DD110670B1 - Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen - Google Patents

Description

Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen zwecks Bildung von globularem Ausscheidungsgraphit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen zwecks Bildung von globularem Ausscheidungsgraphit mittels Zusatzstoffen, beispielsweise mittels Magnesium, unter Anwendung eines auf die Oberfläche der flüssigen Eisenlegierungen wirkenden Gasdruckes·

Flüssige Eisenlegierungen müssen als Voraussetzung für die globulare Graphitausbildung in Gußeisen eine hohe Oberflächenspannung sowie niedrige Gehalte an Schwefel und Bauerstoff aufweisen.

Diese Bedingungen lassen sich bekannterweise dadurch erzielen, indem Eisenschmelzen bestimmte Elemente, wie Magnesium, Kalzium, Zer, Yttrium oder andere, mit ähnlichen chemischen Eigenschaften, zugefügt v/erden.

Die Verwendung von Magnesium hat sich dabei infolge bestimmter Vorteile, wie seine wirtschaftliche Herstellurg oder die nur geringfügige Löslichkeit in erstarrtem Gußeisen als besonders günstig erwiesen.

Technisch reines Magnesium besitzt jedoch einen Siedepunkt, der mit 1102° C wesentlich unterhalb der üblichen Behandlungstemperaturen von 14-50 - 1520° C liegt, wodurch eine starke Magnesiumverdampfung eintritt.

Eine Behandlung von flüssigen Eisenlegierungen mit Reinmagnesium erfordert demzufolge den Einsatz geeigneter Mittel zur Erniedrigung des Dampfdruckes, um unerwünschte heftige Reaktionen auszuschließen.

Aus der Literatur sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die entsprechende Maßnahmen zur Magnesiumdampfdruckerniedrigung vorsehen.

Es ist bekannt, Reinmagnesium beispielsweise mit anderen Komponenten in bestimmtem Verhältnis zu mischen und entweder als Vorlegierung oder inhomogenes Gemenge als Behandlungsmittel für flüssige Eisenlegierungen zu verwenden«

Bedingt durch ihre Herstellung sind diese Behandlungsmittel in ihrem Einsatz wenig v/irtscliaftlich und führen oftmals zu störenden, im Gießmetall verbleibenden Verunreinigungen. In technisch reiner Form läßt sich Magnesium als Behandlungsmittel nur einsetzen, wenn dem sich einstellenden Dampfdruck durch Aufgabe von Gasen über den Badspiegel ein Überdruck e nt ge g enwi rk t ·

So ist ein Verfahren bekannt, wobei die Oberfläche einer flüssigen Eisenlegierung in einem druckdichten Behälter dem Druck eines Gases ausgesetzt wird, der bei gleicher Temperatur + der Spannung des gesättigten Dampfes des in Form stabförmigcr Blöcke zugegebenen ZusätzeIenientes oder bei Verwendung mehrerer Zusätzelemente dem Dampfdruck entspricht, der am höchsten ist· Dieses Verfahren besitzt jedoch den iiachteil, daß für seine Durchfülirmig ein erheblicher apparativer Aufwand notwendig ist, wenn berücksichtigt wird, daß bei Verwendung von Reirmognesium bereits bei 15OO C mindestens ein Dampfdruck von 10 Pa im Gleichgewichtszustand zu halten ist.

Es sind aber "auch weitere Verfahren bekannt, bei denen der Spiegel des lic t al Ib ad es innerhalb eines dichten Behänd lungegefäßss mit einem Gasdruck beauflagt wird, der niedriger ist als der sich einstellende Dampfdruck des verwendeten Zusatzstoffes. Die Zugabe des Zusatzstoffes erfolgt dabei unter Verwendung von den '. eaktionsverlauf verzögernden Li it te In, indem z.B. Magnesium in kleinstückiger i'om in einen mit Bohrungen versehenen Behälter, wie eine Tauchglocke, eingefüllt und mit diesem in die zu behandelnde flüssige Eisenlegierung eingetaucht wird.

Ebenfalls ist bekannt, IJagnesium in eine fest mit dem Behandlungsgefäß verbundene und von auIBen beschickbare Eeaktionskamioer einzubringen· Nach dem Einfüllen der Eiserischmelze in das Behandlungsgefaß ist das Magnesium im Inneren der Б:еак-tionskaniiiGr erst dem Angriff der Eisenschmelze ausgesetzt, wenn das Behändlungsgefäß um seine horizontale Achse gekippt wird*

+ mindestens

Diese Verfahren besitzen die Nachteile, daß relativ kurzlebige oder aufwendige Einrichtungen zum Einbringen des Reaktionsiaittels in die Eisenschmelze benötigt v/erden, wobei nicht immer eine befriedigende iJagnesiuinausbeute zu verzeichnen ist.

Ein v/eiterer Hangel zeigt sich besonders bei Behandlungsgefäßen mit Reaktionskammern. Hach Füllen des Behandlungsgefäßes mit dem Gießmetall teilt sich die Schmelztemperatur unmittelbar der Reaktionskamnier mit, so daß das in der lieaktionskammer befindliche Magnesium bereits zu verdampfen beginryjnoch ehe die beabsichtigte Reaktion mit der Schmelze einsetzt.

Schließlich sind Verfahren bekannt, bei denen Keinmagnesium in Form vorgefertigter Stäbe geringen Querschnitts mittels Rollen oder einer Schraubverbindung in Bodennähe eines Eehandlungsgefäßes entweder in offene oder auch druckdichte Pfannen eingeführt wird·

Der v/esentliehe Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß die Zuführung der Magnesiumstäbe nur langsam erfolgen darf, um den Reaktionsverlauf des Behandlungsnittels mit der in der Pfanne befindlichen Eisencchmelze·in bestimmten Grenzen zu halten. Die daraus resultierende lange Dauer des Behändlungs-Prozesses führt zwangsläufig zu erheblichen Y.'ärmeverlusten und ist zusätzlich mit einem ungewöhnlich hohen Verbrauch an Magnesium verbunden·

Allen bisher angeführten Verfahren haften insgesamt Mängel an, die sieh bei der Serienfertigung von Gußstücken mit globularer Graphitausbildung aus magnesiumbehandelten Eisenlegierungen besonders störend auswirken· Ss ist deshalb wünschenswert, solche Zusatzstoffe, wie Magnesium, gefahrlos so in flüssige Eisenlegierungen einbringen zu können, daß die den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile v/eitestgehend vermieden werden.

Mit der vorliegendem Erfindung wird'bezweckt, den Aufwand bei der Behandlung von flüssigen Eisenlegierungen mit Zusatzstoffen, deren. Siedetemperatur unterhalb der Temperatur der zu behandelnden L¹Ie t all schmelze liegt, au verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Behandlung von flüssigen Eisenlegierungen durch Einbringen von Zusatzstoffen mit unterhalb der Temperatur der flüssigen Eisenlegierungen liegender Siedetemperatur, ohne Verwendung zusätzlicher, die Reaktion zwischen der Eisenlegierung und dem Zusatzstoff bremsender Hilfsmittel bei gleichzeitig guter Durchmischung des Zusatzstoffes mit der zu behandelnden Eisenlegierung und hoher Ausbringung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Zusatzstoff, beispielsweise Magnesium, in technisch reiner Form und als kompakter Körper in die unter Überdruck stehende Schmelze zugegeben wird und daß der Überdruck auf 60 % bis 77 % des Dampfdruckes des Zusatzstoffes, beispielsweise des Magnesiums, eingestellt wird.

Es hat sich gezeigt, daß Reinmagnesium auch ohne zusätzliche, den Reaktionsverlauf hemmende Mittel durch direktes Tauchen in die Schmelze eingegeben werden kann, wenn die mit der Eisenschmelze reagierende Grenzfläche des Zusatzstoffes klein gehalten wird. Dadurch ist es möglich, den erforderlichen Zusatzstoff, beispielsweise das Magnesium, als Gesamtmenge der flüssigen Eisenlegierung zuzugeben und infolge der kurzen Behandlungsdauer die Wärmeverluste gering zu halten·

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Konzentration an Magnesium während des Tauchvorganges eine solche Durchwirbelung des Metallbades erreicht wird, daß bei einer verbesserten

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen zwecks Bildung von globularem Ausscheidungsgraphit, wobei reines Magnesium in Kompaktform in die unter überdruck stehende Schmelze zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet,· daß der Überdruck auf 60 % bis 77 % des Dampfdruckes des Magnesiums eingestellt wird«