DE2164940A1

DE2164940A1 - Process and device for the production of lead-calcium alloys

Info

Publication number: DE2164940A1
Application number: DE19712164940
Authority: DE
Inventors: Raymond Olton Solihull Warwickshire Moore (Großbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1972-07-20
Also published as: FR2120910A5; GB1361615A; AU461706B2; AU3710571A

Description

■27.Dezember 1971■ December 27, 1971

Reg.-Nr. 202 3/24Registration number. 202 3/24

JOSEPH LUCAS (INDUSTRIES) LIMITED, Great King Street Birmingham / ENGLANDJOSEPH LUCAS (INDUSTRIES) LIMITED, Great King Street Birmingham / ENGLAND

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blei-Calcium-LegierungenProcess and device for the production of lead-calcium alloys

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Herstellung von Blei-Calcium-Legierungen sowie auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.The present invention relates to a method for the production of lead-calcium alloys as well as to a device suitable for carrying out this process.

Bei bekannten Verfahren dieser Art werden die'Metalle Blei und Calcium zusammen geschmolzen. Die Oxydschicht des Calciums verhindert dabei eine Legierungsbildung, bevor der Schmelzpunkt des Calciums bei 85O°C erreicht ist. Bei dieser Temperatur ist das Calcium aber besonders reaktiv und reagiert mit dem Sauerstoff heftig. Das Verfahren bedarf demgemäß einer aufwendigen Steuerung und ist darüber hinaus gefährlich.In known methods of this type die'Metalle lead and calcium melted together. The oxide layer of the calcium prevents the formation of an alloy before the melting point of calcium is reached at 850 ° C. At this temperature, however, the calcium is particularly reactive and reacts with oxygen violently. The method accordingly requires complex control and is also dangerous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besseres Verfahren der einleitend beschriebenen Art sowie eine zu dessen Durchführung geeigneten Vorrichtung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird das Verfahren dadurch verbessert, daß zunächstThe invention is based on the object of creating a better method of the type described in the introduction and a device suitable for its implementation. According to the invention the method is improved in that first

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Blei eingeschmolzen wird, das in nicht oxydierender Atmosphäre mit Calciumhydrid gemischt wird, welche Mischung bei einer Temperatur gehalten wird, bei der Calciumhydrid unter Bildung von Calcium zerfällt, das mit dem geschmolzenen Blei unter Bildung der vorgesehenen Legierung reagiert.Lead is melted down in a non-oxidizing atmosphere is mixed with calcium hydride, which mixture is kept at a temperature at which calcium hydride is below Formation of calcium decomposes, which reacts with the molten lead to form the intended alloy.

Vorzugsweise wird das Calciumhydrid im geschmolzenen Blei untergetaucht.Preferably the calcium hydride is submerged in the molten lead.

Die Mischung wird zweckmäßig bei einer Temperatur über 600⁰C gehalten.The mixture is maintained suitably at a temperature above 600 ⁰ C.

Die nicht oxydierende Atmosphäre wird in geeigneter Weise aus Spaltgas gebildet.The non-oxidizing atmosphere is formed in a suitable manner from cracked gas.

Zweckmäßigerweise läßt man den sich bei der Zersetzung des Calciumhydrides frei werdenden Wasserstoff durch die Mischung brodeln, so daß diese hierdurch einerseits durchmischt wird und andererseits vor Oxydation geschützt wird.The hydrogen released during the decomposition of the calcium hydride is expediently allowed to pass through the mixture boil, so that this is on the one hand mixed and on the other hand is protected from oxidation.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Erfindung besteht aus einem Tiegel für die Aufnahme des geschmolzenen Bleies ₉ injdem eine perforierte Kappe aufgenommen ist, deren Bodenfläche auf die Tiegelöffnung hinweist, wobei die Kappe für die Aufnahme von Calciumhydrid geeignet und vollständig in das geschmolzene BeIi im Tiegel eintauchbar ist; für die Tiegelöffnung ist ein Verschlußdeckel vorgesehen, der mit Mitteln für die Schaffung einer nicht oxydierenden Tiegelatmosphäre, wie entsprechenden Zu- und Ableitungsanschlüssen, versehen •ist.The device for carrying out this invention consists of a crucible for receiving the molten lead _{9 in} which a perforated cap is received, the bottom surface of which points towards the crucible opening, the cap being suitable for receiving calcium hydride and being completely immersible in the molten object in the crucible ; a closure cover is provided for the crucible opening, which is provided with means for creating a non-oxidizing crucible atmosphere, such as corresponding inlet and outlet connections.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen» die eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung für die Herstellung der Blei-Calcium-Legierungen als Beispiel einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wiedergxbt.To illustrate the invention, reference is made to the drawing Reference is made to the a cross-sectional view of the device for the production of the lead-calcium alloys as Example of an embodiment according to the invention shown.

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Die Vorrichtung besteht aus einem Flußstahltiegel 11 mit einem Verschlußdeckel 12 für die Tiegelöffnung. Im Tiegel befindet sich in dessen vom Verschlußdeckel 12 entfernten Abschnitt eine Flußstahlkappe 13, deren perforierter Boden 13a in Richtung auf den Verschlußdeckel 12 weist. Durch den Verschlußdeckel 12 erstrecken sich Einlaß- und Auslaßrohre 14, 15, mittels welcher während des Betriebes eine nicht oxydierende Gasatmosphäre durch den Tiegel geleitet wird. Gleichfalls ist ein Einfüllrohr 16 im Verschlußdeckel 12 vorgesehen, das in Nähe eines seiner Enden eine entsprechende Öffnung in der Bodenplatte der Kappe 13 durchsetzt. Im Einfüllrohr 16 ist ein Stößel 17 verschieblich, der während des Betriebes dazu dient, Calciumhydrid durch das Einfüllrohr 16 in die perforierte Kappe 13 zu drücken.The device consists of a mild steel crucible 11 with a closure lid 12 for the crucible opening. In the crucible there is a mild steel cap 13, the perforated base of which is located in the section remote from the closure cover 12 13a points in the direction of the closure cover 12. Through the Closure cover 12 extend inlet and outlet pipes 14, 15, by means of which a non-oxidizing during operation Gas atmosphere is passed through the crucible. Likewise, a filler pipe 16 is provided in the cap 12, which passes through a corresponding opening in the base plate of the cap 13 near one of its ends. In the filler pipe 16, a plunger 17 is displaceable, which serves during operation to deliver calcium hydride through the filler pipe 16 into the press perforated cap 13.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel zur Herstellung einer Blei-Calcium-Legierung wurden unter Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung 1,5 Kg flüssigen Bleies 18 in den Tiegel 11 gefüllt und dieser dann bis zum Schmelzen des Bleies erhitzt, wobei die Temperatur im Tiegel mittels des Thermoelementes 19 gemessen wurde. Im geschmolzenen Zustand des Bleies 18 ist die perforierte Kappe 13 vollständig im Tiegel unter der Oberfläche des geschmolzenen Bleies 18 untergetaucht. Ein nicht oxydierendes Gas, wie Spaltgas mit einer Zusammensetzung von 10% Waaerstoff und 90% Stickstoff, wurde dann über die Oberfläche des geschmolzenen Bleies 18 mittels der Einlaß- und Auslaßrohre Ik₉ 15 geführt; nachdem die Temperatur des geschmolzenen Bleies 600° überschritten hatte und vorzugsweise 65O°C betrug, wurden 30 g Calciumhydrid mittels des Stößels 17 durch das Einfüllrohr 16 in die perforierte Kappe 13 gebracht. Das vom Ende des Einfüllrohres 16 in die Kappe 13 gelangende Calciumhydrid neigte dazu, auf die Oberfläche des geschmolzenen Bleies aufzuschwimmen, jedoch wurde es durch die Perforationen in der Kappe 13 in letzterer festgehalten und blieb somit unter der Oberfläche des geschmolzenen Bleies. Bei der TemperaturIn a practical embodiment for the production of a lead-calcium alloy, 1.5 kg of liquid lead 18 were filled into the crucible 11 using the device described above, and the crucible was then heated until the lead melted, the temperature in the crucible being measured by means of the thermocouple 19 became. In the molten state of the lead 18, the perforated cap 13 is completely submerged in the crucible below the surface of the molten lead 18. A non-oxidizing gas such as cracked gas having a composition of 10% hydrogen and 90% nitrogen was then passed over the surface of the molten lead 18 by means of the inlet and outlet pipes Ik ₉ 15; After the temperature of the molten lead had exceeded 600 ° and was preferably 650 ° C., 30 g of calcium hydride were brought into the perforated cap 13 by means of the plunger 17 through the filler pipe 16. The calcium hydride entering the cap 13 from the end of the filler tube 16 tended to float onto the surface of the molten lead, but it was captured in the latter by the perforations in the cap 13 and thus remained below the surface of the molten lead. At the temperature

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des geschmolzenen Bleies ierfiel das Calciumhydrid unter Bildung gasförmigen Wasserstoffs und metallischen Calciums, weichletzteres mit dem Blei unter Bildung der gewünschten Blei-Calcium-Legierung reagierte. Der beim Zerfall des CaI-ciumhydrides frei werdende Wasserstoff brodelte, bevor er durch das Auslaßrohr 15 in die Atmosphäre gelangle, durch die Schmelze, so daß diese dadurch aufgerührt wurde, wobei gleichzeitig eine Oxydation der Schmelze verhindert wurde. Die in der Vorrichtung erzeugte, fertige Blei-Calcium-Legierung wurde dann durch den Ausflußstutzen 21 entleert.of the molten lead, the calcium hydride fell short Formation of gaseous hydrogen and metallic calcium, the latter with lead to form the desired Lead-calcium alloy reacted. The one in the disintegration of calcium hydride released hydrogen bubbled before it escaped through the outlet pipe 15 into the atmosphere by the melt, so that it was stirred thereby, at the same time an oxidation of the melt was prevented. The finished lead-calcium alloy produced in the device was then emptied through the outlet port 21.

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Claims

Patent claims:

1. A process for the production of a lead-gallium alloy _9, characterized in ₃ that first lead is molten, which is mixed in a non-oxidizing atmosphere with calcium »hydride, which mixture is kept at a temperature at which the calcium hydride with the formation of metallic calcium» falls, which reacts with the molten lead to form the intended BIei-calcium alloy.

2. The method according to claim 1, daduvoh characterized _s that the calcium hydride is immersed in the molten lead.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that ₃ the mixture is maintained at a temperature above 600 ⁰ C.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the non-oxidizing base atmosphere is formed from cracked gas.

5. The method according to claims 1 to H ₉ , characterized in that the hydrogen released during the decomposition of the calcium hydride bubbles through the mixture in such a way that it is stirred up and its oxidation is prevented.

6. Device for the production of a lead-calcium alloy according to claims 1 to 5, characterized _{9 in} that it consists of a crucible (11) for receiving the molten lead (18), in which a perforated

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Cap (13) is received, the bottom surface (13a) of the crucible opening, the cap for the Formed absorption of calcium hydride and completely immersed in the molten lead (18) in the crucible (11) is, and that a closure lid (12) is provided for the crucible opening with means (14,1-5) for Creation of a non-oxidizing crucible atmosphere is provided.

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