Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 39. 23 oktober 1956 - Nya metoder - Ståltillverkning med syrgas, av SHl - Rening av salter och organiska ämnen genom zonsmältning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
904
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Inmurning av
konverter i Linz. Den grova
linjen visar fodret efter
430 charger.
desoxidering. LD-stål håller därför bara 0,020—0,040 °/o O
och är inte rödskört.
LD-processen uppges ge 70—75 % värmeutbyte mot bara
55 ’% för thomasförfarandet. Den kan därför användas
för färskning av olika typer av tackjärn. I Linz bearbetar
man t.ex. ett järn med 3,8—i,2 °/o C, 0,6—1,3 °/o Si, 1,4—
2,2 % Mn, 0,12—0,25 °/o P och högst 0,08 °/o S vilket
knappast kan användas i en thomasprocess. Dessutom kan man
smälta 18—25 °/o skrot, dvs. just den mängd som
cirkulerar i stålverket. Detta är sålunda oberoende av
skrottillförseln utifrån vilket kan vara en stor fördel.
På grund av den lokalt höga temperaturen bildas en
reaktiv slagg mycket tidigt, varigenom chargens fosforhalt
avtar samtidigt med dess kolhalt. Stålet får därför inte
bara låg fosforhalt utan också låg syrehalt genom att
ingen efterblåsning behövs. Vidare förångas något järn
och mangan som reagerar med varje överskott på syre som
därigenom inte tränger ned i badet. Stålets halt av fosfor
och svavel är ca 0,020 ®/o för vardera (aldrig över 0,025 %),
och dess kvävehalt är ca 0,004 D/o (aldrig mer än 0,006 °/o).
Processen utförs i en konverter (fig. 2), inklädd med
magnesittegel, i bottnen vanligt, i mantel och topp
specialtegel. Med denna inklädning kan i genomsnitt 430 charger
smältas utan reparation. Efter bättring av badzonen kan
man smälta ytterligare 150 gånger innan konvertern måste
muras om.
Stålutbytet är ca 90 %. De förluster, som uppstår genom
att järn går i slaggen och genom oxidation av i tackjärnet
ingående ämnen, blir i genomsnitt 8,4 %. Järnförlusten i
form av damm och stänk är ca 0,8 °/o. Syreförbrukningen
är ca 60 m3 (0°C, 760 torr) per ton stål. Ytterligare 2–3
m3/t behövs till förvärmning av konvertern, rengöring av
dennas mynning och andra arbeten.
Tillverkningskostnaden för LD-stål är i Linz ca 55 % av
den för martinstål. Skillnaden mellan de båda metodernas
ekonomi varierar med de lokala förhållandena (H
Trenk-ler & H F Hauttmann i Metal Progress jan. 1956 s. 49—
56; A Wegscheider i Ståhl und Eisen 19 maj 1956 s.
595—599). SHl
Rening av salter och organiska ämnen genom
zonsmältning. Man har med framgång utnyttjat
zonsmältning vid rening av vissa metaller, t.ex. germanium (Tekn.
T. 1954 s. 375, 1013). Vid behandling av några metaller
inträffar det emellertid att förhållandet mellan vissa
föroreningars koncentrationer i den fasta och flytande fasen
är mycket nära ett. Zonsmältning ger då ingen
reningseffekt.
I allmänhet torde man dock kunna övervinna denna
svårighet genom att rena ett av metallens salter genom
zonsmältning. Härvid måste man välja ett salt som
kristalliserar lätt, har lämplig smältpunkt och ur vilket metallen
kan framställas, utan att nya föroreningar införs.
För gallium har t.ex. följande resultat erhållits vid direkt
zonsmältning med 40 smältzonpassager:
Förorening Halt
i utgångs- efter
zonmaterialet smältning
mg/kg mg/kg
Koppar....................................................................20 20
Järn ........................................................................70 60
Kalcium ..................................................................20 10
Magnesium ............................................................20 20
Kisel ..........................................................70 70
Aluminium ............................................................10 5
Silver ......................................................................10 5
Man har emellertid renat galliumtriklorid genom
zonsmältning med 20 smältzonpassager och har ur det erhållna
preparatet framställt metall i vilken inga föroreningar
kunde påvisas spektrografiskt. Kloriden, som smälter vid
75°C, erhölls genom reaktion av gallium med klor. Vid
zonsmältningen blev kristallstavens främre ända
genomskinlig och praktiskt taget en enda kristall, medan dess
bortre ända blev starkt missfärgad och polykristallin. Den
klara delen skars av och löstes i destillerat vatten varefter
metallen fälldes ut elektrolytiskt.
Mer än 80 °/o av utgångsmaterialet återvanns i mycket ren
form (föroreningshalt under 1 mg/kg). Att elektrolys inte
är en effektiv reningsmetod hade tidigare visats.
Zonsmältning lämpar sig också för rening av organiska
föreningar. Vid behandling av metaller blir
värmeförlusterna stora på grund av materialets relativt goda
värmeledningsförmåga. Man måste nämligen kyla det utanför
den smälta zonen för att gränsen mellan denna och den
fasta skall bli så skarp som möjligt. Vid zonsmältning av
organiska ämnen eller oorganiska salter, vilka har
relativt liten värmeledningsförmåga, blir värmeförlusterna
mycket mindre.
Den lämpligaste upphettningsmetoden bestäms av
materialets elektriska och termiska ledningsförmåga. För goda
ledare, såsom metaller, kan man med fördel använda
upphettning med virvelströmmar alstrade i ett
högfrekvens-fält, för dåliga ledare synes dielektrisk
högfrekvensvärm-ning vara lämplig. Den senare metoden har fördelen att
jämn temperatur erhålls på några sekunder i ett dåligt
värmeledande material.
Zonsmältning bör därför vara ett bra medel för rening
av organiska ämnen, särskilt sådana som har lågt
ångtryck eller faller sönder vid destillation. Visserligen tycks
organiska ämnens ringa värmeledningsförmåga starkt
begränsa den skala i vilken metoden kan tillämpas, men
denna olägenhet kan motverkas genom användning av
di-elektrisk högfrekvensvärmning. För rening av värdefulla
preparat synes zonsmältning i alla händelser lovande, då
inget material förloras vid den. En annan tänkbar
användning av metoden är framställning av stora kristaller av
organiska ämnen.
Man har 1944 tillämpat zonsmältning för rening av
ben-soesyra varvid man ökade ett preparats renhetsgrad från
99,91 till 99,997 mol-°/o med ett utbyte av 50 % efter tre
smältzonpassager. Man beräknade att två behandlingar gav
lika stor rening som 11 omkristallisationer ur bensen eller
25 ur vatten. Senare har man framställt stora kristaller
(60 mm diameter, 100 mm längd) av mycket ren naftalen
genom zonsmältning.
Härvid fick ett glasrör innehållande naftalenen passera
genom en dubbelmantlad cylinder med en hastighet av
1 mm/h. Rummet mellan mantlarna var delat i en övre
och en nedre kammare, skilda åt av en tunn evakuerad
sektion. Den övre kammaren hölls vid 87°C med kokande
trikloretylen och den nedre vid 61°G med kokande
kloroform. En liten, konstant temperaturgradient upprätthölls
alltså mellan det smälta materialet i övre zonen och det
fasta i den undre varigenom kristallerna långsamt växte
(R Handley i Industrial Chemist nov. 1955 s. 535; J L
Richards i Nature 28 jan. 1956 s. 182). SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
