DE3004120A1

DE3004120A1 - Verfahren zum vermindern des fremdstoffgehaltes, hauptsaechlich alkalimetallund wasserstoffgehaltes, sowie des gehaltes an festen nichtmetallischen fremdstoffen, vor allem oxydgehaltes, von aluminiumbeziehungsweise aluminiumlegierungsschmelzen

Info

Publication number: DE3004120A1
Application number: DE19803004120
Authority: DE
Inventors: Tibor Bartha; Jenoe Horvath; Laszlo Jekisa; Mihaly Stein; Ferenc Szabo; Lajos Szabo
Original assignee: MAGYAR ALUMINIUM; Magyar Aluminiumipari Troeszt
Current assignee: MAGYAR ALUMINIUM; Magyar Aluminiumipari Troeszt
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1980-08-21
Also published as: ES8101649A1; NL8000567A; BE881572A; AU5530780A; CA1144378A; LU82135A1; IT1150053B; RO79075A; DD149084A5; FR2448576A1; BR8000768A; GB2041982A; ES488417A0; IT8019745A0; PL221889A1; CS216519B2; JPS55138033A

Description

DR. STEPHAN G. BESZiDES PATENTANWALT

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-3360 DACHAU BEI MÖNCHEN

MDNCHENER STRASSE 8OA

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Girozentrale. München)

P 1 302

Beschreibung

zur Patentanmeldung

MAGYAR ALUMINIUMIPARI TRÖSZT

Budapest, Ungarn

betreffend

Verfahren zum Vermindern des ffremdstoffgehaltes, hauptsächlich Alkalimetall- und Wasserstoffgehaltes, sowie des Gehaltes an festen nichtmetallischen fremdstoff en, vor allem Oxydgehaltes, von Aluminiumbeziehungsweise Aluminiumlegierungsschmelzen

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Vermindern des Fremdstoffgehaltes, hauptsächlich Alkalimetall- und Wasserstoffgehaltes, sowie des Gehaltes an festen nichtmetallischen JFremdstoffen, vor allem Oxydgehaltes, von Aluminiurn- beziehungsweise Aluminiumlegierungsschmelzen.

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BAD ORIGINAL

Es sind verschiedene Metallreinigungsverfahren bekannt. Unter diesen Verfahren werden in den wirksamer arbeitenden aktive Gase, wie Chlorgas, oder Chlorgas entwickelnde Salze, wie Halogenide, verwendet. Durch das Spülen mit Chlorgas (.Tomany J. P.: The control of aluminium chloride furnace, Light Metal Age 26, 1968, Heft 9 bis 10, Seiten 19 bis 20) kann der Wasserstoff-, Oxyd- und Alkalimetallgehalt der meisten Legierungen vermindert werden, der größere Teil des in die Legierung durch mit Graphit oder mit einem Schutzüberzug versehene Stahlrohre eingeleiteten Gases nimmt jedoch am Verfahren nicht teil, sondern verursacht schwere Probleme die Neutralisation und Absorption betreffend. In solchen Betrieben können die Eisenkonstruktionen leicht korrodieren und im Laufe der Handhabung, Lagerung und Neutralisation des Chlorgases besteht die Gefahr der Vergiftung (Hölting P.: Betriebliche Erfahrungen mit der Chlorbehandlung von Aluminiumlegierungen, Gießerei, 61_, 1974-* Heft 1, Seiten 7 bis 10).

Es sind auch Verfahren, bei welchen ein Gemisch von Chlor und Stickstoff oder ein Edelgas, wie Argon, Helium, Neon, Krypton oder Xenon, oder ein Gemisch von Edelgasen zum Spülen eingeblasen wird, bekannt.

Der Stickstoff reagiert mit dem Aluminium auch nicht.

Die übliche Zusammensetzung des Gemisches von Chlor und Stickstoff ist:

10 bis 35 V0I.-5U Chlor + 65 bis 90 Vol.-% Stickstoff

Dieses Gasgemisch ist bezüglich der Entfernung des Wasserstoffes wirksamer als der Stickstoff allein, jedoch weniger

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-y-s

wirksam als das reine Chlor (Presche P., Wulmstrof L: Behandlung von Aluminiumschmelzen mit Gasgemischen, Aluminium, 48, 1972, Heft 10, Seiten 677 bis 678). Von den inerten Gasen kann das Argon den Wasserstoffgehalt der Schmelze in höherem Maße vermindern als der Stickstoff (Ginsberg, H., Agrawal, A. N.: überprüfung der Wirkungsweise gebräuchlicher Entgasungsmethoden für Metallschmelzen aus Reinaluminium und Alumin^um-Magnesium-Legierungen unter Verwendung der neuen Gasbestimmungsapparaturen III., Aluminium 41, 1965, Heft 11, Seiten 683 bis 687). Das Argon und die anderen Edelgase sind jedoch aufwendig, weswegen sie in der Aluminiumindustrie nicht betriebsmäßig verwendet wurden.

Durch die Verflüssigung und Trennung der Luft können ^roü-: Stickstoffmengen mit geringem Aufwand hergestellt werden. Der Nachteil des Spülens mit Stickstoff besteht darin, daß das Entgasen der Aluminiumlegierungsschmelzen nur gering ist und gleichzeitig auf der Oberfläche des Ketallbsdes eine schwer zu handhabende Schlacke entsteht. Diese Schlack'e enthält hohe Metallmengen und erhöht so die Metallverluste beziehungsweise den Abbrand» Der Stickstoff vermindert den Alkalimetallgehalt der Schmelze nicht, weshalb der Sticks to.':' allein zur Reinigung der mit Alkalimetallen verunreinigten Schmelzen nicht geeignet ist. Der Alkalimetallgehalt kann durch die Behandlung mit einem Gemisch von Chlor und Stickstoff vermindert werden (Szekely, A. G.: Removal of Solid Particles from Molten Aluminium in the Spinning Nozzle Inert Flotation Process, Metallurgical Transactions, 7B, 1976* Seiten 259 bis 260). 'Der Natriumgehalt kann am besten durch Chlorgas vermindert werden (Lagowski, B.: Magnesium loss during chlorination of aluminium melts, Les Piaines III, Trans. Amer. Foundrymen's Soc, TT.-» '¹969» Seiten 205 bis 207).

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BAD ORIGINAL

Während der Behandlung mit Chlorgas entsteht Aluminiumchlorid (AlCl₃), welches das Natrium bindet:

AlCl₃ + 3 Ka ^ 3 NaCl + Al

NaCl + AlCl^ ^ (AlCl₅ . NaCl)

Die gasentwickelnden Pulver, zum Beispiel das Manganchlorid und das Zinkchlorid, reagieren mit dem flüssigen Aluminium und so entsteht Aluminiumchlorid. Das Aluminiumchlorid ist bei der Temperatur der Behandlung gasförmig (Marienbah L. M., Sokolowski L. 0., Plavka splavov cvetnüh metallov dlja fasonnogo litja, Moskau, 1967, Seiten 184- bis 189):

3 MeCl₂ + 2 Al > 2 AlCl₅ + 3 Me

Das gasförmige Aluminiumchlorid vermindert den Natriumgehalt der Schmelze.

Zur Verminderung des Fremdstoffgehaltes von Aluminium- und Aluminiumlegierungsschmelzen wurde auch Hexachloräthan verwendet (Marienbah L. M., Sokolovski, L. 0.: Plavka splavov cvetnüh metallov dlja fasonnogo litj a, Moskau, 1967, Seiten 184 bis 189). Das Hexachloräthan reagiert in der Aluminiumschmelze gemäß den folgenden Reaktionen:

5 C₂Cl₆ > 3 C₂Cl₄ + 3 Cl₂

2 Al + 3 Cl₂ > 2 AlCl₃

3 C₂Cl₆ + 2 Al ^> 3 C₂Cl₄ + 2 AlCl₃

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BAD ORIGINAL

-χ-ϊ

Das zur Erreichung der gewünschten Wirkung erforderliche Behandlungsmaterial kann wegen der großen Reaktionsgeschwindigkeit und der Explosionsgefahr der Reaktionen nicht auf einmal zum flüssigen Metall zugegeben werden. Es sind Verfahren, bei welchen das Hexachloräthan in mehreren Anteilen zur Schmelze zugegeben wird, bekannt. Dies bedeutet einen Mehraufwand und das in Folien oder Kapseln eingepackte Pulver oder die kompakten Tabletten muß beziehungsweise müssen durch handbetriebene nicht mechanisierbare Arbeitsvorgänge mit Begichtungsglocken in die Schmelze eingebracht werden. Bei den Ofeneinheiten mit größeren .Badoberflächen ist die Zugabe nicht gleichmäßig und so die Hexachloräthansu.--nutzung gering und es geht ein großer Teil des Behandlungsmateriales unausgenutzt mit den Abgasen verloren.

Zur Reinigung des flüssigen Metalles wird auch die Vakuumbehandlung angewandt (Alker K.: Aluminiumentgasen im Vakuum, Vakuumbehandlung betriebssicher und umweltfreundlich!.-!¹ als Chlorierverfahren, VDI-Nachrichten, 27, 1973, Heft 22, Seite 12). Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß nur der obere Teil der Schmelze entgast wird (Makarov G. S.: Zakonorriernosti udalenija vodoroda pri vakuumrjoj obrabotke rasplavlennogo aljuminija, Techn. Lc;;]:. Splavov, 1970, Heft 4, Seiten 37 bis 42). Das Verfahren i.st mit hohem Aufwand verbunden, v/eil der Aufbau und das Inbetriebhalten der Vakuumöfen einen großen Investitions- und Instandhaltuugsaufwand erfordert.

Von den physikalischen Verfahren sei auch die Behandlung mit Ultraschall erwähnt. Durch diese Behandlung kann der Wasserstoffgehalt vermindert werden (Livanov V. A. und Mitarbeiter: Rafinirovanije aljuminija i ego splavov

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-y-s.

ul·trazvukovümi kolebanijami, Cvetnüe Metallü, 1968, Heft 6, Seiten 82 bis 84). Das Verfahren wurde in der Technik beziehungsweise Industrie nicht verwendet.

Ein gemeinsamer Nachteil der physikalischen Verfahren besteht darin, daß der Alkalimetallgehalt der Aluminiumschmelze nicht vermindert werden kann.

In den letzten 15 Jahren wurden Einrichtungen, durch deren Verwendung die Metallbehandlung außerhalb der Öfen in kontinuierlichem Betrieb durchgeführt wird, in großem Maße entwickelt. Diese Einrichtungen werden im folgenden beschrieben:

In der aus "Entgasung und Reinigung von Aluminiumschmelzen", Gautschi Prospekt, Aluminium jjO, 1974-, Heft 4, Seite 297^ bekannten Einrichtung "P¹ILD" der Firma Gautschi sind das Spülen mit Stickstoff und das Filtrieren durch aktivierte Tonerde vereinigt.

Die in Böhm G., "Das Filtrieren und Entgasen von Aluminiumschmelzen im Durchlaufverfahren'', Aluminium, 1973» Heft 11, Seiten 74-3 bis 7M-7 beschriebene mit Petrolkoks betriebene kontinuierliche Einrichtung der Firma BASF vereinigt in sich das Spülen mit Edelgasen und das Filtrieren durch ein mechanisches Filterbett.

In der aus Mahesh C.'Mangalick,"The Rigid Media Filter-Principles and Applications", Manuscript presented on the 102-nd Annual Meeting of the AIME, Chicago, 1972 bekannten Einrichtung der Firma Carborundum ist das Hauptfilterelement ein Filtereinsatz, der aus porösen Rohren vom

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BAD

Typ "Aloxit" zusammengestellt wurde. Der Filtereinsatz ist in einem Filtertopf mit elektrischer Dachheizung so angeordnet, daß das Metall infolge des metallostatischen Druckes durch die Mantelflächen der Bohre durchdringt und so in einen Sammelbehälter gelangt.

In der in Szekely A. G.,"The Removal of Solid Particles from Molten Aluminium in the Spinning Nozzle Inert Flotation Process", Metallurgical Transactions 7B, 1976, Seiten 259 bis ?,■ beschriebenen Einrichtung "SNIF" der Firma Union Carbide wird zur Abtrennung der festen Fremdstoffe ein Flotationsverfahren statt des Filtrierens verwendet.

Die aus Blayden L. .C, Brondyke K. J.: Alcoa 4-69, "Process, Low cost, non-polluting, continuous metal fluxinc", Journal of Metals, 1974, February, Seiten 25 bis 28 bekannte von der Firma Alcoa entwickelte Einrichtung hat zwei Filterbetten. Durch diese Filterbetten wird ein Gemisch von Chlor und Argon strömen gelassen.

Die obigen Verfahren sind bei den kontinuierlich arbeitenden Gießereien, bei welchen die Gießdauer lang ist und eine einmalige Behandlung im Ofen nicht dazu ausreicht, daß der Wasserstoffgehalt der Schmelze bis zum Ende des Gießens auf dem gewünschten niedrigen Stand bleibt, vorteilhaft. Der gemeinsame Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß die gasförmigen Reaktionsprodukte wegen der groi?eri Durchsatzleistungen (3 bis 20 t/Stunde) und der kurzen Verweilzeiten nicht in vollem Maße auf die Oberfläche kommen. Um dem entgegenzuwirken, wurden Reaktionsvorrichtungen mit mehreren Kammern ausgebildet. Die Abmessungen und das

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Heizungssystem der Reaktionsvorrichtungen sind denen der üblichen öfen ähnlich. Sie können schwer zwischen die Gießerei und den Ofen eingefügt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Verfahren zum Vermindern des Fremdstoffgehaltes, hauptsächlich Alkalimetall- und Wasserstoffgehaltes, sowie des Gehaltes an festen nichtmetallischen Fremdstoffen, vor allem Oxydgehaltes, von Aluminium- beziehungsweise Aluminiumlegierungsschmelzen, bei welchem die Ausnutzung des Behandlungsmateriales erhöht ist und der Reinigungsvorgang gut kontrolliert und gesteuert werden kann, zu schaffen.

Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.

Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, daß, wenn ein Chlorgas entwickelndes Pulver, vorzugsweise Zinkchlorid, Magnesiumchlorid, Manganchlorid oder Hexachloräthan oder ein Gemisch von solchen, in Mischung mit einem inerten Gas, vorzugsweise Stickstoff, in Abwesenheit von Luft in die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze eingeführt wird, die Menge des' zur Entfernung der gleichen Fremdstoffmenge notwendigen Chlorgas entwickelnden Pulvers im Vergleich zu den bekannten Verfahren um etwa 60 Gew.-?o vermindert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Vermindern des Fremdstoffgehaltes, hauptsächlich Alkalimetall- und Wasserstoffgehaltes, sowie des Gehaltes an festen nichtmetallischen Fremdstoffen, vor allem Oxydgehaltes, von Aluminium- beziehungsweise Aluminiumlegierungsschmelzen

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BAU-ORIGINAL

durch Einleiten eines Chlor enthaltenden inerten Gases in die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Einleiten in die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze bei 670 bis 860⁰C in Abwesenheit von Luft als Chlor enthaltendes inertes Gas ein solches, dessen Chlorgehalt in Form eines Chlorgas entwickelnden Pulvers vorliegt, unter einem Druck von weniger als 2 atm verwendet wird.

Vorzugsweise wird als Chlorgas entwickelndes Pulver Zinkchlorid, Magnesiumchlorid, Manganchlorid oder Hexachloräthan oder ein Gemisch von solchen verwendet.

Es ist auch bevorzugt, das Chlorgas entwickelnde Pulver in einer Menge von 0,05 bis 10 kg je t Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze zu verwenden.

Vorzugsweise wird als inertes Gas Stickstoff verwendet.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zusammengefaßt wie folgt:

a) Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die zur Entfernung einer bestimmten Menge der Fremdstoffe notwendige Menge des Chlorgas entwickelnden Pulvers in hohem Maße vermindert, das heißt die Materialausnutzung viel besser und die Menge des nicht nutzbar zu machenden Behandlungsmateriales viel geringer. Dies bedeutet eine stark erhöhte Wirtschaftlichkeit.

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b) Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich durchgeführt werden und die Steuerung kann automatisch und darüberhinaus genau erfolgen. So kann der Reinigungsvorgang mit weniger manueller Arbeit gut kontrollierbar durchgeführt werden.

c) Die Reinigung erfolgt in Abwesenheit von Luft, weswegen keine weiteren Oxydverunreinigungen entstehen. In Gegenwart von Luftsauerstoff würden nämlich weitere Oxydverunreinigungen entstehen.

d) Der Aluminiumgehalt der Schlacke, die während der Behandlung entsteht, ist wesentlich geringer als der im Falle der Durchführung der Behandlung mit Stickstoff allein.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der in der beiliegenden Figur 1 schematisch dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden.

Das Behandlungsmaterial wird von einem unter konstantem Druck stehenden Behälter 1 eingesetzt. Er kann nach dem Öffnen seines Deckels 9 aufgefüllt werden. Das Behandlungsmaterial wird durch eine Zuführvorrichtung 4- in einen Mischraum 5 hineingebracht. Die Geschwindigkeit der Materialzufuhr kann stufenlos variiert werden und ist durch eine Antriebeinheit 3 stabilisiert. Die Menge des Behandlungsmateriales im Behälter 1 kann mit dem Signal eines Zeichengebers 2 kontrolliert werden.

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- γ-η-

Das Trägergas wird durch einen Druckregler und Stabilisator 7 in den Mischraum 5 geleitet. Die Menge des Gases kann mit einem Durchflußmesser 6 kontrolliert werden. Das im Mischraum 5 entstandene Gemisch aus dem Gas und dem Behandlungsmaterial wird durch eine elastische Leitung 8 zu einem Behandlungsrohr 10 und durch dieses in einen die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze enthaltenden Ofen geleitet. Das Material des Behandlungsrohres ist gegenüber der Wirkung des flüssigen Metalles beständig. Die Reinigung von Aluminium- und Aluminiumlegierungsschmelzen mit dem Gemisch aus dem Gas und dem Behandlungsmaterial wird unter Betriebsbedingungen durchgeführt. Beispielsweise wird als Behandlungsmaterial Hexachlorathan und als Trägergas Stickstoff verwendet.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurden in einem Trogflammofen mit einer Kapazität von 15 t Aluminium/Magnesium/Silicium-Legierungsschmelzen mit Hilfe der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung behandelt. Die Volumgeschwindigkeit des zur Behandlung verwendeten Stickstoffes betrug 0,4 bis 0,5 Nnr/Minute. Die Behandlung wurde bei einer Temperatur von 710 bis 72O⁰C durchgeführt. In einem Teil der Versuche wurde dem Stickstoff Hexachloräthanpulver in einer Menge von 2 kg/t Schmelze (0,2 Gew.-^) zugeführt (erfindungsgemäßes Verfahren). Im anderen Teil der Versuche wurde zum Stickstoff kein Chlorgas entwickelndes Pulver zugegeben (Vergleichsversuche). Der Wasserstoffgasgehalt

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der Schmelzen vor und nach der Behandlung sowie dessen Verminderung sind jeweils in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Der erstere wurde nach der "Erstblasen"- -Verfahrensweise bestimmt.

- 13 -

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- 13 Tabelle

Wasserstoffgehalt

in
cm⁵/100 g Al

Verminderung des Wasserstoffgehaltes

in Gew.-% Wasserstoffgehalt

in
cm³/100 g Al

Verminderung des Wasserstoffgehaltes

in Gew.-%

Behandlung mit Stickstoff + Plexaohlorathanpulver

(erfindungs gemäß)

Behandlung mit Stickstoff (Vergleic hsversuc he)

Vor der
Behandlung

Nach der Behandlung Vor der
Behandlung

Nach der Behandlung

0,20

0,09

55 0,23

0,21

0,26

0,10

62 0,11

0,08

27

0,21

0,06

71 0,21

0,14

35

0,23

0,12

48 0,27

0,24

11

0,22

0,05

77 0,24

0,17

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Der Stickstoff (Vergleichsversuche) konnte also nur 9 bis 33 Gew.-% des Wasserstoffgehaltes der Schmelzen entfernen. Bei der Zugabe des Hexachloräthanes zum Stickstoff (erfindungsgemäßes Verfahren) wurde dagegen der Wasserstoff gehalt um 48 bis 77 Gew.-^ vermindert. Die im letzteren Fall entstandene Schlacke war trocken und pulverig und ihr Aluminiumgehalt war niedrig, während bei der Behandlung mit Stickstoff allein die Schlacke breiig beziehungsweise zähflüssig war. Bei der Verwendung von Hexachloräthan verminderte sich die Temperatur der Schmelze infolge der Reaktionswärme während der Behandlung nicht. Im Laufe der Behandlung mit Stickstoff allein sank die Temperatur um 15⁰C.

Beispiel 2

Es wurden in einem Trogflammofen mit einer Kapazität von 15 t Aluminium/Magnesium/Silicium-Legierungsschmelzen unter den im Beispiel 1 angegegenen Bedingungen mit der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung behandelt. Als Chlorgas entwickelndes Pulver wurde Hexachloräthan verwendet. Als Vergleichsversuche wurden nur Hexachloräthantabletten mit Begichtungsglocken in die Schmelzen eingeführt. Die Menge des Chlorgas entwickelnden Hexachloräthanes (Behandlungsmateriales) betrug in beiden Fällen 2 kg/t Schmelze. Der Wasserstoffgas gehalt der Schmelzen vor und nach der Behandlung sowie dessen Verminderung sind jeweils in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt.

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- 15 Tabelle

Wasserstoffgehalt in cm⁵/100 g Al	Verminderung des Wasserstoffgehaltes in Gew. -°/o	Nach der Behandlung	70	Wasserstoffgehalt in cm³/100 g Al	Verminderung des Wasserstoffgehaltes in Gew.-#	Nach der Behandlung	16 ^;,
Behandlung mit Stickstoff + Hexachloräthanpulver (erfindungsgemäß)	0,06	66	Behandlung mit Hexachloräthantabletten (Vergleichsversuche)	0,16	14 :
Vor der Behandlung	0,11	61	Vor der Behandlung	0,19	28 .
0,20	0,09	62	0,19	0,23	10 ;
0,32	0,10	58	0,22	0,19	22
0,23	0,10	0,32	0,25
0,26		0,21
0,24	0,32

CO O O

- 16 -

-y/f- . .'■'■'■'. "■-".- "."· . :300A120

-y-

Aus der obigen Tabelle 2 geht hervor, daß die Verminderung des Wasserstoffgasgehaltes der Schmelzen im Falle der Verwendung von Stickstoff und Hexachloräthan (erfindungsgemäßes Verfahren) 58 bis 70 Gew.-% betrug. Diese Verminderung ist also mehr als 2-mal so groß wie die von 10 bis 28 Gew.—% im Falle der Durchführung der Behandlung mit Hexachloräthantabletten allein (Vergleichsversuche). Dies ist auf die besseren Reaktionsbedingungen zurückzuführen.

Ähnliche Ergebnisse konnten bezüglich des Sauerstoffgehaltes erhalten werden. Die diesbezüglichen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3A zusammengestellt.

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- 17 Tabelle 3A

	Sauerstoffgehalt in Gew.-%	Verminderung des Sauerstoffgehaltes in Gew.-%	4-3	Sauerstoffgehalt in Gew.-^	Verminderung des Sauerstoffgehaltes in Gew.-JlS	Nach der Behandlung	■
O O O co	Behandlung mit	Stickstoff + Hexachlorathanpulver • (erfindungsgemäß)	33	Behandlung mit Hexachloräthantabletten (Vergleichsversuche)	0,0025	17 ;'
•Ρ» O σ>	Vor der Behandlung	Nach der Behandlung	40	Vor der Behandlung	0,0045	18 ;.
to	0,0035	0,002	20	0,0003	0,003	14
	0,003	0,002	0,0055	0,0035	13
	0,0025	0,0015	0,0035
	0,0025	0,002	0,004

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Aus der obigen Tabelle 3A geht hervor, daß die Verminderung des Sauerstoffgehaltes der Schmelzen im Falle der Verwendung von Stickstoff und Hexachloräthan (erfindungsgemäßes Verfahren) 20 bis 4-3 Gew.-% und im Falle der Durchführung der Behandlung mit Hexachloräthan allein (Vergleichsversuche) nur 13 bis 18 Gew.-% betrug.

Als weitere Vergleichsversuche wurden in einem Trogflammofen mit einer Kapazität von 15t Aluminium/Magnesium/. /Silicium-Legierungsschmelzen mit der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung behandelt. Die Volumgeschwindigkeit des zur Behandlung verwendeten Stickstoffes betrug 0,4 bis 0,5 Nm ν Minute. Die Behandlung wurde bei einer Temperatur von 710 bis 720° C durchgeführt. In der folgenden Tabelle 3B sind die Sauerstoffgehalte vor und nach der Behandlung zusammengestellt. Die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes erfolgte durch die Neutronenaktivationsverfahrensweise.

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Tabelle 3B

Sauerstoffgehalt in Gew.-%	Verminderung (-) beziehungsweise Erhöhung (+) des Sauerstoffgehaltes in Gew.-^	Vor der Behandlung	Nach der Behandlung	+ 33
Behandlung mit Stickstoff (Vergleichsversuche)	0,0003	. 0,004	+ 117
0,0003	0,0065	+ 52
0,0025	0,0038	+ 72
0,0025	0,004-3	- 21
0,0038	0,003	- 13
0,004	0,0035	+ 5
0,0038	0,004	+ 20
0,0025	0,003	- 13
0,004	0,0035	0
0,003	0,003

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Aus der obigen Tabelle 3B geht hervor, daß der Sauerstoffgehalt durchschnittlich nicht vermindert und in einigen Fällen sogar erhöht wurde.

Beispiel 3

Die Verminderung des Wasserstoffgehaltes bei der Behandlung von Aluminium/Magnesium/Silicium-Legierungsschmelzen mit Hexachloräthan wurde in Abhängigkeit von der Konzentration des letzteren untersucht.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Wirksamkeit der Behandlungen mit mit Stickstoff eingeblasenem Hexachloräthanpulver (erfindungsgemäßes Verfahren) ^ausgezogene Kurven3 beziehungsweise mit Hexachlorathantabletten (Vergleichsversuche) ^gestrichelte KurvenJ in Trogflammöfen mit einer Kapazität von 15 t. In der Figur 3 bedeuten S^ die Anfangswerte und S^- die Endwerte des Wasserstoffgehaltes. Aus den Figuren 2 und 3 ergibt sich, daß die Behandlung mit dem im Stickstoffstrom eingeführten Hexachloräthanpulver viel wirksamer als die Behandlung mit den Hexachlorathantabletten allein war. Dies geht zunächst aus der Figur 2, nach welcher der Anfangswert des Wasserstoffgehaltes von 0,5 emv 100 S i^m Falle der Behandlung mit dem im Stickstoffstrom eingeführten Hexachloräthanpulver (erfindungsgemäßes Verfahren) bereits mit einer Konzentration des Hexachloräthanes von nur etwa 3 kg/t Schmelze, im Falle der Behandlung mit den Hexachlorathantabletten (Vergleichs versuch) dagegen erst mit einer Konzentration des Hexachloräthanes von 9 kg/t Schmelze, also erst mit .der 3-fachen Konzentration, auf 0,1 cnr/100 g vermindert werden konnte,

— 21 —

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so daß bei gleicher Reinigungswirkung eine Verminderung des Verbrauches an Hexachlorä'than um 67% erzielt werden konnte, hervor. Ferner kann es in der Figur 3 beispielsweise an Hand des .Anfangswertes des Wasserstoffgehaltes von 0,3 emv100 S ^und des Endwertes des Wasserstoffgehaltes von 0,1 cnr/100 6» welchletzterer im Falle der Behandlung mit dem im Stickstoffstrom eingeführten Hexachloräthanpulver (erfindungsgemäßes Verfahren) bereits mit einer Konzentration des «Hexachloräthanes von nur etwa 2 kg/t Schmelze erreicht werden konnte, während dazu im Falle der Behandlung mit den Hexachloräthantabletten (Vergleichsversuch) eine Hexachlorathankonzentration von 6 kg/t Schmelze, also die 3-fache Hexachlorathankonzentration, erforderlich war, veranschaulicht werden. Bei gleicher Reinigungswirkung konnte die Verminderung des Hexachlorathanverbraucb.es also 67% erreichen. Der Sauerstoffgehalt der Schmelzen konnte auf 0,0005 Gew.-% gesenkt werden.

Beispiel 4-

Es wurden in einem Trogflammofen mit einer Kapazität von 13 t Aluminium/Magnesium/Silicium-Legierungsschmelzen mit der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung behandelt. D_er Natriumgehalt wurde jeweils vor und nach dem Einblasen von 2 kg/t Chlorgas entwickelndem Hexachloräthanpulver in Stickstoff in die Schmelze bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4-A zusammengestellt.

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Tabelle 4A

Natriumgehalt in Gew.-^	Verminderung des Natriumgehaltes in Gew. -96	Nach der Behandlung	27
Behandlung mit Stickstoff + 2 kg/t Hexachloräthanpulver	0,0011	33
Vor der Behandlung	0,0004	65
0,0015	0,0007	30
0,0006	0,0007	43
0,002	0,0004-
0,001
0,0007

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Aus der obigen Tabelle 4-A geht also hervor, daß eine Verminderung des Natriumgehaltes um 27 bis 65 Gew.-% erreicht werden konnte, wobei der Durchschnittswert der Verminderung des Natriumgehaltes 39 »6 Gew.-% betrug.

Die Wirksamkeit der Reinigung ist auch in der beiliegenden Figur 4- dargestellt. Aus dieser geht beispielsweise hervor, daß durch Behandlung mit etwa 3 kg mit Stickstoff eingeblasenem Hexachloräthah/t Schmelze der Anfangswert des Natriumgehaltes von 0,0016 Gew.-% auf 0,0008 Gew.-^, also die Hälfte vermindert werden konnte.

Als Verglexchsversuche wurden in einem Trogflammofen je 25 t Aluminium/Magnesium/Silicium-Legierungsschmelzen behandelt. Der Natriumgehalt wurde jeweils vor und nach dem Einrühren von 2 kg/t Chlorgas entwickelnden Hexachloräthantabletten in die Schmelze bestimmt. Die Behandlung wurde bei einer Temperatur von 710 bis 720⁰C durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4-B zusammengestellt.

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„ *'

-2/-ZIf'

Tabelle 4B

Natriumgehalt in Gew.-%	Verminderung des Natriumgehaltes in Gew.-#	Nach der Behandlung	l
Behandlung mit 2 kg/t Hexachloräthantabletten	0,0005	38,0 j
Vor der Behandlung	0,0003	40,0 I
0,0008	0,0004	4-3,0
0,0005	0,0005	I 38,0
0,0007	0,0004	33,0 I
0,0008	0,0006	33,0
0,0006	0,0006	14,0
0,0009	0,0008	20,0
0,000? .
0,001

$.3 0034/0624

Aus der obigen Tabelle 4B geht hervor, daß die Verminderung des Natriumgehaltes 14 bis 43 Gew.-% betrug, wobei deren Durchschnittswert 32,4 Gew.-% war.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnte also ein höherer Durchschnittswert der Verminderung des
Natriumgehaltes bei höheren Tiefst- und Höchstwerten als die bei den Vergleichsversuchen erreicht werden.

Patentansprüche

&3003Λ/0624

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zum Vermindern des Fremdstoffgehaltes, hauptsächlich Alkalimetall- und Wasserstoffgehaltes, sowie des Gehaltes an festen nichtmetallischen Fremdstoffen, vor allem Oxydgehaltes, von Aluminium- beziehungsweise
Aluminiumlegierungsschmelzen durch Einleiten eines Chlor enthaltenden inerten Gases in die Aluminium- oder Aluminiunüegierungsschmelze , dadurch gekennzeichnet, daß man zum Einleiten in die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze bei 670 bis 860 C in Abwesenheit von Luft als Chlor enthaltendes inertes Gas ein solches, dessen Chlorgehalt in Form eines Chlorgas
entwickelnden Pulvers vorliegt, unter einem Druck von weniger als 2 atm verwendet.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Chlorgas entwickelndes Pulver
Zinkchlorid, Magnesiumchlorid, Manganchlorid oder Hexachloräthan oder ein Gemisch von solchen verwendet.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Chlorgas entwickelnde Pulver in einer Menge von 0,05 bis 10 kg je t Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschmelze verwendet.

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030034/0324

' BAD ORIGINAL

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Gas Stickstoff verwendet.