DE522981C

DE522981C - Eisenloser Induktionsofen zur Herstellung von Legierungen

Info

Publication number: DE522981C
Application number: DES88953D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-12-14
Filing date: 1928-12-14
Publication date: 1931-04-17

Description

Bei der Herstellung von Legierungen, insbesondere von Ferrosilicium, war es bisher üblich, das Eisen zu schmelzen und dann Silicium zur Erzeugung eines siliciumhaltigen Materials, z. B. von Ferrosiliciumlegierungen, hinzuzufügen. Dieses Verfahren arbeitet jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da Ferrosilicium und auch handelsmäßig reines Silicium eine beträchtliche Menge Kohlenstoff und andere Verunreinigungen enthalten. Zur Verbesserung dieses Verfahrens ist dann vorgeschlagen worden, die eine Komponente in gasförmigem Zustand der bereits geschmolzenen anderen Komponente zuzuführen. Hierzu hat man die Legierungskomponenten entweder in nur einer Ofenkammer geschmolzen, in der sich bereits die anderen Komponenten in dampfförmigem Zustande befanden, oder man hat alle Legierungsbestandteile gleichzeitig in der einen Ofenkammer erhitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten eisenlosen Induktionsöfen so auszubilden, daß ein besonders inniges und gutes Durchmischen der Legierungskomponenten erfolgt, und zwar geschieht dies dadurch, daß der Ofen erfindungsgemäß so ausgebildet wird, daß er aus zwei übereinanderliegenden und durch verhältnismäßig enge Kanäle miteinander verbundenen Kammern besteht. Das Verfahren zur Herstellung von Legierungen in einem solchen Ofen besteht darin, daß die eine Legierungskomponente, die den niedrigeren Schmelzpunkt hat, in die untere Ofenkammer und die andere Legierungskomponente, also die, die den höheren Schmelzpunkt hat, in die obere Ofenkammer eingebracht wird. Ferner wird die Temperatur so geregelt, daß sie in der unteren Kammer oberhalb des Schmelzpunktes der hier befindlichen Legierungskomponente liegt, während die Temperatur in der oberen Kammer etwas unterhalb der hier befindlichen Legierungskomponente bleibt.

In der Zeichnung sind Induktionsöfen dargestellt, die zur Ausübung des Verfahrens Verwendung finden. Bei der Anordnung nach Abb. ι ist 2 das Traggestell, das mit Lagern 3 zur Aufnahme von Zapfen 4 versehen ist, die am Ofen angebracht sind. Der eigentliche Ofen besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 5, einem Schmelztiegel 6 und einer Induktionsspule 7, die den Schmelztiegel 6 umgibt. Die Induktionsspule 7 besteht aus einer Anzahl von Windungen eines Leiters und ist mit Klemmen 8, 9 und 10 versehen, die mit dem oberen, unteren und mittleren Teil der Spule verbunden sind. Die Induktionsspule kann hohl sein und einen ovalen Querschnitt haben, um einen kleinen Raum einzunehmen

und eine Wasserkühlung zu ermöglichen und das Spulenmaterial auf einer für den sicheren Betrieb geeigneten Temperatur zu halten. Ein Ring ii, dessen innerster Teil vertieft ist, bildet den oberen Teil des Mantels. Der vertiefte Teil des Ringes trägt den Deckel 12. Auf dem Gehäuse sitzt die Kappe 16. In dem inneren Teil des Ofens befindet sich eine Kammer 13, die mit einem Gaszuführungsrohr 14 versehen und die vom Schmelztiegel 6 durch eine durchlochte Platte 21 getrennt ist. In die Kammer 13 wird reines Silicium eingebracht, während sich in^ dem Schmelztiegel 6 Eisenabfälle oder zerkleinertes Eisen befinden. In dem Ofen wird durch die mit dem Rohr 19 verbundene Vakuumpumpe ein Vakuum hergestellt. Wenn das Metall bis fast auf den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt ist, hat das Silicium eine höhere Dampfspannung als der Kohlenstoff und andere nichtmetallische Unreinheiten. Sein Dampf geht dann durch die durchlochte Platte 21 nach oben und wird von dem Metall absorbiert. Die noch im festen Zustand befindliche Legierung wird dann durch geeignete Vorrichtungen geschmolzen und dadurch die gewünschte reine Legierung hergestellt.

Abb. 2 der Zeichnung zeigt eine Anordnung für ein Verfahren zur Herstellung einer Siliciumlegierung, wenn das Metall oder die Legierung, zu der das Silicium hinzugefügt werden soll, sich in geschmolzenem Zustand befindet. Das Metall oder die Legierung wird in den Schmelztiegel 6 entweder in geschmolzener Form eingebracht, oder kann auch in dem Ofen geschmolzen werden. Dann werden Dämpfe einer flüchtigen Siliciumverbindung, wie der Wasserstoff oder Halogenverbindungen von Silicium, in die Kämmen 3 und durch die Platte 21 nach oben durch das geschmolzene Material geleitet, das auf eine geeignete Temperatur zur Zerlegung der Siliciumverbindung gehalten wird.

Die Platte 21 wird mit kapillarartigen Durchbohrungen versehen, die so eng sind, daß das breiige Metall aus der oberen Kammer nicht in die untere Kammer 13 tropfen kann. Außerdem verhindert das Vakuum in der oberen Kammer ein Hindurchsickern des Metalls nach unten.

Wenn Wasserstoff oder andere reduzierende Gase der flüchtigen Siliciumverbindung zugesetzt werden, wird der Wasserstoff und die flüchtige Siliciumverbindung durch die Rohre 14 und 20 in eine Mischvorrichtung 22 geleitet. In der Mischvorrichtung werden sie gut gemischt und dann durch das Rohr 23 geleitet und gehen von dort durch das geschmolzene Metall.

Das vorliegende Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Siliciumlegierungen beschränkt, sondern kann auch zur Herstellung von Legierungen aus anderen Metallen mit flüchtigen Metallen, wie Magnesium oder Aluminium, Verwendung finden. Durch Anwendung der flüchtigen Chloride von Titan, Vanadium oder Chrom kann man ferner Legierungen von Eisen oder anderen Metallen mit diesen Elementen herstellen, die frei von Sauerstoff oder Kohlenstoff sind. Die Legierungen können hierbei in einer Atmosphäre des Chlorides oder anderer flüchtiger Verbindungen dieser Metalle geschmolzen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Eisenloser Induktionsofen zur Herstellung von Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei übereinanderliegende und durch verhältnismäßig enge Kanäle miteinander verbundene Kammern hat. -

2. Verfahren zur Herstellung von Legierungen in einem eisenlosen Induktionsofen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Legierungskomponente, die den niedrigsten Schmelzpunkt hat, in die untere Ofenkammer, während die andere in die obere Ofenkammer eingebracht wird, und daß die Temperatur so geregelt wird, daß sie in der unteren Kammer oberhalb des Schmelzpunktes der hier befindlichen Legierungskomponente liegt, während die Temperatur in der oberen Kammer unterhalb des Schmelzpunktes der hier enthaltenen Legierungskomponente bleibt.

3. Verfahren zur Herstellung von Ferrosilicium gemäß Anspruch 2 in einem eisenlosen Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe einer flüchtigen Siliciumlegierung aus der unteren Kammer (13) durch das bereits geschmolzene oder bis nahe an den Schmelzpunkt erwärmte, in der oberen Kammer (6) befindliche Eisen hindurchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen