DE1282867B - Verfahren zur Herstellung von Ferrophosphorpulver - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2 - 23/08

Nummer: 1282 867

Aktenzeichen: P 12 82 867.0-24 (K 52923)

Anmeldetag: 12. Mai 1964

Auslegetag: 14. November 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von kugelförmigem Eisenlegierungspulver, bei dem die Schmelze mit Hilfe von Dampf, Wasser oder Gas verdüst und das Pulver im Wasserbad abgekühlt wird, auf die Herstellung von Ferrophosphorpulver.

Phosphor reagiert mit Eisen zu definierten chemischen Verbindungen, deren Zusammensetzung den Formeln Fe₃P, Fe₂P und FeP entspricht. Diese als Ferrophosphor bezeichneten Verbindungen sind mit- xo einander sowohl im flüssigen als auch im festen Zustand lückenlos mischbar. Man gewinnt Ferrophosphor in der Hauptsache als Nebenprodukt der elektrothermischen Phosphorherstellung, wobei er als ein Gemisch der obengenannten Verbindungen mit einem Gehalt von etwa 15 bis 28 Gewichtsprozent Phosphor anfällt, welches im wesentlichen aus Fe₂P besteht. In feinteiliger Form wird Ferrophosphor bei metallurgischen Prozessen oder zur Herstellung von Strahlenschutzbeton eingesetzt.

Es ist bekannt, zur Herstellung von feinen Pulvern schmelzflüssige Metalle oder Legierungen mit Hilfe von Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten zu zerstäuben. Insbesondere Eisen oder Eisenlegierungspulver, wie z. B. Ferrosilicium, wurden schon auf diese Weise gewonnen.

Das Versprühen von Schmelzen aus Eisen oder Ferrolegierungen bereitet keinerlei Schwierigkeiten, da sich diese Schmelzen gefahrlos mit Dampf oder Wasser verdüsen und abschrecken lassen.

Im Gegensatz dazu reagieren bekanntlich Ferrophosphorschmelzen mit Wasser explosionsartig. Selbst geringe Gehalte an Ferrophosphor in der Phosphorofenschlacke, d. h. wenn der Ferrophosphor praktisch in großer »Verdünnung« vorliegt, führen beim Granulieren der Phosphorofenschlacke mit Wasser zu heftigen Explosionen.

Aus diesem Grund bestand in der Fachwelt bisher das Vorurteil, Ferrophosphorpulver könne nicht durch Verdüsen gewonnen werden, und man zog es vor, über eine große Anzahl von Verfahrensgängen erstarrte Ferrophosphorschmelzen zu zermahlen.

Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß man das Verfahren zur Herstellung von kugelförmigem Eisenlegierungspulver, bei dem die Schmelze mit Hilfe von Dampf, Wasser oder Gas verdüst und das Pulver im Wasserbad abgekühlt wird, auf die Herstellung von Ferrophosphorpulver dann gefahrlos anwenden kann, wenn die Verdüsung derart geregelt wird, daß das erhaltene Pulver einen Durchmesser von kleiner als 20 mm und mindestens zwei Drittel des Pulvers einen Durchmesser von kleiner als 5 mm aufweist.

Verfahren zur Herstellung von
Ferrophosphorpulver

Anmelder:

Knapsack Aktiengesellschaft,

5030 Hürth-Knapsack

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Heinz Harnisch,
5023 Lövenich;
Dipl.-Chem. Dr. Klaus Frank,
Dipl.-Chem. Dr. Wilfried Gerhardt,
5033 Knapsack

Eine kugelige Oberfläche der Teilchen wird gemäß der Erfindung insbesondere dann erhalten, wenn die Ferrophosphorschmelze Gehalte an Silizium und/oder Bor von größer als etwa 1, vorzugsweise größer als 2 Gewichtsprozent aufweist.

Werden Schmelzen mit einem geringen Gehalt an Silizium eingesetzt, so empfiehlt es sich, diese Schmelzen vorzugsweise mit 75°/oigem Ferrosilizium (75 Gewichtsprozent Si) auf den genannten Si-Gehalt einzustellen.

Zwar ist es bereits bekannt, zum Herstellen von kugelförmigen Eisenlegierungspulvern durch Zerstäuben der geschmolzenen Legierung der Schmelze Bor zuzusetzen, doch war nicht vorhersehbar, daß auch ein Zusatz von Bor zu einer Schmelze einer Verbindung aus Eisen und dem Nichtmetall Phosphor zur Ausbildung von Teilchen mit besonders glatter Oberfläche führt.

Das Verdüsen der Schmelzen kann mit Hilfe von Wasser, Wasserdampf oder eines Gases, wie Luft oder Stickstoff, erfolgen. Die Korngröße der zerstäubten Teilchen hängt bekanntlich von den Zerstäubungsbedingungen ab, wie z. B. von der Art der zum Zerstäuben verwendeten Düse, der Temperatur der Schmelze, des Düsenmundstückes und des Drukkes des Verdüsungsmittels. Sie ist bei einer gegebenen Düse um so kleiner, je größer der Druck ist, mit dem zerstäubt wird. Zerstäubt wird zweckmäßigerweise mit einem Druck von etwa 1 bzw. 1,5 bis 13 atü.

Als Ausgangsmaterial können die bei verschiedenen großtechnischen Verfahren, wie z. B. der elektro-

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thermischen Phosphorproduktion, anfallenden Ferrophosphorschmelzen eingesetzt werden. Dabei werden erneute Einschmelzkosten gespart.

Beispiel _g

Ferrophosphor wurde geschmolzen, die Schmelze verdüst und die erhaltenen Partikeln in einer Wasservorlage aufgefangen. 34,2 Gewichtsprozent dieses Granulats wiesen eine Korngröße über 5,0 mm auf. Bei diesem Versuch ereignete sich eine Explosion.

Wurden die Zerstäubungsbedingungen so geändert, daß mehr als zwei Drittel des verdüsten Produktes eine Korngröße kleiner als 5,0 mm besaßen, traten keine Explosionen mehr ein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von kugelförmigem Eisenlegierungspulver, bei dem die Schmelze mit Hilfe von Dampf, Wasser oder Gas verdüst und das Pulver im Wasserbad ao abgekühlt wird, auf die Herstellung von Ferrophosphorpulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdüsung derart geregelt wird, daß das erhaltene Pulver einen Durchmesser von kleiner als 20 mm und mindestens zwei Drittel des Pulvers einen Durchmesser von kleiner als 5 mm aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze mehr als etwa 1, vorzugsweise mehr als 2 Gewichtsprozent an Si und/oder Bor enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 950422;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1018 705;

Kieff er—Hotop, »Sintereisen und Sinterstahl«, 1948, Springer-Verlag, S. 26 bis 30;

Eisenkolb, »Fortschritt der Pulvermetallurgie«, Bd. 1, 1963, S. 36.

809 637/199 11.68 β Bundesdruckerei Berlin