DE138808C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Eines der Haupterfordernisse für die Verwendung von Metallen, welche zu Eisenlegierungen, besonders zur Stahlfabrikation dienen, besteht darin, diese Metalle mit einem geringen, genau bestimmten Kohlenstoffgehalt darzustellen, damit durch Hinzufügung derselben zur Eisenmischung keine oder nur eine genau bestimmbare Veränderung im Kohlenstoffgehalt des Endproduktes eintritt. Es war daher stets ein Bestreben der

ίο Großindustrie, den Kohlenstoffgehalt der Zusätze möglichst zu reduzieren, doch wurde dieses Ziel bei der gewöhnlichen Arbeitsweise im thermischen oder elektrischen Schmelzofen garnicht oder nur unzureichend erreicht, indem die meisten Ferrolegierungen 5 bis 7 v. H. Kohlenstoff enthielten.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun in erster Linie die Darstellung reiner, insbesondere möglichst kohlenstofffreier Metalle bezw. Metallo'ide sowie deren Verbindungen im Großbetriebe.

Das hierbei angewendete Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man das unreine Metall bezw. Metalloid auf das entsprechende Oxyd einwirken läßt, indem man es durch eine hocherhitzte Schicht dieses Oxydes führt, um es danach in irgend einer Weise zu sammeln. Auf diese Weise gelingt es, fast vollkommen kohlenstofffreie Metalle, Metalloide oder Legierungen mit einem Gehalte von 0,2 v. H. Kohlenstoff und weniger (wie beispielsweise Chrom, Mangan, Silicium, Ferrochrom, Ferromangan, Ferrosilicium) in regulinischer Form zu gewinnen.

Der Erfinder erklärt sich den Vorgang in der Weise, daß in der Zone der höchsten Temperatur die unreinen Metalle bezw. Metalloide teilweise verdampfen und diese Substanzen entweder infolge ihres höheren spezifischen Gewichtes oder als Dämpfe infolge des Druckes, welcher in dem durch Krusten gebildeten Hohlräume entsteht, durch flüssige Oxydschichten des geschmolzenen Reduktionsgemisches gedrängt werden. Am vorteilhaftesten läßt sich dieser Prozeß der Reduktion der Oxyde in einem Arbeitsgang mit der Raffination der gewonnenen Rohprodukte vereinigen.

Das Verfahren läßt sich beispielsweise in der nachstehend beschriebenen Art und Weise ausführen:

Ein Rohr A B (Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung), welches z. B. aus Kohle bestehen kann, wird so beschickt, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Der Raum M wird mit der Reduktionsmischung oder mit Stücken des darzustellenden bezw. zu raffinierenden Metalles oder Metalloides gefüllt. Die Räume D D füllt man locker mit dem entsprechenden Oxyd. Ist dies geschehen, so erhitzt man den durch punktierte Linien α b begrenzten Teil des Rohres auf irgend eine Weise, z. B. durch Elektrizität, so hoch, daß ein Durchdringen der Oxydschicht

Claims (6)

stattfindet. Je nach der Stärke der angewendeten Temperatur schmelzen die der Schicht M zugewendeten Seiten der Oxydschichten DD mehr oder weniger tief, während der übrige Teil der Oxydschichten locker bleibt. , Durch diese geschmolzenen Oxydschichten treten die Metalle bezw. Metalloide hindurch, wobei sie allen Kohlenstoff, den sie etwa noch enthalten, an dieselben abgeben und sammeln sich im ίο lockeren Teile der Oxydschichten an. Ein auf diese Weise hergestelltes bezw. raffiniertes Metall oder Metalloid enthält keinen Kohlenstoff oder nur Spuren davon. Die geschmolzene Oxydschicht wird dabei vollkommen klar und ist insbesondere durch Kohlenstoff nicht verunreinigt; ein durchaus nicht zu unterschätzender Umstand, wenn es sich um hochschmelzende Oxyde handelt, denn derartige klare Flüsse hat map in den in der Großindustrie gebräuchlichen Öfen bisher nicht herstellen können. Das Metall dringt in die Oxydschicht ein und findet sich daselbst in Form unregelmäßiger regulinischer Stücke verschiedener Größe. Ist die Reaktion beendet, was man daran erkennt, daß aus dem Rohre keine Gase mehr entweichen, so läßt man erkalten und entleert. Ein Beispiel mag den Vorgang erläutern. Handelt es sich z. B. darum, Mangan zu raffinieren , d. h. kohlenstofffrei herzustellen, so nimmt man das gewöhnliche Mangan des Handels, das stets kohlenstoffhaltig ist, zerkleinert es in Stückchen und füllt damit den Raum M an. Die Räume D D füllt man mit reinem Manganoxyd locker an, was am einfachsten geschieht, indem man hierzu einen mit Wasser angerührten steifen Brei von Manganoxyd benutzt. Hierauf erhitzt man so stark, daß das Rohmangan verdampft. Die dem Rohmangan zugewendeten Seiten der Manganoxydschichten schmelzen zu einem Flusse, während der übrige Teil der Manganoxydschichten, nachdem das Wasser verdampft ist, in lockerer Form bestehen bleibt. Das Rohmangan dringt in die geschmolzenen Oxydschichten ein, gibt dabei seinen Kohlenstoff, der zur Reduktion des Oxydes beiträgt, ab und sammelt sich im lockeren Teile der Oxydschichten. Viele Metalle bezw. Metalloide oder deren Legierungen lassen es erwünscht erscheinen, ihnen die Form, die sie zum Gebrauch haben sollen, gleich im Ofen zu geben, sie also gleichsam »gegossen« herzustellen. Es ist dies wichtig für solche Metalle, die entweder schwer schmelzbar oder leicht verbrennlich sind. Man erreicht dies auf sehr einfache Weise, indem man in der lockeren Oxydausfüllung Höhlungen von der Form anbringt, die das Metall annehmen soll, wie dies aus beiliegender Zeichnung (Fig. 2, F) ersichtlich ist. Der Ofen bekommt dadurch im Innern einen doppelten Boden bezw. wird doppelwandig, das Metall sammelt sich unter dem oberen Boden bezw. der Wand an und füllt die Höhlungen aus. Gleichzeitig ist dies der Weg, den Betrieb des Ofens ununterbrochen zu gestalten. Ist nämlich die aufgewendete Temperatur hoch genug, so bleibt das Metall in der Höhlung F flüssig und kann durch D hindurch bei B abgestochen werden, während man bei A frische Mischung nachgiebt. Zu letzterem Zwecke versieht man vorteilhaft den Apparat bei A mit einem: Doppelverschluß, der das Nachfüllen gestattet, ohne daß Dämpfe entweichen können, wie derartige Verschlüsse in der Technik genugsam bekannt sind. Die in der Zeichnung skizzirte Form des Ofens soll nicht bindend sein, sie hat nur den Zweck, das Prinzip des Apparates zum Ausdruck zu bringen; dem Ofen kann eine beliebige andere Gestalt gegeben werden. Auch kann man selbstverständlich das Oxyd der Raffinations- bezw. Kondensationsschicht ganz oder teilweise ersetzen durch irgend eine Oxydationsstufe des darzustellenden Metalles, durch sein Hydroxyd oder Karbonat oder auch durch sein Nitrat oder durch irgend ein Salz der entsprechenden Metallsäuren. Patent-A ν sprüche:

1. Verfahren zur Darstellung möglichst kohlenstofffreier Metalle, Metalloide oder deren Verbindungen auf schmelzSüssigem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß man die hocherhitzten Metalle oder Metalloide eine gleichfalls erhitzte Schicht eines Oxydes bezw. von Oxyden der Metalle oder Metalloi'de, welche im Endprodukt enthalten sein sollen, durchstreichen läßt, wobei der in ihnen enthaltene Kohlenstoff durch den Sauerstoff des Oxydes bezw. der Oxyde oxydiert wird.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des, Oxydes bezw. der Oxyde irgend eine andere Oxydationsstufe verwendet wird. no

3. Eine Äusführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung und die Reinigung des Metalles oder Metalloides bezw. ihrer Verbindung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.

4. Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oxydoder dergl. Schicht Hohlräume zur Auf-

nähme des raffinierten Produktes vorgesehen bezw. geschaffen werden, in denen man das zu gewinnende Produkt bis zu seiner Erkaltung beläßt oder aus denen man ; es absticht.

5. Zur Ausführung des Verfahrens gemä'ß Anspruch 1 bis 4 ein Schmelzofen, welcher auf der Seite, nach welcher die hocherhitzten Metalle bezw. Metalloide getrieben werden, mit einer lockeren bezw. mit Aushöhlungen versehenen Schicht der unter Anspruch 1 und 2 genannten Verbindungen versehen ist.

6. Zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 4 ein Schmelzofen, bei welchem die den Oxydschichten gegenüberliegende Seite möglichst gasdicht abgeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,