DE667070C

DE667070C - Process for the production of pure copper

Info

Publication number: DE667070C
Application number: DES104375D
Authority: DE
Original assignee: American Metal Co Ltd
Current assignee: American Metal Co Ltd
Priority date: 1931-05-08
Filing date: 1932-04-28
Publication date: 1938-11-03

Description

Verfahren zur Herstellung reinen Kupfers Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der im Patent 661 792 geschützten Erfindung. In der Beschreibung dieses Patents ist dargelegt worden, daß die bisherige Auffassung über die Bedeutung des Sauerstoffgehaltes in hüttenmännisch erzeugtem Kupfer nicht zutreffend ist. Man hatte wohl erkannt, daß der Sauerstoff die Ursache gewisser Mängel der Eigenschaften des Kupfers war, hatte andererseits aber einen gewissen Gehalt an Sauerstoff für notwendig gehalteri, damit die Blöcke genügend dicht und nicht zu porig werden.Process for the production of pure copper The invention relates to a further embodiment of the invention protected in patent 661,792. In the description of this patent it has been stated that the previous view of the importance of the oxygen content in metallurgical copper is incorrect. It was recognized that oxygen was the cause of certain deficiencies in the properties of copper, but on the other hand a certain amount of oxygen was thought to be necessary for the blocks to become sufficiently dense and not too porous.

Die vollständige Entfernung des Sauerstoffes im Kupfer ist zwar schon durch gewisse Stoffe, wie z. B. Phosphor, Silicium oder Calciumborid, gelungen, doch ergeben sich bei Anwendung dieser Mittel andere Mängel. Wenn sie nicht rriit peinlichster Genauigkeit angewendet werden, liefern sie keine befriedigenden Ergebnisse. Wird dem Kupfer zu wenig zugesetzt, so wird der Sauerstoff nicht vollständig entfernt, wendet man dagegen zu viel an, so schädigt der Llberschuß das Kupfer, macht es brüchig und vermindert seine, Leitfähigkeit. Außerdem sind sie sehr teuer. . Gemäß Erfindung wird demgegenüber die Herstellung von völlig oxydfreiem Metall bezweckt, das auch keine anderen bei der Desoxydation etwa entstehenden Fremdkörper enthält. Sie baut dabei auf der in der Beschreibung des Hauptpatents erläuterten neuen Erkenntnis auf, daß eine völlige Beseitigung des Sauerstoffgehaltes möglich ist, ohne daß der gegossene Block porig wird, wenn -dabei nur bestimmte Bedingungen eingehalten werden.The complete removal of the oxygen in the copper is true by certain substances, such as B. phosphorus, silicon or calcium boride, succeeded, however, there are other shortcomings in the use of these agents. If it doesn't work If meticulous precision is used, they will not produce satisfactory results. If too little is added to the copper, the oxygen is not completely removed, on the other hand, if too much is used, the excess oil damages the copper and makes it brittle and decreases its conductivity. They are also very expensive. . According to the invention on the other hand, the production of completely oxide-free metal is intended, and that too does not contain any other foreign bodies that may arise during deoxidation. She builds while on the new knowledge explained in the description of the main patent on that a complete elimination of the oxygen content is possible without the The cast block becomes porous if only certain conditions are met.

Nun kann man zwar in einem auf das sorgfältigste geschützten Kupferbade sämtlichen Sauerstoff durch Polen entfernen. Doch. lassen sich auf diesem Wege nur sehr kleine Mengen von sauerstofffreiem Kupfer herstellen. Denn unter anderem ist dabei auch Bedingung, daß das Metall in Ruhe erstarren kann. Das ist jedoch nur bei kleinen Mengen möglich, bei denen man den Behälter vom erstarrten Metallblock wegbrechen kann. Das Ziel der Erfindung ist aber ein hüttenmännisches Verfahren für die wirtschaftliche Herstellung großer Metallmengen.Now one can in a very carefully protected copper bath remove all oxygen through poles. Indeed. can only be done this way make very small amounts of oxygen-free copper. Because among other things is It is also a condition that the metal can solidify in peace. However, that is only possible with small amounts by removing the container from the solidified metal block can break away. However, the aim of the invention is a metallurgical process for the economical production of large quantities of metal.

Wenn auch die in der Beschreibung des Hauptpatentes erläuterten Erkenntnisse bei der Kupferverhüttung gewonnen wurden und das vorliegende Verfahren sich ebenfalls besonders auf die Herstellung von Kupfer bezieht, so ist es doch auch für andere Metalleanwendbar, die, wie das Kupfer, im flüssigere. Zustande leicht an der Luft oxydieren. Zu diesen gehören z. B. Nickel, Zink, Magnesium und Aluminium.Even if the knowledge explained in the description of the main patent were obtained from copper smelting and the present proceedings also specifically relates to the manufacture of copper, it is can also be used for other metals which, like copper, are more liquid. Easy oxidize in air. These include B. nickel, zinc, magnesium and aluminum.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Umschmelzen des Metalls in Gegenwart von Desoxydationsmitteln, die im Gegensatz zum Phosphor oder Silicium keine festen Rückstände im Metall hinterlassen, so durchgeführt wird, daß eine vollständige Desoxydation erfolgt, und daß weiterhin das Vergießen in die Form vermittels eines den Gießstrahl und die Kokillenöffnung umschließenden, mit dem Abstichende des Ofens verbundenen Gehäuses durchgeführt wird, das mit einem reduzierenden oder neutralen Gas gefüllt ist.The method according to the invention consists in that the remelting of the metal in the presence of deoxidizers, which in contrast to phosphorus or silicon does not leave solid residues in the metal, so is carried out, that complete deoxidation takes place, and that potting continues in the Form by means of a surrounding the pouring stream and the mold opening, with the tapping end of the furnace connected housing is carried out with a reducing or neutral gas is filled.

Die Anwendung einer Schutzatmosphäre aus reduzierenden oder neutralen Gasen ist im Hüttenwesen an sich natürlich bekannt; die Erfindung verwendet dieses Merkmal auch nur in der obengenannten Kombination.The application of a protective atmosphere of reducing or neutral Gases are of course known per se in metallurgy; the invention uses this Feature also only in the above combination.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Abb. i näher erläutert. Die Zeichnung ist im wesentlichen schematisch; unwichtige Einzelheiten sind nicht angegeben.In the following an embodiment of the invention is based on the Fig. I explained in more detail. The drawing is essentially schematic; unimportant Details are not given.

Wenn das zu behandelnde :Nietall schon genügende Reinheit besitzt, dann ist es nur nötig, es während der Raffination rein zu erhalten. Kathodenkupfer besitzt im allgemeinen diesen Reinheitsgrad. Bei dem neuen Verfahren wird nicht nur solches Metall rein erhalten, sondern man kann daher auch gewisse schädliche Unreinigkeiten beseitigen, wie z. B. Schwefel.If the rivet to be treated already has sufficient purity, then it is only necessary to keep it pure during refining. Cathode copper generally has this degree of purity. The new procedure will not only keep such metal pure, but one can therefore also get certain harmful ones Remove impurities such as B. sulfur.

Der in Abb. i links von dem kippbaren Ofen gezeichnete Teil der Einrichtung soll zunächst außer Betracht bleiben. Das zu behandelnde Metall wird in den Ofen 3o durch die heb- und senkbare Tür 55 eingebracht. Der Ofen ist genügend groß,. um ständig so viel flüssiges Metall zu fassen, daß Temperaturänderungen durch das eingeführte Metall vermieden werden. Eine Holzkohlenschicht C liegt auf dem Metallbade B und dient zur Reduktion. Wenn das frisch eingebrachte Metall schon sauerstofffrei ist, so braucht nichts zu geschehen, um eine besonders innige Berührung zwischen Kohle und Metall herbeizuführen. Die Beheizung soll so erfolgen, däß durch sie keine schädlichen Unreinigkeiten, wie Schwefel und Sauerstoff, eingeführt werden. Eine unmittelbare Beheizung mit Flammen kommt daher nicht in Betracht.The part of the facility shown to the left of the tiltable furnace in Fig. I should initially be disregarded. The metal to be treated is put in the furnace 3o introduced through the door 55 which can be raised and lowered. The oven is big enough. to constantly hold so much liquid metal that temperature changes due to the imported metal should be avoided. A layer of charcoal C lies on top of the metal bath B and is used for reduction. When the freshly introduced metal is already oxygen-free is, nothing needs to be done to create a particularly intimate contact between Bring about coal and metal. The heating should take place in such a way that none harmful impurities such as sulfur and oxygen are introduced. One direct heating with flames is therefore out of the question.

Die Beheizung des Ofens soll vorzugsweise durch Induktionsströme erfolgen, weil diese nicht nur keinerlei schädigenden Einfluß auf das Metall" haben, sondern darüber hinaus auch die Erzielung einer gründlichen Umwälzung des Bades ermöglichen. Dadurch werden sämtliche Metallteile oft an die Oberfläche gebracht und kommen so in innige Berilhrung mit dem Desoxydationsmittel. Kohle ist ein starkes Desoxy dationsmittel, kann aber gleichwohl versagen, wenn das Metall nicht genügend mit ihm in Berührung kommt. Selbst bei lange andauernder Behandlung kann dann der gewünschte Grad der Sauerstofffreiheit ausbleiben.The furnace should preferably be heated by induction currents, because these not only have no damaging influence on the metal ", but in addition, it also enables thorough circulation of the bath to be achieved. As a result, all metal parts are often brought to the surface and come out that way in intimate contact with the deoxidizer. Coal is a strong deoxygenation agent, but can still fail if the metal does not make sufficient contact with it comes. Even with long-term treatment, the desired degree of Absence of oxygen.

Um im Ofen 30 freien Sauerstoff, z. B. bei der Inbetriebnahme oder infolge von F rischluftzutritt, mit Sicherheit auszuschließen, ist ein regelbarer Einlaß 31 für reduzierende oder neutrale Gase vorgesehen. Als Schutzgas eignet sich insbesondere Kohlenmonoxyd. Besitzt der Ofen keine bestimmten Gasauslaßöffnungen, so tritt infolge des Überdruckes im Ofen durch seine Spalten und Poren genügend Gas aus.In order to provide free oxygen in the furnace 30, e.g. B. when starting up or as a result of fresh air access to be excluded with certainty, a controllable inlet 31 is provided for reducing or neutral gases. Carbon monoxide is particularly suitable as a protective gas. If the furnace does not have any specific gas outlet openings, sufficient gas will escape through its cracks and pores as a result of the overpressure in the furnace.

Das sauerstofffreie Metall muß nun zu Stangen, Platten, Rohre, Barren oder anderen geeigneten Formen vergossen werden. Dabei muß die Wiederaufnahme von Sauerstoff, die mit äußerster Schnelligkeit vor sich gehen kann, mit größter Sorgfalt verhindert werden, da schon geringe Mengen Sauerstoff ausreichen, um das Metall zu schädigen. Gemäß Erfindung wird daher das Metall, solange es nicht bis' auf eine Temperatur abgekühlt ist, bei welcher es schädliche Gase nicht mehr aufnimmt, vor der Einwirkung der Luft geschützt. Erst nach dem Erstarren findet keine Wiederaufnahme von Sauerstoff statt. Es ist daher notwendig, die Luft bis zur Erreichung dieses Zustandes vorn Metall fern zu halten.The oxygen-free metal must now be made into bars, plates, pipes, bars or other suitable forms. The resumption of Oxygen, which can go on with the utmost rapidity, with the greatest care can be prevented, as even small amounts of oxygen are sufficient to remove the metal to harm. According to the invention, therefore, the metal, as long as it is not down to one Temperature is cooled at which it no longer absorbs harmful gases protected from the effects of the air. Only after solidification does not take place again of oxygen instead. It is therefore necessary to keep the air up to achieve this State away from metal.

Zu diesem Zwecke geschieht erfindungsgemäß das Vergießen in die Form, wie bereits oben erwähnt wurde, in einem den Gießstrahl und die Kokillenöffnung umschließenden, mit dem Abstichende des Ofens verbundenen Gehäuse, das ebenfalls mit dem Schutzgas gefüllt ist. Hierdurch wird außerdem die Bedienungsmannschaft vor schädlichen Gasen geschützt. Die Einrichtung wird so getroffen, daß der Ofen während des Ausgießens gekippt werden kann, ohne daß dabei Luft in das Gießgehäuse eintreten kann.For this purpose, according to the invention, the casting is done in the form, as already mentioned above, in one the pouring stream and the mold opening enclosing housing connected to the tapping end of the furnace, which is also is filled with the protective gas. This also improves the operating team protected from harmful gases. The device is made so that the furnace can be tilted during pouring without air entering the casting housing can occur.

Am einen Ende des zylindrischen Ofens 30 ist ein Auslauf 32 angeordnet, aus dem das Metall ausfließt, wenn der Ofen gekippt wird. Zur Vermeidung eines Lufteintritts beim Kippen müssen der Ofen 30 und die Schutzhaube 33 nachgiebig miteinander verbunden sein.At one end of the cylindrical furnace 30 there is an outlet 32 from which the metal flows out when the furnace is tilted. To prevent air from entering when tilting, the furnace 30 and the protective hood 33 must be connected to one another in a flexible manner.

Die Haube 33 kann eine Blockgießform 4.3 überdecken, wobei zweckmäßig ein Trichter 41 vorgesehen wird, insbesondere wenn das Gießen durch eine kleine Öffnung erfolgen soll. Ein Gehäuse 42 verbindet die Form d.3 mit der Haube 33. Um diese Verbindung vor und nach dem Gießen lösen zu können, werden die einzelnen Teile so angeordnet, daß entweder das Gehäuse und die Haube oder aber die Blockform in senkrechter Richtung um ein geringes Maß beweglich sind.The hood 33 can cover a block mold 4.3, it being expedient a funnel 41 is provided, especially if the Pour through a small opening should be made. A housing 42 connects the form d.3 with the Hood 33. To be able to solve this connection before and after casting, the individual parts arranged so that either the housing and the hood or else the block shape can be moved by a small amount in the vertical direction.

Der Verlauf des Gießens kann durch Schaugläser, und zwar beispielsweise durch die drei Gläser .47, 48, 49, die eine Beobachtung in Richtung der strichpunktierten Linien gestatten, verfolgt werden.The course of the pouring can be through sight glasses, for example through the three glasses .47, 48, 49 making an observation in the direction of the dash-dotted line Allow lines to be traced.

Im Ofen 30 ist eine Brust 37 zum Zurückhalten der auf dem Bade schwimmenden Decke von Kohle oder anderen Stoffen angeordnet. Elektrische Heizkörper 39 und 44 sitzen im Ausguß 32 und am Trichter 4, um an diesen Stellen ein Einfrieren des Metalles zu vermeiden. Das ganze Gehäuse zwischen der Blockgießform 43 und dem Ofen 30 wird mit einem inerten oder desoxydierenden Gase unter erhöhtem Druck gefüllt gehalten, so daß etwas Gas nach außen austreten, aber keine Luft nach innen dringen kann. Das Gas kann vom Ofen oder von außen her eingeführt oder im Gehäuse selbst erzeugt werden. Wenn das Gas aus dem Ofen 30 zugeführt wird, zieht es durch einen Kanal 38 über die Brust hinweg in die Haube 33 und durch Randöffnungen 5o in die Blockgießform. Vor Beginn des Gießens wird der Boden .I5 der Form 43 geöffnet, damit die Gase unten ausströmen und die Luft heraustreiben können. Wenn man das Schutzgas dem Haubenvorbau gesondert zuführen will, so kann das durch einen Einlaß46 geschehen, der in das Trichtergehäuse .42 mündet. Dabei kann der Kanal 38 geschlossen sein, so daß etwa im Ofen vorhandener Staub nicht zum Metall in der Gießform gelangen kann. Wenn im Ofen von vornherein sauerstofffreies Metall verarbeitet wird, kann man statt eines reduzierenden Gases ein inertes Gas, und zwar sowohl in der Gießform als auch in der Haube, verwenden.In the furnace 30 , a chest 37 is arranged for holding back the blanket floating on the bath from coal or other substances. Electric heating elements 39 and 44 sit in the spout 32 and on the funnel 4 in order to prevent the metal from freezing at these points. The entire housing between the block mold 43 and the furnace 30 is kept filled with an inert or deoxidizing gas under increased pressure so that some gas can escape to the outside, but no air can penetrate to the inside. The gas can be introduced from the furnace or from the outside, or it can be generated in the housing itself. When the gas is supplied from the furnace 30 , it is drawn through a channel 38 across the chest into the hood 33 and through peripheral openings 50 into the ingot mold. Before the start of casting, the bottom .I5 of the mold 43 is opened so that the gases can flow out below and expel the air. If you want to feed the protective gas to the hood extension separately, this can be done through an inlet 46 which opens into the funnel housing .42. The channel 38 can be closed so that any dust present in the furnace cannot reach the metal in the casting mold. If oxygen-free metal is processed in the furnace from the outset, an inert gas can be used instead of a reducing gas, both in the casting mold and in the hood.

Ehe das Metall vergossen wird, werden die Blockformen innen gründlich gereinigt und mit einem geeigneten Mittel, z. B. Knochenasche, ausgestrichen. Man vergießt zweckmäßig in stehenden Kokillen, wobei das Gießen langsam genug erfolgen soll, um das Erstarren am Boden beginnen zu lassen, so daß die Gase bei dem nach oben fortschreitenden Erstarren entweichen können.Before the metal is poured, the block molds inside are thorough cleaned and with a suitable agent, e.g. B. bone ash, streaked. Man it is expedient to cast in standing molds, the casting being carried out slowly enough is supposed to start solidifying at the bottom, so that the gases at the after above progressive solidification can escape.

Eine gleichmäßige Gießtemperatur kann dadurch aufrechterhalten werden, daß man den Schalter für die Heizkörper 34 mit einem Pyrometer 51 und den Relais R" R. verbindet, um die Stromzufuhr in bekannter Weise regeln zu können. Das Pyrometer ist in ein feuerfestes Gehäuse zum Schutz gegen das Metall eingeschlossen. Wegen der Sauerstofffreiheit des Metallbades kann das Thermoelement ohne Schaden für die Schutzhülle in unmittelbare Berührung mit dem flüssigen Metall gebracht werden, so daß eine sehr genaue Temperaturmessung ermöglicht wird.A uniform casting temperature can be maintained as a result, that the switch for the radiator 34 with a pyrometer 51 and the relay R "R connects in order to regulate the power supply in a known manner. The pyrometer is enclosed in a fireproof housing to protect against the metal. Because The lack of oxygen in the metal bath can protect the thermocouple without harm to the The protective cover is brought into direct contact with the liquid metal, so that a very precise temperature measurement is made possible.

Nach dem Gießen und vor der Beseitigung des Schätzgases werden die Blöcke zur Verhinderung der Wiederoxydation abgedeckt; hierfür kommen Schutzschichten aus feinpulveriger Holzkohle, Chlorbarium, Chlorcalcium oder aus einem schweren Gase in Betracht. Holzkohle wird dann bevorzugt, wenn es sich darum handeln sollte, noch Sauerstoff zu entfernen, der etwa infolge zufälliger kurzer Berührung mit der Luft an die Oberfläche gelangt sein könnte. Auch Schlacken sind als Schutzstoffe nicht ungeeignet. Sie verursachen zwar eine Verschlechterung des unmittelbar unter ihnen liegenden Metalls. Da der Kopf des Blockes ohnehin abgeschnitten wird, so ist diese Erscheinung nicht bedenklich.After casting and before the estimation gas is removed, the Blocks covered to prevent reoxidation; this is where protective layers come in from finely powdered charcoal, chlorobarium, chlorcalcium or from a heavy one Gases into consideration. Charcoal is preferred when it comes to still to remove oxygen, for example as a result of accidental brief contact with the Air could have reached the surface. Slags are also used as protective substances not unsuitable. Although they cause deterioration of the immediately below metal lying on them. Since the head of the block is cut off anyway, so this phenomenon is not a cause for concern.

Die Beheizung des Ofens mit Induktionsströmen ist, weil dabei keine Verunreinigungen in das Metall gelangen können und wegen der gründlichen Metallumwälzung an sich, die günstigste. Aus wirtschaftlichen Erwägungen ist es jedoch zweckmäßig, einen großen Teil der zum Schmelzen erforderlichen Wärme dem Metall zuzuführen, ehe es in den Ofen 30 gelangt. Wenn der Gehalt an Verunreinigungen im Metall hoch ist, kann man erfindungsgemäß auch vor dem Ofen 30 schon die Schmelzung ganz und die Raffinierung teilweise vornehmen. Zu diesem Zweck ist in Abb. i ein Vorerhitzer 15 mit elektrischen Heizkörpern (z. B. Widerstandsheizkörpern 16) oder einer anderen Beheizungsart angeordnet, und in manchen Fällen wird außerdem noch ein Schmelzofen 2,o mit elektrischer Beheizung verwendet.Heating the furnace with induction currents is the cheapest, because no impurities can get into the metal and because of the thorough metal circulation. For economic reasons, however, it is advantageous to apply a large part of the heat required for melting to the metal before it enters the furnace 30 . If the content of impurities in the metal is high, according to the invention, the melting can already be carried out completely and the refining partially carried out in front of the furnace 30. For this purpose, a preheater 15 with electrical heating elements (e.g. resistance heating elements 16) or another type of heating is arranged in Fig. I, and in some cases a melting furnace 2, o with electrical heating is also used.

Der Vorerhitzer kann auch zur Beseitigung etwa vorhandenen Schwefels dienen. Durch eine Tür 13 wird z. B. eine Beschickung io aus Metallblöcken mittels eines Förderbandes i i in eine Vorkarnmer 1a gebracht. Die Tür 1d. wird gehoben, und ein Gas, wie z. B. Wasserstoff bei Verarbeitung von Kupferblöcken, wird bei 21 eingeführt, um den Schwefel und einen Teil des Sauerstoffes zu entfernen, sobald das Metall genügend erhitzt ist. Für andere Metalle und zur Entfernung anderer Verunreinigungen kann man natürlich andere Gase, z. B. Kohlenoxyd für Rotguß oder Aluminium, benutzen. Die Abgase entweichen bei 23. Während der Erhitzung wird das Gut durch das Förderband 17 vorgeschoben und in den Schmelzofen 2o gebracht. Bei Verwendung von Wasserstoff kann das Bad im Ofen 2o unbedeckt bleiben, so daß eine weitere Einwirkung dieses Gases auf das Metall vor sich geht, die bei Beheizung mit Induktionsstrom durch die Badbewegung unterstützt wird. Im Ofen 3o wird dem Metall der aufgenommene Wasserstoff entzogen. Ein gegen den Austritt des Schutzgases geschützter Auslauf 24., der zweckmäßig ebenfalls beheizbar ist, dient zur Überleitung des Metalles in den Ofen 30. Eine gelenkig befestigte Haube 25 dient zur Überleitung reduzierender oder inerter Gase von 30 nach 2o, die das Metall beim Ausfließen schützen.The preheater can also be used to remove any sulfur that may be present. Through a door 13 z. B. a charge io made of metal blocks by means of a conveyor belt ii brought into an antechamber 1a. The door 1d. is lifted, and a gas, such as. B. Hydrogen when processing copper ingots, is introduced at 21 to remove the sulfur and some of the oxygen once the metal is sufficiently heated. For other metals and to remove other impurities, of course, other gases, e.g. B. use carbon oxide for gunmetal or aluminum. The exhaust gases escape at 23. During the heating, the material is advanced through the conveyor belt 17 and brought into the melting furnace 2o. When using hydrogen, the bath in the furnace can remain uncovered, so that a further action of this gas on the metal takes place, which is supported by the bath movement when heated with induction current. The absorbed hydrogen is withdrawn from the metal in the furnace 3o. An outlet 24 protected against the escape of protective gas, which can also be heated, is used to transfer the metal into the furnace 30. An articulated hood 25 is used to transfer reducing or inert gases from 30 to 2o, which protect the metal as it flows out .

Statt Wasserstoff kann auch Luft zur Entfernung des Schwefels verwendet werden. In diesem Falle muß natürlich das Metallbad, z. B. durch eine Kohleschicht, geschützt werden. Man läßt die innere Tür 14 vollständig und die Außentür 13 ein wenig offen, um die erforderliche Luftmenge eintreten zu lassen. Die Abgase können hierbei z. B. durch die Öffnung 21 abziehen, während der Abzug 23 geschlossen bleibt. Die Luft erzeugt Oxyde im Metall, die aber unter der Kohleschicht im Ofen 2o zum großen Teil und im Ofen 30 vollständig reduziert werden.Instead of hydrogen, air can also be used to remove the sulfur will. In this case, of course, the metal bath, e.g. B. by a carbon layer, to be protected. One lets the inner door 14 completely and the outer door 13 little open to allow the required amount of air to enter. The exhaust gases can here z. B. deduct through the opening 21 while the trigger 23 remains closed. The air creates oxides in the metal, but those under the carbon layer in the furnace 2o to large part and completely reduced in the furnace 30.

Wenn im Vorerhitzer 15 Wasserstoff zur Entfernung von Schwefel und Sauerstoff benutzt wird, soll man im Ofen' 2o eine Kohleschutzschicht verwenden. War der ursprüngliche Sauerstoffgehalt gering, so kann die Kohle die Oxyde vollkommen oder bis auf einen sehr geringen Rest beseitigen. Man kann dann das Metall unmittelbar aus dem -Ofen 20 in die Formen gießen. Dabei muß natürlich auch ein Schutz wie beim Ofen 30 angewendet werden.In the preheater 1 if 5 is hydrogen is used for the removal of sulfur and oxygen, one should use a carbon protective layer in an oven '2o. If the original oxygen content was low, the carbon can remove the oxides completely or with the exception of a very small residue. You can then pour the metal directly from the furnace 20 into the molds. In this case, of course, protection as in the case of furnace 30 must also be used.

Das bei der praktischen Anwendung des neuen Verfahrens gewonnene Kupfer zeigt physikalische Eigenschaften und ein Gefüge, das es von jedem anderen Kupfer, das hüttenmännisch ja gewonnen wurde, unterscheidet. Die Sauerstofffreiheit macht sich durch die dichte Bindung der einzelnen Metallkristalle und das Fehlen von Fremdstoffen an den Korngrenzen bemerkbar. Gewöhnliches Handelskupfer enthält Kupferoxydul. Beim Erstarren fällt zunächst das reine Kupfer und dann bei einer etwas niedrigeren Temperatur das Kupfer-Kupferoxydul-Eutektikum aus, welches sich an den Korngrenzen der Kupferkristalle ablagert. Abb. 2 zeigt einen Ätzschliff von Handelskupfer in iooofacher Vergrößerung. Die Kupferkristalle a sind durch deutlich erkennbare Kügelchen b aus Kupferoxyd getrennt. Abb. 3 zeigt den Schliff einer ähnlichen Probe in gleichem Maßstabe, jedoch etwas tiefer geätzt. Die Trennung der Metallkristalle durch eine Fremdschicht ist deutlich erkennbar. Im Vergleich mit den Handelskupferschliffen nach Abb.2 und 3 enthält gegossenes, gemäß dem neuen Verfahren hergestelltes sauerstofffreies Kupfer kein Eutektikum. Infolgedessen liegen die benachbarten reinen Kupferkristalle unmittelbar aneinander. Das ergibt sich aus Abb. 4., die einen Schliff von sauerstofffreiem Kupfer in 75facher Vergrößerung zeigt. Abb.5 zeigt einen Schliff einer ähnlichen Probe, jedoch etwas tiefer geätzt und in iooofacher Vergrößerung. Auch hier sind die Korngrenzen rein. Der Unterschied zwischen den bei der gleichen Vergrößerung und Ätzung gewonnenen (Abb.3 und 5) ist ein außerordentlich starker.The copper obtained in the practical application of the new process shows physical properties and a structure that is different from any other copper, that was won by metallurgy makes a difference. The lack of oxygen makes due to the tight bond between the individual metal crystals and the absence of foreign matter noticeable at the grain boundaries. Ordinary commercial copper contains copper oxide. At the The pure copper solidifies first and then at a slightly lower temperature the copper-copper oxide eutectic, which is located at the grain boundaries of the copper crystals deposits. Fig. 2 shows an etched section of commercial copper magnified 10,000 times. The copper crystals a are clearly recognizable by spheres b made of copper oxide separated. Fig. 3 shows the section of a similar sample on the same scale, however etched a little deeper. The separation of the metal crystals by a foreign layer is clearly. In comparison with the commercial copper cuts according to Figures 2 and 3 contains cast, oxygen-free copper manufactured using the new process no eutectic. As a result, the neighboring pure copper crystals lie directly to each other. This can be seen from Fig. 4, which is a section of oxygen-free Shows copper enlarged 75 times. Fig.5 shows a section of a similar one Sample, but etched a little deeper and magnified 1,000 times. Also here are the grain boundaries pure. The difference between those at the same magnification and etching (Fig.3 and 5) is an extraordinarily strong one.

Das zweite Unterscheidungsmerkmal des sauerstofffreien Kupfers liegt in seiner sehr geringen Porigkeit. Handelskupfer enthält immer viele Poren, die teils makroskopisch und teils mikroskopisch feststellbar sind. Sie entstehen durch Gasentwicklung während des Erstarrens und Abkühlens, und oft sind die Umflächen der Poren mit einem Film aus Unreinigkeiten bedeckt. Abb.6 zeigt einen Schliff einerHandelskupferprobe in zoofacher Vergrößerung; die Poren c sind für Handelskupfer kennzeichnend.The second differentiator of oxygen-free copper lies in its very small porosity. Commercial copper always contains a lot of pores partly macroscopically and partly microscopically detectable. They arise through Gas evolution during solidification and cooling, and often the surrounding surfaces the pores are covered with a film of impurities. Fig. 6 shows a section of a commercial copper sample zoomed in; the pores c are characteristic of commercial copper.

Im sauerstofffreien Kupfer finden sich zwar auch Poren. Das übliche Handelskupfer zeigt jedoch Gasporen, die im wesentlichen rund, oval oder unregelmäßig sind, während beim sauerstofffreien Kupfer Poren auftreten, die entweder ganz oder zum größten Teil von eingedrungenem Metall gefüllt sind oder die zusammengefallen sind. Abb. 7 zeigt einen Schliff von einer Probe gegossenen sauerstofffreien Kupfers in zoofacher Vergrößerung. Die Poren d haben sich wieder mit Metall gefüllt. Abb.8 zeigt eine iooofache und Abb.9 eine aooofache Vergrößerung. Letztere beiden lassen Poren erkennen, die sich wieder geschlossen haben.There are also pores in the oxygen-free copper. The usual Commercial copper, however, shows gas pores that are essentially round, oval, or irregular are, while with oxygen-free copper pores occur that are either whole or are mostly filled with penetrated metal or which have collapsed are. Fig. 7 shows a section of a sample of cast oxygen-free copper zoomed in. The pores d have filled up with metal again. Fig 8 shows a 100x and Fig. 9 a 1000x magnification. Leave the latter two Recognize pores that have closed again.

Das dritte Unterscheidungsmerkmal liegt in der größeren Gleichmäßigkeit des sauerstofffreien Kupfers. Bekanntlich hat man versucht, durch Zusatz von desoxydierenden Mitteln, wie Phosphor, Barium, Calcium, Bor oder anderen Metallen oder Verbindungen, zum flüssigen Metall ein sauerstofffreies Kupfer und einige Sonderkupferarten herzustellen. Die Schwierigkeit bestand darin, die Menge des zuzusetzenden Desoxydationsmittels genau zu berechnen. Ist der Zusatz zu klein, bleibt Oxyd im Metall. Ist der Zusatz zu groß, so legiert sich der Überachuß mit dem Metall. In jedem Falle aber bleiben auch bei genau berechneter Menge das Desoxydationsmittel oder sein Oxyd im Metall zurück und können dort festgestellt werden. Schliffe von erfindungsgemäß hergestelltem sauerstofffreiem Kupfer weisen in Verbindung mit reinen Korngrenzen und mit der besonderen Art der Porigkeit eine gleichmäßige Oberfläche auf. Dagegen weisen Schliffe der sog. Sonderkupfersorten unter dein Mikroskop gemaserte oder gesprenkelte Oberflächen mit unregelmäßigen hellen und dunklen Stellen auf""@die erkennen lassen, daß die Kristalle in ihrer Zusammensetzung ungleich sind. Wenn bei solchen Sonderkupfern das Desoxydationsmittel nicht in Lösung geht, zeigt sich dieses in Form von besonderen Einschlüssen.The third differentiator is the greater uniformity of oxygen-free copper. As is well known, attempts have been made by adding deoxidizing agents Agents such as phosphorus, barium, calcium, boron or other metals or compounds, To produce an oxygen-free copper and some special types of copper in addition to the liquid metal. The difficulty was determining the amount of deoxidizer to be added to calculate exactly. If the addition is too small, the oxide remains in the metal. Is the addition too big, the excess will be alloyed with the metal. In any case, stay the deoxidizer or its oxide in the metal even if the amount is precisely calculated back and can be found there. Sections of manufactured according to the invention oxygen-free copper show in conjunction with pure Grain boundaries and with the special type of porosity a uniform surface. Against it have sections of the so-called special types of copper grained under your microscope or speckled surfaces with irregular light and dark spots on "" @ die show that the crystals are unequal in their composition. if The deoxidizing agent does not go into solution with such special copper, it turns out this in the form of special inclusions.

Das erfindungsgemäß hergestellte gegossene, sauerstofffreie Kupfer läßt sich unter dem Mikroskop auch leicht vom Elektrolytkupfer oder Kathodenkupfer, welches sauerstofffrei ist, unterscheiden. Im gegossenen sauerstofffreien Kupfer liegen die Kristalle in Streifen. Im Elektrolytkupfer sind dagegen die Kristalle gleichmäßig verteilt. Sie ordnen sich senkrecht zur Oberfläche der Kathode.The cast, oxygen-free copper produced according to the invention can also easily be removed from electrolytic copper or cathode copper under the microscope, differentiate which is oxygen-free. In the cast oxygen-free copper the crystals lie in strips. In the electrolytic copper, on the other hand, are the crystals equally distributed. They are arranged perpendicular to the surface of the cathode.

Das erfindungsgemäß hergestellte gegossene, sauerstofffreie Kupfer besitzt noch geringfügige Mengen anderer metallischer Stoffe, wie sie im üblichen Handelskupfer enthalten sind. Infolge des Fehlens von Sauerstoff lösen sich jedoch diese Stoffe im Kupfer und tragen mutmaßlich zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Kupfers, wie z. B. erhöhter Festigkeit, die bei chemisch reinem Kupfer fehlt, bei. Das erfindungsgemäß hergestellte Erzeugnis unterscheidet sich also vom chemisch reinen Kupfer durch das Vorhandensein von Fremdmetallen, die sich auf chemischem oder spektroskopischem Wege feststellen lassen, wenn sie nicht schon mikroskopisch erkennbar sind.The cast, oxygen-free copper produced according to the invention still has small amounts of other metallic substances, as they are in the usual Commercial copper are included. However, due to the lack of oxygen, they dissolve these substances in copper and are believed to contribute to the improvement of the physical Properties of copper, such as B. increased strength that is chemically pure Copper is missing. The product made according to the invention differs So from chemically pure copper due to the presence of foreign metals, which are can be determined by chemical or spectroscopic means, if not already can be seen microscopically.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of pure copper and other metals, which in the liquid state easily oxidize in the air, by remelting in a neutral or reducing atmosphere according to patent 661 792, characterized in that remelting in the presence of deoxidizing agents which leave no solid residues in the metal, is performed so that a complete Des - oxydation, and in that the casting is by means of carrying out one of the pouring stream and the mold opening surrounding, connected to the tap end of the oven housing in the shape of which is filled with a reducing or neutral gas. a. Method according to Claim i, characterized in that casting is carried out in a standing mold, preferably open at both ends. 3. The method according to claim i, characterized in that in the mold, the opening of which is connected to the casting housing during casting, the air is replaced by the gases present in the casting housing during casting before the casting. 4. The method according to claim i, characterized by the use of an induction furnace. 5. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting housing (33) is arranged relative to the deoxidation furnace in such a way that the connection to the deoxidation furnace remains gas-tight even when it is tilted. 6. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a pouring funnel (4i) which can be heated by a heating device (44) is provided in the housing (33). 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the casting housing (33) is provided with inspection holes (47 to 49) which allow observation of both the beam flowing out of the deoxidation furnace and the pouring funnel (4i) and the mold opening. B. Apparatus according to claim 4, characterized in that the heating current is regulated by a thermocouple which is in contact with the molten bath itself.