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Verfahren und Kupolofen zum Ersehmelzen von Tempergusseisen.
Die Erfindung besteht darin, dass die Tempergussgattierung ausschliesslich aus dem vor allem im eigenen Betrieb entfallenden Temperrohgussabfall, wie Trichter, Angüsse und Ausschuss, aus Schmiedeschrott und einer höher als Temperroheisen silizierten Roheisensorte, nämlich mit 2-3% Silizium, mit über 1-2% Mangan besteht.
Durch Verwendung dieser Gattierung wird beim Schmelzen in einem besonders konstruierten Kupolofen eine Verminderung des Satzkokses auf etwa 10% des Eisensatzes erzielt bei einer Temperatur
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von etwa 20% erzielt.
Ein erhöhter Abbrand an Silizium und Mangan ergibt die Möglichkeit, ohne irgendwelches Temperroheisen auszukommen und mit 50% der im eigenen Betrieb entfallenden Temperrohgussabfälle, wie Trichter, Angüsse und Ausschuss, unter Zusatz von 30-35% Schmiedeschrott und Hämatit in restlicher Menge ein Tempergusseisen zu erblasen, das bei einer durchschnittlichen Festigkeit von 38-42 kglme und 6-16% (durchschnittlich 10%) Dehnung etwa 20% weniger kostet,
als der bisher im Kupolofen mit Temperroheisen hergestellte Temperguss mit geringeren Festigkeits- und Dehnungsziffern. Ein weiterer Vorteil besteht im Senken des Gesamtkohlenstoffgehaltes auf 2'8-3 % und Herabdrücken des Graphitgehaltes auf Spuren. Hiedurch wird weiter eine Verminderung der Glühdauer im Temperofen bis auf 24 Stunden (bei 950 C) erzielt.
Zum Erschmelzen dieses Tempergusseisens ist ein besonderer Kupolofen mit Düsen notwendig, die die erforderliche Luftmenge in den Ofen einfÜhren und so eingerichtet und angeordnet sind, dass ein erhöhter Abbrand an Silizium und Mangan erzielt wird, auf deren Verbrennung ein Teil der Satzkoksersparnis zurückzuführen ist. Die Düsen können in mehreren Reihen angeordnet werden, wobei durch Auseinanderziehen der Schmelzzone ein erhöhter Abbrand an Silizium und Mangan erzielt werden kann.
In den meisten Fällen wird aber auch die Anbringung einer Düsenreihe genügen, wenn den Düsen die entsprechende Form gegeben wird. In allen Fällen aber muss der Gesamtdüsenquersehnitt wenigstens den sechsten Teil des Ofenquerschnittes in der Düsenebene betragen. Die Düsen müssen wegen der Ersparnis an Füllkoks möglichst tief angeordnet werden. Bei Verwendung von zwei übereinanderliegenden Reihen von Düsen werden diese so angeordnet, dass die eine Reihe tangential nach rechts, die andere tangential nach links in den Ofen bläst.
Weiter muss der Ofen erheblich höher gebaut werden, als dies bisher allgemein üblich war, damit der erhöhte Abbrand an Silizium und Mangan möglich wird, wodurch wiederum erst die Gattierung von 50% Trichtern, etwa 30% Schmiedesehrott und nur 20% Hämatit ermöglicht wird.
Auch eine erhöhte Windmenge muss zugeführt werden. Die alleinige Verwendung von Temperroheisen, also ohne Hämatit, wäre unmöglich, weil bei alleiniger Verwendung von Temperroheisen infolge des erhöhten Siliziumabbrandes der Siliziumgehalt in den Trichtern und Angüssen so niedrig wird, dass er selbst durch vermehrten Zusatz von grauem Temperroheisen nicht auf die gewünschte Höhe von durchschnittlich 0'8% gebracht werden kann. Erst durch die Verwendung höher silizierter Roheisensorten wird deshalb auch die Verwendung grösserer Schmiedeeisenschrottmengen und somit die wesentliche Verbilligung der Gattierung möglich, die rund 20% des Preises der bisher üblichen Gattierungen beträgt.
Auch im eigenen Betriebe entfallender getemperter Temperguss kann, da es sieh dabei um Qualitätsmaterial handelt, bei der Gattierung mitverwendet werden.
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Um den Kupolofen für die Erschmelzung eines Tempergusseisens mit der genannten Gattierung geeignet zu machen, müssen Profilhöhe, Anzahl und Abmessungen der Düsen sowie die erforderliche Windmenge und der Winddruck in einem bestimmten Verhältnis zu einander stehen. Bei der Dimen-
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Düsenebenenquerschnittes des Ofens beträgt. Ist der Düsenquerschnitt kleiner, nimmt die Schmelzleistung ab, ist er zu gross, läuft das Eisen nicht heiss genug aus dem Ofen und die Vergiessbarkeit leidet.
Auf der Zeichnung ist ein Ofen sowie eine Ausführungsform der Düsen bei Anordnung einer Düsenreihe dargestellt.
Der Kupolofen besitzt eine Ummantelung 1 mit Ausstampfmasse 2, einen Aufsatz : J, eine Verengung 4 und eine Schmelzzone 5. In der Schmelzzone 5 liegen die Düsen 6, die mit dem Windkasten 7 verbunden sind. Unterhalb der Düsen 6 sind Stochlöcher 8 vorgesehen. Der Boden 9 grenzt den Ofen nach unten ab. Die Höhe des unteren Teiles des Kupolofens, also von der Sohle bis zu der Erweiterung, beträgt etwa den doppelten Durchmesser des Ofens an der Dusenmündungsstelle. Die Erweiterung 4 hat eine Höhe von der Hälfte des Durchmessers, während der sich über der Erweiterung aufbauende Teil vier-bis fünfmal so gross ist als der Durchmesser, so dass die gesamte Höhe des Ofens etwa das Siebenfache des Durchmessers beträgt.
Die Düsen selbst sind in einer Höhe vorgesehen, die etwa der Hälfte des Durchmessers entspricht.
Die Düsen sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart gebaut, dass ihr Querschnittvon der Windkastenseite aus angefangen-sich derart ändert, dass die Ausdehnung in der Breite vergrössert und die Ausdehnung in der Höhe verkleinert wird. Die obere Decke ist nach dem Schmelzraum nach unten dachartig geneigt, so dass der Wind, der aus dem Windkasten in die Düse eintritt, fächerartig sich nach der Seite verbreitert. Durch diese Düsenform wird erreicht, dass der Wind auf den ganzen Ofenquersehnitt verteilt und schräg nach unten gedrückt wird.
Es muss noch erwähnt werden, dass der Hämatitzusatz natürlich je nach dem Siliziumgehalt bei 50% Trichter und Angüsse höher oder niedriger zu halten ist und dass so zu gattieren ist, dass unter Berücksichtigung des Abbrandes an Silizium und Mangan das Endprodukt etwa 0#8% Silizium und (H-0'5 % Mangan enthält. Für dickwandige Stücke kann durch Verkleinern des Hämatitzusatzes der Siliziumgehalt nach Belieben auch niedriger gehalten werden. Die bisher vertretene Ansicht, dass der Mangangehalt bei Temperguss unter 0-2% liegen müsse, ist nicht richtig, da sich gezeigt hat, dass eine Erhöhung des Mangangehaltes günstig wirkt.
Dies drückt sich-wie bereits oben angeführt-in der höheren Festigkeit und der höheren Dehnung des fertigen Materials gegenüber dem bisherigen aus dem Kupolofen erschmolzenen Material aus. Zur Erblasung des Tempergusseisens ist es wünschenswert, die Windmenge um 15-20% gegenüber den bisher üblichen Windmengen zu erhöhen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Erschmelzen von Tempergusseisen im Kupolofen unter Verwendung einer Gat- tierung aus Temperrohgussabfall (Trichter, Angüsse), Schmiedesehrott und höher als Temperroheisen siliziertem Roheisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Mangangehalt des Roheisens tuber1% -2% beträgt.