DE579694C - Verfahren zur Herstellung von Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Legierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Metalle der 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems der Elemente mit Schmelzpunkten über iooo° (mit Ausnahme von Chrom). Als Ausgangsstoffe dienen bei dem Verfahren einerseits Metalle, anderseits solche Metalloxyde, die durch Wasserstoff reduzierbar sind. Es ist an sich bekannt, daß manche Oxyde durch Wasserstoff reduzierbar sind; doch war bei den bisherigen Reduktionsverfahren Voraussetzung, daß der Wasserstoff praktisch frei von allen Spuren von Wasserdampf ist. Der zur Reduktion verwandte Wasserstoff mußte deshalb beispielsweise durch Ausfrieren in flüssiger Luft von Wasserdampf befreit werden. Dieser Reinigung hatte zuweilen seine Befreiung von Sauerstoff durch Überleiten. des Wasserstoffes über glühendes Platin vorauszugehen. Durch diese Reinigungsverfahren wurde der Reduktionsprozeß erheblich ver-" teuert.
• Es war anderseits bekannt, Erdalkalisalze der den Metallen der Chromgruppe entsprechenden Säuren in Gegenwart von Eisen mit Kohlenstoff zu reduzieren. Gegenüber dieser Arbeitsweise ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch unterschieden, daß als Ausgangsstoff an Stelle von Erdalkalisalzen Oxyde der Metalle der Chromgruppe gewählt werden und daß als Reduktionsmittel nicht Kohlenstoff, sondern Wasserstoff dient.
• Es wurde gefunden, da.ß es möglich ist, die Reduktion von Oxyden. der Metalle der 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems der Elemente, die einen Schmelzpunkt über i ooo° besitzen, mit üblich technisch reinem Wasserstoff vorzunehmen, wenn man gleichzeitig dafür sorgt, daß ein Aufnehmer für das reduzierte Metall vorhanden ist. Unter technisch reinem Wasserstoff ist dabei solcher verstanden, der noch geringe Verunreinigungen durch Wasserdampf sowie evtl. Kohlenoxyd enthält. Die Bezeichnung Aufnehmer soll sagen, daß das reduzierte Metall physikalisch oder chemisch an das als Aufnehmer dienende Metall gebunden wird. Die in Frage kommenden Metalle der 5. und 6. Gruppe des periodischen Systems sind Vanadium, Niobium, Tantal, Molybdän, Wolfram, Uran. Als Aufnehmer kann beispielsweise Nickel oder Eisen oder auch eine Legierung dieser beiden Metalle dienen. Zur Durchführung des Verfahrens ..empfiehlt es sich, auf geschmolzenes Metall, das als Aufnehmer dient, eine Schicht des zu reduzierenden Oxydes zu bringen und über diese einen Wasserstoffstrom zu leiten. Das reduzierte Metall legiert sich dann mit dem ursprünglich eingesetzten als Aufnehmer dienenden Metall, und es resultiert eine Legierung, die frei von Verunreinigungen, insbesondere frei von Kohlenstoff ist.
• Als Beispiel sei die Herstellung einer Molybdän-Nickel-Eisen-Legierungbeschrieben. Man schmilzt dabei z. B. zunächst eine Nickel-Eisen-Legierung entsprechender Zusammensetzung, bringt auf diese eschmolzene Vor-Z, legierung eine Schicht von Molybdänoxyd und setzt dieses Molybdänoxyd der Wirkung von Wasserstoff aus. Dabei wird das Molybdänoxyd zu Molybdän reduziert, und das gewonnene Molybdän wird von dem aus der Nickel-Eisen-Legierung bestehenden Bad aufgenommen.
• Während bei Reduktion von .Metalloxyden ohne Gegenwart :eines Aufnehmers die Reduktion zum Stillstand kommt, sobald der Wasserstoff auch nur kleine Mengen Wasser= dampf aufgenommen hat, geht die Reduktion in Gegenwart des Aufnehmers außerordentlich viel leichter vor sich. Es ist infolgedessen nur in geringerem Maße notwendig, den Wasserstoff umlaufen zu lassen und ihn während des Umlaufens von Wasserdampf zu befreien. Die Befreiung des Wasserstoffs von üb ermäßig großen Mengen Wasserdampf kann !entweder außerhalb des Ofens beispielsweise durch Ausfrieren erfolgen; man kann aber auch das Umpumpen des Wasserstoffes vermeiden, dadurch,. daß man im Ofen selbst an Stellen, die von der Hitze des Reaktionsprozesses selbst nicht getroffen werden, Kühlschlangen anordnet und diese durch durchgeleitete Sole so weit abkühlt, daß der durch die Reaktion gebildete Wasserdampf sich an den Kühlschlangen niederschlägt, vorzugsweise in Form von Eis.
• Nickel und Eisen sind vorstehend lediglich als Beispiele für- den Aufnehmer genannt. Als Aufnehmer kann jedes Metall oder jede Legierung dienen, mit denen sich das. reduzierte Metall seinerseits legieren läßt. Es ist naturgemäß auch möglich, ein Gemisch von Oxyden gleichzeitig zu reduzieren -und somit in das als Aufnehmer dienende Grundmetall gleichzeitig mehrere Bestandteile hineinzureduzieren. Besonders vorteilhaft ist das Ver. fahren zur Herstellung sogenannter Ferrolegierungen, die als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Spezialstählen u. dgl. vielfach verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Legierungen,: insbesondere kohlenstofffreier LekieYungen, die Metalle der 5. und -6. "Gruppe dies periodischen Systems der Elemente mit Schmelzpunkten über iooo° enthalten (mit Ausnahme von Chrom), dadurch gekennzeichnet, daß die Oxyde der betreffenden Metalle durch technisch reinen Wasserstoff reduziert werden in Gegenwart eines metallischen Stoffes, der die bei der Reduktion gebildeten Metalle physikalisch oder chemisch an sich bindet. 2: Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxyde in Gegenwart eines Metalls der Eisengruppe reduziert werden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein geschmolzenes Metall oder auf eine geschmolzene Vorlegierung eine Schicht aus Oxyden von Metallen der 5. oder 6. Gruppe des periodischen Systems der Elemente mit einem Schmelzpunkt über i ooo° aufgebracht -und diese Oxyde der Einwirkung von Wasserstoff ausgesetzt werden. q.. Verfahren zum Abscheiden des bei dem Verfahren nach Anspruch i bis. 3 entstehenden Wasserdampfes, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Reduktion der Oxyde entstehende Wasserdampf im Reaktionsgefäß selbst ausgefroren wird.