DE1061350B

DE1061350B - Verfahren zur Herstellung von schwefelreichem Gusseisen mit kugelfoermiger Graphitausbildung

Info

Publication number: DE1061350B
Application number: DEE11376A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Adalber Wittmoser
Original assignee: RHEINSTAHL EISENWERKE GELSENKIRCHEN AG
Current assignee: RHEINSTAHL EISENWERKE GELSENKIRCHEN AG
Priority date: 1955-10-06
Filing date: 1955-10-06
Publication date: 1959-07-16

Description

Verfahren zur Herstellung von schwefelreichem Gußeisen mit kugelförmiger Graphitausbildurig Es ist bekannt, Gußeisen mit kugelförmiger Graphitausb:ildung in der Weise zu erzeugen, daß die Eisenschmelzen mit festem, flüssigem oder gasförmigem Magnesium und/oder ähnlich wirkenden metallischen Elementen, z. B. mit Alkalien, Erdalkalien u. dgl., behandelt werden.
Unveröffentlichte Vorschläge gehen ferner bereits dahin, Gußeisenschmelzen, insbesondere schwefelhaltige, zur Erzeugung von kugeliger Grap.hita,usbildung mit nichtmetallischen Elementen, wie Stickstoff und Chlor, zu behandeln.
Auch nach Einleiten von Wasserstoff in Gußeisenschmelzen sind gelegentlich im erstarrten Werkstoff vereinzelt Graphitkugeln beobachtet worden; jedoch sind diese Beobachtungen sehr widersprechend. So ist zum Teil festgestellt worden, daß durch die Behandlung von Gußeisenschmelzen mit Wasserstoff gerade die Bildung von Lamellengraphit stark begünstigt wird. Hinzu kommt noch der Nachteil, daß durch Einführung von Wasserstoff der Kohlenstoffgehalt der Schmelzen erheblich absinken kann.
Das Einleiten von Wasserstoff sowie auch von Kohlenoxyd oder Kohlenwasserstoffen in Eisenlegierungen ist üblich zum Zweck einer Desoxydation und Reinigung sowie auch einer bewußten Herabsetzung des Schwefelgehaltes derselben. Alle diese Effekte wirken unter anderem in. Richtung auf eine Verminderung der Oberflächenspannung der Schmelzen, wodurch bei Gußeisenschmelzen, wie bekannt, die Bedingungen für eine Abscheidung des Graphits in Kugelform, insbesondere bei einer anschließenden Behandlung der Schmelze mit Alkalien, Erdalkalien oder Cer geschaffen werden.
Weiterhin ist auch das Herausspülen störender Verunreinigungen aus Gußeisenschmelzen mittels Gasen, wie Stickstoff, Fluor und Chlor, bekannt.
Die Erfindung betrifft demgegenüber die Herstellung schwefelreicher Gußeisenlegierungen, bei denen der Graphit im Gebrauchszustand ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotiger oder kugeliger Form vorliegt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Gußeisenschmelzen mit einem Schwefelgehalt von 0,151/o, vorzugsweise 0,201/o, mit Kohlenwasserstoffen zu behandeln, welche vorzugsweise unterhalb, des Badspiegels eingeleitet werden. Als Kohlenwasserstoffe können beispielsweise Methan, Acetylen, Benzole, wie Polydivenylbenzol, aber auch feste Kohlenwasserstoffe, wie Paraffine, in Anwendung kommen.
Diese Wirkung ist insofern überraschend, als der bisher für die Erzeugung von Kugelgraphit in Gußeisenlegierungen als notwendig erachtete niedrige Schwefelgehalt nicht vorliegt und auch die auf Grund des hohen Schwefelgehaltes vorhandene geringe Oberflächenspannung solcher Schmelzen im wesentlichen erhalten bleibt.
Unter Umständen kann es dabei zweckmäßig sein, die Schmelze zusätzlich noch mit Chlor zu behandeln, wodurch insbesondere der Mangangehalt derselben herabgesetzt wird.
Die Auswahl, welche Kohlenwasserstoffe jeweils in Frage kommen, richtet sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung danach, ob dabei gleichzeitig der Kohlenstoffgehalt der Schmelze erhöht, gleichgehalten oder erniedrigt werden soll. Falls gleichzeitig der Kohlenstoffgehalt derselben erhöht werden soll, wird vorzugsweise mit Kohlenwasserstoffen mit niedrigerem H-Gehalt gearbeitet, z. B. mit Acetylen, während zum Zweck der gleichzeitigen Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltes der Schmelze vorzugsweise Kohlenwasserstoffe mit höherem H-Gehalt, wie Methan, angewandt werden.
Weiter ist Gegenstand der Erfindung die Anwendung des Verfahrens auf die Behandlung von solchen Gußeisenlegierungen, bei denen der Graphit nicht bereits im Laufe der Erstarrung in kugeliger Form ausgeschieden wird, sondern welche zunächst weiß erstarren und zur Abscheidung des Graphits in kugeliger Form einer Glühbehandlung unterworfen werden (Temperrohguß).
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisherigen Verfahren den besonderen Vorteil, daß die Einführung des Behandlungsmittels in die Schmelze weitgehend gefahrlos ist. Es sind keine Explosionen zu befürchten, und auch die lästigen Staubentwicklungen treten nicht auf. Die- Reaktionsstoffe sind ferner erheblich billiger als die bisher üblichen.
Es kommen bei dem neuen Verfahren im übrigen auch keine Elemente in Anwendung, welche gegebenenfalls die Korrosionsbeständigkeit des erzeugten Gußeisens herabsetzen könnten; infolgedessen eignet sich das Verfahren ganz besonders auch zur Herstellung von korrosionsfesten Gußeisenstücken, wie Leitungsrohren.
Ferner läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Kohlenstoffgehalt der Schmelze dabei nicht nur vermindern, sondern erhalten und gegebenenfalls sogar erhöhen.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von schwefelreichem Gußeisen, bei welchem der Graphit im Gebrauchszustand ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotiger oder kugeliger Form vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gußeisenschmelze mit einem Schwefelgehalt von über 0,15"/0, vorzugsweise über 0,20%, mit Kohlenwasserstoffen behandelt wird, welche vorzugsweise unterhalb des Badspiegels eingeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß gleichzeitig der Kohlenstoffgehalt der Schmelze erhöht werden soll, vorzugsweise mit Kohlenwasserstoffen mit niedrigerem H-Gehalt, wie Acetylen, gearbeitet wird und daß in dem Fall, daß gleichzeitig der Kohlenstoffgehalt der Schmelze erniedrigt werden soll, Kohlenwasserstoff e mit höherem H-Gehalt, wie Methan, in Anwendung kommen.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf die Herstellung von weiß erstarrenden Gußeisenlegierungen (Temperrohguß).
4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von korrosionsfesten Gußeisenstücken, wie Leitungsrohren od. dgl.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußeisenschmelzen zusätzlich zu der Behandlung mit Kohlenwasserstoffen noch mit Chlor behandelt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 660 094, 332 721; E. P i w o w a r s k y, »Hochwertiges Gußeisen«, 2. Auflage 1951, S. 304; »Chemisches Zentralblatt«, Jahrgang 1954, S. 2259 und 10 573.