DE599651C

DE599651C - Verfahren zur Herstellung kohlenstofffreier Legierungen, wie Ferrochrom oder Chromstahl

Info

Publication number: DE599651C
Application number: DEH134446D
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Gruber; Dr Wilhelm Rohn
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1931-10-10
Filing date: 1931-10-10
Publication date: 1934-07-06

Description

Verfahren zur Herstellung kohlenstofffreier Legierungen, wie Ferrochrom oder Chromstahl Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Herstellung kohlenstofffreier Legierungen insbesondere von Chrom, Wolfram, Molybdän, Uran, Vanadium, Tantal, Titan und Zirkon mit Metallen, wie Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle untereinander oder mit Kupfer, insbesondere zur Herstellung sogenannter Ferrolegierungen, wie kohlenstofffreies Ferrochrom oder kohlenstofffreie Chromstähle, unter Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Vorerzeugnisses durch Behandlung mit Oxyden oder Erzen in schmelzflüssigem Zustand, wobei die Reaktion des zu behandelnden Werkstoffes in einer Wasserstoffatmosphäre erfolgt. Die hierdurch ,gegenüber den bekannten Verfahren erzielten Vorteile sind in der Einleitung zur Beschreibung des Hauptpatents auseinandergesetzt worden.
Die vorliegende Erfindung bildet nun eine weitere Ausgestaltung des im Hauptpatent unter Schutz gestellten Verfahrens. Sie bezweckt, die Wasserstoffatmosphäre so einzustellen, daß durch sie noch besondere Wirkungen ausgeübt werden, die den Zusatz von Oxyden oder Erzen für die Behandlung ganz oder teilweise- überflüssig machen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt nämlich die Oxydation des Kohlenstoffs oder eine Unterstützung der Oxydation des Kohlenstoffs durch genau einzustellenden Zusatz einer gasförmigen Sauerstoffvetbindung zu der Wasserstoffatmosphäre. Es kann dies auf zweierlei Weise geschehen.
Zunächst kann man auf die kohlenstoffhaltige Schmelze Wasserstoff einwirken lassen, der gerade so viel Wasserdampf oder einen anderen Sauerstoffträger enthält, daß der Kohlenstoff eben mit Sicherheit vollständig oxydiert wird, dagegen das Metall, also vorzugsweise das Chrom, mit Sicherheit noch nicht oxydiert. Je nach dem Chromgeha=lt des Erzeugnisses wird demnach der erforderliche Gehalt des Wasserstoffs an Sauerstoff _ mehr oder weniger hoch zu wählen sein.
Ein anderer Weg ist der, daß man in Gegenwart eines flüssigen Metallbades, das nur eine kleine Menge Metall zu enthalten braucht und gewissermaßen nur als Anfangsschmelze dient, Metalloxyd, also bei der Herstellung von Ferrochrom oder Chromstählen Chromoxyd oder ein Chromerz, in einer Wasserstoffatmosphäre zum Schmelzen bringt,. die so viel Benzoldampf oder einen anderen Kohlenstoffträger enthält, daß dadurch einerseits die Reduktion der Oxyde oder Erze erleichtert und beschleunigt wird, der Kohlenstoffgehalt des Wasserstoffs aber andererseits in den einzelnen Phasen des Verfahrens so geregelt wird, daß aus ihm möglichst wenig Kohlenstoff in das Enderzeugnis übergeht. Etwa überschüssig in die Schmelze gelangter Kohlenstoff kann dann wiederum durch feste oder durch gasförmige Oxyde in Wasserstoffatmosphäre entfernt werden.
Es wird in diesem Falle bei einem Erzeugnis, in dem zunächst der Sauerstoff durch Wasserstoff in Verbindung mit einem Kohlenstoffträger entfernt -worden ist, der Überschuß an in die Schmelze gekommenem Kohlenstoff durch gasförmige oder feste Oxyde in einer Wasserstoffatmosphäre entfernt.
Das vorstehend geschilderte Verfahren wird durch folgende beide Ausführungsbeispiele erläutert: i. Wenn als Ausgangsmaterial eine Eisen-Chrom-Legierung gewählt wird, die o,i °1o Kohlenstoff enthält, so wird in Wasserstoffatmosphäre zunächst auf das Schmelzbad Chromoxyd aufgebracht und zur Einwirkung gebracht, der Wasserstoffatmosphäre setzt man, wie auf Grund praktischer Versuche ermittelt wurde, etwa 7 g Wasserdampf/cbm zu. Dieser Zusatz von Wasserdampf als einer gasförmigen Sauerstoffverbindung ermöglichtes, den Kohlenstoffgehalt des Ausgangsmaterials unter o,oa °j, zu drücken.
z. Wählt man als Ausgangsstoff eine Chrom-Eisen-Legierung, die o,o8°1a Sauerstoff in Überschuß enthält, dann wird in der Wasserstoffatmosphäre Chromoxyd zugesetzt und dem Wasserstoff etwa 40 bis 45 g Benzoldampf pro Kubikmeter beigemischt. Um die Reaktion zu- beschleunigen, kann man mit dem Gehalt an Benzoldampf'bis auf 8o bis ioo g pro Kubikmeter gehen. In diesem Falle erhält man dann in dem Schmelzbad einen gewissen Überschuß an Kohlenstoff, den man durch Zumischung vorzugsweise einer gasförmigen Sauerstoffverbindung, wie Wasserdampf, zur Wasserstoffatmosphäre entsprechend dem unter i genannten Beispiel entfernen kann.
Die zuzusetzenden Mengen an ' Wasserdampf oder Benzol oder einem, sonstigen Sauerstoff- oder Kohlenstoffträger richten sich nach der Natur .der reduzierenden Oxyde und des ursprünglich vorhandenen Schmelzbades und können durch einfache Versuche ohne weiteres festgestellt werden. Die Wahl ist so zu treffen, daß der Sauerstoff zwar die Entfernung des Kohlenstoffes innerhalb kurzer Zeit praktisch vollständig durchzuführen erlaubt, andererseits aber die metallischen Bestandteile, die in der fertigen Legierung enthalten sein sollen, nicht in unzu-1<issiger Menge oxydiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung kohlenstofffreier Legierungen insbesondere von Chrom, Wolfram, Molybdän, Uran, Vanadium, Tantal, Titan und Zirkon mit Metallen, wie Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle untereinander oder mit Kupfer, insbesondere zur Herstellung von Ferrolegierungen, wie kohlenstofffreiem Ferrochrom oder von kohlenstofffreien Chromstählen, unter Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Vorerzeugnisses durch Behandlung mit Oxyden oder Erzen in schmelzflüssigem Zustand in einer Wasserstoffatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation des Kohlenstoffs durch genau einzustellenden Zusatz einer gasförmigen Sauerstoffverbindung zu der Wasserstoffatmosphäre erfolgt oder unterstützt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung ursprünglich- Saaerstoff im Überschuß enthaltender Bestandteile der Legierung der Wasserstoffatmosphäre Benzoldampf oder ein anderer Kohlenstoffträger zugesetzt wird und ein dabei etwa in dem Schmelzbad entstehender Kohlenstoffüberschuß durch Behandlung in Wasserstoffatmosphäre unter Zusatz eines festen oder gasförmigen Oxydes entfernt wird.