AT164001B - Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern, insbesondere Eisenpulver - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Metallpulver, insbesondere Eisenpulver 
Es ist bekannt, aus Feinerzen oder Walzsinter, Hammerschlag, Ofenzunder und gemahlenen Oxyden oder sonstigen Metallverbindungen durch Reduktion Metallschwamm, z. B. Eisenschwamm, zu erzeugen, der mit oder ohne nachfolgende weitere Zerkleinerung ein Metallpulver abgibt, das zur Anfertigung von Sintermetall, z. B. 



  Sintereisen oder anderer gesinterter Metalle und Metallegierungen verwendet werden kann. So kann man z. B. aus Feinerzen, Walzsinter oder Hammerschlag zweckmässig nach entsprechender Reinigung, z. B. durch Magnetscheidung, nach Mischung mit   Kohlenstoffträgern,   wie Holzkohle, Kokspulver, Russ, Kohle u. dgl. oder durch reduzierende Gase, wie Wasserstoff, Kohlenoxyd, Generatorgas, Leuchtgas, Koksofengas u. dgl. einen Eisenschwamm gewinnen, der sich für die Zwecke der Metallkeramik vorzüglich eignet. Dies setzt voraus, dass das Ausgangsprodukt in sehr reinem Zustand vorliegt oder aber vorher oder nachher genügend gereinigt werden kann. Auch ist es notwendig, ein solches Ausgangsmaterial in grosser Menge zur Verfügung zu haben, was grosse Reinigungsanlagen erfordert. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von   Metallpulvem,   insbesondere von Eisenpulver, durch Oxydieren von metallischen bzw. metallhaltigen Abfallstoffen und darauffolgende Reduktion. Bei dem bekannten Verfahren dieser Art werden die Abfallstoffe zwecks weitgehender Entkohlung oxydierend niedergeschmolzen, sodann durch Zerstäubung od. dgl. gepulvert, hierauf durch Rösten in Eisenoxyd verwandelt und schliesslich zu Eisenschwamm reduziert. Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass die Oxydation des geschmolzenen oder groben und festen Materials in einem Arbeitsgang mit soviel Sauerstoff durchgeführt wird, dass die Metalle nachher weitgehend als Oxyde vorliegen, worauf das Produkt gepulvert und reduziert wird.

   Während somit beim bekannten Verfahren das feste Eisenpulver oxydiert wird, wird beim er-   findungsgemässen   Verfahren die Oxydation bereits im Ofen durchgeführt, so dass der Vorgang durch Herabsetzung der Verfahrenstufen erheblich vereinfacht und verbilligt wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass der Wärmebedarf des 
Ofens niedriger ist, da die Bildungswärme des Eisenoxyds nutzbringend verwertet wird. 



   Auf diese Weise wird, ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von grossen Mengen Metallpulver von der erforderlichen Reinheit geschaffen. Als Abfallstoffe können Schrott, Alteisen,   Blech-oder Drahtabfälle,   Schöpfe von Walzmaterial, Drehspäne usw. verwendet werden, wobei stark metallhaltige Schlacken, wie   Schweiss-und Tiefofenschlacken,   Sinter, Abbrände, Erze u. dgl. zugesetzt werden können. Solche Zusätze wird man selbstverständlich in solchen Grenzen halten, dass die durch sie eingebrachten Verunreinigungen, insbesondere Schlackenbildner genügend geringfügig sind bzw. leicht von der Metallschmelze abgetrennt werden können. Es wird eine Schmelze von grosser Reinheit erhalten, die in der Hauptsache aus Metall und Sauerstoff besteht. 



   In manchen Fällen ist es zweckmässig, diese Schmelze einer oxydischen Ofenatmosphäre oder mit Sauerstoff angereicherter Luft oder reinem Sauerstoff auszusetzen. Es ist dies jedoch nicht immer notwendig, insbesondere wenn die gewonnene Schmelze nach Abkühlung und Erstarrung spröde genug ist, um leicht zerkleinert werden zu können. Die Schmelze kann sodann entweder in einem Wasserstrom oder in einem Flüssigkeitsbehälter oder im Wasserbad eingegossen und auf diese Weise zerkleinert werden, oder es können nach Bedarf beliebige Mengen der Schmelze herausgeschöpft und in den Flüssigkeitsstrom bzw. in das Wasserbad entleert werden. Man kann die Schmelze aber auch nach Abgiessen oder Abschöpfen in Beeten erstarren lassen und sie sodann zerkleinern.

   Infolge der zumeist vorhandenen Sprödigkeit bereitet dies keine grossen Schwierigkeiten und man gewinnt auf diese Weise ein sehr reines Ausgangsprodukt für die Sintermetallerzeugung. 



   Die gleichen Rohstoffe, wie Schrott, Drehspäne u. dgl. kann man auch, ohne sie zu schmelzen, im Flamm-,   Glüh-,   Wärmeofen u. dgl. einer oxydierenden Einwirkung aussetzen, z. B. mit sehr viel Sauerstoffüberschuss oder mit Sauerstoff allein oder mit Sauerstoff angereicherter Luft. In diesem Falle braucht eine Verflüssigung nicht 

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 zu erfolgen, sondern nur eine Überführung der Abfallstoffe in eine spröde Form, deren Zerkleinerung sodann keine erheblichen Schwierigkeiten macht. So kann man auch die bekannten Drehspäneöfen für diesen Zweck heranziehen. 



  Die so gewonnenen Oxyde werden hierauf zerkleinert und können leicht in Pulverform gebracht werden. 



   Die Reduktion kann nun so erfolgen, wie sie bei der üblichen Verwendung von Erzschlich oder Walzsinter bekannt ist. Beispielsweise kann man den erforderlichen Gehalt an Kohlenstoff z. B. in Form von Holzkohle, Koks, Kohle, Anthrazit, Russ oder Graphit möglichst in Pulverform beimischen und dann glühen. Der nun anfallende Schwamm ist ausserordentlich rein und ergibt ein ausgezeichnetes Ausgangsmaterial für die   Sintermetallurgie.   



   Man kann auch durch eine Verwendung von
Abfallstoffen, Schrott, Blechabfällen, Walzenden u. dgl. verschiedener Metalle und Legierungen ein Gemisch von Oxyden verschiedener Metalle erzeugen, die dann durch Reduktion vom Sauer- stoffgehalt befreit werden können. Auch die Gas- reduktion ist neben der direkten Reduktion durch
Kohlenstoff möglich, oder es können beide neben- einander erfolgen. So ist auch die Reduktion durch Wasserstoff entweder allein oder im Gemisch mit anderen reduzierenden Gasen, wie Kohlen- oxyd, Generator-, Misch-, Wassergas, Leuchtoder Koksgas und anderen Gemengen von
Kohlenwasserstoffen mit Wasserstoff und Kohlenoxyd in an sich bekannter Art möglich. Namentlich bei der Verwendung von Legierungen, wie z.

   B. von Eisen mit Chrom, Mangan, Vanadium, Wolfram, Molybdän, Nickel oder von Legierungen dieser Metalle allein ist die Verwendung von Wasserstoff günstig. 



   Beispiel : Eisenschrott, Späne, Draht-und Blechabfälle, Alteisen, Schöpfe u. dgl. werden in einem Siemens-Martinofen niedergeschmolzen, wobei man zweckmässig eine möglichst sauerstoffreiche Flamme einhält. Die gewonnene Schmelze wird sodann abgegossen und entweder aus der Pfanne oder direkt oder über Trichter in einen kräftigen Wasserstrom geleitet, wobei man in den Trichter Düsen von entsprechend kleinem Durchmesser in bekannter Art einsetzt, damit Explosionen bei der Wasserberührung vermieden werden. Das nasse Pulver bzw. die gebildeten Granalien werden ausgeschöpft oder ausgehoben und nach Trocknung, gegebenenfalls nach Mahlung mit Holzkohlenpulver gut durchmischt und nötigenfalls unter Schutzgas bei entsprechender Temperatur geglüht.

   Nach Zerkleinerung des Schwammes ist ein sehr gut geeignetes Eisenpulver vorhanden. 
Statt des Siemens-Martin-Ofens kann man auch
Elektroöfen verwenden, wenn es sich um grössere
Reinheit handelt, wodurch man allerdings eine weniger günstige oxydierende Ofenatmosphäre und einen höheren Elektrodenabbrand in Kauf nehmen muss, sofeme man nicht Hoch-oder Nieder-   frequenzöfen   zur Verfügung (hat und eine ent- sprechende Wirbelstrombildung gewährleistet ist. 



   Auch Bessemer-, Klein Bessemer-oder Thomasbirnen können u. a. für die Niederschmelzung geeignet sein, insbesondere wenn man entsprechend mit Sauerstoff angereicherte Luft zur Verfügung hat. 



   Will man direkte Wasserberührung vermeiden, so ist es möglich, die Schmelze auf Masselbeete od. dgl. auszugiessen und dort zur Erstarrung zu bringen. Die Zerkleinerung dieser Kuchen kann dann in Steinbrechern, Kollergängen oder Mühlen erfolgen, worauf die Reduktion durch Kohlenstoff, Wasserstoff oder ähnlich wirkende Stoffe erfolgen kann. 



   Bei der Herstellung fester Oxyde nach Erstarrung der Schmelze im Ofen oder durch ledigliche Verbrennung des Einsatzes, ohne ihn niederzuschmelzen, ist die Herstellung des Oxydpulvers nach Abkühlung sehr einfach in Kollergängen oder Mühlen möglich. 



   In jedem dieser Fälle kann man ein sehr reines Produkt gewinnen aus Stoffen, die überaus reichlich und in genügender Reinheit zu verhältnismässig geringem Preis zur Verfügung stehen und keiner Reinigung bedürfen. Sind dennoch unerwünschte Stoffe vorhanden, wie Kieselsäure, Phosphor, Schwefel oder Kohlenstoff, so können sie durch die vor sich gehende Oxydation, durch Verschlackung und getrenntes Abgiessen oder durch Abschöpfen vom   übrigen   Metalloxydbad abgetrennt werden. Auf diese Art ist auch eine Raffination möglich, so dass man die Reinheit des Bades auf eine hohe Stufe bringen kann. Auch das Reinigen der zerkleinerten Schmelze, z. B. durch Setzmaschinen, Sichtung, Nass-oder Trockenwäsche oder Flotation ist durchführbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern, insbesondere von Eisenpulver, durch Oxydieren von metallischen bzw. metallhaltigen Abfallstoffen und darauffolgende Reduktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation des ge- schmolzenen oder groben und festen Materials. in einem Arbeitsgang mit so viel Sauerstoff durchgeführt wird, dass die Metalle nachher weitgehend als Oxyde vorliegen, worauf das Produkt gepulvert und reduziert wird.