AT320879B

AT320879B - Aluminiumfreies exothermes Pulver

Info

Publication number: AT320879B
Application number: AT953071A
Authority: AT
Original assignee: Tido Chemisch Tech Produkte Ge
Priority date: 1971-11-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1975-03-10

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf aluminiumfreie exotherme Pulver für metallurgische Zwecke und betrifft insobesondere hochexotherme Lunkerverhütungsmittel, die sich sowohl zur Anwendung im Blockguss als auch im   Formguss   eignen. 



   Die in der Giessereitechnik gebräuchlichen Lunkerverhütungsmittel sind in den meisten Fällen auf der Basis von thermitartigen Gemischen aufgebaut, die noch verschiedene Zusätze, namentlich sauerstoffabgebende Stoffe und Bindemittel der verschiedensten Art enthalten, um eine Formgebung zu   vorgebildetep   Körpern zu erleichtern und eine Beibehaltung der Form während des Gebrauches sowie ein vollständiges Ausbringen nach beendeter Reaktion zu ermöglichen. Derartige Lunkermittel können auch in ungeformtem Zustand angewendet werden, beispielsweise durch Einstampfen in entsprechend ausgesparte Hohlräume und anschliessendes Erhärten, auch unter Mitwirkung härtend wirkender Mittel wie Kohlendioxyd bzw. Wasserglas in flüssiger oder Pulverform, oder durch einfaches Aufbringen   eines"Lunkerpulvers"auf   den Metallspiegel.

   Insbesondere im letztgenannten Fall erweist es sich jedoch als schwierig, durch das lose aufgebrachte Pulver eine genügende Wärmezufuhr für den Oberteil des Giesslings zu gewährleisten, vor allem bei sehr grossen Gussstücken bzw. bei einem während des Erstarrens stark schrumpfenden Giessgut, weshalb sich in diesen Fällen die Bildung von Primärlunkern und in der Folge von Sekundärlunkern nicht mit Sicherheit unterbinden lässt. Man hat diesem Übelstand schon dadurch abzuhelfen gesucht, dass man durch Aufbringen von zwei exothermen Pulvern und unterschiedlichem Reaktionsvermögen in zeitlicher Aufeinanderfolge eine abgestufte Wirkung zu erzielen versucht. Diese Methode lässt sich aber nur bei genauer Einhaltung der dafür erforderlichen Bedingungen erfolgreich ausführen, was in der rauhen Praxis des Giessereibetriebes auf grosse Schwierigkeiten stösst. 



   Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, ein spezielles hochexothermes Gemisch zu schaffen, das sich im Gebrauch einfach und gefahrlos handhaben lässt und gleichzeitig eine hinreichend grosse Wärmeabgabe und damit eine ausgezeichnete lunkerverhütende Wirkung entfaltet. Gemäss der Erfindung ist nun ein aluminiumfreies exothermes Pulver auf der Grundlage von in Gegenwart eines Sauerstoffspenders mit positiver Wärmetönung reagierenden Elementen durch die folgende Zusammensetzung gekennzeichnet :

   
 EMI1.1 
 
<tb> 
<tb> 35 <SEP> bis <SEP> 45 <SEP> Gew.-% <SEP> Braunstein <SEP> (Mangandioxyd) <SEP> und/oder <SEP> Zunder
<tb> und/oder <SEP> Eisenrot
<tb> 10 <SEP> bis <SEP> 55 <SEP> Gew.-% <SEP> Caiciumsilicium <SEP> 
<tb> 5 <SEP> bis <SEP> 30 <SEP> Gew.-% <SEP> Ferrosilicium
<tb> 2 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumnitrat <SEP> und/oder <SEP> Kaliumchlorat,
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Einzelanteil <SEP> von <SEP> Kaliumnitrat <SEP> bzw.
<tb> 



  Kaliumchlorat <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Gew.-% <SEP> kalzinierte <SEP> Soda <SEP> und/oder <SEP> leicht <SEP> schmelzendes
<tb> Glas, <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Einzelanteil <SEP> von <SEP> kalzinierter
<tb> Soda <SEP> bzw. <SEP> leicht <SEP> schmelzendem <SEP> Glas <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> bis <SEP> zu <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> Natriumsilikofluorid.
<tb> 
 



   Das erfindungsgemässe zusammengesetzte hochexotherme Lunkerverhütungspulver kann in sehr einfacher Weise durch einmaliges Aufbringen auf die Schmelze angewendet werden. Es tritt sehr rasch, aber nicht explosionsartig in Reaktion und liefert in kürzester Zeit die für den Anwendungszweck erwünschte grosse Wärmemenge, die ein langes Flüssighalten des Blockkopfes bzw. Steigers ermöglicht und damit ein gleichmässiges langsames Erstarren des gesamten Giesslings gewährleistet. Auf diese Weise lässt sich die bei den bisher gebräuchlichen Lunkerverhütungsmitteln erreichbare Wirkung wesentlich verbessern und die Ausbildung von Primärlunkern und Sekundärlunkern noch viel weitgehender unterdrücken, als dies bislang möglich war. 



  Gewünschtenfalls kann die zur Verwendung gelangende Menge des exothermen Pulvers auch in mehreren Anteilen nacheinander aufgebracht werden. 



   Beim Arbeiten mit gebräuchlichen exothermen Mischungen, den sogenannten Aufschweisspulvern auf Basis von Aluminium oder Eisenlegierungen, kommt es, namentlich bei verschiedenen Edelstahlsorten, zu einem unerwünschten Auflegieren mit Aluminium oder Eisen. Dieser nachteilige Effekt wird bei Anwendung des erfindungsgemäss zusammengesetzten Pulvers dank der besonderen Auswahl der Komponenten vermieden ; ein gegebenenfalls erfolgendes Auflegieren mit Silicium oder Mangan ist in der Regel zulässig oder zumindest nicht unerwünscht. Aus dem exothermen Lunkerverhütungspulver wird im Laufe der Reaktion eine zusammenhängende Schlacke gebildet, die eine ausreichende Abdeckung zur Verhinderung einer Oxydation an der Oberfläche der Metallschmelze ergibt und nach beendetem Erstarrungsvorgang vom Giessling leicht und vollständig entfernt werden kann. 



   Eine erfindungsgemäss besonders bevorzugte Zusammensetzung des exothermen Pulvers ist die folgende : 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> etwa <SEP> 40 <SEP> Gew.-% <SEP> Braunstein
<tb> etwa", <SEP> 33 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> Calciumsilicium <SEP> mit <SEP> 30% <SEP> Calcium
<tb> etwa <SEP> 12 <SEP> Gew.-% <SEP> Ferrosilicium <SEP> mit <SEP> 40% <SEP> Silicium
<tb> etwa <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumnitrat <SEP> 
<tb> etwa <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> Soda <SEP> (wasserfrei)
<tb> etwa <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> Natronkalkglas
<tb> etwa <SEP> 1 <SEP> Gew.-% <SEP> Natriumsilikofluorid <SEP> 
<tb> etwa <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumchlorat
<tb> 
 
In dieser Zusammensetzung kann der Braunstein auch durch andere Sauerstoffträger, wie Zunder oder Eisenrot, zum Teil oder gewünschtenfalls auch zur Gänze ersetzt werden.

   Dabei werden selbstverständlich, soweit erforderlich, die Mengen der andern Komponenten des exothermen Pulvers in der dem Fachmann bekannten Weise entsprechend den Bedingungen der Stöchiometrie und der Thermochemie angepasst. 



   Zur Erleichterung des Zündvorganges zu Beginn der exothermen Reaktion kann dem erfindungsgemässen Lunkerverhütungspulver ein Zusatz von metallischen Magnesium in einer Menge bis zu 5   Gew,-%   einverleibt werden. 



   Bei den mit dem Sauerstoffspender reagierenden metallischen Reduktionsmitteln auf Ca-Si-Basis bzw. 



  Fe-Si-Basis kann man mit Vorteil Produkte mit einem verhältnismässig hohen Gehalt an den thermochemisch wirksamen Elementen einsetzen. So erweist sich die Anwendung eines Pulvers mit einem Calciumgehalt des Calciumsiliciums von 30 bis 40   Gew.-%   sowie einem Siliciumgehalt des Ferrosiliciums von wenigstens 40   Gew.-%.   insbesondere von 72 bis 78   Gew.-%,   als besonders günstig. 
 EMI2.2 
 Giesstemperaturen als günstig erweist. Dieser zusätzliche Flussmittelgehalt stellt aber kein grundsätzliches Erfordernis der erfindungsgemässen Zusammensetzung dar, denn der zwingend vorgesehene Gehalt an einem leicht schmelzbaren Glas (bzw. an kalzinierter Soda, an deren Stelle auch festes Ätznatron treten kann) sorgt bereits für die notwendige Schlackenbildung.

   Anstelle von Natronkalkglas können auch andere niedrigschmelzende glasbildende Silikate oder auch Glassorten auf anderer, z. B. Boratbasis, mit Erfolg angewendet werden. 



   Das erfindungsgemäss zusammengesetzte Pulver kann im übrigen auch solche Zusatzstoffe, wie sie bei bekannten exothermen Massen gebräuchlich sind, wie Füllstoffe der verschiedensten Art in Pulverform, als Körner oder auch in faserartiger Beschaffenheit, Bindemittel usw., enthalten, natürlich unter der Voraussetzung, dass diese Zusätze hinsichtlich ihrer Art und Menge mit dem   erfindungsgemäss   angestrebten Zweck der Schaffung eines hochexothermen, rasch und zuverlässig wirkenden Lunkerverhütungsmittels vereinbar sind.

   Als derartige Zusatzstoffe kommen beispielsweise saure oder basische Sande (Quarzsand, Kieselgur,   Olivinsand),   Chamotte, Ton, Bentonit, natürliches und/oder künstliches Fasermaterial von mineralischer oder organischer Art, wie Asbest, Amosit, Steinwolle, Holzspäne, Sägemehl, Stroh, Getreideschalen, Reisstroh, Zellulosefasern, Papierfasern, halb- und vollsynthetische Kunststoff-Fasern   od. dgl.   in Betracht. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Aluminiumfreies exothermes Pulver, insbesondere für Blockguss und Formguss, auf der Grundlage von in 
 EMI2.3 
    e k e n n z e i c h -net durch   folgende Zusammensetzung : 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> 35 <SEP> bis <SEP> 45 <SEP> Gew.-% <SEP> Braunstein <SEP> (Mangandioxyd) <SEP> und/oder <SEP> Zunder <SEP> und/oder
<tb> Eisenrot
<tb> 10 <SEP> bis <SEP> 55 <SEP> Gew.-% <SEP> Caiciumsilicium <SEP> 
<tb> 5 <SEP> bis <SEP> 30 <SEP> Gew.-% <SEP> Ferrosilicium
<tb> 2 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumnitrat <SEP> und/oder <SEP> Kaliumchlorat, <SEP> mit
<tb> einem <SEP> Einzelanteil <SEP> von <SEP> Kaliumnitrat <SEP> bzw.
<tb> 



  Kaliumchlorat <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> Gew.-% <SEP> kalzinierte <SEP> Soda <SEP> und/oder <SEP> leicht <SEP> schmelzendes <SEP> Glas,
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Einzelanteil <SEP> von <SEP> kalzinierter <SEP> Soda <SEP> bzw.
<tb> leicht <SEP> schmelzendem <SEP> Glas <SEP> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Gew.-%
<tb> bis <SEP> zu <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> Natriumsilikofluorid. <SEP> 
<tb> 
 
 EMI2.5

Claims

<Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 <tb> <tb> etwa <SEP> 40 <SEP> Gew.-% <SEP> Braunstein, <SEP> gegebenenfalls <SEP> teilweise <SEP> oder <SEP> vollständig <tb> ersetzt <SEP> durch <SEP> Zunder <SEP> oder <SEP> Eisenrot <tb> etwa <SEP> 33 <SEP> Gew.-% <SEP> Caiciumsilicium <SEP> mit <SEP> 30% <SEP> Calcium <tb> etwa <SEP> 12 <SEP> Gew.-% <SEP> FerrosUicium <SEP> mit <SEP> 40% <SEP> Silicium <tb> etwa <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumnitrat <SEP> <tb> etwa <SEP> 4 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> Soda <SEP> (wasserfrei) <tb> etwa <SEP> 4 <SEP> Gew.-% <SEP> Natronkalkglas <SEP> <tb> etwa <SEP> 1 <SEP> Gew.-% <SEP> Natriumsilikofluorid <tb> etwa <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> Gew.-% <SEP> Kaliumchlorat. <tb> EMI3.2 t'ulver nach Anspruch 1 oder Gew.-% Magnesium als Metall.

4. Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen zusätzlichen Gehalt bis zu 10 Gew. -% an einem Flussmittel, wie Flussspat, Borax od. dgl.

5. Pulver nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Calciumgehalt des Calcimsiliciums von 30 bis 40 Gew.-% sowie durch einen Siliciumgehalt des Ferrosiliciums von wenigstens 40 Gew.-%, insbesondere von 72 bis 78 Gew.-%.