DE658082C

DE658082C - Verfahren zur Erzeugung von Kupromangan

Info

Publication number: DE658082C
Application number: DEG92200D
Authority: DE
Original assignee: WILLIAM GUERTLER DR
Current assignee: WILLIAM GUERTLER DR
Priority date: 1936-02-15
Filing date: 1936-02-15
Publication date: 1938-03-21

Description

Verfahren zur Erzeugung von Kupromangan Mangan wird in der Legierungstechnik in erster Linie als Zusatz zu Eisen, Stahl und Eisenlegierungen, in zweiter Linie als Zusatz zu Kupfer und Kupferlegierungen verwendet. Anderen Metallen setzt man es nur in kleinen Mengen von etwa i °/o zu, die nur in einzelnen Fällen auf einige Prozent erhöht werden.
Man setzt nun sehr ungern reines Mangan zu, cla es einerseits besonders kostspielig herzustellen ist, andererseits aber beim Zusetzen 4vegen seiner großen Oxydationsfähigkeit zum großen Teil .verbrennt. Man hat dann auch keine Treffsicherheit mehr bezüglich des Mangangehaltes der erzielten Legierung.
Will man Mangan zu Eisenlegierungen zusetzen, so hilft man sich in der Weise, daß man nicht reines Mangan erzeugt, sondern aus gemischten Manganeisenerzen direkt Ferroinangan mit hohen Mangangehalten, das man dann in entsprechend berechneten Mengen zusetzt.
Zu Kupfer kann man nun solches Ferroinangan nicht zusetzen; .da größere Eisenmengen in den meisten Kupferlegierungen schädlich sind und da es andererseits keine gemischten Kupfermanganerze gibt, aus denen man direkt Kupromangan erzeugen kann. Kupromangan müß deshalb auf ziemlich teur emWege aluminothermisch erzeugt werden.
Ich habe nun ein anderes Verfahren erfunden, das auf der bekannten Tatsache aufgebaut ist, daß Eisen-Mangan-Kupfer-Legierungen bestimmter Mischungsverhältnisse, besonders bei Anwesenheit größerer Mengen Kohlenstoff, sich in zwei getrennten Schichten absetzen, die sich nach dem Erstarren ohne weiteres voneinander trennen lassen. Bei näherer Untersuchung der Erscheinung konnte ich feststellen, daß zwar das Mangan in der eisenreichen Schicht (obere Schicht) sich immer reichlicher auflöst als in der unteren kupferreichen, daß es aber trotzdem gelingt, durch wiederholte Umschmelzungen nach einem fraktionierten Schmelzverfahren aus Ferromangan einerseits und Kupfer andererseits Kupromangan zu erzeugen.
Ich habe ferner feststellen können, daß man bei geeignetem Vorgehen ein nahezu eisenfreies Kupromangan erhält, in dem die Eisengehalte nur Bruchteile von Prozenten betragen. Ich habe ferner feststellen können, daß dieser Erfolg besonders dann eintritt, wenn man die Temperatur möglichst lange zwischen cgoo bis 870° hält.
Besonders gut durchführbar ist das Verfahren, wenn man ein hochmanganhaltiges Ferromangan zur Verfügung hat.
Ein Beispiel, bei dem möglichst einfache Zahlen gewählt sind, sei nachstehend gegeben: Wenn man von 1500 g Ferromangan ausgeht, das 8o°/oig sein- möge, so enthält es i2oo g Mangan und 300 g Eisen. Dazu fügen wir eine gleiche Menge Kupfer, also i5oo g.
Schmilzt man nun den gesamten Tiegelinhalt nieder, so bilden sich zwei gesonderte Schichten aus, und zwar ergibt sich, daß die eisenreiche Schicht enthält 60 % Mangan, 300o Eisen und io% Kupfer: Da die Menge der entstandenen eisenreichen,;,

Addiert man nunmehr zur Kontrolle die in beiden Schichten enthaltenen Metallmengen zusammen, so erhält man wieder entsprechend der ursprünglichen Einwage i Zoo g Mangan, 300 g Eisen und i 50o g Kupfer.
Das als untere Schicht erhaltene Kupromangan ist ohne weiteres verwendbar. Es genügt also bereits eineinmaliges Umschmelzen, uni im Sinne der Erfindung eine bestimmte Menge des gewünschten Produktes zu erhalten. Bereits ein einmaliges Umschmelzen also bedeutet den Inhalt des Verfahrens.
Nun kann man aber weitere Ausbeute erzielen, indem man das Umschmelzen wiederholt. Das als obere Schicht erhaltene kupferhaltige Fer r omangan enthält noch viel Mangan, das man abermals zur Herstellung weiteren Kupromangans benutzen kann, indem man das Prinzip der Erfindung zum zweiten Male anwendet: Nehmen wir nämlich beispielsweise i oöo g der beim ersten Umschmelzen erhalterien oberen Schicht, so enthält sie entsprechend der oben gegebenen prozentischen Zusaminensetzung 60o g Mangan, 300 g Eisen und i oo g Kupfer.
Wird dies verschmolzen finit der doppelten Menge, also 2000 g Kupfer, so bilden sich wiederum zwei Schichten aus. Und zwar ergibt sich hei näherer Untersuchung, daß die eisenreiche Schicht nunmehr enthält 3701o Mangan, 580o Eisen und 5% Kupfer.
Bei einem Gesamtgewicht von 50o g enthält also diese eisenreiche Schicht 185 g Mangan, 29o g Eisen und 25 g Kupfer und die kupferreiche Schicht i6,6°/0 Mangan, 0,4% Eisen und 8301o Kupfer.
Bei einem Gesamtgewicht von 250o g enthält demnach die kupferreiche Schicht 41 5 g Mangan, iog Eisen und 2075 g Kupfer.
Auch in diesem Falle wieder erhält man durch Addition der in beiden Schichten vorhandenen Mengen die Ausgangsmengen.
Durch das zweite Umschmelzen ist es also gelungen, aus der beim ersten Umschmelzen erhaltenen eisenreichen Schicht abermals Mangan zu entziehen und in Kupromangan überzuführen.
Das gleiche Prinzip kann man natürlich auch mit dem gleichen Erfolge anwenden auf ein etwa ursprünglich gegebenes verhältnismäßig manganarmes Ferromangan, (las aus zwei Teilen Mangan und einem Teil Eisen ..besteht. Schmelzen wir goog dieses Materials;

produkt wie im letztgeschilderten Beispiel.
Je nach der Zusammensetzung der. Ausgangsstoffe und je nach dem Grade, bis zu dein man die Entfernung des Mangans aus dein Ferromangan treiben will, kann man also das Prinzip, das der Erfindung zugrunde liegt, einmal oder mehrmals anwenden: Jeder einzelne Schritt ist für sich Gegenstand des Verfahrens.
In den geschilderten Beispielen war das Verfahren zweimal wiederholt. Man kann nun in derselben Weise immer weiter fortschreiten, indem man die erhaltenen manganärmeren Ferromangane immer wieder mit neuem Kupfer zusammenschmilzt und dadurch ihren Mangangehalt noch immer weiter drückt.
Im angezogenen Beispiel hatten wir eine eisenreiche Schicht erhalten, die nur noch 370o, also weniger als 400[o Mangan enthält. Durch weitere Wiederholungen kann man auf 30, 25, 2o und weiter immer weniger Mangangehalte kommen.
Die andererseits dabei erhaltenen Kupromanganlegierungen haben Mangangehalte, die im allgemeinen 30°/o nicht überschreiten. Sie können dann zur Einführung des Mangans in Kupfer, Messing, Bronze, Kupfer-Nickel-Legierungen, Neusilberlegierungen verwendet werden, andererseits aber auch als Zusatz zu Aluminium, Blei usw. in solchen recht häufig auftretenden Fällen, daß diesen letztgenannten Metallen nicht nur Mangan, sondern auch Kupfer zugesetzt werden soll.
Bei den geschilderten Beispielen sind die eventuellen Kohlenstoffgehalte des Ferroinangans rin Betrage von höchstens einigen Prozent fortgelassen worden, um die Rechnungen übersichtlicher zu machen, und zwar in der Weise, daß die Gesamtgehalte abzüglich des Kohlenstoffes gleich ioo gesetzt sind. Der Kohlenstoff bleibt in allen Fällen fast völlig im Ferromangan, ohne in das Kupromangan einzutreten.

Claims

PATENT ArrsPRücHE i. Verfahren zur Erzeugung von Kupromangan mit etwa 20 bis 4001o Mangan, dadurch gekennzeichnet, daß manganreiches Ferromangan mit Kupfer in geeigneten Mengen zusammengeschmolzen und die Schmelze nach der Erstarrung in die sich gebildeten zwei Schichten getrennt wird.
2. Verfahren zur Erzeugung von Kupromangan mit bis zu 30°/o Mangan; dadurch gekennzeichnet, daß Ferrömangan finit 5o his etwa 70°1o Mangan oder kupferhaltige, nach Anspruch i erzielte Ferromangane wiederum mit -Kupfer verschmolzen werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und -, -dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erleichterung der Reaktion möglichst hohe Kohlenstoffzusätze verwendet. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man möglichst lange bei Temperaturen von goo bis 870° abstehen läßt.