DE418088C - Thermische Reduktion von Metallverbindungen - Google Patents

Description

• Thermische Reduktion von Metallverbindungen. Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni igii die Priorität auf Grund der Anmeldung in Großbritannien vom 26. Februar 1923 beansprucht. Die Erfindung betrifft Verbesserungen der thermischen Reduktion von Metallverbindungen, insbesondere auf Grund der Tatsache, daß, wenn Chromerz zusammen mit Aluminium in eine künstliche Schlackenschicht an der Oberfläche des geschmolzenen Metalls, z. B. Eisen, -in den Schmelzofen eingeführt wird, die gesamte Masse des Erzes zusammen mit sämtlichen schwer schmelzbaren Bestandteilen, wie Magnesia usw., zum Schmelzen gebracht wird; ferner auf Grund der Tatsache, daß das Chromoxyd und das Eisenoxyd des Erzes reduziert werden, und daß das gebildete Chrom und Eisen in das geschmolzene Metall herabsinken, während die anderen Bestandteile des Erzes in der Schlacke zurückgehalten werden; schließlich auf Grund der Tatsache, daß die Schlacke nicht nur als Flußmittel zur Erhöhung der Schmelzbarkeit des Erzes dient, sondern das geschmolzene Metall darunter von der Verunreinigungmit den Kohlenstoffelektroden, falls elektrischer Ofen angewendet wird, oder vor Berührung mit den Heizgasen, falls ein Offenlierd benutzt wird, schützt, sowie daß diese Schlacke nach der Reduktion als Verfeinerungsmittel für das geschmolzene Metall wirksam ist.
• Im allgemeinen besteht ein derartiges Verfahren in folgendem: Auf der Oberfläche des Bades von geschmolzenem Metall in einem Ofen wird, nachdem die zuerst beim Schmelzen entstehende Schlacke entfernt worden ist, eine künstliche Schlacke, z. B. durch Zusatz von Kalk und Flußspat, erzeugt. Die zu reduzierende Metallverbindung und das thermisch reduzierende Mittel werden dann in die Schlacke hineingebracht, deren Temperatur derart gehalten wernen muß, daß deren Wärme zusammen mit der durch die exothermische Reaktion erzeugten Wärme genügend ist, um das reduzierte Metall zum Schmelzen zu bringen, so daß es durch Schwerkraft durch die Schlacke hindurch in das geschmolzene Metall darunter durchfällt.
• Nach einem anderen verwandten Verfahren wird die Herstellung von Eisen- oder Stahllegierungen mit Chrom beschrieben, welche ganz oder im wesentlichen frei von Silicium sind, in der Weise, daß als Chromquelle- ein Chromerz benutzt- wird, welches einen verhältnismäßig großenProzentgehalt vo:iKiesels<Lure enthält. Zu diesem Zwecke wird ebenfalls eine künstliche Schlacke erzeugt, mit welcher das Erz vermischt wird, daß die Oxvde von Chrom und Eisen enthält. Durch Anwendung solcher Schlackenschicht ist es möglich, zu verhindern, daß das durch Reduktion der im Chromerz enthaltenen Kieselsäure gebildete Silicium in das Metall unterhalb dieser Schlacke durchfällt. Durch weitere Versuche ist gefunden worden, daß eine künstliche Schlacke, welche das Chromoxyd oder das Eisenoxyd oder beide enthält, und im allgemeinen eine oxydierende künstliche Schlacke im wesentlichen die Verunreinigung des Metalls oder der Legierung durch (las thermisch reduzierende Mittel verhindert.
• Die vorliegende Erfindung hat somit den Zweck, Metalle oder Metallegierungen darzustellen, welche frei sind von dein zur thermischen Reduktion benutzten Metall. Wird 7--B. bei bekannten Verfahren als thermisches Reduktionsmittel Silicium verwendet, so ist es nicht ausgeschlossen, daß etwas Silicium in das Bad unterhalb der Schlacke durchfällt und in die Zusammensetzung des hergestellten Metalls oder Legierung eintritt. Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Nachteil verhindert, und es werden vollständig siliciumfreie Metalle oder Legierungen erhalten, wenn man als therrnisches Reduktionsmittel Silicium, Ferrosilicium, Calciumsilicid verwendet. Wird ferner Aluminium als therinisches Reduktionsmittel benutzt, so wird (las Erzeugnis vollständig aluminiumfrei gehalten. In ähnlicher Weise verhindert man den Eintritt von Aluminium und Silicium bei Anwendung eines thermischen Gemisches aus Aluminium und Silicium.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird eine künstliche Schlacke erzeugt, welche Kalk enthält, sowie ein geeignetes Oxyd, so daß die Schlacke eine oxydierende Schlacke ist. Beispielsweise wird bei Herstellung einer Eisenöder Stahllegierung mit Chrom auf der Ober -fläche des geschmolzenen Eisens oder Stahles eine künstliche Schlacke erzeugt, welche wesentliche Mengen von Chromoxyd oder Eisenoxyd oder beides enthält. Das Verhältnis von Chromoxyd zu Eisenoxyd ist etwa 2o bis 25 Prozent Chromoxyd' zu 8 bis io Prozent Eisenoxyd, entsprechend 15 Prozent Cr : 7 Prozent Fe. Bei Herstellung von Legierungen von Chrom und Nickel wird das Nickel in das Bad verbracht und zur Bildung der künstlichen Schlacke Chromoxyd mitbenutzt, während in diese Schlacke ein Gemisch von Chromoxyd mit Silicium eingebracht wird. Ist es erforderlich, daß Chroinnickellegierung frei von Aluminium ist, so wird Aluminium als thermisches Reduktionsmittel benutzt und die künstliche Schlacke aus Chromoxyd verwendet, wodurch die Verunreinigung der Legierung durch Aluminium verhindert wird. Bei Herstellung von Wolframeisenlegierungen wird Wolframit oder Scheelit als Wolframquelle benutzt, während das Bad aus geschmolzenem Eisen besteht und die Schlacke das Eisenoxyd im Überschuß enthält. Bei Verwendung von Ferrosilicium als thermisches Reduktionsmittel wird das Bad aus ioookg geschmolzenen Eisenabfällen zusammengesetzt, während die Schlacke aus Zoo kg Kalkstein, 75 kg Flußspat, i 5o kg Chromeisenerz -mit 5o Prozent Chromoxydgehalt und 9 kg Walzeisenabgang besteht. Zu dieser Schlacke wird dann 5oo kg Chromeisenerz und 145 kg Fer rosilicium mit 85 Prozent Siliciumgehalt hinzugefügt. Man erhält auf .diese Weise eine Legierung, welche 12 Prozent Chrom enthält und frei von Silicium ist.
• Nach dem Zusatz der Beschickung der zu reduzierenden Metallverbindung und des thermischen Reduktionsmittels kann die oxydierende Schlacke vor dem Zusatz einer weiteren Beschickung der zu reduzierenden Metallverbindung und des thermischen Reduktionsmittels durchZusatz von entsprechenden Oxydmengen aufgefrischt werden, d. h. erneuert werden. In allen Fällen wird die zu reduzierende Metallverbindung und das therinische Reduktionsmittel zu der Schlacke erst dann zugegeben, wenn deren Temperatur genügend groß ist, um zusammen mit der durch die exothermische Reaktion gebildeten Wärme die Reduktion und das Schmelzen des reduzierten Metalles zu ermöglichen.

Claims (2)

1. PATENT-ANsPRÜcHL: i. Verfahren zur thermischen Reduktion von Metallverbindungen, bei welchem an der Oberfläche des geschmolzenen Metallbades eine künstliche Schlacke gebildet und zu dieser die zu reduzierende Metallverbindung zusammen mit dem thermisch reduzierenden Mittel, wie Silicium, Ferrosilicium, Aluminium,- Calciumsilicid usw., hinzugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Schlackenschicht oxydierend wirkt und das nicht verbrauchte thermisch reduzierende Mittel in Oxyde überführt,.welche in der Schlacke verbleiben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Schlacke Chromoxyd oder Eisenoxyd oder beide im Über scbuß enthält.