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.