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DE2019399B2 - METHOD FOR MANUFACTURING TUNGSTEN CARBIDE - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING TUNGSTEN CARBIDE

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Publication number
DE2019399B2
DE2019399B2 DE19702019399 DE2019399A DE2019399B2 DE 2019399 B2 DE2019399 B2 DE 2019399B2 DE 19702019399 DE19702019399 DE 19702019399 DE 2019399 A DE2019399 A DE 2019399A DE 2019399 B2 DE2019399 B2 DE 2019399B2
Authority
DE
Germany
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tungsten
carbide
carbon dioxide
gas
tungsten carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19702019399
Other languages
German (de)
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DE2019399A1 (en
Inventor
Thomas Rhys Wantage Berkshire Jenkins (Großbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Atomic Energy Authority filed Critical UK Atomic Energy Authority
Publication of DE2019399A1 publication Critical patent/DE2019399A1/en
Publication of DE2019399B2 publication Critical patent/DE2019399B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90Carbides
    • C01B32/914Carbides of single elements
    • C01B32/949Tungsten or molybdenum carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

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Description

Wolframcarbid hergestellt. Bei einer Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration bildet sich reines Wolfram, wobei die zulässigen Grenzen der Kohlendioxidkonzentration von der Temperatur abhängig sind.Made of tungsten carbide. With an increase in Carbon dioxide concentration forms pure tungsten, the permissible limits of the carbon dioxide concentration depending on the temperature.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigtFurther details of the invention are described below with reference to drawings, and although shows

F i g. 1 eine charakteristische Temperatur-Gleichgewichtskurve,F i g. 1 a characteristic temperature equilibrium curve,

F ig.2 Kurven, die das Volum-%(CO2)-Gleichgewicht in Abhängigkeit von der Temperatur verdeutlichen, Fig. 2 curves that illustrate the volume -% (CO 2 ) equilibrium as a function of the temperature,

F i g. 3 eine erste Anlage zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung, währendF i g. 3 a first system for the implementation of the Procedure in a schematic representation while

F i g. 4 eine weitere Anlage zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung veranschaulicht. F i g. 4 illustrates a further system for carrying out the method in a schematic representation.

Das Diagramm nach Fig. 1 verdeutlicht die Erhitzung von Wolframoxid bei einem Temperaturgleichgewicht von 85O0C und 10000C in einer fließenden Atmosphäre von Kohlenmonoxid. Es ist aus den Kurven zu ersehen, daß die auftretende Reaktion bei der höheren Temperatur zuerst das Metall erzeugt und dann mit fortlaufender Abführung des produzierten Kohlendioxids das Karbid gebildet wird. Bei der niedrigeren Temperatur verläuft die Reaktion direkt zur Karbidbildung. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung von Gas unter Atmosphärendruck eine Kohlendioxidkonzentration in der Größenordnung von 5 bis 37 Vol.-% bei 1100cC das Metall ergibt. Bei 1500°C können bis zu 33 Vol.-% Kohlendioxid zur Metallbildung verwendet werden. Hieraus folgt, daß zur Erzeugung von Karbid bei U00cC die Kohlendioxidkonzentration weniger als 5% betragen muß und daß zur Bildung des Karbids bei 1500°C die CGyKonzentration auf einem unausführbar niedrigen Niveau gehalten werden muß.The diagram according to FIG. 1 illustrates the heating of tungsten oxide at a temperature equilibrium of 85O 0 C and 1000 0 C in a flowing atmosphere of carbon monoxide. It can be seen from the curves that the reaction which occurs at the higher temperature first generates the metal and then the carbide is formed as the carbon dioxide produced is continuously removed. At the lower temperature the reaction proceeds directly to carbide formation. It has been found that when gas is used at atmospheric pressure, a concentration of carbon dioxide on the order of 5 to 37 volume percent at 1100 ° C. yields the metal. At 1500 ° C, up to 33% by volume of carbon dioxide can be used for metal formation. It follows that for the production of carbide with U00 c C the carbon dioxide concentration must be less than 5% and that the CGyKonzentration must be kept at a low level unfeasible for the formation of the carbide at 1500 ° C.

Es ist offensichtlich leicht, einen relativ niedrigen Anteil von Kohlendioxid in der Reduktionsatmosphäre durch entsprechende Zufuhr von Kohlenmonoxid zu halten. Ein hoher Anteil an Kohlendioxid wird durch eine geringe Zufuhr an Kohlenmonoxid erreicht.It is obviously easy to have a relatively low level of carbon dioxide in the reducing atmosphere by adding carbon monoxide accordingly. A high percentage of carbon dioxide is caused by achieved a low intake of carbon monoxide.

Es wurden zwei Vergleichsversuche bei 11000C ausgeführt an einem festen Bett von 400 g Wolframoxid. Dieses Oxid wurde durch Kohlenmonoxid reduziert, wobei im ersten Versuch der Kohlendioxidgehalt der Reduktionsatmosphäre angereichert wurde und im zweiten Versuch das sich bildende Kohlendioxid fortlaufend abgeführt wurde. Beim eisten Versuch ergab die Gewichtsanalyse 99,95% Wolfram, 0,03% Kohlenstoff, 0,02% Sauerstoff. Beim zweiten Versuch erbrachte die Gewichtsanalyse 93,8 % Wolfram, 6,15 % Kohlenstoff, 0,05% Sauerstoff, wobei diese Analyse der Wolframkarbidbildung entspricht.Two comparative tests were carried out at 1100 ° C. on a fixed bed of 400 g of tungsten oxide. This oxide was reduced by carbon monoxide, with the carbon dioxide content of the reducing atmosphere being enriched in the first attempt and the carbon dioxide formed being continuously removed in the second attempt. In the first experiment, the weight analysis showed 99.95% tungsten, 0.03% carbon, 0.02% oxygen. In the second attempt, weight analysis showed 93.8% tungsten, 6.15% carbon, 0.05% oxygen, this analysis corresponding to tungsten carbide formation.

Bei Verwendung des beschriebenen festen Bettes verlief die Reaktion langsam, und deshalb wurde eine Reihe von Versuchen mit einem Rotationsofen mit fest angeordneten Schaufeln ausgeführt. Diese Versuche zeigten, daß die mit dieser Vorrichtung erreichte wirkungsvollere Gas/Feststoff-Berührung die Reaktionszeit im Vergleich zu der in einem festen Bett erforderlichen Reaktionszeit wesentlich herabsetzte. Darüber hinaus wurde ein viel gleichförmigeres Produkt erzeugt.Using the fixed bed described, the reaction was slow and therefore became a Series of experiments carried out with a rotary furnace with fixed blades. These attempts demonstrated that the more efficient gas / solid contact achieved with this device increased the response time significantly reduced compared to the reaction time required in a fixed bed. In addition, a much more uniform product was produced.

Die errechneten prozentualen Gleichgewichtskonzentrationen an CO2 werden in Abhängigkeit von der Temperatur in dem Diagramm nach F i g. 2 dargestellt, und zwar für jede der Reaktionen, welche durch die vorstehenden Gleichungen (1) und (2) erfaßt wer den. Es sei darauf hingewiesen, daß die Reaktionen verwickelt sind und nicht notwendigerweise als Einzel reaktionen ablaufen und daß die Kurven daher nur für die Gleichgewichtsbedingungen für die Gesamtreaktionen kennzeichnend sind. Innerhalb des Bereiches unter jeder Kurve haben die Reaktionen das Bestreben, von links nach rechts entsprechend den Reaktionsgleichungen (1) und (2) zu verlaufen, und die Zustände an einem Punkt χ sind derart, daß die »treibende Kraft« xz für den Ablauf der Reaktion (2) größer ist als die »treibende Kraft« xy für den Ablauf der Reaktion (1), und wenn die Reaktionszeit ausreichend lang ist, bildet sich als Reaktionsprodukt vollständig Wolframkarbid.The calculated percentage equilibrium concentrations of CO 2 are shown as a function of the temperature in the diagram according to FIG. 2 for each of the reactions detected by the above equations (1) and (2) who the. It should be noted that the reactions are intricate and do not necessarily proceed as individual reactions and that the curves are therefore only indicative of the equilibrium conditions for the overall reactions. Within the area under each curve, the reactions tend to run from left to right according to equations (1) and (2), and the states at a point χ are such that the "driving force" xz for the process of the Reaction (2) is greater than the "driving force" xy for the course of reaction (1), and if the reaction time is long enough, tungsten carbide is completely formed as the reaction product.

Die Wärmegleichgewichtskurven verdeutlichen, daß, obgleich im Prinzip sowohl Wolframkarbid als auch Wolframmetall aus WO3 hei CO2-Konzentrationen von beispielsweise 10 Vol.- % bei Temperaturen bis zu 15000C gebildet werden können, es sich gezeigt hat, daß zur Bildung von Wolf:amkarbid die Temperaturgrenzen sich in der Praxis von einer unteren Grenze von etwa 8000C, unterhalb welcher die Reaktion für praktische Vorhaben zu langsam wird, bis in den Bereich von 900 bis 10500C erstreckten.The heat equilibrium curves illustrate that, although in principle both tungsten carbide and tungsten metal 3 hei CO 2 concentrations may be formed of, for example 10% by volume at temperatures up to 1500 0 C from WO, it has been found that the formation of Wolf : amkarbid the temperature limits in practice, from a lower limit of about 800 0 C, below which the reaction for practical projects will be too slow, up to the range of 900 to 1050 0 C extended.

Sobald sich der Temperaturwert aus dem Bereich von 900 bis 10500C erhöht, tritt eine vermehrte Tendenz zur Bildung des Metalls als Endpunkt vor der Karbidbildung ein. Dies bedeutet, daß innerhalb des Bereiches, der sich unterhalb der Reaktionskurven für die Gleichungen (1) und (2) erstreckt, zwischen den Temperaturen von etwa 1000°C und 1500 C die Reaktion nach der Gleichung (1) tendenzmäßig von links nach rechts verläuft und Wolframmetall und CO2 erzeugt, während die Reaktion nach Gleichung (2) dazu tendiert, von rechts nach links zu verlaufen, d. h. WO3 und CO zu produzieren. Die treibende Kraft zur Bildung von Wolframmetall und CO2 ist größer als diejenige zur Erzeugung von WO3 und CO. Innerhalb des Bereiches unter der Kurve nach Gleichung (2) bei Temperaturen zwischen 1000°C und 1500cC neigt die Reaktion nach der Gleichung (1) dazu, von links nach rechts zu verlaufen, um Wolframmetall zu bilden, während die Reaktion nach Gleichung (2) dazu neigt, von links nach rechts zu verlaufen, um hier wiederum Wolframkarbid zu erzeugen, wobei die treibende Kraft zur Bildung von Wolframmetall größer ist als diejenige zur Erzeugung von Wollramkarbid. As soon as the temperature value increases from the range from 900 to 1050 ° C., there is an increased tendency towards the formation of the metal as the end point before the carbide formation. This means that within the range which extends below the reaction curves for equations (1) and (2), between temperatures of about 1000 ° C. and 1500 ° C., the reaction according to equation (1) tends to proceed from left to right and generates tungsten metal and CO 2 , while the reaction of equation (2) tends to proceed from right to left, ie to produce WO 3 and CO. The driving force for the formation of tungsten metal and CO 2 is greater than that for the production of WO 3 and CO. Within the area under the curve according to equation (2) at temperatures between 1000 ° C and 1500 c C, the reaction according to equation (1) tends to run from left to right in order to form tungsten metal, while the reaction according to equation ( 2) tends to run from left to right to again produce tungsten carbide, the driving force for the formation of tungsten metal being greater than that for the production of woolen carbide.

Das gasförmige Reaktionsprodukt ist Kohlendioxid, das durch ein Reduktionsmittel zur Kohlenmonoxid reduziert und wieder in den Kreislauf geführt wird.The gaseous reaction product is carbon dioxide, which is converted into carbon monoxide by a reducing agent is reduced and fed back into the cycle.

Eine Anlage, in welcher die gasförmigen Reaktionsmittel kontinuierlich im Kreislauf geführt werden, wird in F i c. 3 gezeigt. Ein rotierender Trommelreaktor 1, der mit einer bestimmten Menge feuerfesten Metalloxides 2 beschickt werden kann und durch eine Wärmequelle 3 beheizt wird, ist in einen Kreislauf eingeschaltet, bestehend aus einem Gebläse 4 und einer Reduktionskammer 5. Der Kreislauf ist geschlossen und kann bei Atmosphärendruck oder geringem Überdruck betrieben weiden. Die Temperatur des Reaktors und die Menge des Gasdurchflusses, die durch die Gebläseumlaufzahl geregelt wird, ist abhängig von dem einzelnen Oxid, das behandelt werden soll.A plant in which the gaseous reactants are continuously circulated, is used in F i c. 3 shown. A rotating drum reactor 1, which is refractory with a certain amount Metal oxide 2 can be charged and is heated by a heat source 3 is in a cycle switched on, consisting of a fan 4 and a reduction chamber 5. The circuit is closed and can be operated at atmospheric pressure or slightly overpressure. The temperature of the reactor and the amount of gas flow, which is regulated by the fan speed, is dependent of the single oxide to be treated.

Die Reduktionskammer 5 kann Kohlenstoff mit einer Temperatur von HOO0C bis 15000C enthaltenThe reduction chamber 5 can contain carbon with a temperature of HOO 0 C to 1500 0 C

durch den das im Abgas enthaltene Kohlendioxid Flasche 27 durch ein Ventil 28 zugeführt und derthrough which the carbon dioxide contained in the exhaust gas bottle 27 is fed through a valve 28 and the

gemäß folgender Reaktion reduziert wird: Überschuß an^Kohlenmonoxid durch ein Ventil 29is reduced according to the following reaction: excess of ^ carbon monoxide through a valve 29

abgeführt.discharged.

4CO2+ 4C -* 8CO (3) Das Filter 19 wird bevorzugt vor der Gasumwälz-4CO 2 + 4C - * 8CO (3) The filter 19 is preferred before the gas circulation

5 pumpe 20 angeordnet, so daß eine wesentliche Er-5 pump 20 arranged, so that a substantial er-

Somit wird kontinuierlich ein Überschuß an Kohlen- niedrigung der Gastemperatur vor der UmwälzpumpeThus, there is a continuous excess of coal lowing the gas temperature upstream of the circulation pump

oxid entsprechend 3CO gebildet, das durch eine Ab- eintritt, so daß eine Spezialhochtemperaturumwä'z-oxide corresponding to 3CO formed, which occurs through an outlet, so that a special high-temperature circulation

leitung 6 abgelassen werden muß. Bei Inbetriebnahme pumpe nicht erforderlich ist.line 6 must be drained. When commissioning the pump is not required.

der Anlage ist eine Zufuhr von Kohlenmonoxid er- Im Betrieb wird zur Herstellung von Wolframforderlich, das durch das Ventil 7 in den Kreislauf io karbid der Ofen 10 vorzugsweise bei einer Temperatur eingeführt wird. von etwa 85O°C gefahren und die Gasumwälzpumpethe plant is a supply of carbon monoxide is required for the production of tungsten, that through the valve 7 in the circuit io carbide of the furnace 10 preferably at one temperature is introduced. of about 85O ° C and the gas circulation pump

Eine Anlage für die kontinuierliche Herstellung von so eingeregelt, daß sie eine solche Gasmenge fördert,A plant for the continuous production of regulated so that it delivers such a quantity of gas,

Wolframkarbid aus Wolframoxid ist in F i g. 4 dar- daß das durch das Filter 19 und die Umwälzpumpe 20Tungsten carbide from tungsten oxide is shown in FIG. 4 shows that through the filter 19 and the circulating pump 20

gestellt. Wolframoxidpulver wird auf einen Einfüll- dem Koksbett 21 zuströmende Austrittsgas nicht mehrposed. Tungsten oxide powder is no longer released onto an inlet gas flowing into the coke bed 21

trichter8 aufgegeben, von dem aus es durch einen »5 als 20 Vol.-% CO1 aufweist. Ein Ofen mit einemfunnel8 abandoned, from which it has by a »5 than 20 vol .-% CO 1 . An oven with one

Schraubenförderer 9 zu dem Feststoffeinlaß eines Innendurchmesser von 30 cm und einer erhitztenScrew conveyor 9 to the solids inlet having an inner diameter of 30 cm and a heated one

Drehofens 10 transportiert wird. Der Ofen ist leicht Länge von 6 m benötigt für die Herstellung von 10 kgRotary kiln 10 is transported. The furnace is easily required length of 6 m for the production of 10 kg

geneigt, um eine langsame Vorwärtsbewegung des Wolframkarbid je Stunde eine Gasdurchfiußmengeinclined to a slow forward movement of the tungsten carbide per hour a gas flow rate

Oxidpulvers entlang seiner Länge zum Auslaß zu von annähernd 0,4 Kubikmeter pro Minute, umOxide powder along its length to the outlet at approximately 0.4 cubic meters per minute

bewirken, wo das Pulver über ein Wehr 11 in einen 20 die Kohlendioxidkonzentration des Abgases unteicause where the powder via a weir 11 in a 20 the carbon dioxide concentration of the exhaust gas untei

Trichtern entladen wird, der durch ein Ventil 13 20 Vol.-% zu halten.Hopper is discharged, which through a valve 13 to keep 20 vol .-%.

in einen butterfaßartigen Behälter 14 entleert werden Das Koksbett 21 besteht aus kalziniertem Petrol kann. In Abhängigkeit von der physikalischen Be- koks mit auf ein Mindestmaß zurückgeführten Verunschaffenheit des Pulvers kann es erforderlich sein, den reinigungen an Kohlenwasserstoffen und Schwefel-Ofen in Vibration zu versetzen oder periodisch mit 25 verbindungen und wird durch seine Heizaggregate 23 Hammerschlägen zu erschüttern, um einen gleich- auf einer Temperatur zwischen 1100 und 15000C gemäßigen Pulverfluß zu erreichen. halten, wie dies aus der Gleichgewichtskurve au<The coke bed 21 consists of calcined petroleum can. Depending on the physical coke with minimal impurities in the powder, it may be necessary to vibrate the cleaning of hydrocarbons and the sulfur furnace or periodically with 25 connections and its heating units 23 hammer blows to shake a equal to a temperature between 1100 and 1500 0 C moderate powder flow to achieve. hold, as shown in the equilibrium curve

Der Ofen 10, welcher von außen durch eine Reihe F i g. 2 für die Reaktion
von elektrischen Heizvorrichtungen 15 beheizt wird,
The furnace 10, which from the outside by a row F i g. 2 for the response
is heated by electrical heating devices 15,

besteht aus einem Metallrohr mit gasdichten Ver- 30 C + CO2 :£ 2CO (4)consists of a metal tube with gas-tight 30 C + CO 2 : £ 2CO (4)

bindungen durch rotierende Dichtungen 16 an jedem ersichtlich ist.bonds by rotating seals 16 can be seen on each.

Ende mit Gaseinlaß- und Auslaßkopfstücken 17 bzw. Es besteht eine untere Grenze für die KohlendioxidEnd with gas inlet and outlet headers 17 respectively. There is a lower limit for the carbon dioxide

18. Das Auslaßkopfs-ück 18 ist durch ein Filter 19 konzentration, die am Auslaß des Koksbettes 2118. The outlet head-ück 18 is through a filter 19 concentration, which is at the outlet of the coke bed 21

mit dem Einlaß einer Gasumwälzpumpe 20 verbunden, erreicht werden kann, wobei eine Vol.- %-Konzenconnected to the inlet of a gas circulation pump 20, can be achieved, with a vol

welche das Gas zum oberen Ende eines Koksbettes 21 35 tration von 1 % annehmbar ist. Der Überschuß arwhich the gas to the top of a coke bed 21 35 tration of 1% is acceptable. The excess ar

fördert, das in einem Behälter 22 enthalten ist, der Kohlenmonoxid wird durch das Ventil 29 abgeführtpromotes, which is contained in a container 22, the carbon monoxide is discharged through the valve 29

von einer elektrischen Heizvorrichtung 23 umgeben und die abgeführte Menge kann als Zusatz dienen, unsurrounded by an electrical heating device 23 and the amount discharged can serve as an additive, un

ist. In einem Trichter 24 enthaltener Koks wird nach den Systemdruck eben über dem atmosphärischeris. Coke contained in a hopper 24 becomes just above atmospheric according to the system pressure

Bedarf durch ein Ventil 25 in das Gefäß 22 nach- Druck zu halten. Ein Teil des durch das AblaßventiIf necessary, through a valve 25 in the vessel 22 to maintain pressure. Part of the through the drain valve

gespeist. Gas vom Boden des Koksbettes 21 wird 40 29 abgeleiteten Kohlenmonoxids kann in herkömmlifed. Gas from the bottom of the coke bed 21 is 40 29 derived carbon monoxide can in conventional

über ein ummanteltes Rohr 26 durch das Gasein- eher Weise dazu benutzt werden, die rotierendeiVia a jacketed tube 26 through the gas in a rather way to be used to the rotatingei

leitungskopfstück 17 in den Ofen 10 eingespeist. Koh- Dichtungen 16 unter Druck zu setzen, und ein etw;line header 17 fed into the furnace 10. To put Koh seals 16 under pressure, and a sth;

lenstoffmonoxid für die Inbetriebnahme wird von einer noch verbleibender Rest wird auf Flaschen gezogenFuel monoxide for start-up is drawn from a still remaining residue is put on bottles

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (2)

■ das Wolframoxid vorzugsweise auf 8500C erhitzt - Patentansprüche: wobei das gebildete Abgas einen Kohlendioxidgehal von höchstens 20 Volumprozent aufweist, und da■ the tungsten oxide is preferably heated to 8500C - claims: wherein the exhaust gas formed has a carbon dioxide content of at most 20 percent by volume, and there 1. Verfahren zur Herstellung von Wolfram- Kohlendioxid des Abgases wird anschließend redu karbid in Pulverform aus Wolframoxidpulver durch 5 ziert und als Monoxid in den Kreislauf geführt. Erhitzen von Wolframoxid in einer Reduktions- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durcl atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, folgende Vorteile aus: Die bei der Verwendung vor daß das Wolframoxid auf einen Temperaturbereich Wasserstoff auftretenden Gefahren werden vermieden von 800 bis 10500C erhitzt und mit Kohlenmonoxid und es kann Wolframkarbidpulver mit einer Sub in Berührung gebracht wird und der Partialdruck io mikronstruktur erzeugt werden, da infolge des Feh- des erzeugten Kohlendioxids unterhalb eines für lens von Wasserstoff kein Wasser entsteht, das eir die Bildung des Karbids bestimmten Gleichge- nicht erwünschtes Kornwachstum bewirken könnte, wichtswertes gehalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich billi- 1. Process for the production of tungsten carbon dioxide of the exhaust gas is then adorned with redu carbide in powder form from tungsten oxide powder and fed into the cycle as monoxide. The method according to the invention is characterized by the following advantages: The dangers occurring when using the tungsten oxide to a hydrogen temperature range are avoided from 800 to 1050 ° C. and heated with carbon monoxide and it Tungsten carbide powder can be brought into contact with a sub and the partial pressure in the micron structure can be generated, since due to the lack of carbon dioxide produced below a level for hydrogen, no water is produced, which could cause undesired grain growth for the formation of the carbide, important value is kept. The method according to the invention is significantly cheaper 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ger als das vorstehend beschriebene bekannte Verkennzeichnet, daß das Wolframoxid auf 8500C 15 fahren, da kein Wasserstoff als zusätzliches Redukerhitzt wird, das gebildete Abgas einen Kohlen- tionsmittel dem Kohlenmonoxid zugesetzt werden dioxidgehalt von höchstens 20 Volumprozent ent- muß und der Umwandlungsprozeß schneller abläuft, hält und das Gas anschließend reduziert und als Da der Kohlenstoff für die Herstellung von Karbid Monoxid in den Kreislauf geführt wird. in der Gasphase vorliegt, ist eine bessere Kontrolle 2. The method as claimed in claim 1, characterized in that the tungsten oxide goes to 850 0 C 15, since no hydrogen is heated as an additional reducer, the exhaust gas that is formed contains a carbon monoxide to which the carbon monoxide is added 20 percent by volume must be removed and the conversion process runs faster, holds and the gas is then reduced and as the carbon for the production of carbide monoxide is fed into the cycle. is in the gas phase is better control 20 der Stöchiometrie des Produktes möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch für die20 of the stoichiometry of the product possible. The inventive Procedure can therefore also be used for the Vergütung von Wolframkarbid mit Kohlenstoffunterschuß eingesetzt werden, das auf irgendeine andere Weise hergestellt wurde.
25 Bei der Regenerierung von Kohlenmonoxid aus
Tungsten carbide with an excess of carbon can be used, which has been produced in some other way.
25 In the regeneration of carbon monoxide from
Durch die CH-PS 4 38 241 ist ein Verfahren zur Her- Kohlendioxid wird ein Überschuß an Kohlenmonoxid stellung von Wolframkarbid aus Wolframoxid be- erzeugt, das aus dem reduzierten Gas herausgenommen kannt, bei dem eine Wasserstoff sowie ein zusätzliches und dazu verwendet werden kann, im Abgas ent-Karburierungsgas enthaltende Reduktionsatmosphäre haltene unerwünschte Substanzen, beispielsweise Wasverwendet wird. Bei diesem Verfahren wird eine heiße 30 ser, die in das dem Ofen zugeführte Oxid gelangen Wirbelschicht aus festen Teilchen des Wolframoxids können, zu entfernen. Das nach dem neuen Verfahren in einer Wasserstoff enthaltenden Gasphase herge- hergestellte feine Wolframkarbidpulver eignet sich stellt, in die ein Karburierungsgas eingeführt wird, besonders für die Herstellung von Werkzeugen, deren bevor die Metalloxid-Teilchen zum metallischen Zu- Standzeit gegenüber den Werkzeugen, die aus grostand reduziert sind und beim Aufeinandertreffen 35 bem. nach den bekannten Verfahren erzeugten Wolfagglomerieren. Dieses Verfahren sieht weiterhin vor, ramkarbidpulver gefertigt wurden, verdreifacht werdaß so lange Karburierungsgas und Wasserstoff der den konnte. Das neue Verfahren wird vorzugsweise Reduktionsatmosphäre zugeführt werden, bis die bei einer Reduktionsatmosphären-Temperatur von Wolframoxidteilchen in Karbid umgewandelt sind. 85O°C durchgeführt, die wesentlich niedriger als bei Dieses Verfahren läuft derart ab, daß in der Reduk- 40 den bekannten Verfahren liegt, so daß durch die tionsatmosphäre als Zwisehenprodukt reines Wolfram Verwendung normaler hitzebeständiger Werkstoffe erzeugt wird, das in Wolframkarbid umgewandelt für die Anlagen zur Durchführung des Reduktionswird. prozesses sowie die Einsparung von Heizenergie eineCH-PS 4 38 241 is a process for producing carbon dioxide, an excess of carbon monoxide position of tungsten carbide is generated from tungsten oxide, which can be taken from the reduced gas, in which a hydrogen as well as an additional and can be used reducing atmosphere containing decarburization gas in the exhaust gas holds undesirable substances such as what is used. In this process, a hot 30 water, which can get into the oxide fed to the furnace, is removed from the fluidized bed of solid particles of tungsten oxide. The fine tungsten carbide powder produced according to the new process in a hydrogen-containing gas phase is suitable, into which a carburizing gas is introduced, especially for the production of tools, which, before the metal oxide particles become metallic, service life compared to the tools that are made of Grostand are reduced and when they meet 35 bem. Wolf agglomeration produced by known methods. This process also provides for the production of ram carbide powder, tripling as long as the carburizing gas and hydrogen could be used. The novel process will preferably be supplied with reducing atmosphere until the tungsten oxide particles are converted to carbide at a reducing atmosphere temperature. 85O ° C carried out, which is much lower than this process is carried out in such a way that in the reduction 40 is the known process, so that by the tion atmosphere as an intermediate product pure tungsten is produced using normal heat-resistant materials, which is converted into tungsten carbide for the systems to carry out the reduction. process as well as saving heating energy Dieses Verfahren ist sehr kompliziert, aufwendig wesentliche Verbilligung des erzeugten Wolframkar- und teuer, da zwei Reaktionsgase, nämlich Wasser- 45 bids gegenüber dem nach den bekannten Verfahren stoff und ein Karburierungsgas, zur Anwendung ge- erzeugten Wolframkarbid erreicht werden kann,
langen und die chemischen Reaktionen über einen Wird die Reduktionsatmosphäre mit Kohlendioxid
This process is very complicated, time-consuming, substantial reduction in the cost of the tungsten carbide produced, and expensive, since two reaction gases, namely hydride compared to the material used according to the known process and a carburizing gas, can be achieved for the use of tungsten carbide,
long and the chemical reactions over a becomes the reducing atmosphere with carbon dioxide
längeren Zeitraum ablaufen. Ein weiterer Nachteil ist angereichert, so bildet sich reines Wolfram gemäß in der Gefährlichkeit des verwendeten reinen Wasser- folgender Reaktionsgleichung:
stoffes zu sehen. Ein entscheidender weiterer Mangel 50
expire for a longer period of time. Another disadvantage is enriched, so pure tungsten is formed according to the danger of the pure water used - the following reaction equation:
to see the fabric. Another crucial flaw 50
dieses Verfahrens kann gegebenenfalls durch die ^q _l 3CO->-W + 3CO (1) this process can optionally be carried out by the ^ q _l 3CO -> - W + 3CO (1) Bildung von Wasser eintreten, das ein unerwünschtes 3 "*" 2 Formation of water occur, which is an undesirable 3 "*" 2 Kornwachstum des Wolframkarbids bewirken kann.Can cause grain growth of tungsten carbide. Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nach fol-The object of the invention is to develop a The method according to the invention runs according to the following Verfahrens zur Herstellung von Wolframkarbid, das 55 gender chemischer Reaktionsgleichung ab:
die Nachteile des vorbeschriebenen bekannten Verfahrens vermeidet. u,n ,rn wr ΔΓη ,-.
Process for the production of tungsten carbide, the 55 gender chemical reaction equation from:
avoids the disadvantages of the known method described above. u , n , rn wr ΔΓη , -.
γλ- λ r ι j 1 , ■ ,, r ι WD3 -\- 5CO ^ WL ■■)- 4LÜ.J (2)γλ- λ r ι j 1, ■ ,, r ι WD 3 - \ - 5CO ^ WL ■■) - 4LÜ.J (2) Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren "This task is based on a procedure " der eingangs beschriebenen Art zur Herstellung vonof the type described above for the production of Wolframkarbid in Pulverform aus Wolframoxidpulver 60 Voraussetzung für den Ablauf dieser Reaktion ist,Tungsten carbide is 60 prerequisite for this reaction to occur in powder form of tungsten oxide powder, durch Erhitzen von Wolframoxid in einer Reduktions- daß der Kohlendioxidgehalt der Reduktionsatmo-by heating tungsten oxide in a reduction that the carbon dioxide content of the reducing atmosphere atmosphäre dadurch gelöst, daß Wolframoxid auf Sphäre sehr niedrig liegt.atmosphere solved by the fact that tungsten oxide is very low on the sphere. einen Temperaturbereich von 800 bis 10501C erhitzt Die Praxis hat gezeigt, daß sich bei der Reaktion inheated a temperature range of 800 to 1050 1 C Practice has shown that in the reaction in und mit Kohlenmonoxid in Berührung gebracht wird Abhängigkeit von der Temperatur und dem Partial··and is brought into contact with carbon monoxide depending on the temperature and the partial und der Partialdruck des erzeugten Kohlendioxids 65 druck des Kohlendioxids entweder Wolframcarbidand the partial pressure of carbon dioxide produced 65 pressure of carbon dioxide either tungsten carbide unterhalb eines für die Bildung des Karbids bestimm- oder reines Wolfram bildet. Bei Aufrechterhaltungbelow one or pure tungsten intended for the formation of the carbide. When maintaining ten Gleichgewichtswcrtcs gehalten wird. einer sehr niedrigen Kohlendioxidkonzentration läuftth equilibrium is maintained. runs at a very low carbon dioxide concentration Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Reaktion nach Gleichung (2) ab, und es wirdAccording to a further feature of the invention, the reaction of equation (2) will and it will
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