PL32035B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy wytwarzania ma¬ gnezu w piecu elektrycznym przez reduk¬ cje zwiazków tlenowych magnezu, w szczególnosci przy zastosowaniu wegla ja¬ ko srodka redukcyjnego. W ostatnio wy¬ mienionym przypadku reakcja zaczyna sie dopiero w temperaturze wyzszej od temperatury wrzenia magnezu metaliczne¬ go. Otrzymuje sie wiec metaliczny magnez w postaci par i to w mieszaninie z równo- czasteczkowymi ilosciami tlenku wegla wytworzonego z wegla redukcyjnego. Po¬ niewaz pary magnezu w temperaturze nie¬ co nizszej od temperatury redukcji gwal¬ townie przeksztalcaja sie — po usunie¬ ciu wegla — z powrotem na tlenek ma¬ gnezu, przeto wszystkie próby otrzymy¬ wania magnezu metalicznego na tej dro¬ dze byly przez dlugi czas bezowocne. Za¬ sadnicze rozwiazanie przynioslo przejscie do sposobu dwustopniowego. W pierw¬ szym stopniu czyli zabiegu zamienia sie pary magnezu na pyl magnezowy przez gwaltowne ochladzanie par magnezu po¬ nizej temperatury krzepniecia magnezu, w drugim zas zabiegu z pylu otrzymuje sie zbita mase przez ogrzewanie pylu magne¬ zu do temperatury bliskiej temperatury wrzenia magnezu, az do zlania sie posz¬ czególnych czasteczek metalu, albo tez przez calkowite powtórne przeksztalce¬ nie magnezu stalego na pary i skroplenie tych par. Nastepne udoskonalenie sposo¬ bu pod wzgledem wydajnosci stanowil projekt utrzymywania produktów reakcji w tak wysokiej temperaturze, aby równo-waga reakcji MgO+C ^ Mg+CO prak¬ tycznie biorac przesuwala sie w prawo.Otrzymane produkty reakcji przy wyjsciu z goracej komory redukcyjnej byly pod¬ dawane dzialaniu duzej ilosci zimnych ga¬ zów obojetnych lub redukcyjnych, wsku¬ tek czego ulegaly rozcienczeniu i gwal¬ townemu ochladzaniu do temperatury, w której metaliczny magnez i tlenek wegla mogly pozostawac trwale obok siebie.Redukcja zachodzila z potrzebna w prak¬ tyce szybkoscia dopiero w temperaturze powyzej 2000°C, dogodne zas warunki re¬ akcji sa osiagane wlasciwie dbpiero w temperaturze ponad 2500°C. W mysl wy¬ zej podanego postepiowania oprócz pierw¬ szego warunku przeprowadzania sposobu, który jest korzystny takze i pod wzgle¬ dem gospodarczym, musi byc spelniony i warunek drugi, wymagajacy, aby miesza¬ nina wywiazujacych sie par i gazów, az do opuszczenia goracego pieca, nie ochla¬ dzala sie ponizej temperatury, w której istnieje niebezpieczenstwio powrotnego utlenienia sie metalu. Sposób wedlug wy¬ nalazku niniejszego spelnia obydwa te wa¬ runki w takim stopniu, jakiego dotad je¬ szcze nie udalo sie osiagnac.Zgodnie z wynalazkiem niniejszym wytwarza sie plastyczna mieszanine zwiaz¬ ków tlenowych magnezu i srodka reduk¬ cyjnego przez dodawanie do niej malej ilosci cieklego srodka wiazacego i dopro¬ wadza ja z dolu do komory redukcyjnej przez stopniowo rozszerzajacy sie kanal w ten sposób, ze korek z plastycznego materialu przerabianego stanowi jedno¬ czesnie zamkniecie komory.Znany jest sposób wprowadzania la¬ dunku do pieców elektrycznych w posta¬ ci slupa suchej mieszaniny, posuwajacego sie z dolu do góry. Nastepnie próbowa¬ no juz, i to nawet przy redukcji tlenku magnezu za pomoca wegla, wprowadzac ladunek -suchej mieszaniny lod spodu do pieca lukowego podnoszac zimny ladunek za pomoca urzadzen podnoszacych na wy¬ sokosc poziomo osadzionych elektrod. La¬ dunek przy tym byl przeprowadzany mie¬ dzy elektrodami, produkty zas reakcji W postaci par i gazów byly odprowadzane przez dlugi kanal przechodzacy przez ob¬ murowanie pieca. Przy tym sposobie do¬ prowadzanie ladunku do pieca odbywalo sie przez rodzaj sluzy, jak to juz dla te¬ goz samego doprowadzania z góry bylo proponowane w priojekcie. Jednakze przy tym sposobie otrzymuje sie niezupelne zamkniecie pieca, wskutek czego pary magnezu, znajdujace sie w komorach slu¬ zowych, uchodza swobodnie podczas kaz¬ dorazowego otwierania tych komór. Po¬ woduje to nie tylko strate par magnezu, lecz takze stanowi duze niebezpieczenst¬ wo ze wzgledu na bardzo latwa zapal¬ nosc tych par. Jezeli izas w komorze slu¬ zowej wytworzy sie nadcisnienie przez wprowadzenie do niej wodoru, to wów¬ czas przy otwarciu tej komory ulatnia sie wodór, który równiez jest latwo zapalny; poza tym wodór z komór sluzowych prze¬ chodzi do pieca, przez ck zmniejsza sie wydajnosc sposobu, gdyz wodór w komo¬ rze redukcyjnej ogrzewa sie do tempera¬ tury redukcji, pobrane zas cieplo musi byc znowu odjete panowym i gazowym produktom reakcji przy wyjsciu produk¬ tów tych z pieca.Sposób wedlug wynalazku niniejszego pozwala na unikniecie tych niedogodnosci dzieki temu, ze kanal, sluzacy do dopro¬ wadzania ladunku do pieca, jest zamknie¬ ty znajdujaca sie w stanie plastycznym mieszanina; stanowiaca ladunek pieca.Z drugiej strony projektowano dopro¬ wadzanie ladunku w stanie stalym do ko¬ mór redukcyjnych w ten sposób, aby sam ten material wskutek przerobienia go na papke za pomoca cieczy stanowil zamkniecie pnzewodu doprowadzajacego.Wprawdzie znany ten sposób rozwiazuje zadanie ciaglego wprowadzania pod du- - 2 -zym cisnieniem cial stalych do komór re¬ akcyjnych, jednakze stawia on jako wa¬ runek uprzednie odpanowywanie w wiek¬ szym lub mniejszym stopniu uzytej cieczy, aby mieszanina przy wejsciu do komory redukcyjnej posiadala wlasciwosci ciala stalego. Twardy korek, powstaly z mie¬ szaniny, zostaje nastepnie za pomoca tlo¬ ka wepchniety do komory redukcyjnej o wysiokim cisnieniu. Stanowi on zamknie¬ cie miedzy komora redukcyjna a komora tloka o zwyklym cisnieniu. W przeci¬ wienstwie do tego sposobu ladunek mie¬ szaniny wedlug wynalazku niniejszego zo¬ staje wprowadzony do pieca w postaci pla¬ stycznej, co umozliwia piowolne doprowa¬ dzanie mieszaniny tej w postaci posuwa¬ jacego sie slupa, bez nadmiernego wzro¬ stu oporu tarcia, az do najgoretszej stre¬ fy komory redukcyjnej i ogrzewanie mie¬ szaniny w ten isptosób do bardzo wysokiej temperatury. Znany sposób wprowadza¬ nia cial stalych do komór redukcyjnych pod duzym cisnieniem posiada ponadto te zalete, ze w tych samych warunkach pra¬ cy moga byc osiagane znacznie wyzsze temperatury redukcji. Nastepnie ladunek mieszaniny jest doprowadzany od spodu pieca, podczas gdy gazowe i parowe pro¬ dukty reakcji sa usuwane z komory re¬ dukcyjnej zaraz za strefa najgoretsza, w celu zapobiezenia stopniowego ochladza¬ nia ich przy zetknieciu sie z chlodniejszy¬ mi materialami podczas przeplywu do otwo¬ ru wyjscowego. Wskutek tego odwraca¬ niu reakcji w samym piecu przy tym spo¬ sobie zapobiega sie w wiekszym stopniu, niz to sie udawalo dotad. Wedlug wyna¬ lazku niniejszego ladunek wprowadza sie do najgoretszej sltrefy komory w moz¬ liwie wysokiej temperaturze, co osiaga sie w ten sposób, ze slup mieszaniny ladun¬ ku zbliza sie do tej strefy przez stopnio¬ wo rozszerzajacy sie kanal. Rysunek przedstawia przekrój pieca elektryczne¬ go, przystosowanego dof przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku niniejszego.Zamknieta mufla 1, zaopatrzona w elek¬ trody, spoczywa na podstawie 2, umiesz¬ czonej wewnatrz plaszcza zewnetrznego, wypelnionego sypkim materialem izoluja¬ cym cieplnie. W dno mufli wchodzi wylot rozszerzajacego sie ku górze kanalu 4 z ru¬ ra doprowadzajaca 5, do której wprowa¬ dza sie ladunek za pomoca slimaka 6.Dolny koniec rury doprowadzajacej 5 jest polaczony z cylindrem, w którym porusza sie tlok 7. Ladunek, skladajacy sie np. ze zwartej mieszaniny drobno zmielonej ma¬ gnezji i wegla, po przerobieniu jej na ma¬ terial plastyczny za pomoca dodatku oko¬ lo 5% smoly lub inych podobnych zwe¬ glajacych sie srodków wiazacych, zostaje wprowadzony za pomoca slimaka 6 do komory tloka. Przy przesuwaniu tloka 7 do góry mieszanina ziostaje wepchnieita do rury doprowadzaj-acej 5 i wskutek lep¬ kosci masy nie zmienia swego polozenia.Podczas zas powrotnego ruchu tloka w rurze powstaje pusta przestrzen, do: któ¬ rej slimak 6 wprowadza nastepna dawke materialu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób wytwarzania magnezu w piecu elektrycznym ze zwiazków tlenowych magnezu przy ciaglym doprowadzaniu mieszaniny reakcyjnej do pieca, np. za po¬ moca tloka, znamienny tym, ze wspomnia¬ na mieszanine w stanie plastycznym zaro¬ biona mala iloscia srodka wiazacego, wprowadza sie z dolu komory redukcyj¬ nej przez stopniowo rozszerzajacy sie ka¬ nal doprowadzajacy tak, ze korek, utwo¬ rzony z tej mieszaniny plastycznej, sta¬ nowi zamkniecie kanalu doprowadzajace¬ go, a przez to i komory redukcyjnej pieca. American Magnesium Metals C o rporation Zastepca: W. Zakrzewski rzecznik patentowy 40248 PL