DE744644C - Verfahren zur thermischen Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur thermischen Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen Nach - bekannten Verfahren erzeugt man Calcium-Ahtminium-Legierungen dadurch, daß man Calciumoxyd mit einem überschuß von Aluminium auf hohe Temperaturen erhitzt, wobei-ein Teil des Aluminiums zur Reduktion des Calciumoxyds verbraucht wird, während der Rest sich mit dem entstehenden Calcium legiert. Man führte bisher dieses Verfahren am vorteilhaftesten in der Art aus, daß, man gebrannten Kalk in stückiger Form geschmolzenem, stark überhitztem Aluminium zusetzte. Diese Arheitsweise hat jedoch den Nachteil, daß sich neben der Calcium-Aluminium-Legierung ein schwer schmelzbarer Rückstand bildet, der noch erhebliche Metallmengen eingeschlossen enthält.
• G Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Ausführungsform des Verfahrens, bei der eine flüssige Schlacke gebildet wird, die sich gut von der Calcium-Aluminium-Legier ung trennt.
• Erfindungsgemäß führt man dem zweckmäßig aus Graphit bestehenden Reaktionsgefäß neben Aluminium in stückiger Farm noch Preßkörper, bestehend aus gemahlenem gebranntem Kalk und Aluminiumgrieß, zu. In dem zu verpressenden Gemisch sind Kalk und Aluminium in solchem Verhältnis vorhanden, daß die bei der Reduktion entstehende Calcium-Aluminat-Schlacke einen möglichst tiefen Schmelzpunkt besitzt. Zweckmäßig arbeitet man auf eine Schlacke hin, die aus gleichen Teilen Kalk und Tonerde besteht. Da 2 Mole Al 3 Mole Ca O zu reduzieren vermögen, entstehen aus 168 Gewichtsteilen Cä0 unter Zusatz von .5¢ Gewichtsteilen Al i2o Gewichtsteile Ca und i o2 Gewichtsteile A1203. Um eine Calcium AluminatSchlacke, die zu gleichen Teilen aus Ca 0 und A12 O3 besteht, zu erhalten, mLü3 man noch i o2 Gewichtsteile Ca0 zuschlagen. Der Gesamteinsatz mu ß demnach 27o Gewichtsteile Ca0 und 5q. Gewichtsteile Al enthalten.
• Die in das Reaktionsgefäß eingesetzten Stoffe erhitzt man bis auf über dem Schmelzpunkt des Aluminiums und der Aluminatschlacke liegende Temperaturen, zweckmäßig auf etwa i 5oo', und hält auf dieser Temperatur s,a lange, bis die Reaktion der Formkörperbestandteile beendet ist und eine Legierung des entstandenen Calciums mit dem die Formlinge umfließenden Aluminiumstattgefunden hat. Die gebildete Calcium Altiminat-Schlacke trennt sich vollständig von der entstandenen spezifisch leichteren Calcitim-Aluminium-Legierung und sinkt zu Boden, so daß Legierung und Schlacke getrennt voneinander abgegossen werden können.
• Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens können Alumi.nium-Calcitim-Legierungen mit Gehalten bis zu 5o0,'o Calcium hergestellt werden.
• Die Beheizung des Reaktionsgefäßes kann auf jede Art erfolgen; im besonderen eignet sich ein kippbarer Hochfrequenzofen bekannter Bauart. Beispiel Zur Herstellung von iooo Gewichtsteilen Calcium Alumiitium-Legierung mit einem Sollgehalt von 330'o Calcium wurden in den Graphittiegel eines Hochfrequenten 66/" Gewichtsteile Aluminium in Stücken und 94.o Gewichtsteile Reduktionspreßlinge eingesetzt. Das Gemisch der Preßlinge bestand auf Grund der vorstehenden Erörterungen aus 9o Gewichtsteilen Calciumoxyd (g5 o;öig ) und i 5o Gewichtsteilen Aluminiumgrieß. Das Einsatzgut wurde im Hochfrequenzofen auf 1500' erhitzt und zum Schmelzen gebracht. Nach beendeter Reaktion und Trennung von Legierung und Schlacke in zwei Schichten wurden letztere nacheinander in verschiedene Behälter abgegossen. Es wurden goo Gewichtsteile einer Calcium :Muminium-Legierung gewonnen, die 270/0 Calcium und 69% Aluminium neben geringen metallischen Verunreinigungen enthielt, entsprechend einer Ausbeute von 88%, bezogen "auf die eingesetzte Aluminiummenge.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, granulierte, durch Wasser leicht zersetzliche und bei der Zersetzung Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffe liefernde Aluminium-Barium-Legierungen herzustellen, indem man Altuniniumfeil.späne oder -granalien unter gleichzeitigem Zusatz eines Gemisches von Bariumsuperoxy d und Aluminium nach erfolgter Zündung auf alumnothermischem Wege umsetzt. Da bei diesem Verfahren eine Trennung von Legierung und fester Schlacke nicht stattfindet und auch nicht möglich ist, erhält man verunreinigte, nicht regulinisch anfallende Legierungen, die zu einer Weiterverarbeitung ungeeignet sind.
• Gemäß einem weiteren Vorschlag stellt man Barium-Aluminium-Legierungen her, indem in geschmolzenes Aluminium Bariumoxyd in Pulverform eingetragen wird. Zwecks Erreichung einer vollständigen Abtrennung des entstehenden Aluminiumoxyds und untersetzt gebliebenen Bariumoxyds von der Metallschmelze wird dem Einsatzgemisch noch ein Floßmittel, vorzugsweise aus BaCh oder Ba C:,, - : - Ba F. bestehend, zugesetzt, das die genannten Oxyde löst und das Entstehen einer flüssigen Schlacke bewirkt, die entweder von der Legierung abgegossen werden kann oder die durch einen genügend hohen Zusatz an Bariumoxyd eine so hohe Zähflüssigkeit erhält, daß sie beim Ausgießen der Metallschmelze im Reaktionstiegel zurückbleibt.
• Abgesehen davon, daß es ausdrücklich auf die Herstellung von Calcitim-:,luminiüm-Legierungen abgestellt ist, unterscheidet sich das vorliegende Verfahren von den beiden bekannten Verfahren, wo nach dem erstgenannten eine von Verunreinigungen freie regulinische Erdalkalimetall-Aluminium-Legierung auf aluminotliermischem Wege aus einem aus Barumsuperoxy d und Aluminium bestehenden Gemisch überhaupt nicht erhalten wird und nach dem letztgenannten eine einwandfreie Legierungsbildung nur dadurch erreicht werden kann, daß zu schmelzflüssigem Aluminium neben Bariumoxyd noch ein Floßmittel gegeben werden muß, dadurch in vorteilhafter Weise, daß die Calcium Aluminium-Legierung durch Zusammenschmelzen eines lediglich aus Calciumoxyd und Aluminium bestehenden Einsatzgemisches hergestellt wird, wobei jedoch -durch Anwendung eines genügenden Überschusses an Calciumoxyd für die Bildung einer Müssigen, von der entstandenen Legierung leicht abtrennbaren Calcium--lluminat-Schlacke Sorge getragen wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur thermischen Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen mit einem Calciumgehalt bis zu 5oo'o, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz von stückigem Aluminium und Reduktionsf orml,ingen, die durch Verpressen eines Gemisches von gemahlenem gebranntem Kalk und in Grießform vorliegendem Aluminium hergestellt sind und den Kalk in solchem überschuß über die dem Aluminium äquivalente :Menge enthalten, daß eine Calcium Aluminat-Schlacke gebildet wird, bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt des i@luminiunis und der Schlacke, zweckmäßig bei etwa i 5oo°, zur Reaktion gebracht wird, und daß die entstandenen Erzeugnisse, nämlich Legierung und Schlacke, getrennt in flüssiger Form abgegossen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsformlinge den Kalk in einem solchen fTberschuß über die dem Aluminium äquivalente Menge enthalten, daß eine Calciiun-Aluminat-Schlacke gebildet wird, die zu gleichen Teilen aus Kalk und Tonerde besteht. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschrift ...... Nr. 159 757; französische Patentschrift .... Nr. 335 954: Zeitschrift >;Metall und Erz« (i933), S.232 bis 233.