DE485430C

DE485430C - Process for the production of metal and metalloid alloys and compounds

Info

Publication number: DE485430C
Application number: DEB94703D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-03-10
Filing date: 1920-06-23
Publication date: 1929-10-31

Description

Verfahren zur Herstellung von Metall- und metalloid-Legierungen und -Verbindungen Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Metall- und Metalloi.d-Legierungen und -Verbindungen mit Kohlenstoff oder Schwefel, ausgenommen die Erzeugung von kohlenstoffhaltigem Eisen oder Roheisen. Sie ist vorzugsweise in den Fällen anzuwenden, in denen die Rohstoffe durch Kohle schwer reduzierbar sind.Process for the production of metal and metalloid alloys and -Compounds The present invention relates to a method of manufacture of metal and metalloid alloys and compounds with carbon or sulfur, excluding the production of carbonaceous iron or pig iron. She is preferably to be used in cases in which the raw materials are difficult to reduce due to coal are.

Das Verfahren ist besonders geeignet zur Herstellung der Legierungen und Verbindungen von Chrom, Mangan, Silicium, Titan, Molybdän, Vanadin, Nickel und Phosphor in Verbindung untereinander und mit anderer( Metallen, besonders mit Eisen, wobei Eisenverbindungen aller Arten, z. B. Ferrosilicum, Ferr omangar, Ferrochrom u. @dgl., entstehen. Weiter ist das neue Verfahren geeignet zur Herstellung von Metallcaribiden, besonders Calciumcarbid, und schließlich zur Herstellung der Schwefelalkalien und der Sulfide der alkalischen Erden, die durch Reduktion der Sulfate bewirkt wird, überhaupt ist das Verfahren anwendbar zur Herstellung jeglicher Metall- oder Metalloid-Legierungen und -Verbindungen, Sulfide, Carbide o.,dgl., wenn die Reduktion durch Kohle nicht eine höhere Temperatur als ungefähr 2500° erfordert.The process is particularly suitable for producing the alloys and compounds of chromium, manganese, silicon, titanium, molybdenum, vanadium, nickel and Phosphorus in connection with each other and with others (metals, especially iron, iron compounds of all kinds, e.g. B. Ferrosilicum, Ferr omangar, Ferrochrom and the like. The new process is also suitable for the production of Metal carbides, especially calcium carbide, and finally for the production of the alkaline sulfur and the sulphides of the alkaline earths, which are brought about by the reduction of sulphates, In general, the process can be used for the production of any metal or metalloid alloys and compounds, sulfides, carbides or the like, if the reduction by coal is not requires a temperature higher than about 2500 °.

Das vorliegende Verfahren besteht darin, daß man die Ausgangsstoffe, Oxyde, Sulfate, Carbonate o. dgl. mit der zur Reduktion erforderlichen Kohlenmenge vermischt und das Gemisch der Einwirkung einer Flamme aussetzt, -die praktisch nur Kohlenoxyd bzw. Kohlenoxyd und Wasserstoff enthält.The present process consists in that the starting materials, Oxides, sulfates, carbonates or the like with the amount of coal required for reduction mixed and the mixture exposed to the action of a flame, -which is practically only Contains carbon oxide or carbon oxide and hydrogen.

Zweckmäßig erzeugt man diese Flamme durch Verbrennung von Brennstoffen, wie Kohlemehl oder Kohlegrus, 0l oder Kohlewasserstoffen in stark überhitzter Luft. Die Kohle muß mehlartig fein sein, damit die Verbrennung augenblicklich eintritt. Vorteilhaft benutzt man eine magere Kohle im feinst= gemahlenen Zustand. Ferner muß die Druckluft, vermittels derer ,das Kohlemehl in den Verbrennungsraum eingeblasen wird, so abgemessen sein, daß die erzeugte Flamme praktisch nur aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und Stickstoff besteht, d. h. aus Gasen, die sich den erzeugten, äußerst leicht oxydierbaren Metallen gegenüber inert verhalten.It is best to generate this flame by burning fuels, like coal flour or coal grit, oil or hydrocarbons in strongly overheated air. The charcoal must be fine like a flour so that the combustion takes place instantly. It is advantageous to use a lean coal in the finest = ground state. Further the compressed air, by means of which, the coal powder must be blown into the combustion chamber will be measured in such a way that the flame produced is practically only made of carbon oxide, Consists of hydrogen and nitrogen, d. H. from gases that are generated, extremely behave inertly towards easily oxidizable metals.

Wenn die angewendete Luft vorher in einem besonderen Apparat stark erhitzt wird, so ergibt die Verbrennung der feinzerteilten Brennstoffe zu Kohlenoxyd eine Temperatur von ungefähr 2500°. Diese Temperatur kann noch gesteigert werden, wenn die mehlfeine Kohle oder die Kohlenwasserstoffe selbst noch erhitzt werden.If the applied air is strong beforehand in a special apparatus is heated, the combustion of the finely divided fuel results in carbon monoxide a temperature of about 2500 °. This temperature can still be increased when the flour-fine coal or the hydrocarbons themselves are still heated.

Die erzielte hohe Temperatur und die chemische Beschaffenheit der Atmosphäre gestattet die Durchführung jedes metallurgischen sowie überhaupt jedes Reduktionsverfahrens in außerordentlich wirtschaftlicher Weise.The high temperature achieved and the chemical nature of the Atmosphere allows the implementation of every metallurgical as any reduction process in general in an extraordinarily economical way.

Unter Umständen leitet man die Verbrennung so, daß die Reduktion der bei der Verbrennung entstehenden Kohlensäure vollkommen ist. Man wird den Gehalt an Kohlensäure in der Flamme um so viel geringer halten, je schwieriger die Reduktion und je leichter das Produkt wieder oxydierbar ist. Bei der Herstellung von Sulfiden der Alkalien oder der Erdalkalien z. B. ist die Gegenwart einer kleinen Menge Kohlensäure in der Erhitzungsflamme nicht von Nachteil. Dagegen bedarf .die Herstellung von Calciumcarbid der völligen Unterdrückung von Kohlensäure, da sonst das Carbdld oxydiert wird.Under certain circumstances one directs the combustion in such a way that the reduction of the carbonic acid produced during combustion is perfect. One gets the salary Keep the carbonic acid in the flame so much less, the more difficult the reduction and the easier the product can be oxidized again. In the manufacture of sulfides the alkalis or the alkaline earths z. B. is the presence of a small amount of carbonic acid not a disadvantage in the heating flame. In contrast, the production of Calcium carbide completely suppresses carbonic acid, otherwise the carbide will oxidize will.

Die Ausführung des Verfahrens erfolgt am besten in Flammöfen oder Drehrohröfen, deren Verwendung in der Metallurgie natürlich an und für sich bekannt ist. Die Ofenauskleidung kann sauer oder basisch sein, je nach der im Ofen bewirkten Reduktion. Die feuerfeste Bekleidung im Innern des Ofens kann auch aus Kohlenstoff (Graphit) bestehen.The process is best carried out in flame furnaces or Rotary kilns whose use in metallurgy is of course known in and of itself is. The furnace lining can be acidic or basic, depending on what is done in the furnace Reduction. The fireproof lining inside the furnace can also be made of carbon (Graphite).

Will man z. B. Ferromangan herstellen, so führt man nach der Erfindung auf den Herd eines Flammofens oder .in einem Drehrohrofen Eisen- und Manganoxyd ein, welches vorher mit einer Menge Kohle gemischt ist, die gerade genügt, um -die vollständige Reduktion dieser Oxyde zu bewirken. Sofern es erforderlich ist, fügt man auch noch die notwendigen sauren oder basischen Zuschläge bei. Unter der Wirkung der gesteigerten Temperatur .des Ofens wird das Eisen- und Manganoxyd zu Metall reduziert und die Legierung :bildet sich zu derselben Zeit, in der die Gangart sich mit den zugeführten Flußmittein verbindet und mit diesen zusammen oben als Schlacke schwimmt. Die Zusammensetzung der beigemischten Flußmittel richtet sich in jedem Einzelfalle nach .der verlangten chemischen Eigenschaft des Produktes und nach der Rolle, welche der Zuschlagstoff in der Reaktion selbst spielt.Do you want to z. B. produce ferromanganese, one leads according to the invention on the hearth of a flame furnace or in a rotary kiln iron and manganese oxide one which has been mixed beforehand with a quantity of coal just enough to make the to effect complete reduction of these oxides. If necessary, adds you also add the necessary acidic or basic supplements. Under the effect The increased temperature of the furnace turns the iron and manganese oxide into metal reduced and the alloy: forms at the same time that the gait is formed connects with the supplied Flußmittein and with these together above as slag swims. The composition of the added flux depends on each Individual cases according to the required chemical properties of the product and according to the Role played by the additive in the reaction itself.

Bei der Durchführung von Reduktionsprozessen ist es bekannt, die für die Reduktion erforderliche Kohle zuzusetzen. Bei der Eisenherstellung hat man auch schon versucht, mit Hilfe einer sogenannten reduzierenden Flamme zu arbeiten. Man erzeugte eine Flamme, die an Kohlenoxyd etwa das Doppelte des Kohlensäuregehaltes enthielt und- welche die Reduktion herbeiführen sollte. Da man den erstrebten Erfolg nicht erreichen konnte, fügte man zur Unterstützung der Reduktion den Ausgangsstoffen auch schon Kohle :bei. Zur Abtrennung des Metalles von der Schlacke mußte man aber mit einer stark kohlensäurehaltigen Flamme .die Erhitzung vornehmen, da man sonst nicht die Schmelzung erreichte. Demgegenüber wird nach der Erfindung an Stelle einer bestenfalls kohlenoxydreichen und stark kohlensäurehaltigen Flamme eine praktisch nur Kohlenoxyd liefernde Flamme erzeugt und mit dieser Reduktion durch Kohle und Schmelzung des reduzierten Gutes durchgeführt. Während die bekannten Verfahren stets schon im Raduktionsprozeß mit Verlusten an Metall arbeiteten, da die Heizflamme den Reduktionsvorgang behinderte, und außerdem beim Schmelzprozeß eine Oxydation des Metalles unvermeidlich war, gestattet die Erfindung ohne Schwierigkeiten die praktisch restlose Überführung oder .in den Ausgangsstoffen enthaltenen Metalle in die gewünschten Verbindungen. Selbst metallarme Erze, deren Verarbeitung bisher wirtschaftlich :undurchführbar war, können mit Gewinn als Ausgangsstoffe Verwendung finden, so z. B. Eisenerze, die nur 35 bis 40 °/o Eisenoxyd enthalten.When carrying out reduction processes, it is known that for to add the reduction required coal. In iron making you also have already tried to work with the help of a so-called reducing flame. Man produced a flame which in carbon dioxide was about twice the carbonic acid content contained and - which should bring about the reduction. Because you achieve the desired success could not achieve, one added to the support of the reduction of the starting materials already coal: at. To separate the metal from the slag, however, one had to Carry out the heating with a strongly carbonated flame, otherwise one did not reach the melting point. In contrast, according to the invention instead of a at best a carbon-oxide-rich and highly carbonated flame a practical one only carbon oxide producing flame produced and with this reduction by coal and Melting of the reduced goods carried out. While the known procedures always Already in the raduction process worked with losses of metal, because the heating flame hindered the reduction process, and also an oxidation in the melting process of the metal was inevitable, the invention allows without difficulty practically complete transfer or metals contained in the starting materials in the desired connections. Even ores that are low in metal, their processing so far economical: was impracticable, can profitably be used as starting materials find, so z. B. Iron ores containing only 35 to 40 per cent. Iron oxide.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of metal and metalloid alloys and compounds with carbon or sulfur from oxides, sulfates, carbonates or their mixtures with the usual additives and reducing carbon, with the exception of the production of carbon-containing iron, characterized in that the for reduction required amount of coal is added and the mixture is subjected to the action of a flame which contains practically only carbon oxide or carbon oxide and hydrogen. a. Embodiment of the method according to claim i, characterized in that the fuels intended for combustion, fine-grained coal, oil or hydrocarbons are only brought together with the quantities of strongly heated air required to produce a flame consisting practically of carbon oxide and hydrogen.