DE749001C

DE749001C - Werkstoff fuer Spaltanlagen

Info

Publication number: DE749001C
Application number: DEM151098D
Authority: DE
Priority date: 1941-06-12
Filing date: 1941-06-12
Publication date: 1944-11-14

Description

Werkstoff für Spaltanlagen Es ist bekannt, daß alle Metalle und Legierungen beim Spalten von Kohlenwasserstoffen die Bildung von Kolilenstoff katalysieren. In den Röhrenerhitzern der Spaltanlagen ist die durch die Katalyse der Metallwände bedingte Ablagerung von Koks besonders lästig. Auch ist es vorteilhaft, die Koksbildung in den Spaltlrammern zu vermindern und die Menge des Rückstandsöls zu vergrößern. Um die Koksabscheidung in den Spaltanlagen zu verhindern, wurde es vorgeschlagen, die Oberfläche des Stahles durch chemische Behandlung mit einer Oxyd- oder Sulfidschicht zu isolieren, da man angenommen hat, daß diese Verbindungen die Kohlenstoffabscheidung nicht katalysieren. Es hat sich aber gezeigt, daß die so hergestellten Überzüge die Kohlenstoffabscheidung nicht genügend verhindern.
Es ist ja bekannt, daß die Oxyde des Chroms, Eisens, Aluminiums und manche andere im bestimmten Zustande gute Spaltkatalysatoren sind und beim Spalten gewisse Mengen Kohlenstoff abscheiden. Nur die härtesten kristallinischen Varietäten dieser Oxyde sind katalytisch passiv Durch Elektrolyse hergestellte Phosphatüberzüge verhindern zwar die Korrosion des Stahles, nicht aber die Koksabscheidung.
Die Oxyde Fe2Os, Cd203 und Al2 03 kommen in verschiedenen Kristallformen vor.
Bei Temperaturen über I000° gehen alle Varietäten dieser Oxyde in die härteste rhomboedrische Korundform über. Es ist bekannt, daß man solche korundartige Oxydüberzüge dieser Metalle auf Stahl und Stahllegierungen durch geeignete anodische Oxydation ohne Anwendung von hohen Temperaturen herstellen kann. Nun habe ich gefunden, daß solche Überzüge die Koksabscheidung praktisch elemenieren. Solche Überzüge sind hart, festhaftend, beständig und chemisch und katalytisch vollständig passiv. Zur Herstellung solcher Überzüge oxydiert man, wie bekannt, die Oberfläche der Stähle elektrolytisch unter solchen Bedingungen, daß die sich bildende Oxydschicht einen Ventileffekt für den Durchgang des Stromes zeigt.
Man kann auch so verfahren, dalJ man die Siemens-Martin-Stähle oder die austenitischen Stähle nach der einen oder anderen Art erst verchromt. Dann wird die dünne Chroms metallschicht elektrolytisch in passenden Bädern unter solchen Bedingungen mit Wechselstrom oder Gleichstrom oder beiden zusammen so- behandelt, daß durch die Ventilwirkung eine korundharte, dünne Schicht von Cr2 O3 entsteht.
Die anodische Oxydation selbst ist nicht der Gegenstand meiner Erfindung und wird nach den bekannten Verfahren durchgeführt. Für mit Chrom plattierte Stahloberflächen eignen sich zur Erzeugung sperrfähiger, harter Oxyd schichten von Cr20ß am besten Elektrolytenbäder aus geschmolzenem Kaliumhydrosulfat, KHSO4. Solche werden für Aluminium und Tantal verwendet und sind in der Literatur beschrieben. Eine geeignete Arbeitsweise ist die folgende: Beispiel Eine galvanisch verchromte Stahloberfläche wurde in einem Elektrolytenbad aus geschmolzenem Kaliumhydrosulfat, K H S04, zur Anode gemacht und bei 2500 mit einer Spannung von 110 Volt und einer Stromdichte von 200Amp.lm2 für eine Dauer von 4 Minuten behandelt. Dabei bildete sich eine dünne, korundharte, sperrfähige Deckschicht von Chromoxyd (Cr2 03). Es bildete sich bei dieser Temperatur keine höhere Oxydationsstufe des Chroms. Die so behandelte Stahloberfläche wurde in einem Strom von n-Heptan bei einer Temperatur von 500° für 20 Minuten erhitzt; es bildete sich praktisch kein Koks. Unter denselben Bedingungen zeigte eine nicht behandelte Stahloberfläche einen erheblichen Koksüberzug.
Je nach den Arbeitsbedingungen kann man die Dauer der Bildung, die Dicke und Porosität der Deckschicht in weiten Grenzen variieren.
Noch gute Deckschichten erhält man bei Temperaturen von 210 bis 3500, Stromdichte 200 bis 6oo Amp./m2 und Spannung 40 bis 220 Volt. Auch andere Elektrolyte, die man zur Herstellung von sperrfähigen Deckschichten aus Aluminium und Tantal kennt, geben bei geeigneter Temperatur, Spannung und Stromdichte einen brauchbaren Werkstoff für Spaltanlagen.
Im Vergleich mit den auf elektrischem Wege hergestellten Phosphatdeckschichten und den auf chemischen Wegen hergestellten Oxyd-Sulfid- oder Phosphatdeckschichteii besitzen die hier beschriebenen elektrolytisch hergestellten Oxyddeckschichten als Werkstoff für Spaltanlagen eine höhere mechanische Widerstandsfähigkeit und Dauerhaftigkeit und bilden praktisch keinen Koks. Auch andere Metalle, die einen Ventileffekt zeigen, wie Aluminium, Tantal, Wolfram, Zirkonium, gehen in Verbindung mit einer Stahloberfläche auch einen Werkstoff für Spaltanlagen von ähnlichen technischen Eigenschaften.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: Verwendung von mit Metallen, z. B.

Chrom, plattierten und anschließend unter Bildung einer harten Oxydschicht anodisch oxydierten Stählen als Werkstoff für Spaltanlagen.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: britische Patentschrift ...... Sr. 382 287.