DE3215369C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3215369C2 DE3215369C2 DE3215369A DE3215369A DE3215369C2 DE 3215369 C2 DE3215369 C2 DE 3215369C2 DE 3215369 A DE3215369 A DE 3215369A DE 3215369 A DE3215369 A DE 3215369A DE 3215369 C2 DE3215369 C2 DE 3215369C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- slag
- metal
- melt
- reducing agent
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/003—Making ferrous alloys making amorphous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen
der Ausbeuten im Rahmen von metallothermischen Prozessen, bei
denen Gemische aus Metallen, Metalloxyden und Reduktionsmitteln
gezündet werden, wobei Metallschmelzen und Schlackenschmelzen
entstehen.
Die metallothermischen Prozesse, wie insbesondere das alumino-
sowie das siliconthermische Verfahren zum Reduzieren von Metall
oxyden zu Metallen, sind seit langem bekannt. So werden z. B.
Chrommetall und Legierungen, wie Ferrovanadium (FeV) und Ferro
niobium (FeNb), aluminothermisch und Ferromolybdän (FeMo)
siliconthermisch hergestellt. Ferrowolfram (FeW) wird alumino
silicothermisch hergestellt.
Der Ablauf solcher Verfahren vollzieht sich üblicherweise
diskontinuierlich, und zwar wird ein fertig zubereitetes Gemisch
aus Metalloxid, Reduktionsmittel (Al, Si) und evtl. Metall (Fe)
in ein ortsfestes oder verfahrbares Reaktionsgefäß eingebracht
und gezündet. Hierzu verwendet man generell chemische oder
elektrische Starter.
Ist die Zündung eingeleitet, so läuft die gewünschte Reaktion
mit Vehemenz und hoher Geschwindigkeit ab; Eingriffe sind
praktisch unmöglich, da das Reaktionsgefäß aus
Sicherheitsgründen mit einer möglichst dicht
anliegenden Abzugshaube abgedeckt werden muß, um die
heißen Abgase einer Gasreinigungsanlage zuführen zu
können.
Nach 2 bis 4 Minuten hat sich die Metallphase von
der Schlackenphase getrennt, und man läßt den Inhalt
des Reaktionsgefäßes abkühlen und erstarren.
Frühestens nach Erkalten der Schlacke und des Metalls
läßt sich gemäß dem Stand der Technik die Ausbeute
lediglich ermitteln, während Maßnahmen zur Erhöhung
derselben, wie bereits angedeutet, nicht möglich
sind, vergleiche hierzu auch die DE-AS 20 34 385.
Die hier in Frage kommenden Metalloxide sind teure
Substanzen, die in den entsprechenden Erzen in zum
Teil verschwindend geringen Konzentrationen
vorliegen.
Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren bereitzustellen, mit dem die Ausbeute bei
metallothermischen Prozessen erhöht wird.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein
Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruches 1.
In den Unteransprüchen sind Ausbildungen des
Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.
Zeitraum mit zusätzlichem Reduktionsmittel behandelt, bis nahe
zu das gesamte, noch in der Schlacke befindliche Metalloxyd um
gesetzt und das entstandene Metall in die Metallphase abgewandert
ist.
Der Grundgedanke, der zur Entwicklung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens geführt ist, geht davon aus, daß es nicht sinnvoll ist,
zum Beeinflussen der Ausbeuten bei einem metallothermischen
Prozeß in die Prozeßphase einzugreifen, während welcher die
eigentliche Reaktion abläuft. Viel ergiebiger muß es sein,
wenn man diese Reaktion ablaufen läßt und die entstandenen
Produkte zu einem Zeitpunkt, in welchem sie noch beeinflußt
werden können, einer spezifischen Behandlung unterwirft. Dieser
Zeitpunkt ist im wesentlichen dann gegeben, wenn sowohl die
Metall- als auch die Oxydphase im flüssigen Zustand vorliegen.
Die spezifische Behandlung besteht erfindungsgemäß in einer
Nachreduktion der Schlackenschmelze unter Heizen und Umrühren.
So sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß man zum Er
hitzen der Schmelze und zum gleichzeitigen Rühren der geschmolze
nen Schlacke zumindest ein Elektrodenpaar in die Schlacke taucht
und mit einem Zweiphasenstrom von etwa 65 V/12 500 A versorgt,
wobei man vorzugsweise wassergekühlte Graphitelektroden ver
wendet.
Die einzelnen Verfahrensschritte werden anhand der Beschreibung
der Zeichnung erläutert, in denen
Fig. 1, 2 und 3 schema
tische Darstellungen der einzelnen Prozeßphasen zeigen.
Die Fig. 1 zeigt ein Reaktionsgefäß O, das auf nicht dargestellten
Schienen verfahrbar angeordnet ist. Das Gefäß wird mit einem
Gemisch 1 aus Metalloxyd, wie z. B. Nb 205, Eisen in der Form
von Pulver oder feinen Schrotten sowie Aluminiumpulver gefüllt.
Das Gemisch 1 kann ein Gewicht von mehr als 3 t aufweisen.
Nach dem Verfahren des Reaktionsgefäßes O unter eine heb- und
senkbare Schutz- und Absaughaube 20 wird, wie in Fig. 2 darge
stellt, das Gemisch 1 gezündet. Hierbei reagiert der Gefäß
inhalt heftig, die Haube 20 wird abgesenkt, nach 2 bis 4 Minuten
angehoben und das heiße Gefäß rasch zu der nächsten, in Fig. 3
dargestellten Prozeßstufe verfahren.
Inzwischen ist die Reaktion abgeklungen, die Schlacken 2 und
die Metallphase 3 liegen noch weitgehend in flüssiger Form
vor. Die Schlacke 2 wird mit Calciumfluorid (CaF 2) versetzt
und dadurch ihre Leitfähigkeit erhöht. Dann werden in die
Schlacken 2 ein oder mehrere Elektrodenpaare 30 eingetaucht,
die mit einem Leistungstransformator 31 verbunden sind.
Letzterer liefert einen Zweiphasenstrom von etwa 65 V/12 500 A.
Der nun folgende Prozeß begreift ein kontinuierliches elektro
thermisches Heizen der Schlacken sowie des Metallbades nach
dem bekannten ES-Modus, wobei es innerhalb der Schlacken zu
einer ausgeprägten Bewegung kommt. In der Tat induzieren die
von den Elektroden ausgehenden Magnetfelder in den leitfähigen
Schlacken Ströme, die in Analogie zur Rührtechnik, so wie sie
in den Stranggießkokillen üblich ist, wirken. Bei Versuchen,
die zum Zweck hatten, das Heizen mit Hilfe starker Gasbrenner
als Alternative zum elektrischen Heizen zu erproben, mußte
festgestellt werden, daß die Schlacken wärmeisolierend wirken.
Jedenfalls konnten die zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens notwendigen Wärmemengen nur unter hohem Aufwand er
zielt werden, so daß die Heizung über Elektroden sich als
vorteilhafter erwies.
Zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gehört selbstverständlich eine Prozeßkontrolle. Erfindungs
gemäß wird vorgesehen, daß man im Verlauf der Nachreduktion
der Schlacken mit einem Reduktionsmittel Schlackenproben ent
nimmt und die Gehalte an nicht umgesetztem Reduktionsmittel
sowie Metalloxyd ermittelt. In der Tat muß man das erfindungs
gemäße Behandeln von Metalloxyden mit metallischem Aluminium
oder Silizium sorgfältig durchführen, wobei insbesondere zu
beachten ist, daß einerseits immer genügend Reduktionsmittel
zur Verfügung steht, um die Nachreduktion aufrechtzuerhalten.
Gleichzeitig ist die Verwendung von Überschüssen zu vermeiden,
da eine hohe Aufnahme von Aluminium oder Silizium in dem her
zustellenden Metall bzw. der Ferrolegierung nicht erwünscht
ist.
Überschüsse an Aluminium bzw. Silizium garantieren zwar bei
der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hervorragende
Ausbeuten, doch geschieht dies auf Kosten der Qualität des
Endproduktes, wenn dieses weder hoch Al- noch Si-haltig sein
soll.
Jedenfalls ist es erfordert, den Zeitpunkt der Schlacken
probeentnahme sowie die Mengen der bereits erfolgten Zugaben
festzuhalten und auf diesem Wege Erfahrungswerte zu sammeln,
die es gestatten, das Verfahren ohne analytische Kontrolle
durchzuführen und die Zugabe an Reduktionsmittel rein zeit
mäßig zu regeln.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbaren Vorteile
lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Betrachtet man beispielsweise die Herstellung von Ferroniob (FeNb)
ausgehend von Nb 205, Eisen und Aluminium, so sind gemäß dem
Stand der Technik in den Schlacken rund 6% Nb vorhanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, den Gehalt an Nb
in den Schlacken praktisch auf Null zu reduzieren, wobei man
allerdings eine relativ hohe Al-Konzentration im Endprodukt
in Kauf nehmen müßte. Sieht man jedoch von einer drastischen
Nachreduktion ab, so lassen sich die Nb-Gehalte in den Schlacken
auf 1,5-2% verringern, ohne daß es zu qualitätskritischen
Aufnahmen an Al im Endprodukt kommt. Somit können dank dem er
findungsgemäßen Verfahren Nb-Ausbeuten oberhalb 98% erreicht
werden. Die Nachreduktion gemäß der Erfindung dauert im vor
liegenden Fall nur 20-35 Minuten.
Nicht unerheblich ist schließlich die Tatsache, daß das er
findungsgemäße Verfahren es gestattet, diese hohen Ausbeuten
zu erreichen, ohne von dem traditionellen und unter bequemen
Bedingungen durchführbaren "top-firing" abzuweisen, bei dem
das Ausgangsgemisch von oben her gezündet wird.
Claims (5)
1. Verfahren zum Erhöhen der Ausbeuten bei
metallothermischen Prozessen zur Herstellung von
Metallen oder Ferrolegierungen, bei denen ein Gemisch
aus Metalloxiden, Reduktionsmitteln oder zusätzlich
Eisen gezündet wird und sich eine Metallschmelze
sowie eine Schlackenschmelze ausbildet, dadurch
gekennzeichnet, daß man nach dem Abbrand der noch
flüssigen Schlacke zum Erhöhen ihrer elektrischen
Leitfähigkeit Zusätze zugibt, daß man die Schmelze
elektrothermisch erhitzt, und sie während eines
empirisch ermittelten Zeitraumes mit zusätzlichem
Reduktionsmittel behandelt, bis nahezu das gesamte,
noch in der Schlacke befindliche Metalloxid umgesetzt
und das gebildete Metall in die Metallphase gelangt
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der noch flüssigen Schlacke
Flußspat zugesetzt wird.
3. Verfahren nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Erhitzen der Schmelze
und zum gleichzeitigen Rühren der geschmolzenen
Schlacke zumindest ein Elektrodenpaar in die Schlacke
taucht und mit einem Zweiphasenstrom von etwa 65
V/12 500 A versorgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß man wassergekühlte
Elektroden, vorzugsweise aus Graphit, verwendet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man zum Verhindern einer
übermäßigen Aufnahme von nicht umgesetztem
Reduktionsmittel in die Metallphase im Verlauf des
Behandelns der Schlackenschmelze mit einem
Reduktionsmittel Schlackenproben entnimmt, den
Zeitpunkt der Entnahme festhält und auf Grund der in
den Proben ermittelten Gehalte an nicht umgesetztem
Reduktionsmittel sowie Metalloxid die Zugabe weiterer
bestimmter Mengen an Reduktionsmittel vornimmt bzw.
abbricht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LU83361A LU83361A1 (de) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Verfahren zum erhoehen der ausbeuten im rahmen von metallothermischen prozessen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3215369A1 DE3215369A1 (de) | 1982-12-02 |
DE3215369C2 true DE3215369C2 (de) | 1989-12-28 |
Family
ID=19729651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823215369 Granted DE3215369A1 (de) | 1981-05-13 | 1982-04-24 | Verfahren zum erhoehen der ausbeuten im rahmen von metallothermischen prozessen |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4419127A (de) |
AT (1) | AT384244B (de) |
BE (1) | BE901012Q (de) |
BR (1) | BR8202787A (de) |
CA (1) | CA1188104A (de) |
DE (1) | DE3215369A1 (de) |
FR (1) | FR2505874B1 (de) |
GB (1) | GB2098629B (de) |
LU (1) | LU83361A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4116949A1 (de) * | 1991-05-24 | 1993-01-28 | Starck H C Gmbh Co Kg | Verfahren zur rueckgewinnung von wertstoffen aus schlacken von metallothermischen prozessen |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4612047A (en) * | 1985-10-28 | 1986-09-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Preparations of rare earth-iron alloys by thermite reduction |
AT389899B (de) * | 1986-08-19 | 1990-02-12 | Treibacher Chemische Werke Ag | Verfahren zur herstellung von se-metallen und se-haltigen legierungen |
FR2607520B1 (fr) * | 1986-11-27 | 1992-06-19 | Comurhex | Procede d'elaboration par metallothermie d'alliages purs a base de terres rares et de metaux de transition |
US5013357A (en) * | 1989-10-26 | 1991-05-07 | Westinghouse Electric Corp. | Direct production of niobium titanium alloy during niobium reduction |
US5769922A (en) * | 1996-04-12 | 1998-06-23 | Reading Alloys, Inc. | Method for producing vanadium-aluminum-ruthenium master alloys and master alloy compositions |
CN113897485B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-03-24 | 包头稀土研究院 | 从铌钛矿中富集钪的方法及硅渣的用途 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR984164A (fr) * | 1949-04-04 | 1951-07-03 | Dominion Magnesium Ltd | Préparation de titane pratiquement pur |
NO115556B (de) * | 1967-05-31 | 1968-10-21 | Christiania Spigerverk | |
FR2052082A5 (de) * | 1969-07-11 | 1971-04-09 | Commissariat Energie Atomique | |
FR2119174A6 (en) * | 1970-12-23 | 1972-08-04 | Commissariat Energie Atomique | Recovery of high melting metals from oxides directly - using a magnesium and a fluoride slag |
US4083715A (en) * | 1976-05-25 | 1978-04-11 | Klockner-Werke Ag | Smelting plant and method |
-
1981
- 1981-05-13 LU LU83361A patent/LU83361A1/de unknown
-
1982
- 1982-04-19 AT AT0151482A patent/AT384244B/de not_active IP Right Cessation
- 1982-04-24 DE DE19823215369 patent/DE3215369A1/de active Granted
- 1982-05-03 FR FR8207664A patent/FR2505874B1/fr not_active Expired
- 1982-05-11 US US06/377,034 patent/US4419127A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-05-13 CA CA000402856A patent/CA1188104A/en not_active Expired
- 1982-05-13 BR BR8202787A patent/BR8202787A/pt unknown
- 1982-05-13 GB GB8214002A patent/GB2098629B/en not_active Expired
-
1984
- 1984-11-08 BE BE0/213974A patent/BE901012Q/fr not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4116949A1 (de) * | 1991-05-24 | 1993-01-28 | Starck H C Gmbh Co Kg | Verfahren zur rueckgewinnung von wertstoffen aus schlacken von metallothermischen prozessen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT384244B (de) | 1987-10-12 |
FR2505874A1 (fr) | 1982-11-19 |
GB2098629B (en) | 1984-09-12 |
DE3215369A1 (de) | 1982-12-02 |
CA1188104A (en) | 1985-06-04 |
GB2098629A (en) | 1982-11-24 |
US4419127A (en) | 1983-12-06 |
LU83361A1 (de) | 1983-03-24 |
BR8202787A (pt) | 1983-04-26 |
BE901012Q (fr) | 1985-03-01 |
ATA151482A (de) | 1985-02-15 |
FR2505874B1 (fr) | 1987-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3215369C2 (de) | ||
DE3809477A1 (de) | Verfahren zum entfernen von schwefel aus kupferschmelzen | |
EP1627085B1 (de) | Verfahren zur rückgewinnung von metallischen elementen, insbesondere metallischem chrom, aus metalloxidhaltigen schlacken im elektrolichtbogenofen | |
DE3228593A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer fe-b-metallschmelze | |
DE2448890B2 (de) | Verfahren zur herstellung von kaltgewalzten, siliziumlegierten elektroblechen | |
DE2155589B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen Eisenlegierungen, die 5,0 bis 30,0 Gw.°/o Chrom und 0 bis 25,0 Gw.o/o Nickel enthalten | |
DE2529230A1 (de) | Verfahren zur herstellung von siliciden reaktiver metalle | |
DE2026780C2 (de) | ||
DE10016075C1 (de) | Verfahren zum Schmelzentfernen von Verunreinigungselementen aus Eisen | |
DE3619293C2 (de) | Verfahren zum Elektroschlackeumschmelzen von Metallen, insbesondere von solchen mit sauerstoffaffinen Legierungsbestandteilen | |
DE69125347T2 (de) | Verfahren zur Pfannenstandentgasung mit einer die Pfanne umgebenden Induktionszusatzheizung | |
DE68913959T2 (de) | Verfahren zur herstellung von eisen-bor-silizium legierung. | |
DE1508112B2 (de) | Verfahren und anordnung zur behandlung von metallschmelzen | |
DE2740767C2 (de) | Unterwindfrischverfahren | |
DE1966686C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Magnetstahlblechen mit Würfeltextur | |
DE3150291A1 (de) | Verfahren fuer die wiederverwertung von bei der edelstahlerzeugung entstehenden staeuben | |
DE3912061A1 (de) | Verfahren zur herstellung von legierten stahlmarken | |
DE2153305A1 (de) | Verfahren zum Schmelzen von Ferrosilizium mit hoher Qualität | |
DE719121C (de) | Verfahren zum Herstellen von Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen | |
DE10115779A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung nichtrostender Stähle, insbesondere chrom- und chromnickelhaltiger Edelstähle | |
DE2430975B2 (de) | Verfahren zum Entkohlen einer chromhaltigen Stahlschmelze | |
DE2242352C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von FerrotHan-Legierungen mit 25 bis 55 % Titan | |
DE219832C (de) | ||
DE2430975C3 (de) | Verfahren zum Entkohlen einer chromhaltigen Stahlschmelze | |
DE583765C (de) | Verfahren zur Herstellung von schwarzbruechigem Tempergusseisen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |