DE677461C - Herstellung von hochprozentigem Carbid - Google Patents

Description

• Herstellung von hochprozentigem Carbid Viele technische Prozesse hat rhan gelernt, fast quantitativ verlaufen zu lassen. In der Carbidindustrie ist ein solches Resultat bis jetzt noch nicht erreicht worden. Man gibt sich hier im allgemeinen heute noch mit einem etwa 8o'/,igen Carbid zufrieden. Da der über 8o'/, bleibende Rest zum allergrößten Teil aus Kalk besteht, so liegt es auf der Hand, daß die Carbidbildung nicht bis zum Ende verlaufen ist und daß ein solcher Zustand wesentliche Verluste an Rohmaterialien und Energien bedingt. Die Ursache, warum im Carbidofen vorzugsweise nur ein niedriglitriges-Carbid entstanden ist, ist im folgenden zu suchen: Wenn man Caleiumcarbi-d herstellt, so ge- schieht es derart, daß Kalk und Koks in einem zur Herstellung von reinem Carbid stöchiometrischen Mischungsverhältnis in einem elektrischen Lichtbogen- oder Widerstandsofen niedergeschmolzen werden. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß für eine völlige Umsetzung zwischen Kalk und Kokq es am richtigsten wäre, wenn der Kohlenstoff mit dem Kalk in allen Phasen des Prozesses so reagieren könnte, daß eine restlose Umwandlung der Ausgangsmaterialien in Carbid erfolgt.
• Wenn das Ausgangsmaterial im Ofen eine Temperatur von ungefähr 22oo' angenommen hat, so beginnt der Kalk zu erweichen und sich mit dem Kohlenstoff unter Kohlenoxydentwicklung umzusetzen. je mehr Carbid sich bildet und um so höherprozentig das Schmelzprodukt an Carbid wird, um so mehr senkt sich sein Schmelzpunkt, um so dünnflüssiger wird auch das Carbidbildungsgemisch, bis es bei etwa i65o1 den tiefsten Schmelzpunkt erreicht hat. Der Vorgang, daß der Schmelzpunkt sich, wie oben beschrie#en, immer weiter erniedrigt, bedingt, daß das Carbidbilduligsgernisch immer dünnflüssiger wird und daß es sich in diesem Zustand von dem Koksanteil trennt und zur Ofensohle abfließt. Es tritt also auf diese Weise eine Entmischung der Masse ein, welche den weiteren Ablauf der Carbidbildung in ungünstigem Sinne beeinflußt, da der Kohlenstoff an Kalk -verarmt, der Kalk sich aber auf der Ofensohle anreichert. Werden nun durch die Elektroden größere Mengen Energie in den Ofen gebracht, so kann die Carbidbildung nur unter großen Verlusten geschehen, da es der Kohle an Kalk und dem niedrigprozentigen Carbidgemisch auf der Sohle des Carbidofens an Kohle fehlt und so durch Überhitzung auch das bereits gebildete Carbid teilweise wieder zersetzt wird. Man hat auch bereits versucht, abgestochenes, schmelzflüssiges Carbi-d oder Abfallcarbid erneut mit Kohlenstoff zu behandeln. Derartige Verfahren sind jedoch unwirtschaftlich; sie führen auch nicht zu hochprozentigem Carbid.
• Diese Nachteile der bekanntgeweslenen Verfahren kann man dadurch ändern und zu einem 8 5- bis 9 5 %igen Carbid gelangen, wenn man die Carbidbildung in einem Arbeitsgang in mindestens zwei Bildungsphasen verlaufen läßt. Diese Arbeitsweise kann zweckmäßig so vorgenommen werden, daß man die Schmelze in einem Ofen, der zwei verschiedene voneinander räumlich und vorteilhaft auch im Niveau getrennte Schmelzherde enthält, vor sich gehen läßt und die Carbidmasse auf diese Weise zwingt, beide Herde nacheinander zu durchlaufen. Man erreicht dies dadurch, daß Inan den Ofen durch eine Trennmauer, die gekühlt werden kann, in zwei Ab- teilungen unterteilt, die jede einen Schmelzherd aufweist.
• Eine Ausführungsform eines solchen Ofens geht aus den beiliegenden schematischen Zeichnungen hervor. Fig.'i ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ein Querschnitt in der Linie A-A von Fig. i, Fig. 3 ein Längsschnitt in der Linie B-B von Fig. i. In das äußere Matiefwerk i des Ofens sind zwei Schmelzherde 2 und 3 eingebaut, die durch die Schwelle 4 getrennt sind, die Kühlvorrichtungen, z. B. Rohre 5, für Kühlflüssigkeiten enthalten kann. Zweckmäßig liegt das Niveau des Schmelzherdes 3 tiefer als das des Herdes:2. Am Schmelzherd3 ist die Abstichöffnung6 angebracht. Bei einem Dreiphasenofen sind zwei Elektroden 7 und 8 über dem Schnielzherd 2, die dritte Elektrode 9 über dem Schmelzherd 3 angebracht. Die Stellung der Elektroden ist in Fig. 2 angedeutet worden. über der Schwelle 4 ist zwischen den Elektroden 7 und 8 einerseits und der Elektrode 9 andererseits eine Trennwand io, die gleichfalls Kühlrohre enthalten kann, angebracht. Diese Wand dient dazu, die vorzeitige Vertnischung der über den beiden Schmelzherden zugebrachten Reaktionsgemische zu verhindern. Die Schwelle 4 und die Trennwand i o können so ausgebildet werden, wie dies schematisch aus Fig. 3 hervorgeht, in der einfachheitshalber die Kühlrohre weggelassen wurden. Hier gehen Schwelle und Kühlwand ineinander über, so daß die Verbindung zwischen ,den Herden 2 und 3 lediglich durch die Öff- nung i i gebildet wird, In den Schmelzherd 2 bringt man nun so viel Kalk und Kohle ein, daß aus dem Sc#nielzh,erd2 durch die am unteren Teile ,der Trennmauer angebrachte Öffnung i i ein etwa 6o- bis 700i'Oiges Carbid zum Schmelzherd 3 abläuft. Der Schmelzherd 3 wird aber im Gegensatz zu Schmelzherd 2 mit einem möglichst großen Überschuß an Kohlenstoff gefahren. Das etwa 6o- bis 70(),loige Carbid, welches aus dem Schmelzherd 2 abläuft, läuft nun in den Herd 3, wo es infolge Verschiebung,des Gleichgewichtes nach der Kohlenstoffseite so hoch earburiert werden kann, daß es sich ineinetwa85-bis95%igesCarbid verwandelt. Zweckmäßig fährt man. den Ofen so, daß im ersten Herd das eutektische Gemisch von Calciumcarbid und Calciumoy,yd entsteht. Dies Gemisch enthält etwa 7o'/o Carbid und> 30'/o Calciumoxyd. Man gibt zu diesem Zweck über dem ersten Herd ein Gemisch von etwa ioo Gewichtsteilen Calciumoxyd und etwa 45 bis 52 Gewichtsteilen Kohle zu, berechnet auf reine Materialien. Das Eutektikum fließt dann, wie oben angegeben, in den zweiten Herd, wo zum mindesten noch so viel Kohlenstoff zugegeben wird, daß die im Eutektikum enthaltenen 30'/, Calciu*tnoxyd in Carbid umgewandelt werden. Zweckmäßig gibt man, um Verluste auszugleichen, noch mehr Kohlenstoff zu. Die Mengen an Kohle für den zweiten Herd betragen je ioo Gewichtsteile reines, auf den ersten Herd gegebenes Calciumoxvd etwa 16 bis 2-3 kg. Treten besondere 'Verluste an Kohle durch Luftabbrand oder andere Oxydationsvorgänge, z. B. durch Eisenoxyd u. dgl., ein, so muß noch mehr Kohle zugefügt werden. Enthält der Kalk Eisenoxyd und evtl. auch Siliciumdioxyd, so erreicht man mit dem beschriebenen Ofen in dem zweiten Herd eine klare Trennung des Eisens und Ferrosiliciums von dem Carbid. Beide Bestandteile sondern sich im zweiten Herd als getrennte Schichten ab, und zwar das Carbid nach oben. Man kann daher für Eisen und Ferrosilicium ein gesondertes Abstichloch 12 an der Sohle des zweiten Herdes anbringen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜcHrt: i. Verfahren-zur Herstellung von hochprozentigern Carbid im ein- oder mehrphasigen Wechselstromofen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Carbidbildung in einem Arbeitsgang in mindestens zwei Phasen unter Anwendung eines Kohlenstoffüberschusses in der letzten oder in den letzten Phasen verlaufen läßt. :2. Ausführungsforrn des Verfahrens gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichriet, daß man die Carbidbildung innerhalb eines Ofens in zwei verschiedenen voneinander getrennten Schmelzherden verlaufen läßt, welche die Carbidmasse nacheinander durchläuft, derart, daß im ersten Schmelzherd ein 6o- bis 7001'oiges Carbid, im zweiten unter Zugabe eines möglichst großen Überschusses an Kohlenstoff ein etwa 85- bis 950..'oiges Carbid ,gebildet wird.