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In elektrischen Ofen werden feuerfeste Materialien, wie Oxyde, mit Kohlenstoff geschmolzen, um reines Metall oder Metallkarbid und dergl. zu erhalten. Das Oxyd wird dabei in seine Elemente, nämlich Metall und Sauerstoff, durch die Wirkung des Stromes im heissesten Teile des Ofens zerlegt, wird aber, bis es diesen Teil erreicht hat, nicht ver- ändert ; der Kohlenstoff jedoch wird bei der hohen Temperatur im Ofen zum Teil in Kohlenmonoxyd und-Dioxyd verwandelte ehe er auf die Metallverbindung einwirkt und ehe das Metall vom Sauerstoff getrennt ist ; ein anderer Teil des, Kohlenstoffs geht verloren.. Die Kosten für den Kohlenstoff 'machen den grössten Teil der Gesamtkosten des Produktes aus und es erscheint daher sehr nützlich, den Kolllenstoffverbrauch herabzusetzen.
Um diesen Zweck zu erreichen, wird gemäss vorliegender Erfindung der Kohlenstoff der Beschickung mit einer Mischung von feuerfestem Material überzogen, welches für die verschiedenen, auf elektrometallurgischem Wege herzustellenden Erzeugnisse verschieden ist und es wird nur eine solche Menge von Kohlenstoff verwendet, welche zur Bildung des Produktes unbedingt nötig ist.
Geht man in der üblichen Weise vor, so wird eine Mischung au", Kohlenstoff (metallurgischer Koks, Anthracit, Retortenkoks oder Kohlenstoff in anderer Form) mit einem Oxyd (Siliciumdioxyd oder Oxyd von Erdalkalimetallen u. s. f. ) in den Ofell eingehracht und es erfolgen dann die metallurgischen Reaktionen in nachstehender Reihenfolge :
1. Zerlegung des Oxydes (z. B. Kalk Ca 0 wird zerlegt in Ca und 0).
2. In der Zone, wo die höchste Temperatur herrscht, verbindet sich das Metall mit einem Teil des Kohlenstoffes der Mischung untor Bildung des Metallkarbides (z. B. Kalzium- kurbid G ; Cg, SHicinmkarbid C).
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Oxydationsmittel in Berührung kommt (offene Öfen) ; es bleibt aber unverändert, wenn der ganze Ofen hohe Temperatur aufweist und wenn es der Einwirkung der Luft oder eines sonstigen Oxydationsmitteis entzogen ist (geschlossene Öfen).
Bei Herstellung von Karbiden ist die verwendete (ohlenstoffmeuge der Mischung
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Das vorliegende Verfahren besteht darin, dass l. der Kohlenstoff des Gemenges mit einer feuerfesten Substanz überzogen wird, 2. in das Gemenge nur soviel Kohlenstoff eingeführt wird, als zur Karbidbildung
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einen elektrischen Ofen eingebracht. Das Verfahren hat auch den Vortei!, die Mischung isolierend zu machen, so dass verhindert wird, dass der Strom in nutzloser und manchmal schädlicher Weise in dem Ofen vergeudet wird.
Wird ein Metall anstatt als Oxyd in Form des Karbonates in den Ofen eingeführt, so wird letzteres, ehe es die Reaktionszone erreicht, in Oxyd verwandült-und der Vorgang bleibt derselbe.
Wendet man das vorliegende Verfahren z. B. auf die Erzeugung von Kalziumkarbid an, so wird ein Gemenge aus 24 Gewichtsteilen von mit gelöschtem Kalk überzogenem Kohlenstoff und 56 Gewichtsteilen Katziumoxyd, d. i. 43 Teile Kohlenstoff auf 100 Teile Kalk, in den Ofen eingeführt. Diese Menge von mit Kalk zu mischendem Kohlenstoff ent- spricht der Gleichung :
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Bis jetzt glaubte man, die chemische Reaktion sei : CaO+3C=CaC2+CO. Die Untersuchungen des Erfinders ergaben, dass die Reaktionen in nachstehender Reihen- folge stattfinden :
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Tatsächlich entweichen Sauerstoff, Kohlenmonoxyd und-dioxyd aus dem elektrischen Ofen. Die erste Reaktion findet im heissesten Teile des elektrischen Ofens statt, die zweite im heissen und die dritte in dem am wenigsten heissen Teile.
Wenn der Kohlenstoff des Gemenges mit gelöschtem Kalk überzogen wird, so kann die zweite und dritte Reaktion nicht stattfinden und die Mengenverhältnisse der. Mischungsbestandteile sind dann entsprechend der ersten der drei obenstehenden Gleichungen zu berechnen. Wird das Verfahren auf die Erzeugung von Karborundum angewendet, so ist die Menge der Ausgangsmaterialien aus der Gleichung :
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zn berechnen.
Vorliegende Erfindung ist auch auf das direkte Verfahren zur. Erzeugung voll Cyan- amidsalzen vermittels Kohlenstoff, Kalk und Stickstoff anwendbar. In diesem Falle ist die Gewichtsmenge an Kohlenstoff, wenn man denselben mit Kalk überzogen anwendet, die Hälfte des Gewichtes an Kohlenstoff, welche nötig ist, um Kalziumcyanamid nach den gewöhnlichen Verfahren, z. B. nach dem im amerikanischen Patent No. 757185 beschriebenen, herzustellen. Die Gewichtsmenge an Kohlenstoff, welche in die Mischung einzuführen ist, wenn man nach dem neuen Verfahren arbeitet, ergibt sich aus der Gleichung :
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Auf diese Weise wird also im Ofen Sauerstoff frei.
Ist der Ofen ohne Elektroden oder bestehen die Elektroden aus einem von Sauerstoff nicht angreifbaren Stoff, so kann das Verfahren direkt angewendet werden, während, wenn die Elektroden durch Sauerstoff angreifbar sind, sie mit demselben feuerfesten Material überzogen werden, welches zum Überziehen des Kohlenstoffes des Reaktionsgemisches verwendet wird, oder man lässt eine Öffnung für den Sauerstoff, indem man z. B. das Abstichloch von Schmelzöfen offen lässt. Der starke Druck, welcher in dem Tiegel des Ofens herrscht, gestattet dem Sauerstoff, rasch zu entweichen, sobald die Auslassöffnung offen ist : das Abziehen des Sauerstoffes kann übrigens auch durch Saugen erleichtert worden.