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Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Inessing und anderen Kupferlegierungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Reinigung vonMessing und
anderen Kupferlegierungen, wobei die Grundstoffe dieser Legierungen oder Abfälle,
wie z. B. Schlacken, Aschen u. dgl., als Ausgangsmaterial verwendet werden.
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Nach diesem Verfahren gibt man das zu schmelzende bzw. zu reinigende
Metall in ein Bad, das aus einem Salz in geschmolzenem Zustande besteht und dessen
Temperatur höher ist *als die Schmelztemperatur des zu schmelzenden Metalles bzw.
der herzustellenden Legierung (Messing) und das auf die Grundstoffe (Zink und Kupfer)
der Legierung chemisch nicht reagiert.
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Die letztere, z. B. Messing, sammelt sich in geschmolzenem Zustand
auf dem Boden des Schmelzgefäßes an, während die Verunreinigungen auf der Oberfläche
des Bades schwimmen.
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Das Salz, das sich zur Ausführung des Verfahrens am besten bewährt,
ist Chlorbarium. Um dasselbe zu schmelzen und es in geschmolzenem Zustand zu erhalten,
kann man die von jeder beliebigen Wärmequelle gelieferte .Hitze verwenden. So kann
man z. B. Generatorgas verbrennen oder die Hitze durch den elektrischen Strom erzeugen.
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Das beschriebene Verfahren bietet gegenüber dem bisher angewendeten
Verfahren zur Herstellung und Reinigung von Kupferlegierungen, z. B. Messing, folgende
Vorteile Jeglicher Verlust an Zink wird vermieden. Das Verfahren ermöglicht es,
ein vollständig homogenes und reines Metall zu erhalten, ohne die Rohstoffe einer
besonderen Vorbehandlung unterwerfen zu müssen, was bisher in der Messinggießerei
stets notwendig war, um reines Messing zu erhalten; das nach diesem Verfahren hergestellte
Messing und die anderen Kupferlegierungen sind insbesondere frei von Schwefel; das
Verfahren liefert ein auch in physikalischer Hinsicht erstklassiges Enderzeugnis,
das keine Fremdstoffe, wie z. B. Schlacken usw., enthält.
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Die Verluste, die sich beim Gießen ergeben, werden vermindert und
die Bildung von Schlacken und Gießereiaschen ganz vermieden.
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Endlich erzielt man mit dem vorliegenden Verfahren eine große Ersparnis
an kalorischer Energie.
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Zur Ausführung des Verfahrens kann man z. B. in folgender Weise vorgehen:
Man schmilzt Chlorbarium in einem elektrischen Versuchsofen mit rechtwinkligem Schmelzraum
und erhält das Salz in geschmolzenem Zustand, indem man unter Verwendung zweier
in dieses eingetauchten Elektroden einen
Wechselstrom hindurchsendet.
Das zu schmelzende Metall, z. B. Messing oder auch dessen Grundstoffe: Zink und
Kupfer oder Messingabfälle, wird in kleinen Mengen in einen mit Stichloch versehenen
Behälter gebracht, der in das geschmolzene Salz eingetaucht ist. Dieses letztere
liefert dem Metall die zum Schmelzen nötige Hitze und trennt es von seinen Verunreinigungen.
Da die Dichte der Schmelze größer ist als diejenige der Verunreinigungen, so sammeln
sich diese auf der Oberfläche an, während das geschmolzene Metall sich auf den Boden
des Gefäßes ansammelt. Die Verunreinigungen werden abgeschöpft und das Messing unten
durch das Stichloch abgelassen. Das Verfahren ist ein kontinuierliches.
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Infolge des großen Unterschiedes des Leitvermögens des Metalls und
des geschmolzenen Salzes muß bei Anwendung der elektrischen Heizung der Behälter
aus einem elektrischen Isolierkörper bestehen, oder die Elektroden müssen so angeordnet
sein, daß zwischen ihnen der gesamte elektrische Minimalwiderstand sich stets in
Salz und nicht in Mietall befindet.
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Es ist bereits bekannt, Metalle, z. B. Legierungen, Aluminium, seltene
Erdmetalle unter einer heißen Salzdecke, die auch z. B. aus Chlorbarium bestehen
kann, zu schmelzen, um die Metalle dabei vor Oxydation zu schützen.
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Demgegenüber handelt es sich bei dem vorstehenden Verfahren hauptsächlich
darum, aus geschmolzenen, unreinen Metallen alle darin enthaltenen Verunreinigungen,
wie Metalloxyde, Kieselsäure, Silikate, Schlacken, Sand, Asche, Kohle usw. zu entfernen
und diese Körper von jeder Berührung mit dem gereinigten Metall fernzuhalten. Dabei
werden diese Metalle durch die darüber befindliche geschmolzene Salzschicht natürlich
auch vor Oxydation geschützt. Dadurch, daß das spezifische Gewicht der Salzschmelze
so gewählt wird, daß es zwischen der Dichte der zu schmelzenden Metalle und der
darin enthaltenen Verunreinigungen (Schlacke usw.) liegt, sammeln sich diese Verunreinigungen
durch Auftrieb an der Oberfläche der Salzschmelze an, während die geschmolzenen
Metalle unter derselben auf dem Boden des Schmelzgefäßes bleiben.
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Infolge seines hohen spezifischen Gewichtes (3,4 bis 3,8) und
seiner Eigenschaft, sich im geschmolzenen Zustand begierig mit basischen Körpern,
wie z. B. Metalloxyden, zu Doppelsalzen zu verbinden, eignet sich Bariumchlorid
ganz besonders zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens. Die genannten Doppelsalze
sowie Kieselsäure, Silikate, Schlacken usw., die sich mit Bariumchlorid nicht verbinden,
steigen an die Oberfläche der Schmelze und bilden da eine teigartige Kruste, die
auf mechanischem Wege, z. B. durch Abschöpfen, ohne daß dabei von der Salzschmelze
etwas verloren geht, entfernt werden. Das Mietall bleibt fortwährend nur mit der
reinen Salzschmelze in Berührung, welche somit auf die geringsten noch vorhandenen
Verunreinigungen einwirken kann.
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Anstatt, wie in dem bisher bekannten Schmelzverfahren, das Flußmittel
nur in einer dünnen Schicht zu verwenden, braucht man im vorliegenden Verfahren
die Salzschmelze in verhältnismäßig großer Menge, z. B. in vier- bis fünffacher
Gewichtsmenge, d. h. acht bis- zehnfacher Volumenmenge zum Metall berechnet. Dabei
dient die Salzschmelze zugleich als Heizmittel zum Schmelzen der Metalle, indem
diese die dazu nötige Hitze der Salzschmelze entnehmen und nicht unmittelbar mit
der Wärmequelle, welche das Salz schmilzt; in Berührung kommen.
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Dank seiner niedrigen ispezifischen Wärme eignet sich Bariumchlorid
vorzüglich zu diesem Zwecke. Man kann dadurch, daß man die Salzschmelze stets in
Fluß- erhält, eine sehr regelmäßige Temperatur aufrechterhalten und die Herstellung
von sehr reinen Legierungen erzielen.
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Das Verfahren hat sich in der Praxis bewährt, ist billig und wirtschaftlich
und erlaubt z. B. für Messing die Herstellung von Legierungen mit genauem Zinkgehalt
und ohne den geringsten Verlust an Zink. Dies bildet einen Vorteil, den bisher kein
anderes Schmelzverfahren gerade für Messing besessen hat.