AT124250B - Eisenloser Induktionsofen zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferro-Silizium. - Google Patents

Description

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  Eisenloser Induktionsofen zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferro-
Silizium. 



   Bei der Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferro-Silizium, war es bisher üblich, das
Eisen zu schmelzen und dann Silizium zur Erzeugung eines siliziumhaltigen Materials, z. B. von Ferro-
Siliziumlegierungen, hinzuzufügen. Dieses Verfahren arbeitet jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da Ferro-Silizium und auch handelsmässig reines Silizium eine   beträchtliche   Menge Kohlenstoff und andere
Verunreinigungen enthalten. Zur Verbesserung dieses Verfahrens ist vorgeschlagen worden, die eine
Komponente in gasförmigem Zustande der bereits geschmolzenen andern Komponente zuzuführen. 



  Hiezu hat man die Legierungskomponenten entweder in nur einer Ofenkammer geschmolzen, in der sich bereits die andern Komponenten in dampfförmigem Zustand befanden, oder man hat alle Legierungsbestandteile gleichzeitig in der einen Ofenkammer erhitzt. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten eisenlosen Induktionsöfen zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferro-Silizium, so auszubilden, dass ein besonders inniges und gutes Durchmischen der Legierungskomponenten erfolgt. Zu diesem Zwecke besitzt der Ofen erfindungsgemäss zwei übereinanderliegende und durch verhältnismässig enge Kanäle miteinander verbundene Kammern. Die untere Kammer dient zur Aufnahme der leichtersehmelzbaren Legierungskomponente und die obere Ofenkammer zur Aufnahme der schwererschmelzbaren Komponente. Durch Einführung der verflüchtigten leichterschmelzbaren Komponente in die noch feste oder flüssige schwererschmelzbare Komponente werden beide miteinander vereinigt.

   Die Temperatur wird so geregelt, dass sie in der unteren Kammer oberhalb des Schmelzpunktes der in ihr befindlichen Legierungskomponente liegt, während die Temperatur in der oberen Kammer etwas unterhalb des Schmelzpunktes der darin befindlichen Legierungskomponente bleibt. 



   In der Zeichnung sind zwei erfindungsgemäss ausgebildete Induktionsöfen dargestellt. Bei der 
Anordnung   nach Big. l ist   2 das Traggestell, das mit Lagern 3 zur Aufnahme von Zapfen 4 versehen ist, die am Ofen angebracht sind. Der eigentliche Ofen besteht aus einem zylindrischen Gehäuse   5,   einem Schmelztiegel 6 und einer Induktionsspule 7, die den Schmelztiegel 6 umgibt. Die Induktions- spule 7 besteht aus einer Anzahl von Windungen eines Leiters und ist mit Klemmen   8,   9 und 10 versehen, die mit dem unteren, mittleren und oberen Teil der Spule verbunden sind. Die Induktionsspule kann hohl sein und einen ovalen Querschnitt haben, um eine Wasserkühlung zu ermöglichen, um das Spulenmaterial auf einer für den sicheren Betrieb geeigneten Temperatur zu halten und einen kleinen Raum einzunehmen.

   Ein Ring 11, dessen innerster Teil vertieft ist, bildet den oberen Teil des Ofens. Der vertiefte Teil des Ringes 11 trägt den Deckel 12. Auf dem Gehäuse sitzt die Kappe 16. In dem inneren Teil des Ofens befindet sich unter dem Schmelztiegel 6 eine Kammer 13, die mit einem Gaszuführungsrohr 14 versehen ist und mit dem Schmelztiegel 6 durch eine durchlochte Platte 21 in Verbindung steht. 



  In die Kammer 13 wird reines Silizium eingebracht, während sich in dem   Sehmelztiegel   6 Eisenabfälle oder zerkleinertes Eisen befinden. In dem Ofen wird durch die mit dem Rohr 19 verbundene Vakuumpumpe ein Vakuum hergestellt. Wenn das Eisen bis fast auf den Schmelzpunkt erhitzt ist, hat das Silizium eine höhere Dampfspannung als der Kohlenstoff und andere nichtmetallische Unreinheiten. 



  Sein Dampf geht dann durch die durchloehte Platte 21 nach oben und wird von dem Eisen absorbiert. 



  Die noch im festen Zustande befindliche Legierung wird dann durch geeignete Vorrichtungen geschmolzen und dadurch die gewünschte reine Legierung erhalten. 

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   Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Herstellung einer Siliziumlegierung, wenn das Metall oder die Legierung, zu der das Silizium hinzugefügt werden soll, sich in geschmolzenem Zustande befindet. Das Metall oder die Legierung wird in den   Schmelztiegel   6 entweder in geschmolzener Form eingebracht oder in dem Ofen selbst geschmolzen. Dann werden Dämpfe einer flÜchtigen Siliziumverbindung, wie Silizium-Wasserstoff oder Halogenverbindungen von Silizium, in die   Kammer-M und   durch die Platte 21 nach oben durch das geschmolzene Material im Tiegel 6 geleitet, das auf der zur Zerlegung der Siliziumverbindung. erforderliehen Temperatur gehalten wird. 



   Die Platte 21 ist mit kapillarartigen Durchbohrungen versehen, die so eng sind, dass das Metall aus der oberen Kammer 6 nicht in die untere Kammer 13 tropfen kann ; ausserdem verhindert das Vakuum in der oberen Kammer ein   Hindurehsiekern   des Metalles nach unten. Wenn Wasserstoff oder andere reduzierende Gase der flüchtigen Siliziumverbindung zugesetzt werden, werden der Wasserstoff und die flüchtige Siliziumverbindung durch die Rohre 14 und 20 in eine   Misehvorrichtung     22   geleitet. Aus der Mischvorrichtung werden sie, gut gemischt, durch das Rohr 23 in die Kammer 13 und von dort durch das geschmolzene Metall geleitet. 



   Der vorliegende Ofen kann auch zur Herstellung von Legierungen aus andern Metallen mit   flüchtigen   Metallen, wie Magnesium oder Aluminium, Verwendung finden. Durch   Anwendung   der   flüchtigen   Chloride von Titan, Vanadium oder Chrom kann man ferner Legierungen von Eisen oder andern Metallen mit diesen Elementen herstellen, die frei von Sauerstoff oder Kohlenstoff sind. Die Legierungen können hiebei in einer Atmosphäre des Chlorids oder anderer flüchtiger Verbindungen dieser Metalle geschmolzen werden.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Eisenloser Induktionsofen zur Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferro-Silizium, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei übereinanderliegende und durch verhältnismässig enge Kanäle miteinander verbundene Kammern besitzt, von denen die untere Kammer zur Aufnahme der leichterschmelzbaren Legierungskomponente und die obere Ofenkammer zur Aufnahme der sehwererse-hmelzbaren Legierungskomponente dient, die durch Einführung der verflüchtigten leiehtersehmelzbaren Komponente in die noch feste oder flüssige sehwerersehmelzbare Komponente vereinigt werden.