CH288491A - Process for the production of a calcium-containing gray cast iron. - Google Patents

Process for the production of a calcium-containing gray cast iron.

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CH288491A
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calcium
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Morrogh Henton
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Morrogh Henton
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10Making spheroidal graphite cast-iron

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Herstellung eines     Caleium    enthaltenden     Graugu & eisens.       Die vorliegende Erfindung bezieht. sich  auf die Herstellung von     Graugusseisen,    in     wel-          eliem    der     (Traphit    ganz oder mindestens vor  wiegend in     Knöllehenform    enthalten ist,  durch Einführung von     Caleium    in das     ge-          sehmolzene    Metall.  



  Der     Annielder    hat bereits vorgeschlagen,       Caleium,        Caleiumearbid,        Caleiumoxyd    oder  andere     Caleiumv        erbindungen    oder     -legierun-          ren    zu geschmolzenem Eisen bei Temperatu  ren von wenigstens<B>16501</B> C     hinzuzufügen    oder  den Zusatz bei niedrigeren Temperaturen zu  machen und dann die     Sehmelze    auf minde  stens 1650" C     zii        erhitzen.    Bei<B>16500</B> C oder  höheren Temperaturen wird das zuerst ge  bildete     Caleiumoxyd    in  <RTI  

   ID="0001.0024">   Caleiumearbid        umge-          wandelt,    (las sieh im geschmolzenen Eisen löst        n(1,        vorausgesetzt,    dass     Caleium    im     Z'berschuss     über die zur     Verminderung    des     Schwefelge-          haltes        im        Gusseisen        auf        0,02%        notwendige          Jlenge    vorhanden ist, der     C;

  raphit    dann im       Gusseisen    ganz oder vorwiegend in     Knöllchen-          form    vorhanden ist. Eine nachträgliche     Hit.ze-          hehandlung    ist nicht mehr erforderlich.  



  Es wurde nun gefunden, dass     Caleium     wirksam und ohne Schwierigkeit in Gusseisen  bei den normal angewendeten     SehmeUtempe-          raturen    eingeführt werden kann, z, B. bei  1300 bis     1500     C, vorausgesetzt, dass die     Zii-          fügung    unter     Bedingungen    erfolgt, welche       flie        Bildun,-    von     Caleiumoiyd    praktisch ver  hindern.  



       Das    den Gegenstand vorliegender Erfin  dung bildende Verfahren zur Herstellung von         Calcium    enthaltendem     Graugusseisen,    das den  Graphit mindestens zum grössten Teil in       Knöllchenform    aufweist, ist dadurch gekenn  zeichnet, dass ein geschmolzenes Eisen, welches  beim Guss ein bezüglich des Kohlenstoffge  haltes     hypereutektisches        Graugusseisen    liefert,  bei Temperaturen unterhalb von 1650  C mit  einer     Caleium    liefernden Substanz unter     sol-          ehen    Bedingungen behandelt wird,

   dass die  Bildung von     Calciumoxyd    praktisch verhin  dert wird.  



  Vorzugsweise wird das     Calcium    in Form  von     Caleiumcarbid    zugesetzt; man kann aber  auch andere     Calcium    liefernde Stoffe ver  wenden, z. B.     Calciumsilizid,        Calciumlegie-          rungen,    wie z. B.     Calciumnickel,    ferner Cal  ciumnitrid,     Calciumcvanamid    oder     Calcium-          liy(lrid,    vorausgesetzt, dass die Stoffe geeignet  sind, unter     Bedingungen    zugesetzt werden zu  können, bei denen die Bildung von     Calcium-          oxy    d vermieden wird. So wird z.

   B.     Calcium-          earbonat,        Calciumhydroxyd    und     Calcium-          oxalat    für die Zwecke der     Erfindung    nicht       verwendbar,    weil sie sofort in     Caleiumoxyd     übergehen und eine Temperatur von minde  stens 1650  C erforderlich wäre, dieses Oxyd  in das     Carbid    überzuführen und dieses im       gesehnio1zenen        Metall    zu lösen.  



  Weil es gewöhnlich aus wirtschaftlichen  Gründen nicht gebräuchlich ist, an der     Ober-          fläelie    des     gesehmo1zenen    Eisens im Ofen oder  in den     Gusstiegeln    bzw. den Formen eine     inerte          Atmosphäre    zu unterhalten, so wird gemäss  einer bevorzugten Ausführungsform des Ver-           fahrens    die Bildung von     Caleiumoxyd    da  durch verhindert, dass das     Calcium    liefernde  Material unter die Oberfläche des geschmol  zenen Eisens an irgendeiner geeigneten Stelle  zwischen dem Ofen und den Formen einge  führt wird. So kann z.

   B. fein     gepulvertes          Calciumcarbid    in einem Strom. eines     inerten     Gases, z. B. Stickstoff oder Wasserstoff, unter  Druck durch ein Rohr befördert werden, das  sich unter die Oberfläche des geschmolzenen  Eisens erstreckt.     Gewünschtenfalls    kann der       Gusstiegel    mit einem Rohr versehen sein, das  mit ihm ein Stück bildet, und das zur Zufüh  rung von     Calciumcarbid    oder dergleichen  dienende Rohr kann in das obere Ende des       Gusstiegelrohres    für jeden Guss eingesetzt  werden.

   Das     Durehwirbeln    des geschmolzenen       Metalles    durch den Strom     inerten    Gases er  leichtert die Auflösung und die     Verteilung    des       Calciums    im Eisen.  



  Das als Ausgangsmaterial verwendete  Eisen soll bezüglich des Kohlenstoffgehaltes       hypereutekt.isch    sein, das heisst es soll beim  Guss ein Eisen liefern, in welchem der Kohlen  stoffgehalt grösser ist als  
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    wobei P und     Si    den Prozentgehalt an Phos  phor bzw. Silizium bedeuten.  



  Die zur Verwendung kommenden     Calcium     liefernden Stoffe sind sehr wirksame     Ent-          schwefelungsmittel,    und bevor der Schwefel  gehalt des geschmolzenen Eisens nicht unter       0,02        %        gefallen        ist,        findet        keine        Auflösung     von     Calcium    im Eisen statt.

   Die     Calcium    lie  fernde Substanz also im     überschuss    über die  zur Reduktion des Schwefelgehaltes auf 0,02 /o  erforderliche Menge zugesetzt werden und  auch um als     Calciumoxyd    den im geschmolze  nen Eisen vorhandenen Sauerstoff zu entfer  nen. Wenn das Eisen viel Schwefel enthält,  so kann es wünschenswert sein, eine     vorgän-          gige    Entschwefelung nach einer der bekann  ten Methoden, vor dem     Calciumzusatz,    vorzu  nehmen.  



  Nach dem Einführen des     Calciums    ist es  vorteilhaft, das geschmolzene Metall mit einem    die     Graphitbildung    begünstigenden Impfstoff,  wie z. B.     Ferrosilizium    oder Graphit, zu be  handeln. Dabei ergibt. sich eine einheitlichere       Graphitknöllchenstruktur,    die Dauer der Ab  kühlung kann reduziert werden und die me  chanischen Eigenschaften werden verbessert.  



  Das gemäss dem Verfahren nach der Erfin  dung hergestellte     Graugusseisen    hat bemer  kenswert höhere mechanische Eigenschaften,  die mit der vorwiegenden     Knöllchenstruktur     des Graphits verbunden sind; ausserdem hat  es noch den Vorzug der Billigkeit, der Her  stellung im Vergleich zu andern Verfahren  der     Knöllehenbildung.    Ein Ausglühen oder  eine andere Hitzebehandlung ist nicht erfor  derlich.



  Process for the production of a gray cast iron containing caleium. The present invention relates. The manufacture of gray cast iron, in which the (traphite is wholly or at least predominantly in the form of knolllehen), by introducing caleium into the molten metal.



  The Annielder has already suggested adding caleium, caleiumearbide, caleium oxide or other caleium compounds or alloys to molten iron at temperatures of at least 16501 C, or adding it at lower temperatures and then adding the clay Heat to at least 1650 "C zii. At <B> 16500 </B> C or higher temperatures, the calcium oxide formed first becomes <RTI

   ID = "0001.0024"> Caleiumearbid converted, (read see in the molten iron dissolves n (1, provided that caleium is present in excess of the amount necessary to reduce the sulfur content in cast iron to 0.02%, the C;

  raphite is then wholly or predominantly in the form of nodules in cast iron. Subsequent hit treatment is no longer necessary.



  It has now been found that Caleium can be introduced into cast iron effectively and without difficulty at the normally used sea temperatures, e.g. at 1300 to 1500 C, provided that the addition takes place under conditions which flow freely. practically prevent from Caleiumoiyd.



       The subject of the present invention forming process for the production of calcium-containing gray cast iron, which has the graphite at least for the most part in the form of nodules, is characterized in that a molten iron, which during casting provides a hypereutectic gray cast iron with regard to the carbon content, at temperatures is treated below 1650 C with a substance which yields caleium under such conditions,

   that the formation of calcium oxide is practically prevented.



  The calcium is preferably added in the form of calcium carbide; but you can also use other calcium-supplying substances such. B. calcium silicide, calcium alloys such. B. calcium nickel, also calcium nitride, calcium vanamide or calcium liy (iride, provided that the substances are suitable to be added under conditions in which the formation of calcium oxide is avoided.

   B. calcium carbonate, calcium hydroxide and calcium oxalate cannot be used for the purposes of the invention because they immediately convert to calcium oxide and a temperature of at least 1650 C would be required to convert this oxide into the carbide and dissolve it in the metal.



  Because it is usually not customary, for economic reasons, to maintain an inert atmosphere on the surface of the iron in the furnace or in the casting crucibles or the molds, according to a preferred embodiment of the process, the formation of calium oxide is prevented prevents the calcium supplying material from being introduced beneath the surface of the molten iron at any convenient location between the furnace and the molds. So z.

   B. finely powdered calcium carbide in a stream. an inert gas, e.g. Nitrogen or hydrogen, can be conveyed under pressure through a tube extending below the surface of the molten iron. If desired, the crucible can be provided with a tube that forms one piece with it, and the tube used to supply calcium carbide or the like can be inserted into the upper end of the crucible tube for each casting.

   The swirling of the molten metal by the flow of inert gas facilitates the dissolution and distribution of the calcium in the iron.



  The iron used as the starting material should be hypereutectic with regard to the carbon content, i.e. it should provide iron during casting in which the carbon content is greater than
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    where P and Si mean the percentage of phosphorus and silicon, respectively.



  The calcium-supplying substances used are very effective desulphurisation agents, and until the sulfur content of the molten iron has not fallen below 0.02%, calcium does not dissolve in the iron.

   The calcium-supplying substance must therefore be added in excess of the amount required to reduce the sulfur content to 0.02 / o and also to remove the oxygen present in the molten iron as calcium oxide. If the iron contains a lot of sulfur, it may be desirable to desulphurize beforehand using one of the known methods, before adding calcium.



  After the calcium has been introduced, it is advantageous to treat the molten metal with a graphite-promoting vaccine, e.g. B. ferrosilicon or graphite to act. It results. a more uniform graphite nodule structure, the cooling time can be reduced and the mechanical properties are improved.



  The gray cast iron produced by the method according to the invention has remarkably higher mechanical properties that are associated with the predominant nodular structure of graphite; In addition, it has the advantage of cheapness and manufacturing compared to other methods of knolllehen formation. Annealing or other heat treatment is not necessary.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von Caleium enthaltendem Graugusseisen, das den Graphit mindestens zum grössten Teil in Knöllehen- form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschmolzenes Eisen, das beim Guss ein bezüglich des Kohlenstoffgehaltes hypereutek- tisches Graugusseisen liefert, bei Temperatu ren unterhalb von 1650 C mit einer Caleium liefernden Substanz unter solchen Bedingun gen behandelt. wird, dass die Bildung von Cal ciumoxyd praktisch verhindert wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM I: Process for the production of gray cast iron containing caleium, which has the graphite at least for the most part in Knöllehen- form, characterized in that a molten iron, which during casting provides a hypereutectic gray cast iron with regard to the carbon content, at temperatures below 1650 C treated with a caleium-producing substance under such conditions. that the formation of calcium oxide is practically prevented. SUBCLAIMS: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Caleium lie fernde Substanz unter die Oberfläche des ge schmolzenen Eisens eingeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Calcium liefernde Substanz in einem Strom eines inerten Gases durch ein -unter die Oberfläche des geschmolzenen Eisens tau chendes Rohr eingeführt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Caleium lie fernde Substanz Caleiumcarbid verwendet. wird. 4. Method according to claim 1, characterized in that the caleium delivering substance is introduced below the surface of the molten iron. 2. The method according to claim I and dependent claim 1, characterized in that the calcium-supplying substance is introduced in a stream of an inert gas through a tube dipping under the surface of the molten iron. 3. The method according to claim I, characterized in that caleium carbide is used as caleium lying substance. becomes. 4th Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass nach der Einfüh rung der Calcium liefernden Substanz und vor dem Guss dem geschmolzenen Eisen ein die Graphitausscheidung begünstigender Impf stoff zugeführt wird. 5, Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als die Graphitausscheidung begün stigenden Stoff Ferrosilizium verwendet. 6. Method according to patent claim I, characterized in that after the introduction of the calcium-supplying substance and before the casting, the molten iron is supplied with a vaccine that promotes graphite precipitation. 5, the method according to claim 1 and dependent claim 4, characterized in that ferrosilicon is used as the substance which promotes graphite precipitation. 6th Verfahren nach Patentanspruch I und C nteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als die Graphitausscheidung begün stigenden Stoff Graphit verwendet. PATENTANSPRUCH II Calcium enthaltendes Graugusseisen, her gestellt nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I, Method according to patent claim 1 and claim 4, characterized in that graphite is used as the substance which promotes graphite precipitation. PATENT CLAIM II Calcium-containing gray cast iron, produced by the method according to patent claim I,
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1091139B (en) * 1953-12-30 1960-10-20 Union Carbide Corp Process for the production of cast iron with spherical graphite formation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1091139B (en) * 1953-12-30 1960-10-20 Union Carbide Corp Process for the production of cast iron with spherical graphite formation

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