DE246386C

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Publication number: DE246386C
Application number: DENDAT246386D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

- JVl 246386 KLASSE 18 b. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1910 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wolframstahl durch Zusammenschmelzen von Stahl und metallischem Wolfram oder ähnlicher Metalle. Das Verfahren zur Gewinnung dieser zum Legieren verwendeten Metalle aus den Erzen zerfällt in das Verfahren zur Herstellung der Oxyde der Metalle und der Reduktion der so gewonnenen Oxyde ohne Abscheidung der Verunreinigungen. Bisher war

ίο man der Meinung, daß für die Zwecke des Legierens des beispielsweise als Werkzeugstahl Verwendung findenden Stahles mit den Metallen eine vollständige Entfernung der Verunreinigungen erforderlich wäre, daß also dem Stahl in dem Tiegel neben den sonstigen Zuschlägen reines metallisches Metall, beispielsweise Wolfram (von 95 bis 98 Prozent Reingehalt), zugesetzt werden müsse. Man hat aus diesem Grunde bisher Wolfram verwendet, das nur 2 bis 5 Prozent Verunreinigungen enthielt.

Die Herstellung von metallischem Wolfram ist sehr kostspielig, wodurch der Wolframstahl sehr teuer wird.

Es hat sich indessen herausgestellt, daß die Verwendung von derartig reinem Wolfram als Zuschlag zum Stahl nicht erforderlich ist. Vielmehr sind gewisse, dem Erz beigemengte und durch das Verbesserungsverfahren nicht entfernbare Verunreinigungen, insbesondere Kieseisäure, nicht schädlich, und man kann Wolfram verwenden, das etwa 20 Prozent Verunreinigungen enthält. Trotzdem kann ein brauchbarer Stahl hergestellt werden, da die Verunreinigungen des Wolframs während des Schmelzens im Tiegel in die Schlacke gehen.

Man hat bereits früher eine siliciumfreie Chromeisenmanganlegierung dadurch hergestellt, daß man das Chromerz mit Kohle und Bessemerschlacke zusammenschmolz: Diese so gewonnene siliciumfreie Legierung wurde bei der Herstellung von Flußeisen verwendet. Im Gegensatze hierzu wird nach dem neuen Verfahren eine siliciumhaltige Legierung dem Stahl zugesetzt.

Gewisse Wolframerze, nämlich Wolframit (Mn, FeWOJ und Hübnerit (MnWOJ, wurden bisher zum Zwecke der Herstellung von Wolframoxyd einem Sinterungsverfahren unterworfen. Dasselbe Ergebnis wird der Erfindung gemäß erheblich billiger erzielt. Zur Verwendung gelangt eins der hier genannten Erze oder ein anderes Wolframerz, wie z. B. Tungstein (Scheelit) (Ca W OJ oder Ferberit (Fe W OJ, in gereinigtem Zustande. Diesem gereinigten Erze haften noch gewisse Verunreinigungen an, die zum großen Teil aus dem in dem Gestein vorhandenen Quarz bestehen. Dieses Erz wird zusammen mit einer Chlor abgebenden Verbindung in eine Retorte gebracht, vorzugsweise in einen glasierten Tontiegel. Als solche Chlor abgebende Verbindung wird vorzugsweise eine verhältnismäßig geringe Menge eines Alkalichlorates verwendet (beispielsweise ein Teil Kalium- oder Natriumchlorat auf hundert Teile Erz). Dieser Charge wird Salzsäure zugesetzt, und zwar kommen auf 125 bis 150 Teile Erz in Teile Säure von 20 °. Die Reaktion wird bei einer Temperatur von 90 ° C. durchgeführt. Der Tiegel erhält vorzugsweise einen Holzmantel, durch den Dampf hindurchgeleitet

wird. Auch wird der Tiegel während des Verfahrens zweckmäßig mit einem hölzernen Deckel abgedeckt. Die Reaktion ist nach etwa ίο bis 18 Stunden beendigt. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Flüssigkeit von dem festen Rückstand abgegossen und der Rückstand in Wasser gewaschen, bis alle löslichen. Bestandteile entfernt sind, d. h. im Falle von Wolframit bis das Wasser nur geringe Spuren von Mangan enthält, oder im Falle von Scheelit, bis das Wasser nUrmehr eine geringe Menge von Calcium enthält.

Der so erhaltene Rückstand besteht aus Wolframsäure und unlöslichen Verunreinigungen, die zum großen Teil aus Kieselsäure bestehen. Diese Masse kann nun j e nach dem Verwendungszweck in verschiedener Weise behandelt werden. Beispielsweise kann sie mit Ammoniak versetzt werden und hierdurch die Wolframsäure in der Lösung von den Verunreinigungen ausgezogen werden. Außerdem aber kann die Masse einschließlich der Verunreinigungen nach dem folgenden Verfahren weiter behandelt werden.

Wie eingangs auseinandergesetzt ist, braucht man bei der Herstellung von Wolfram für den Zweck der Herstellung von Stahl in Tiegeln die Verunreinigungen nicht auszuscheiden, welche zum großen Teil aus Kieselsäure bestehen. Diese Verunreinigungen stammen zum größten Teil von dem Gestein, in dem die Wolframerze gelagert waren. Nach dem vorliegenden Verfahren bleiben dieselben bis zu einer Menge von 20 Prozent oder mehr dem Wolfram beigemengt, der dem Stahltiegel zugeführt wird. Sie werden im Tiegel vom Metall abgeschieden und gehen in die Schlacke über.

Soll demnach das eben beschriebene Reaktionsprodukt bei der Herstellung von Stahl Verwendung finden, so wird der unlösliche Rückstand des Säureverfahrens nach dem Waschen und Trocknen mit einem Reduktionsmittel vermengt und der für die Reduktion des Wolframoxyds erforderlichen Temperatur ausgesetzt. Wenn die Reduktion beendigt und die Ofencharge abgekühlt und aus dem Ofen entfernt ist, so enthält dieselbe metallisches Wolfram in fein verteilter Form, teilweise etwas zusammengebacken und. in metallischer Vermengung mit der Schlacke oder Verunreinigung, die zum großen Teil aus Kieselsäure besteht. Der Wolframgehalt beträgt im allgemeinen etwa 80 Prozent.

Wenn dem Verfahren das unter dem Namen Scheelit bekannte Erz unterworfen ist, so ist der Kieselsäuregehalt besonders groß. Bei Verwendung von Wolframit oder Ferberit besteht die Verunreinigung zum Teil aus Kieselsäure; außerdem ist eine erhebliche Menge von Eisen vorhanden — bei Verwendung von Ferberit bis 7 Prozent —, und. wenn Wolframit dem Verfahren unterworfen war, so enthalten die Verunreinigungen kleine Mengen von Mangan. Wenn in dem Erz Eisen enthalten war, so wird dieses gleichzeitig mit der Reduktion des Wolframs in metallisches Eisen umgewandelt, und dieser' Eisengehalt bildet einen reinen Gewinn bei der Durchführung des Tiegelverfahrens.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird das Silicium der Kieselsäure nicht von dem Wolfram abgeschieden, bevor dasselbe in den Tiegel gebracht wird. Diese Abscheidung würde erhebliche Kosten verursachen. Man bringt dasselbe deshalb mit dem Wolfram in den Tiegel, in dem es bei der Stahlfabrikation ohne erhebliche Mehrkosten entfernt wird. Die Entfernung des Siliciums in dem Tiegel ist deshalb möglich, weil es in der Form des Oxyds, nämlich der Kieselsäure, in mechanischer Vermengung mit dem Wolfram vorhanden ist und in dieser Form ohne chemische Veränderung in die Schlacke übergeht.

Nach dem beschriebenen Verfahren wird so gut wie alles im Erz enthaltene Wolfram für den Tiegelprozeß ausgenutzt. Dies ist nicht möglich, wenn man das Wolfram vorher in einen nahezu reinen Zustand überführt.

Das im vorstehenden beschriebene Verfahren, bei dessen Beschreibung Wolfram zugrunde gelegt ist, läßt sich auch bei der Reinigung anderer Metalle ähnlicher Art und bei der Legierung des Stahles mit Metallen ähnlicher Art verwenden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Wolframstahl oder ähnlicher Stahllegierungen durch Zusammenschmelzen von Stahl und dem Legierungsmetall im Tiegel, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Wolfram o. dgl. noch die dem Wolframerz ο. dgl. beigemengte Kieselsäure enthält, welche erst in dem zur Stahlbereitung dienenden Tiegel abgeschieden wird.

2. Verfahren zur Gewinnung des kieselsäurehaltigen Wolframs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz des Wolframs oder eines ähnlichen Metalles der Einwirkung von Salzsäure in Anwesenheit eines Chlorträgers unterworfen wird, worauf der unlösliche Reaktionsrückstand gewaschen und im Ofen reduziert wird.