PL7521B1 - Sposób wytwarzania metali i stopów. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarza¬ nia metali i stopów, przyczem polega na osiagnieciu lepszych wyników w regulowa¬ niu ilosci metali, zmieszanych z innym me¬ talem lub stopem. Proces ten odbywa sie w piecu elektrycznym. Nowy sposób ma najwazniejsze zastosowanie do wytwarza¬ nia metali i stopów o malej zawartosci wegla, lecz mozna go stosowac takze w wie¬ lu innych wypadkach przy wytwarzaniu metali i stopów o wiekszej zawartosci we¬ gla. Znane procesy elektrometalurgiczne z zastosowaniem wegla lub srodków reduk¬ cyjnych, zawierajacych wegiel, polegaja na tern, ze rudy lub inne materjaly surowe reduktije sie bezposrednio zapomoca wegla albo czesciowo zapomoca wegla a czescio¬ wo zapoflboca tlenku wegla, powstajacego w czasie procesu, jak np. przy wyrobie su¬ rowca zelaza. Uzyskanie produktu o ma¬ lej zawartosci wegla jest dotychczas przy zastosowaniu znanych vsposobów niemozli¬ we i zeby uzyskac taki produkt o malej za¬ wartosci wegla, nalezalo stosowac kosztow¬ ne procesy ulepszania.Sposobem podlug wynalazku mozna wytwarzac bezposrednio metale i ©topy o malej zawartosci wegla, nawet takie me¬ tale, które wegiel latwo absorbuja. Cel ten osiaga sie w mysl wynalazku w ten sposób, ze ruda i t. d. redukuje isie calkowicie lub w duzej czesci zapomoca wegla lub srod¬ ków redukcyjnych, zawierajacych wegtól, lecz redrikcja tu nie jest bezposreclnia, tyl¬ ko posrednia. Stosowna mieszanine rfiate- rjalów zawierajacych tteft i srtft&óW r£-dukcyjnych zawierajacych wegiel formuje sie w cegielki lub jakiekolwiek inne bryly, poczern brykiety te laduje sie do pieca z ruida (lub innym materjalem surowym), z której ma byc uzyskany stop lub metal.Skladniki cegielek musza byc (przedtem dobrze rozdzielone lub zmielone na pyl i dobrze wymieszane, Materjal zawierajacy tlen ulega w piecu redukcji, a powstaly stad metal lub stop dziala potem reduku¬ jace na pozostaly materjal. Zwiazki tleno¬ we, zawarte w cegielce, musza byc tego rodzaju, zeby po zredukowaniu zapomoca wegla dawaly takie skladniki, stopy lub wegliki, które dzialaja redukcyjnie na wla¬ sciwy materjal surowy, sluzacy do wyro¬ bu zadanego metalu lub stopu. Jako sklad¬ ników cegielek mozna uzywac np. naste¬ pujacych tlenków: tlenku glinu, magnezu, baru, wapnia, manganu, chromu, cynku, kwasu borowego i innych. Kazdy z tych tlen¬ ków lub mieszanina dwóch, albo kilku z nich, moze byc uzyta w cegielce, a rózne cegielki moga byc znowu uzyte razem, W ostatnim wypadku, zwlaszcza gdy tempe¬ ratury redukcji róznych gatunków cegie¬ lek znacznie sie róznia i jezeli stosowany piec elektryczny posiada dwie lub wiecej elektrod, to mozna te odmienne gatunki cegielek umieszczac pod róznemi elektro¬ dami. Korzystne moze byc równiez uzycie specjalnych srodków do uzyskania poza¬ danej gestosci i pozadanej temperatury topliwosc zuzla, srodki te mozna domie¬ szac do skladników cegielek. Zwykle jed¬ nak lepiej jest doprowadzac oddzielnie ta¬ kie srodki, na które nie powinny oddzia¬ lywac srodki redukcyjne, zawierajace we¬ giel. Srodkami temi, które musza byc o- czywiscie dobrane z uwzglednieniem ro¬ dzaju skladników cegielki, zawierajacych tlen lub wytwarzajacych zuzel, moga byc np. wapno, kwarc, fluorek wapnia, siarczki jak CaS i inne. Skladnikami redukcyjne- mi cegielek moga byc materjaly zawietfa- jace wegiel, jak wegiel drzewny, grafit, an¬ tracyt, koks, lignit, koks lignitowy (takze w postaci pylu lub mialu), torf, trociny i t. d Jezeli jaki materjal, z wyjatkiem ko¬ ksu, ma byc skladnikiem cegielek, to mozna go naprzód ogrzac celem skoksowania. To nadaje cegielkom twardosc i porowatosc.Jako spoiwa do wyrobu cegielek mozna uzyc takich srodków jak np. dziegiec, j margiel, woda wapienna, glinka, szklo i wodne i t. d. Chcac uzyskac cegielki o j szczególnie duzej wytrzymalosci, mozna j je przedtem poddac prazeniu lub spieka¬ niu. : "-'iH ¦"! Nowym sposobem mozna korzystnie u- zyskiwac np. chrom, zelazo, mangan, ty¬ tan, wanad, wolfram, molibden i stopy | tychmetali. I Do wytwarzania zelazo - chromu ze zwyklej rudy chromu (chronil), albo do wytwarzania stopów zelaza i chromu o ma¬ lej zawartosci chromu, jak np. zelazoi j stal nierdzewiejaca, z rudy chromu i ru- i dy zelaza lub czystego zelaza, nalezy za- i stosowac cegielki zawierajace jeden lub wiecej takich tlenków, jak tlenek glinu, j wapnia lub magnezu. W czasie redukcji takiej cegielki w piecu powstaje w tym wypadku glin, wapien lub magnez (albo ] zaleznie od zawartosci wegla odpowiednie 1 wegliki, np. weglik wapnia); metale te, I wzglednie ich wegliki, redukuja szybko | tlenowa rude chrlomu, 'zaladowana równo¬ czesnie do pieca. i Wskutek tej nastepnej redukcji wy- ! twarzaja sie znowu tlenki glinu, wapnia wzglednie magnezu, które przechodza w zuzel. Odpowiednim surowcem tlenku gli- j nowego jest tlenek glinu, alunit, bruksyt J i t. d.; surowcem zas tlenku magnezu— I magnezyt, dolomit; surowcem tlenku wap- i nia — kamien wapienny, palone wapno. i margiel i t. d.Poniewaz przy redukcji chromitu zu- I zel zawiera glównie tlenki glinu i magnezu, a wiec mozna tego zuzla uzyc do wyrobucegielek, jako materjalu fcawierajacego tlenkL Wtedy temperatura w redukcyjnej strefie pieca bedzie wyzsza, nizby byla przy bezposredniej redukcji tlenku chro¬ mu zapomoca srodków redukcyjnych za¬ wierajacych wegiel, a wskutek tego zuzel bedzie plynniejszy i latwiejszy do spu¬ szczania, niz w innych znanych procesach wytwarzania stopów chromowo - zelaz¬ nych.Jezeli cegielki maja wielki ciezar ga¬ tunkowy, to dla ulatwienia pracy moze byc czasem korzystne dodawanie oddziel¬ nie wegla kawalkowego, np. wegla drzew¬ nego, O ile nie wyrabia isie materjalu o du¬ zej zawartosci wegla, to ilosc wyzej wspo¬ mnianego wegla moze byc nieznaczna. Dla wyrównania 'tego dodatku wegla mozna wprowadzic tez nadmiar tlenku chromu.J-epiej jednak uzywac wegiel w cegielkach, aby im nadac mniejsza wage i porowatosc, a wtedy oddzielne wprowadzenie wegla nie jest potrzebne.Jezeli stosuje sie nadmiar cegielek w stosunku do zaladowanej ilosci tlenku chromu, to mozna wyrabiac stopy chro¬ mu o duzej zawartosci, np. glinu. W tym wypadku mozna uzyc z korzyscia zuzla o malym ciezarze gatunkowymi. Srodkiem do uzyskania takiego zuzla moze byc np. siarczek wapnia, glinu magnezu lub tlenek magnezu. Siarczki te mozna wprowadzic do zuzla, dodajac do ladunku pieca materjaly zawierajace juz takie siarczki, jak. np. siarczek zelaza, piryt magnezytowy i t. d.Materjaly te wytwarzaja w czasie proce¬ su, np. przez redukcje z metalami reduko¬ wanemu w cegielkach, jeden lub wiece-j wspomnianych lekkich siarczków, wskutek czego zelazo lub inne metale zwalniaja sie od zwiazków z siarka.Jezeli jednak przy pomocy cegielek za¬ wierajacych tlenek glinu ma byc wyrobio¬ ny stop chramu, miezawierajacy glinu, to ilosc ladowanego do pieca tlenku chromu musi byc stosownie regulowana. Wtedy korzystniej jest wytwarzac zuzel o stosun¬ kowo duzym ciezarze gatunkowym, gdyz wtedy redukcja chromu odbywa sie glów¬ nie w strefie powyzej zuzla i wskutek tego redukcja odbywa sie predzej, nizby sie odbywala, gdyby tlenek chromu rozpu¬ szczal sie poczatkowo w zuzlu i dopiero z niego musial byc wydobywany przez re¬ dukcje.Przy redukcji cegielek, zawierajacych tlenek magnezu lub wapnia, otrzymuje sie magnez, wzglednie wapn metaliczny w po¬ staci gazowej, co ulatwia ogromnie ich re¬ dukcyjne dzialania na rude. Takze przy wydobywaniu glinu z cegielek przez re¬ dukcje, znaczna ilosc glinu wystepuje w postaci lotnej. Do wytwarzania tym spo¬ sobem chramu lub jego stopów, mozna sto¬ sowac zwykle piece elektryczne, z rodzaju pieców karbidowych.Wytwarzanie innych metali lub stopów nowa metoda wedlug wynalazku odbywa sie podobnie jak to opisano dla chromu.Dla wyrabiania tym sposobem zelaza lub stali, najlepiej ilosc skladników cegie¬ lek tak dostosowac do innych materjalów, ladowanych do pieca, aby wytwarzany zu¬ zel nadawal sie ze wzgledu na swoje wla¬ snosci do wyrobu cementu, który mozna potem produkowac znanemi sposobami.Stosujac zatem nowy sposób mozna uzy¬ skiwac jako uboczny produkt nietylko ce¬ ment o skladzie takim, jaJldmia cement port¬ landzki, lecz takze szybkotwardniejacy cement glinkowy lub wapienny. Celem wytwarzania cementu portlandzkiego na¬ lezy obrac jako skladniki cegielek zawie¬ rajace tlen takie materjaly, które zawiera¬ ja CaO, np. kamien wapienny, margiel, palone wapno, oraz materjaly zawierajace glinke, np. bauksyt, albo inne materjaly, zawierajace AU Os, a w razie potrzeby tak¬ ze materjaly zawierajace S1O2. Chcac o- trzymac cement zawierajacy duzo tlenku glinu, najlepiej jest uzyc majterjalów za¬ wierajacych bauksyt jako AUOs. Cegielki — 3* -te ii&jlepiej potem formowac pr2y uzyciu jako spoiwa wody wapiennej, glinki lub cementu, przyczem mozna do tego celu uzyc czesc cementu uzyskanego w proce¬ sie redukcji; Jezeli natomiast wytwarzanie zuzla ce¬ mentowego nie jest pozadane, to mozna stosowac cegielki o duzej zawartosci kwa¬ su krzemowego,, np. kwarcu lub piasku. Je¬ zeli ruda zelaza zawiera wapn, to uzywa sie cegielek, które oprócz srodków reduk¬ cyjnych zawieraja glównie tylko kwas krzemowy. W injtiych wypadkach nalezy dodawac, zamiast kwasu krzemowego, in¬ ne materjaly, tworzace zuzel, albo jako skladniki cegielek, albo jako oddzielny do¬ datek. Jak juz wspomniano mozna uzywac jednoczesnie dwa lub wiecej rodzajów ce¬ gielek, np. takich, które zawieraja jeden lub wiecej tlenków wapnia, magnezu albo glinu i materjaly* bogate w wegiel, oraz jednoczesnie takich, które oprócz skladni¬ ków bogatych w wegiel zawieraja tez SiO*.Zuzle takie jak krzemiany wapnia lub ma¬ gnezu moga równiez byc uzyte do wyrobu cegielek, jako skladniki zawierajace tlen.Podobnie 'tez krzemiany glinowe, jak sza¬ mota, glinka i t. d. moga byc tez uzyte ja¬ ko odpowiednie materjaly surowe do wy¬ robu cegielek.Poniewaz temperatura pieca zalezy glównie od temperatury redukcji cegielek, wobec czego produkty procesu stapiania osiagaja wyzsza temperature, niz w innych znanych dotad procesach, np. przy wyro¬ bie surowca zelaza zwyklym sposobem w piecach elektrycznych. Temperatura jest zatem wystarczajaca, aby mozna wypu¬ szczac z pieca zelazo nawet z bardzo mala zawartoscia wegla.Przy uzyciu nadmiaru cegielek do wy¬ robu zelaza z rudy, mozna otrzymac stop zelaza z jednym z metali zawartych w ce¬ gielkach, np. z chromem, glinem, manga¬ nem, krzemem i L d. Produkt ten nalezy jednak z reguly poddac jeszcze powtórnej przeróbce w piecu elektrycznym, celem uregulowania zawartosci wegla, usuniecia siarki i t. d. Ta powtórna przeróbka moze byc jednak przeprowadzona znacznie szybciej i taniej niz ulepszanie surowca zelaza.Wytwarzanie zelaza nowym sposobem mozna uskuteczniac w zwyklych szybo¬ wych piecach elektrycznych, o ile stosuje sie do przerobu rude w kawalkach. Jezeli zas stosuje sie rude o ksztalcie drobno¬ ziarnistym lub mialu, to lepiej stosowac piec elektryczny typu pieców karbidowych.Dla wytwarzania wedlug niniejszego wy¬ nalazku metali o szczególnie malej zawar¬ tosci wegla, nalezy zmniejszyc zawartosc wegla w cegielkach o tyle, aby byla ona stale mniejisza od ilosci wegla, niezbednej do calkowitej redukcji skladników cegiel¬ ki, zawierajacych tlen. PL PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia pa tentowe. 1. Sposób wytwarzania metali i sto¬ pów zapamoca redukcji tlenków lub rud zawierajacych tlenki, znamienny tern, ze rude lub podobne surowce doprowadza sie do pieca razem ze speojalnemi cegielkami lub brylami, które posiadaja przynajmniej pewna czesc calej potrzebnej do przepro¬ wadzenia redukcji ilosci srodka redukcyj¬ nego w postaci materjalów zawierajacych wegiel, oraz dodatki materjalów zawiera¬ jacych tlen i tworzacych nastepnie czesc zuzla lub tez zuzel calkowity.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze dobiera sie ladunki pieca w ten sposób, aby wytworzony zuzel zawieral znaczna ilosc zasadowych tlenków ognio¬ trwalych, np.CaO lub AfgO.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern* ze ladunki pieca posiadaja ta¬ ki sklad, aby wytwarzany zuzel zawieral znaczniejsza ilosc tlenku glinu.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze ladunki pieca posiadaja — 4 —taki sklad, azeby wytwarzany zuzel nada¬ wal sie ze wzgledu na swoje skladniki do wyrobu cementu, np. cementu wapienne¬ go (portlandzkiego), wapienno - glinkowe¬ go lub glinkowego,

5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze cegielki lub brylki zawie¬ raja jeden lub wiecej tlenków o duzem cieple reakcji, jak np. tlenek glinu, baru, magnezu, cynku i tym podobne, albo tez zawieraja materjaly bogate w takie tlenki.

6. Sposób wedlug zastrz, 1— 5, zna¬ mienny tem, ze srodek redukcyjny, bedacy skladnikiem cegielki, zawiera jeden lub wiecej materjalów bogatych w wegiel o ma¬ lym ciezarze gatunkowym, jak np. koks gruby i drdbny, lignit drzewny gruby i drobny, torf, trociny i t. d.

7. Przeprowadzenie sposobu wytwa¬ rzania metali lub stopów o malej zawarto¬ sci wegla wedlug zastrz. 1 — 6, znamien¬ ne tem, ze stosowane cegielki lub bryly zawieraja tylko taka ilosc srodków reduk¬ cyjnych, zawierajacych duzo wegla, ze we¬ giel ten nie wystarcza do zredukowania tlenków zawartych w cegielce.

8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tem, ze stosuje sie cegielki w nad¬ miarze tak, ze wytworzony stop zawiera metale lub tym podobne, jak glin, krzem, mangan, chrom, które redukuje sie z cegie¬ lek. !

9. Przeprowadzenie sposobu wytwa¬ rzania chromu lub zelazo-chromu wedlug zastrz. 1 — 8, znamienne ten*, ze tlenek chromu lub rude chromu stapia sie w elektrycznym piecu wraz z cegielkami za¬ wierajacemi skladniki o duzej zawartosci wegla i tlenku.

10. Przeprowadzenie sposobu wytwa¬ rzania zelaza i jego stopów wedlug zastrz. 1 — 9, znamienne tem, ze rude zelaza sta¬ pia sie w elektrycznym piecu z cegielka¬ mi zawieraj acemi skladniki o duzej zawar¬ tosci wegla i tlenku. Ture Robert Haglund. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL