NO143312B - Kabeltrekkapparat. - Google Patents

Abstract

Kabeltrekkapparat.

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av rent mangan eller krommetall.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til fremstilling av i det

vesentlige rent mangan eller krommetall

ved fordampning av metallet fra metall-borider.

Det har vært kjent i noen tid at mange

metaller kan fordampes fra blandingen av

forskjellige metaller. Da fordampningen av

disse metaller avhenger i noen grad av

temperaturen, er det vanlig kjent at sti-gende temperaturer vil øke fordampnings-hastigheten. Temperaturøkningen er imid-lertid begrenset av smeltepunktet for selve

metallene når det er ønskelig med høyt

utbytte og høy fordampningshastighet. Når

smeltepunktet er nådd, oppstår det en

sterk minskning av fordampningsoverfla-ten og utbyttet og fordampningshastighet

synker.

Det er kjent å destillere mangan fra

dets karbonholdige legeringer, slik som

ferromangan og silicomangan. Ifølge tidligere kjente fremgangsmåter oppvarmes

disse legeringer i en retorte ved forminsket

trykk hvorved det lett fordampbare mangan fordamper. En av ulempene ved den

tidligere kjente fremgangsmåte er nødven-digheten av å øke temperaturen trinnvis

for å unngå smeltning av chargen, og så-ledes sterkt redusere fordampningshastig-heten på grunn av dannelse av flytende

fase og etterfølgende minskning av for-dampningsoverflate. Ved å øke temperaturen i flere trinn, dannes det et porøst gra-fittresiduum som virker som en veke og så-

ledes bevarer maksimum fordampnings-overflate.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelsen omfatter at.minst ett borid av mangan eller krom fylles i fast tilstand i en vakuumovn, hvoretter i det vesentlige all gass fra vakuumovnen, hvilken er reaktiv med de nevnte borider og metallet, evakueres og boridene oppvarmes i vakuum til en temperatur som er tilstrekkelig høy til å fremstille metalldamp, i det minste ved et damptrykk i overskudd av omgivende trykk inne i vakuumovnen og temperaturen opprettholdes tilstrekkelig høy til å holde metalldampen i det minste ved damptrykk over det omgivende trykk innenfor vakuumovnen, og at minst en del av metalldampen ledes til en kodenseringssone og rent metall utvinnes.

Metaller som kan behandles som borider i foreliggende fremgangsmåte er mangan og krom, idet disse metaller er istand til å danne borider som er stabile ved forhøyede temperaturer. Boridene av disse metallene vil ikke brytes ned ved forhøyede temperaturer før selve metallet fordampes, og vil ikke brytes ned ved temperaturer lavere enn smeltepunktet for det valgte metall i selve boridene.

Boridene av de ovenfor nevnte metaller kan fremstilles ved flere kjente metall-urigiske fremgangsmåter. For eksempel kan ved behandling av oksydiske mangan-kilder, slik som malm'' eller slagg, i en samtidig reduksjon av oksydisk mangan-materiale og boroksyd utføres med et kar-bonholdig reduseringsmiddel i en elektrisk lysbue eller induksjonsovn. Reaksjonen kan angis som følger:

Foreliggende fremgangsmåte kan da benyttes til å behandle borid av mangan for å fremstille manganmetall.

Partikkelstørrelsen for chargen holdes innenfor området fra omtrent 3,2—12,7 mm, idet den foretrukne størrelse er 6,4 mm. Disse charge-partikler kan enten være faste stykker eller pellets sammen-satt av pressede fine partikler.

Det kan anvendes en hvilken som helst egnet vakuumovn for foreliggende fremgangsmåte.

Praktisk talt all gass som er reaktiv med metallboridet som skal behandles, og/ eller metalldampen som skal fremstilles, må evakueres fra vakuumovnen ved utførelsen av foreliggende fremgangsmåte. Dette gjø-res særlig for å unngå produksjon av for-urenset metall og/eller for å hindre for-bruk av borider samt til å oppnå de krevede vakuumbetingelser. Det skal bemerkes at uttrykket «vakuum» og uttrykket «i vakuum» brukes her og i påstandene for å angi trykk som er under en standardatmos-fære.

En av hovedfordelene ved foreliggende fremgangsmåte er evnen til å oppvarme boridet til temperaturer som er betydelig over smeltepunktet for metallet i boridet uten dannelse av flytende fase av metallet. På denne måte opprettholdes maksimums fordampningshastigheter uten tap i hastighet eller utbytte på grunn av dannelse av vesentlige mengder flytende stoff. Det er generelt funnet at boridet i dets faste tilstand oppvarmes med en så hurtig tem-peraturstigning som mulig uten å medføre smeltning på grunn av termisk sjokk og til temperaturer som er tilstrekkelig høye til å gi fordampning av metall i boridet. Temperaturen holdes ved tilstrekkelig høyt nivå for å opprettholde en damp av metallet ved et damptrykk som ligger over omgivende trykk i vakuumovnen. Det skal bemerkes at metalldamptrykket må være over omgivende trykk i ovnen for å mulig-gjøre at det sikres høye hastigheter og utbytter for det søkte metall. Det foretrek-kes de høyest mulige temperaturer opp til temperaturen imiddelbart under den ved hvilken det kan fremkalles omdannelse av metallet og/eller boridet til flytende fase.

Det vil lett ses at hastighet av me-talproduksjon, og i noen grad utbyttet av det metallet som skal fremstilles, styres stort sett av forskjellen i omgivende atmos-færetrykk inne i ovnen og damptrykket for det metall som skal fordampes. Følge-lig er ekstremt lavt vakuum mest ønskelig ved foreliggende fremgangsmåte, og det skal benyttes så lavt omgivende trykk inne i ovnen som det kan opprettholdes ved hjelp av utstyret.

Skjønt foreliggende fremgangsmåte er mest hensiktsmessig utført på ovenstå-ende måte, kan det oppnås vesentlige hastigheter og utbytter av metall der hvor det anvendes mindre avvikende metalldamp og omgivende trykk. Dette skriver seg stort sett fra boridene ifølge foreliggende fremgangsmåtes evne til behandling ved temperaturer som ligger langt over smeltepunktet for den spesielle metalliske be-standdel som skal utvinnes fra boridet. Ved fremstilling av mangan fra manganborid er en temperatur på 1750°C og et omgivende trykk på 0,05 til 0,07 mm Hg blitt funnet tilfredsstillende.

Kondensasjon kan utføres i en hvilken som helst av et antall kjente kondensato-rer. Kondensasjonen kan utføres i vakuum eller i inert gassatmosfære.

Bor fremstilles som biprodukt ifølge foreliggende fremgangsmåte i form av et residuum ved fordampning av metallet. Boret kan recykleres i fremgangsmåten for å skaffe ekstra borider for behandling.

I følgende eksempel ble det benyttet en induksjonsoppvarmet karbontype vakuumovn.

Manganborid omfattende 76,1 vekts-pst. mangan, 16,9 vetks-pst. bor, 2,8 vekts-pst. jern, 2,0 vekts-pst. karbon, 0,05 vekts-pst. aluminium og 0,69 vekts-pst. silicium ble pelletisert slik at det dannet kompakte legemer med en størrelse på 3,2 mm til 12,7 mm i diameter og anbragt i en gra-fittdigel og oppvarmet i vakuum i en ovn hvorfra praktisk talt all luft var fjernet. Hastigheten for temperaturøkningen var 300°C—400°C pr. time. Oppvarmningen ble fortsatt inntil det var oppnådd en temperatur på 1750°C og et vakuum på 0,045 mm— 0,090 mm Hg. Denne temperatur ble holdt i et tidsrom av 15 min. Dampene ble ledet til en kodenseringssone og kondensert slik at det ble dannet manganmetall som inne-holdt 98,5 vekts-pst. mangan. Resten besto av 65 vekts-pst. bor, 2,87 vekts-pst. mangan og 9,84 vekts-pst. karbon.

Følgende eksempel illustrerer fremstilling av krom ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte.

Kromborid omfattende 17,32 vekts-pst. bor ble pelletrisert, anbragt i en grafitt-digel og oppvarmet i vakuum ved et utgangstrykk på 0,05 mikron i en ovn hvorfra praktisk talt all luft var fjernet. Føl-gende tabell er en sammenstilling av temperatur, tid gjennomsnittstrykk under fremgangsmåten og en analyse av det dannede produkt.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av

rent mangan- eller krommetall fra faste borider av metallene, karakterisert v e d at ett eller flere borider av det valgte metall i partikkelform med en partikkel-størrelse fra 3,2—12,7 mm i diameter an-bringes i en vakuumovn, hvoretter praktisk talt all gass, som er reaktiv med boridet og det valgte metall, evakueres fra ovnen, og boridet oppvarmes i vakuum til en temperatur som er tilstrekkelig høy til å frem- stille og holde damp av det valgte metall ved et damptrykk som ligger over omgivende trykk inne i vakuumovnen, mens boridet holdes i fast tilstand, og at metalldampen ledes til kondenseringssone og kondenseres til metallisk form.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at oppvarmningen av blandingen i vakuumovnen utføres innenfor området 1500°C—1750°C for mangan og innenfor området 1700°C—1850°C for krom.