KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 18 (1)
INDUSTRISKE SVOKNE
IZDAN 1 JANUARA 1938.
PATENTNI SPIS BR. 13799
Röchling’sche Eisen- und Stahlwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
Völklingen, Nemačka.
Poboljšanja kod topljenja gvozdenih ruda.
Prijava od 17 aprila 1936.	Važi od 1 februara 1937
Naznačeno pravo prvenstva od 17 aprila 1935 (Engleska).
Ovaj se pronalazak odnosi na nove i poboljšane postupke za proizvođenje sirovog livenog gvožđa željenog analitičkog sastava.
U struci je dobro poznato da je rad obične visoke peći zasnovan na izvesnim određenim srazmerama, kao što su sraz-mere između kremena, ilovače, kreča i magneziumovih oksida u šarži i sadržine sumpora u koksu ili rudi ili i u jednom i u drugom. Zgure koje se dobi ja ju obično imaju tipičan sastav SiO, od 30 do 36%, CaO od 46 do 52%, А1,0Ч od 17,5 do 12,5 u/„. Količina kreča, koja je obično potrebna za smanjenje sadržine sumpora do procenta potrebnog za sirovo liveno gvo-žde znatno povećava potrebnu količinu koksa, naročito ako ruda ili koks ili i jedno i drugo sadrže mnogo sumpora.
Poznato je takode vrlo dobro da obična zgura koja se dobija u visokoj peći sadrži u znatnoj srazmeri jedinjenja koja posle stvrdnjavanja obrazuju ortosilikate i koji imaju veoma visoku tačku topljenja Ovo znatno povišuje tačku topljenja zgure stvorene u peći i smanjuje razmak između ove tačke i temperature u pećici, što smanjuje izglede na pregrevanje zgure gasovima koji se dižu kroz peć pre no što ista stigne u pećicu.
Našli smo da odgovarajućim šaržira-njem visoke peći možemo smanjiti količinu kreča koji se dodaje toliko da obrazo-\sna zgura sadrži minimalnu količinu or-tosilikata i da su oni zamenjeni bisilikatima ili drugim kiselim jedinjenjima. Poznato
je, razume se, da kiselije zgure imaju relativno niske tačke topljenja. Kao posledica smanjenja količine kreča u šarži, povećava se razmak između tačke topljenja zgure i stvarne temperature proizvedene u pećici usled čega se zgura pregreva do znatno većeg stepena nego obično. Ovo pak, svojim redom, ima za posledicu ne samo znatno povećanje temperature gvozda u pećici nego u širokoj meri oslobađa gvo-žde zgure i oksida gvožda, proizvodeći na taj način sirovo liveno gvožđe isto toliko visokog stekena ili čak i bolje, u koliko se fizičke osobine uzimaju u obzir, nego ako bi se sumpor uklanjao pomoću kreča kao što biva u uobičajenoj praksi.
Pronalazak se sastoji u načinu šarži-ranja i radu visoke peći sa gvozdenim rudama sa sadržinom kremena i ilovače u kojoj bilo srazmeri i u postupcima za narednu obradu ovako proizvedenog livenog gvožda u cilju uklanjanja suviška sumpora prisutnog u gvožđu iznad količine poželjne za kakvo bilu izradu čelika ili druge svrhe.
Pronalazak se sastoji takode i u o-državanju koliko je moguće veće razlike između temperature proizvedene sagore-vanjem koksa i tačke topljenja zgure obrazovane u peći.
Pronalazak se sastoji takode i u načinu rada visoke peći u cilju rastapan ja gvozdenih ruda, a naročito onih koje daju zgure sa više od 18 procenata aluminiju-movih oksida ili imaju relativno veliku sadržinu sumpora ili se odlikuju i jednim
Din. 20.—
i drugim istOTrenveno, u kojem se rude mešaju u takvoj srazmeni da se obrazuju zgure, koje sadrže mineralne sastojke ge-lenit, anortit i kalcium bisilikat, dok ako u šarži peći nema dovoljno kreča i magne-zium oksida da proizvedu zguru najniže tačke topljenja, dodaje se samo toliko koliko je dovoljno za postizavanje ovog rezultata.
Pronalazak se sastoji takođe i u proizvođenju gvožda najvišeg stepena sa fizičke tačke gledišta, slobodnog u najširem stepenu od neredukovane rude, zem-ijastih primeša i gasova, bez obzira na moguće veliki procenat sumpora.
Pronalazak se sastoji takode i u uklanjanju suviška sumpora iznad potrebne količine iz tečnog gvožda narednom obradom alkalijama u vrelom livačkom loncu ili drugom zagrevanom spremištu.
Pronalazak se sastoji takođe u proizvođenju u visokoj peći gvožda sa jednakom sadržinom mangana kac što je to potrebno za izradu čelika ili druge svrhe, uštedujući u isto vreme veliki deo mangana koji se danas u visokim pećima gubi dodavanjem mangana u obliku manganove legure (stopine) kao što je špigl ili fero, najradije u prethodno zagrejanom ili rastopljenom stanju, tečnom gvožđu u livačkom loncu ili još bolje u mešalici za metale u vrelom stanju.
Pronalazak se sastoji takođe u re-dukovanju sumpora u gvoždu iz visoke peći, ako ga ima više no što se želi, što se postizava dodavanjem alkalija, posle čega se potrebna procentualna sadržina mangana u sirovom livenom gvožđu postizava dodavanjem špigla ili feromanga-na, najradije u prethodno zagrejanom ili rastopljenom stanju u mešalici za vrele metale ili drugom sudu u srazmeri koja odgovara potrebnoj sadržini mangana u sirovom livenom gvožđu.
Pronalazak se sastoji takođe u upotrebi drugih materijala za oduzimanje sumpora (desulfurizatora), koji nisu alka-lije, naprimer dodavanjem gvoždu u livačkom loncu jedinjenja kalciuma ili alu-minijuma ili drugih minerala koji oduzimaju sumpor.
Pronalazak se sastoji takode i u tome što se rastopljenom gvoždu dodaju, najradije u tečnom stanju, minerali koji su po svom dejstvu na redukovanje sumpora slični alkalijama.
Pronalazak se sastoji takoue u načinu oslobađanja rastopljenog gvožda od sumpora putem likvacije — razdvajanja tečnosti usled razlike specifičnih težina — u obliku mangan sulfida, pri čemu se iznad metala u spremištu održava oksiđišu-
ća atmosfera.
Pronalazak se sastoji takode u proizvođenju zgure u visokoj peći, koja se neće raspadati pri izlaganju atmosferi i prema tome biće pogodnija za upotrebu u svojstvu materijala za izradu puteva.
Davnašnja praksa pokazala je da se sa zgurama normalnih karakteristika koje sadrže izmmeđu 12 i 18 procenata aluminijevih oksida u cilju obezbedenja nesmetanog rada visoke peći i proizvođenja gvožda sa željenom niskom sadržinom sumpora, relativne srazmere kreča prema kremenu ne smeju da padnu ispod određene vrednosti, za koju se obično smatra da se nalazi između 1,25 i 1.65 sa pro-sečmom vrednošću 1,4 dela kreča prema 1 delu kremena.
Zgure ovog karaktera imaju tipičan sastav koji se kreće u granicama: SiO,, od 30 do 36 procenata, CaO od 46 do 52 procenta, Al.,0.t od 17,5 do 12,5?^.
Nađeno je da pri rastapanju gvozdenih ruda sa većom srazmerom ilovače i takvom šaržiranju peći, koje treba da da zguru sa normalnim odnosom kreča prema siliciumovim oksidima, tačka topljenja zgure raste sve više i više sa povećanjem sadržine ilovače iznad 18%. Uspešan rad visoke peći zavisi u širokom obimu od > održavanja u koliko je moguće veće razlike izm.edu temperature proizvedene sa-gorevanjem koksa i tačke topljenja zgure koja je obrazovana. Prerada ruda sa velikom sadržinom ilovače u visokim pećima u kojima se upotrebljavaju zgure normalnog tipa zahteva visoke temperature u pećici i ima za posledicu veliku potrošnju koksa, nisku srazme.ru proizvodnje i visoke troškove izrade. Visoka tačka topljenja zgure ovog tipa ima za posledicu samo malu razliku između temperature sagorevanja koksa ј tačke topljenja zgure, što prouzrokuje zagušivanje ili prikupljanje nerastopljenog materijala na zidovima ustave, neredovan rad peći i promenljivu kakvoću proizvedenog gvožda.
Dalji nedostatak pokušaja prerađiva-nja ruda sa takvom visokom sadržinom ilovače sa zgurama koje sadrže kreč i si-liciumove oksjide u gornjim granicama leži u činjenici da visoka tačka topljenja ovakvih zgura čini izradu gvožda sa malom sadržinom siliciuma veoma teškom, i to naročito pri izradi gvožda pogodnog za bazičan Bessemer-ov ili Thomas-ov postupak, gde se iz ekonomskih razloga naročito zahteva da sadržina siliciuma u gvoždu ne srne da bude iznad 0.5%.
Postupak koji je bio svuda prihvaćen radi savlađivanja ovih poteškoća, koje is-
krsava.ju iz velikog odnosa ilovače prema kremenu u ovim rudama ili pepelu u koksu, koji se upotrebljava za njihovo rasta-panje, ili i u jednom i u drugom, sastoji se u mešanju drugih ruda sa rudama ovog tipa, ili mešanju sa istima materijala koji sadrže gvožde sa manjom sadržinom ilovače prema kremenu u količinama dovoljnim da se sadržina aluminijumovih oksida u zguri, proizvedenoj ovom smešom, smanji do normalnog gore označenog a-nalitičkog sastava od 12,5 do 17,5 procenata sa najpovoljnijom maksimalnom sadržinom aluminijumovih oksida od \1%. Ovakvi materijali obično koštaju skuplje i povećanjem celokupne zapremine zgure dovede do povećanja potrošnje koksa, što ima za posledicu veće troškove proizvodnje.
Kod iskusnih rukovalaca visokim pećima bilo je usvojeno pravilo da ilovača prisutna u malom procentu deluje kao kiseli sastojak zgure, koji za njeno rastapan je zahteva dodavanje kreča. Pri sred-njoj procentualnoj sadržini jedan deo ilovače ima neutralno dejstvo, a veća procentualna sadržina preko 18'k smatrana je kao bazični sastojci. Tačno razgraničenje ovih oblasti nikada nije bilo poznato i ova opitna pravila nisu se mogla metodički primen jivati.
U zguri normalnog tipa, koja se dobi ja iz visokih peći, kreč, siliciumovi oksidi i aiuminiumovi oksidi kombinovani su zajedno i obrazuju mineral poznat pod imenom gelenit, dok suvišak siliciumovih oksida i kreča obrazuje mineral poznat kao crtosilikat kalciuma. Oba ova minerala i njihove smeše imaju relativno visoku tačku topljenja.
Našli smo da se promenom srazmere ovih elemenata koji obrazuju zguru stvaranje u visokoj peći minerala kal-cium ortosilikata sa visokom tačkom topljenja može sprečiti. Pod okolnostima, koje se uspostavljaju u našem poboljšanom postupku, ilovača obrazuje sa delom kremena i kreča jedan ili oba minerala poznata pod imenom gelenit i anortit, dok višak kreča i kremena preko i iznad onoga što se ovako sjedinilo obrazuje zajedno sa ilovačom mineral poznat pod imenom kalcium bisilikata ume-seo orto-siilikata. Ovi minerali genelit, anortit i kalcium bi-silikat obrazuju niz smeša ili zgura sa niskom tačkom topljenja pod uslovom da se odnos kreča prema kremenu u smeši održava u izvesnim dobro određenim granicama.
Utvrđeno je još da ovaj granični odnos kreča prema kremenu, koji potpomaže obrazovanje anortita umesto jednog dela
ili svog gelenita, potpuno zamenjuje orto-silikate kalciuma kalciumovim bi-silikati-ina i daje zguru relativno niske tačke topljenja, zavisi od sadržine aluminijevih oksida u zguri proizvedenoj iz gvozdene rude, pepela iz koksa i dodanih topitelja.
Prilikom primene pronalaska bilo je nađeno da treba uzimati u obzir samo goi-nju granicu odnosa kreča prema kremenu, i maksimalno i najpovoljnije granice ovog odnosa za razne sadržine aluminijumovih oksida navedene su u sledečo j tablici, koja je sračunata na osnovu stvarne zgure u kojoj kalciumovi, siliciumovi i aiuminiumovi oksidi sačinjavaju 100% dok su drugi manji sastojci zanemareni.
Sadržina A1„0;, u zguri 15%
20%
25%
‘30%
Odnos CaO prema SiO._, Maksimalan Minimalan
1,15	0,90
1,125	0,85
1,050	0,80
0,95	0,75
Stoga u cilju poboljšavanja radnih uslo-va i srazmere proizodnje visoke peći i smanjenja koksa šarža se podešava tako da smanji maksimalan odnos kalciumovih oksida prema siliciumovim oksidima u zguri prema gornjoj tablici, u koliko se sadržina aluminiovih oksida povećava.
Ovim se načinom šaržiranja proizvodnja gvožeia sa malom sadržinom siliciuma a opasnost zagušivana i neredovnog rada, naročito sa rudama koje imaju nepovoljan odnos kremena prema ilovači, znatno se smanjuje ako se i ne uklanja potpuno.
Pri izradi proračuna za šaržu prema ovom poboljšanom načinu rada potrebno' je da se najpre povede računa o uticaju magneziumovog oksida u zguri. Utvrđeno je da je u zgurama koje sadrže veliki pro-cenat aluminiumovih oksida, aluminiumov oksid prisutan u obliku minerala akerma-nita u kojem su kremen, kreč i magnezium oksid kombinovani u srazmeri 30 : 28 : 10. Treba zabeležiti da odnos kremena prema kreću u ovom mineralu približava se tala de veoma blisko jedinici i stoga prilikom određivanja dodataka kreča uticaj prisustva magnezium oksida može se prema našem mišljenju slobodno zanemariti. Za ■ razliku od opšte uobičajenog načina rada magnezium oksid u bi-silikatnoj zguri ove vrste ne deluje kao baza koja zamenjuje kreč. Ova činjenica bila je potvrđena stvarnim ispitivanjima u visokoj peći.
Tipičan analitički sastav zgura iz visokih peći, dobivenih pri primeni ovog načina rada jeste sledeči:
SiO.,	АЦО.	CaO	MgO	CaS, MnS, FeO
				i alkalije
40 %	11 %	40 %	3%	67° '
33,5%	, C. 01 1 o 0	37,5%	37»	67»
36,5%	18,5%	36,0%	37»	67»
34,5'%	22 5%	34 %	37o	67»
зз %	26 %	32 %	37»	67»
Zgure čiji		se sastav kreće u ovim gra-		
nicama imaju nisku tačku topljenja. Stoga se ovakve zgure prilikom prolaza kroz u-stavu i zatim kroz zonu duvaljki prema pećici jaki pregrevaju i prema tome u stanju su da nose u rastvoru mnogo više sumpora nego što se to može očekivati od ovakih kiselih zgura. Zahvaljujući svom pregrejanom stanju ove zgure imaju veoma jako prečišćavajuće dejstvo na gvo-žde.
Naći će se, međutim, da kada se visoka peć upotrebljava za izradu gvožđa sa malom sadržinom siliciuma sa zgurom koja se nalazi u preporučenim granicama, sadržina sumpora u gvožđu može da bude veća nego kad se peć šaržira prema današnjoj opšte uobičajenoj praksi, ali nasuprot opštem ubeđenju ovo će gvožđe biti dobre vrste a ne loše kakvoće koja se o-bično pripisuje velikoj sadržani sumpora u gvožđu.
Velika sadržina sumpora u sirovom livenom gvožđu obično se smatra kao iz-vesno obeležje nižeg stepena kakvoće gvo-žda. Ovo uverenje poteklo je od činjenice da se u običnoj praksi sadržina sumpora u sirovom gvožđu povećava kadgod temperatura u pećici pada. U ovom slučaju peć nije u stanju da rastopi zgure sa velikom sadržinom kreča koje su u njoj, ravno-meran rad peći bude prekinut i nerastop-Ijeni ili neredukovani materijal prelazi u pećicu i u gvožđe dajući loše gvožde niže vrste. Zato velike sadržine sumpora u gvozdu proizvedenom pod ovim okolnostima pretstavlja ju obeležje gvožda loše kakvoće. Kada visoka peć radi pod uslovima izloženim u ovom pronalasku sadržina sumpora ako je i veća od normalne nije nikakav znak da je gvožde loše vrste, pošto visoki stepen pregrejanja koji se postizava pod ovim okolnostima obezbeđuje pot-puno otsustvo neredukovanih il;i delimi-čno rastopljenih materijala koji bi prelazili u gvožde i održava visoku kakvoću proizvedenog sirovog livenog gvožda.
Slično tome pri rastapanju ruda koje imaju veliku sadržinu sumpora ili koje se rastapaju upotrebom koksa koji sadrži mnogo sumpora u običnoj je praksi smatrano za potrebno da se šarži dodaju velike količine krečnjaka i da visoka peć treba da radi sa zgurama koje sadrže mnogo
kreča ortosilikatne vrste. Opšte je poznata stvar da ove zgure imaju visoku tačku topljenja i zahtevaju veliku potrošnju, koksa, a prema tome i velike troško-ve proizvodnje. Pored toga ovake zgure usled njihove visoke oblasti topljenja pretstavljaju teškoće u radu. Kad god ravnoteža u peći bude poremećena čak i u neznatnoj meri, usled promene kakvoće koksa ili drugih uzroka, ovaj mali pad temperature često vodi hvatanju materijala na zidovima peći, što prouzrokuje zagu-šivanje, neredovan rad i lošu kakvoću gvožda.
U stvarnoj praksi je utvrđeno da relativno velike srazmere sumpora mogu biti uklonjene iz tečnog gvožda i odnete zgurom ako se sastavom zgure i temperaturom u pećici upravlja na odgovarajući način, što je naročito tačno za zgure, koje sadrže relativno veliki procenat alu-miniumovih oksida. Dejstvo aluminiumo-vih oksida u zgurama visokih peći sastoji se u povećanju rastvorljivosti zgura za kal-cium sulfid, a sem toga rastvarajuća sposobnost zgura u pogledu sumpora povećava se naglo sa povišenjem temperature. Stoga se zadatak našeg pronalaska sastoji u mešanju ruda, sa ili bez dodatka krečnjaka, u takvim srazmerama da bi se dobile zgure bi-silikatnog tipa pretežno nad orto-siilikatnima. Pri visokim temperaturama u pećici koji se dobijaju pri odgovarajućem radu visoke peći ove zgure postaju iako pregrejane i stoga, stičući pojačanu sposobnost apsorbovanja sumpora, obezbeduju proizvođenje sirovog livenog gvožda sa malom sadržinom sumpora, pod pretpostavkom da su upot rebi jeni koks i ruda, koji sadrže malo sumpora.
Međutim pri izradi gvožda sa malom sadržinom siliciuma traže se niže temperature u pećici što se izvodi povećanjem srazmere rude prema koksu u šarži. U o-vom slučaju zgure se pregrejane u manjem stepenu i proizvedeno sirovo liveno gvožde može da sadrži mnogo više sumpora nego gvožde proizvedeno pri šarži-ranju na običan način. Potrebno je međutim da se razume da se nesrne dopustiti da razmak između temperature u pećici i tačke topljenja zgure postane toliko mali da dozvoli rastvaranje neredukovanih materijala u gvožđu.	ве
U ovoj se primeni pronalaska na izradu gvožda sa malom sadržinom siliciuma na sadržinu sumpora u gvožđu ispuštenom iz peći ne gleda, pošto je nađeno kao probitačnije da se suvišak sumpora uklanja narednom obradom.
Uklanjanje velike količine sumpora iz gvožda pod okolnostima redukovanja u
visokoj peći pretstavlja težak i skup zadatak, pošto može biti izvršen samo pomoću suviška kreča i povećane potrošnje koksa, dok uklanjanje sumpora pod neutralnim ili oksidišućim okolnostima, kad je gvožde već napustilo visoku peć, da se relativno lako izvesti postupcima objavljenim u o-vom pronalasku. Našli smo da se na ovaj način iz gvožđa mogu izvući velike količine sumpora i da se usled toga za proizvođenje gvožda sa malom sadržinom sumpora mogu ekonomično upotrebljavati sirovine sa velikom sadržinom sumpora. Mi smo u redovnom radu postrojenja proizveli bazično gvožđe sa malom sadržinom sumpora iz šarže koja je sadržala 2 do 3% sumpora po toni gvožda.
U ovom slučaju kao i u primeni na druge vrste gvožda, dodavanje kreča u visoku peć, ako ga je uopšte bilo, vršeno je samo u tolikim količinama koliko da se zgura dovede u granice oblasti kalcium bi-silikata, kao što je gore naznačeno, što ima za posledicu obrazovanje zgura sa nižom tačkom topljenja, smanjenje potrošnje koksa, povećanje proizvodnje, veću urednost u radu i otsustvo opasnosti od zagušivanja.
Suvišak sumpora nad onim koji je određen za gvožđe za izradu čelika ili druge svrhe može biti uklonjen posle ispuštanja gvožda iz visoke peći na jedan ili na sve sledeće načine postupanja, koji sačinjavaju deo ovog pronalaska.
Prema jednom poboljšanom načinu rada gvožđe se ispušta iz peći u livački lonac koji se, najbolje, prethodno zagreje da bi se temperatura gvožda održala. Zatim smo uredili produvavanje gasa koji sadrži vodonik pod dovoljnim pritiskom kroz rastopljeno gvožđe. Ovo može biti učinjeno naprimer upotrebom cevi opkoljene izolacijom slične naprimer šipki za zaustavljanje kod livačkog lonca sa ispuštanjem kroz dno, a cev se najradije kreće po loncu da bi se gas raspodelio po celoj masi gvožda. Potrebna količina gasa pod pretpostavkom da se iz rastopljenog gvožda ima ukloniti 0,1% sumpora, iznosiće otprilike oko 42,5 nr' na livački lonac od 50 tona. Iz ovoga se lako da uvideti da je koštanje ovog načina prečišćavanja po toni gvožda veoma malo. Našli smo da je reakcija između vodonika i sumpora veoma brza pri čemu se vodonik sulfid ispušta sa površine metala. Kod običnog livačkog louca pritisak od približno 3,5 kg/sm2 dovoljan je da utera gas u donji deo gvožda odakle se on u mehurima podiže kroz ostali deo noseći sa sobom obrazovani vodonik sulfid.
Dopunska korist koja se javlja kao
posledica upotrebe gasa sa sadržinom vodonika za ciljeve uklanjanja sumpora sastoji se u uklanjanju neredukovanih oksida redukovanjem FeO i sličnih proizvoda u kupatilu. Dobro je poznata činjenica da je vodonik jak redukujući agens i njegova primena na rastopljeni metal dovršiće re-dukovanje zaostalih oksida u kupatilu.
lako smo naznačili da se ova reakcija odigrava u livačkom loncu mi se u ovom pogledu ne ograničujemo, pošto pod iz-vesnim okolnostima može biti poželjno da se operacija redukovanja sumpora izvodi u mešalici za metale ili dr. sudu ili čak i u napravi za izradu čelika.
Prema drugom načinu rada gvožđe se ispušta u fizički vrelom stanju iz peći i odmah se pušta u prethodno zagrejani livački lonac da bi se održala temperatura tečnog gvožda. Prethodno zagrejani livački lonac u koji se sirovo gvožđe ispušta treba da bude snabdeven poklopcem ili, pak, lonac treba da bude neka vrsta zatvorene mešalice da bi održao osetljivu tcplotu metala. Mogu se upotrebiti i druge pogodne vrste nepokretnih peći ili peći sa drmusanjem. Odgovarajuća količina je-dinjenja koje uklanja sumpor, najradije kakvo alkalno jedinjenje kao što je soda, pepeo ili tržišna kaustična soda, stavlja se u prethodno zagrejani lonac pre no što se u isti ispusti gvožđe. Mi ovo alkalna jedinjenje pre no što ga stavimo u lonac najradije prethodno zagrevamo ili rastapamo. Prvi deo tečnog gvožda koji ulazi u livački lonac odmah rastapa prethodno zagrejano alkalno jedinjenje i ovo jedinje-nje u tečnom stanju stupa u reakciju sa sumporom gvožda koje utiče i odnosi ga na površinu u obliku tečne zgure koja se može pokupiti sa površine gvožda u loncu.
Posle dodavanja alkalnog jedinjenja treba ostaviti izvesno vreme da bi se reakcija završila. Obično je vreme potrebno za izručivanje gvožda u mešalicu za vrele metale ili postrojenje za izradu čelika dovoljno. Rastopljeni i oslobođeni od sumpora metal prenosi se zatim u mešalicu za vrele metale koja se takode, najbolje, prethodno zagreje, u kojoj se ono ostavi da stoji koliko je moguće dugo. Skidanje zgure sa površine može biti olakšano dodavanjem kreča u prahu koji pojačava zguru. Umesto pojačavanja alkalne zgure koja se podiže na površinu noseći sa sobom sumpor iz gvožda dodavanjem kreča u prah kao što je malo čas opisano, na površinu rastopljene zgure može dodati voda. Kada se ovo učini u potrebnoj sraz-meri zgura bude rastavljena obrazovanom parom i isparena ostavljajući metal čist i spreman za izručavanje. Ovim postupkom
sadržina sumpora u tečnom sirovom gvozdu bila je smanjena od preko 0,5% do ispod 0,03% ili daleko ispod tržišnih granica ili uslova.
Naš pronalazk obuhvata takode upo-trebu drugih agensa za oduzimanje sumpora, kao što su jedinjenja kalciuma ili aiuminium ili drugi minerali koji uklanjaju sumpor i koji se dodaju gvozdu ulivačkom loncu. Našli smo takode da komešanje metala naprimer mehaničkim drmusanjem spremišta, ili pokretanjem livačkog lonca na njegovom putu od peći do postrojenja za izradu čelika, ili produvavanjem gasova kroz rastopljeni metal znatno potpomaže ubrzavanje redukovanja sumpora.
Količina alkalnog jedinjenja koje se dodaje u livački lonac zavisi od količine sumpora prisutnog u gvožđu i od željenog stepena uklanjanja. Našli smo da u koliko u gvoždu ima više sumpora u toliko je reakcija sa alkalnim jedinjenjem burnija, a u koliko je reakcija burnija u toliko je metal na kraju siromašniji ne samo u pogledu sumpora nego i u pogledu primeša kao što su zgure, neredukovana ruda i gasovi. Alkalno jedinjenje obrazuje veoma tečnu zguru koja ima nisku tačku topljenja, a kao što je ranije rečeno ovakve zgure imaju na metal jako prečišćujuće dejstvo. Iz gornjeg se može uvideti da smo metal prečistili dva puta — prvo u visokoj peći dodirom sa pregrejanom zgurom relativno niske tačke topljenja, a posle toga dodirom sa tečnom alkalnom zgurom u li-vačkom loncu.
Dobro je poznata činjenica da pri stajanju u vrelom sudu gvožda koja sadrže mangan teže da izgube sumpor u obliku mangan-sulfida putem likvacije u zguru koja se obrazuje na površini tečnog metala. Uklanjanje sumpora na ovaj način napredovalo je, međutim, u opšte uobičajenoj praksi samo u izvesnom ograničenom stepenu, pri čemu se uklanja samo od 20 do 40 procenata. Utvrđeno je da na način koji mi najradije upotrebljavamo i koji je sada bio izložen uklanjanje sumpora ovim postupkom može se sprovesti mnogo dalje ako se upravlja atmosferom iznad metala i temperaturom kupatila u vrelom spremištu. U radu sa mešalicom za metale u vrelom stanju, kako se ovaj obično izvodi, mangan-sulfid isplivava iz metala na površinu i postupak napreduje samo do tačke zasićenosti sloja zgure koji pokriva površinu metala. Kada ovaj stepen bude dostignut dalje uklanjanje sumpora privodi se kraju. Utvrđeno je, međutim, da ako se atmosfera iznad metala u spremištu održava sa suviškom kiseonika, mangan-sulfid u zguri brzo se oksidiše i
sumpor ispada kao sumpor dioksid. Na o-vaj način sadržina mangan sulfida u po-krivajućoj zguri održava se na veoma niskom stepenu i postupak iikvacije sulfida iz metala u zguru napreduje sve dok sadržina sumpora u metalu ne dostigne veoma nisku vrednost. Nađeno je takode da se stepen izdvajanja sumpora ubrzava održavanjem gvožda na koliko je moguće višoj temperaturi u celom toku postupka radi održavanja gvožda u veoma tečnom stanju. Pod ovim okolnostima iz gvožda se može ukloniti preko 60 procenata sumpora.
Nađeno je, međutim, da je korisno i sa tačke gledišta proizvođenja gvožda jednake kakvoće u pogledu sadržine mangana, kao i sa tačke gledišta ekonomičnosti da se sadašnja praksa dodavanjem mangan-gvozdenih ili manganovih ruda šarži visoke peći radi održavanja dovoljno visoke sadržine mangana u gvoždu u svrhu narednog uklanjanja sumpora u li-vačkom loncu ili mešalici napusti. Ovde na prvom mestu postoje teški gubitci mangana u visokoj peći, naročito ako se radi sa kiselim zgurama. Ovi gubitci mogu dostići dve trećine celokupne sadržine mangana u šarži. Zatim postoji gubitak mangana u livačkom loncu ili mešalici, koji se jedini sia sumporom da bi obrazovao mangan-sulfid. Izbegavanju oba gubtika biva na taj način što se uopšte ne šaržira visoku peć manganom izuzev mangan koji se sadrži u normalnim gvozdenim rudama i što se uklanja sumpor iz gvožda pre no što se rastopljenom metalu dodaje ona količina mangana koja je potrebna prema u-slovima za sirovo gvožđe namenjeno pretvaranju u čelik ili drugim svrhama. Na ovaj način se može upravljati konačnom sadržinom mangana u gvoždu dok pri sadašnjim metodama ova se količina menja u saglasnosti sa temperaturom u pećici visoke peći, bazičnošću zgure i promena-ma sadržine mangana u šarži. Stoga se gvožđe prvo obraduje alkalnim ili drugim jedinjenjem koje uklanja sumpor, skuplja zguru sa sumporom koji ona sadrži sa površine gvožda, izručuje gvožđe bez sumpora u mešalicu i tada se dodaje mangan najradije u obliku prethodno zagrejanog ili rastavljenog Spigla ili fero-mangana.
Sledeča prednost za koju se zahteva zaštita kod rada visoke peći sa zgurama objavljenim u ovom pronalasku sastoji se u poboljšanju kakvoće zgure za izradu pu-teva.
Dobro je poznato da zgure iz visokih peći, koje sadrže veliki odnos kreča prema kremenu nisu pogodne za izradu puteva s obzirom na činjenicu da se grumenje
čvrste zgure pri stajanju raspada u prah. Zgure iz visokih peći u kojima odnos kreča prema kremenu prevazilazi određenu granicu, sadrže, kao što je gore rečeno, mineralni sastojak kalcium orto-silikat (2CaO.SiQ2). Pri stvrdnjavanju i hlađenju zgure ovaj mineralni sastojak teži da se rastavi obrazujući kalcium bi-silikat (CaO. (Si02) i slobodan kreč (CaO). Kristalna grada se razrušuje i zgura se raspada u prah.
S druge strane kada visoka peć radi kao što je gore opisano sa zgurama kalcium bi-silikatnog tipa (CaO.SiO,) ovaj mineral je stabilan, niti se rastavlja niti oslobađa slobodan kreč i obrazovana zgura je tvrda i kristalična po prirodi i mnogo je pogodnija za upotrebu u svojstvu materijala za puteve.
Gde god smo u ovom opisu upotrebili izraze »ortosihkalic' i »bi-silikatir u obe-ležavanju sastava zgure, spominjali smo ova jedinjenja kao takva koja se javljaju u zgnri posle hlađenja bez obzira na to kakav može da bude njihov sastav u tečnom stanju u peći. Zgure bi-silikatnog tipa, kao što su one gorepomenute, imaju u poredenju sa drugim zgurama relativno nisku tačku topljenja i izraz »relativno niska tačka topljenja« može biti upotreb-Ijen umesto izraza »bi-silikata tip« zgure i obrnuto.
Li celom opisu upotrebljavali smo reč »Uvački lonac« podrazumevajući spremište za prijem rastopljenog gvožda iz visoke peći. Naša je namera da ovom reči »livački lonac« obuhvatimo bilo koju vrstu spremišta koja se može pokazati kao poželjna za upotrebu i ova reč mora se razumeti u ovom smislu u celom opisu Prethodno za^revanje može da bude posledica prethodnog punjenja livačkog lonca rastopljenim metalom ili može biti posledica zagrevanja sagorevanjem goriva u njemu.
lako smo opisali metode izvođenja našeg poboljšanog sirovog livenog gvožda željenog analitičkog sastava koji se najradije upotrebljava, ovi metodi mogu biti izmenjeni ili mogu to zahtevati da bi se prilagodili raznim okolnostima i potrebama.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za dobijanje gvožda iz visokih peći, naznačen time, što je dodavanje krečnjaka smanjeno do količine potrebne za obrazovanje najvećim delom bi-silikata umesto orto-silikata u Čvrstoj zguri.
2.	Posupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se srazmera krečnjaka u od-
nosu na sadržinu aiuminijumovih oksida u zguri održava u saglasnosti sa sledećom tablicom:
Sadržina A1.,0:1	Odnos CaO	prema Si02
u zguri	Maksimum:	Minimum:
15%	1,15	0,90
20'У„	1,125	0,85
25%	1,050	0,80
30%	0,95	0,75
3.	Način šaržiranja visoke peći, naznačen time, šo se između kremena i kreča održava srazmera približno jednaka jedinici bez obzira na količinu magneziumo-vih oksida.
4.	Postupak za povećavanje uklanjanja sumpora iz gvožda u visokoj peći naznačen time, što se proizvedena zgura pregreva pre nego što stigne u pećicu peći, što se postizava smanjenjem odnosa ilovače prema kreču približno do jedinice.
5.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se gvožde, koje sadrži sumpora, ispušta iz visoke peći u prethodno zagrejani, livački lonac u cilju smanjenja do minimuma gubitka temperature, posle čega
se gvožde obraduje jedinjenjima koja u-klanjaju sumpor.
6.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se gvožde, koje sadrži sumpor ispušta iz visoke peći u vreli livački lonac, koji ima poklopac radi očuvanja toplote, posle čega se gvožde obraduje alkalijama.
7 Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se gvožde izrađeno sa bi-silikatnom zgurom ispušta iz peći u livački lonac u koje su prethodno bile stavljene alkalije.
8.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time. Što se gvožde, koje sadrži sumpor, ispušta iz visoke peći u livački lonac, u kojem su prethodno zagrejane alkalije stavljene u dodir sa rastopljenim gvoždem i što se lomperatura održava odgovarajućim pokrivanjem livačkog lonca.
9.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se gvožde koje sadrži sumpor ispušta iz visoke peći u livački lonac u kojem se rastopljeni alkali stavljaju u dodir sa rastopljenim gvoždem.
10.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što st prethodno zagrejane alkalije stavljaju u čvrsto spremište, u isto se izručuje gvožde, alkalije se ostave da izvrše reakciju sa sumporom koji se sadrži u gvoždu i što se zgura obrazovana na površini metala
uklanja.
11.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožcia iz visoke peći. naznačen time, što se prethodno za^rejane alkah je stavljaju u vrelo spremište u isto se izručuje pvožđe, alkalije se ostave da izvrše reakciju sa sumporom koji se sadrži u gvožđu i što se zgura obrazovana na površini metala posle dodavanja kreča radi pojačanja zgure uklanja.
12.	Postupak za oslobađanje rastopljenog gvozda ili čelika ili jednog i drugog od zadržanih oksida, naznačen time, što se gas koji sadrži vodonik u dodir sa rastopljenim gvožđem.
13.	Postupak za uklanjanje sumpora iz gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se peć stavi u rad da izliva gvožđe u zagrejano spremište i što se njemu dodaju materijali koji oduzimaju sumpor, koji nisu alkalije, nego naprimer jedinjenja kal-ciuma ili aluminiuma, ili drugi minerali koji oduzimaju sumpor, usled čega se sa-držina sumpora u sirovom livenom gvožđu smanjuje do željene tačke.
14.	Postupak za ubrzavanje uklanjanja sumpora prema zahtevima 7 do 9 zaključno, naznačen činjenicom, da se prethodno zagrejano spremište drmusa za vreme uklanjanja sumpora iz gvožda.
15.	Postupak za proizvođenje zgure koja ne slabi, naznačen time, što se peć šaržira tako da će orto-silikati u zguri biti zamenjeni bi-silikatima.
16.	Postupak za prečišćavanje gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se oksidi, zgura i gasovi uklanjaju iz rastopljenog gvožda dovođenjem gvožda u dodir sa bi-silikatnom zgurom u pećici visoke peći u prisustvu sumpora.
17.	Postupak za prečišćavanje gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se oksidi, zgura i gasovi uklanjaju iz rastopljenog gvožda na taj način što se izaziva reakcija gvožda sa tečnom alkalnom zgurom, pri čemu prvobitni rastopljeni metal sadrži najmanje dvanaestinu procenta sumpora.
18.	Postupak za prečišćavanje gvožda iz visoke peći, naznačen time, što se oksidi, zgura i gasovi uklanjaju iz rastopljenog gvožda prvo dovođenjem gvožda u pećici visoke peći u dodir sa bi-silikatnim zgurama sa relativno niskom tačkom top-
ljenja i što s.e gvožde posle uklanjanja iz peći obraduje tečnom alkalnom zgurom.
19.	Postupak za prečišćavanje rastopljenog gvožda koje sadrži manje od 0,5% mangana i više nego 0,1°/,, sumpora, naznačen time, što se gvožde prvo dovodi u dodir sa bi-silikatnom zgurom u pećici visoke peći, a posle uklanjanja iz visoke peći dovodi sa tečnom alkalnom zgurom.
20.	Postupak za oslobađanje rastopljenog gvožda od sumpora u obliku mangan sulfida, naznačen time, što se iznad metala u spremište održava oksidišuća atmosfera.
21.	Postupak za oslobađanje rastopljenog gvožda od sumpora, naznačen time, što se rastopljeno gvožde dovodi u dodir sa gasovima koji sadrže vodonik.
22.	Postupak za prečišćavanje rastopljenog metala, naznačen tirne, što se gas koji sadrži vodonik proteruje kroz metal pod prtiskom dovoljnim za savlađivanje težine gvožda omogućujući na taj način da sie gas penje kroz rastopljeni metal.
23.	Postupak za uklanjanje sumpora iz kupatila rastopljenog metala, naznačen time, što se u kupatilo dodaju alkali, posle čega se u glavnom cela zgura koja sadrži sumpor i koja se obrazuje na površini kupatila uklanja dodavanjem vode na površinu zgure.
24.	Postupak za proizvođenje sirovog livenog gvožda sa jednakom sadržinom mangana u visokoj peći koja se loži koksom, naznačen time, što se visoka peć šaržira gvozdenim rudama kojima se raspolaže bez obzira na sadržinu mangana i što se radi postizanja odrednih željenih uslo-va potrebna količina mangana, ako je uop-šte potrebna, dodaje u obliku manganovih legura ili na koji drugi način, naprimer u obliku fero-mangana ili špigla, u prethodno zagrejanom ili rastopljenom stanju.
25.	Postupak za redukovanje sumpora u gvoždu iz visoke peći, ako ga ima iznad željene količine, naznačen time, što se dodaju alkalije, a zatim se potrebna procentualna sadržina mangana u sirovom livenom gvožđu postizava dodavanjem u me-šalici za vrele metale špigla ili fero-mangana, najradije prethodno zagrejanog ili rastopljenog, u srazmeri potrebnoj za postizanje potrebne sadržine mangana u sirovom livenom gvoždu.