KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
RAZRED 18 (2)
PATENTNI SPIS
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 NOVEMBRA 1938.
ST. 14392
Fried. Krupp Grusonvverk Aktiengesellschaft, Magdeburg-Buckau, Nemčija.
Postopek za odstranjivanje žvepla, arzena in drugih škodljivih sestavin iz železa in
železnih zliti.i.
Prijava z dne 11. septembra 1937.	Velja od 1. maja 1938.
Prvenstvena pravica z dne 20. oktobra 1936 (Nemčija).
Žveplo, arzen in druge škodljive sestavine se iz železa in železnih zlitin običajno odstranjujejo tako, da se na tekočo kopel, n. pr. v Siemens-Martin-peči ali elektro-peči pustijo učinlkovati čistilna sredstva, kakor apmo, soda i t. d., pri čemer prevzame škodljive sestavine tvoreča se žlindra. Po izkustvu zavisi stopnja odstranitve škodljivih sestavin od različnih faktorjev, taiko na primer od temperatur, od časa u-čimkovanja, bazicitete žlindre in njene FeO — vsebine.
V	splošnem se more z dosedaj običajnimi sredstvi doseči dalekosežna odstranitev žvepla in drugih škodljivih sestavin samo pod posebno ugodnimi pogoji. To je n. pr. slučaj v elektro-peči, v kateri se morejo visoke temperature doseči razmeroma lahko in kjer se razven tega more, nasprotno kakor pri mnogih drugih metalur-gičnih pečeh, delati z neutralno atmosfero, t.j. z žlindrami, ki so revne na železovem oksidulu, tkzv. »belimi« žlindrami. Ako znaša vsebina žvepla v vsadni tvarini samo približno 0,05 do 0,l"/o, tedaj se more po en — do dvakratni izmenjavi žlindre računati z odstranitvijo žvepla, katera v mnogih slučajih zadošča. Za odstranitev višjih vsebin žvepla v iznosu n. pr. 0.5 do 0,6% v vsadni tvarini sicer ne obstojajo ni-kakšne tehniške težave, vendar pa je tu potrebna zelo pogosta izmenjava žlindre, katera prav znatno podaljša talilno dobo in povzroča višje stroške za tok, s čimer postaneta efekt peči m ekonomičnost postopka v znatni meri manjša.
V	še večji meri se občuti visoka vse-
bina žvepla v vsadni tvarini pri Siemens-Martin-postopku. Vsled oksidirajoče atmosfere in žlindre, katera pri tem mora biti bolj bogata na železnem oksidulu, se vsebine žvepla nad 0,2% v vsadni tvarini pod normalnimi okolnostmi ne morejo odstraniti na ekonomski način.
V navedenih metalurgičnih pečeh stopnja učinka razžvepljevalnega sredstva, zlasti pri visokih vsebinah žvepla v vsadku, tudi vsled tega ni visoka, ker se vršijo reakcije samo na mejni ploskvi med kovinsko kopeljo in razžvepljevalno žlindro. Ako naj torej razžvepljevalno sredstvo ne ostane popolnoma brez učinka, se morajo vselej z intenzivnim gibanjem kopeli, bodisi na primer potom učinkovanja električnega toka pri nekaterih tipali elektro-peči ali potom kuhalnega postopka pri Sie-mens-Martin-pečeh, dovajati vedno nove mase kovine v dotik s čistilno žlindro, da se prepreči naslajanje ravnotežnega stanja med vsebino žvepla v kopeli in v žlindri.
Težkoče pri razžvepljevanju imajo tem neugodnejše posledice, čim višja je vsebina žvepla v tvarini, ki naj se predeluje. Ako na j se tali vsadna tvarina z na primer 0,5 do 0,6% žvepla na jeklo, tedaj se po dosedanjem stanju tehnike mora popolnoma resignirati na Siemens-Martin-peč. Tudi uporaba elektro - peč prihaja le v poštev, ako ekonomičnost ni merodajna.
S postopkom glasom izuma se te težkoče praktično popolnoma odstranijo. Glasom izuma se doseže zelo dalekosežna odstranitev škodljivih sestavin s tem, da se
Din. 10.—
železo oz. železna zlitina, iki nai se obdeluje, meša v obliki majhnih komadov in v hladnem stanju s finozrnatim čistilnim sredstvom in da se ta zmes stali. Med talilnim postopkom pride železo pri kapljanju skozi čistilno sredstvo s slednjim v tako intenziven dotik, da čistilno sredstvo popolnoma prevzame nase škodljive primesi, Čistilno sredstvo nato pri popolnem vteko-činjenju kopeli splava navzgor, pri čemer se tvori žlindra na površini kopeli, priporočljivo je, da se ta žlindra, katera se tvori med taljenjem in katera se pod izvestnimi pogoji pojavi v nestaljeni obliki, takoj pokončani stalitvi odstrani in da se nato kopel po namestitvi druge žlindre na običajni način dogotovi.
Znatna prednost predmetnega postopka leži torej v tem, da je razžveplitev na žveplu zelo bogate izhodiščne tvarine že po dokončani stalitvi v toliko napredovala, da vsebina žvepla v staljeni kopeli ni višja kot pri predelavi normalne, na žveplu manj bogate tvarine. To znači, da tudi pri na žveplu bogati izhodiščni tvarini ni več potrebna večkratna izmenjava žlindre-S tem se tudi talilna doba ne podaljša v primeri z ono, ki je običajna pri vsadni tvarini, revni na žveplu. Stroški za talitev se torej ne povišajo.
Primer naj pojasni način delovanja in prednost novega postopka napram dose-daj znanemu delovnemu načinu.
Poskus, 1:
Lupe z vsebino žvepla 0,6%) so se stalile in nato se je ob mešanju pridal dodatek 5%i kalcijevega karbida. Vsebina žvepla v izgotovljeni kopeli je znašala 0,44%.
Poskus 2:
Enrka množina Inp se :e v hladnem stanju pomešala s 5% kalcijevega karbida in vse skupaj se je stalilo. Tvorjena žlindra, katera se ni pojavila v tekoči oblik', je vsebovala 8% žvepla in se je odstranila, izgotovljena koipel je vsebovala 0,035% S.
Zgoraj navedene številke kažejo, da je vsebina žvepla v tvorjenj žlindri več kot 200-krat večja od vsebine žvepla v izgotovljeni kopeli. To izredno ugodno razmerje vsebine žvepla v žlindri k vsebini žvepla v kopeli se razlaga z intenzivnim dotikom čistilnih sredstev z žveplenimi spojinami železa za časa perijode predogreva-nja in taljenja.
Taljenje vsadka bi se moglo izvršiti v vsaki štedilniški ali talilni peči, tako n. pr. v Siemen.s-Martin-peči ali elektro-peči.
S poskusi je bilo ugotovljeno, da se postopek izvaja s posebno dobrim uspehom v vrtljivih plamenih pečeh. Kurjenje
plamene peči se more pri tem vršiti na različne načine, n pr. s plinom ali s premogovim prahom. Smotreno je, uporabljati pre-dogret zgorevalni zrak. Čistilno sredstvo se v finozrnatem stanju vnaša skupaj z železom v hladnem stanju v vrtljivo plameno peč, Vsled vrtilnega gibanja se čistilno sredstvo in železni delci intenzivno premešajo. Posebno mešanje železne tvarine s čistilnim sredstvom pred vnašanjem v peč ni potrebno. Pri rastoči temperaturi se obdajo železnj delci s čistilnim sredstvom oz. iz njega naslajajočo žlindro. Čim je doseženo tališče železa, curlja še gosto-tekoče železo počasi skoji čistilno sredstvo na dno peči. Pri tem se žveplo ip druge škodljive sestavine v veliki meri oddajajo, čiščenje ,ie vsled trajnega premešavanja in vsled vrtilnega gibanja še bolj učinkovito kot pri izvedbi postopka v mirujočih pečeh. Napram slednjim ima uporaba vrteče se platnene peči za izvedbo taljenja in čistilnega procesa to madaljno prednost, da je peri-joda taljenja sama bistveno krajša, ker se vsled vrteče se stene peči trajno donaša toplota v vsadek.
V večini slučajev je priporočljivo, dodati vsadku peči tvrdo gorivo, n. pr. koks ali koksov prah ali lesno oglje, tako da se prepreči škodljiva oksidacija železa in prevzemanje oksidov p.o žlindri in se more po potrebi dodati železu pri stalitvi ogljik.
Kot čistilna sredstva se morejo uporabljati vsa v ta namen znana sredstva, kakor apno, mangan, soda, kalcijev karbid i t. d. Priporočljivo je, zlasti pri uporabi mangana in sode, delati z žlindro, katera je zelo bogata na teh snoveh. Čistilna žlindra se more po nasičenju z žveplom oksidirajoče obdelovati v ločenem postopku pri nizkih temperaturah, n. pr. v posodah za sedranje, pri čemer se odstrani vsebina žvepla kot SOž. Žlindra se utore nato iznova uporabljati kot čistilno sredstvo.
Nadaljna izvedbena oblika postopka obstoja v tem, da se uporablja apnena žlindra z visoko vsebino mangana, n. pr. s 30% Mn, katera se nato popolnoma ah deloma predela v fero-mangan. Na ta način dobljeni fero-mangan se nato smotreno skupaj z apnom iznova uporablja kot čistilno sredstvo. Z uporabo fero-mangana v krogotoku se posreči delo z razmeroma majhr i absolutno izgubo na manganu. V tem se razlikuje postopek od znanih postopkov, pri katerih se tudi z žlindro z visoko vsebino mangana doseže razžveplitev, pri katerih pa se uporabljani mangan v žlindri izgubi. Z dodatkom fero-mangana .je mogoče poleg stalitve, čiščenja železa in eventualnega dodajanja ogljika v is-
teni postopku izvesti tudi naravnavanje vsebine mangana, katera je potrebna za nadaljno predelavo.
Predmetni postopek je zlasti pripraven za predelovanje lup iz Krupp-ovega neposrednega talilnega postopka (Krupp-Rennverfahren). Metalurgieni pogoji tega postopka so taki, da se pri njih ne more vršiti dalekosežna razžveplitev proizvaja-nega železa, zlasti ako se iz ekonomskih razlogov dela z manj vrednimi, povečini na žveplu bogatimi odpadnimi snovmi kot redukcijsko tvarino. Lupe se pojavijo večinoma z vsebino žvepla 0,2 do 0,5% in dosedaj obstojale v mnogih slučajih resne težkoče glede odstranitve žvepla pri na-daljni predelavi lup v jeklo. Te težkoče so s postopkom po izumu končnoveljavno odstranjene.
Po Krupp-ovem neposrednem talilnem postopku proizvajane železne lupe se pojavijo v splošnem v dovolj finozrnatih komadih. Pri ne preveč visoki vsebini žvepla zadošča že velikost zrna pod 20 mm, da se zasigura zadostno učinkovanje čistilnega sredstva. Pri višji vsebini žvepla bi bilo priporočati, da se drži velikost zrna po možnosti izpod 3 mm. Dve primerjalni talitvi sta pokazali na primer pri velikosti zrna lup 5—8 mm razžveplitev od 0,6 na 0,06 in pri velikosti zrna 1—3 mm razžveplitev na 0,02%.
V mnogih slučajih, zlasti ako se morajo lupe vnašati v tekoče železne kopeli, more biti smotreno, da se zmes iz finozr-
natega železa s čistilnimi sredstvi in eventualno ogljik vsebujočo tvarino briketira. Kot čistilna sredstva so potem zlasti prikladni zemnoalkalni oksidi.
V kolikor gre za predelavo debelozr-natega, žveplo vsebujočega železa, je priporočljivo, da se železo pretali, granulira in da se granalije nato podvržejo zgoraj opisanemu delovnemu načinu.
Patentni zahtevi:
1.	) Postopek za odstranjevanje žvepla, arzena in drugih škodljivih sestavin iz železa in železnih zlitin, označen s tem, da se tvarina, katera ima obliko majhnih komadov in katera je pomešana z žlindro tvorečimi, finozrnatimi čistilnimi sredstvi, stali v vrtljivi plameni peči.
2.	) Postopek po zahtevu L), označen s tem, da se vsadku doda trdno gorivo.
3.	) Postopek po zahtevu L), označen s tem, da se čistilna žlindra pri nizki temperaturi podvrže oksidacijskemu procesu radi odstranitve prevzetega žvepla in se nato iznova uporablja kot čistilno sredstvo.
4.	) Postopek po zahtevu L), označen s tem, da se kot čistilno sredstvo uporablja apnena žlindra z visoko vsebino mangana, katera se nato popolnoma ali deloma predela v fero-mangan, in da se na ta način dobljeni fero-mangan iznova uporablja kot čistilno sredstvo.