Verfahren zur Herstellung von Gusseisen Die vorliegende Erfindung betrifft. ein Verfahren zur Herstellung von Gusseisen, in welchem der Graphit vermittels eines Magne- siumgehaltes zur Annahme sphäroidaler Form veranlasst wurde, und ist, dadurch gekenn zeichnet, da.ss in einem geschlossenen Gefäss durch Zugabe von Magnesium zu geschmolze nem Eisen eine an Magnesium überdosierte Vorlegierung erschmolzen und letztere dann mit magnesiumfreiem geschlossenem Eisen ge mischt wird.
Die Bildung des sphäroidalen Graphites kann hierbei entweder schon beim Giessen oder dann bei einer späteren .'Wärmebehand- lung erfolgen.
Es ist, allgemein bekannt, dass Magne sium dem Graphit im Grauguss die Fähigkeit verleiht, sich in sphäroidaler Form abzuschei den. Wesentlich hierbei ist, dass das Magne sium in der Gusseisensehmelze zurückgehalten wird. Weiterhin ist bekannt, da.ss magnesium- haltiges weisses Gu.sseisen bei einer auf das Vergiessen folgenden Wä.jmebehandlung sei nen Kohlenstoff aus der Zersetzung von Kar biden in sphäroidaler Form abscheidet.
Dem Fachmann ist es bekannt., dass während der Zugabe des .Magnesiums zum ge schmolzenen Eisen viel Magnesium verloren geht. In der Tat bietet es erhebliche Schwie rigkeiten, so viel Magnesium zuzulegieren, dass der gewünschte Magnesiumgehalt in der Schmelze resultiert.
Beim erfindungsgemässen Verfahren er möglicht es der Gebrauch eines geschlossenen Gefässes im wesentlichen ohne jeden Magne- siumverhust zu arbeiten. Hierbei kann mit einem verhältnismässig kleinen Gefäss eine relativ grosse Menge Gusseisen hergestellt werden, dessen Magnesiumgehalt genau be messen ist.
Vorzugsweise verwendet man als Gefäss eine Giesspfanne, in welche das geschmolzene Eisen aus einem Kupolofen oder einem an dern Ofen eingefüllt. wird. Eine solche Giess pfanne ist schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt..
In der Figur ist 1 eine mit Siliziumcarbid 2 ausgekleidete Stahltrommel, welche um eine horizontale Achse rotierbar ist. Zu letz terem Zweck sind an der Trommel die Rund stäbe 3 befestigt, welche in halbzylindrischen Lagern 4 gelagert sind. Einer der Rundstäbe 3 hat ein quadratisches Endstück, in welches das Gegenstück einer Kurbel 5 passt. Die Trommel weist eine Füllöffnung 6 und einen letztere verschliessenden Deckel 7 auf. Die innere Oberfläche des Deckels 7 ist mit hitze beständigem Material ausgekleidet und trägt ferner den Haken 8, welcher aus einem Mate rial mit sehr hohem Schmelzpunkt gefertigt ist.
Der Haken ist an der innern Fläche des Deckels befestigt und- durchsetzt die feuer feste Auskleidung. Zwischen Deckel und Stahltrommel ist ein Graphitring 9 als Dich tung vorgesehen. Der Deckel trägt eine Spindel 10, welche in einer Gewindeöffnung des Joches 11 läuft. Das Joch überspannt die Öffnung 6. Joch und Deckel lassen sich von der Stahltrommel wegnehmen. Das Joch trägt die Flanschen 15, welche in die Auskragun- gen 16 eingelegt werden können, wobei die letztere durch Stahlhenkel 17 gebildet sind, die auf der Stahltrommel festgeschweisst sind. Das Anbringen des Joches geschieht durch Drehen desselben.
Um Magnesium in eine geschmolzene Eisencharge einzubringen, wird es zuerst in ein dünnes Eisenblech 13 eingehüllt, welches mit einem dünnen Eisendraht umbunden wird. Das freie Ende 14 des letzteren wird in eine Schlaufe gebogen. Giesspfanne, Deckel und Joch werden in einem Ofen auf etwa 400 vorgewärmt, und hierauf wird eine Charge geschmolzenen Eisens in die Stahl trommel durch die Öffnung 6 bis zur Niveau linie A eingefüllt. Hierauf wird die Packung mit dem Magnesium am Haken 8 mit der Schlaufe 14 angehängt, das Joch über die Einfüllöffnung 6 gebracht, so da.ss die Flan schen 15 in die Auskrag2ing 16 einrasten.
Hierauf wird ein Handrad 12 an der Spindel 10 gedreht, derart, da-ss der Deckel fest gegen den Packungsring 9 gepresst wird. Hierdurch wird die Stahltrommel geschlossen und das verpackte Magnesium innerhalb der Trommel abgesenkt, wobei jedoch die Niveaulinie A nicht unterschritten wird. Jetzt wird die Stahltrommel um 180 mit der Kurbel 5 ge dreht, so dass die Magnesiumpackung im ge schmolzenen Eisen untertaucht.
Als Folge der Drehung wird die gesamte Innenwand der Stahltrommel vom geschmol zenen Eisen benetzt und ihre Temperatur über den Kondensationspunkt des Magne siums erhöht. In der Folge kann sich im freien Raum der Stahltrommel kein Magne- siumdampf mehr kondensieren, wobei es gleichgültig ist, in welcher Stellung sich die Einfüllöffnung befindet. Hierdurch wird si- chergestellt, da.ss das Magnesium in der Dampfphase bleibt,, bis es vom geschmolzenen Metall absorbiert ist. Ein Verlust an Ma gnesium durch dessen Kondensation an den Innenwänden des Gefässes ist. ausgeschlossen.
Wenn nur so viel oder höchstens wenig mehr Magnesium der Schmelze zugefügt. wird, als deren Löslichkeitsgrenze entspricht, wird die totale Menge des aufgenommenen lIagnesiums im Eisen hoch sein und der Verlust an Ma gnesium niedrig bleiben.
<I>Beispiel</I> In eine Gielpfann.e nach Art der sche matisch in der Figur dargestellten Form wer den 40 kg Kupolofeneisen von niedrigem Schwefelgehalt (0,02-% S) eingefüllt. Die Schmelze hatte in der Trommel eine Tempe ratur von 1330 C. 160 g elementaren Magne siums eingehüllt in ein Eisenblech wurden hierauf am Deckel befestigt und die Trommel geschlossen. Nun wurde die Trommel 30 Se kunden lang rotiert und eine Testprobe aus ihr vergossen.
Der Hauptanteil des Trommel inhaltes wurde in der Folge in eine vorge wärmte Giesspfanne von 100 kg Fassungsver mögen eingegossen und aus dem Kupolofen 40 kg Eisensehmelze zugefügt. Schliesslich wurden der Mischung 700 g Ferrosilizium 75% zugefügt und das Gemenge vergossen.
Der Magnesiumgehalt, der aus der Vor- legierung entnommenen Probe betrug 0,234% und ihr Schwefelgehalt 0,008%. Die Probe enthielt wenig freien Graphit, wovon 70 /o in sphäroidaler Form sich befanden.
Die fertigen (-fussstüeke enthielten 0,08% Magnesium und 0,012 % Schwefel. Es handelte sich um Grauguss mit einem Grundgefüge,
be- stehend aus 10-15%. Ferrit und dem Rest Perlit. Im Mittel befanden sieh etwa. 75% des Graphits in sphärokla.lem Zustand.
Von dem der Charge ursprünglich zulegierten Ma- gnesium fanden sich über :53% in den Guss- stücken wieder.
Process for making cast iron The present invention relates to. a process for the production of cast iron, in which the graphite was caused to take on a spheroidal shape by means of a magnesium content, and is characterized in that a master alloy overdosed on magnesium in a closed vessel by adding magnesium to molten iron melted and the latter is then mixed ge with magnesium-free closed iron.
The formation of the spheroidal graphite can take place either during casting or during a subsequent heat treatment.
It is well known that magnesium gives graphite in gray cast iron the ability to separate out in spheroidal form. What is essential here is that the magnesium is retained in the cast iron saltwater. It is also known that white cast iron containing magnesium deposits its carbon from the decomposition of carbides in spheroidal form during a heat treatment following casting.
It is known to the person skilled in the art that a lot of magnesium is lost during the addition of the magnesium to the molten iron. In fact, it is very difficult to add so much magnesium that the desired magnesium content results in the melt.
In the method according to the invention, the use of a closed vessel makes it possible to work essentially without any magnesium cough. Here, a relatively large amount of cast iron can be produced with a relatively small vessel, the magnesium content of which is precisely measured.
A pouring ladle is preferably used as the vessel, into which the molten iron from a cupola furnace or another furnace is poured. becomes. Such a ladle is shown schematically in the accompanying drawing.
In the figure, 1 is a steel drum lined with silicon carbide 2, which can be rotated about a horizontal axis. For the last terem purpose, the round rods 3 are attached to the drum, which are mounted in semi-cylindrical bearings 4. One of the round bars 3 has a square end piece into which the counterpart of a crank 5 fits. The drum has a filling opening 6 and a lid 7 that closes the latter. The inner surface of the lid 7 is lined with heat-resistant material and also carries the hook 8, which is made of a mate rial with a very high melting point.
The hook is attached to the inner surface of the lid and penetrates the refractory lining. Between the cover and the steel drum, a graphite ring 9 is provided as a device you. The cover carries a spindle 10 which runs in a threaded opening of the yoke 11. The yoke spans the opening 6. The yoke and cover can be removed from the steel drum. The yoke carries the flanges 15, which can be inserted into the projections 16, the latter being formed by steel handles 17 which are welded onto the steel drum. The yoke is attached by turning it.
In order to introduce magnesium into a molten iron charge, it is first wrapped in a thin iron sheet 13, which is tied around with a thin iron wire. The free end 14 of the latter is bent into a loop. The ladle, lid and yoke are preheated in an oven to about 400, and then a batch of molten iron is poured into the steel drum through the opening 6 up to line A level. The package with the magnesium is then attached to the hook 8 with the loop 14, the yoke is brought over the filling opening 6, so that the flanges 15 snap into the projection 16.
A hand wheel 12 is then turned on the spindle 10 in such a way that the cover is pressed firmly against the packing ring 9. This closes the steel drum and lowers the packed magnesium inside the drum, although the level line A is not undershot. Now the steel drum is rotated 180 with the crank 5 so that the magnesium packing is submerged in the molten iron.
As a result of the rotation, the entire inner wall of the steel drum is wetted by the molten iron and its temperature is increased above the condensation point of the magnesium. As a result, no more magnesium vapor can condense in the free space of the steel drum, regardless of the position in which the filling opening is located. This ensures that the magnesium remains in the vapor phase until it is absorbed by the molten metal. There is a loss of magnesium through condensation on the inner walls of the vessel. locked out.
If only so much or at most a little more magnesium is added to the melt. when the solubility limit corresponds to, the total amount of magnesium absorbed in iron will be high and the loss of magnesium will remain low.
<I> Example </I> 40 kg cupola iron with a low sulfur content (0.02% S) is poured into a Gielpfann.e in the manner of the form schematically shown in the figure. The melt in the drum had a temperature of 1330 C. 160 g of elemental magnesium encased in an iron sheet were then attached to the lid and the drum closed. The drum was then rotated for 30 seconds and a test sample was poured from it.
The majority of the contents of the drum was then poured into a preheated pouring ladle with a capacity of 100 kg, and 40 kg of molten iron was added from the cupola. Finally 700 g of 75% ferrous silicon were added to the mixture and the mixture was poured.
The magnesium content of the sample taken from the master alloy was 0.234% and its sulfur content was 0.008%. The sample contained little free graphite, 70% of which was in spheroidal form.
The finished (-foot pieces contained 0.08% magnesium and 0.012% sulfur. It was gray cast iron with a basic structure,
consisting of 10-15%. Ferrite and the rest pearlite. The mean was about. 75% of the graphite in spherical condition.
Of the magnesium originally added to the batch, over: 53% was found in the castings.