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Verfahren zur Herstellung von Legierungen aus Blei oder Zink mit Erdalkalimetallen
oder Magnesium Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des
Verfahrens zur Bildung von Legierungen nach Patent 648 839.
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In diesem Patent ist ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen,
insbesondere von Bleilegierungen und Blei-Zink-Legierungen, beschrieben. Dieses
Verfahren zielt hin auf die Herstellung eines Bades von geschmolzenem Metall, das
die Grundlage einer solchen Legierung bildet, wie z. B. Blei oder Blei und Zink,
und die Anwendung ,einer geschmolzenen Chlorid-Schlacken-Decke auf der Oberfläche
des Bades. Im Falle, daß eine Blei-Calcium-Legierung oder eine Blei-Zink-Calcium-Legierung
hergestellt werden sollte, wurde .Calciumcarbid in= die Schlacke und dann in das
Metall des Bades eingeführt. Jeglicher Cberzug, welcher sich an der Oberfläche der
Carbidteilchen befindet, wird durch die Schlacke aufgelöst, und es n-irken alsdann
reine Calciumcarbidteilchen unmittelbar auf das Metall des Bades, um die Legierung
zu bilden. In dieser Weise kann eine Blei-Calcium-Legierung oder eine Blei-Zink-Calcium-Legierung
gebildet werden. Wenn die Bildung einer anderen Legierung als eine, die C alcium
enthält, gewünscht ist, wird das Chlorid des betreffenden Metalls, z. B. Magnesiumchlorid,
in die Schlacke. eingeführt. Wenn Calciumcarbid zu der Schlacke hinzugefügt wird,
wird es, wie üblich, durch die Reaktion mit dem Metall des Bades zerlegt, um die
Legierung zu bilden. Das Calcium, das in der Legierung enthalten ist, reagiert seinerseits
mit dem Magnesiumchlorid, um Calciumchlorid zu bilden und metallisches Magnesium
niederzuschlagen, welches sich mit dem Metall im Bade legiert. Obwohl dieses Verfahren
in der Praxis befriedigend ist, ergibt es nur Legierungen mit einem beschränkten
Calciumgehalt o. dgl. und gibt nur eine beschränkte Gesamtausbeute der Legierungen.
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Die Erfinderin bezweckt eine Verbesserung des obengenannten Verfahrens,
wodurch Legierungen mit höherem Calciumgehalt o. dgl. gebildet werden können und
wodurch höhere Gesamtausbeuten der Legierungen erzielt werden können. Allgemein
gesprochen, strebt diese Verbesserung die kräftige Durchmischung des Bleibades an,
um darin einen Wirbel (Strudel) zu erzeugen, der in der Lage ist; eine geschmolzene
Schlackendecke, die Calciumcarbid im Schwebezustand enthält,
in
das Metallbad hineinzuziehen, wo das Carbid wirksam mit dem Metall zur Bildung .einer
Legierung reagieren kann. Außerdem beinhaltet die Verbesserung die Verwendung .
besonderer Größen von Calciumcarbidteilchen,, die im Handel bekannt sind als Erbsengroße
oder größere Größen. Wenn das Verfahren mit diesen Verbesserungen durchgeführt wird,
so kann man eine Blei-Calcium-Legierung oder Blei-Zink-Calcium-Legierung erzielen,
in der der Calciumgehalt ungefähr 5o °% höher ist als der Calciumgehalt von Legierungen,
die gemäß dem Verfahren nach Patent 61.8839 hergestellt werden. Ferner sind die
Gesamtausbeuten von Legierungen größer bei der Verwendung der vorliegenden Verbesserung;
z. B. ist es möglich, Ausbeuten zu erhalten, die im Durchschnitt ioo/o bis 151/o
höher als die mit dem bekannten Verfahren gewonnen sind. y Das folgende besondere
Beispiel dient zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.
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Ein Bad von ungefähr 8 t geschmolzenem Blei' oder geschmolzenem Blei
und Zink wird in einem gebräuchlichen Behälter oder Kessel gebildet. Eine geschmolzene
Chloridschlacke von ungefähr 45o kg wird auf die Oberfläche des geschmolzenen Bades
gebracht. In der Praxis ist die Sehlacke zu-: sammengesetzt aus Natriumchlorid und
Calciümchlorid oder Natriumchlorid und einem Chlorid des Metalls, das mit dem Blei
oder 'dem Blei und Zink legiert werden soll. In diese Schlacke wurde ungefähr 55o
kg CalciumcarVid von Erbsengroße einverleibt. Die erbsengroßen Teilchen haben ungefähr
6 bis i9 mm Durchmesser.
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Nachdem das erwähnte geschmolzene Bad hergestellt worden ist, wird
ein in dem Bade angebrachter Mischer in Betrieb gesetzt, um das Bad kräftig zu mischen
und einen Wirbel zu bilden, der die geschmolzene Schlacke, die Calciumcarbid im
Schwebezustand enthält, in das. Metallbad hineinzieht, wo Calciumcarbid.mit dem
Metall zur Bildung einer Legierung reagieren kann. In der Praxis ergab sich, daß'
ein Mischer von ungefähr ioo bis ungefähr 300 Umdrehungen" in der Minute
befriedigend arbeitet. Um das Mischen im Fabrikationsbetrebe ist es empfehlenswert,
den Mischer mit einer Geschwindigkeit von 125 Umdrehungen- in der Minute am Anfang
der Arbeit zu verwenden und dieselbe Geschwindigkeit für einen Zeitraum von etwa
2 Stunden beizubehalten. Späterhin wird dann die Geschwindigkeit des Mischers stufenweise
erhöht, um am Ende der nächsten ¢ Stunden eine Geschwindigkeit von ungefähr
250 Umdrehungen in der Minute zu erreichen. Es ist empfehlenswert, die Geschwindigkeit
von ungefähr 25o Umdrehungen in der Minute beizubehalten, bis die Arbeit vollendet
ist.
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Nebenbei sei bemerkt, daß der Mischer verstellbar ist und daß der
Antreiber des Mischers ungefähr 23 cm über dem Boden des Kessels beim niedrigsten
Stande ist und ungefähr 53 cm über dem Boden des Kessels beim höchsten Stande.
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Wenn das vorstehende Verfahren vollendet ist, ist eine Blei-Calcium-Legierung
oder eine Blei-Zink-Calcium-Legierung gewonnen, die einen Calciumgehalt von ungefähr
3 % bis ungefähr 31/2O10 enthält. Andererseits hat die Blei-Calcium-Legierung oder
die B1ei-Zink-Calcium-Legierun.g bei Benutzung des früheren Verfahrens,: bei dem
eine weniger gründliche Mischung erfolgt und in dem Caleiumcarbidteilchen von größerer
Feinheit verwendet werden, nur- einen Calciumgehalt von ungefähr i1`20/0 bis 21/2.110.
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Es wird angenommen, daß die folgende Theorie 'die besseren Resultate
und den technischen Fortschritt erklärt: Während der Mischung scheiden sich die
verhältnismäßig dicken, erbsengroßen Carbidteilchen in der geschmolzenen Schlacke
nahe der Oberfläche des Metallbades ab. Wenn die Mischung fortschreitet, werden
die erwähnten verhältnismäßig dicken, erbsengroßen Carbidteilchen in das Metallband
hineingezogen und haben keine Möglichkeit; an die Oberfläche der Schlacke aufzusteigen.
Dadurch wird der Oxydation der Carbidteilchen vorgebeugt, ohne daß der Kessel luftdicht
abgeschlossen wird oder ohne Verwendung einer reduzierenden .öder neutralen Gasatmosphäre.
Auf der anderen Seite sind feine Carbidteilchen, wie z. B. mehlfeine Carbidteilchen,
die früher verwendet wurden, mehr oder weniger gleichmäßig in der ganzen geschmolzenen
Schlacke verteilt und haben die Neigung, an die Oberfläche der erwähnten geschmolzenen
Schlacke rin viel größerem Ausmaß zu steigen- als dickere Teilchen. Weiterhin ist
es schwerer, feinkörnige Carbidteilchen durch die geschmolzene Schlacke hindurch
und in Berührung mit dem Metallbade zu bringen. Infolgedessen zwar beim früheren
Verfahren nicht nur die Berührung zwischen den ;Carbidteilchen und dem Metall des
Bades verzögert, sondern es. waren auch die Carbidteilchen viel leichter der Atmosphäre
über der geschmolzenen Schlacke ausgesetzt. Dadurch ergab sich eine erhöhte Oxydation
und Zerstörung der Carbidteilchen. Die vorstehende Theorie zeigt offensichtlich
den Grund für die Erreichung des höheren Calciumgehalts o. dgl. in Blei-Calcium-Legierungen
oder in Blei-Zink-Calcium-Legierungen o. dgl. und die Erhöhung der Gesamtausbeute
über das frühere
Verfahren hinaus. Es ist indessen zu beachten,
daß die vorstehende Theorie nur eine Hypothese ist, welche die Erfinderin nicht
binden soll.
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Obschon nur` gewisse bestimmte Metalle, Arbeitsvorgänge u. dgl. ausdrücklich
genannt sind, soll sich die Erfindung doch nicht darauf beschränken. Sie können
z. B. an Stelle von Blei oder Zink andere Metalle, wie Cadmium, Aluminium, Zinn
u. dgl., verwendet@.werden.