NO127166B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til å fjerne svovel og surstoff fra metaller.

For oppnåelse av en størst mulig avsvovling av f. eks. jern, og mest mulig fullstendig fjernelse av surstoff fra en rekke metaller er det allerede blitt foreslått mange avsvovlings- og desoksydasjonsmid-ler som er blitt prøvet og anvendt teknisk i flere forskjellige anvendelsesmetoder. De siste sulfid- og oksydandeler er praktisk talt alle oppløselige i vedkommende metall, og ved fremadskridende fortynning blir de stadig vanskeligere å redusere. Da det i løpet av den tekniske utvikling stadig stil-les større renhetskrav til metaller hva an-går svovel- og surstoffinnholdet, er den hittil oppnådd virkning med de kjente mid-ler utilfredsstillende for mange formål.

Opfinnelsen omfatter en fremgangsmåte til å fjerne svovel og surstoff fra metaller, bestående deri at metallet som skal renses behandles i flytende tilstand med kalsium-monofluorid.

Ved hjelp av oppfinnelsen blir det mulig å nedsette svovel- og surstoffinnholdet i metaller mer en det kan oppnåes ved de hittil vanlige fremgangsmåter, fordi kalsium-monofluorid er et reduksjonsmiddel som har overordentlig stor affinitet til svovel og surstoff, og det er så lett å hånd-tere at man ved dets bruk ikke er begrenset til noen spesielle anvendelsesmetode.

Kalsium-monofluorid kan f. eks. fåes ved å omsette fluss-spat med kalsium ved temperatur fra 800° C og høyere, se «Zeit-schrift fiir anorganische Chemie» 47, (1905), 353/70, 354, 363/5, samme tidsskrift 61

(1909), 54/90, 81/90 og samme tidsskrift 78

(1912), 239/44.

Det kan også fåes ved elektrolyse av

fluss-spat i diafragmaceller, hvorved det danner seg kalsium-monofluorid under av-spaltning av fluor; eller bedre av blandin-ger av fluss-spat med andre forbindelser som CaO eller CaCL, fordi utskillelsen av CO (ved anvendelse av kullanoder) resp.

CL- forløper bedre.

Også andre fremstillingsmetoder, hvor det ved tilstedeværelse av CaF- intermedi-ært dannes Ca eller kunne dannes Ca, er tenkelig, resp. kan man tenke seg en omsetning av fluss-spat-CaO-blanding med sterkt reduksjonsmiddel som Al eller CaCl-eller silisium.

Kalsium-monofluorid er et homogent, ikke metallisk, ved romtemperatur fast stoff, som smelter over 1300° C og først over 1750° C utvikler noe betydelig damptrykk. Denne forbindelse er så luftbestandig at den kan anvendes i fast og i flytende tilstand uten spesielle beskyttelsesforholds-rgeler, f. eks. kan den legges i rødglødende panner under de forhold hvor man tapper stål, uten at den oksyderes sterk eller for-brennes. Den reagerer med sulfider etter ligningene:

Hvis den anvendte mengde CaF ikke er tilstrekkelig til fullstendig omsetning av både sulfid og oksyd samtidig, blir svove-let fjernet foretrukket i forhold til surstof-fet, men hvis det benyttes overskudd av CaF fjernes såvel også svovel og surstoff.

Med den sistnevnte utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen lykkes det å senke metallets svovelinnhold til under den grense ved hvilken det for tiden kan påvises analytisk. Det samme gjelder for surstoffinnholdet i alle slike metaller og legeringer som analogt med stålartene, kobber- og aluminiumlegerin-gene, kan håndteres i smeltet tilstand i luft; i de metaller som analogt med titan bare må opphetes til smeltetemperatur i vakuum eller under edelgass blir det tilbake en riktignok analytisk påvisbar, men dog meget liten rest av surstoff.

I henhold til oppfinnelsen kan det også anvendes produkter som avviker fra CaF's støkiometri; slike produkter kan man få ved avkjøling av smelter som inneholder et overskudd av enten Ca eller CaFo.

Hvis kalsium-monofluoridet er blitt fremstillet av urene utgangsmaterialer be-står det f. eks. for bare 80 prosents vedkommende av CaF. Det har dog vist seg at de hovedsakelig av surstoff, kullstoff, vann-stoff, silisium, aluminium og jern bestående forurensninger ikke prinsipielt nedsetter dette subhalogenids virksomhet. På den anen side kan forurensninger ha positive virkninger; eksempelvis er den på grunn av forurensninger fremkalte senkning av smeltepunktet fordelaktig ved avsvovling av rujern, særlig når dette er temmelig koldt (ca. 1200° C eller lavere). Dessuten minskes CaF's kjente tilbøyelighet til dis-proporsjonering, der som egenskap hos metallet Ca medfører en økning av avbrannen og den øvrige forvitring, ved visse forurensninger, spesielt CaC?.

Ved de temperaturer ved hvilke stål smelter bearbeides oppnås dessuten den spesielle fordel at såvel reduksjonsmidlet som også de av fluorider, oksyder og sulfider bestående reaksjonsprodukter er tynt-flytende, er uoppløselig i metallet og har lav spesifikk vekt, slik at de hurtig og fullstendig går i slaggen.

De monofluoridholdige stoffer kan und-der de enkelte arbeidsbetingelser omsettes med metaller ved tilsetning i en tappe-panne eller lignende. Ennvidere kan det selvfølgelig også anvendes andre metoder, som blanding i en roterende trommel, eller innblåsning ved hjelp av en gass-strøm, eller bare ved omrøring av stoffer ved hjelp av en gass-strøm (f. eks. H-, N-, CO, Ar), hvilket riktignok er mer komplisert, men til gj engj eld kj emikaliebesparende.

Eksempel 1 :

5 kg rujern ble smeltet i en induk-sjonsovn og overhetet til 1500° C. Ved hjelp av en øse ble det tatt ut en prøve for svovel- bestemmelse. Deretter ble det tilsatt 100 g sintret kalsium-monofluorid, og i løpet av 5 minutter ble det fem ganger rørt om med en grafittstav. Etter det femte minutt ble det atter tatt ut en prøve for bestemmelse av sluttsvovelinnholdet. Analysen viste: Opprinnelig svovelinnhold .... 0.094 % S Slutt-svovelinnhold etter be- handling 0.0165% S svarende til 82,4 % mindre svovelinnhold.

Eksempel 2:

5 kg rujern overhetet til 1600° C, ble under ellers like arbeidsforhold behandlet med 100 g smeltet kalsium-monofluorid. Analysene viste: Opprinnelig svovelinnhold .... 0.086 % S Slutt-svovelinnhold etter be- handling 0.0125% S svarende til en minsking av svovelinnhol-det på 85,4 %.

Eksempel 3:

5 kg rujern overhetet til 1700° C ble under ellers like arbeidsbetingelser behandlet med 100 g sintret kalsium-monofluorid Analysene viste: Opprinnelig svovelinnhold .... 0.0955 % S Slutt-svovelinnhold etter be handlingen ................ 0.007 % S svarende til 92,7 % minskning av svovel-innholdet.

Eksempel 4:

5 kg til 1 750° C overhetet rujern ble under ellers like arbeidsbetingelser behandlet med 150 g smeltet kalsium-monofluorid. Analysene viste: Opprinnelig svovelinnhold .... 0.083 % S Slutt-svovelinnhold etter behandlingen kunne ikke lenger fastslåes.

Eksempel 5:

Til 25 tonn rujern ble det under inn-strømningen i tappepannen tilsatt 300 kg smeltet kalsium-monofluorid. Analysene viste: Opprinnelig svovelinnhold ..... 0.070 % S Slutt-svovelinnhold etter be handlingen 0.022% S svarende til 68,5 % minskning av svovelinn-holdet.

Eksempel 6: Til 30 tonn rujern ble det under inn-strømningen i tappepannen tilsatt 300 kg smeltet kalsium-monofluorid. Analysen viste: Opprinnelig svovelinnhold .... 0.025% S Slutt-svovelinnhold etter be handlingen ................ 0.008% S svarende til 68 % minskning av svovelinn-holdet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til å fjerne svovel og surstoff fra metaller, karakterisert ved at metallet som skal renses behandles i flytende tilstand med kalsium-monofluorid.