AT201639B - Mittel zur Behandlung von geschmolzenen Eisenmetallen - Google Patents

Description

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  Mittel zur Behandlung von geschmolzenen Eisenmetallen 
Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von   Eisenmetallen,   Insbesondere bezieht sie sich auf gewisse Zusätze zu Eisen und Stahl, so z. B. auf den Zusatz eines die kugelförmige Graphitausbildung bewirkenden Mittels zu Gusseisen. 



   Die Eigenschaften von Gusseisen können durch den Zusatz von eine kugelförmige Graphitausbildung bewirkenden (im folgenden   kurz"kugelbildenden"genannt) Elementen verbessert werden,   gewöhnlich von Ce und (oder) Mg. In Gegenwart dieser Elemente neigt der freie Graphit in dem Gusseisen dazu, eine   kugelförmige   Gestalt anzunehmen, und sowohl die Festigkeit wie auch die Duktilität des Gusseisens werden erhöht. Die kugelbildenden Agentien, welche die kugelbildenden Elemente enthalten, werden zweckmässig in Pulverform dem geschmolzenen Gusseisen zugesetzt. Zu den pulverförmigen kugelbildenden Mitteln, welche in das Gusseisen eingeführt werden, gehören Magnesium-Ferrosilizium und Cer enthaltendes Magnesium-Ferrosilizium.

   Wenn pulverförmige Mittel wie die beiden genannten, die einen niedrigen Schmelzpunkt : haben, durch ein Rohr unter die Oberfläche des geschmolzenen Eisens eingeführt werden, macht das Verlegen des Rohres durch die erweichenden und zusammenbackenden kugelbildenden Mittel die Einführung genügender Mengen des Mittels schwierig und manchmal unmöglich. 



   Nach dem bekannten Stand der Technik in der Herbeiführung kugelförmiger Graphitausbildung in   Gusseisen, ;   wird vorgeschlagen, die auf das Erweichen und Zusammenbacken der Materialien während des Einführens in das geschmolzene Eisen zurückzuführenden Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, dass man dem gepulverten kugelbildenden Mittel hochschmelzende Substanzen beimischt. Diese Vorgangsweise ergibt in vielen Fällen befriedigende Ergebnisse, aber die grosse Menge üblicherweise verwendeter hochschmelzender Stoffe erhöht die Behandlungszeit, die Abkühlzeit des Gusseisens und die Kosten der kugelbildenden Behandlung.

   Erfindungsgemäss besteht ein Behandlungsmittel für die Einführung mittels Gas in geschmolzene Eisenmetalle aus einer Mischung eines zerkleinerten Metalles oder einer Legierung und eines zerkleinerten hochschmelzenden Materials und ist dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Material in Form von Teilchen vorliegt, die nicht grösser sind, als 0,074 mm, welches Material zufolge Adhäsion einen Überzug auf den Metall- oder Legierungsteilchen bildet, wobei die Menge des hochschmelzenden Materials 10   Gew. -0/0   der Mischung nicht übersteigt. 



   Die Menge des hochschmelzenden Materials für das   erfindungsgemässe Behandlungsmittel   ist der Teilchengrösse der andern Teilchen umgekehrt proportional. Mit Mengen an hochschmelzendem Material von über 10   Gel.-%   wird kein Vorteil erzielt. Für Legierungs- oder kugelbildende Materialien, die nicht über 1, 168 mm Korngrösse aber nicht unter 0, 147 mm Korngrösse aufweisen, sind   3-5o   des hochschmelzenden Materials ausreichend. 



   Das erfindungsgemäss bevorzugte Mittel für die Kugelausbildung enthält 75 Gew.-Teile Ce enthaltendes Magnesium-Ferrosilizium, 25 Gew.-Teile Ca-Si, beide in der Form von Teilchen, die nicht über 1, 168 mm Korngrösse, aber nicht unter 0, 208 mm Korngrösse aufweisen, und 5 Gew.-Teile Mg-Oxyd in Form von Teilchen, mit einer Korngrösse nicht über 0,043 mm. 



   Das gepulverte, in dem Gasstrom enthaltene Behandlungsmittel wird in das geschmolzene eisenhältige Material durch ein zweckmässig aus Graphit bestehendes Rohr eingeführt. Für die Kugelausbildung in Gusseisen wird als   Suspensions   vorzugsweise ein inertes Gas, z. B. Ar verwendet. 



   Das erfindungsgemässeBehandlungsmittel wird durch Vermischung der zerkleinerten Bestandteile   z. B.   durch Schütteln hergestellt. Bei der Herstellung des bevorzugten kugelbildenden Mittels, welches Ce ent- 

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 Teilchen einen Überzug, der bei der üblichen Beförderung des Materials nicht nennenswert angegriffen wird. Die Mengen des zur Erzielung von kugeliger Graphitausbildung in Gusseisen erforderlichen Behandlungsmittels hängen von einer Reihe von Faktoren ab. Je grösser der erwünschte Grad der Kugelbildung in dem behandelten Gusseisen ist, desto grösser ist die erforderliche Menge an Behandlungsmittel. Die Zusammensetzung des zu behandelnden Gusseisens hat auf die Menge des erforderlichen Behandlungsmittels auch einen wichtigen Einfluss.

   Diese Faktoren sind dem Fachmann verständlich, da die Menge des kugelbildenden Mittels, welche von dem Gusseisen zur Erzielung der erwünschten Eigenschaften zurückgehalten werden muss, durch den Gebrauch des erfindungsgemässen Behandlungsmittels nicht geändert wird. 



   Obwohl es erwünscht ist, dass das erfindungsgemässe kugelbildende Mittel für Gusseisen einen Keimbildner, z. B. Ca-Si oder Ferrosilizium,   enthält - zusätzlich   zu dem hochschmelzenden Material und zu dem kugelbildenden Element, z. B. Ce oder Mg - kann der Keimbildner auch weggelassen und eine getrennte Keimbildung durchgeführt werden. Wenn das Behandlungsmittel einen Keimbildner enthält, dann ergibt, wie gefunden wurde, die nachfolgende Zusammensetzung ausgezeichnete Ergebnisse : wenigstens 50 Gew.-Teile eines einen Kugelbildner enthaltenden Materials z. B. Magnesium-Ferrosilizium oder Ce enthaltendes Magnesium-Ferrosilizium, bis zu 50   Gew.-Teilen eines Keimbildners, z. B.   Ferrosilizium oder Ca-Si, und nicht mehr als 10 Teile Mg-Oxyd. 



   Ein erfindungsgemässes kugelbildendes Mittel für Gusseisen wurde an einer Anzahl von verschiedenen Gusseisensorten geprüft. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I wiedergegeben. Bei den Versuchen enthielt das verwendete Behandlungsmittel 75 Teile Ce enthaltendes Magnesium-Ferrosilizium (2% Ce,   81o   Mg), 25 Teile Ca-Si und 5 Teile Mg-Oxyd. Das Ce enthaltende Ferrosilizium und das Ca-Si lagen in der Form von Teilchen mit einer Korngrösse nicht über 1, 168 mm, aber auch nicht unter 0,208 mm vor, während das Mg-Oxyd in Teilchen einer Korngrösse von 0, 043 mm vorlag. Das Behandlungsmittel war in einem   A r-. Strom suspendiert   und wurde in   das geschmolzene Gusseisen   durch ein'Graphitrohr eingeführt, Ungefähr 113, 4 kg Metall wurden behandelt. 



  Tabelle I 
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<tb> 
<tb> Versuch <SEP> Menge <SEP> des <SEP> Behand-Zurückgehalten <SEP> Gusszustand <SEP> Geglüht
<tb> Nr. <SEP> lungsmittels <SEP> 0 <SEP> ; <SEP> 0 <SEP> Festigkeit <SEP> J <SEP> Dehnung <SEP> Festigkeit <SEP> Dehnung
<tb> kg <SEP> Mg <SEP> ce <SEP> kg/cm2 <SEP> % <SEP> kglcm'2 <SEP> 0/0
<tb> 1 <SEP> 1,59 <SEP> 0,024 <SEP> 0,02 <SEP> 6517 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 4106 <SEP> 26, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 1, <SEP> 26 <SEP> 0,018 <SEP> 0,01 <SEP> 3599 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 4330 <SEP> 17, <SEP> 0
<tb> 3 <SEP> 1,26 <SEP> 0, <SEP> 021 <SEP> 0,01 <SEP> 5933 <SEP> 5,0 <SEP> 3951 <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 4 <SEP> 1,26 <SEP> 0, <SEP> 017 <SEP> 0, <SEP> 006 <SEP> 6468 <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 3761 <SEP> 29, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 5 <SEP> 1,26 <SEP> 0,014 <SEP> 0, <SEP> 013 <SEP> 5441 <SEP> 2,0 <SEP> 4028 <SEP> 13,

   <SEP> 0
<tb> 
 
Die hohe Festigkeit und Duktilität der behandelten   Gusseisensorten,   die aus Tabelle I hervorgeht, ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass der freie Graphit in den behandelten Proben mindestens teilweise in die kugelige oder pseudo-kugelige Form umgewandelt worden ist. 
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 auch für andere Zwecke als   zur Herbeiführung kugeliger   Graphitausbildung in Gusseisen verwendet werden können.

   So kann die Beigabe von Legierungszusätzen zu Stahl so durchgeführt werden, dass die Legierungszusätze zerkleinert und mit einem feinverteilten hochschmelzenden Material gemischt werden, um die Teilchen der Legierungszusätze zu   überziehen.   Bei der Erzeugung kugeliger Graphitausbildung nach dem erfindungsgemässen Verfahren ebenso wie mit den Behandlungsmitteln, die bei den zum Stande der Technik gehörenden Verfahren verwendet werden, ist der Schwefelgehalt des zu behandelnden Eisens ein wichtiger Faktor. Im allgemeinen soll, wenn ei. t wesentliches Ausmass an Kugelbildung wirksam erreicht werden soll, der S-Gehalt des Eisens vor Einführung des Behandlungsmittels nicht 0,   o'2P/o     überstei-   gen.

   Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollte der S-Gehalt nicht über   0,01% gehen.   Die Herabsetzung des S-Gehaltes des Gusseisens auf die abgegebenen niedrigen Werte kann zweckmässig durch Einführung von gepulvertem Ca-Karbid in das Gusseisen erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE 1. Behandlungsmittel zur Einführung mittels Gas in geschmolzene Eisenmetalle, bestehend aus einer Mischung aus zerkleinertem Metall oder einer zerkleinerten Legierung sowie einem zerkleinerten hochschmelzenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Material in Form von Teilchen vorliegt, die nicht grösser sind als 0, 074 mm und welche durch Adhäsion auf den Teilchen des Metalles oder der Legierung einen Überzug bilden, wobei die Menge an hochschmelzendem Material 10 Grew.-% der Mischung nicht übersteigt.

   2. Behandlungsmittel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Material Magnesiumoxydpulver ist.

   3. Behandlungsmittel nach Anspruch 2 zur Verbesserung von Gusseisen, bestehend aus wenigstens 50 Gew.-Teilen eines zerkleinerten, kugelförmige Graphitausbildung bewirkenden Mittels, nicht mehr als 50 Gew.-Teilen eines zerkleinerten, keimbildenden Mittels und einer vorbestimmten Menge von Magnesiumoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des kugelbildenden und des keimbildenden Mittels nicht grösser als 1, 168 mm und nicht kleiner als 0, 147 mm sind, und die Magnesiumoxyd-Teilchen nicht grösser sind als 0,074 mm, wobei die Menge an Magnesiumoxyd 3-5 Gew. -0/0 der Mischung beträgt.

   EMI3.1 zium-Silizium, und einer vorbestimmten Menge Magnesiumoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen des kugelbildenden und des keimbildenden Mittels nicht grösser als 1, 168 mm und nicht kleiner als 0,208 mm sind, und die Magnesiumoxyd-Teilchen nicht grösser sind als 0,043 mm, wobei die Menge des Magnesiumoxyds 5 Gew.-% der Mischung beträgt.