DE579694C

DE579694C - Process for the production of alloys

Info

Publication number: DE579694C
Application number: DEH129197D
Authority: DE
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1931-02-28
Filing date: 1931-02-28
Publication date: 1933-06-29

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.Method of making alloys The invention relates to a Process for the manufacture of alloys of metals of the 5th and 6th groups of the periodic System of elements with melting points above 100 ° (with the exception of chromium). as Starting materials are used in the process on the one hand metals, on the other hand such metal oxides, which are reducible by hydrogen. It is known per se that some oxides are reducible by hydrogen; but was with the previous reduction processes Prerequisite that the hydrogen is practically free of all traces of water vapor is. The hydrogen used for reduction therefore had to go through, for example Freezing out in liquid air can be freed from water vapor. This cleaning had sometimes its release of oxygen by passing it over. of hydrogen over glowing platinum precede. Through this purification process, the reduction process became considerably more expensive.

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.On the other hand, it was known to be alkaline earth salts of the metals of the chromium group to reduce corresponding acids in the presence of iron with carbon. Opposite to this mode of operation, the method according to the invention is distinguished by that as a starting material, instead of alkaline earth salts, oxides of the metals of the chromium group be chosen and that the reducing agent is not carbon but hydrogen serves.

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.It has been found that it is possible to reduce oxides. of the metals of the 5th and 6th group of the periodic table of the elements, the one Have a melting point of over 100 °, to be carried out with the usual technically pure hydrogen, if at the same time it is ensured that a sensor for the reduced metal is available is. Technically pure hydrogen is understood to be hydrogen that is still low Contains contamination by water vapor and possibly carbon oxide. The designation Transducer should say that the reduced metal is physically or chemically bound to the serving as a transducer metal is bound. The eligible metals of the 5th and 6th group of the periodic table are vanadium, niobium, tantalum, molybdenum, Tungsten, uranium. For example, nickel or iron or also a Alloy these two metals are used. To carry out the procedure .. recommends it is, on molten metal, which serves as a sensor, a layer of the too to bring reducing oxide and to conduct a stream of hydrogen over this. The reduced metal is then alloyed with the one originally used as a transducer serving metal, and the result is an alloy that is free of impurities, in particular is free of carbon.

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.The production of a molybdenum-nickel-iron alloy is described as an example. One melts it z. B. initially a nickel-iron alloy of the appropriate composition, brings to this melted Vor-Z, alloy a layer of molybdenum oxide and exposes this molybdenum oxide to the action of hydrogen. Thereby the molybdenum oxide becomes reduced to molybdenum, and the molybdenum recovered is made up of that from the nickel-iron alloy existing bathroom added.

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.Whereas with the reduction of metal oxides without the presence: a transducer the reduction comes to a standstill as soon as the hydrogen is even small Has absorbed water = vapor, the reduction is extraordinary in the presence of the absorber much easier in front of you. As a result, it is only necessary to a lesser extent to use the To circulate hydrogen and to circulate it while steam is circulating to free. The liberation of the hydrogen from excessively large amounts of water vapor can either be done outside the oven, for example by freezing out; man but can also avoid pumping the hydrogen, thereby. that one in the oven even in places not hit by the heat of the reaction process itself are arranged, cooling coils are arranged and these are cooled down by the brine that is passed through that the water vapor formed by the reaction is deposited on the cooling coils, preferably in the form of ice.

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.Nickel and iron are only given as examples above Called transducer. Any metal or alloy can serve as a transducer, with which the reduced metal in turn can be alloyed. It is natural too possible to reduce a mixture of oxides at the same time - and thus in the as Sensor serving base metal to reduce several components at the same time. The Ver. drive to the production of so-called ferro-alloys, as a starting material for the production of special steels and the like in many cases be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of alloys: in particular carbon-free LekieYungen, the metals of the 5th and 6th centuries "Group this periodic System of elements with melting points above iooo ° (with the exception of chromium), characterized in that the oxides of the metals concerned by technically pure Hydrogen can be reduced in the presence of a metallic substance, which at physically or chemically binds metals formed during reduction. 2: procedure according to claim i, characterized in that the oxides in the presence of a metal the iron group can be reduced. 3. The method according to claim i, characterized in that that on a molten metal or on a molten master alloy a layer from oxides of metals of the 5th or 6th group of the periodic table of elements Applied with a melting point above 100 ° - and these oxides of the action of Exposed to hydrogen. q .. method of depositing the in the process according to claim i to. 3 resulting water vapor, characterized in that the The water vapor produced by the reduction of the oxides is frozen out in the reaction vessel itself will.