AT390271B - Verfahren zum freihalten von induktorrinnen, ein- und ausgusskanaelen und dergleichen von ablagerungen und mittel zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Nr. 390 271

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein· und Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen bei der Verwendung von einer mit Reinmagnesium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeß. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung dieses Verfahrens und die Mittel zur Durchführung des Verfahrens, 5 Die Umwandlung einer Eisenschmelze in Gußeisen mit Kugelgraphit bzw. in Gußeisen mit Vermiculargraphit wird durch eine Behandlung mit Magnesium oder Metallen der Seltenen Erden wie Ce, Ba, Ca, usw. erreicht. Vom Magnesium weiß man, daß es einen hohen Verdampfungsdruck, niedrigen Schmelz- und Siedepunkt sowie ein niedriges spezifisches Gewicht aufweist. Diese Eigenschaften führen dazu, daß Magnesium in der Regel als Vorlegierung z. B. FeSiMg mit niedrigem Mg-Gehalt eingesetzt wird. Dabei kann der 10 Magnesiumgehalt zwischen 5-30 Gew. % variieren. Die Verwendung von Reinmagnesium ist nur in speziellen Einrichtungen wie z. B. dem Reinmagnesiumkonverter möglich.

Bekannt ist auch, daß Magnesium eine hohe Affinität zu Sauerstoff und Schwefel besitzt. Diese Eigenschaften und die niedrige Löslichkeit von Magnesium in der Schmelze führen dazu, daß die modifizierende Wirkung des Magnesiums auf die Graphitausbildung nur über eine beschränkte Zeit wirksam ist. So wird durch 15 die Reaktion mit dem in der Schmelze vorhandenen Schwefel, sowie durch die Oxydation auch Sauerstoff aus der Atmosphäre, sowie durch die Reduktion der im Eisen, in der Schlacke und den in der Feuerfestkeramik anwesenden Oxyden Magnesium verbraucht. Das bedeutet, daß ein bedeutender Anteil des eingebrachten Magnesiums für die Modifizierung des Graphits unwirksam ist. Um diesen Vorgang (Fading) zu verlangsamen und die Temperaturverluste der Schmelze zu reduzieren wurde ein Rinnendruckofen mit Inertgasatmosphäre 20 entwickelt Dieser Ofen wird in der Regel als Warmhalte-Vergießofen verwendet.

Zwar wird bei diesem Ofen durch die Beaufschlagung der Badoberfläche mit Inertgas der Fadinganteil, der durch Luftsauerstoff und durch Verdampfen von Magnesium verursacht wird, wesentlich reduziert

Die Verwendung von Vorlegierungen trägt zur Senkung der Magnesiumaktivität bei. Dabei werden aber andere Elemente wie Fe, Si, Ni, usw. mit der Schmelze vermischt Dadurch wird die Reaktionsgeschwindigkeit 25 verlangsamt, was dazu führt, daß die Reaktion zwischen Magnesium und Schwefel ebenfalls verlangsamt wird und somit die vorhandenen Schwefelgehalte nicht wesentlich reduziert werden können. Der Entschwefelungsgrad ist also niedrig und die Reaktion zwischen freiem Schwefel und Magnesium wird nach der Behandlung fortgesetzt wodurch sich der wirksame Magnesiumgehalt in der Schmelze schnell reduziert (Fading). Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit einer Inertgasatmosphäre nicht beeinflußt 30 Bei einer Behandlung mit einer auf FeSi aufgebauten Vorlegierung entsteht eine saure Reaktionsschlacke, die mehr als 60 % durch Magnesium leicht reduzierbare Oxyde enthält z. B. FeO, MnO, SiO^

Auch nach dem Abziehen der Reaktionsschlacke von der Badoberfläche verbleibt ein gewisser Teil der leicht reduzierbaren Oxyde in der Schmelze suspendiert. Das bedeutet daß die Reaktion d. h. Oxydation, Mg + S usw. weiter fortgesetzt wird und sich weitere Reaktionsprodukte bilden. 35 Neben einer Beschleunigung des Magnesiumfading setzt sich die Schlacke auch an bestimmten Stellen des Ofenhohlraumes an und verursacht Funktionsstörungen wie z. B. Verstopfen der Ein- und Ausgußkanäle und der Induktorrinnen. Dies wiederum führt zu einem hohen Aufwand für den Ofenunterhalt, zu einem schnellen Abklingen des Magnesiums und zur Verringerung der Haltbarkeit der Ofenauskleidung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels welchem alle diese genannten 40 Nachteile eliminiert werden können. Insbesondere soll das Abklingen des Magnesiums verlangsamt werden, der Ofenunterhalt vereinfacht und die Haltbarkeit der Ofenauskleidung verlängert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Behandlung eines Basiseisens mit Reinmagnesium erfolgt. 45 Dabei wird durch die hohe Magnesiumaktivität (100 % Magnesium) ein sehr hoher Entschwefelungsgrad erzielt, mit einem Restschwefelgehalt von ca. 0,005 %. Die Reaktionsprodukte werden durch den intensiven Rühreffekt des Magnesiums, das am Grunde der Schmelze zum Verdampfen gebracht wird, nahezu vollständig abgeschieden. Die verbleibenden wenigen Reaktionsprodukte zeichnen sich durch eine hohe Basizität aus, mit nur geringen Gehalten an leicht reduzierbaren Oxyden wie z. B. S1O2, FeO, usw. aus. Eine solche Schmelze verhält sich beim 50 Abstehen und Warmhalten vorteilhaft, da das Ausscheiden von Schlackenprodukten unterbleibt und der Magnesiumgehalt von Anfang an konstant bleibt. So sind Magnesiumverluste minimal und bei gut abgedichteten Öfen bleibt das Eisen über lange Zeit verwendungsfähig.

Durch den extrem niedrigen Restschwefelgehalt der Schmelze und durch die hochbasischen Reaktionsprodukte, die nahezu keine leicht durch Magnesium reduzierbare Oxyde enthalten, kann ein sehr niedriges Abklingen von 55 Magnesium erzielt werden, nämlich im Bereich zwischen 0,003 und 0,005 Gew.-%/h.

Eine genaue Einstellung des Magnesiumrestgehaltes und der Gießtemperatur ist ebenfalls leicht möglich.

Die Haltbarkeit der feuerfesten Auskleidung des Oberofens kann auf diese Weise beträchtlich verlängert werden, wie die der Induktorrinne auch.

Die nachfolgenden Beiqüele sollen das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen. -2- 60

Claims (8)

1. Nr. 390 271 Beispiel 1 In einem System mit einem 51 Konverter und einem 161 Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N2 wurde eine Eisenmenge von 120Ό001 durchgesetzt. Die Ausgangsschwefelmenge der Schmelze betrug 0,10 Gew.-%, nach der Behandlung im Konverter mit 2 kg Magnesium/t wurde ein Restmagnesiumgehalt von 0,045 -0,055 Gew.-% gemessen, der Schwefelendgehalt betrug 0,004 - 0,006 %. Es wurde ein Magnesiumfading von 0,004 % pro Stunde festgestellt. Die aus dem Ofen entfernte Schlackenmenge entsprach 50 kg pro Tag, d. h. zirka 0,13 kg/t Eisen. Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung des Oberofens konnte auf zwei Jahre, die des Induktors auf ein Jahr verlängert werden. Beispiel 2 In einem System mit einem 3,51 Konverter und einem 101 Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N2 wurden bei einem Durchsatz von 20'0001 folgende Werte gemessen: Magnesiumrestgehalt = 0,045 - 0,050 %, Schwefelendgehalt=0,004 %. Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung betrug ein Jahr, das Magnesiumfading war 0,004 %/h. Es wurde behandelt mit 1,2 kg Mg/t im Konverter. Beispiel 3 In einem System mit einem 2 t Konverter und einem 8 t Warmhaltevergießofen wurde Gußeisen mit Vermiculargraphit hergestellt. Der Restmagnesiumgehalt im Ofen betrug 0,015 - 0,040 %. Geimpft wurde mit 0,015 % Schwefel in Form von FeS im Gießstrahl. Das Gußeisen mit Vermiculargraphit zeigte einen mehr als 80 %-igen Anteil an vermicularer Graphitform. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen, bei der Herstellung von einer mit Magnesium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Magnesiumbehandlung der Gußeisenschmelze mit Reinmagnesium durchgeführt wird und gleichzeitig durch Verdampfen von zusätzlichem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehandlung verbraucht wird, die Gußeisenschmelze von suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten (MgO, CaO, AI2O3, FeO, MgS) freigespült bzw. gereinigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und die Freispülung bzw. Reinigung im gleichen Behälter vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und die Reinigung mit dem gleichen Magnesiumdepot erfolgt
4. 4. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 für die Herstellung und das Halten einer Gußeisenschmelze für die Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit mit einem Mg-Restgehalt von 0,025 - 0,080 Gew.-%.
5. 5. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 für die Herstellung und das Halten von Gußeisenschmelze für die Herstellung von Gußeisen mit Vermiculargraphit mit einem Mg-Restgehalt von 0,010-0,060 Gew.-%.
6. 6. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 in einem kontinuierlichen Gießprozeß.
7. 7. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Konverter ist.
8. 8. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Konverter mit einem angeschlossenen Rinnendruckofen ist -3-