KRALJEVINA SRBA, HRVATA I SLOVENACA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 40 (3)
INDUSTRIJSKE SVOJINE
IZDAN 15. JANUARA 1925.
PATENTNI SPIS BROJ 2433.
Ronald Wild, metalurg, Grange Cottage, Cartledge, Holmesfield, Nr. Sheffield, Engleska i Bessie Delafield Wild. Creystones Hall, Sheffield, Engleska.
Poboljšanja pri srpavljanju i koja se odnose na spravljanje legurn^g gvoždja
i eelika.
Prijava od 27 marta 1923.	Važi od 1 decembra 1923.
Pravo prvenstva od 21 juna 1922. (Engleska).
Ovaj pronalazak je za poboljšanja pri spravljanju, koja se odnose na spravljanje legur-nog željeza i čelika, a naročito ima vezu sa proizvadjanjem takvog željeza i čelika, koje je obično poznato kao neumrljivo željezo ili čelik.
Ovom prilikom ovaj pronalazak će biti o-piian isključivo u vezi sa proizvadjanjem le-gurnog želji za ili čelika, poznatog u trgovini kao neumrljan metal.
Pri spravljanju metala, vrste prznate u trgovini kao neumrljano ili neumrljivo željezo ili čelik, upotrebljena je legura tero hroma. Za proizvadjanje neumrljivog željeza ova legura može sadržavati bitan deo ugljenika. od prilike k.%, ali za pravljenje neumrljivog hromnog željeza, u praksi se upotrebljava kvalitet ferro-hroma, poznatog kao sloijodan od ugljenika t. j. lerro brom, koji ne sadrži više od 0.10% ugljenika. Pošto legura slobodna od karbona, na način, na koji se obično debija, skupo staje, proizvadjanje neumrljanog željeza od nje je prema tome skupo i njena upotreba je u praksi ograničena na artikle visoke i relativno visoke cene.
Ferro-hrom se obično preradjuje redukcijom sa podesnim siliciumovim reducentrm, moguće je da se direktno dobije legura sa malo karbona ili slobodna od karbona i u tu svrhu uzeti su u obzir silieium ili silicidi, kao što je kalcijum silicid. Medjutim upotreba si-liciurrovih redueenta daje kod proizvadjanja metal, koji sadrži prema okolnostima, razli-
čito ali uopšte bitan deo siliciuma, i opisan je postupak, kojim se iskorišeuje ova činjenica tako, da se proizvede naročito legurno željezo, koje sadrži srazmerno minimalan pro-cenat tog elementa, Svrha ovog pronalaska je, da se predvidi poboljšan i jednostavan postupak za spravljanje legurnog čelika, kao što je neumrljan metal, koji sadrži malo siliciuma kao i karbona.
U smislu ovog pronalaska, poboljšani postupak za spravljanje legurnog čelika i željeza, takvog, kao što je n. pr. neumrljiv bromni Čelik i hromno željezo postupkom, kod koga su smesa ili smese, koje se može reducirati (takva kao što je oksid ili oksidi) metala legure reduciranog egzotermienog, reakcijom sa siliciumom, okarakterisan je time, što se redukcija vrši u kupatilu od željeza ili čelika u prisustvu smesa ili smese, koje se mogu reducirati, čija količina prevazilazi količinu, koja je heii'iski ekvivalent reduzentu, koje kupatilo od željeza ili čelika je slobodno od karbona ili sadrži toliko malo karbona, da nije štetan za konačni metal.
Nadjene je, da naprotiv radnji sa bitno Kemijskim ekvivalentima reagirajočih supsta-naca upotreba veće količine metalične smese, koje se mogu reducirati, ima to dejstvo, da sprečava, da reducirani metal usisava silieium i da količinu tog elementa tako apsorbiranog, može se toliko sniziti, da u praksi da leguru sa nepoznatom sadržinom siliciuma.
Siliciumov reducent može biti b ro-silicinm,
Din. 15
preiovuestveno sa velikom sađržinom siliciuma,
i), pr. sa 80—90°/o.
Eedukcija se može izvesti u prisustvu re-agensa, koji ima naročito srostvo za oksidi-sani silicium pod takvim okolnostima, što se tiče peći za topljenje da ima u njoj krečnog kamenja ili kreča, koji se sjedinjava sa siii-ciumom, tako, da s njime obrazuje zguru.
Beducirajuće kupatilo može se sastojati bitno iz spojenog fero-siliciuma, ili drugog koga siliciumovog reducenta, sa srazmerno malom sadržinom siliciuma, u koje je kupatilo dodano topljenog željeza ili čelika, koje sadrži željenu srazmeru fero-siliciuma n. pr. oko 80—90%.
Sadržina karbona u siliciumovom reducentu treba da je poznata, tako, da se prema tome može spremiti kupatilo, koje bi odgovaralo prirodi željenog metala.
Za direktno proizvadjanje neumrljanog metala, na taj način, mogu se upotrebiti varira-juće u postupku n. pr.
a)	sloj hromita je vrlo spojen sa kupatilom od željeza ili čelika; ovoj istopljenoj sme-si dodat je siliciumov redueent i dalje doveden je nov sloj hromita u količini da bude stvarno hemiski ekvivalent reducentu. Ovo drugo dodavanje hromita može se izvršiti u jednom sloju ili više slojeva, jedan za drugim kako se već želi.
Postup ljući na taj način, naime time, što se prvo spoji jedan deo sloja, koji se može reducirati kupatilo je dovedeno u stanje, za efektivnu đocniju redukciju, i ustanovljeno je, da postupajući tako, može se dobiti proizvod sa malom sadržinom siliciuma sa đocnijom upotrebom količine smese, što se da reducirati, koja so količina ne razlikuje materijalno od ekvivalenta reducenta, naravno s pogledom na gubitke postupka
b)	Hromit i redueent su zajedno zagrevani na temperaturu, približna temperaturi reakcije i potrebna količ na topljenog željeza ili čelika dodaje se za tim ovoj pregrejanoj smesi, zagrevajući sve na temperaturu, koja je potrebna da se osigura izvršenje reakcije ili pro-izvadjarija homogenog metala.
c)	Kupatilo z* reduciranje t. j. topljeno željezo ili čelik, koji sadrži spojeni silicium— redueent, može se najpre spremiti i zatim da se doda smesa, koja se da reducirati, u većoj količini, nego što je hemiski ekvivalent, reducirajućem agensu.
Višak hromita ili si., koji je upotrebljen za reduciranje, zavisi svakako od okolnosti, takve kao što je priroda smese, koja se da reducirati, ili kao što je naročita kompozicija kupatila, ali samo jegan jednostavan prethodna eksperiment dovoljan je, da se opredele naj-podesnije srazmere reagirajućih materijala u
đatorn slučaju. Ovde niže su dati primeri za uzimanje shodnog viška, ali stručnjaci će odmah uvideti, da ovaj naročiti višak, uzet u ovim primerima, može biti samo ilustrativan s razloga, što se hromitom različitog sastava ili sa različito udešenim kupatilom, ovaj višak za dobivanje sličnog rezultata može biti ili veći ili manji; nego što su date cifre.
Uvideće se, da sadržina reducirajućeg agensa u kupatilu opredeljuje procenat hroma u konačnoj leguri, makar da totalan sloj, koji je dodat kupatilu nije doveden u metalno stanje. Prema okolnostima, kao što su uslovi peći, varira i količina dobivenog metala, i kao pravilo ustanovljeno je da je ta količina znatno manja, nego količina metalnog elementa, koja se može teoretički dobiti iz njegove smese, što se da reducirati t. j. postoje gubici ovim postupkom, o čemu se mora voditi računa, kao što je to jasno za svakog stručnjaka. Detalji rada u svakom datom slučaju, mogu se ipak odmah opredeliti običnom prethodnom probom.
Prije no što se doda fero-siliciuma ili si., može se isprobati količina karbona u kupatilu, tako, da vodeći računa o dodavanju reducirajućeg' agensa, sadržina karbona ne srne biti veća od količine željenog elementa u konačnom metalu.
Preimućstveno je takodje, naročito kod spravljanja neumrljanog željeza, da se u kupatilu, prije no što se doda silicium-reducent, spoji u kupatilu mala srazmera deoksidiraju-ćeg rt agensa kao što je fero-mangan, silicium mangan, ili malo fero siliciuma.
Reagirajućoj smesi može se dodati ma koje željene tekućine, da zgura postane tečuija i ona poslednja se može s vremena na vreme otakati, kako se već nadje za shodno.
Postupak se može izvoditi u ma kakvoj peći koja se ima na raspoloženju, pretpostavljajući da je ista u stanju podneti potpuno spajanje materijala kroz ćelu radnju postupka i da može svršeni proizvod izbacivati ili otakati u kalupe. Može se primeniti zagrevanje spolja tako, da se održi potrebna temperatura za celo vreme redukcije. Naročito je podesna električna peč Heroulđ ovog ili Dnyder-ovog tipa.
Materijal se može iz'ožiti oksidirajočem đuvanju ■ ma u kojem odgovarajućem stanju proizvadjanja i u tikvom slučaju najbdje je, da se postupi prema našoj engleskoj prijavi br. 4628 od 1922, što će reći, u prisustvu elementa (n. pr. mangana) koji prije oksidira nego hrom pri temperaturi duvanja. Pome-nuti element može se uvesti za vreme postupka reduciranja na način, kao što je opisano u navedenoj engleskoj prijavi, naime da se
l’feclukoija vrši u prisustvu elementa ili njegove smese, koja se da reducirati.
Sledeči primeri će da služe za objašnjenje kako se ovaj pronalazak može izvesti ali razume se, da su ovi primeri dati samo ilustracije radi a ne i ograničenja radi.
PRIMER I.
Pripremljeno je kupatilo iz sledeče kompozicije
lake čelične strugotine 152.4 kgr. željeznih otpadaka 50.8 kgr. hromne želj'zne rude 45,36 kgr. kreea	18.144 „
Smesa je zatim dovedena u potpuno spajanje i analizom ustanovljeno je, da sadrži 0.06°/o karbona i 0.17% hroma. Dodat' je z'tim 24.721 kgr. ferosilieiuma, sa 83.3% silieiuma i 0.28'o karbona.
Tako spremljenom fero-siliciumovom kupatilu dodsto je u sukcesivnim slojevima 136.078 kgr. hromno željezne rude, koja sadrži 52.8% hromnog oksida dok se zgura odvodi s vremena na vreme. Nakon što je dovršena reakcija, dodalo je 1.361 kgr. fero-mungana i za vreme odvodjenja zgure dodalo je 57 gr. altminiuma, prema tome kako se u poznatoj praksi upotrebljava zr proizvodjenje livenog željeza.
Otočen proizvod je bio težak 273.673 kgr. i dao je sledeeu analizu :
hroma 12.64 % mangana	0.44 %
siliciuma	0.44 %
karbona	0.00 °/o
sumpora	0 039%
fosfora	0.011%
Teoretički za dođatu količinu ferosilieiuma i da se dobije ostatak siliciuma prema procentu gore navedene kompozicije, bilo bi potrebno od prilike 70.534 kgr. hromnog oksida, dok je celokupan sloj hromne željezne rude odgovarao 95.708 kgr. tog oksida. Ali videee se ipak, da količina rude, dodata docnije f'e-rosilicmmovom dodatku, odgovara 71.859 kor. hromnog oksida, što će reći, naknadna količina je približno hemiski ekvivalent reducira-jućem agensu,
Oi celokupnih 181.438 kgr. hromno željezne rude ekvivalentnih 65.544 kgr. metalnog hroma, 20.801 kgr. metalnog hroma je proizvedeno i apsorbovano pomoću kupatila, dobitak u metalu je tom prilikom bio približno 45.4e/o od metala sadržanog u celokupnora sloju hromno željezne rude i od prilike 60% od onog sadržanog u rudi, koja je docnije dodata reducirajućem agensu.
PRIMER II.
Pripremljeno je kupatilo sledeče kompo-z'cije:
Rake čelične štrurotme	165.101	kgi'.
Čeličnih otpadaka	63.501	kgr.
Kreea	25.401	kgr.
Ova smesa je dovedena do potpunog spajanja i pri analizi, ustanovljena je, da sadrži 0.07% karbona. Dodato je 28.587 kgr. istog fero-siliciuma kao i prije, i zarini u	sukse-
sivnim slojevima 181.430 kgr, hromno želji zue rude, koja sadrži 52.8% hromnog oksida, dok se zgura odvodi s vremena na vreme, kako se već želi.
Dodato je zatim 16.330 kgr. švedskog be-log željeza i 1.815 kgr. teromangana tako, da se dovede metel na željenu specifikaciju i za vreme odvodjenja dodato je 57 gr. metalnog aluminiuma prema poznatoj praksi, l'.vadjen proizvod bio je težak 245.384 kgr. i dao je sledeću analizu :
hroma	9.86 %
mangana	0.18 %
siliciuma	0.14 %
karbona	0.16 */o
sumpora	0.010°/«
fosfora	0.009%
Primećuje se, da je hromno željezo dodato reducirajućem kup.tilu, bilo u znatnom višku nad ekvivalentom fero-siliciuma. Teoretički za dodatu količinu foro siliciuma i da se dobije ostatak siliciuma prema procentu gore navedene kompozicije bilo bi potrebno od prilike 70.534 kgr. hromnog oksida, dok je celoknpan sloj hromno željezne rude odgovarao 95.708 kgr. tog oksida, 24.267 kgr. metalnog hroma, proizvedeno je i apsorbo-rano pomoću kupatila, e'fra koja odgovara dobitku olpiihke 37%
Na taj način proizveden m tal, poseduje u velikom stepenu fizičke sposobnosti, koje su potrebne, da se isti može deformira1! ili formirati kovanjem, valjanjem, nabijanjem, lad-nim izvlačenjem ili presevanjem ili sličnim postupanjem, slično upotrebljenim u isadji-vanju predmeta, za koje je mMal te vrste podesan.
PRIMER III.
Sloj od 226.797 kgr. ferohromne rude sa 52.8% hromnog oksida Ore On, 25. 401 kgr. fero-siliciuma (838/0 siliciuma) 18.144 kgr. krečnjaka i 10.886 kgr. flourspata, pregre-jano na temperaturi sasvim bliskoj temperaturi reakcije u Stoik-ovom converteru, loženim ugljeni, gde je z'tirn dovedeno 263.084 kgr. topljenog Bessemtrovog metala, koji je pre upotrebe duvan. Reakcija je dovršena prime-nom spoljašnjeg zagrevanja, dodata je mala srazmera metalnog aluminuma i topljenja masa je izručena u kalupe Dobiveno jo 330.2 kgr. neumrljanog željeza sledeče? sastava, hroma	12.20%
karbmia	0.03ft/o
siliciuma. 9.33% mangana	0.30%
sumpora i fosfora 0.04%
PEIMER IV..
Spremljeno je.kupatilo od 254 kgr. lero silieiumove legure, dodavši u kupatilo od topljenog čelika s. malom sadržinom karbona, ferosiliciuma i sa velikom sadržinom silicd-uma sa 83°/o siliciuma a s malom sadržinom karbona, u tolikoj količini, da da istopljenu masu, koja sadrži približno 9% siliciuma. Kupatilu je dodat jedan deo iz agensa, koji obrazuje zguru, naime, smtse od kreča i tlu-orspata i zatim je uvedeno u sukcesivnim slojevima 199.581 kgr. lirom no željezne rude koja sadrži 52.8“/o hromnog oksida, Ca 0» i ostatak reagensa, koji obrazuje zguru koliko ie potrebno da preduzme oksidiran silicium, da zgura postane tečnijom i da se doprinese većem dobitku u reduciranom metalu. Celo-kupan sloj smese za obrazovanje zgure iznosio je 18.194 kgr. kreča i 10.886 kgr. fluorspata. Pri dovršivanju redukcije dodat je mali deo takvog đeoksidirajućeg elementa, kao što je mangan, tero-mangan, aluminium već prema poznatoj praksi, kako bi se osiguralo, da se čist metal osposobi za prelivanje u kalupe, koga bilo željenog oblika. Dobivena je neumrljana legura željeza sa sledećom analizom:
hroma	12.95 %
karbona	0.09 %
siliciuma	0.36 %
mangana	0.20 %
sumpora	0.032%
fosfooa	0.046%
Dobitak u, na taj način proizvedenom, ne-umrljanom metalu bio je 245.384 kgr.
Primećuje se, da je sadržina hromnog oksida u rudi, naime 105.233 kgr. bila veća od količine upotrebljenog tero siliciuma, koji je tcoietički bio ekvivalentan od prilike 81.647 kgr. oksida.
Na slič-n način mogu se izrađjivati željezne jeeure, kao što su ie, poznate kao neumrljan čelik i tako, da se dodaje potrebna veća sraz-mera karbona prima kojem odgovaraćujem stanju postupka, dodavanjem podesnih materijala, što sadrže karbone, koji su poznati u herniji, ili na način, da se metali upotrebe u kupatilu ili da se đoenije doda sloju u peći potrebna količina sirovoga metala, ili da se metalu doda u lopati ugljena ili koksa.
Zato što je pronalazak opisan s naročitim pogledom za spravljanje željezohromnih legura, vrste, poznate kao neumrljano željezo i čelik ne treba to uzeti, kao da se mi želimo ograničiti na tu naroeutu primenu pronalaska. Pronalazak se može iskoristiti i za
proizvadjarije drugih legura u čijem proizva-djanju su se istakle slične poteškoće, kao i kod neumrljanog metala.
Višak sloja, koji se može reducirati, potreban da snizi stepen apsorpcije siliciuma, može dati i kakva jednostavna metalna smesa i takav višak može se uvesti u ma kakvoj fazi reducirajućeg postupka. N. pr. postupak se može početi time, da se hromit i silicium reducent u kemijski ekvivalentnim količinama, zajedno zagrevaju, a potreban pomenuti višak dodaje reagirajućoj smesi kakve smese, koja te može reducirati ili kakvog drugog metala (n. pr.) željeznog oksida, či|e preimućstvo nije štetno za konačnu leguru ili se može po želji dodati za to naročito spremljena metalna komponenta.
Postupajući prema ovom pronalasku moguće je, da se brzo dobije neumrljano željezo i čelik s prosečnom sadržinom siliciuma od O. 14% do O. 40% dok su se pod preimuć-stvenim uslovima navedenim na posletku dobili metali te vrste, koji sadrže 10o/» siliciuma kao maksimalnu sadržinu u tom elementu.
Kako se željezo i čelik s malom i poznatom sadržinom karbona mogu brzo i jeftino dobiti, jasno je, da ovaj pronalazak pređvidja jednostavan postupak za proizvadjanje naročitog legurnog željeza i čelika na brz i ekonomičan način.
PATENTNI ZAHTJEVI:
Postupak za spravljanje legurnog željeza ili čelika, slobodnog od karbona ili s malom sadržinom karbona, takvog kao što je hromno željezo i hromni čelik, pomoću postupka kod koga se smese, koje se mogu reducirati (kao što su oksidi) legurnog metala reduciraju ekzotermičnom reakcijom sa silieiumom, naznačen time, što se redukcija vrši u kupatilu od željeza ili čelika s odgovarajućom sadržinom karbona u prisustvu viška smesa, koje se mogu reducirati na i količinom, koja je bemiski ekvivalent reducirajućem agensu, u cilju da se dobije legura sa malom sadržinom kako u siliciumu tako i u karbonu.
2)	Postupak prema pat. zahtevu pod 1) naznačen time, što je kao reducirajući agens upotrebljen ferosilicium.
3)	Postupak prema patentnim zshtevima pod 1 i 2) naznačen time, što se redukcija vrši u prisustvu reagensa, koji ima naročito hemisko srodstvo za oksidisan silicium kad u peći ima krečnjaka ili kreča.
4)	Postupak prema ma kojem prethodnom patentnom zahtevu, naznačen time, što se spaja slij smesa, koje se mogu reducirati (n. pr. hromit) sa željeznim ili čeličnim kupatilom, dođavajuči siliciumov reducent i uva-djajući dalji sloj smesa, koje se mogu redu-
clrnti, u količini koja je bitno heraiski ekvivalent reducirajući na kraju ili ne, smese, koje se mogu reducirati u sukcesivnim slojevima.
5)	Postupak prema ma kojem od prethodnih patentnih zahteva pod 1 i 2 ili 3 naznačen time, što se smese, koje se mogu reducirati (n. pr. hromit), zagrevaju kao reducirajući agens na temperaturu, koja se približava temperaturi reakcije i što se ova zagre-vana melavina pomeša sa topljenim željezom ili čelikom, upotreblavajuei docnije toplotu, kolika je potrebna za dovršavanje reakcije, da se proizvede homogeni legurni metal.
(5) Postupak prema ma kojem prethodnom zahtevu, naznačen time, što se metalni pro-
izvod dobiven redukcijom podvrgava u mu kojem željenom stanju oksidirajućem duvanju, najbolje u prisustvu elementa (n. pr. mangana) koji više oksidira nego specijalni metal legure (n. pr. hrom) pri temperaturi du-vanja.
7) Postupak prema prethodnom patentnom zahtevu pod 6) naznačen time, što se redukcija pomenutih smesa, koje se mogu reducirati fn. pr. hromita) vrši u prisustvu elementa, koji više oksidira, ili koje njegove smese, koja se može reducirati n. pr. u prisustvu mangana ili koje manganove smese, koja se može reducirati.






V










(
-