NO156495B

NO156495B - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av legerte eller ulegerte metaller reaktive metaller slik som titan,zirkonium,tantal og niob ved reduksjon av deres halogenider

Info

Publication number: NO156495B
Application number: NO801998A
Authority: NO
Inventors: Winand Rene
Original assignee: Cockerill
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1980-07-02
Publication date: 1987-06-22
Also published as: DE3024697C2; DE3024697A1; LU81469A1; ATA347680A; NO156495C; IT8023224A0; AT374502B; SE8004897L; FR2461014A1; NO801998L; IT1131902B; BR8004185A; CH648062A5; GB2057016B; JPS6121290B2; SU1331435A3; GB2057016A; NL8003899A; US4830665A; JPS5635733A

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av legerte eller ulegerte reaktive metaller ved omsetning av halog^ i-.ider derav, spesielt klorider, med et i _åuk.s jonsmiddel ved en temperatur som er høyere enn sir.oltetemperaturen for nevnte metall. Denne fremgangsmåte foretas ved at man størkner det fremstilte metall meni; det i reaksjons- sonen hvor reduksjonen forløper opprettholdes et lag av metallet i flytende tilstand veu en temperatur som er høyere enn koke- eller sublirpci-ingstemperaturen for de andre reaksjonsprodukteno ved det trykk hvorved red- uksjonen forløper, idet nevnte andre reaksjonsprodukter vesentlig kontinuerlig utføres i gassformig tilstand. Videre beskrives et apparat for utførelse av denne fremgangsmåte, og dette apparat omiatter anordninger for tilførsel av reagenser som deltar i reaksjonen i gassformig tilstand til deu øvre delen av en avkjølt kokille, sar.it anordninger for kontinuerlig utføring av gasser fra reduksjonen.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

ved den foretrukne kontinuerlige produksjon av legerte eller ulegerte, reaktive metaller ved omsetning av deres haloge-

nider, spesielt klorider, med et reduksjonsmiddel ved en høyere temperatur enn smeltepunkttemperaturen for det aktuelle metall.

Med den benyttede betegnelse "reaktive metaller"

menes her titan, zirkonium, tantal og niob.

De kjente fremgangsmåter for fremstilling av nevnte metaller er vanligvis forbundet med den ulempe at de enten er diskontinuerlige eller de nødvendiggjør et metall-omsmeltningstrinn, de er kostbare med hensyn til energi,

eller de gir meget lave metallurgiske utbytter.

Oppfinnelsen har til hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat hvorved disse ulemper unngås.

Ved denne fremgangsmåten oppnås følgende resultater:

- Metaller dannes direkte og kontinuerlig i flytende tilstand; den varme som skal til for å smelte noen metaller, eller i det minste en del av denne varme, tilføres fra eksoterme reaksjoner, og dette representerer en energi-sparing; - Metallet oppsamles som et kondensert materiale, fortrinnsvis i en avkjølt kobberkokille.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av legerte eller ulegerte reaktive metaller slik som titan, zirkonium, tantal og niob, ved reaksjon av halogenid derav med et reduksjonsmiddel ved en temperatur som er høyere enn smeltetemperaturen til det metall som fremstilles, hvor metallet danner en støpeblokk i en kokille, idet metallet først danner et lag i flytende tilstand på toppen av nevnte støpeblokk og deretter kontinuerlig størkner for dannelse av støpeblokken, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at man innfører halogenidet og reduksjonsmiddelet direkte i en reaksjonssone ved toppen av støpeblokken i en hvirvelbevegelse for derved å bevirke at de gass-

formige reaktantene sammenblandes i en turbulens i et lite område som befinner seg ved toppen av støpeblokken og rea-

gerer ifølge en eksoterm reaksjon med så lite varmetap som mulig, under dannelse av en koalescens av væskedråper av det fremstilte metall som deretter oppsamles direkte på det flytende metallag på toppen av støpeblokken og opprettholder i reaksjonssonen, hovedsakelig ved hjelp av varme produsert ved den eksoterme reaksjon som foregår i det lille, begrensende reaksjonsområdet, en temperatur som er høyere enn smeltepunktet til det metall som fremstilles for derved å holde toppen av støpeblokken i flytende tilstand.

Ved fremgangsmåten opprettholdes således et lag

av det fremstilte metall i flytende tilstand over det størknede metallet, idet det sistnevnte er i form av en blokk som vesentlig kontinuerlig føres ut så hurtig som metallet dannes.

Ved tilføringen av reagensene til reaksjonssonen som en hvirvelstrøm oppnås en sammensmelting av de væskeformige metalldråper som dannes ved reaksjonen i denne strøm, og disse dråper utsettes for en sentrifugal-påvirkning.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebragt et apparat for utførelse av den omtalte fremgangsmåten, og dette er kjennetegnet ved at det innbefatter tilførsels-anordninger for individuell innføring av reaktantene i gassformig tilstand i en retning som er skråstilt i forhold til vertikalplanet, i en reaksjonssone i og ved toppen av den kjølbare kokillen, slik at det ved toppen av nevnte kokille kan dannes en vesentlig hvirvelstrøm av de gassformige reaktanter, slik at dråper av metallet som fremstilles, kan føres ut av denne strøm p.g.a. sentrifugalvirkningen som skapes i strømmen.

Andre detaljer og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå fra det nedenstående under henvisning til de med-følgende tegninger, som viser noen spesielle utførelser av foreliggende fremgangsmåte og apparat, og hvor

fig. 1 er et skjematisk riss av en første utførelse av foreliggende fremgangsmåte og apparat,

fig. 2 er en annen utførelse av foreliggende fremgangsmåte og apparat,

fig. 3 er et front- og tverrsnitt av en tredje ut-førelse av foreliggende fremgangsmåte og apparat, og

fig. 4 er et tverrsnitt langs linjen IV-IV på

fig. 3.

På de forskjellige figurene betegner de samme hen-visningstall lignende eller identiske elementer.

Som nevnt foretas reduksjon av halogenidet av oven-nevnte metall som skal oppnås, spesielt et klorid av metallet, ved en høyere temperatur enn smeltepunkttemperaturen for det metall som skal oppnås.

Mer spesielt holdes reaksjonstemperaturen også høyere enn koke- eller sublimeringstemperaturen for alle stoffene andre enn metallet, og som er til stede i reaksjonssonen, ved det trykk hvorved reduksjonen for-løper. Disse stoffer forlater følgelig spontant reaksjonssonen i gassformig tilstand.

Gjennom foreliggende fremgangsmåte oppnås en betydelig prissenkning av titan, hvilket gjør det til-gjengelig for en rekke anvendelser innen industrien. Fremgangsmåten har som nevnt også anvendelse for kontinuerlig produksjon av zirkonium, tantal og niob.

De medfølgende tegninger illustrerer en del spesielle utførelser av foreliggende fremgangsmåte og apparat for fremstilling av metaller ved reduksjon av deres halogenider.

Utførelsen som vist på fig. 1 omfatter et lukket kammer 1 over en kokille 2 som er avkjølt f.eks. ved hjelp av en vannstrøm (ikke vist), en anordning 3 for tilføring av reagenser som deltar i reduksjonen, til den øvre del 2' i kokillen 2, og en anordning 4 for kontinuerlig utføring av gasser som kommer fra reduksjonen.

Anordningen 3 for tilførsel av reagenser i den øvre del 2' i kokillen omfatter, i tilfellet for halogenidet av det metall som skal fremstilles, en første beholder 5 anbragt i en ovn 6 og forbundet ved hjelp av en volumetrisk pumpe 7 til en annen beholder 8 i en ovn 9.

Denne andre beholderen kommuniserer ved hjelp av et injeksjonsrør 10 med nevnte øvre del 2'.

En beholder 11, også anbragt i en ovn 12 og som skal inneholde et reduserende metall, er forbundet ved hjelp av en volumetrisk pumpe 13 med en annen beholder 14 i ovnen 9. Beholderen 14 er igjen forbundet med det lukkede kammer 1 gjennom et injeksjonsrør 15.

Utførelsen som vist på fig. 1 er mer spesielt egnet for reduksjon av metallhalogenider som er i flytende tilstand ved et trykk nær atmosfæretrykket i et tilstrekkelig bredt temperaturområde.

I dette tilfelle holdes halogenidet i flytende tilstand i beholderen 5 ved eventuell oppvarming ved hjelp av evnen 6 og pumpes med pumpen 7 inn i beholderen 8 i ovnen 9 hvor det bringes til koking.

Det gassformige metallhalogenid tilføres deretter til den øvre delen 2' gjennom injeksjonsrøret 10.

Det reduserende metall som befinner seg i beholderen 11 holdes ved en temperatur som er omkring 50°C høyere enn dets smeltetemperatur, på grunn av ovnen 12.

Dette smeltede reduserende metall føres ved hjelp

av pumpen 13 inn i beholderen 14 hvor det også bringes til

koking. Det reduserende metall i gassformig tilstand tilføres deretter på regulert måte inn i reaksjonssonen i det lukkede kammer 1 ved hjelp av injeksjonsrøret 15. Strømningshastig-heten for- det gassformige reduserende metall reguleres ved strømningshastigheten for det flytende metall ved hjelp av eller ved regulering av krafttilførselen i for-dampnings trinnet , ikke vist på fig. 1.

I reaksjonssonen i delen 2' i kokillen 2 er temperaturen høyere enn smeltetemperaturen for metallet som skal fremstilles og også høyere enn koke- eller sublimeringstemperaturen for alle de andre stoffene som deltar i denne reaksjon.

Metallet som fremstilles oppsamles i kokillen 2 som utgjøres av en kobbersylinder med avkjølt dobbelt vegg.

Det øvre metallag 16 i kontakt med reaksjonssonen for-blir i flytende tilstand, mens metallet 17 rundt og under nevnte lag størknes på grunn av nevnte avkjøling og danner en blokk som kontinuerlig fjernes nedover, som indikert med pilen 18, ved hjelp av i og for seg kjente anordninger, slik som drevne valser, ikke vist på figuren.

Alle stoffene andre enn metallet forlater reaksjonssonen gjennom anordningen 4 bestående av en evakuerings-skorsten. Disse gasser kan også eventuelt føres inn i en kondensator, ikke vist for å gjenvinne uforbrukte reagenser.

På grunn av at det lukkede kammer 1 er forseglet,

kan en atmosfære av inert gass, slik som argon eller helium, opprettes i dette kammer ved hjelp av en anordning 19 inne-holdende en slik gass og forbundet med kammeret 1 gjennom et rør 20.

Fig. 2 viser en annen utførelse av foreliggende

apparat for fremstilling av reaktive metaller ved reduksjon av deres halogenider. Denne utførelse adskiller seg fra den som er vist i fig. 1 ved at bare en beholder 5 forefinnes i anordningen 3 for tilførsel av halogenidet til den øvre del 2' i kokillen.

Denne utførelse er spesielt egnet når halogenidet ikke er flytende^ slik som med zirkonium. Halogenidet bringes da til gassformig tilstand ved sublimering når det oppvarmes

i ovnen 6.

Gasstrømhastigheten for disse halogenider til reaksjonssonen bestemmes av krafttilførselen til denne ovn s

For metaller som ikke er særlig ildfaste, slik som titan og zirkonium blir reduksjonsreaksjonen fortrinnsvis foretatt under slike betingelser at den varme som skal til for å holde reaksjonssonen ved temperaturer høyere enn smeltetemperaturen for metallet som skal produseres og høyere enn koke- eller sublimeringstemperaturen for alle de andre stoffene som deltar i reaksjonen, bare tilføres ved den eksoterme reaksjon mellom halogenidet av metallet som skal fremstilles,

og det reduserende metall, slik soiti alkali- eller jordalkalimetall.

For ildfaste metaller kan metallet som skal opp-

nås, fremstilles ved samtidig reduksjon av halogenidet med et reduserende metall og hydrogen. Slike metaller er spesielt titan

og zirkonium.

For det meget ildfaste metallet niob fremstilles dette fortrinnsvis ved reduksjon av det tilsvarende halogenid med hydrogen.

Når det er nødvendig med ytterligere oppvarming i forhold til det som oppnås ved reduksjonsreaksjonen, kan man med fordel anvende en elektrisk lysbue, en plasmabue eller induktiv plasmabrenner, en parabolspeilovn eller en laserstråle .

Fig. 3 og 4 angår en tredje utførelse av en vesentlig del av fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen, og viser fordelen ved oppnåelse av et meget høyt produksjons-utbytte av det aktuelle metall.

Ved denne fremgangsmåte blir reagensene tilført

i gassformig tilstand til reaksjonssonen som er beliggende i den øvre delen 2' i kokillen 2, i form av en hvirvel-strøm. De fine metalldråpene som således dannes i

denne strøm forenes ved sammenstøt slik at det dannes mer voluminøse dråper. Disse sendes på grunn av sentrifugal-kraften som oppnås ved nevnte hvirvelbevegelse, ut i strømmen slik at de agglomereres på sideveggene i kokillen og renner nedover på grunn av tyngdekraften og forenes med laget 16 som flyter over blokken 17.

Dette representerer en viktig fordel idet man får

en meget hurtig, kontinuerlig og meget omfattende separering av metallet som fremstilles fra reagensene, og gassformige reaksjonsprodukter.

En meget enkelt metode for å skape nevnte hvirvelbevegelse i gasstrømmen i reaksjonssonen, består i tilføring av de gassformige reagenser i sonen i en skrå retning i forhold til vertikalplanet slik at det f.eks. dannes en sirkulær eller skruelinjeformet strøm.

I utførelsen på fig. 3 og 4 tilføres hver av de to reagenser i den øvre delen 2' av kokillen samtidig på flere steder slik at det på den ene side skapes en høy strømnings-hastighet av reagenser og på den annen side, iløpet av en minimal tidsperiode, en blanding og en optimal kontakt mellom de forskjellige reagensene.

Dessuten, for å oppnå denne sirkulære eller skrue-linjeformede strøm, ender hvert av rørene 10 og 15 i reaksjonssonen i form av nedover skrånende armer (f.eks. to) forsynt med injeksjonsåpninger 10', 10", 15', 15", hvilke er orientert tangentielt i forhold til kokillens 2 koaksiale sylindre, og alle rørmunninger er anbragt i samme vinkel i forhold til vertikalen.

Disse injeksjonsåpninger er beliggende i eller litt under et deksel 21 som tett lukker den øvre delen 2<*> av kokillen, og som er forsynt med en anordning 4 som skal til-late utføring av reaksjonsprodukter andre enn metallet.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel 1

Titan ble fremstilt ved omsetning av titantetraklorid og natrium i apparatet på fig. 1.

Det reduserende metall, nemlig natrium, forelå i beholderén 11 ved en temperatur på ca. 150°C, dvs. ca. 50°C høyere enn smeltepunktet, ved hjelp av ovnen 12 som fortrinnsvis er en elektrisk motstandsovn.

Temperaturen i hele den øvre del 2' ble holdt høyere enn koketemperaturen for reagensene, spesielt ved ca. 1100°C.

De relative mengder av natrium- og titanklorid til-ført til den øvre delen 2' i kokillen ble regulert ved hjelp av pumpene 7 og 13 som innvirker på reaktantstrømmen.

På grunn av at titankloridet er flytende ved rom-temperatur, var det ikke nødvendig med noen oppvarming i beholderen 5 slik at ovnen 6 kunne være avstengt.

Før innsprøyting av reagensene ble kammeret 1 først avgasset flere ganger ved hjelp av vakuum og ved tilveie-bringelse av argonspyling i røret 20 ved atmosfæretrykk eller et litt høyere trykk.

Den totale strøm av reagenser ble regulert slik at det.i reaksjonssonen i den øvre delen 2' av kokillen, ble tilveiebragt en høyere temperatur enn smeltetemperaturen for metallet (1688°C), dvs. ca. 1750°C.

Romhastigheten for titanklorid var 2,6 m 3, (4,4 met-riske tonn) og for natrium 2,7 tonn. Dette reagensforhold ga et 25% overskudd av natrium hvilket forbedret reaksjonen. Reaksjonsvarmen var tilstrekkelig til å holde en temperatur på 1750°C i reaksjonssonen.

Avkjølingen av kokillen 2, som består av en sylinder av kobber eller en legering derav, med dobbelt vegg hvori en kjølevæske sirkulerer, ble regulert slik at det ble opp-rettholdt et metallag i flytende tilstand i den øvre delen av kokillen. Temperaturen på dette flytende metall ble holdt 15-30°C høyere enn dets smeltepunkt.

Det var således mulig å fremstille et tonn titan pr. time i form av en homogen og voluminøs blokk som kan direkte smis og valses. Det metallurgiske utbyttet var omkring 90%.

Under reduksjonen forlot dampene reaksjonssonen pro-gressivt. De inneholdt gassformig natriumklorid, titan-biprodukter og overskudd natrium. Disse gassene ble ført til en kondensator, hvori den totale reduksjon av metallet ble fullført ved lav temperatur, idet det således dannet seg dendritter som ble innført på nytt i det flytende lag av metall dannet over blokken.

De benyttede kokiller hadde en diameter på mellom

80 og 160 mm og høyder mellom 200 og 400 mm.

Når blokkene har en diameter på 150 mm, fjernes de

i en hastighet på 210 mm/minutt, mens de med en diameter på 100 mm fjernes med en hastighet på 470 mm/minutter, for de ovenfor nevnte strømningshastigheter.

Eksempel 2

Titan ble fremstilt ved samtidig reduksjon av titantetraklorid med natrium og hydrogen.

Apparatene vist på fig. 1 og figurene 3 og 4 ble benyttet, idet de ble forsynt med en hydrogenplasmabrenner som ikke er vist.

4,4 kg gassformig titantetraklorid, 2,7 kg gassformig titan og 1,2 m 3hydrogen pr. time ble tilført til reaktorsonen hvor det ble holdt en temperatur på mellom 2450K og 3570K, fortrinnsvis 300OK. Overskudd hydrogen ble resirkulert.

Temperaturbetingelsene for reagensene og reaksjonssonen, samt injeksjonsmetoden var slik som beskrevet i eksempel 1.

Mengden av fremstilt titan pr. time var ca. 1 kg.

I denne reduserte målestokk var det nødvendig med

en ytterligere oppvarming på grunn av varmetap. Selvom denne ytterligere oppvarming kunne foretas enten ved bruk av en elektrisk lysbue eller ved hjelp av en speilovn eller med en laserstråle eller andre egnede metoder, var en effektiv løsning å benytte en hydrogenplasmabrenner. Plasmaen som utgjør gassen er faktisk et reduksjonsmiddel for titankloridet og det var således mulig samtidig å redusere titanklorid med natrium og hydrogen.

Reduksjonen med natrium er eksoterm, mens reduksjonen med hydrogen er endoterm, og utførelse av begge reaksjoner samtidig har følgelig som virkning at når reaksjonstemperaturen varierer, vil en av de to reaksjonene alltid favoriseres og det totale metallurgiske utbytte vil således være høyere enn for hver av de to reaksjonene sett hver for seg.

Eksempel 3

Zirkonium ble fremstilt ved reduksjon av zirkoniumtetraklorid med natrium.

På grunn av at zirkoniumtetraklorid ikke er en væske, ble apparatet som vist i fig. 2 benyttet. Zirkoniumtetraklorid sublimerer ved atmosfæretrykk og ved 331°C.

Natrium ble bragt til koking i beholderen 14 ved hjelp av ovnen 9 før det ble innsprøytet gjennom røret 15 i den øvre delen 2' av kokillen 2, mens zirkoniumtetraklorid ble sublimert i beholderen 5 ved varme fra ovnen 6.

Den gassformige strøm av dette halogenid ble bestemt av varmen tilført fra ovnen 6.

Som et resultat ble 9 kg zirkonium pr. time fremstilt ved reduksjon av 23 kg zirkoniumtetraklorid med 5 kg natrium. Reagensforholdet ga et 25% overskudd av natrium. De andre betingelsene var identiske med de i foregående eksempler med unntagelse av at strømningshastigheten for reagensene var slik at man i reaksjonssonen fikk en høyere temperatur enn smeltetemperaturen for zirkonium (1860°C), dvs. ca. 1900°C.

Eksempel 4

Tantal ble fremstilt ved reduksjon av tantalklorid med hydrogen.

På grunn av at dette er et meget ildfast eller tungt-smeltelig metall krever fremstilling av dette metall i flytende tilstand temperaturer over 3000°C. Den metallo-termiske reduksjon av kloridet gir vanligvis ikke nok varme til å nå denne temperatur, og den eksoterme reaksjon dessuten et meget lavt metallurgisk utbytte ved meget høye temperaturer.

I foreliggende tilfelle syntes derfor en hydrogenplasmabrenner å være spesielt egnet for oppnåelse av de nød-vendige antall kalorier.

På den ene side er det således funnet at den høye temperatur som skal til for smelting av metallet var lett oppnåelig, og på den annen side at reduksjonen med hydrogen ble fremmet ved den høye temperatur, idet denne reduksjon ut-gjør en endoterm reaksjon.

Siden tantal er væskeformig mellom 3000 og 5000°C, ble temperaturen i reaksjonssonen holdt nær 4 00 0°C. Dessuten, ettersom tantalklorid smelter ved ca. 220°C var det i prin-sippet mulig å foranledige strømningshastigheten ved hjelp av en volumetrisk pumpe.

Ettersom temperaturområdet hvori tantalpentaklorid

er flytende er begrenset (ca. 20°C), var det imidlertid foretrukket å tilveiebringe gasstrømningshastigheten for dette klorid ved hjelp av krafttilførselen fra ovnen 6, ifølge ut-førelsen illustrert på fig. 2 og som forklart i eksempel 3.

Ved bruk av disse reaksjonsbetingelser fikk man

1 kg tantal pr. time ved reduksjon av 2,1 kg tantanpenta-klorid med 1,2 m"^ hydrogen, hvilket sikret et høyt overskudd av reduksjonsmiddel (molarforhold I^/TaCl^lO). Overskudd hydrogen ble resirkulert til reduksjonen.

Metallet størknet i den avkjølte kobberkokille som

i de foregående eksempler.

Eksempel 5

Niob ble fremstilt med det samme apparat som i de tidligere eksempler ved reduksjon av niobklorid ved hjelp av hydrogen. En hydrogenplasmabrenner ble benyttet som varme-tilførsel.

Siden niob er flytende mellom 2500 og 3500°C, ble temperaturen i reaksjonssonen holdt nær 2800°C. Videre, siden niobklorid smelter ved 210 - 5°C var det som for tantalklorid mulig å foranledige strømningshastigheten ved hjelp av en volumetrisk pumpe.

Ettersom temperaturområdet hvor niobkloridet er flytende er begrenset, var det slik som for tantalklorid foretrukket å tilveiebringe gasstrømningshastigheten for dette klorid ved hjelp av krafttilførselen fra ovnen 6

ifølge utførelsen vist på fig. 2.

Ved bruk av disse reaksjonsbetingelser fikk man

1 kg niob pr. time ved reduksjon av 3 kg niobpentaklorid med 1,2 m 3 hydrogen. Overskudd hydrogen ble resirkulert for reduksjonen, og det oppnådde metall størknet i den avkjølte kobberkokillen slik som i de tidligere eksempler.

Som det fremgår fra det ovenstående er det vesentlig at reagensene tilføres i gassformig tilstand direkte i den øvre delen av kokillen og ikke eksempelvis inn i et separat reaksjonskammer.

Det skal forstås at de reaktive metaller kan fremstilles i ren tilstand eller som legeringer med andre reaktive eller ikke-reaktive elementer, slik som titan-aluminium-vanadiumlegeringer.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av legerte eller ulegerte reaktive metaller slik som titan, zirkonium, tantal og niob, ved reaksjon av halogenid derav med et reduksjonsmiddel ved en temperatur som er høyere enn smeltetemperaturen til det metall som fremstilles, hvor metallet danner en støpeblokk i en kokille, idet metallet først danner et lag i flytende tilstand på toppen av nevnte støpeblokk og deretter kontinuerlig størkner for dannelse av støpeblokken, karakterisert ved at man innfører halogenidet og reduksjonsmiddelet direkte i en reaksjonssone ved toppen av støpeblokken i en hvirvelbevegelse for derved å bevirke at de gassformige reaktantene sammenblandes i en turbulens i et lite område som befinner seg ved toppen av støpeblokken og reagerer ifølge en eksoterm reaksjon med så lite varmetap som mulig, under dannelse av en koalescens av væskedråper av det fremstilte metall som deretter oppsamles direkte på det flytende metallag på toppen av støpeblokken og opprettholder i reaksjonssonen, hovedsakelig ved hjelp av varme produsert ved den eksoterme reaksjon som foregår i det lille, begren-sede reaksjonsområdet, en temperatur som er høyere enn smeltepunktet til det metall som fremstilles for derved å holde toppen av støpeblokken i flytende tilstand.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de gassformige reaktantene inn-føres i reaksjonssonen langs en retning som skråner i forhold til vertikalplanet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de gassformige reaktantene inn-føres i reaksjonssonen som en vesentlig sirkulær eller skruelinjeformet strøm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som reduksjonsmiddel anvender et alkali- eller jordalkalimetall.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som reduksjonsmiddel anvendes en kombinasjon av metall og hydrogen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som reduksjonsmiddel anvendes hydrogen.

7. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det innbefatter tilførselsanordninger for individuell innføring av reaktantene i gassformig tilstand i en retning som er skråstilt i forhold til vertikalplanet, i en reaksjonssone i og ved toppen av den kjølbare kokillen, slik at det ved toppen av nevnte kokille kan dannes en vesentlig hvirvelstrøm av de gassformige reaktanter, slik at dråper av metallet som fremstilles, kan føres ut av denne strøm p.g.a. sentrifugalvirkningen som skapes i strømmen.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at tilførselsanordningen innbefatter et injeksjons-rør for hver reaktant, idet hvert rør munner ut i et område beliggende vesentlig i nærheten av kokillens sidevegg og munningen på de forskjellige rør er rettet i én retning slik at de danner forskjellige vertikale plan, hvor hvert plan er tangentielt i forhold til en tenkt sylinder som er koaksialt beliggende i forhold til kokillen, og alle rør-munninger er anbragt i samme vinkel i forhold til vertikalen.

9. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at det omfatter et deksel som vesentlig tettende forsegler kokillens øvre del, og at tilførselsanordningene har åpninger beliggende i eller litt under nevnte deksel.