CH144060A - Verfahren zur Herstellung von schnittfestem Eisen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     sebnittfestem    Eisen.    Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  ein Verfahren zur Herstellung von schnitt  festem Eisen, zum Beispiel von     Pressmuttern-          eisen,    Automaten-, Schraubeneisen oder der  gleichen.     Pressmutterneisen    zum Beispiel ist  ein     sogenanntes    Grobkorn- oder     Kaltbruch-          eisen    mit einem Phosphorgehalt von 0,2 bis  <B>0,5 %,</B> das als     Ausgangsstoff    für die     Herstel        -          lung    von Schraubenmuttern dient;

   neben  guter     Bearbeitbarkeit    in der Wärme (Walzen,  Pressen)     muss    vor allem die     Bearbeitbarkeit          init        Schneidwerkzeugen    (Drehen, Gewinde  schneiden) ohne Schwierigkeiten bleiben, das  Material darf einerseits weder ausbröckeln  noch schmieren, anderseits dürfen die ver  wandten Werkzeuge nicht übermässig abge  nutzt werden. Ähnliches trifft für Auto  mateneisen zu, dem man zweckmässig einen  Kupfer- oder     Sehwefelzusatz    zur Erhöhung  der Schnittfähigkeit gibt.

   Wegen seiner     eigen-          tümlielien    Zusammensetzung wurde das       schnittfeste    Eisen bisher nur von wenigen  grossen gemischten     Hüttenwerken.    und zwar  fast ausschliesslich im     Thomaskonverter    nach    dem basischen     Windfrischverfahren    und un  ter Verwendung von     Thomas-Roheisen    herge  stellt. In einzelnen Fällen ist schnittfestes  Eisen auch schon im basischen     Siemens-Mar-          tin-Ofen    hergestellt worden.

   Das nachstehend  über das bekannte Herstellungsverfahren im       Thomaskonverter    Gesagte gilt auch für die  Herstellung des Erzeugnisses im basischen       Siemens-Martin-Ofen,    da in beiden Fällen  dieselben Schwierigkeiten auftreten.  



  Man verwandte bisher für die Herstel  lung von schnittfestem Eisen ausschliesslich       Thomas-Roheisen    mit einer Zusammen  setzung von etwa<B>1</B> bis<B>1,5</B>     %        Mri,   <B>1,7-2</B>     %    P  und     0,2-0,5/lo        Si.    Das     Thomas-Roheisen     -wird dem Konverter flüssig unter Einschal  tung eines     Roheisenmischers    zwecks Ent  schwefelung zugeführt und, mit entsprechen  dem     Kalkzusatz    zur     Schlackenbildunc.    bis       zn     zur     Entkoblung    verblasen.  



  Hierauf folgt die     Nachblaseperiode    zur  Verbrennung des Phosphors, der als Phos  phorsäure in die Schlacke geht. Die Nach-           blaseperiode    dauert solange bis man glaubt,  den richtigen Phosphorgehalt getroffen zu  haben, dann wird der     Frischprozess    unter  brochen.  



  Je nach der Stärke, dem Verwendungs  zweck und der Qualität des gerade herzustel  lenden schnittfesten Eisens kann der     Phos.-          pborgehalt    etwa     0,2)0    bis     0,507o    betragen.  Das Abfangen der Chargen im richtigen Zeit  punkt ist manchmal sehr schwierig, und zwar       aus    dem Grunde, weil der     Chargengang    nicht  immer gleichmässig und regelrecht verläuft.  sondern abhängt von der Temperatur und der  Qualität des Roheisens selbst, von der Tem  peratur des Konverters. der     Windinenge    und  der Windpressung und dergleichen mehr.

         Igan    ist bei der heutigen     Rerstellungsweise     des schnittfesten Eisens von ausserordentlich  vielen Umständen und Zufälligkeiten     ab-          hängig.    Glaubt man den richtigen Phosphor  gehalt getroffen zu haben, wird der Konver  ter umgelegt,     Vorschöpfprobe    genommen und  die Probe unter dem Hammer     tellerförmicr          Z-          ausgeschmiedet,    dann gebrochen und der  Bruch nach dem Korn auf den gewünschten  Phosphorgehalt beurteilt. Um den richtiger.  Phosphorgehalt zu treffen, kommt es vor,     dass     der Konverter     mehreremale    bei ein und der-.

    selben Charge umgelegt werden     muss,    was  sehr zeitraubend ist und wobei man oft trotz  dem nicht den richtigen Phosphorgehalt  trifft. Dadurch ergeben sieh     Fehlehargen    und  Schrott.  



  Um eine einigermassen gleichmässige     Qua-          t5          lität    von     schnittfestein    Eisen zu     erblasen    und  -um den Phosphorgehalt in möglichst engen  Grenzen zu halten, hat man auch die Chargen  als     Flusseisenehargen    fertig geblasen und  zum     Schluss        Ferro-Phosphor    zugesetzt. Auch  hierbei ergaben sich erhebliche Schwierig  keiten.  



  Besonders schwierig ist die Herstellung  des schnittfesten Eisens aus grossen Konver  tern. Bei     FehIchargen    sind die Ausfallmengen  und infolgedessen der,     Schrottentfall    sehr  hoch, so     dass    in diesem Falle die wirtschaft  liche Herstellung überhaupt in Frage gestellt  ist. Gute Chargen können nur bei einwand-    freiem Roheisen und bei gutem     Chargengan.-          hergestellt    werden. Auch die Herstellung des  Einsatzmaterials,     Thomas-Roheisen,    ist teuer,  wegen seines hohen Phosphorgehaltes; letz  terer ist aber für die Durchführbarkeit     de,#     Verfahrens unbedingt notwendig.  



  Um allen diesen Übelständen     und    Schwie  rigkeiten aus dem Wege zu     lueben,    wird er  findungsgemäss ein Verfahren zur Herstel  lung von     schniftfestem    Eisen     vortglesehlagen#     bei dem in einem Ofen mit sauer zugestelltem  Futter ein     siliciumreieher    Einsatz, dessen  Phosphorgehalt     dureb.        Chargierung    einge  stellt wird, unter, entsprechenden Zuschlägen  von     Desoxvilationsmitteln    gefrischt wird.  Das Verfahren kann dabei     iii    verschiedener  Weise ausgeführt werden.

   So kann ein in  einem     Kupolofen        vorgeschmolzener,        silicium-          reicher    und phosphorhaltiger Einsatz in einer       Kleinbessemer-Birne    nach dem     Windfriscb-          verfahren    unter entsprechenden Zuschlägen  von     Desoxydationsmitteln    verblasen werden.

    Es sei darauf     hinge-wiesen,        dass    zum Beispiel  die Herstellung von     Pressmutterneisen    in einer       Kleinbessemer-Birne    den Vorteil hat,     dass     die Legierung bei dem geringeren     Chargen-          n          ,gewieht    mit weit geringeren Schwierigkeiten  in kleinen Blöcken vergossen werden kann.  Bekanntlich ist gerade für die     Gefügebilduu-          beim    Walzen das Vergiessen in kleine Blöcke  besonders günstig, so     dass    von der Gefügebil  dung wiederum das einwandfreie Pressen der  Muttern abhängt.

   Das     siliciumreielie,    phos  phorhaltige Vorerzeugnis wird zweckmässig  durch Verschmelzung eines Einsatzes von  Schrott,     Hämatit-Roheisen    oder     Siliciumeisen     unter Zusatz von     Thomasroheisen    oder son  stigen, Wärme erzeugenden und phosphorhal  tigen     Zuschla        (    gen,     wie    zum Beispiel     Ferro-          Pho"#phaten,        Apatit,

          Vivianit    im     Kupolofen          erzeu-t    wobei der Phosphorgehalt der     phos-          kD    t5       phorreichen    Zuschläge entsprechend dem des       Enderzeugii-isses    eingestellt wird.<B>Es</B> kann  aber auch ein     siliciumreieher,    phosphor  haltiger Einsatz im sauer zugestellten       Siemens-Martin-Ofen    unter entsprechenden  Zuschlägen von     Desoxydationsmitteln    ge  frischt werden.

   In diesem Fall besteht           (ler        silieiumreiche,        phosphorha,Itige    Einsatz  zweckmässig wieder aus Schrott.     11.ämütit-          Roheisen    oder     Siliciumeisen    unter Zusatz  <B>VOR</B>     Thomas-Roheisen    oder sonstigen       \#Tärme    erzeugenden und     phosphorhalti-          o'        n          #,e    Zuschlägen, wie z.

   B.     Ferro-Phos-          phaten,        Apatit,        Vivianit,    wobei der     Phosphor-          "ehalt    der     phosphorreiehen    Zuschläge     ent-          ,sprechend    dem des Enderzeugnisses einge  stellt wird. Schliesslich kann dem Einsatz  Phosphor, Kupfer, Schwefel oder Schwefel  kies in einem Verhältnis zugesetzt worden,  (las dein eines     Ender7eugnisses    mit etwa  <B>0.15</B>     1/110    Schwefel, 0,2<B>%</B> Kupfer und 0,2 bis  Phosphor entspricht.

   Der Zusatz von       1-,--tipfer    und Schwefel oder     Schwefelhies    kann  dabei unmittelbar mit dem Vorerzeugnis im       Kupolofen        iiiedergeschmolzen    werden.<B>-</B><I>Es</I>  können     abc-r    auch die     phosphorreiehen    Zusätze  oder die Zuschläge von Kupfer und Schwefel  oder     Seliwefelkies    einzeln oder     walilweise    zu  mehreren oder allen in der Roheisen- oder       S'tahlpfanne    oder unmittelbar im     Siemens-          3fartin-Ofen    dem Einsatz zugesetzt werden.

    Das auf diese Weise hergestellte, schnitt  feste Eisen mit Kupfer- und     Sc'hwefelz-tisatz     eignet sich ganz besonders zur Verwendung  als Automateneisen, weil hier Kupfer- und  Schwefelgehalt die Gefahr des     Schmieren.-          völlig    beseitigen.  



  Da beim Verfahren gemäss der Erfindung  ein in Betracht     züi    ziehender Abgang an  Phosphor im Ofen mit sauer zugestelltem  Futter, zum Beispiel in einer     1,0einbesseiner-          Birne    oder in einem     Siemens-Martin-Ofen    mit  sauer zugestelltem Futter nicht eintritt, ist  der Zusatz von phosphorhaltigem Roheisen       ').enau    zu errechnen.

   Der     Frisehprozess    wird  also in einfachster Weise durchgeführt, in  dem die Charge wie bei der     Flusseisenherstel-          lung    auf den     übliehen        Kohlenstoffgehalt        ge-          frischt    wird.

   Ein Überblasen der Charge wie  beim     Thomasverfahren    ist nach dem neuen       fferstellungsverfahren    für     sehnittfestes    Eisen  nicht möglich.     Fehlehargen    und Schrott wer  <B>t,</B>  den auf ein ganz geringes Mindestmass     herab-          n          ,).edriieht.    so     dass    sich die Wirtschaftlichkeit       I     einer Anlage hebt.

      Die Kosten einer Anlage zur Ausführung  des Verfahrens sind im Verhältnis zu den  bisherigen ausserordentlich niedrig, so     dass     auch kleinere Werke, zum Beispiel die reinen  Walzwerke mit     Kleinbessemer-    oder     Siemens-          Martin-Ofen    in der Lage sind,     schnittfestes     Eisen herzustellen. Da nach dem Verfahren  etwa<B>75</B>     %    Schrott verarbeitet werden kann,  so stellen sich auch die Herstellungskosten  für das Erzeugnis entsprechend billig. Es  werden nur soviel teures     Thomas-Roheisen     oder sonstige phosphorreiche Zuschläge zuge  setzt als für das Enderzeugnis erforderlich  ist.

   Ebenso werden auch nur soviel wärme  erzeugende Zuschläge     (Siliciumeisen-,        Ferro-          Silicium,        Hämatit-Roheisen        ete.)    zugegeben,  als für den     Verbrennungsprozess    erforderlich  sind. Der     Arbeitsprozess    ist erheblich ein  facher und übersichtlicher. Die     Wahrneh-.          mung    des richtigen     Augenbliches    zum<B>Ab-</B>  fangen der Charge, wie beim     Thomasprozess,     um den richtigen Phosphorgehaltes zu erlan  gen, kommt bei dem neuen Verfahren nicht  in Frage.

   Der     Frischprozess    geschieht nur bis  zur     Entkolilung    und die Charge ist nach Zu  geben der     Desoxydationsmittel    fertig. Es fällt  somit auch das Nachblasen weg, weil kein  Phosphor entfernt zu werden     brauclit    und bei  der sauren     Ausmauerung    des Ofens eine Ver  ringerung des Phosphorgehaltes nicht     erfohzt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von schnitt- lestem Eisen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ofen mit sauer zugestelltem Futter ein siliciumreicher Einsatz, dessen Phosphorge halt durch Charmerung eingestellt wird, un ter entsprechenden Zuschlägen von Desoxyda- tionsmitteln gefrischt wird.

   <B>.</B> UNTERANSPRüCHE: <B>L</B> Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Kupol- ofen vorgeschmolzener, phosphorhaltiger, siliciumreicher Einsatz in einer Klein- bessemer-Birne nach dem Windfrischver- fahren unter entsprechenden Zuschlägen an Desoxydationsmitteln verblasen wird. L.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das siliciumreiche, phosphorhaltige Vorerzeugnis durch Vorschmelzung eines Einsatzes von Schrott, Wärme erzeugen den und phosphorhaltigen Zuschlägen im Kupolofen erhalten wird, wobei der Phos phorgehalt der phosphorreichen Zuschläge entsprechend dem des Enderzeugnisses eingestellt wird.

   <B>3.</B> Verfahren nach Patentansprueh, dadurch ,ekennzeichnet, 1. dass der siliciumreiche, phosphorhaltige Einsatz im sauer zuge- .stellten Siemens-Martin-Ofen unter ent sprechenden Zuschlägen von Desoxyda- tionsmitteln gefrisc'ht wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch<B><U>3.</U></B> dadurch gekennzeichnet.

   dass der siliciumreiche, phosphorhaltige Einsatz aus Schrott, Wärme erzeugenden Zuschlägen unter Zusatz von phosphor- lialtigen Zuschlägen besteht" wobei der Phosphorgehalt der phospliorreichen Zu schläge entsprechend dem des Enderzeug nisses eingestellt wird. <B>5.</B> Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einsatz Phos phor, Kupfer, Schwefel oder Schwefelkies in einem Verhältnis zugesetzt werden, das dem des Enderzeugnisses mit etwa<B>0, 1<I>5</I></B> zo Schwefel, 0,2 <B>%</B> Kupfer und 0,2 bis<B>0,5 %</B> Phosphor entspricht.

   <B>6.</B> Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Zusätze von Kupfer und Schwefel oder Schwefelkies mit dem Vorerzeugnis im Kupolofen niedergesehmolzen werden.