PL20809B3 - Sposób wytwarzania stopów metilowych. - Google Patents

Description

Najdluzszy czas trwania patentu do 12 pazdziernika 1947 r.Wynalazek niniejszy dotyczy wytwarza¬ nia stopów metalowych i polega na reakcji weglika wapniowca ze stopionym metalem, przyczem weglik rozpada sie na swe sklad¬ niki, uwalniajac wapniowiec, który laczy sie z roztopionym metalem, tworzac zadany stop.W szczególnosci wynalazek niniejszy dotyczy ulepszonego sposobu wykonywania powyzszej reakcji otrzymywania stopów, zapomoca której mozna otrzymywac stopy metalowe, jak np. stop olowiowy albo cyn¬ kowy, zawierajacy w przyblizeniu 50% nadmiaru wapniowca w porównaniu z za¬ wartoscia tego metalu w podobnych stopach, otrzymanych wedlug ogólnie przyjetych ustalonych sposobów otrzymywania takich stopów, w których, jako zródlo wapniowca, stosuje sie wegliki. Prócz tego zastosowanie niniejszego sposobu daje naogól zwiekszo¬ ne wydajnosci stopów, czestokroc o 10 do 15% w porównaniu z otrzymywanemi do¬ tychczas.Wazna cecha niniejszego ulepszonego procesu sa: nieprzerwane krazenie, pod¬ czas którego czastki weglika wapniowca sazmuszane wielokrotnie do reakcji z rozto¬ pionym metalem, tworzacym podstawe za¬ danego stopu, oraz odpowiednie oczyszczaj- nie i ra^pitózcianfev^zuzla, powstajacego przy wzbogacaniu podstawowego metalu stopowego skladnikami wapniowoowemi w miare, jak czastki weglika pozbawione zo¬ staja zawartego w nim wapniowca. Druga cecha niniejszego sposobu jest stosowanie czastek weglika o specjalnych wymiarach, znanych naogól w handlu jako „groszek" i posiadajacych przecietna srediiice <*4 6 do 19 mm. Wynalazek przewiduje równiez spe¬ cjalne srodki do mieszania, sprzyjajace za¬ pewnieniu znacznie lepszych wyników pod¬ czas praktycznego wykonywania niniejsze¬ go wynalazku.Zgodnie z wynalazkiem roztopiona ka¬ piel zadanego metalu, np. olowiu albo cyn¬ ku jest umieszczana w kotle lub innyin od¬ powiednim zbiorniku i pokryta odpowied¬ nim zuzlem. Zuzel pokrywowy moze zawie¬ rac jedna z wyzszych chlorowcowych soli potasowców albo wapniowców z magnezem wlacznie albo odpowiednie mieszaniny tych soli, jednakze nalezy unikac soli luib mie¬ szanin, posiadajacych stosunkowo wysoki punkt topnienia. Podczas otrzymywania stopów wapniowo-olowiowych zadowalaja¬ ce wyniki sa zapewnione, jesli uzyc zuzli, zawierajacych sam chlorek wapnia, miesza¬ nine chlorku wapniowego i sodowego albo mieszanine chlorku i fluorku wapniowego.Odpowiednie ilosci weglika zadanego wapniowca o wielkosci groszku mozna na¬ stepnie dodac do kotla, zawierajacego roz¬ topiony metal oraz powloke solna, przy- czem calosc miesza sie w ten sposób, zeby czastki weglika byly wielokrotnie naprze- mian wystawione na dzialanie zuzla i me¬ talu kapieli.Te ciagle przemienna reakcje i zetknie¬ cie czastek weglika z zuzlem i kapiela moz¬ na w rzeczywistosci uskuteczniac, umie¬ szczajac w kapieli odpowiednie mieszadlo, posiadajace srube, zdolna do wytwarzania w kapieli wiru, który porywa czastki wegli¬ ka od zuzla nadól do roztopionego metalu, któremu oddaja one czesc zawartego w nich wapniowca i powracaja do zuzla pod -dzialaniem sruby, która pedzi je naze- wmatrz i do góry po dnie i bokach kotla.Okazalo sie, ze przy ruchu mieszadla z szybkoscia okolo 100 do 300 obrotów na min w ciagu 6 do 10 godzin utrzymuje sie wlasciwe krazenie, zapewniajace powsta¬ wanie stopów, w których zawartosc wap¬ niowca wynosi od 3 do 3,5%.Proces mozna wykonywac w praktyce w granicach temperatury w przyblizeniu od 700° do 760°C, lecz, z punktu widzenia ogól¬ nej sprawnosci procesu, okazala sie lepsza temperatura nieco nizsza od 700°C. Kociol podczas procesu najlepiej jest przykryc dla zapewnienia stalej i jednostajnej tem¬ peratury oraz zapobiezenia stratom ciepla.Ponizej podano przyklady zastosowania wynalazku do otrzymywania stopów wap¬ niowo-olowiowych, przyczem przyklady te maja za zadanie jedynie zilustrowanie pro¬ cesu.W przyblizeniu 450 kg mieszaniny chlorku wapnia z chlorkiem sodowym umie¬ szczono w zwyklym kotle rafinacyjnym i ogrzewano do temperatury w przyblizeniu 700QC w celu wlasciwego stopienia i od¬ wodnienia mieszaniny soli. Do stopionego zuzla dodano 8 t olowiu, a nastepnie do roztopionej kapieli, w celu jej mieszania, majacego wywolac krazenie czastek wegli¬ ka naprzemian miedzy zuzlem a kapiela, wstawiono odpowiednie mieszadlo, posia¬ dajace smige, która dochodzi w przyblize¬ niu do 230 mm ponad dnem kotla w swem najnizszem polozeniu oraz w przyblizeniu do 530 mm ponad dnem kotla w najwyz- szem. Nastepnie wprawiono smige w obrót, tworzac w ten sposób wir, w tymze czasie do kotla wprowadzono w przyblizeniu 540 kg weglika w brylkach o wielkosci grochu.Mieszadlo pracowalo z szybkoscia oko¬ lo 125 obrotów na min w ciagu pierwszych — 2 —2 godzin, poczem szybkosc jego zwieksza* no stopniowo w ciagu 4 godz, do 250 obro¬ tów na min. Szybkosc taka utrzymywano w ciagu nastepnych 2 godz az do zakoncze¬ nia procesu. W ciagu calego okresu miesza¬ nia kociol trzymano zamkniety (przykry¬ ty), aby zapewnic wewnatrz kapieli stala temperature w przyblizeniu 700°C. Wresz¬ cie z kotla usunieto stop wapniowo-olowio- wy, w którym analiza wykazala okolo 3,5% wapnia.Ponizsza hipoteza co najmniej czescio¬ wo wyjasnia lepsze wyniki i postep tech¬ niczny w tej galezi przemyslu, osiagniety dzieki niniejszemu wynalazkowi.Oprócz malych ilosci rozmaitych zanie¬ czyszczen, weglik handlowy, np. weglik wapnia, zawiera znaczne ilosci tlenku, np. tlenku wapniowego, Naogól przyjmuje sie, ze tlenek ten istnieje, jako eutektyk z we¬ glikiem i jest rozproszony i rozprowadzony w calej masie czastek weglika. Takwiec ty¬ powa próbka handlowego weglika wapnia zawiera np. 20% CaO, a czastki weglika, zamiast skladac sie z czystego CaC2 zawie¬ raja istotnie CaC2, przenikniety stosunkowo duza iloscia eutektyku CaC2 — CaO, który utrzymuje CaC2 w pewnego rodzaju sieci.Poniewaz CaO jest obojetny wzgledem olo¬ wiu lub innego metalu, tworzacego podsta¬ we wytwarzanego stopu, reakcja wytwa¬ rzania stopu, w której roztopiony metal reaguje z weglikiem, dajac zadany stop i wywiazujac wolny wegiel, zostaje opóznio¬ na i ograniczona do ilosci weglika, wysta¬ wionego bezposrednio na dzialanie rozto¬ pionego metalu.Otóz, podczas wystawiania czasteczek weglika na oczyszczajace i rozpuszczajace dzialanie zuzla, a nastepnie na dzialanie roztopionego metalu kapieli, tlenek, prze¬ szkadzajacy zwykle normalnemu odslonie¬ ciu weglika i wystawieniu go na dzialanie roztopionego metalu, jest stale usuwany, wobec czego wieksze ilosci, weglika wcho¬ dza w zetkniecie z roztopionym metalem, a kapiel stopniowo wzbogaca sie w wapnio- wiec. Innemi slowy wynalazek niniejszy przez stale krazenie czastek weglika, przy- czem reaguja one wielokrotnie naprzemian z zuzlem i roztopionym metalem, zapewnia stale i nieprzerwane zetkniecie z roztopio¬ nym metalem weglika, wolnego od przeni¬ kajacego go tlenku. Jak juz zaznaczono, e- fekt ten mozna zapewnic, stosujac odpo¬ wiednie mieszadlo, pracujace z odpowied- niemi szybkosciami.Poza tern stosowanie czastek weglika o specjalnej wielkosci, a mianowicie wiel¬ kosci grochu, jest waznym czynnikiem, za¬ pewniajacym juz wspomniane dobre wy¬ niki. Uzycie czastek o wielkosci grochu jest korzystne pod pewnemi wzgledami.Przedewszystkiem straty wskutek utlenie¬ nia zostaja znacznie zmniejszone. Przy uzyciu drobnych czastek weglika, np. w postaci maczki, czastki te rozpraszaja sie mniej lub bardziej w zuzlu i wykazuja sklonnosc do wydobywania sie na jego po¬ wierzchnie. Z drugiej strony czastki o wielkosci grochu, powracajace do zuzla z kapieli, nie wykazuja tej sklonnosci wydo¬ bywania sie na powierzchnie zuzla, lecz pozostaja przewaznie w dolnych jego warstwach. A zatem straty, powodowane utlenieniem oraz odpowiedni spadek wy¬ dajnosci, zostaja znacznie zmniejszone przy uzyciu czastek weglika o wielkosci grochu, przyczem nie potrzeba stosowac w kotle atmosfery obojetnej lub odtleniaja- cej.Wreszcie krazenie weglika miedzy zuzlem a roztopionym metalem odbywa sie latwo przy uzyciu czastek wielkosci grochu, podczas gdy drobniejsze czastki weglika trudniej przepuscic przez zuzel i wprowadzic w zetkniecie z roztopionym metalem kapieli.Powyzsze tlumaczenie, nie ogranicza¬ jac wynalazku, sluzy wobec znanych fak¬ tów do racjonalnego wyjasnienia, jak mozna zapomoca ulepszonego procesu we- — 3 —dlug ^wynalazku otrzymywac np. stopy olo- wiowo-wapniowe z zawartoscia wapnia od 3 do 3,5%, w przeciwienstwie do stopów wapiaowo-olowiowych o zawartosci wap¬ nia zaledwie 1,5 do 2,5%, otrzymywanych metodami, uwazanemi dotychczas za wzo¬ rowe.Uzyty w niniejszym opisie oraz za¬ strzezeniach termin „wapniowce" obejmu¬ je równiez magnez, A takze, pomimo, iz opisano specjalnie tylko otrzymywanie sto¬ pów olowiowych albo cynkowych, to jed¬ nak mozna równiez stosowac inne metale, jak kadm, glin, cyne i podobne. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania stopów metalo- wycL, znamienny tern, ze wapniowiec w postaci weglika dodaje sie do kapieli roz¬ topionego metalu, pokrytej odpowiednia powloka zuzla, przyczem miesza sie te ka¬ piel tak, aby umozliwic wielokrotne wysta¬ wienie czastek weglika naprzemian na rozpuszczajace dzialanie zuzla oraz na wytwarzajace stop dzialanie roztopionego metalu.
2. 2. Sposób wytwarzania stopów we- Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze stosuje sie czastki weglika wielkosci grochu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie kapiel, sklada¬ jaca sie z olowiu i cynku, albo samego cynku, przyczem w charakterze weglika, zawartego w zuzlu w ziarnach wielkosci grochu, stosuje sie weglik wapnia.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze przemienne i wielokrotne zetkniecie czasteczek weglika z zuzlem i roztopionym metalem uskutecznia sie pu¬ szczajac w ruch kapiel i mieszadlo z szybkoscia od 100 do 300 obrotów na mi¬ nute.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze kapiel jest mieszana sto¬ sunkowo powoli w pierwszych stadjach procesu, a szybciej w ostatnich.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze kapiel utrzymuje sie w temperaturze okolo 7O08C. American Smeitin g and Refining Company. Zastepca: M. Skrzypkowski, raecmik patentowy. PL