DE599862C

DE599862C - Verfahren zur Entfernung von Arsen, Phosphor und Stickstoff aus Metallschmelzen der Eisengruppe

Info

Publication number: DE599862C
Application number: DEK126387D
Authority: DE
Original assignee: WILHELM KROLL DR
Current assignee: WILHELM KROLL DR
Priority date: 1932-07-28
Filing date: 1932-07-28
Publication date: 1934-07-10

Description

Verfahren zur Entfernung von Arsen, Phosphor und Stickstoff aus Metallschmelzen der Eisengruppe Es ist ein Verfahren zum Raffinieren von Metallen und Legierungen auf thermischem Wege bekanntgeworden, gemäß welchem Sauerstoff, Schwefel oder Halogene aus Metallen oder Legierungen dadurch entfernt werden, daß dem geschmolzenen Metall reines Beryllium oder Berylliumlegierungen zugesetzt werden.
Für die Entfernung anderer metalloidischer ,Verunreinigungen, nämlich Phosphor und Stickstoff, gab es bisher nur sehr umständliche metallurgische Verfahren, während für die Entfernung von Arsen aus Eisen und den Metallen der Eisengruppe überhaupt kein metallurgis;ches Verfahren bisher bekanntgeworden ist. Die Entfernung der genannten drei Verunreinigungen ist aber für die Praxis von großer Bedeutung, in Sonderheit für die Metalle der Eisengruppe einschließlich des Eisens selbst. Schon o,25 °1o Phosphor und etwa 0,4 °/o Arsen rufen bekanntlich Kaltbrüchigkeit beim Eisen hervor. Ein Stickstoffgehalt ruft im Stahl, insbesondere aber in den legierten Stählen, eine gewisse Härte und Sprödigkeit bei verringerter Dehnung hervor. Die Schädlichkeit des Stickstoffes in der in gewöhnlichen Stählen angewandten Form ist durch neuere Untersuchungen erwiesen.
Gemäß der Erfindung gelingt es, Arsen, Phosphor und Stickstoff aus den Metallen der Eisengruppe dadurch in einfacher, aber durchaus betriebssicherer Weise zu entfernen, daß man dem geschmolzenen Metall Beryllium einverleibt. Die Menge des zugesetzten Berylliums richtet sich dabei nach der Menge der vorhandenen Verunreinigungen.
Die Unschädlichmachung des Phosphorgehaltes beruht anscheinend auf der Bindung des Phosphors durch Beryllium, wobei die Löslichkeitsverhältnisse des sich bildenden Stoffes im Eisen keinerlei Schichtentrennung hervorrufen. Die Wirkung kann deshalb in diesem Falle nur auf mechanischem Wege nachgewiesen werden. So konnte beispielsweise festgestellt werden, daß ein Stahl mit o,3 % Phosphorgehalt nach dem Zusatz von etwa ebensoviel Beryllium zu dem feuerflüssigen Metallbad nach dem Erkalten keine Spur von Kaltbrüchigkeit mehr zeigte.
Entsprechendes gilt für einen Arsengehalt. Auch in diesem Falle tritt im allgemeinen keine Schichtenbildung auf. Es war aber ein Stahl mit einem Arsengehalt von 0,4 °/o durch Zusatz von etwa o,2 °1o Beryllium zur feuerflüssigen Schmelze ganz frei von Kaltbrüchigkeit.
Durch Entfernung von Stickstoff aus Stahl unter Zusatz von etwa entsprechenden Mengen Beryllium zur feuerflüssigen Schmelze ließ sich die Homogenität der Eigenschaften des Stahles weitgehend verbessern.
Der Verbrauch an Beryllium richtet sich nicht nur nach dem Gehalt an Phosphor, Arsen und an Stickstoff, sondern auch nach dem Gehalt an sonstigen »Verunreinigungen, insbesondere an Sauerstoff und Schwefel, derart, daß man beim Vorhandensein weiterer Verunreinigungen entsprechend mehr Beryllium verwenden muß. Es ist indessen vorteilhaft, die Desoxydation des Eisens oder der Metalle der Eisengruppe vorher nach einem der für diesen Zweck bekannten Verfahren durchzuführen und erst im Anschluß daran durch die Anwendung von Beryllium, das übrigens auch zur Desoxydation geeignet ist, die Entfernung der übrigen Verunreinigungen durchzuführen.
Das Beryllium kann, wie an sich. bekannt ist, entweder in metallischer Form oder in Form einer Berylliumlegierung oder schließlich in beiden Formen zur Anwendung. kommen.. Man wird zweckmäßig bei Anwendung einer Berylliumlegierung diese so auswählen, daß kein zusätzliches Metall in die Schmelze eingebracht wird, also bei der Reinigung von Nickel z. B. Nickel-Beryllium und bei der Reinigung von Eisen z. B. Eisen-Beryllium verwenden. Bei der Reinigung von kohlenstoffhaltigem Eisen kann man auch z. B. thermisch dargestelltes, kohlenstoffhaltiges Eisen-Beryllium anwenden, das sich in Gußeisen leicht löst.
Ausführungsbeispiele r. Ein Stahl mit 0,3 °/o Phosphor ließ sich nach. Zusatz von o,3 °1o Beryllium warm verwalzen und im kalten Zustand als Blech um i8o° ohne Rißbildung biegen. Die KaltbrüchigkeiL war verschwunden.
2. Ein Stahl mit 0,4'/, Arsen wurde mit 0,2'/, Beryllium versetzt und warm verwalzt. Ein aus diesem Metall hergestelltes Blech ließ sich ohne Anzeichen von Kaltbrüchigkeit um i8o° kaltbiegen.
3. Ein rostfreier Stahl mit :2o11, Chrom und 7 °1o Nickel hatte einen Gehalt von o,o5 °I" Stickstoff. Nach Behandlung mit o,o5 °1" Beryllium waren im Schliff keine Nitridnadeln mehr erkennbar.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung von Beryllium zur Entfernung von Arsen, Phosphor und Stickstoff aus Metallschmelzen der Eisengruppe.