AT205684B - Verfahren zum Aufheizen von Metallen oder Legierungen beim Gießen - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Aufheizen von Metallen oder Legierungen beim Giessen 
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<tb> 
<tb> Teila) <SEP> Aufzuheizende <SEP> Metalle.
<tb> 



  3 <SEP> Fe <SEP> + <SEP> 2 <SEP> 02 <SEP> = <SEP> Fep4 <SEP> + <SEP> 1600 <SEP> kcal
<tb> 3 <SEP> Mn <SEP> + <SEP> 2 <SEP> O2 <SEP> = <SEP> Mn3O4 <SEP> + <SEP> 2090 <SEP> kcal
<tb> b) <SEP> Rohrmaterial.
<tb> 



  4A1+30 <SEP> =2A1 <SEP> +7060 <SEP> kcal <SEP> 
<tb> Si <SEP> + <SEP> 02 <SEP> = <SEP> SIC <SEP> + <SEP> 7300 <SEP> kcal
<tb> 2Mg+ <SEP> = <SEP> MgO <SEP> + <SEP> 6000 <SEP> kcal <SEP> 
<tb> 
 
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 Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft in dem verlorenen Kopf überhitzt wird. Dabei soll nur etwa so viel Sauerstoff zugeführt werden, als zum Verbrennen der Rohrleitung erforderlich ist. 



   II. Giessen von Blöcken, insbesondere von beruhigtem Stahl. 



   Wie bekannt ist, verringern die im Kopf eines aus beruhigtem Stahl gegossenen Blockes vorhandenen Lunker den für die Weiterverarbeitung brauchbaren Blockanteil. 



   Die Beeinträchtigung der Wirtschaftlichkeit der Stahlherstellung durch Lunkerbildung ist so gross, dass bereits viele Versuche zur Unterdrückung dieses Vorganges gemacht wurden. Bei allen diesen Versuchen war das Ziel, den Kopf des Blocks so lange als möglich flüssig zu halten, so dass die sich im oberen Teil des Blocks zufolge des Schwindens bildenden Hohlräume im Verlaufe des Erstarren durch den flüssigen Stahl aus dem Kopf wieder gefüllt werden können. 



   Der Blockkopf kann bekanntlich durch Wärmeisolierung oder durch Erwärmen mit einem Gasbrenner oder elektrisch länger flüssig gehalten werden. Diese Methoden haben sich insbesondere bei der Herstellung von   Spezialstählen   gut eingeführt. Bei der Massenproduktion von Handelsstählen ist die Verwendung von exotherm reagierenden Mischungen, z. B. von Thermit, ein bekannter Weg, um die Blockköpfe flüssig zu halten. 



   Die für diese Verfahren verwendeten Kokillen enden oben im allgemeinen in einen konischen Teil, welcher gegen Wärmeverluste gut isoliert ist. Der Blockkopf oder ein grosser Teil davon wird gewöhnlich weggeschnitten. Dieser als "verlorener Kopf" bezeichnete Teil beträgt gewöhnlich   35 - 40%   des fertigen Blockgewichtes. Wenn der verlorene Kopf zu klein ist, steht nicht genügend Metall zur Verfügung, um ein vorzeitiges Schrumpfen zu verhindern und alle Hohlräume auszufüllen, welche sich bilden können. 



  Demzufolge kann ein schmaler und tiefer Lunker entstehen. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung kann mit Vorteil in Kokillen ausgeführt werden, welche Masseköpfe von üblicher Grösse besitzen, die also   z. B. 10-20%   des Gewichtes des gesamten Blocks einnehmen. 



  Da ein Grossteil des Massekopfes lunkerfrei erstarrt, ist oft nur etwas mehr als die Schlacke am Kopf wegzuschneiden. 
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   - 10"/0Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung können Lunker beim Blockgiessen von Stahl, insbesondere beim beruhigten Stahl, dadurch vermieden oder verringert werden, dass eine bestimmte, kleinere Menge des geschmolzenen Stahls gesondert in einer Pfanne durch Verbrennen der Gaszuführungsleitung gemäss der Erfindung überhitzt und der so überhitzte Stahl in den Blockkopf der Kokille nachgegossen wird. Der Massekopf der verwendeten Kokille kann auch unter diesen Umständen viel kleiner gehalten werden als im normalen Betrieb, z. B. auf etwa   6 - 10"/0   des Blockgewichtes. Die in der Pfanne aufzuheizende Menge beträgt z. B. 3-8% des zu vergiessenden Metalles.

   Durch entsprechendes Abstimmen des Gehaltes an Kohlenstoff, Mangan, Silizium und anderer Elemente und der Zusammensetzung der Gaszuführungsleitung ist Sorge zu tragen, dass der zum Nachgiessen verwendete Stahl praktisch die gleiche chemische Zusammensetzung wie der Block besitzt. 



   Krusten, die sich auf der Oberfläche des Blocks bereits gebildet haben sollten, werden durch das Nachgiessen des überhitzten Stahles wieder eingeschmolzen und die gebildeten Hohlräume gefüllt. 



  Irgendwelche Lunkerbildung, die noch auftreten könnte, ist bei Verwendung eines kleineren Gusskopfes nicht beachtenswert, da sich das Schrumpfen eines nur kleinen Stahlvolumens nicht auswirkt. Ein solcher Lunker wird nur auf den wirklichen Kopf des Blocks beschränkt bleiben. Auf diese Weise werden bei der Weiterverarbeitung zufolge Lunkerbildung auftretende Verluste stark herabgesetzt. 



   Im folgenden werden das Verfahren gemäss der Erfindung für das Giessen eines Blocks aus beruhigtem Stahl und die erzielten Vorteile an Hand der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Blockkopf gemäss der Erfindung und Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch den Kopf eines in üblicher Weise hergestellten Blocks. 
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 wurde in übliche 4, 5 t Kokillen zu Blöcken gegossen. Einer dieser Blöcke wurde durch Verbrennung einer Gaszuführungsleitung aus Aluminium von ungefähr 3 kg Gewicht mittels Sauerstoffs erhitzt ; das Rohr tauchte in den geschmolzenen Stahl im Blockkopf ein. Der so behandelte Block und ein unbehandelter Vergleichsblock wurden in der Längsrichtung durchgeschnitten. 



   In der Zeichnung bezeichnet 1 den Block und 2 den Blockkopf. 3 (Fig. 2) bezeichnet die Grenzen der Lunkerbildung in einem gewöhnlichen Block. Im Vergleich zu Fig. 1 ist ersichtlich, dass der gemäss der Erfindung hergestellte Block praktisch frei von Lunkern ist. Die schwarzen Flächen 4 bedeuten Gussblasen und Hohlräume, die im Block vorhanden sind. Es ist ersichtlich, dass diese im Block gemäss der 

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 Erfindung in einem viel kleineren Ausmass auftreten als im   Vergleichsblock ;   sie befinden sich im behandelten Block nur in einer kleinen Entfernung von der Oberfläche. Es ist klar ersichtlich, dass'die Verluste infolge des erforderlichen Schopfens für den unbehandelten Block viel höher sind als für den behandelten.

   Es hat sich ergeben, dass am unbehandelten Block ein Verlust von ungefähr   7%   des Gesamtgewichtes auftritt,   während beim   behandelten Block nur   3, 50/0   verlorengehen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass bei unbehandelten Blöcken der Verlust normalerweise um   100/0   liegt, so dass die wirkliche Ersparnis noch grösser ist als an Hand des Versuches gezeigt wurde. 



   Die Erfindung ist in ähnlicher Weise auf Nicht-Eisen-Metalle anwendbar. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zum Aufheizen von geschmolzenen Metallen oder Legierungen beim Giessen, insbesondere zur Verhinderung der Lunkerbildung, durch Verbrennen von stark exotherm reagierenden Stoffen, insbesondere von Metallen, in der Schmelze mit Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die oxydierenden Gase durch ein in die Schmelze eintauchendes Rohr geleitet werden, das aus einem exotherm reagierenden Material besteht und allmählich, unter Bildung von auf der Schmelze schwimmenden Verbrennungsprodukten, insbesondere von Schlacke, verbrennt und dabei je Gewichtseinheit wesentlich mehr Wärme liefert, als durch Verbrennen des Giessmetalles entstehen wurde.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaszufuhrrohr zumindest zu einem wesentlichen Teil aus Aluminium oder einer unter starker Wärmeentwicklung verbrennenden Aluminiumlegierung, insbesondere einer solchen mit Magnesium und/oder Silizium besteht.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verbrennen des Gas- zuführungsrohres je kg mindestens 6000 kcal erzeugt werden und die erzeugte Wärmemenge je kg wenigstens um 3000 kcal höher liegt als jene, welche durch die Oxydation des zu erhitzenden Metalls erhalten werden könnte.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaszuführungsrohr im verlorenen Kopf eines Form- oder Blockgusses verbrannt und die Schmelze dadurch aufgeheizt wird, wobei der verlorene Kopf beim Formguss 15-25%, vorzugsweise etwa 20%, und beim Blockguss etwa 6-10% des fertigen Gussstückes beträgt.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur so viel Sauerstoff zugeführt wird, als zum Verbrennen der in die Schmelze eintauchenden Gaszuführungsleitung erforderlich ist.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Giessen von Blöcken ohne verlorenen Kopf, insbesondere aus beruhigtem Stahl, der obere Blockteil durch Verbrennen des in die Schmelze eintauchenden Gaszuführungsrohres überhitzt wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Giessen von Stahlblöcken ein kleiner Teil des geschmolzenen Stahles in einer Pfanne durch Verbrennung des in ihm eintauchenden Gaszuführungsrohres mit Sauerstoff oder mit sauerstoffreicher Luft überhitzt und dann zum Nachgiessen verwendet wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Giessen von Blöcken aus beruhigtem Stahl 3-8% des Stahles in der Pfanne überhitzt werden.