DE589986C

DE589986C - Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd

Info

Publication number: DE589986C
Application number: DEH129924D
Authority: DE
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1931-12-22
Filing date: 1931-12-22
Publication date: 1933-12-20

Description

Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd In dem Patent 575 048 ist ein Verfahren beschrieben; Chromoxyd unter Verwendung technisch reinen Wasserstoffes zu reduzieren in Gegenwart eines metallischen Stoffes, der das bei der Reduktion gebildete Chrom physikalisch oder chemisch an sich bindet.
In der Beschreibung dieses Patents ist dargelegt, daß der Wasserstoff nicht mehr als eine gewisse Menge von Wasserdampf oder Sauerstoff enthalten darf und von einem Überschuß an Wasserdampf während des Prozesses fortlaufend befreit werden muß. Ziel des Verfahrens ist insbesondere, kohlenstofffreie Chromlegierung herzustellen.
Die weiteren Arbeiten haben ergeben, daß die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Zeit gekürzt werden kann, oder daß man mit einem weniger reinen Wasserstoff arbeiten kann, wenn dem Wasserstoff gewisse Mengen kohlenstofftragende Substanzen, z. B. Benzoldampf, zugesetzt werden. Sofern der Kohlenstoffgehalt des Reaktionsgases unter einer gewissen Grenze gehalten wird, ist das Reaktionsprodukt (die gebildete Chromlegierung) praktisch vollkommen frei von Kohlenstoff.
Es ist dabei zu beachten, daß der Kohlenstoffgehalt des Wasserstoffes um so höher bemessen werden darf, ohne daß in der hergestellten Legierung ein Kohlenstoffgehalt auftritt, je höher chromhaltig die gebildete Legierung ist. Soll z. B. als Ziel des Prozesses eine 25°/oige Chromeisenlegierung hergestellt werden, so darf in. diesem Falle der Wasserstoff eine höhere Beladung mit Kohlenstoff erfahren, ohne daß in der gebildeten 25°/oigen Chromeisenlegierung ein Kohlenstoffgehalt auftritt, als wenn als Endprodukt nur eine io % Chrom enthaltende Chromeisen- oder Chromnickellegierung hergestellt werden soll.
An Stelle einer gewissen Beladung des Wasserstoffes mit Benzoldampf kann auch Benzindampf, Methan, Acetylen, Erdgas oder schließlich auch Koksofengas oder Stadtgas verwendet werden.
Zweckmäßig ist es, die Menge des Kohlenstoffes bzw. der Kohlenstoffv erbindung so zu wählen, daß auf einen Kubikmeter Wasserstoff bis zu 5o g Benzol, Methan, Benzin oder ähnliche Kohlenwasserstoffe kommen. Ein besonders geeignetes Gemisch ist ein solches aus Wassergas und Stadtgas, wobei diese beiden Gase im Verhältnis 3 : i bis s : i gewählt werden sollen. Da die Zusammensetzung sowohl des Wassergases wie des Stadtgases je nach dem Herstellurigsprozeß etwas schwankt, kann das Mischungsverhältnis sich in den angegebenen Grenzen bewegen. An sich müßte man, um das Mischungsverhältnis immer richtig einzustellen, bei der Durchführung des Verfahrens fortlaufend Analysen vornehmen. Dies ist jedoch praktisch nicht notwendig, da man bei Überschreiten des Kohlenstoffgehaltes, bei dem eine Aufnahme von C im Bad eintritt, eine Abscheidung von Kohlenstoff aus dein Gemisch an einer Nebelbildung im Ofen erkennt. Durch die Zufügung von Kohlenstoffverbindungen zu dem als Reduktionsmittel dienenden Wasserstoff ist es möglich, in diesen einen verhältnismäßig hohen Wasserdampfgehalt zuzulassen; zweckmäßig sollte man auf je io g Wasserdampf in einem Kubikmeter Wasserstoff zusätzlich so viel Kohlenstoffverbindungen geben, daß diese etwa 18 bis 2o g Kohlenstoff entsprechen.
Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß es nicht möglich ist, den in dem Patent 575 o48 beschriebenen Prozeß durchzuführen, wenn an Stelle von Wasserstoff Kohlenoxyd verwendet wird. Während man beispielsweise mit technischem Wasserstoff üblicher Reinheit gemäß dem Hauptanspruch ohne weiteres Chromlegierungen mit i 5 bis 25 % Chromgehalt herstellen kann, erreicht man mit Kohlenoxyd nur Chromgehalte von 3, bis 8 °;o. Auch unter Verwendung von Wassergas, das im wesentlichen ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlenoxyd darstellt, ist ein Prozeß gemäß dem Hauptpatent nicht befriedigend durchzuführen. Dagegen haben weitere Studien gezeigt, daß ein mengenmäßig richtig abgestimmtes Gemisch von Wassergas und Stadtgas oder -von Hochofengas und Koksofengas mit sehr gutem Erfolg verwendet werden kann. Auch hierbei ist zu beachten, daß der Kohlenstoffgehalt des Gasgemisches für 25- oder 3o°jaiges Chromeisen oder Chromnickel höher sein darf als für io- oder i5°/aiges Chromeisen oder Chromnickel, ehe in der hergestellten Legierung Kohlenstoffgehalt auftritt.
Die Verwendung der angegebenen Gasinischungen an Stelle von Wasserstoff bedeutet einen außerordentlich großen technischen Fortschritt, da die env ähnten Gasmischungen in Stahlwerken und ähnlichen Betrieben ohne weiteres vorhanden sind, während Wasserstoff erst -auf verhältnismäßig kostspielige Weise hergestellt werden muß.
Bei Verwendung der angegebenen Gasmischungen kann außerdem auf Zirkulation mit Abscheidung der Reaktionsprodukte des Prozesses und Wiederverwendung des Gases verzichtet werden, da das für die Reaktion bereits verwendete Gasgemisch nur geringfügig verändert ist und insbesondere kaum an Heizwert eingebüßt hat, so daß es ohne weiteres für den Betrieb v an Martinöfen oder die Beheizung von Wärmeöfen weiterverwendet «erden kann. Auf dieseWeise werden die Kosten des für den Prozeß benötigten Gases auf nahezu Null heruntergedrückt und trotzdem ein hochwertiges Endprodukt mit weniger als o,o5 °Jo Kohlenstoff erhalten.
Mit demselben Erfolg lassen sich die angegebenen Gasgemische, nur unter Umständer sinngemäß in ihrer Zusammensetzung etwas verändert (auf geringeren Kohlenstoffgehalt eingestellt), für das Verfahren zur Herstellung kohlenfreier Chromeisenlegierungen durch Entkohlen hochkohlenhaltigen Chromeisens verwenden.
In gleicher Weise wie für die Herstellung von kohlenstofffreien Chromlegierungen läßt sich das geschilderteVerfahren auch zurHerstellung von Legierungen der folgenden Metalle einzeln oder zusammen verwenden: Molybdän,Wolfram, L= ran; Vanadium : Tantal, Titan, Zirkon.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd nach Patent 575 048 in Gegenwart eines metallischen Stoffes, der das bei der Reduktion gebildete Chrom physikalisch oder chemisch an sich bindet, dadurch gekennzeichnet, daß dem zur Reduktion verwendeten Wasserstoff kohlenwasserstoffhaltige Substanzen in solchen Mengen beigemischt werden, daß in dem Endprodukt praktisch kein Kohlenstoff enthalten ist.
2. Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd entsprechend Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasserstoff als Kohlenstoffträger Benzoldampf, Benzindampf, Methan, Erdgas, Koksofengas oder Stadtgas zugemengt werden.
3. Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Reaktion verwendete wasserstoffhaltige Gas durch Mischung mindestens je eines Gases der nachstellenden Gruppen gewonnen wird: Wassergas oder Hochofengas und Koksofengas oder Stadtgas.
4. Verfahren zur Herstellung kohlenstofffreier chromhaltiger Legierungen, insbesondere sogenannter Ferrolegierungen, wie Ferrochrorn oder kohlenstofffreie Chromstähle, nach demVerfahren und den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als metallischer Stoff zur Bindung des Chroms eine kohlenstoffhaltige Vorlegierung verwendet wird.
5. Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd gemäß Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als metallischer Stoff, der das bei der Reduktion gebildete Chrom physikalisch oder chemisch an sich bindet, ein Bad von flüssigem Chrommetall dient.
6. Die sinngemäße Anwendung der in den Ansprüchen i -bis 5 für die Herstellung von Chromlegierungen beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Legierungen, die Chrom, Molybdän, Wolfram, Uran, Vanadium, Tantal, Titan, Zirkon einzeln oder zusammen enthalten sollen.