmittel vorgesehen werden, durch die das Alkalimetall aus dem Behälter 18 in die Verbindungsleitung 17 gepreßt wird. Das Lager 7 ist mit- einer Bohrung 2i versehen, welche mit dem Innern desselben in Verbindung steht, desgleichen aber mit einem Kanal 22 ein Zapfen 5, während die Zuführung des Stickstoffes oder der Luft durch die Leitung 24, welche im Lager 7 mündet, erfolgt. Die genannten Teile und Leitungen sind denen auf der anderen Seite der Birne vollkommen -leidli. Die Leitung 26 verbindet den Kanal 22- finit der Leitung 12 im Boden der Birne. Passende Stopfbüchsen können in den Lagern 6 und 7 vorgesehen sein, um die Leitungen 16, 17 sowie die Leitungen z4 und 26 zu dichten.
• Eine Haube 27 ist mit dem Rohr 28 verbunden, welches vermittels Gelenk 29 an die feststehende Rohrleitung 3o angeschlossen ist, so daß dadurch die Haube über das Mundstück io der Birne gebracht werden kann, um die aus der Birne austretenden gasförmigen Erzeugnisse aufzunehmen.
• Die Leitung 3o tritt in den Boden des Waschturmes 31 ein, um die Gase aus_ der Birne in den Waschturm einzuleiten, w o sie mit Reagenzien zusammentrifft, die durch die Leitung 32 von oben in den Waschraum eingeführt werden und die eine Waschung der Gase bewirken sollen, während die Reagenzien durch die Leitung 33 wieder aus dem Turme austreten. Die Leitung 33 dient zum Abführen der gasförmigen Produkte nach der Behandlung im -\V aschturm und zur Überf ührung in einen zweiten Turm bzw. zur Weiterbehandlung an anderer Stelle.
• Nach dem die Birne mit geschmolzenem Lisen beschickt ist, wird Luft durch die Leitung 24 eingeführt und das Blasen so lange fortgesetzt, bis das Silizium des Eisens ganz oder zum größten Teil verschwunden ist. Während dieser Behandlung durch verdichtete Luft wird die Haube 27 angehoben, um den Gasen, die aus der Birne aufsteigen, den Ausgang zu sichern. Nachdem diese Blasperiode beendet ist. wird die weitere Luftzufuhr durch die Leitung 24 abgesperrt und statt der Luft nunmehr Stickstoff unter Druck eingeführt. Unmittelbar beim Beginn der Stickstoffzufuhr oder bald darauf werden die Erzeugnisse, die aus der Verbindung des Stickstoffes mit dem Kohlenstoffgehalt des Metalls entstehen, austreten. und dann wird die Haube 27 gesenkt, so daß die Birne geschlossen ist, und die neuen gasförmigen Erzeugnisse werden durch die Leitung 3o, nachdem sie genügend gekühlt sind, am Boden des Turmes 31 eingeführt. Wird Stickstoff allein verwendet, so wird auch die erforderliche Menge Allkali in dem Behälter 18 durch den Stutzen 2o, die Rohrleitung 17 und 12 sowie die Düsen i i in die Birne eingeführt.

Claims (2)

1. PATCNT-ANSPR1iCHE: r Verfahren zur Herstellung von Stahl durch Windfrischen finit Luft und gegen das Ende des Blasens mit Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Eisen der Wirkung eines Luftstromes so lange ausgesetzt wird, bis das Silizium vollständig oder im wesentlichen entfernt ist, und daß sodann der Luftstrom unterbrochen und Stickstoff hindurchgeleitet wird, der mit dem Kohlenstoff Cyan und Cyanverbindungen, bildet, die in an sich bekannter Weise aus den abziehenden Gasen gewonnen werden können.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Durchblasens von Stickstoff basische Stoffe eingeführt werden.