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Trennung von mehrstofflegierungen Den Gegenstand der Erfindung bildet
ein Verfahren zur Trennung von Mehrstofflegierungen, beispielsweise Weißmetall.
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Es ist bekannt, daß Mehrstofflegierungen auf metallurgischem Wege
unter Ausnutzung der verschiedenen Schmelzpunkte und der spezifischen Gewichte der
in der Legierung enthaltenen Metallgemische getrennt werden können. Die Trennung
geschieht in der Weise, daß bei den Temperaturen, bei welchen die Metallgemische,
deren Entfernung aus der Legierung gewünscht wird, ihren Schmelzpunkt haben, die
Entfernung vor sich geht.
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Die bisher hierzu angewendeten Verfahren waren das Saigern im gewöhnlichen
deutschen Saigerofen, das Kesselverfahren und das Flammofenverfahren.
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Die vorstehend erwähnten Verfahren haben sämtlich sehr erhebliche
Nachteile: Der alte Saigerofen oder Saigerpfanne mit schrägem Herd und anschließendem
Sumpf innerhalb oder außerhalb des Ofens ermöglicht zwar die Trennung von Legierungen
bei Einshaltung bestimmter Temperaturen, doch ist bei diesem Verfahren infolge der
einseitigen Feuerführung die Feuerung niemals gleichmäßig aufrechtzuerhalten; außerdem
ist die Arbeitsweise infolge des geringen Ofeninhaltes zu langwierig. Aus demselben
Grunde ist das Verfahren diskontinuierlich und ist das Ausbringen zu gering.
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Das Kesselverfahren, bei welchem ein gewöhnlicher Legierungsschinelzkessel
auf hohe Temperatur und dann durch Abstellen der Feuerung zur allmählichen Abkühlung
gebracht wird, bedeutet zwar einen Fortschritt. Indessen sind hierbei zur Vermeidung
von Wärmeverlusten größere Einsätze von mindestens 7 bis to t erforderlich. Die
zu trennende Einsatzlegierung darf nicht zu große Gehalte an Cu und Sb haben, so
daß unter Umständen zu deren Erniedrigung eine Vorbehandlung im Flammofen (Saigerofen)
erforderlich ist. Da der Erstarrungsprozeß von außen nach innen vor sich geht, so
bleibt an den Kesselwandungen die Originallegierung erstarrt sitzen oder scheiden
sich dort große Mengen harten Materials ab. Der flüssige Teil muß ausgekellt werden;
hierbei ist aber die Ausbringung unrationell, da ein Teil des Mischzinns vor dem
Abschöpfen wieder erstarrt.
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'Die Nachteile der vorstehend geschilderten Verfahren werden zu großem
Teil bei Anwendung von Ofen, z. B. Flammöfen, vermieden, welche eine entsprechende
Tiefe und entsprechenden Inhalt haben. Die Kristallisation bzw. Trennung der Gemische
mit höherem Schmelzpunkt geht einwandfrei vor sich. Das an der tiefsten Stelle sich
absetzende Gemisch mit niedrigerem Schmelzpunkt kann durch ein Abstichloch abgezapft
werden. Durch Wieder-anstellen der Feuerung bei allmählicher Steigerung der Temperatur
werden die einzelnen Legierungsschichten ausgeschmolzen. Auch dieses Verfahren zeigt
Unvollkommenheiten. Durch die Oberflächenerhitzungen
treten erhebliche
Metallverluste durch Verflüchtigung ein, ein Nachteil, welcher nur durch das Auffangen
in Filteranlagen und Wiederverhüttung des dort gewonnenen Materials mit großen Kosten
ausgeglichen wird. Durch den unvermeidlichen Luftzutritt oxydiert außerdem ein Teil
des Metalls. Auch der Brennstoffverbrauch ist unverhältnismäßig groß, da ein tiefes
Metallbad mit kleiner Oberfläche hoch zu erhitzen ist. Beim Wiederanlassen der Feuerung
muß, da von oben gefeuert wird, zum Zwecke der Schmelzung der unten lagernden Legierungen
mit dem niedrigsten Schmelzpunkt durch die ganze Masse hindurch gefeuert werden,
was einen mit dem verfolgten Zweck nicht im Einklang stehenden Wärmeverbrauch bewirkt.
Außerdem geht hierdurch wieder eine teilweise Vermischung der übereinander geschichteten
Legierungen vor sich. Die zurückbleibende Legierung mit dem höchsten Schmelzpunkt
kann nicht in festem Zustande herausgenommen werden, sondern muß abermals mit großer
Hitze ausgeschmolzen werden, wodurch erhebliche Metallverluste eintreten. Schließlich
verlangt der tiefe Flammofen gegen Ende der Charge einen sehr hohen Brennstoffverbrauch,
da die erstarrte -Decke des Ofeninhaltes beim Ausschmelzen nach unten zusammensackt
und :flüssig gefeuert werden muß; bnv. muß der Ofen auf der Sohlenhöhe Reinigungsöffnungen
haben, aus denen man die härten Kristalle entfernen kann. Diese großen Öffnungen
müssen bei jeder Charge neu vermauert werden.
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Die den vorstehend erwähnten älteren Verfahren anhaftenden Nachteile
beruhen zusammengefaßt im wesentlichen darauf, daß bei der Ofenfeuerung infolge
der Feuerung von oben die Heizurig nicht voll zur Auswirkung gelangt, während bei
der Kesselfeuerung zwar dieser Nachteil vermieden wird, aber der Erstarrungsprozeß
in unzweckmäßiger Weise vor sich geht.
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Demgegenüber stellt das neue Verfahren ein Kesselverfahren dar, welches
die Vorteile des Kesselverfahrens bei der Wärmeauswirkung auf der einen Seite voll
ausnutzt und auf der anderen Seite die Nachteile der ungleichmäßigen Abkühlung durch
zweckentsprechende Isoliervorrichtungen vermieden werden.
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Dieses Ziel kann auf mehrfache Weise erreicht werden.
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Ein gewöhnlicher Kessel a ruht entweder in einem zweiten Kessel oder
in einem dessen Stelle vertretenden Mauerwerk von Kesselform b. Über dem ganzen
Aggregat sitzt eine zwecks Isolierung stark ausgemauerte Haube c. Zwischen Kessel
und Kessel bzw. Kessel und Mauerwerk muß der Zwischenraum immer gleich groß sein.
Der äußere Kessel bzw. das Mauerwerk hat unten eine mit Schieber versehene Öffnung
für den Eintritt der Heizgase. Zwischen den beiden Kesseln oder zwischen innerem
Kessel und Mauerwerk befindet sich oben ein Abzug der Heizgase, dessen Kanal so
gebaut ist, daß er eine feine Isoliermasse aufnimmt, deren Erhitzung stattfindet,
während der Kesselinhalt rot gefeuert wird. Gleichzeitig wird die auf dem Aggregat
befindliche Haube als Träger für die Isoliermasse ausgebildet.
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Sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist, wird die Feuerung abgestellt
und mit Schieber d versperrt. Alsdann wird der Zwischenraum zwischen beiden Aggregaten
durch die glühende Isoliermasse ausgefüllt und das ganze System der Abkühlung unterworfen.
Sobald die gewünschte Abkühlungstemperatur erreicht ist, wird die Isoliermasse an
einer im tiefsten Punkt befindlichen, bis dahin mit einem Schieber verschlossenen
Öffnung abgelassen. Nach Abfluß der Isoliermasse werden unter sorgfältiger Regulierung
des Feuers die einzelnen Metallmischungen nacheinander abgezapft.
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In einem Schmelzkessel wird die Legierung auf Rotglut gebracht (Einschmelzkessel).
Ein zweites Aggregat dient als Abü kühlungsstand.
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Ein stark isoliertes Ofenmauerwerk, das die Kesselform besitzt, wird
auf Rotglut -erhitzt. Wenn Mauerwerk und Haube rotglühend sind, wird der rotglühende
Kessel maschinell in diesen Abkühlungsstand eingesetzt und mit Haube und Feuerungsschieber
dicht gemacht. Ist die gewünschte Abkühlungstemperatur erreicht, wird der volle
Kessel herausgehoben und in ein drittes leeres Kesselaggregat 'abgesetzt (Abstichstelle),
abgezapft und ausgeschmolzen, während der erste Kessel, inzwischen rotglühend gefeuert,
in den abermals inzwischen auf Rotglut gebrachten Abkühlungsstand eingesetzt wird
usw., wodurch also ein gewisser Kreislauf, eine Kontinuität der Arbeit gewährleistet
ist. Die vorstehend geschilderten drei Arbeitsgänge können auch in einem derart
vereint werden, daß der Kessel maschinell über dem Abkühlungsstand aufgehängt wird,
so daß die Anheizung und Entleerung direkt über dem Abkühlungsstand erfolgen kann.
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Im Gegensatz zu dem bisher üblichen Verfahren werden bei dem zum Patent
angemeldeten Verfahren Metallverluste jeglicher Art restlos vermieden, da infolge
der Luftabsperrung weder Oxydation noch Verflüchtigung eintreten kann. Die Trennung
der Mehrstofflegierungen geschieht gründlicher als bei den bisherigen Verfahren,
da infolge- der
Ausnutzung der Hitze durch Unterfeuerung, verbunden
mit der Isolation, ein fast restloses Aufarbeiten der Legierung ermöglicht wird.
Gleichzeitig wird das Heizmaterial durch Wärmeersparnis bei kürzerer Chargenzeit
besser ausgenutzt.
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Jede Kesselform kann hierfür benutzt werden.