DE7014849U - DEVICE FOR REDUCING REFRACTORY METAL OXIDES - Google Patents

DEVICE FOR REDUCING REFRACTORY METAL OXIDES

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DE7014849U
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Description

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59 Siegan, Postf cot 325 Eiserner Straße 22759 Siegan, Postf cot 325 Eiserner Strasse 227

Telefon: (0271)32409Telephone: (0271) 32409

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70 048 Br.Bü/Schm/A70 048 Br.Bü / Schm / A

21. 4. 1970April 21, 1970

United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, L ο η öUnited Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, L ο η ö

ο η, S.-W..1, Englandο η, S.-W..1, England

Pur diese Anmeldung wird äie Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Hr. 20865/69 vom 23- April I96S "beansprucht.For this application priority is claimed from "British Patent Application Hr. 20865/69 dated April 23, 1966".

Vorrichtung zur Reduktion feuerfester MetalloxideDevice for reducing refractory metal oxides

Die Neuerung "betrifft die Reduktion feuerfester Metalloxide. Feuerfestes Metall ist ein in. der Technik benutzter Ausdruck für Wolfram und ähnliche Metalle, vie Titan. Ss dürfte allgemein bekannt sein, daß diese Metalle und deren Carbide von großer Bedeutung sind, zum Beispiel für Spezialstähle, Werkzeugspitzen und andere Gegenstände.The innovation "concerns the reduction of refractory metal oxides. Refractory metal is a term used in technology for tungsten and similar metals, such as titanium. Ss should be generally known that these metals and their carbides are of great importance, for example for special steels, Tool tips and other items.

701484918.11.71701484918.11.71

···· a·· t ft < ■ ···· a ·· t ft <■

In dem Spezialfall des Wolframs war es "bisher bei der Herstellung entweder von Wolframmetall oder Carbid üblich, Wolframoxid mit Wasserstoff zu reduzieren, um das Metall zu erhalten. Dieses Verfahren wurde bei Temperaturen bis herauf auf 10000C ausgeführt und zwar unter Verwendung eines großen Überschusses an Wasserstoff, der vor dem Wiedereinsatz sorgfältig getrocknet werden mußte. Um das Carbid herzustellen, war es üblich, das auf obige Weise hergestellte Metall mit der berechneten Menge Kohlenstoff auf Kugelmühlen zu vermählen, es zu pressen, in Wasserstoff bei etwa 15000C zu sintern und schließlich den erhaltenen gesinterten Pestkörper zu einem feinen Pulver zu zerkleinern. Es sei darauf hingewiesen, daß beide oben beschriebenen Herstellungswege schwierig und kostspielig sind.In the special case of tungsten, "in the manufacture of either tungsten metal or carbide, it was previously common practice to reduce tungsten oxide with hydrogen in order to obtain the metal. This process was carried out at temperatures up to 1000 ° C. using a large excess of hydrogen that had to be carefully dried before re-use. in order to produce the carbide, it was common to marry the metal produced in the above manner with the calculated amount of carbon in ball mills, to press it to sinter in hydrogen at about 1500 0 C. and finally crushing the obtained sintered plague body into a fine powder It should be noted that both of the above-described manufacturing routes are difficult and expensive.

Aufgabe der Neuerung ist die Schaffung einer neuen oder besseren Vorrichtung für die Reduktion von feuerfesten Metalloxiden. The task of the innovation is to create a new or better device for the reduction of refractory metal oxides.

Neuerungsgemäß wird zur Reduktion feuerfester Metalloxide ein Bett aus heißem feuerfestem Oxid mit einem Strom aus Koh- ^ lenstoffmonoxidgas in Berührung gebracht und die Konoxid/Dioxid-Abgasgemische durch ein reduzierendes Agens zu dem Bett im Kreislauf zurückgeführt wird.The innovation is to reduce refractory metal oxides a bed of hot refractory oxide brought into contact with a stream of carbon monoxide gas and the conoxide / dioxide exhaust gas mixtures is recycled to the bed by a reducing agent.

Im Falle von Wolfram können die stattfindenden Reaktionen wie folgt dargestellt werden:In the case of tungsten, the reactions can take place can be represented as follows:

....CD....CD

+ 5 CO WC + 4 CO2 ....(2)+ 5 CO WC + 4 CO 2 .... (2)

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In der Praxis hat sich herausgestellt^daß das Produkt entweder das Carbid oder das Metall ist, in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Partialdruck des Kohlendioxids. So folgt die Reaktion, wenn eine sehr niedrige Konzentration an Kohlendioxid aufrechterhalten wird, der Gleichung (2), und es wird das Carbid hergestellt. Andererseits wird, wenn man die Kohlenstoffdioxidkonzentration sich ansammeln läßt, das Metall selbst gebildet, und die zulässigen Grenzen der Kohlenstoffdioxidkonzentration sind abhängig von der Temperatur, wie im folgenden offenbar wird.In practice it has been found that the product is either the carbide or the metal, depending on the temperature and the partial pressure of the carbon dioxide. Thus, if a very low concentration of carbon dioxide is maintained, the reaction will follow equation (2) and the carbide will be produced. On the other hand, if the carbon dioxide concentration is allowed to accumulate, the metal itself is formed, and the allowable limits of the carbon dioxide concentration depend on the temperature, as will become apparent hereinafter.

Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung wird das reduzierende Agens daher so angeordnet, daß im wesentlichen alles Kohlendioxid in den Abgasgemischen zum Monoxid reduziert wird und das Bett bei einer Temperatur gehalten und die Kohlendioxiäkonzentration unter einem Gleichgewichtswert gehalten wird, so daß das Produkt das Carbid des Metalles ist.According to a particular aspect of the invention, therefore, the reducing agent is arranged so that essentially everything Carbon dioxide in the exhaust gas mixtures is reduced to monoxide and the bed is kept at a temperature and the carbon dioxide concentration is maintained below an equilibrium level so that the product is the carbide of the metal.

Es sei darauf hingewiesen, daß in den im Einklang Hit der Erfindung stehenden Heaktioaen kein Wasserstoff anwesend ist, so daß die Gefahren bei Verwendung dieses Haterials vermieden werden xmd darüber hinaus kein Wasser anfällt, welches unerwünschtes Kornwachstum verursacht. Die einfache Kreislaufführung des Abgases durch ein reduzierendes Agens, wie ein Bett aas heißem Kohlenstoff, verwandelt das Sohlendioxid zurück in das Kohlenmo:n.o:x±&. Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß, weil der Kohlenstoff für die Herstellung von Wolframcarbid in der Gasphase vorliegt, eine bessere Kontrolle der Stöchiometrie d.es Produktes möglich ist» Somit kann die Erfindung auch angewendet -werden für die Yergütung von Wolframcarbid mit Kohlenstofftniterschuß, welches auf andere Weise hergestellt wurde»It should be noted that in the consistent hit the Invention standing Heaktioaen no hydrogen is present, so that the dangers of using this material are avoided and, moreover, no water is produced, which is undesirable Causes grain growth. The simple circulation The exhaust gas through a reducing agent, such as a bed of hot carbon, converts the sole dioxide back in the coal mo: n.o: x ± &. It should also be noted that because the carbon for the manufacture of tungsten carbide is in the gas phase, better control of the Stoichiometry of the product is possible »Thus the invention are also used for tempering tungsten carbide Carbon nitric shot produced in another way became"

7014843i8.ii.7i7014843i8.ii.7i

ff * Λ * Λ i 4 i 4

• IJJ• IYY

_ Zj. __ Zj. _

Yon einer anderen Seite gesellen, schließt die Erfindung
auch ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Metallcarbiden ein, nach v/elchem ein feuerfestes Metalloxid bei erhöhter Temperatur in Berührung gebracht wird mit Kohlenstoffmonoxid und der Partialdurek des produzierten Kohlendioxids -unterhalb
eines von der erwähnten Temperatur abhängiges Gleichgewichts= wertes gehalten wird, bei welchem die Carbidbildung zum Unterschied von dem Metall begünstigt wird.
Joined on another side, the invention closes
also a process for the production of refractory metal carbides, according to which a refractory metal oxide is brought into contact with carbon monoxide at an elevated temperature and the partial duration of the carbon dioxide produced - below
an equilibrium value dependent on the mentioned temperature is maintained, at which the carbide formation is favored in contrast to the metal.

Der erwähnte Partialdruck kann unterhalb des erwähnten
O Wertes gehalten werden und zwar durch Regelung der Nachspeisemenge des Kohlenstoffmonoxids.
The mentioned partial pressure can be below the mentioned
O value can be maintained by regulating the make-up amount of carbon monoxide.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine "Torrichtung zur Reduktion von feuerfesten Metalloxiden vorgesehen, welche einen Drehofen für die A33 f nähme eines feuerfesten Metalloxids, Heizaggregate für das Erhitzen des feuerfesten
Metalloxids, Mittel für das Durchleiten von Kohlenoxidgas durch den Ofen zwecks In-Berührung-bringens mit dem feuerfesten Metalloxid, ein Reduktionsmittel für die Reduktion des den Ofen verlassenden Gases zru Kohlenmonoxid und Mittel für die Kreisführung des Kohlenmonoxids aus dem reduzierenden Agens au dem Ofen einschließt.
According to a further aspect of the invention, a "T orrichtung for the reduction of refractory metal oxides provided which f a rotary kiln for the A 33 nähm e of a refractory metal oxide, the refractory heaters for heating
Metal oxide, means for passing carbon oxide gas through the furnace to contact the refractory metal oxide, a reducing agent for reducing the gas exiting the furnace to carbon monoxide, and means for circulating the carbon monoxide from the reducing agent around the furnace.

Die Apparatur kann auch Transportmittel für die kontinuierliche Einspeisung des feuerfesten Metalloxids in den Ofen
und Mittel für die kontinuierliche Austragung des durch die
Reaktion mit dem Kohlenmonoxidgas hergestellten Produktes
aufweisen.
The apparatus can also be a means of transport for continuously feeding the refractory metal oxide into the furnace
and means for the continuous discharge of the by the
Reaction with the product produced by carbon monoxide gas
exhibit.

TJm die vorliegende Erfindung verständlicher zu machen,
sollen bestimmte Ausführungsformen davon anhand eines Beispiels
To make the present invention more understandable,
intended specific embodiments thereof by way of example

701484918, ti. 7i701484918, ti. 7i

" l> 1)1] tk B I f/"l> 1) 1] tk B I f /

— 5 —- 5 -

und unter Bezugnahme- auf die beigegebenen Zeichnungen beschrieben werden, und zx^ar zeigtand with reference to the accompanying drawings be, and zx ^ ar shows

Pig. Λ eine typische Temperatur-Gleichgewichtskurve, Pig«, 2 Kurven, welche sich auf das Volumen%(COp)-Gleich-Pig. Λ a typical temperature equilibrium curve, Pig «, 2 curves, which refer to the volume% (COp) -equal-

gewicht gegen die Temperatur beziehen, Pig. 3 schematisch eine Vorrichtung für die Ausführungrelate weight versus temperature, Pig. 3 schematically an apparatus for the execution

der Erfindung, während
Pig. 4 ebenfalls schematisch eine weitere Apparatur für
of the invention while
Pig. 4 also schematically shows another apparatus for

die Ausführung der Erfindung wiedergibt.reproduces the embodiment of the invention.

"" Bezugnehmend auf Pigur 1, wurde Wolframoxid bei einem VTärmegleichgewicht von 8500C und 10000C in einer fließenden Atmosphäre von Kohlenmonoxid erhitzt. Es ist aus den Kurven zu ersehen, daß die Eeaktion bei der höheren Temperatur zuerst zum Metall geht und dann, vjie das produzierte Koiilendioxidprodukt weggeführt wird, zu dem Carbid geht. Bei der niedrigeren Temperatur geht die Eeaktion näher direkt zu dem Carbid. Es ist gefunden worden, daß bei Verwendung von Gas unter Atmosphärendruck eine Kohlendioxidkonzentration in der Prößenosösusg von 5-37 ¥ο1τ£ bsi HOO0G das lüetall ergibt. Bei 15QQ0C tonnen "bis zu 33 Vol% Kohlendioxid verwendet werden. Hieraus folgt, daB, um Carbid bei "IOO0C sü"" Referring to Pigur 1, tungsten oxide was heated at a VTärmegleichgewicht of 850 0 C to 1000 0 C in a flowing atmosphere of carbon monoxide. It can be seen from the curves that the reaction at the higher temperature goes to the metal first and then to the carbide as the coil dioxide product produced is carried away. At the lower temperature, the reaction goes closer to directly to the carbide. It has been found that when gas is used under atmospheric pressure, a carbon dioxide concentration in the Prosseosösus of 5-37 ¥ ο1τ £ bsi HOO 0 G results in the lüetall. At 15QQ 0 C tons "up to 33 vol% carbon dioxide can be used. From this it follows that in order to add carbide at" 100 0 C sü

Kohlendioxidkonzentration weniger als 5 °/° betragen muß, aber, •am das Carbid bei i500°C zu produzieren, es erforderlich, ist, daß die COp-Konzentration auf einem unausführbar niedrigen gehalten "serden muß.Carbon dioxide concentration must be less than 5 ° / ° , but in order to produce the carbide at 1500 ° C it is necessary that the COp concentration must be kept at an impracticable low.

Ss dürfte offenbar sein, daß es leicht ist, einen relativ niedrigen Anteil an Kohlendioxid sicher zu halten^ dadurch, daß man sich eines angepaßten Durchflusses von Kohlenoxidgas versichert» Andererseits, Tsremi es gewünscht wird, einen hohen Anteil an Kohlendioxid si haben, ist es das "beste, sich einer niedrigen iBarclrQxiBrate an Kohlenoxid zu versichern.It should be obvious that it is easy to find a relative to keep low levels of carbon dioxide safely ^ by that one assures oneself of an adapted flow rate of carbon oxide gas »On the other hand, Tsremi it is desired, a high one Share of carbon dioxide si, it is the "best to become one." insure low carbon dioxide rates.

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Zwei Yergleichsversuehe -wurden "bei 110O0C ausgeführt an' einem festen Bett; von 400 g Wolframoxid- Dieses Oxid wurde durch Kohlenoxid im ersten Versuch reduziert, wobei dem Kohlendioxidgeäalt der Gasphase gestattet wurde, sich aufzubauen, und im zweiten Versuch durch Abführen des Kohlendioxids, so wie es gebildet wurde.Two Yergleichsversuehe -were "carried out at 110o C to 0 'a fixed bed; 400 g tungstic oxide was reduced by carbon monoxide in the first attempt, wherein the Kohlendioxidgeäalt the gas phase has been allowed to build up, and in the second experiment by removal of the carbon dioxide as it was formed.

Das Produkt wurde analysiert, und beim ersten Versuch ergab die Gewichtsanalyse 99S95 % Wolfram, 0,03 % Kohlenstoff, /-. 0,02 % Sauerstoff. Beim zweiten Versuch ergab die Gewichtsanalyse 95,8 % Wolfram, 6,15 % Kohlenstoff, 0,05 % Sauerstoff, "und es sei betont, daS diese Analyse dem Wolframcarbid entspricht.,The product was analyzed, and the first try weight analysis gave 99 S 95% tungsten, 0.03% carbon, / -. 0.02 % oxygen. In the second attempt the weight analysis showed 95.8 % tungsten, 6.15 % carbon, 0.05 % oxygen, "and it should be emphasized that this analysis corresponds to the tungsten carbide.,

Bei Verwendung des oben beschriebenen festen Bettes war die Reaktion langsam, und deshalb wurde eine Reihe von Versuchen unter Verwendung von fest angeordneten Schaufelblechen ausgeführt. Diese Versuche zeigten, daß die wirkungsvollere Gas/ ITeststoff-Berührung, welche bei Verwendung dieses Apparatetyps erreicht wurde, die Reaktionszeit von derjenigen aus herabsetzte, welche sich in dem festen Bett als notwendig herausstellte. Darüber hinaus wurde ein viel gleichförmigeres Produkt erhalten.Using the fixed bed described above, the reaction was slow and a series of attempts were therefore made executed using fixed blade plates. These experiments showed that the more effective gas / ITContact with solids, which occurs when using this type of apparatus was achieved reduced the reaction time from that which was found to be necessary in the fixed bed. In addition, a much more uniform product was obtained.

\ Die errechneten Gleichgewichts-Prozent-Konzentrationen an CXXj werden, gegen die Temperatur aufgetragen, in Figur 2 gezeigt, und zwar für jede der Reaktionen, welche durch die Gleichungen (1) und (2) oben repräsentiert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Reaktionen verwickelt sind und nicht notwendigerweise als Einzelreaktionen ablaufen, und daß die Kurven daher nur für die Gleichgewichtsbedingungen für die Über-Alles-Reaktionen bezeichnend sind. Jedoch wird unter diesem Vorbehalt betont, daß innerhalb des Bereiches unter jeder Kurve die Reaktionen das Bestreben haben, vor. links 'nach rechts so zu verlaufen, wie durch die Gleichungen repräsentiert wird und die Bedingungen, welche sozusagen an einem Punkt χ dargestellt \ The calculated equilibrium concentrations of CXXj percent, are plotted against temperature, as shown in Figure 2, and that for each of the reactions that are represented by the equations (1) and (2) above. It should be noted that the reactions are intricate and do not necessarily proceed as individual reactions and that the curves are therefore indicative only of the equilibrium conditions for the supreme reactions. However, with this caveat, it is emphasized that within the area under each curve the reactions tend to prevail. left 'to the right as represented by the equations and the conditions, which, so to speak, are represented at a point χ

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werden, die "treibende Kraft" xz für die Eeaktion (2) größer ist als die "treibende Kraft" xy für die Eeaktion (1), und wenn genügend Zeit für die Vervollständigung der Eeaktion zur Verfügung stent, wird das feste Beaktionsprodukt gänzlich Wolframcarbid sein.become, the "driving force" xz for the Eeaktion (2) larger is as the "driving force" xy for Eeaction (1), and if there is enough time for the reaction to complete, the solid reaction product becomes entirely tungsten carbide be.

Die graphischen Darstellungen der Wänne-Gleicngewiditskurven demonstrieren, daß, obgleich im Prinzip sowohl Wolframcarbid als auch Wolframmetall aus WCU bei CO^-Xonzentrationen von beispielsweise 10 Vo1% bei Temperaturen bis zu i500C gebildet werden können, es sich gezeigt hat, daß zur Bildung von Wolframcarbid die Temperaturgrenzen, sich in der !Praxis von einer unteren Grenze von etwa 8000C, unterhalb welcher die Eeaktion für praktische Vorhaben zu langsam wird, bis herauf in den Bereich von 900 bis 10500C erstreckt.The graphic representations of the Wänne equilibrium curves demonstrate that, although in principle both tungsten carbide and tungsten metal can be formed from WCU at CO ^ -X concentrations of, for example, 10% by volume at temperatures up to 1500 ° C., it has been shown that the formation of tungsten carbide the temperature limits, is extending into the region of 900-1050 0 C to up in the! practice from a lower limit of about 800 0 C, below which the Eeaktion for practical projects too slow.

Sobald sich der Temperaturwert aus dem Bereich von 900 bis 10500C erhöht, tritt eine Vermehrungstendenz für· das Metall, das als Endprodukt bevorzugt vor der Carbidbildung gebildet wird, ein« Mit anderen Worten: innerhalb des Bereichs, der sich unterhalb der Kurven für die Gleichungen (1) und (2) hinzieht, läuft zwischen den Temperaturen von etwa 10000C s-1 und 15000C die Eeaktion nach der Gleichung (1) tendenzmäßig von links nach rechts und produziert Wolframmetall und CO2, während die Eeaktion nach Gleichung (2) dazu neigen wird, von rechts nach links zu laufen, d.h„ WO* und CO zu produzieren. Die treibende Kraft, WoIframmetall und CO2 zu produzieren, ist größer als die zur Produktion des WO^ und CO erforderliche. Innerhalb des Bereiches unter der Kurve nach Gleichung (2) bei Temperaturen zwischen 10000C und 15000C neigt die Eeaktion nach der Gleichung (1) dazu, von links nach rechts zu gehen, um Wolframmetall zu produzieren, während die Eeaktion nach Gleichung (2) dazu neigt, von links nach rechts zu gehen, um hier wiederum Wolframcarbid zu produzieren, wobei dieAs soon as the temperature value increases from the range from 900 to 1050 0 C, a tendency for the metal, which is formed as an end product preferably before the carbide formation, occurs. In other words: within the range that is below the curves for the If equations (1) and (2) are added, the reaction according to equation (1) tends to run from left to right between temperatures of about 1000 0 C s- 1 and 1500 0 C and produces tungsten metal and CO2, while the reaction according to equation (2) will tend to run from right to left, ie to produce "WO * and CO." The driving force to produce the woIfram metal and CO2 is greater than that required to produce the WO ^ and CO. Within the area under the curve according to equation (2) at temperatures between 1000 0 C and 1500 0 C, the reaction according to equation (1) tends to go from left to right in order to produce tungsten metal, while the reaction according to equation ( 2) tends to go from left to right to produce tungsten carbide here again, the

treibende Kraft von Wolframmetall größer ist als diejenige, weiche für die Herstellung von Wolframcarbid erforderlich, ist, woher eine größere ffeigung dafür vorhanden ist, daß das Endprodukt Wolframmetall ist.the driving force of tungsten metal is greater than that required for the production of tungsten carbide, where there is a greater fairness for the end product Tungsten metal is.

Das gasförmige Reaktionsprodukt ist Kohlendioxid, und ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung "besteht darin, das Abgas durch ein reduzierendes Agens zu leiten und es als ein im v/es entliehen reines Monoxid in die Reaktionszone zurückkehren zu lassen«The gaseous reaction product is carbon dioxide and a characterizing feature of the invention "is that Passing exhaust gas through a reducing agent and returning it to the reaction zone as a pure monoxide borrowed in the v / es allow"

Ein Beispiel für eine Vorrichtungsform, in welcher die gasförmigen Reaktionsteilnehmer kontinuierlich im Kreislauf geführt werden, wird in Fig. 3 gezeigt, in welcher ein rotierender Trommelreaktor 1 , der mit einer "bestimmten Menge feuerfesten Metalloxides 2 beschickt werden kann und durch eine Wärmequelle 3 "beheizt ist, mit einem Kreislauf, "bestehend aus einem Gebläse 4 und einer Reduktionskammer 5, verbunden ist. Der Kreislauf ist geschlossen und kann bei Atmosphärendruck oder geringem Überdruck betrieben werden. Die Temperatur des Reaktors und die Menge des Gasdurchflusses (bestimmt durch die Gebläseumlaufzahl) ist abhängig von dem { ) einzelnen Oxid, das behandelt werden soll.An example of a device form in which the gaseous reactants are continuously circulated is shown in FIG. 3, in which a rotating drum reactor 1, which can be charged with a "certain amount of refractory metal oxide 2 and is heated by a heat source 3" is connected to a circuit consisting of a fan 4 and a reduction chamber 5. The circuit is closed and can be operated at atmospheric pressure or slightly overpressure. The temperature of the reactor and the amount of gas flow (determined by the number of fan revolutions) is depending on the {) single oxide to be treated.

Die Reduktionskammer 5 kann Kohlenstoff, gehalten auf 1-100° - 1500°C, enthalten, welcher die 4 CO2 der Gleichung (2) wie folgt reduzieren wird:The reduction chamber 5 may contain carbon, kept at 1-100 ° - 1500 ° C, which will reduce the 4 CO 2 of equation (2) as follows:

4 CO2 + 4 C $> 8 CO4 CO 2 + 4 C $> 8 CO

Somit wird ein Überschuß an Kohlenoxid entsprechend den 3 CO kontinuierlich gebildet und muß bei Punkt 6 abgezapft werden. Auch für die Inbetriebnahme ist eine Zufuhr von Kohlen-Thus, an excess of carbon oxide corresponding to the 3 CO formed continuously and must be drawn off at point 6 will. A supply of coal is also required for commissioning

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monoxid erforderlich., und diese wird zu Beginn in den Kreislauf durch das Ventil 7 eingeführt»monoxide required, and this is getting started in the circulation introduced through valve 7 »

Eine Versuchsanlage für die kontinuierliche Herstellung von Carbid oder riet all aus dem Oxid soll nun unter Bezugnahme au? Fig. 4 "beschrieben werden. Gepulvertes Oxid wird auf einen Einfülltrichter 8 aufgegeben, von dem aus es durch einen Schraubenförderer 9 zu dem Feststoffeinlaß eines Drehofens 10 transportiert wird. Der Ofen ist leicht geneigt, um eine langsame Vorwärtsbewegung entlang seiner Länge zu. dem ~J Auslaß hervorzurufen, wo das Pulver über ein Wehr 11 in einen trichter 12 entleert -wird, der durch ein Ventil 13 in einen butterfaßartigen Behälter 14 entleert werden kann. Tn Abhängigkeit von der physikalischen liatur des Bulvers kann es notwendig sein, den Ofen in Vibration zu versetzen oder periodisch mit Hammerschlägen zu erschüttern, um sich eines gleichmäßigen Pulverflusses zu versichern, wie dies wohl verständlich ist.A pilot plant for the continuous production of carbide or advised all of the oxide should now be referenced? 4 ". Powdered oxide is loaded onto a hopper 8, from which it is transported by a screw conveyor 9 to the solids inlet of a rotary kiln 10. The kiln is slightly inclined to allow slow forward movement along its length towards the ~ J to create an outlet where the powder is emptied via a weir 11 into a funnel 12, which can be emptied through a valve 13 into a buttercup-like container 14. Depending on the physical liature of the bulb, it may be necessary to vibrate the oven to move or to shake periodically with hammer blows to ensure an even flow of powder, as this is understandable.

Der Ofen 10, --.elcher von außen durch eine Reihe von elektrischen Heizvorrichtungen 15 beheizt wird, besteht aus einem Metallrohr in gasdichter Verbindung durch rotie-•i ■) rende Dichtungen 16 an federn Ende mit Gaseinlaß- und Auslaßkopi'stücken 1? bzw. 18. Das AuslaBkopfstück 18 ist durch ein Filter 19 mit dem Einlaß einer Gasumwälzpumpe 20 verbunden, welche auf das obere Ende eines Ebksbettes 21 ausströmen läßt, welches in oinem Gefäß 22 enthalten ist, das von einer elektrischen Heizvorrichtung 25 umgeben ist. In einem Trichter 24 enthaltener Keks wird nach Bedarf diirch ein Ventil 25 in das Gefäß 22 nachgespeist. Gas vom Boden des Koksbettes 21 wird über ein ummanteltes Rohr 26 durch das Gaseinleitungskopfstück 17 in den Ofen 10 eingespeist. Kohlenstoffmonoxid für den Anlauf wird von einer Flasche 27 durch ein Ventil 28 zugegeben und der "Überschuß an Kohlenmonoxid durch ein Ventil 29 abgeführt.The furnace 10, -. Hich is heated externally by a number of electric heaters 15, made of a metal pipe in a gas tight connection through rotie- • ■ i) Rende seals 16 at the end with gas inlet and feathers Auslaßkopi'stücken 1? or 18. The outlet head piece 18 is connected by a filter 19 to the inlet of a gas circulation pump 20 which allows it to flow out onto the upper end of an Ebksbettes 21 which is contained in a vessel 22 which is surrounded by an electric heater 25. Biscuit contained in a funnel 24 is fed into the vessel 22 via a valve 25 as required. Gas from the bottom of the coke bed 21 is fed into the furnace 10 via a jacketed pipe 26 through the gas inlet head piece 17. Carbon monoxide for start-up is added from a bottle 27 through a valve 28 and the excess carbon monoxide is discharged through a valve 29.

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Es wird vorgezogen, das Filter 19 nicht zurückbleiben zu lassen und der Gasumwälzpumpe 20 zuzuleiten, so daß eine wesentliche Herab sets-ung._Ae.r__£a_s_temperatur vor dem Erreichen der Umwälzpumpe vorliegt, wodurch die NotwendigkeTt~einer Spezial-Hochtemperatur-Umwälzpumpe vermieden wird.It is preferred not to leave the filter 19 behind and to supply the gas circulating pump 20 so that a significant lowering-ung._Ae.r__ £ a_s_ temperature before reaching the circulating pump, which avoids the need for a special high-temperature circulating pump.

Im Betrieb wird zur Herstellung von Wolframcarbid der Ofen 10 in erwünschter Weise bei einer Temperatur von etwa 850 C gefahren und die Gasumwälzpumpe so eingeregelt, daß sie eine solche Durchflußmenge ergibt, daß das durch das Filter und die Umwälzpumpe 20 dem Koksbett 21 zuströmende Austrittsgas nicht mehr als 20 Yolfo CC2 aufweist. Bei einem besonderen Beispiel erfordert ein Ofen mit 30 cm innerem Durchmesser und 6 erhitzter Länge, eingerichtet für die Lieferung von 10 kg Wolframcarbid je Stunde, eine Gasdurchflußmenge von annähernd 0,4 Kubikmeter pro Minute, um die Kohlendioxidkonzentration unter 20 Yol</o zu halten.In operation, for the production of tungsten carbide, the furnace 10 is operated in the desired manner at a temperature of about 850 C and the gas circulation pump is regulated so that it results in such a flow rate that the exit gas flowing through the filter and the circulation pump 20 to the coke bed 21 is no longer than 20 Yolfo CC 2 . In a particular example, a 30 cm ID by 6 heated length furnace, set up to supply 10 kg of tungsten carbide per hour, requires a gas flow rate of approximately 0.4 cubic meters per minute to keep the carbon dioxide concentration below 20 yol </ o .

Das Koksbett 21 bestellt aus kalziniertem Petrolkoks mit auf ein Mindestmaß zurückgeführten Verunreinigungen an Kohlenwasserstoffen und Schwefelverbindungen und wird durch seine Heizaggregate 23 auf einer Temperatur zwischen 1100-15000C gehalten, wie dies aus der Gleichgewichtskurve aus Fig. 2 für die ReaktionThe coke bed 21 of purchases of calcined petroleum coke with recirculated to a minimum contamination of hydrocarbons and sulfur compounds and is held by its heating units 23 at a temperature between 1100-1500 0 C as from the equilibrium curve of Fig. 2 for the reaction

C + CO2 - v 2 CO ersichtlich ist.C + CO 2 - v 2 CO can be seen.

Ss besteht eine untere Grenze für die Kohlendioxidkonzentration, die am Auslaß des Koksbettes 21 erreicht werden kann, aber eine Vol^-Konsentration von 1^ ist annehmbar. Wie bereits oben erörtert, wird der iToerschuß an Kohlenmonoxid durch das Yentil 29 abgeführt, und die abgeführte Menge kann als Zusatz dienen, us den Systesdruck eben über dem atmosphärischen Druck 2U halten. Ein Teil des Kohlensionoxias aus äem Ausseheidungs-There is a lower limit to the carbon dioxide concentration that can be achieved at the outlet of the coke bed 21, but a vol concentration of 1 ^ is acceptable. As discussed above, the excess carbon monoxide is removed through valve 29 and the amount removed can serve as an additive to keep the system pressure just above atmospheric pressure. Part of the carbon dioxide from the excretory

701484918.11.71701484918.11.71

ι t erι t he

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4 · ■ rc4 · ■ rc

- 11 -- 11 -

ventil 29 kann in herkömmlicher Weise dazu benutzt werden, die rotierenden Dichtungen 16 unter Druck zu setzen, und ein etwa noch vex'bleibender Rest wird auf Flaschen gezogen.valve 29 can be used in a conventional manner to pressurize the rotating seals 16, and a Any remaining residue is drawn into bottles.

Obgleich die vorliegende Neuerung,unter Bezugnahme auf die Reduktion von Wolframoxid beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß ähnliche Reaktionen mit ähnlichen Metallen ausgeführt werden können, wie Tantal, Molybdän, Titan und dergl. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die reinen Metalle herzustellen, und die Reaktion kann beispielsweise ausgeführt v/erden für die Produktion von legierungen, wie Eis en-Wo1fram,Although the present innovation, by reference on the reduction of tungsten oxide, it should be noted that similar reactions with similar metals Can be made such as tantalum, molybdenum, titanium and the like. In addition, it is not necessary to use the pure metals produce, and the reaction can be carried out, for example, for the production of alloys, such as Eis en-Wo1fram,

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegeiiösn Sesutzasspriics 1 umrissenen Aus führ ung si orm und "bezieht sich vor allein auch auf sämtliche ITeuerungsmerkiuale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The innovation also affects changes to the enclosed Sesutzasspriics 1 outlined execution si orm and "refers primarily to all IT innovation features, the individually - or in combination - in the whole Description and drawing are disclosed.

3 ^-^.-V^.^** Vt W^* K3 ^ - ^ .- V ^. ^ ** Vt W ^ * K

j OXXO JJ-L UL j OXXO JJ-L UL

Claims (2)

- 12 TC 048 EE/Scism 21. April 1970 Sehutsansprüche- 12 TC 048 EE / Scism April 21, 1970 Vision claims 1. Vorrichtung zur Reduktion feuerfester Metalloxide, gekennzeichnet durch einen Drehofen (1, 10} für die Aufnahme eines feuerfesten Metalloxids, durch Heiavorrichtungen (3,15) zum Srhltzen des feuerfesten Metalloxids, durch Mittel zum Durcßieiten von Korilermionoxidgas durch den Ofen (1. 10) hin- ■ävsrch, us das feuerfeste iietalloxid zu "beaufschlagen, durch ein reduzierendes Agens für die Reduktion des den Ofen (1, 10) verlassenden Gases zu Kohlenmonoxid sowie durch Mittel für die jJujokiührtmg des Kohlennonoxids vom reduzierenden Agens zum Ofen (1, 10).1. Apparatus for reducing refractory metal oxides, characterized by a rotary furnace (1, 10} for receiving a refractory metal oxide, by heating devices (3,15) for heating the refractory metal oxide, by means for passing corilermion oxide gas through the furnace (1. 10 ) in addition to "applying the refractory metal oxide" by a reducing agent for the reduction of the gas leaving the furnace (1, 10) to carbon monoxide as well as by means for the jjujokiührmgmg the carbon monoxide from the reducing agent to the furnace (1, 10 ). 2. "Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung (8,9) für die kontinuierliche Einspeisung eines feuerfesten Metalloxids in den Ofen (10) sowie Mittel (11—14) für den. Austrag des durch die Reaktion mit dem Kohlenraosoxidgas hergestellten Produktes vorgesehen sind.2. "Device according to claim 1, characterized in that that a transport device (8,9) for the continuous Feeding a refractory metal oxide into the furnace (10) and means (11-14) for the. Discharge of the reaction with the product made with the carbon dioxide gas are.
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