Verfahren zur Raffinierung von Erzeugnissen aus ll1etallen und Legierungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Raffinierung von. Halb- und Fertigerzeugnis sen aus Metallen undLegierungen, insbeson dere von Eisen und Stahl wie zum Beispiel Platinen, Blechen, Bandeisen, Draht und der gleichen, zu dem Zwecke, die Erzeugnisse ohne Schmelzen derselben ganz oder zum, Teil von Verunreinigungen wie Schwefel, Phos phor usw. zu befreien.
Der Erfindung gemäss werden die Erzeug nisse aus, Metallen oder Legierungen in Was serstoff oder einem Wasserstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur erhitzt, die, wenn Eisen und Stahl in Frage kommen, vorzugs weise zwischen<B>800'</B> und 1400' liegt. Hier bei entstehen flüchtige Wasserstoffverbin dungen, H,8, PH3 usw., der in der Eisen- und Stahlmaterialien anwesenden verunrei nigenden Elemente.
Der Erfindung gemäss er folgt die Erhitzung der Erzeugnisse in der wasserstoffhaltigen Atmosphäre in der Ge genwart von Stoffen, die die gebildeten Was serstoffverbindungen binden. Als solche Stoffe können Oxyde der Erdalkalimetalle verwendet werden.
Auch freie Elemente wie Aluminium, Calcium oder Silizium oder Ver- bindungen bezw. Legierungen wie Alumi- niumsilizid, Calciumsilizid können Verwen dung finden, da letztere Stoffe H20, HZS, HOP, CO und .etwa gebildete Kohlenwasser stoffverbindungen zersetzen und bei dieser Zersetzung entstandenen Sauerstoff, Schwe fel und Phosphor binden.
Die für die Raffi- nierung benutzten Stoffe können in Gestalt von Pulver zwischen den zu raffinierenden Erzeugnissen angebracht sein, so dass letz tere in unmittelbarer Berührung mit den Zu satzstoffen sind.
In vielen Fällen ist es zweckdienlich, . gleichzeitig sowohl Oxyde der Erd.alkalime- talle, als, auch die genannten freien Elemente zu verwenden. Auch in diesem Falle können die Zusatzstoffe als pulveriges Gemisch an gewandt werden, das die zu raffinierenden Erzeugnisse umgibt.
Es kann aber auch die Einrichtung getroffen werden, dass nur die Oxyde der Erdalkalimetalle in unmittelbarer Berührung mit den zu raffinierenden Er zeugnissen sind, während die freien) Elemente oder Legierungen davon getrennt an beson derer Stelle in der der Raffinierung dienen den wasserstoffhaltigen Atmosphäre ange- bracht werden.
Dabei können die als Zusätze benutzten Metalle oder Legierungen, Al, Ca, hlg, Si, AlSi, CaSi in Form von Pulver be nutzt werden, dem gewünschtenfalls Erd- alkalioxyde zugemischt sein können, oder aber die Metalle und Legierungen können in Gestalt von aus den pulverigen Zusatzstoffen mit einem geeigneten feuerfesten Material a.ls Grundmasse hergestellten Briketts ange wandt werden.
In besonderen Fällen kann bei der Er hitzung in dem wasserstoffhaltigen Gas neben den Erdalkalioxyden bezw. den Metallen oder Legierungen zweckmässig etwas fester Koh lenstoff zugegeben werden.
Durch die oben angegebene Behandlung kann nicht allein der in den Eisen- und Stahl erzeugnissen enthaltene Schwefel und Phos phor entfernt werden, sondern an der Ober fläche der Erzeugnisse vorhandener Rost, Glühspan und dergleichen werden zu Eisen reduziert und dadurch, beseitigt.
Die Vorteile des Verfahrens bestehen darin, da.ss die Einwirkung der wasserstoffhalti gen Atmosphäre auf die Erzeugnisse nicht durch Anhäufung von flüchtigen Reaktions produkten im Behandlungsgase zum Still stand kommt, da die Produkte, in dem Masse als sie entstehen, zersetzt werden, jedenfalls zum allergrössten Teil. Infolgedessen kann die Raffinierung durch sehr viel geringere Mengen Wasserstoff bewerkstelligt werden, als ohne die genannten Zusätze für Zersetzung der aus den Verunreinigungen gebildeten flüchtigen Verbindungen und Bindung des dabei freigemachten Schwefels, Phosphors und Sauerstoffes möglich wäre.
Das Verfahren .gestattet, die Reinigung beispielsweise von Eisen- und Stahlerzeug nissen in- der ruhenden wasserstoffhaltigen Gasatmosphäre oder jedenfalls durch einen sehr langsamen Strom des wasserstoffhalti gen Gases auszuführen, das dabei in Um lauf geleitet und jeweils von etwaigen Re sten flüchtiger Schwefel-, Phosphor- und an dern Verbindungen befreit werden kann.
Die für die Erhitzung der Eisen- und Stahlerzeugnisse erforderliche Wärme kann durch Erhitzen des umlaufenden wasserstoff haltigen Behandlungsgases oder durch beson dere Erhitzung der zu raffinierenden Erzeug nisse oder gegebenenfalls gleichzeitig auf beiderlei Art zugeführt werden. Die in der abgehenden Besehickung bezw. in dem ab gehenden Gas noch vorhandene Wärme kann zur Erhitzung des eingehenden Gases oder der neuen Beschickung verwendet werden.
Die oben beschriebene Raffinierung von Metallen und Legierungen, insbesondere von Eisen und Stahl, kann mit einer Wärmebe handlung der Erzeugnivse verbunden werden, welche vor, während oder nach der R,affinie- rung stattfinden kann.
Die Wärmebehand lung wird als ein Ausglühen der zu behan- Jelnden oder der behandelten Eisen- und Stahlerzeugnisse in Stickstoff oder einem an idern neutralen Gas bezw. in einer reduzie renden Atmospllä.re, vorzugsweise bei einüm unterhalb des gewöhnlichen Luftdruckes lie genden Druck ausgeführt. Durch diese Be handlung wird v nn den Erzeugnissen etwa absorbierter @\'asserstoff entfernt,
sowie die Wirkungen einer etwaigen vorhergehenden Überhitzung der Erzeugnisse aufgehoben. Bei dieser Erhitzung der Eisen- und Stahlerzeug nisse können diese einer langsamen und ge regelten Abkühlung unterworfen werden, um .den Erzeugnissen bestimmte Eigenschaften zu erteilen.
Process for the refining of products made from llmetals and alloys. The invention relates to a method for refining. Semi-finished and finished products made of metals and alloys, in particular of iron and steel, such as blanks, sheet metal, steel straps, wire and the like, for the purpose of removing the products entirely or partially from impurities such as sulfur, phosphorus without melting them etc. to free.
According to the invention, the products made of metals or alloys are heated in hydrogen or a hydrogen-containing gas at a temperature which, if iron and steel are used, preferably between 800 'and 1400' lies. This creates volatile hydrogen compounds, H, 8, PH3, etc., the contaminating elements present in the iron and steel materials.
According to the invention, the products are heated in the hydrogen-containing atmosphere in the presence of substances which bind the hydrogen compounds formed. Oxides of the alkaline earth metals can be used as such substances.
Free elements such as aluminum, calcium or silicon or compounds or compounds. Alloys such as aluminum silicide and calcium silicide can be used, as the latter substances decompose H20, HZS, HOP, CO and any hydrocarbon compounds formed and bind oxygen, sulfur and phosphorus formed during this decomposition.
The substances used for refining can be placed in the form of powder between the products to be refined so that the latter are in direct contact with the additives.
In many cases it is useful to. to use both oxides of the alkaline earth metals and the free elements mentioned at the same time. In this case, too, the additives can be used as a powdery mixture that surrounds the products to be refined.
However, it can also be arranged that only the oxides of the alkaline earth metals are in direct contact with the products to be refined, while the free) elements or alloys are attached separately to the hydrogen-containing atmosphere in a special place where they are used for refining will.
The metals or alloys used as additives, Al, Ca, hlg, Si, AlSi, CaSi can be used in the form of powder, to which, if desired, alkaline earth oxides can be admixed, or the metals and alloys can be in the form of from powdery additives can be used with a suitable refractory material as briquettes made as a base.
In special cases, when it is heated in the hydrogen-containing gas in addition to the alkaline earth oxides or. It is advisable to add some solid carbon to the metals or alloys.
By the treatment mentioned above, not only the sulfur and phosphorus contained in the iron and steel products can be removed, but rust, annealing chips and the like present on the surface of the products are reduced to iron and thereby eliminated.
The advantages of the process are that the action of the hydrogen-containing atmosphere on the products does not come to a standstill due to the accumulation of volatile reaction products in the treatment gases, since the products are decomposed to the extent that they are formed, at least to the greatest possible extent Part. As a result, the refining can be accomplished with much smaller amounts of hydrogen than would be possible without the additives mentioned for the decomposition of the volatile compounds formed from the impurities and binding of the sulfur, phosphorus and oxygen released in the process.
The method allows cleaning of iron and steel products, for example, in the stationary hydrogen-containing gas atmosphere or at least by means of a very slow flow of the hydrogen-containing gas, which circulates and removes any residual volatile sulfur and phosphorus - and can be released at other connections.
The heat required for heating the iron and steel products can be supplied by heating the circulating hydrogen-containing treatment gas or by special heating of the products to be refined, or possibly simultaneously in both ways. The respectively in the outgoing inspection. Any heat remaining in the outgoing gas can be used to heat the incoming gas or the new charge.
The above-described refining of metals and alloys, especially iron and steel, can be combined with heat treatment of the products, which can take place before, during or after refining.
The heat treatment is as an annealing of the treated or treated iron and steel products in nitrogen or a neutral gas to idern respectively. carried out in a reducing atmosphere, preferably at a pressure below the normal air pressure. This treatment removes any hydrogen absorbed from the products,
as well as the effects of any previous overheating of the products. When iron and steel products are heated in this way, they can be subjected to slow, controlled cooling in order to give the products certain properties.