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Verfahren zur Herstellung von Briketts zum Zusetzen leicht oxydierbarer
oder flüchtiger Metalle oder Elemente zu Metallbädern oder Schmelzen Beim Zusetzen
eines leicht oxydierbaren Metalls oder Elementes oder deren Verbindungen zu einem
Metallbad oder einer Schmelze oder von Metallen, Elementen oder Verbindungen, die
bei der Temperatur des Metallbades oder der Schmelze verdampfen, ist es oft vorteilhaft,
sie als ein Bestandteil von in das Bad zu tauchenden Briketts zuzuführen, wodurch
man vermeiden kann, daß die genannten Bestandteile von der Atmosphäre oder Schlacke
angegriffen werden. Zu diesem Zwecke kann man die Briketts mit einem Loch versehen,
derart, daß sie auf eine Stange aufgereiht werden können, mit der das Tauchen stattfindet,
oder man kann die Briketts mit einem 'Metalldraht oder einer Haltevorrichtung versehen
derart, daß sie in die Schmelze oder das Bad mit Hilfe eines Schaftes gedrückt werden
können.
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Die erfolgreiche Benutzung dieses Arbeitsganges ist davon abhängig,
daß die Briketts aus solchen Mischungen und Konzentrationen hergestellt werden,
die auch in einer sicheren, fortschreitenden Weise wirken. Die Briketts müssen nicht
nur eine genügende Festigkeit und Stärke besitzen, sondern sie müssen auch haltbar
sein, um gelagert werden und die Beanspruchung aushalten zu können, da sie plötzlich
in ein sehr heißes Metallbad oder Schmelze getaucht werden.
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Die Konzentration eines leicht schmelzbaren oder verdampfbaren Bestandteils
in derartigen Briketts darf nicht höher sein als. daß er die Möglichkeit hat, sich
in fortschreitender und wirksamer Weise in dem Bade zu verteilen, denn eine zu hohe
Konzentration könnte bewirken, daß der Bestandteil zu schnell schmilzt und, ohne
sich zu lösen, an der Oberfläche auftaucht. Wenn der Bestandteil bei der Temperatur
des Bades flüchtig ist, kann das Verdampfen explosiv wirken mit nachteiligen Folgen.
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Bei einem ''erfahren zur Entschwefelung und/oder Desoxydation von
Eisen- und 3-Ietallschmelzen sowie zur Erzeugung von sphärolithischem Gußeisen findet
sich der Vorschlag, mit feuerfesten Massen ummantelte Drähte aus Magnesium oder
ähnlich wirkenden Metallen oder Legierungen in die Schmelze einzutauchen, insbesondere
auch solche Massen, die bei der Temperatur der schmelzenden Drahtseele einen gleichmäßigen
und kontrollierbaren Sodastrom entwickeln. Aber auch dann läßt sich das explosionsartige
Aufgehen in der Schmelze nicht beseitigen, weil die Kernmasse des 'Metalls noch
zu dicht ist. Die Umhüllungsmasse soll dabei aus Tonerde, Kieselsäure, Wasserglas,
Natriumsalzen, Silikaten, Kalkstein und Dolomit bestehen. Die ersten fünf Komponenten
werden sämtlich durch Magnesium reduziert, die letzten beiden geben Kohlensäure
ab, die eine stark oxydierende Wirkung hat und auch den Magnesiumdampf oxydiert.
Die Umhüllungsmasse wird dabei notwendigerweise verschlackt, und die Schlackenmengen
treten in der Schmelze als unerwünschte Beimengungen auf. Wird, wie dieser bekannte
Vorschlag angibt, zur Impfung der Schmelze für die Herstellung von Gußeisen mit
sphärolithisehem Graphit dem feuerfesten Mantel Silizium und Ferrosilizium einverleibt,
dann kann eine solche Impfung nur dann erfolgreich sein, wenn alle Schlackenbeimengungen
sorgfältig entfernt werden, damit die durch die Impfung entstandenen Keime frei
und unbehindert in der Schmelze diffundieren können. Werden jedoch die Impfmetalle
feuerfesten Materialien oder Schlacken beigemischt, dann hört die Impfung auf.
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Die Erfindung betrifft die Herstellung von zum Tauchen in eine Schmelze
oder ein Metallbad' geeigneten Briketts, die leicht oxydierbare und verdampfbare
Metalle, wie Magnesium oder dessen Verbindungen, enthalten. Gemäß der Erfindung
werden solche oxydierbaren oder verdampfbaren Metalle in feinzerkleinerter Form
mit einem Füllmittel, das von diesen Metallen nicht reduziert wird, wie totgebranntes
Magnesiumoxyd, Koks oder Ferrosilizium, gemischt. Derartige Briketts können sich
nicht mehr explosionsartig entwickeln, sondern die Metalle können sich in der Schmelze
gleichförmig lösen und fortschreitend verdampfen.
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Ein solcher Arbeitsgang läßt sich mit Stäben oder Drähten aus Magnesium
nicht in gleicher Weise
durchführen, denn die Stäbe müssen mit einer
genau abgepaßten Geschwindigkeit in die Schmelze eingeführt werden, die von der
Temperatur der Schmelze abhängig ist. Ist die Geschwindigkeit zu klein, dann brennt
der Stab oder Draht schon nach kurzem Eindringen ab, und die Wirkung bleibt aus,
oder sie beschränkt sich nur auf die Oberschicht der Schmelze. Ist die Geschwindigkeit
zu groß, dann wird der Stab gegen den Pfannenboden gestoßen, und das Auflösen erhält
einen explosionsartigen Charakter, weil zuviel Stablänge auf einmal verdampft. Die
richtige Speisegeschwindigkeit muß in jedem Falle durch genaue Cberwachung und Handhabung
kontrolliert werden, was als sehr störend empfunden wird.
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Werden jedoch Briketts gemäß der Erfindung verwendet, dann geben diese
das Metall ruhig und ungestört langsam ab, und zwar unabhängig von der Temperatur
der Schmelze und von der Speisegesch,tvindigkeit, weil das Metall nur in kleinsten
Partikeln in die Schmelze gelangt.
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Totgebranntes Magnesiumoxyd und Koks sind beide geeignete Materialien
zur Herstellung derartiger Grundsubstanzen oder Basen für Briketts. Beide Stoffe
lassen sich leicht pulverisieren und brikettieren, und sie werden nicht von der
Atmosphäre oder Feuchtigkeit, selbst nach längerer Lagerung, in ihrer fertigen Form
angegriffen. Totgebranntes Magnesiumoxyd ist ein geeigneter Stoff zum Brikettieren
von metallischem Magnesium, und es kann auf diese Weise zur Desoxydation und Entschwefelung
von Stahl dienen, wenn solche Briketts in das Stahlbad getaucht werden. In diesem
Falle eignet sich jedoch Koks nicht immer, da er etwas Kohlenstoff an den Stahl
abgibt.
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Koks kann indessen mit- Vorteil benutzt werden, um Magnesium einem
Gußeisen oder Roheisen zuzuführen, da in- diesem Falle die etwa aufkohlende Wirkung
des Kokses ohne Bedeutung sein wird. Auch hier kann totgebranntes Magnesiumoxyd
mit Vorteil angewendet werden. Koks und Magnesiumoxyd eignen sich ebenfalls zum
Brikettieren mit Metallen wie Aluminium und Silizium oder Ferros.ilizium, mit oder
ohne Magnesium.
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Auch Ferrosilizium mit variierendem Siliziumgehalt kann als Grundsubstanz
in derartigen Briketts dienen, und diese Legierung kann mit Bestandteilen wie Magnesium,
Aluminium, Nickelmagnesium, Kupfermagnesium oder mit Mischmetall brikettiert werden.
Solche Briketts haben dann den Vorteil, daß man neben den genannten Bestandteilen
dem Metallbade oder der Schmelze Silizium zuführt, und man kann hier einen derartigen
Siliziumgehalt in der Legierung anwenden, daß das Brikett sich in dem Metall mit
der gewünschten Geschwindigkeit löst und hierbei die gewünschten zugesetzten Bestandteile
abgibt. Ein hoher Siliziumgehalt erhöht die Lösungsgeschwindigkeit des Briketts,
während umgekehrt ein niedriger Siliziumgehalt in der Legierung die Lösungsgeschwindigkeit
herabsetzt. Man kann auf diese Weise den Zeitfaktor unter Kontrolle bringen, was
z. B. bei Herstellung von sphärolitischem Gußeisen von großer Bedeutung ist.
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Eine vorteilhafte Ausführung des genannten Verfahrens hängt davon
ab, daß bei dem Brikettieren geeignete Bindemittel benutzt werden. Obwohl sich eine
Reihe Stoffe durch Zusatz von etwas Feuchtigkeit und darauffolgendes Trocknen oder
durch Anwendung von etwas Wasserglas oder einer Ligninverbindung brikettieren lassen,
so sind es die neueren plastischen Bindemittel, die die besten Möglichkeiten zum
Brikettieren von Metallen, intermetallischen Verbindungen und Legierungen mit oder
ohne Zusatz derartiger Stoffe, wie Koks und totgebranntes Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd,
darbieten und die Briketts von einer solchen Oual.ität ergeben, daß sie in ein Metallbad
getaucht werden können, ohne augenblicklich pulverisiert zu werden und ohne auf
eine Substanz, wie z. B. Ferrosilizium, zerstörend zu.wirken.