DE175814C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18 h. GRUPPE

WALTHER MATHESIUS in BERLIN.

aus Metall-, besonders Eisenbädern.

Zusatz zum Patente 165492 vom 15. Oktober 1903.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Januar 1904 ab. Längste Dauer: 14.Oktober 1918.

In dem Hauptpatent 165492 ist ein Verfahren ■ beschrieben worden, nach welchem durch Einführung von Calcium oder Calciumlegierungen Roheisenbäder entphosphort werden sollen, indem der in den Bädern gelöste Phosphor, bezw. die Phosphide, an Calcium gebunden und mit ihm zum Aufsteigen im Bade gebracht werden. Der Erfinder hat weiter, gefunden, daß diese Reaktion noch einer weiteren, wesentlich umfangreicheren Anwendung fähig ist, um diejenigen Schlacken, welche sich besonders im flüssigen .schmiedbaren Eisen in feiner Emulsion befinden und infolgedessen kaum zur Abscheidung zu bringen sind, zu entfernen.

Es ist durch die neueren Eisenuntersuchungsmethoden nachweisbar geworden, daß alle Sorten schmiedbaren Eisens noch erhebliche Mengen von Eisenfrischschlacke enthalten. Diese Schlacken bestehen im allgemeinen aus Eisen- und Manganoxyden mit einem wechselnden Gehalt von Kieselsäure. Selbst edelster Tiegelstahl enthält noch ziemlich bedeutende Mengen solcher Reste, welche

a5 sogar durch stundenlanges Kochen, dem der Tiegelstahl unterworfen wird, nicht vollständig aus ihm entfernt werden können. Diese Schlacken sind indessen, wie aus anderen Analogien geschlossen werden muß, auch in flüssigem Zustande des Stahles in ihm nicht gelöst, sondern in der Form einer Emulsion darin enthalten. Diese Emulsion ist sehr beständig, wahrscheinlich infolge der nahen chemischen Verwandtschaft der Schlacke mit dem Eisen, während andere Fremdkörper, z. B. Schwefelmangan, sich aus eigenem Antriebe während einiger Stunden ruhigen Stehens aus dem Eisenbade nach oben hin absondern. Man hat den Versuch gemacht, diese Oxyde durch Sauerstoffentziehung mit Aluminium aus dem Eisen zu entfernen. Die Versuche sind aber negativ ausgefallen, weil man durch sie an Stelle der Metalloxydschlacken Tonerde gesetzt hat, welche noch viel strengflüssiger ist als diese Metalloxyde, und welche deshalb zu ihrer Abscheidung aus dem Eisen eine viel höhere Temperatur erfordert als bei diesem Verfahren zur Verfügung steht. Es ist allein gelungen, in den hohen Temperaturen des Thermitverfahrens diejenige Flüssigkeit der Tonerde und des Eisens zu erzielen, welche es den Tonerdemolekülen ermöglicht, infolge der Verschiedenheit des spezifischen Gewichtes rasch aus dem Eisenbade sich nach oben abzusondern. Es kommt hierbei hinzu, daß die geschmolzene Tonerde ein in chemischer Beziehung außerordentlich indifferenter Körper ist, der z. B. auch mit Kieselsäure nur sehr strengflüssige Verbindungen bildet.

Verwendet man nun aber zu diesem Zweck an Stelle des Aluminiums das metallische

Claims (2)

Calcium, so tritt erstens an Stelle der verhältnismäßig affinitätsarmen Tonerde das hochbasische Calciumoxyd, welches in seinen Verbindungen wesentlich leichtflüssiger ist als die Tonerde, und welches in geschmolzenem Zustande ein erheblich geringeres spezifisches Gewicht besitzt als der Korund. Zweitens ist die chemische Verwandtschaft zwischen Calciumoxyd und Eisen erheblich geringer ίο als diejenige zwischen Tonerde und Eisen. Es wird daher auch aus diesem Grunde das . Calciumoxyd geneigt sein, sich rascher aus dem Eisenbade abzusondern als die geschmolzene Tonerde. Es erscheint deshalb schon an sich . erheblich vorteilhafter, für diese Zwecke Calcium zu verwenden als Aluminium. Das Calcium besitzt aber außerdem eine Wirkung, welche dem Aluminium gar nicht oder fast nicht eigen ist, nämlich die im Eisenbade vorhandenen Eisenphosphide und Sulfide sofort in die entsprechenden Calciumverbindungen umzuwandeln und wiederum auf dem gleichen Wege der raschen Auflösung der Emulsion aus dem Eisenbade zur Abscheidung zu bringen. Man hat zu gleichem Zweck bereits die Anwendung von Calciumkarbid vorgeschlagen, ohne jedoch damit den gewünschten Erfolg zu erzielen. Der Unterschied in der Wirksamkeit erklärt sich folgendermaßen. Das Calciummetall ist leicht löslich in Eisen, diffundiert deshalb verhältnismäßig rasch durch das Eisenbad hindurch und bekämpft nun an allen Stellen die eingelagerten, obengenannten Fremdkörper, während Calciumkarbid in Eisen nicht oder nur in geringem Grade löslich ist und daher nicht imstande ist, mit den in äußerst feiner Verteilung im Eisenbade enthaltenen Fremdkörpern in Reaktion zu treten. Man kann das metallische Calcium dem Bade in zweierlei Art einverleiben, indem man entweder das Metall als solches dem Bade zufügt, oder indem man das Calcium, vorausgesetzt, daß das Eisenbad mit einer kalkreichen Schlacke bedeckt ist, durch Elektrolyse der Schlacke dem Eisenbade zuführt. Es ist zu diesem Zweck nur erforderlich, daß man das metallische Eisen des Bades zur Kathode ausbildet, während eine oder mehrere Anoden mit der Schlackenschicht in leitende Verbindung gebracht werden. In diesem Falle bewirkt die durch den elektrischen Strom hervorgebrachte Jonenbildung außerdem eine sehr viel raschere Wanderung aller Schlackenteile aus dem Innern des ge-' schmolzenen Eisens nach der Oberfläche hin. Da metallisches Calcium gegen atmosphärische Einflüsse wenig widerstandsfähig ist, so erscheint es in der Praxis empfehlenswert, an Stelle reinen Calciums eine Legierung von Calcium mit Aluminium zu verwenden, was auch mit Rücksicht auf die oben entwickelten Gesichtspunkte unbedenklich erscheint, da die Schmelzflüssigkeit von Calciumoxyd und seinen Verbindungen durch die Hinzufügung einiger Prozente Aluminiumoxyd günstig beeinflußt wird. Es ist selbstverständlich, daß dasselbe Verfahren zum Zweck der Reinigung aller anderen Metallbäder Anwendung finden kann. Es ist auch bereits bekannt, Erdalkalimetalle unter Umständen auch in Verbindung mit Aluminium dazu zu benutzen, durch Bindung von im Stahl gelösten Gasen blasenfreien Stahlguß zu erhalten. Dieses Verfahren, bei welchem die Aluminiumerdalkalilegierungen im Augenblick des Gusses zugesetzt werden sollen, kann natürlich nicht zur Entfernung von emulgierten Schlacken dienen, da hierzu .unbedingt notwendig ist, den Metallbädern genügend Zeit zur Aussonderung der aus der Emulsion befreiten Schlacken, d. h. also zur Steinbildung zu geben. Pate ν T-A ν Sprüche:

1. Anwendung des Verfahrens nach Patent 165492 zur Abscheidung von Verunreinigungen aus · Metall -, besonders Eisenbädern, dadurch gekennzeichnet, daß den Frischschlackenreste, Eisenphosphide, Sulfide usw. enthaltenden Bädern, solange sie sich in Ofengießpfannen oder Mischern, befinden, metallisches Calcium oder eine Legierung von Calcium und Aluminium zugesetzt wird, worauf dem Metallbad zur Entmischung genügende Ruhe gelassen wird, bevor es weiter zum Gusse verwendet wird.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Calciums mittels Elektrolyse derart geschieht, daß das λίε-tallbad die Kathode und kalkbasische, über dem Metall befindliche Schlackenbäder den Elektrolyt darstellen, wobei gleichzeitig die Abscheidung der suspendierten Schlackenreste aus dem Metall durch Jonisierung der Bäder befördert wird. no