Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd Es ist bekannt, daß Chromoxyd
durch Wasserstoff zu metallischem Chrom reduzierbar ist. Es ist ferner bekannt,
daß diese Reduktion nur dann erfolgreich durchgeführt werden kann, wenn der verwendete
Wasserstoff ganz besonders rein und insbesondere frei von allen Spuren von Wasserdampf
ist. Infolgedessen war es nicht möglich, Chromoxyd mit üblichem technischem Wasserstoff
zu reduzieren, sondern der Wasserstoff mußte erst beispielsweise durch Überleiten
über glühendes Platin vom Sauerstoff und durch Ausfrieren in flüssiger Luft vom
Wasserdampf befreit werden. Dadurch wird aber das Reduktionsverfahren so erheblich
verteuert, daß es nur in einzelnen Spezialfällen angewendet werden kann, während
sich die Herstellung reinen Chroms in technischem Maßstab auf diesem Wege verbietet.
Es besteht nun anderseits großes Interesse daran, Chromlegierungen.herzustellen,
die frei von Verunreinigungen, insbesondere von Kohlenstoff, sind. Ein derartiges
Bedürfnis liegt in der Technik sowohl in der Hinsicht auf Rohstoffe, wie beispielsweise
Ferrochr om, vor wie auch für Fertiglegierungen, beispielsweise rostfreie Stähle
und Chrom-Nickel-Legierungen.Process for reducing chromium oxide It is known that chromium oxide
is reducible to metallic chromium by hydrogen. It is also known
that this reduction can only be carried out successfully if the used
Hydrogen is particularly pure and, in particular, free of all traces of water vapor
is. As a result, it was not possible to use chromium oxide with conventional technical hydrogen
to reduce, but the hydrogen first had to be passed over, for example
from glowing platinum from oxygen and from freezing out in liquid air
Water vapor can be released. But this makes the reduction process so significant
expensive that it can only be used in individual special cases, while
the production of pure chromium on an industrial scale in this way is forbidden.
On the other hand, there is now great interest in producing chrome alloys.
which are free from impurities, especially carbon. Such a thing
There is a need in technology both in terms of raw materials, such as
Ferrochrome, both before and for finished alloys, such as stainless steels
and chrome-nickel alloys.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Chromoxyd mit technisch
reinem Wasserstoff zu reduzieren, wenn die Reduktion in Gegen-%%-art eines metallischen
Stoffes vorgenommen wird, .der das bei der Reduktion gebildete Chrom physikalisch
oder chemisch an sich bindet. Unter technisch reinem Wasserstoff wird dabei solcher
verstanden, wie er üblich als sogenannter Bombenwasserstoff in den Handel kommt.
Dieser Bombenwasserstoff enthält noch gewisse Mengen an Wasserdampf und beispielsweise
auch an Kohlenoxyd. Für das reduzierte Chrom kann als Aufnehmer beispielsweise Nickel
oder Eisen dienen, sofern die Herstellung von Chrom-Nickel- oder Chrom-Eisen-Legierungen
beabsichtigt ist. Es empfiehlt sich dabei, auf das geschmolzene Metall eine Schicht
Chromoxyd zu bringen und über diese einen Wasserstoffstrom zu leiten. Das gebildete
Chrom legiert sich dann mit dem geschmolzenen Metall, und es entsteht .eine sehr
reine Chromlegierung, bei der insbesondere eine Verunreinigung durch Kohlenstoff
vermieden ist. Während bei der Reduktion von Chromoxyd ohne Gegenwart deines Aufnehmers
die Reduktion zum Stillstand kommt, sobald der Wasserstoff auch nur kleine Mengen
fVasserdampf aufgenommen hat (soweit bestimmbar etwa unter o, i %), so daß also
große Mengen Wasserstoff umgewälzt und immer wieder von dem Wasserdampf befreit
werden müssen, geht die Reduktion in Gegenwart des Aufnehmers außerordentlich viel
leichter, so daß viel geringere Mengen von Wasserstoff umzuwälzen sind.It has now been found that it is possible to use chromium oxide technically
reduce pure hydrogen when the reduction is in counter - %% - kind of a metallic
Substance is made, which physically removes the chromium formed during the reduction
or chemically binds to itself. Technically pure hydrogen becomes such
understood how it is usually sold as so-called bomb hydrogen.
This bomb hydrogen still contains certain amounts of water vapor and for example
also of carbon monoxide. For example, nickel can be used as a sensor for the reduced chromium
or iron, provided that the production of chromium-nickel or chromium-iron alloys
is intended. It is advisable to apply a layer on the molten metal
Bring chromium oxide and conduct a stream of hydrogen over this. The educated
Chromium will then alloy with the molten metal, creating a very
pure chromium alloy, which is particularly contaminated by carbon
is avoided. While reducing chromium oxide without the presence of your transducer
the reduction comes to a standstill as soon as the hydrogen is even small
f has absorbed water vapor (as far as can be determined approximately below 0.1%), so that
large amounts of hydrogen are circulated and repeatedly freed from the water vapor
have to be, the reduction in the presence of the transducer is extremely much
lighter, so that much smaller amounts of hydrogen have to be circulated.
Man hat den Mechanismus solcher Reduktionsvorgänge bisher stets vom
Standpunkt der- chemischen Gleichgewichte betrachtet; wollte man auch den hier behandelten
Vorgang vom Standpunkt der Lehre der chemischeu
Gleichgewichte
auffassen, so müßte man zu dem Schluß kommen, daß durch die Gegenwart des Aufnehmers
die Gleichgewichte außerordentlich weit im Sinne der Erleichterung der Chromreduktion
verschoben werden müßten. Wenn auch die hier maßgeblichen Verhältnisse bis jetzt
wissenschaftlich noch sehr wenig erforscht sind, so wird man doch zu dem Schluß
gedrängt, daß hier noch andere Erscheinungen mitspielen müssen und die bisherigen
Anschauungen zur erschöpfenden Beschreibung nicht ausreichend sind, da .es nach
allem, was man weiß, unwahrscheinlich erscheint, -daß die Gegenwart des Aufnehmers
die Gleichgewichte so außerordentlich weitgehend beeinflussen sollte.The mechanism of such reduction processes has hitherto always been known from
Considered the point of view of chemical equilibria; one also wanted the one treated here
Process from the standpoint of the doctrine of chemical u
Equilibria
understand, one would have to come to the conclusion that through the presence of the receiver
the equilibria are extraordinarily wide in the sense of facilitating the chromium reduction
would have to be moved. Even if the prevailing conditions here so far
scientifically very little researched, one will come to the conclusion
urged that other phenomena must also play a role here and the previous ones
Views are not sufficient for an exhaustive description, since
everything that is known seems improbable - that the presence of the receiver
should influence the equilibria so extraordinarily extensively.
Die Herstellung von hochprozentigen Chromlegierungen auf diesem Wege
kann in der Weise erfolgen, daß man über das flüssige Metall mit dem darübergeschichteten
Chromoxyd Wasserstoff leitet und den durch die Reaktion mit Wasserdampf beladenen
Wasserstoff außerhalb des Ofens durch irgendeines der bekannten Mittel vom Wasserdampf
befreit und wieder dem Ofen zuleitet, so daß außer der erstmaligen Füllung der Apparatur
nur so viel Wasserstoff aufzuwenden ist, wie tatsächlich für die Reduktion verbraucht
wird. Man kann anderseits das immerhin lästige Umptunpen des Wasserstoffes auch
dadurch vermeiden, daß man im Ofen selbst an Stellen, die von der Hitze des Reaktionsgutes
nicht unmittelbar getroffen werden, Kühlschlangen anordnet, die durch durchgeleitete
Sole so weit abgekühlt werden, daß der durch die Reaktion gebildete Wasserdampf
sich unmittelbar gefroren niederschlägt.The production of high-percentage chrome alloys in this way
can be done in such a way that one layered over the liquid metal with the
Chromium oxide conducts hydrogen and the reaction is loaded with water vapor
Hydrogen outside the furnace by any of the known means from water vapor
freed and fed back into the furnace, so that apart from the initial filling of the apparatus
only as much hydrogen needs to be used as actually consumed for the reduction
will. On the other hand, the annoying transfer of the hydrogen can also be done
thereby avoid that one in the oven itself in places that from the heat of the reaction material
not be taken immediately, arranges cooling coils that are passed through
Brine are cooled so far that the water vapor formed by the reaction
precipitates immediately frozen.
Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für den geschilderten Prozeß
ist die Herstellung korrosionsfester Legierungen; es ist bekannt, daß der Korrosionswiderstand
von Chrom-Eisen-, Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Eisen-Legierungen schon durch kleine
Mengen von Kohlenstoff sehr ungünstig beeinflußt wird. Speziell für die Anwendung
der rostfreien Stähle für chemische Apparaturen: wird die Notwendigkeit sehr unangenehm
empfunden, die durch Schweißen o. dgl. hergestellten Apparate nachträglich nochmals
auf hohe Temperatur erhitzen und von dieser abschrecken zu müssen, um den in ihnen
enthaltenen Kohlenstoff in solcher Form in Lösung zu bringen, daß keine Beeinträchtigung
der Korrosionsbeständigkeit eintritt. Man hat deshalb umständliche Verfahren ausgebildet,
um rostfreie Stähle mit so niedrigem Kohlenstoffgehalt herzustellen, um eine solche
vergütende Wärmebehandlung, die für große Apparaturen häufig technisch gar nicht
durchführbar ist, überflüssig zu machen. Das hier geschilderte Verfahren erlaubt
in einfacher und. billiger Weise absolut sicher rostfreie Stähle so kohlenstofffrei
herzustellen, daß diese Bedingung ohne weiteres erfüllt ist.A particularly important area of application for the process described
is the production of corrosion-resistant alloys; it is known that the corrosion resistance
from chromium-iron, chromium-nickel and chromium-nickel-iron alloys through small ones
Amounts of carbon is very adversely affected. Especially for the application
of stainless steels for chemical apparatus: the need becomes very uncomfortable
felt, the apparatus produced by welding or the like afterwards again
heat to high temperature and have to be deterred by this in order to get into them
to bring contained carbon in such a form in solution that no impairment
the corrosion resistance occurs. Cumbersome procedures have therefore been developed
to make stainless steels with such low carbon content as such
Tempering heat treatment, which is often not technically necessary for large equipment
is feasible to make redundant. The procedure described here allows
in simple and. cheaper way absolutely safe stainless steels so carbon free
to ensure that this condition is easily met.