DE513112C - Herstellung von siliciumarmen und kohlenstofffreien Metallen und Legierungen, insbesondere von Mangan - Google Patents

Description

• Herstellung von siliciumarmen und kohlenstofffreien 1Vletallen und Legierungen, insbesondere von Mangan Die nähere Untersuchung der Bildungsweise von Metallen und Legierungen und besonders von Mangan nach dem aluminothermischen Verfahren zeigt, daß der Gehalt des Metalls an Silicium um so höher ist, je höher die Temperatur -während der Reaktion gestiegen -war.
• Dieser übermäßigen und unerwünschten "I emperaturerhöhung wird gewöhnlich dadurch begegnet, daß man der aluminothermischen Mischung wärmeabsorbierende Körper zugibt.
• Es werden zu diesem Zwecke verschiedene Stoffe verwendet, namentlich Schlacken vorhergehender Schmelzen oder Flußmittel, wie z. B. Flußspat; aber die Menge dieser Stoffe, welche man bisher in das Gemisch einführte, ist vollkommen ungenügend, um das gesteckte Ziel, die wirksame Erniedrigung der Reaktionstemperatur und die Vermeidung der 1'eduktion der freien oder gebundenen Kiesel-s' zu erreichen.
• Gemäß der Erfindung wird der Zusatz dieser temperaturerniedrigenden Stoffe in einem Maße erhöht, das bei weitem die überhaupt in der aluminothermischen Praxis üblichen Verhältnisse übertrifft. Es wird aber auch durch die Wahl geeigneter Verbindungen die Temperatur und die Heftigkeit der Reaktion wirksam erniedrigt.
• Zu derartigen Stoffen gehören u. a. die Oxyde (Peroxyde ausgenoininen) und Hydroxyde, die wasserhaltigen oder wasserfreien Salze (Persalze ausgenommen) der Alkali- und Erd'alkalimetalle einschließlich des Magnesiums. Besonders geeignet ist der Kalk als Ätzkalk oder noch besser als gelöschter Kalk verwendet.
• Die sich bildende Schlacke ist je nach der :Tatur der angewendeten Stoffe fest oder flüssig. Obwohl nun das Ziel in dem einen wie in dem anderen Falle erreicht wird, ist es vorteilhafter, flüssige Schlacke bildende Stoffe zu verwenden, .da hierdurch das Zusammenfließen ,des Regulus erleichtert wird.
• Es hat sich gleichzeitig ergeben, d'aß eine rein chemische raffinierende Wirkung dieser Zusätze bei der aluminothermischen Herstellung von Metallen und Legierungen nach vorliegendem Verfahren eine wesentliche Rolle spielt.
• Der genaue Reaktionsmechanismus kann nicht .angegeben werden, es wurde aber gefunden, daß man z. B. den Gehalt des Metalls an Silicium um so mehr erniedrigen kann, je kieselsäureärmer .die zur Anwendung gekominenen Stoffe sind. Man wird auch deinzufolge z. B. einen möglichst kieselsäurearmen Kalk verwenden.
• Benutzt man statt des Aluminiums andere Reduktionsmittel, z. B. Silicium, Silicoaluminium, Silicocalcium, Calciumsilicid, Calciumaluminium und andere, so führt die Gegenwart des Kalkes zur Bildung des Calciumsiililats oder Calciumsilicoaluininats, welche gleichfalls eine sehr flüssige Schlacke ergeben.
• Man kann für das hier verfolgte Ziel sowohl Ätzkalk wie gelöschten Kalk verwenden. Jetloch hat sich der letztere als besonders geeignet erwiesen, und zwar aus folgendem Grunde: Die wärmeabsorbierende Wirkung der angegebenen Zusätze beruht auf deren Erhitzung von der gewöhnlichen Temperatur auf die Temperatur des Reaktionsgemisches. Verwendet man statt des Ätzkalks den gelöschten Kalk, so wird noch durch Entwässerung des letzteren weitere Wärme absorbiert.
• Die Möglichkeit der Verwendung des gelöschten Kalks (welcher sogar noch feucht sein kann) bei der aluminothermischen Herstellung von Metallen bedeutet einen ifiberraschenden, neuen technischen Effekt, indem in den maß.gebensten Werken über die Aluminothermie ausdrücklich angegeben wird, daß alle Substanzen, ebenso selbstverständlich der Tiegel, völlig trocken sein müssen und daß selbst die letzten Mengen chemisch gebundenen Wassers evtl. durch starkes Glühen der Oxyde zu entfernen sind.
• Man verfährt z. B. in folgender Weise: i Zoo kg geröstetes Manganer z werden in einem Tiegel von ungefähr 6oo 1 Kapazität mit 6oo bis '65o kg gelöschtem Kalk und 320 bis 36o kg Altiminiumpulv er vermischt. Man zündet sodann im Tiegel etwa io bis 2o kg dieses Ansatzes oder dieselbe Menge eines dämpfungszuschlagfreien Gemisches von geröstetem Manganerz und Aluminiumpulver. Nachdem so die Reaktion eingeleitet ist, überschichtet man nach und nach .das Reaktionsgemisch mit der Hauptmenge des Ansatzes, @dessen Zusammensetzung entsprechend dem Verlaufe der Reaktion geregelt wird.
• Unter .diesen Umständen ist während der Verarbeitung des ganzen Ansatzes keine Explosion zu befürchten.
• Falls man zum, Einleiten der Reaktion ein gelöschten Kalk enthaltendes Gemisch verwendet, wird man es vermeiden, nennenswerte Feuchtigkeit mit einzuführen. Dagegen kann der im nachzufüllenden Hauptansatze vorhandene gelöschte Kalk mehrere Prozente Feuchtigkeit besitzen, ohne daß hierdurch der ruhige Verlauf der Reaktion gestört wird.
• Um ein nicht nur siliciumarmes, sondern auch kohlefreies Metall zu erhalten, ist es vorteilhaft, einen an Carbonaten möglichst armen Zuschlag zu benutzen. Um dieses Ziel zu erreichen, löscht man einen möglichst reinen Ätzkalk, welcher dennoch stets mit Calciumcarbonat verunreinigt ist, nicht finit reinem Wasser, sondern mit angesäuertem Wasser. Der gelöschte Kalk wird nunmehr gesiebt und ist gebrauchsfertig. Man kann auch durch den Ätzkalk saure -Dämpfe oder Gase durchführen.
• Diese Art der Carbonatentfernung kann im allgemeinen zur Reinigung verschiedener Oxyde, Hydroxyde, wasserfreier oder wasserhaltiger Salze der Alkali- oder Erdalkalimetalle einschließlich des Magnesiums zur Anwendung kommen.
• Die Menge des zuzugebenden Ätzkalks oder gelöschten Kalks richtet sich nach der Natur und dem thermischen Verlauf der Reaktion. Will man 'beispielsweise Mangan durch Verwendung von geröstetem Manganerz erzeugen, so setzt man der normalen aluminothermischen Mischung eine Menge gelöschten Kalk zu, die z. B. gleich ist der Menge Aluminiumpulver. Im weiteren Verlauf der aluininotherm.ischen Reaktion setzt man allmählich so viel Ätzkalk oder gelöschten Kalk zu, als zur Mäßigung der Heftigkeit derselben nötig ist. Die im ganzen zugesetzte Kalkmenge kann das Doppelte der Aluminiummenge erreichen und sogar bei weitem übertreffen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur aluminothermischen Herstellung von siliciumarmen und kohlenstofffreien Metallen und Legierungen, besonders von Mangan unter Anwendung von Dämpfungszuschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungszuschläge in solcher Menge beigemengt werden, daß eine zur Verhinderung der Reduktion von Kieselsäure ausreichende Temperaturerniedrigung erzielt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf den angegebenen Zweck albgestellten aluminothermischen Gemisch solche Zuschläge in solcher Menge beigemengt werden, daß einerseits durch Temperaturerniedrigung die Reduktion von Kieselsäure möglichst verhindert und andererseits eine genügend flüssige Schlacke entsteht, um die Bildung eines Regulus zu ermöglichen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusätze möglichst kieselsäure- und carbonatefreie Stoffe, die sogar feucht sein können, verwendet, besonders die Oxyde (Peroxyde ausgenommen), Hydroxyde und Salze (Persalze ausgenommen) der Alkali- oder Erdalkalimetalle einschließlich des Magnesiums, wie z. B. Kalk (Calciumoxyd) und besonders gelöschter Kalk (Calciumhydroxyd). q.. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Herstellung und Verwendung von Oxyden oder Hydroxyden der Alkali- oder Erdalkalimetalle einschließlich des X-Tagnesiums, welche durch Behandlung mittels angesäuerten Wassers oder mittels Durchführung von sauren Dämpfen oder Gasen von den in ihren enthaltenen Carhonaten möglichst befreit sind.