DE2051730B2 - Verfahren zur herstellung von vanadinkarbid - Google Patents
Verfahren zur herstellung von vanadinkarbidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vanadinkarbid aus Vanadinpentoxid, bei welchem
feinverteiltes Vanadinpentoxid mit einem Kohlenstoff enthaltenden Material verdichtet wird, wobei der verfügbare
Kohlenstoff dieses Materials im wesentlichen der Menge entspricht, die zur Umsetzung mit dem in
dem Gemisch vorhandenen Vanadin und Sauerstoff tür Bildung von V2C erforderlich ist, das erhaltene
verdichtete Gemisch in einen Ofen überführt wird, die Charge auf eine Endtemperatur von mindestens
14500C erhitzt wird, bis im wesentlichen das gesamte
Vanadin der Charge in ein der Formel V8C entsprechendes
Vanadinkarbid umgewandelt ist, und bei welchem das Produkt in einer nicht oxidierenden
Atmosphäre gehalten wird, bis es auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei welcher das Material nach Luft-Eutritt
nicht zurückoxidiert wird.
Vanadin wird seit vielen Jahren als Legierungsbestandteil für Stähle verwendet. Der größte Teil des
für diesen Zweck verwendeten Vanadins wird in Form von Ferrovanadin eingesetzt. Letzteres ist eine Eisenlegierung,
die 35 bis 75% Vanadin enthält. Dieses Ferrovanadin wird im allgemeinen durch einen aluminothermischen
Prozeß oder durch ein Elektroofenverfahren hergestellt. Die Zugabe von geringen Vanadinmengen
verleiht einer großen Vielzahl von Legierungen und Werkzeugstählen Festigkeit, Härte, Zähigkeit
und Verschleißfestigkeit. Obgleich die Verwendung von Ferrovanadin als Vanadinquelle bei der Herstellung
von Stählen im allgemeinen zufriedenstellend ist, hat man trotzdem nach Vanadin enthaltenden
Materialien gesucht, die weniger teuer sind und die höhere Ausbeuten des zugesetzten Vanadins ermöglichen.
Neuerdings hat sich ein Interesse an der Verwendung von Vanadin in Form seiner Karbide als
Vanadinquelle für Stahlmischungen ausgebildet. Diese Karbide haben den Vorteil, daß sie b.Uliger sind und
daß sie höhere Ausbeuten des zugesetzten Vanadins ermöglichen als Ferrovanadin. Je nach den Reaktionsbedingungen und den thermodynamischen Verhältnissen
kann eine Reihe von Verbindungen aus Vanadin, Kohlenstoff und Sauerstoff gebildet werden Eine gewünschte
Form ist eine Verbindung, deren Formel in den Bereich
"Co.42-0.5oOo, 0-0,10
fällt und die nachstehend als V2C bezeichnet wird.
Es ist bereits bekannt, daß Karbide von feuerfesten Metallen mit Einschluß von Vanadin dadurch hergestellt
werden können, daß ein Oxid eines feuerfesten Metalls mit Kohlenstoff bei erhöhten Temperaturen
ao im Vakuum umgesetzt wird. So wird z. B. in der DT-AS 12 62 246 ein Verfahren zur Herstellung von
Vanadinkarbid durch Mischen von feinverteiltem Vanadinoxid mit feinverteiltem Kohlenstoff beschrieben,
bei dem die durch Verformung dieses Gemisches erhaltenen Formlinge in ruhendem Zustand auf 1400
bis 18000C erhitzt und dann in einer nicht oxidierenden
Atmosphäre auf unter 400° C abgekühlt werden.
In der US-PS 33 42 553 wird ein Verfahren zur Herstellung
von Vanadinkarbid beschrieben, welches als Vanadinquelle bei vier Herstellung von Vanadinlegierungen
geeignet ist. Bei diesem Verfahren erfolgt die Herstellung des Vanadinkarbids durch Reduktion von
Vanadinpentoxid zu Vanadintetraoxid, das weiter zu Vanadinoxykarbid reduziert wird, wobei durch Zusatz
von Kohlenstoff, Brikettierung und Vakuumreduktion die Bildung des angestrebten Produkts erreicht wird.
Aus der US-PS 33 34 992 ist schließlich ein vanadin-
haltiges Zusatzmittel zur Stahlbehandlung bekannt.
Aus dieser Druckschrift ist die Verwendung von Vanadinkarbid an Stelle von Ferrovanadin als Zusatzmittel
zur Behandlung von Stahl bekannt.
Die bekannten Verfahren, bei denen der Vanadinkarbid aus Vanadinpentoxid hergestellt wird, sind
jedoch noch mit erheblichen technologischen Schwierigkeiten behaftet, die diese Verfahren stark verbesserungsbedürftig
machen. Insbesondere müssen bei den bekannten Verfahren die Ofentemperatur und der
Ofendruck sorgfältig kontrolliert werden, und es ist schwierig, das angestrebte Vanadinkarbid in Form von
Briketts zu erhalten, die während der Handhabung und vor dem Endgebrauch nicht zerfallen oder zerkrümeln.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beheben und durch einfache Maßnahmen den
Zerfall des Karbidgemisches zu verhindern und ein stabiles Produkt zu erhalten.
Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der oben beschriebenen Art dadurch erreicht, daß
man die Charge zuerst auf eine Temperatur von 650 bis 8000C so vorerhitzt und innerhalb dieses Temperaturbereichs
hält, daß die Gasentwicklung nicht so stark ist, daß das verdichtete Gemisch zerfallen kann,
und wie üblich auf die Endprozeßtemperatur bei einem absoluten Druck von höchstens 10~2 Atmosphären
erhitzt.
Das Erhitzen der Charge auf die Endtemperatur von mindestens 14500C wird bei einem absoluten
Druck von höchstens 10~2 Atmosphären vorgenom-
men. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der 4 V5O9 + 46 C ->
16 VC + 2 V2O3 + 30 CO
Erfindung hält man den Druck mindestens während (bei etwa 12000C und einer nicht oxidierenden
eines Teils des Zeitraums, während welchem die Atmosphäre)
Charge auf mindestens 14500C erhitzt wird, auf etwa lfivr L·7vn _^ in ν r α- Α rn
1 mm Hg oder weniger. Zweckmäßigerweise verwendet 5 Zj "' \*/£7% .* · + . , τ^ ι
man als Kohlenstoff enthaltendes Material Gilsonit- ^,^ 14J. C ™d emem ab*oluten Druck von
Koks. Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, das 10 AtmosPharen oder wen'ßer)
Vanadinpentoxid und das Kohlenstoff enthaltende Die oben angegebenen Reaktionen sollen den allge-
Material vor dem Verdichten mit einem Bindemittel meinen Ablauf des Verfahrens sowie die Druck- und
zu vermischen. Weiterhin kann man einen Teil des io Temperaturbedingungen angeben. Obgleich die ersten
Vanadinpentoxids durch niedrigere Vanadinoxide beiden Reaktionen kein Hochvakuum, erfordern, ist
ersetzen. es doch im allgemeinen zweckmäßig die Ofenkammer
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er- zunächst entweder mit einem Inertgas zu spülen oder
findung verdichtet man das feinverteilte Vanadinpent- die Kammer zur Entfernung der Luft zu evakuieren,
oxid mit einem Kohlenstoff enthaltenden Material im i; da der Sauerstoff der Luft sich mit dem Kohlenstoff
Verhältnis von etwa 70 bis 77 Gewichtsprozent Vana- unter Bildung von CO und CO2 umsetzen könnte und
dinpentoxid und etwa 30 bis 23 Gewichtsprozent auf diese Weise einen Teil des Kohlenstoffs aus der
Kohlenstoff. Charge entfernen würde. Der Einschluß von genügend
Schließlich hält man nach einer weiteren bevor- Kohlenstoff in die Charge, um diese Reaktion zu
zugten Ausführungsform der Erfindung das Produkt 20 kompensieren, stellt zwar eine befriedigende Lösung
in der nicht oxidierenden Atmosphäre, bis es auf eine dar, doch ist es besser, die Ofenkammer zu evakuieren
Temperatur von weniger als 260° C abgekühlt ist. oder mit einem Inertgas auszuspülen. Die beschrie-
Die Erfindung stellt somit ein Verfahren zur Um- benen Reaktionen sind in Wirklichkeit etwas vereinwandlung
von Vanadinoxiden mit Einschluß einer facht dargestellt, da zwischen V2O5 und V2O3 acht
technischen Vanadinquelle, nämlich von Vanadin- 35 verschiedene Vanadinoxidphasen vorliegen, die gepentoxid,
V2O5, in das angestrebte V2C zu Verfugung. bildet werden können und da für das gesamte Gemisch
Das Verfahren der Erfindung kann als einstufiges aus VC + V2O3 oder einen Teil desselben Vanadin-Ofenverfahren
durchgeführt werden. oxykarbide gebildet werden können. Die beschrie-
Ein Vanadinkarbidprodukt, welches im wesent- benen Reaktionen stehen jedoch mit experimentellen
liehen der Formel V2C entspricht, kann erfindungs- 30 gasvolumetrischen Messungen gut im Einklang, so daß
gemäß durch Reduktion von Vanadinpentoxid oder keine Anstrengungen gemacht wurden, um den exakten
Gemischen von Vanadinpentoxid mit anderen Vana- Reaktionsverlauf im einzelnen zu bestimmen,
dinoxiden mit Kohlenstoff hergestellt werden. Die für die Ofenreaktion bestimmte Charge wird
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein echtes dadurch hergestellt, daß Vanadinpentoxid allein oder
zweistufiges Erhitzungsverfahren dar, welches aber 35 im Gemisch mit anderen Vanadinoxiden und eine
— was technisch sehr vorteilhaft ist — nur in einem Kohlenstoffquelle auf eine geeignete Größe, z. B. auf
einzigen Ofen durchgeführt werden kann. So beginnt minus 0,074 mm, vermählen und klassifiziert werden,
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zweite oder Die trockenen Materialien werden sodann im Verdie
Enderhitzungsstufe mit einer Temperatur, die hältnis von etwa 70 bis 77 Gewichtsprozent Vanadinpraktisch gleich der Vorerhitzungstemperatur ist oder 40 oxid (wenn das Oxid Vanadinpentoxid ist) und von
leicht darunter liegt, was sowohl vom Standpunkt der etwa 30 bis 23% Kohlenstoff miteinander ins VerHandhabung
des Materials als auch von der Startzeit hältnis gesetzt. Zu dem trockenen Material wird ein
und den Betriebskosten wirtschaftliche Vorteile mit geeignetes Bindemittel gegeben. In Fällen, wo ein
sich bringt. Weiterhin gewährleistet die erfindungs- kohlenstoffhaltiger Binder verwendet wird, z. B.
gemäß vorgesehene Kontrolle des Drucks in der End- 45 Molasse, muß der Kohlenstoffgehalt des Bindemittels
erhitzungsstufe, daß die erhaltenen Blöcke fest sind in der Gesamtmischung in Betracht gezogen werden,
und gut gehandhabt werden können, wenn sie einmal Das Material plus Bindemittel wird vermischt und
abgekühlt und aus dem Ofen entfernt worden sind. einer geeigneten Verdichtungseinrichtung, z. B. einer
Die Festigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Pro- Brikettpresse ,zugeführt. Die aus der Presse erhaltenen
dukte ist eine technologisch sehr wertvolle Eigen- 50 grünen Briketts werden sodann ausgehärtet, um eine
schaft, weil die erfindungsgemäß hergestellten Produkte angemessene physikalische Festigkeit zu erhalten, und
nicht schon vor dem Einbringen in den Stahlofen zer- hierauf in einen Ofen überführt,
fallen, wie es bei den Produkten der Fall ist, die nach Die Ofenkammer wird alsdann mit einem Inertgas dem Stand der Technik hergestellt worden sind. Somit gespült oder evakuiert. Man kann auch der Charge gelingt es erfindungsgemäß, durch einfache Maß- 55 genügend Kohlenstoff beimischen, daß diese mit dem nahmen den Zerfall des Karbidgemisches zu verhin- Sauerstoff in der Kammer reagieren kann. DieTempedern und ein stabiles Produkt zu erhalten. ratur der Ofencharge wird sodann auf den Punkt
fallen, wie es bei den Produkten der Fall ist, die nach Die Ofenkammer wird alsdann mit einem Inertgas dem Stand der Technik hergestellt worden sind. Somit gespült oder evakuiert. Man kann auch der Charge gelingt es erfindungsgemäß, durch einfache Maß- 55 genügend Kohlenstoff beimischen, daß diese mit dem nahmen den Zerfall des Karbidgemisches zu verhin- Sauerstoff in der Kammer reagieren kann. DieTempedern und ein stabiles Produkt zu erhalten. ratur der Ofencharge wird sodann auf den Punkt
Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die erreicht, bei welchem die erste Hauptgasentwicklung
Reduktion von V2O5 zu V2C durch die folgende Glei- stattfindet. Bei Verwendung von Vanadinpentoxid als
chung angegeben werden kann: 60 Ausgangsmaterial wurde beobachtet, daß die Gasentwicklung
bei etwa 6500C begann. Die Gasentwick-
10 V2O5 + 53 C ->
10 V2C + 7 CO2 + 36 CO ]ung war sehr schneU. Bei Verwendung von V2O6 als
^1 ., . - AAnA- Ausgangsmaterial müssen die Ofentemperatur und der
Es kann weiterhin angenommen werden, daß diese 6, 6. ... , , , ...r ■ . „■ .
„ . . . , , . j j · c* r up t. Ofendruck wahrend der Gasentwicklung kontrolliert
Reaktion in den folgenden drei Stufen ablauft: , , ... j n j· η 1 <.· u„„ii
65 werden, um zu verhindern, daß die Reaktion so schnell
10 V2O5 + 7 C ->
4 V5O9 + 7 CO2 wird, daß dir Zersetzung der Briketts bewirkt wird,
(bei etwa 650°C und einer nicht oxidierenden Atmo- Andere Va» .dinoxide ergeben diese rasche Gasentsphäre)
wicklung luoht. Es ist nicht erforderlich, daß sich in
dieser Verfahrensstufe der Ofen unter Vakuum be- eine gute &fnutzung zu vwipllnno H r
_,.,,.. ,,,. «o- jo„ nphnlf Her Molasse wird bei der Hei stellung des Gefindet, doch müssen Vorkehrungen getroffen werden, genau aer ί*ιυια". , vrr.uipnctr.fr,1.3,.re ,
,. . . „ . . η · _;^»-Viöc on« Vanadinoxid und lvonienston wanreiiQ der die freigesetzten Gase zu entfernen, um einen Stau im miscnesaus vdiiauniu , · R ,
_,.,,.. ,,,. «o- jo„ nphnlf Her Molasse wird bei der Hei stellung des Gefindet, doch müssen Vorkehrungen getroffen werden, genau aer ί*ιυια". , vrr.uipnctr.fr,1.3,.re ,
,. . . „ . . η · _;^»-Viöc on« Vanadinoxid und lvonienston wanreiiQ der die freigesetzten Gase zu entfernen, um einen Stau im miscnesaus vdiiauniu , · R ,
Ofen zu vermeiden. Nachdem die Ciasentwicklung bei Herstellung der Anfangscharge in betraUn gezogen.
dieser niedrigeren Temperatur .in Maximum erreicht 6 Die Teilchengröße auf welche die Kohlcnstofrhat
und langsamer wird, wird die Ofencharge sodann quelle und das Vanadinoxid vor der Herste lung der
auf die Endprozeßtemperatur von 1450°C oder mehr Ofencharge vermählen werden muß ist nicht kritisch.
erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Sie kann sich von ewa minus 0,72 bis minus C1,037 mm
Gasentwicklung aus der Ofencharge im wesentlichen erstrecken, wöbe, ein Material mit einer Teilchengröße
aufgehört hat. Der Druck innerhalb der Ofenkammer ic von minus 0,074 mm auf Grund seiner Handhabungswird
während dieser Halteperiode auf lO^Atmo- eigenschaften, seiner physikalischen Eigenschaften und
Sphären oder weniger, vorzugsweise auf einen abso- seiner reaktionskinetischen Eigenschaften bevorzugt
luten Druck von etwa 1 mm Hg oder weniger ernie- wird. , ,. , . o j· -η ι ·
drigt, Dies kann durch mechanische Vakuumpumpen Es ist nicht erforderlich daß die Reaktionsprodukte oder durch Wasserdampfejektoren oder andere ge- 15 brikettiert oder zu Granulat verformt werden, jedoch eignete Maßnahmen erfolgen. Ergebnisse von Labor- verbessern diese Maßnahmen die Handhabungseigenversuchen deuten darauf hin, daß die V2C-Phase in schäften dieser Produkte erheblich Fur diesen Zweck dem Produkt nicht vorherrschend Lt, bis die Tempe- können alle geeigneten Einrichtungen verwendet ratur 14500C übersteigt und der Druck auf weniger werden. Ein Verformungsdruck von 703 bis 2810 kg/ als ΙΟ"2 Atmosphären verringert ist. Die Ofencharge 20 cm3 ergibt verdichtete Körper mit zufriedenstellenden wird bei Temperaturen oberhalb 145O0C gehalten, bis Handhabungseigenschaften und mit zufnedenstellendie Reaktion im wesentlichen beendet ist und ein der Dichte.
drigt, Dies kann durch mechanische Vakuumpumpen Es ist nicht erforderlich daß die Reaktionsprodukte oder durch Wasserdampfejektoren oder andere ge- 15 brikettiert oder zu Granulat verformt werden, jedoch eignete Maßnahmen erfolgen. Ergebnisse von Labor- verbessern diese Maßnahmen die Handhabungseigenversuchen deuten darauf hin, daß die V2C-Phase in schäften dieser Produkte erheblich Fur diesen Zweck dem Produkt nicht vorherrschend Lt, bis die Tempe- können alle geeigneten Einrichtungen verwendet ratur 14500C übersteigt und der Druck auf weniger werden. Ein Verformungsdruck von 703 bis 2810 kg/ als ΙΟ"2 Atmosphären verringert ist. Die Ofencharge 20 cm3 ergibt verdichtete Körper mit zufriedenstellenden wird bei Temperaturen oberhalb 145O0C gehalten, bis Handhabungseigenschaften und mit zufnedenstellendie Reaktion im wesentlichen beendet ist und ein der Dichte.
hauptsächlich aus V2C bestehendes Produkt gebildet Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte
worden ist. Die Ofencharge kann auf Temperaturen Produkt entspricht im wesentlichen der Formel
erhitzt werden, die so hoch wie 1600°C oder mehr 25
liegen. Solche Temperaturen sind aber nicht erfordtr- VC0.42-0.50O0.0-0,1
lieh und bringen nur Probleme hinsichtlich der Einrichtungen, der Konstruktionsmaterialien und der wobei Röntgenbeugungsanalysen gezeigt haben, daß Sinterung der Charge mit sich. Der zur Vervollständi- dies die einzige Vanadinkarbidphase ist, die vorliegt, gung der Reaktion erforderliche Zeitraum hängt von 30 wenn das Verfahren bei den bevorzugten Bedingungen mehreren Prozeßvariablen ab, beträgt aber im allge- durchgeführt wird. Wenn die Kohlenstoffmenge in der meinen mindestens 1 Stunde und ist in manchen Anfangscharge erheblich oberhalb der fur die V2C-Fällen 4 bis 6 Stunden oder mehr. Dieser Zeitraum Bildung erforderlichen Menge liegt, dann kann das liegt zusätzlich zu demjenigen vor, der erforderlich ist, Produkt auch andere Vanadinkarbidphasen enthalten. um die Charge auf die maximale Haltetemperatur zu 35 Diese anderen Phasen können, wie durch Röntgenb'ringen und der mehrere Stunden betragen kann. Am beugungsanalysen bestimmt wurde,
Ende der Reaktionsperiode wird die Ofencharge ab-
lieh und bringen nur Probleme hinsichtlich der Einrichtungen, der Konstruktionsmaterialien und der wobei Röntgenbeugungsanalysen gezeigt haben, daß Sinterung der Charge mit sich. Der zur Vervollständi- dies die einzige Vanadinkarbidphase ist, die vorliegt, gung der Reaktion erforderliche Zeitraum hängt von 30 wenn das Verfahren bei den bevorzugten Bedingungen mehreren Prozeßvariablen ab, beträgt aber im allge- durchgeführt wird. Wenn die Kohlenstoffmenge in der meinen mindestens 1 Stunde und ist in manchen Anfangscharge erheblich oberhalb der fur die V2C-Fällen 4 bis 6 Stunden oder mehr. Dieser Zeitraum Bildung erforderlichen Menge liegt, dann kann das liegt zusätzlich zu demjenigen vor, der erforderlich ist, Produkt auch andere Vanadinkarbidphasen enthalten. um die Charge auf die maximale Haltetemperatur zu 35 Diese anderen Phasen können, wie durch Röntgenb'ringen und der mehrere Stunden betragen kann. Am beugungsanalysen bestimmt wurde,
Ende der Reaktionsperiode wird die Ofencharge ab-
kühlen gelassen, wobei das Vakuum aufrechterhalten VC0,5-o,70o,o-o,i4
wird oder die Ofenkammer mit einem inerten Gas wie VC0i7-0,9eO0i0-0>05
Helium oder Argon unter Druck gesetzt wird, worauf 4°
die Charge dann abkühlen gelassen wird. Vorzugs- und VO einschließen.
weise wird das inerte Gas durch einen Wärmeaustau- Der Sauerstoffgehalt des Produkts liegt, wenn die
scher in einer geschlossenen Schleife zirkuliert, um die Reaktion bei den bevorzugten Bedingungen durchCharge
auf eine Temperatur abzukühlen, bei welcher geführt wird, im allgemeinen niedriger als 1 Gediese
bei Luftzutritt nicht ohne weiteres oxidiert (etwa 45 wichtsprozent. Wenn der Kohlenstoffgehalt des Auslauf). Das Produkt kann aus dem Ofen entnommen gangsmaterials 25,5%, die Reaktionstemperatur
werden und auf eine geeignete Teilchengröße, bei- 15700C und der Druck in der Reaktionskammer spielsweise von 2,54 cm, zerkleinert werden. weniger als 1 mm Hg beträgt, dann liegt der Sauer-
werden und auf eine geeignete Teilchengröße, bei- 15700C und der Druck in der Reaktionskammer spielsweise von 2,54 cm, zerkleinert werden. weniger als 1 mm Hg beträgt, dann liegt der Sauer-
Die in der Ofencharge verwendete Kohlenstoffquelle stoffgehalt des Produkts im allgemeinen bei etwa V2
ist nicht kritisch und kann beispielsweise kalzinierter 50 bis 1 % oder weniger.
Petroleumkoks, Hüttenkoks, Gilsonit-Koks oder ein Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin-
anderes Material mit hohem Kohlenstoffgehalt sein. dungsgemäßen Verfahrens, welche zur Herstellung von
Bei der Auswahl des Kohlenstoffs für das Verfahren 3 t V2C pro Tag durch Reduktion von Vanadinpent-
der Erfindung wird in erstir Linie ein hoher Kohlen- oxid mit Koks mit niedrigem Aschegehalt in einem
stoffgehalt bei einem Minimum an Verunreinigungen, 55 Induktions- oder Widerstandsvakuumofen vorgesehen
die das Produkt verschlechtern würden, in Erwägung ist, werden 4540 kg Vanadinpentoxid und etwa
gezogen. Hüttenkoks und Gilsonit-Koks haben sich 1470 kg Gilsonit-Koks pro Tag auf eine Teilchengröße
als zufriedenstellend für das Verfahren erwiesen, wobei von minus 0,074 mm vermählen und mit einer ge-
Gilsonit-Koks auf Grund seines höheren Kohlen- nügenden Menge eines wäßrigen Molassebindemittels
gehaltes und seines niedrigeren Aschegehaltes gegen- 60 versetzt, um ein gutes Abbinden des Materials zu
über dem Hüttenkoks bevorzugt wird. erzielen. Das Gemisch aus der Charge plus Bindemittel
Als Bindemittel, das dem trockenen Material züge- wird durch einen Mischer geleitet und sodann in eine
setzt wird, um den Briketts die notwendige Festigkeit Brikettpresse eingebracht. Die grünen Briketts werden
zu verleihen, können die üblichen verfügbaren Mate- an der Luft ausgehärtet oder getrocknet und dann in
rialien, wie Wasser, Molasse, Stärke, Polyvinylalkohol, 65 die Tiegel des Ofens überführt. Ein gefüllter Tiegel
gelöschter Kalk sowie Gemische aus diesen Stoffen wird in einen Ofen gebracht, der beispielsweise einer
verwendet werden. Ein bevorzugtes Bindemittel ist von mehreren Öfen sein kann, die alle eine Kapazität
Molasse, die mit genügend Wasser verdünnt ist, um von jeweils 2 t besitzen. Die Ofcnkaminer wird eva-
kuiert oder mit einem Inertgas gespült, worauf die Chargentemperatur auf etwa 6500C erhöht wird und
3 Stunden beibehalten wird, bis die Gasentwicklung im wesentlichen aufgehört hat. Alsdann wird die
Charge auf 1595°C erhitzt und 6 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, wobei der Druck während dieses
Zeitraums auf einen Wert von weniger als 1 mm absolut verringert wird und bei diesem Wert gehalten
wird. Der Ofen wird sodann zugeschlossen, und die Ofenkammer wird mit Helium wieder unter Druck
gesetzt. Letzteres wird durch die Ofenkammer in einer geschlossenen Schleife im Kreis geführt, wobei ein
Wärmeaustauscher vorgesehen ist, um die Charge auf etwa 260° C abzukühlen. Der Tiegel wird sodann entfernt,
das Produkt wird ausgeleert und auf eine Größe von etwa 2,54 cm zerkleinert.
10 524 g grüne Briketts wurden hergestellt, indem 6926 g V2O5 mit einer Teilchengröße von minus
0,074 mm und 2245 g Gilsonit-Koks mit einer Teilchengröße von minus 0,074 mm vermischt wurden,
worauf das Gemenge mit 2450 ml eines Bindemittels aus 10 Volumprozent Molasse in Wasser vermengt
wurde. Das nasse Gemisch wurde auf ein Feuchtigkeitsgrad von 11 % getrocknet und sodann bei einem
Verformungsdruck von 703 kg/cm3 brikettiert. Die Briketts wurden bei 150rC getrocknet und dann in
einen Ofen überführt. Die Ofenkammer wurde evakuiert, um die Luft zu entfernen und hierauf über
einen Zeitraum von 28 Minuten auf 790°C erhitzt und 28 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Das
Vakuum wurde beibehalten, während die Temperatur der Ofenkammer über einen Zeitraum von 20 Minuten
auf 13450C erhitzt wurde. Die Ofenkammer wurde
ίο 50 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Der Ofen
wurde sodann während 8 Minuten auf 1610° C erhitzt und 7 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Der
Druck in der Kammer wurde während dieser Halteperiode auf unterhalb 1 mm Hg absolut verringert und
bei diesem Wert gehalten. Die Energiezufuhr des Ofens wurde sodann abgeschaltet, und die Kammer wurde
mit Helium auf etwas über Atmosphärendruck gefüllt (um die Luft während des Abkühlens von der Kammer
fernzuhalten und auf diese Weise die Oxidation des
so Produkts zu verhindern). Die Kammer wurde abkühlen
gelassen, und das Produkt wurde aus dem Ofen entnommen. Durch Röntgenbeugungsanalysen wurde
es als V2C mit einem Vanadingehalt von 86,4% bestimmt.
609 51
Claims (1)
- 20730Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Vanadinkarbid aus Vanadinpentoxid, bei welchem feinverteiltes Vanadinpentoxid mit einem Kohlenstoff enthaltenden Material verdichtet wird, wobei der verfügbare Kohlenstoff dieses Materials im wesentlichen der Menge entspricht, die zur Umsetzung mit dem in dem Gemisch vorhandenen Vanadin und Sauerstoff zur Bildung von V2C erforderlich ist, das erhaltene verdichtete Gemisch in einen Ofen überführt wird, die Charge auf eine Endtemperatur von mindestens 14500C erhitzt wird, bis im wesentlichen das gesamte Vanadin der Charge in ein der Formel V2C entsprechendes Vanadinkarbid umgewandelt ist, und bei welchem das Produkt in einer nicht oxidierenden Atmosphäre gehalten wird, bis es auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei welcher das Material nach Luftzutritt nicht zurückoxidiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Charge zuerst auf eine Temperatur von 650 bis 800° C so vorerhitzt und innerhalb dieses Temperaturbereichs hält, daß die Gasentwicklung nicht so stark ist, daß das verdichtete Gemisch zerfallen kann und wie üblich auf die Endprozeßtemperatur bei einem absoluten Druck von höchstens 10~2 Atmosphären erhitzt.
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- 1970-10-21 FR FR7038023A patent/FR2066325A5/fr not_active Expired
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| JPS4930360B1 (de) | 1974-08-12 |
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| BE757708A (fr) | 1971-04-20 |
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| BHV | Refusal |