DE1508423B2 - Process for the production of protective gas for metallurgical purposes - Google Patents

Process for the production of protective gas for metallurgical purposes

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DE1508423B2 DE19661508423 DE1508423A DE1508423B2 DE 1508423 B2 DE1508423 B2 DE 1508423B2 DE 19661508423 DE19661508423 DE 19661508423 DE 1508423 A DE1508423 A DE 1508423A DE 1508423 B2 DE1508423 B2 DE 1508423B2
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Klaus Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Baumgärtner
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Messer Griesheim GmbH, 6OOO Frankfurt
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    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/14Production of inert gas mixtures; Use of inert gases in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- und unter Druck stehendem Argon oder StickstoffThe invention relates to a method for pressurized argon or nitrogen Stellung von Schutzgas für metallurgische Zwecke eingeleitet, wobei die Gase dann in dem flüssigenPosition of protective gas for metallurgical purposes, the gases then being introduced into the liquid aus Argon und/oder Stickstoff und reduzierenden Argon oder in dem Stickstoff in Lösung gehen. Esfrom argon and / or nitrogen and reducing argon or in which nitrogen goes into solution. It Gasen, insbesondere zur Verhinderung von Sauer- hat sich gezeigt, daß beispielsweise bei einem DruckGases, in particular to prevent acid, it has been shown that, for example, with a pressure stoffzutritt zu flüssigen Metallschmelzen oder hoch- 5 von 15 atü etwa 3 % Wasserstoff in Flüssig-Argonsubstance access to liquid metal melts or high 5 of 15 atmospheres approx. 3% hydrogen in liquid argon erhitzten Metallen. Das Schutzgas kommt haupt- löslich sind.heated metals. The protective gas comes out mainly soluble. sächlich beim Glühen von Blechen, Bändern, Rohren, Bei Entnahme des Schutzgases aus der FlüssigzoneMainly when annealing sheet metal, strips, pipes, when removing the protective gas from the liquid zone Halbzeug u. dgl. sowie beim Schweißen und Löten des Druckbehälters sinkt der Druck entsprechend derSemi-finished products and the like, as well as during welding and soldering of the pressure vessel, the pressure drops accordingly von metallischen Werkstücken zur Anwendung. Entnahme ab, und dadurch läßt auch die Löslichkeitof metallic workpieces for use. Removal from, and thereby also the solubility Für diesen Zweck wird bereits ein sogenanntes ίο des Wasserstoffs, Kohlenmonoxyds od. dgl. nach. »Formiergas« verwendet, das aus einem Gemisch Schwankungen des Drucks über der Flüssigkeit von Stickstoff und Wasserstoff besteht. Der Wasser- führen zur Entmischung analog den bei der Destillastoff hat dabei die Aufgabe, den eventuell in der tion von Zweistoffgemischen bekannten Vorgängen, Umgebung des erhitzten bzw. flüssigen Metalls vor- wenn sie aus Komponenten mit stark unterschiedhandenen Sauerstoff zu binden und die Entstehung 15 liehen Siedepunkten bestehen. Erzwingt man davon Oxyden in der Schlacke oder im Metall zu ver- gegen, wie es in vorteilhafter Weiterbildung der Erhindern. Das bekannte Formiergas wird in Stahl- findung vorgesehen ist, Druckkonstanz über ein einflaschen angeliefert, was bei größerem Verbrauch gestelltes Reduzierventil, an das eine kleine Hocheinen verhältnismäßig großen Transportaufwand er- drackflasche, die mit der leichtersiedenden Eompogibt und wegen des Ballastgewichtes der Hochdruck- 20 nente, z. B. Wasserstoff, gefüllt ist, angeschlossen Stahlflaschen erhebliche Investitionen erfordert. wird, so bleibt auch der Gehalt an Wasserstoff imFor this purpose, a so-called ίο of hydrogen, carbon monoxide or the like is already used. "Forming gas" is used, which is made up of a mixture of fluctuations in the pressure above the liquid consists of nitrogen and hydrogen. The water lead to segregation analogous to the distillate material has the task of dealing with the processes possibly known in the tion of two-substance mixtures, Surroundings of the heated or liquid metal, if they consist of components with very different hands To bind oxygen and the emergence of 15 borrowed boiling points exist. Forcing one out of it To oppose oxides in the slag or in the metal, as it is in an advantageous further development of the hinder. The well-known forming gas is provided in steel, the pressure is constant over a bottle delivered, which is a reducing valve placed at higher consumption, to which a small high line Relatively high transport costs, which are associated with the lower-boiling Eompo and because of the ballast weight of the high pressure 20 nent, z. B. hydrogen is filled, connected Steel cylinders requires significant investment. is, the content of hydrogen remains in the Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schutzgas Gemisch nahezu konstant, und man hat über fastThe object of the invention is therefore to keep an inert gas mixture almost constant, and you have almost zu schaffen, das im Aggregatzustand höchster Dichte alle Phasen der Entnahme ein für reduzierendeto create that in the aggregate state of highest density all phases of the extraction one for reducing dem Verbraucher zugeleitet werden kann, so daß das Glühungen verwendbares Argon bzw. verwendbarencan be fed to the consumer, so that the annealing can be used argon or usable Transportproblem keine ausschlaggebende Rolle 25 Stickstoff. Es empfiehlt sich weiterhin, den BehälterTransport problem not a decisive role 25 Nitrogen. It is still a good idea to keep the container spielt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der mit der Hochdruckgasflasche als eine transportableplays. To solve this problem, according to the with the high pressure gas bottle as a transportable Erfindung ein flüssiges Schutzgas konstanter Zusam- Einheit auszubilden, damit die leeren Behälter imInvention to form a liquid protective gas constant together- unit so that the empty container in the mensetzung durch Vermischen und Lösen der redu- Sauerstoffwerk aufgefüllt und;dann zum VerbraucherComposition by mixing and dissolving the redu- Oxygen plant filled up and; then to the consumer zierenden Gase in Flüssig-Argon und/oder Flüssig- transportiert werden können, ..,ornamental gases can be transported in liquid argon and / or liquid, .., Stickstoff gebildet, zwischengespeichert und ver- 30 In der Zeichnung ist eine" "Anlage zur ErzeugungNitrogen is formed, temporarily stored and used. The drawing shows a "" system for generating it dampft. Das aus mehreren Komponenten zusammen- des erfindungsgemäßen Schutzgases in schematischersteams. The protective gas according to the invention, composed of several components, is shown schematically . gesetzte Schutzgas wird also dem Verbraucher in flüs- Form dargestellt. . The protective gas that has been set is thus presented to the consumer in liquid form. sigem Zustand angeliefert und bei diesem in einem Der transportable Drucktank 1 mit dem flüssigensigem condition and delivered with this in a The transportable pressure tank 1 with the liquid Verdampfer in gasförmigen Zustand umgewandelt. Gemisch, z. B. Argon/Wasserstoff, steht über das Ab-Evaporator converted into a gaseous state. Mixture, e.g. B. argon / hydrogen, is available over the AIs reduzierende Gase können Wasserstoff, Kohlen- 35 Sperrventil 2 mit dem Verdampfer 3 in Verbindung,As reducing gases, hydrogen, carbon shut-off valve 2 can be connected to the evaporator 3, monoxyd oder tiefsiedende Kohlenwasserstoffe oder Bei 4 wird das gasförmige Schutzgas zur Verwendungmonoxide or low-boiling hydrocarbons or at 4 the gaseous protective gas is used Gemische dieser Gase in Betracht kommen. bei metallurgischen Prozessen entnommen. AmMixtures of these gases come into consideration. taken during metallurgical processes. At the Es ist bereits bekannt, den Transportaufwand da- Drucktank 1 ist die Hochdruckgasflasche 5 angedurch zu verringern, daß man ein Schutzgas aus bracht, die über ein Reduzierventil 6 Wasserstoff entflüssigem Ammoniak gewinnt. Dieses Verfahren ist 40 weder zum Eintritt an der Unterseite des Tanks 1 in in der Zeitschrift »Gas—Wärme«, 1957, Heft 9, das Flüssig-Argon zur Regulierung der Gemischkon-S. 287 bis 297, auf S. 292 beschrieben. Bei diesem zentration liefert oder durch Eintritt in den Dampfbekannten Verfahren liegt lediglich der Ausgangs- dom des Tanks 1 die Aufrechterhaltung eines konstoff Ammoniak in flüssiger Form vor. Bei Ammo- stanten Drucks in demselben bewirkt, je nachdem, niak handelt es sich jedoch um eine chemische Ver- 45 ob das Ventil 7 oder 8 geöffnet wird,
bindung, die als Schutzgas unbrauchbar ist. Es ist „ ...
deshalb ein umfangreicher chemisch-physikalischer Patentansprüche:
Prozeß notwendig, um das eigentliche Schutzgas zu 1. Verfahren zur Herstellung von Schutzgas für gewinnen, welches dann als Gas vorliegt und auch metallurgische Zwecke, aus Argon und/oder Sticknur in dieser Form gespeichert werden kann. Der 50 stoff und reduzierenden'Gasen, dadurch gechemisch-physikalische Prozeß besteht darin, daß der kennzeichnet, daß ein flüssiges Schutzgas flüssige Ausgangsstoff Ammoniak zunächst verdampft konstanter Zusammensetzung durch Vermischen und katalytisch in Stickstoff und Wasserstoff im Ver- und Lösen der reduzierenden Gase in Flüssighältnis 25 : 75 gespalten werden muß. Danach erfolgt Argon und/oder Flüssig-Stickstoff gebildet, zwieine partielle Verbrennung, um den hohen Wasser- 55 schengespeichert und verdampft wird,
stoff anteil abzubauen. Der dabei entstehende Wasser- 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verdampf muß durch Tiefkühlung bzw. Absorptions- fahrens nach Anspruch %, bestehend aus einem trocknung entfernt werden. Ein derart umfangreicher Speicherbehälter für Flüssig-Argon und/oder Prozeß läßt sich nur in einer ortsfesten Anlage durch- Flüssig-Stickstoff, einer Druckflasche für die führen. Demgegenüber ist es ein Vorteil der Erfin- 60 reduzierenden Gase und einem Verdampfer, dadung, daß die Herstellung des Schutzgases über seine durch gekennzeichnet, daß die Druckflasche (5) flüssige Phase in einer transportablen Anlage er- über ein Ventil (8) mit dem Dampfraum des folgen kann. Eine Speicherung des fertigen Schutz- Speicherbehälters (1) und über ein weiteres gases in flüssiger Form ist bei dem vorbekannten Ventil (7) mit dem Flüssiggas des Speicher-Verfahren nicht möglich. 65 behälters (1) verbunden ist.
It is already known to reduce the transport costs because the pressure tank 1 is the high pressure gas bottle 5 by bringing a protective gas from the ammonia which is liquefied through a reducing valve 6 and wins hydrogen. This method is neither for the entry at the bottom of the tank 1 into the liquid argon for regulating the mixture con-S in the magazine "Gas — Wärme", 1957, Issue 9. 287 to 297, on p. 292. In the case of this centration, or through entry into the process known from steam, only the outlet dome of the tank 1 is present to maintain a constoff ammonia in liquid form. In the case of ammo-stant pressure in the same, depending on the niac acid, it is a chemical disposition, however, whether the valve 7 or 8 is opened,
bond that is unusable as a protective gas. It is " ...
therefore an extensive chemical-physical patent claims:
Process necessary to obtain the actual protective gas. 1. Process for the production of protective gas, which is then present as a gas and can also be stored in this form for metallurgical purposes, from argon and / or stick. The 50 substance and reducing gases, characterized by chemical-physical process, consists in the fact that the characterizes that a liquid protective gas, liquid starting material ammonia, first evaporates by mixing and catalytically in nitrogen and hydrogen in the dissolving and dissolving of the reducing gases in the liquid container 25 : 75 must be split. Then argon and / or liquid nitrogen is formed, during a partial combustion, around which the large amount of water is stored and evaporated,
to degrade the proportion of substance. The resulting water 2. device for carrying out the evaporation must be removed by deep freezing or absorption driving according to claim%, consisting of a drying. Such a large storage container for liquid argon and / or process can only be carried out in a stationary system through liquid nitrogen, a pressure bottle for the. On the other hand, it is an advantage of the invention reducing gases and an evaporator, that the production of the protective gas is characterized in that the pressure bottle (5) is liquid phase in a transportable system via a valve (8) with the vapor space which can follow. A storage of the finished protective storage container (1) and a further gas in liquid form is not possible with the known valve (7) with the liquid gas of the storage method. 65 container (1) is connected.
Zur Herstellung des flüssigen Schutzgases gemäß 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge-For the production of the liquid protective gas according to 3. Device according to claim 2, characterized in der Erfindung werden zweckmäßigerweise die redu- kennzeichnet, daß der Speicherbehälter (1) mit derof the invention are expediently the redu- denotes that the storage container (1) with the zierenden Gase in einem Behälter mit verflüssigtem Druckflasche (5) eine transportable Einheit bildet.ornamental gases in a container with liquefied pressure bottle (5) forms a transportable unit.
DE19661508423 1966-07-04 1966-07-04 Process for the production of protective gas for metallurgical purposes Withdrawn DE1508423B2 (en)

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DE2402266A1 (en) * 1974-01-18 1975-08-07 Messer Griesheim Gmbh PROCESS FOR GENERATING AND STORING A PROTECTIVE GAS FOR GLOWING STEEL AND OTHER METALS
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