DE937559C

DE937559C - Process for removing gases, in particular hydrogen, and of suspended, non-metallic impurities from aluminum and its alloys by chlorination and filtration

Info

Publication number: DE937559C
Application number: DEE2104A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Moritz
Original assignee: Julius and August Erbsloeh GmbH and Co
Current assignee: Erbsloeh Aluminium GmbH
Priority date: 1950-09-14
Filing date: 1950-09-14
Publication date: 1956-01-12

Description

Verfahren zum Entfernen von Gasen, insbesondere Wasserstoff, und von suspendierten, nichtmetallischen Verunreinigungen aus Aluminium und seinen Legierungen durch Chloren und Filtrieren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Gasen, insbesondere Wasserstoff, und von suspendierten, nichtmetallischen Verunreinigungen aus Aluminium und seinen Legierungen durch Chloren und Filtrieren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß zum Zuführen des Chlors und zum Filtrieren eine oder mehrere Filterplatten verwendet werden, die wechselweise zum Chloren und zum Filtern im kontinuierlichen Arbeitsgang in einer einzigen Vorrichtung benutzt werden, wobei im Falle des Chlorens die Strömungsrichtung umgekehrt ist wie im Falle des Filterns.Process for removing gases, in particular hydrogen, and of suspended, non-metallic impurities from aluminum and its alloys by chlorination and filtration. The invention relates to a method of removal of gases, especially hydrogen, and of suspended, non-metallic impurities from aluminum and its alloys by chlorination and filtration. The essence of Invention is that for supplying the chlorine and filtering one or several filter plates are used, which alternate between chlorination and filtering can be used in a continuous operation in a single device, wherein in the case of chlorine the direction of flow is reversed as in the case of filtering.

Beim Schmelzen und insbesondere beim wiederholten Umschmelzen von Aluminium und seinen Legierungen ist es praktisch unvermeidbar, das nichtmetallische Verunreinigungen in das Metall gelangen, wie einerseits Gase, hauptsächlich Wasserstoff, und andererseits Oxyde, Nitride und Karbide. Der Wert von Aluminium und seinen Legierungen wird in höherem Maße durch diese nichtmetallischen Verunreinigungen beeinträchtigt, als durch metallische Beimengungen.When melting and especially when remelting repeatedly Aluminum and its alloys are practically inevitable, the non-metallic Impurities get into the metal, such as gases, mainly hydrogen, and on the other hand oxides, nitrides and carbides. The value of aluminum and its alloys is affected to a greater extent by these non-metallic impurities, than through metallic admixtures.

Ein kontinuierliches Chloren wurde bisher nur zum Entgasen, nicht aber zum Entfernen nichtmetallischer Verunreinigungen vorgeschlagen, da es hierfür nicht ausreicht. Ein nur kontinuierlich gechlorter Metallstrom kann nicht unmittelbar vergossen werden.Up to now, continuous chlorination has only been used for degassing, not but suggested for removing non-metallic impurities as this is done not enough. A stream of metal that is only continuously chlorinated cannot be immediate to be shed.

Ein vorbekanntes Verfahren besteht darin, daß gasförmiges Chlor in flüssiges Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen eingeleitet wird. Hierdurch wird insbesondere der im flüssigen Aluminium gelöste Wasserstoff beseitigt. Das Einleiten von Chlor hat, vornehmlich in feinverteilter Form, die weitere Wirkung, daß in der Schmelze suspendierte nichtmetallische Teilchen koagulieren und von den Gasbläschen mit an die Badoberfläche getragen werden. Das Chlor kann im einfachsten Fall durch ein Rohr in die Schmelze, die sich in einem der üblichen Öfen befindet, eingeleitet werden. Bei dieser einfachen- Arbeitsweise ist der Nutzeffekt gering. Es ist vorteilhafter, das zu reinigende Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in einen eigens zu diesem Zweck vorzusehenden Chlorkonverter einzufüllen und dort intensiv zu behandeln. Die Wirkungsweise dieses Verfahrens ist zwar sehr -gut, die Anlage selbst und die Durchführung des Verfahrens sind aber zu kostgpielig. Eine weitere bekannte- Maßnahme besteht darin, daß das Chlor in einem kontinuierlichen Verfahren mit Hilfe einer besonderen Apparatur dem ständig durchfließenden Aluminium zugeleitet wird. Auch mit dieser Arbeitsweise sind gute Ergebnisse zu erzielen. Es treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn man- die aus der Vorrichtung austretende gechlorte Schmelzeunmittelbar, beispielsweise im Strangguß, vergießen will, da dann die Gefahr besteht, daß noch nicht alle Verunreinigungen an der Oberfläche des Bades abgeschieden sind und daß die abgeschiedenen Verunreinigungen durch das ausströmende Metall mitgerissen werden.A previously known method is that gaseous chlorine in liquid aluminum or Aluminum alloys is introduced. This in particular eliminates the hydrogen dissolved in the liquid aluminum. The introduction of chlorine, primarily in finely divided form, has the further effect of that in the melt suspended non-metallic particles coagulate and from the Gas bubbles are carried to the bath surface. The chlorine can in the simplest Fall through a pipe into the melt, which is located in one of the usual furnaces, be initiated. In this simple way of working, the efficiency is low. It is more advantageous to combine the aluminum or aluminum alloys to be cleaned in one Fill in the chlorine converter specially provided for this purpose and intensively there to treat. The mode of action of this process is very good, the system itself and the implementation of the process are too expensive. Another known measure is that the chlorine in a continuous process with the help of a special apparatus fed to the constantly flowing aluminum will. Good results can also be achieved with this method of working. It does occur, however Difficulties arise when the chlorinated melt emerging from the device is for example in continuous casting, wants to shed, since there is then the risk that still not all impurities are deposited on the surface of the bath and that the deposited impurities are carried away by the escaping metal.

Ein weiteres Verfahren für die Beseitigung von Verunreinigungen besteht darin, daß das flüssige Aluminium bzw. seine Legierungen durch Filterpackungen oder- Filterplatten - filtriert wird. Bei diesem Verfahren werden aber nur die in der Schmelze suspendierten festen Fremdteilchen entfernt, nicht aber die Gase. Derartige Filtereinrichtungen besitzen an sich eine recht gute Wirksamkeit. Sie haben aber den Nachteil, daß sie sich schon nach kurzer Zeit durch die aufgenommenen Verunreinigungen zusetzen und dann erneuert werden müssen.Another method for removing contaminants is there that the liquid aluminum or its alloys through filter packs or Filter plates - is filtered. With this procedure, however, only those in the The melt removes suspended solid foreign particles, but not the gases. Such Filter devices are actually quite effective. But you have the disadvantage that after a short period of time they are absorbed by the impurities that have been absorbed add and then have to be renewed.

Erfindungsgemäß werden die beiden vorgenannten Verfahren gleichzeitig oder unmittelbar nacheinander in einer einzigen Vorrichtung in unterbrochener oder kontinuierlicher Arbeitsweise zur Anwendung gebracht, wobei man zweckmäßig so vorgeht, daß ein Filter abwechselnd zum Reinigen und zum Zuführen des Chlors dient. Wenn die Strömungsrichtung des Chlors entgegengesetzt der des Metalles gewählt. wird, erfolgt eine ständige Reinigung des Filters, wodurch. seine Lebensdauer wesentlich vergrößert wird. .According to the invention, the two aforementioned methods are carried out simultaneously or immediately one after the other in a single device in interrupted or continuous working method applied, whereby it is expedient to proceed as follows, that a filter is used alternately for cleaning and supplying the chlorine. if the direction of flow of the chlorine is opposite to that of the metal. will, there is a constant cleaning of the filter, whereby. its lifespan is essential is enlarged. .

Die Arbeitsweise richtet sich jeweils nach den speziellen Anforderungen, die sich aus der Art der Produktion und der Art der vorhandenen Betriebseinrichtungen ergeben.The way of working depends on the specific requirements, which result from the type of production and the type of operating facilities present result.

Zwei Arbeitsweisen nach der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise und schematisch-dargestellt, und es bedeutet Fig. i einen Schnitt durch einen Behälter mit Filterzwischenboden und Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. i mit geknickter Filterplatte als Zwischenboden.Two modes of operation according to the invention are for example in the drawing and is shown schematically, and FIG. 1 denotes a section through a container with intermediate filter bottom and FIG. 2 shows a section corresponding to FIG Filter plate as an intermediate floor.

Entsprechend Fig. i befindet sich etwas über dem Boden 7 eines Behälters 8 eine Filterplatte 2. An dem Behälter 8 ist ein kleiner Vorherd 9 angebracht, der einen Stutzen io zum Einleiten von Chlor 5 und eine Gießschnauze 6 trägt. Die Gießschnauze 6 kann durch einen Überwurf i i gasdicht verschlossen werden. Der Behälter 8 wird mit flüssigem Metall 3 gefüllt. Durch den Stutzen io wird Chlor 5 eingeleitet, wobei die Gießschnauze 6 durch den Überwurf ii gasdicht verschlossen ist. Das Chlor 5 tritt durch die Filterplatte 2 in die flüssige Schmelze 3. Wenn genügend Chlor 5 eingeleitet worden ist, wird der Druck des Chlors 5 reduziert und der Überwurf i i entfernt. Das gechlorte Metall 3' wird durch das Filter :2 gereinigt und verläßt durch die Gießschnauze 6 den Vorherd g.According to FIG. I, there is something above the bottom 7 of a container 8 a filter plate 2. A small forehearth 9 is attached to the container 8, the a nozzle io for introducing chlorine 5 and a pouring spout 6 carries. The pouring spout 6 can be sealed gas-tight by a cap i i. The container 8 is filled with liquid metal 3. Chlorine 5 is introduced through the nozzle io, with the pouring spout 6 is closed gas-tight by the cover ii. The chlorine 5 passes through the filter plate 2 into the liquid melt 3. If there is enough chlorine 5 has been initiated, the pressure of the chlorine 5 is reduced and the cap i i removed. The chlorinated metal 3 'is cleaned by the filter: 2 and leaves through the pouring spout 6 the forehearth g.

Nach Fig. 2 befinden sich dicht über dem Boden 7 eines Behälters 8 zwei Filterplatten 2 und 2', die jede für sich abgetrennte Räume 12 und 12' bilden. An' jedem abgetrennten Raum befinden sich Gießschnauzen 6 und 6', die durch Überwürfe i i und i i' mit Stutzen 13 und 13' zur Zuführung des Chlors 5 verschlossen werden können.According to FIG. 2, a container 8 is located just above the bottom 7 two filter plates 2 and 2 'which each form separate spaces 12 and 12'. At 'each separated space there are pouring nozzles 6 and 6', which are thrown by throws i i and i i 'are closed with nozzles 13 and 13' for supplying the chlorine 5 can.

Beispielsweise kann die Gießschnauze 6 durch den Überwurf i i verschlossen werden, durch dessen Stutzen 13 Chlor s in den Raum 12 eingeleitet wird. Der Behälter 8 wird mit flüssigem Metall 3 gefüllt, und das Chlor 5 tritt durch die rechte Filterplatte 2 in das Metall ein. Das gechlorte Metall 3" wird durch die linke Filterplatte 2' gereinigt und tritt in den Vorraum 12' ein, den es durch die Giesschnauze 6' verlassen kann: Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, Aluminium und seine Legierungen in kontinuierlicher Weise zu chloren und von den festen nichtmetallischen Verunreigigungen zu befreien.For example, the pouring spout 6 can be closed by the cap ii, through the nozzle 13 of which chlorine s is introduced into the space 12. The container 8 is filled with liquid metal 3, and the chlorine 5 enters the metal through the right filter plate 2. The chlorinated metal 3 " is cleaned through the left filter plate 2 'and enters the anteroom 12', which it can leave through the pouring nozzle 6 ': With this device it is possible to chlorinate aluminum and its alloys in a continuous manner and from to free the solid non-metallic impurities.

Wenn das linke Filter 2' nach einiger Zeit durch Verstopfen einen zu hohen Widerstand bekommt, wird die Arbeitsweise dadurch umgekehrt, daß das Chlor durch den nur angedeuteten Stutzen 13' am Überwurf i i" in die Gießschnauze 6' eingeleitet wird und das gereinigte Metall 3' durch die Gießschnauze 6 austritt. Durch das in umgekehrterRichtung durchströmende Chlor 5 wird das linke Filter 2' von den Verunreinigungen, die sich in ihm festgesetzt haben, befreit.If the left filter 2 'becomes blocked after a while gets too high resistance, the mode of operation is reversed by the fact that the chlorine introduced into the pouring spout 6 'through the only indicated connector 13' on the cap i i " and the cleaned metal 3 'emerges through the pouring spout 6. The in chlorine 5 flowing through in the opposite direction is the left filter 2 'from the impurities, who have established themselves in him, freed.

Für die in den Ausführungsbeispielen behandelten Arbeitsweisen eignen sich auch an Stelle von Filterplatten geschüttete Filter. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßig unter Beheizung durchgeführt.Suitable for the working methods dealt with in the exemplary embodiments There are also filters poured in place of filter plates. The method according to the invention is expediently carried out with heating.

Claims

PATENT CLAIM: Process for removing gases, especially hydrogen, and of suspended, non-metallic impurities from aluminum and its Alloys by chlorination and filtration, characterized in that to the Feed in the chlorine and use one or more filter plates for filtration alternating between chlorination and filtering in a continuous operation can be used in a single device, with the flow direction in the case of chlorine is the opposite of that in the case of filtering. Attached publications: Nature research and Medicine, Vol. 32; Metallkunde der Nichtisenmetalle, 1946, pp. 23 and 24; German Patent specification N1,618,499; Metall, 1949, pp. 1 to 10; Technik, Vol. 5, 1950, pp. 3z4.