DE112008000887T5

DE112008000887T5 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken

Info

Publication number: DE112008000887T5
Application number: DE200811000887
Authority: DE
Inventors: Ki Yeoul Pyeon
Original assignee: IM Steel Co Ltd Yangsan; IM STEEL Co Ltd
Current assignee: IM Steel Co Ltd Yangsan; IM STEEL Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-02-04
Also published as: JP2010523817A; US20100107822A1; KR100860512B1; KR20070101126A; WO2008120913A1; CN101680051A

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken, die umfasst:
einen Trichter bzw. eine Zuführungseinrichtung, durch den bzw. die schnipselförmige Eisenstücke eingeführt werden;
eine unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rühreinrichtung, die einen oder mehrere Einlässe in ihrem oberen Bereich und einen Auslass in ihrem unteren Bereich aufweist, und die einen Impeller umfasst, der intern auf einer Mittelachse angebracht ist und darum gedreht wird, um die Eisenstücke, Soda-Silikat und Wasser, die durch die Einlässe eingeführt wurden, zu verrühren; und
eine Formeinheit, die unterhalb des Auslasses der Rühreinrichtung angeordnet ist und die einen Heizdraht umfasst, der in ihrer Innenwand eingebettet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Einsenblocks aus Eisenstücken, die während eines Bearbeitungsprozesses erzeugt wurden und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks aus Eisenstücken, die bzw. das geeignet ist, Eisenstücke, die bei einem Bearbeitungsverfahren von Maschinenbestandteilen erzeugt wurden, mit Soda-Silikat und Wasser zu vermischen, die Mixtur zu verrühren und die Mixtur in einem Formhohlraum zusammen zu drücken, wobei sie erhitzt wird, wodurch ein Eisenblock mit minimalen Gewichtsverlust und erhöhter Härte hergestellt wird.
Stand der Technik
Im Allgemeinen werden bei der Be- oder Verarbeitung von verschiedenen Metallteilen einschließlich Metallbestandteilen unter Verwendung eines universellen Maschinenwerkzeugs, einer Drehmaschine oder einer Fräsmaschine gewendelte bzw. spiralförmige Eisenstücke kontinuierlich als ein Ergebnis des Schneidens der Teile erzeugt.
Weiterhin wird in Stahlfabriken und in Produktionsanlagen Gießpulver, das ein Reststoff ist, der bei der Herstellung von Metallprodukten erzeugt wird, versprüht und setzt sich um die Produktionsanlagen herum an.
Nachdem der Prozess des Herstellens des Metallproduktes abgeschlossen ist, werden die Metallrückstände wie zum Beispiel die Eisenstücke in regelmäßigen Abständen aufgesammelt und als wieder verwendbare Materialien behandelt. Dabei wird das spiralförmige Eisen zu einer Schnipselform zerkleinert und anschließend zusammen mit dem Gießpulver zum Zwecke der Wiederverwertung aufgesammelt. Damit ist es unmöglich, den Anstieg an Gewicht und Volumen zu vermeiden, wenn die Eisenstücke transportiert und aufbewahrt werden, wodurch sich die physischen Distributions- und Frachtkosten erhöhen.
Darüber hinaus werden, wenn die Eisenstücke wieder verwendet werden, die Eisenstücke in der Form von Pulver direkt in einen Hochofen gefüllt und anschließend in dem Hochofen geschmolzen, der auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. An diesem Punkt fliegt ein Teil der eingefüllten Eisenstücke in Richtung der Innenwand des Hochofens ohne zu schmelzen, was zu einer Beschädigung an der Körperwand des Hochofens führt.
Entsprechend sind Anstrengungen unternommen worden, einen Weg herauszufinden, um die aufgesammelten Eisenstücke in Form eines Eisenblocks herzustellen, um das Volumen zu reduzieren und dessen Transport und Aufbewahrung zu erleichtern, und um den Eisenblock in einem Hochofen zur Wiederverwertung zu schmelzen.
In einem derartigen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks werden die Eisenstücke mit Wasser zusammen mit einem zusätzlichen Haftmittel vermischt, das als eine Feststoffrezeptur hinzugegeben wird, und wird anschließend zu einem Komplex bzw. Aggregat geformt, bei dem die Verfestigung des Haftmittels zur Bildung des Eisenblocks aus den Eisenstücken führt. Das herkömmliche Verfahren ist jedoch problematisch dahingehend, dass der sich ergebende Eisenblock in unvermeidbarer Weise Feuchtigkeit darin enthält, und deshalb bricht der Eisenblock aufgrund der darin enthaltenen Feuchtigkeit nach den Formungs- und Trocknungsvorgängen.
Um das oben genannte Problem zu überwinden kann eine Lösung verwendet werden, bei der die Wassermenge, die mit den Eisenstücken vermischt wird, verringert wird, wohingegen die Haftmittelmenge erhöht wird. In diesem Fall ist es problematisch, dass das Wiederverwendungsverhältnis der Eisenstücke herabgesetzt wird, da der Anteil an Eisenstücken im Verhältnis abnimmt, während die Verwendung des Haftmittels ansteigt.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Demgemäß wurde die vorliegende Erfindung geschaffen, wobei die obigen Probleme berücksichtigt wurden, die bei dem herkömmlichen Verfahren der Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken auftreten, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken bereitzustellen, die bzw. das geeignet ist, Eisenstücke, die in einem Prozess der Herstellung von Maschinenteilen erzeugt wurden, oder die aus Stahlfabriken kommen, mit Soda-Silikat und Wasser zu mischen, die Mixtur zu verrüh ren und die Mixtur in einer Formvorrichtung zusammenzudrücken, die eine Druckbelastung aufbringt, während die Mixtur darin erhitzt wird, wodurch ein Eisenblock mit minimalem Gewichtsverlust, erhöhter Härte und einer erhöhten Wiedergewinnungsrate von Eisenstücken erzeugt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks und Verwendung von Eisenstücken bereitzustellen, die bzw. das dazu vorgesehen ist, dass die Feuchtigkeit in dem Eisenblock aufgrund der Hochtemperaturhitze zu dem Zeitpunkt der Kompression der Eisenstück-Mixtur zum Verdampfen gebracht wird, so dass der in dem Eisenblock enthaltene Feuchtigkeitsgehalt minimiert wird, wodurch die Druckfestigkeit erhöht wird.
Technische Lösung
Um die oben erläuterte Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken vor, die umfasst: einen Trichter bzw. Zuführungseinrichtung, durch den bzw. die schnipselförmige Eisenstücke eingeführt werden; eine unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rühreinrichtung, die einen oder mehrere Einlässe in ihrem oberen Bereich und einen Auslass in ihrem unteren Bereich umfasst, und die einen Impeller umfasst, der intern um eine Mittelachse angebracht ist und darum rotiert, um die Eisenstücke, das Soda-Silikat und das Wasser zu verrühren, die durch die Einlässe eingeführt wurden; und eine Formeinheit, die unterhalb des Auslasses der Rühreinrichtung angeordnet ist und die in ihrer Innenwand einen eingebetteten Heizdraht aufweist.
Die Rühreinrichtung kann zylindrisch ausgestaltet sein, und die ein oder mehreren Einlässe, die im oberen Bereich der Rühreinrichtung ausgebildet sind, können einen ersten Einlass, durch den die Eisenstücke in die Rühreinrichtung eingeführt werden, und einen zweiten Einlass umfassen, durch den das Soda-Silikat und das Wasser in Form einer Mixtur in die Rühreinrichtung eingeführt werden.
Die Eisenstücke, die von der Zuführungseinrichtung durch den ersten Einlass in die Rühreinrichtung eingeführt werden, werden mit dem Soda-Silikat und dem Wasser, die in die Rühreinrichtung durch den zweiten Einlass eingeführt werden, durch die Drehung des Impellers vermischt und anschließend zu der zylinderförmigen Formeinheit weitergeleitet.
Die Formeinheit weist darin ausgebildet einen zylindrischen Formhohlraum auf und einen Heizdraht, der in einer Seitenwand davon ausgebildet ist. Weiterhin weist die Formeinheit feuchtigkeitsabgebende Löcher auf, die den Austritt von Feuchtigkeit ermöglichen.
Des Weiteren umfasst die Formeinheit eine Presse, die dazu vorgesehen ist, die Eisenstückmixtur, die in dem Formhohlraum von oben aufgenommen ist, zusammen zu drücken und zu formen, wobei ein zylindrischer Eisenblock als ein Ergebnis der vertikalen Kompression durch die Presse bereitgestellt wird.
Ebenfalls sieht die vorliegende Erfindung, um die obige Aufgabe zu lösen, ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken vor, das umfasst: Vermischen von Soda-Silikat mit Wasser zur Form einer Mixtur und Verrühren der Mixtur; Einführen der Mixtur aus Silikat-Soda und Wasser in eine Rühreinrichtung, wobei die Mixtur mit einer vorbestimmten Menge von Eisenstücken vermischt wird, wodurch eine Mixtur gebildet wird, und Verrühren der Mixtur unter Verwendung eines Impellers, der sich um eine Mittelachse der Rühreinrichtung dreht; Einführen der Mixtur mit den Eisenstücken in eine Formeinheit durch einen Auslass der Rühreinrichtung; Komprimieren der Mixtur mit den Eisenstücken in der Formeinheit unter Verwendung einer Presse, während die Mixtur auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, wodurch ein gesinterter Eisenblock bereitgestellt wird; und Entfernen des komprimierten und gesinterten Eisenblocks aus der Formeinheit.
Das Soda-Silikat und das Wasser in der Mixtur, die durch den zweiten Einlass eingefüllt werden, können miteinander in einem Mischungsverhältnis von 1:4 gemischt werden.
Die Mixtur aus Eisenstücken, Soda-Silikat und Wasser, die in die Formeinheit eingeführt wurde, kann komprimiert werden, während sie auf eine Temperatur von 200°C bis 600°C erhitzt wird, wobei ein in der Formeinheit eingebetteter Heizdraht verwendet wird, und dadurch verdampft die in der Eisenstückmixtur enthaltene Feuchtigkeit, wobei ein kompakter und starker Eisenblock bereitgestellt wird.
Vorteilhafte Wirkungen
Wie oben beschrieben ist die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, Eisenstücke mit Soda-Silikat und Wasser in einem geeigneten Mischverhältnis zu mischen und die Mixtur in einer Formeinrichtung zu komprimieren, die mit einem Heizdraht ausgerüstet ist, während sie darin erhitzt wird.
Deshalb weist die vorliegende Erfindung die Vorteile des minimierten Gewichtsverlustes und der erhöhten Härte auf. Des Weiteren weist die vorliegende Erfindung einen Vorteil auf, dass der Feuchtigkeitsgehalt, der in dem Eisenblock enthalten ist, minimiert wird, wodurch eine Abnahme der Härte vermieden wird, die der Korrosion während der Aufbewahrung und des Transportes geschuldet ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Obige und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher verstanden, in Verbindung genommen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die eine Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 eine Querschnittansicht ist, die eine Formeinrichtung zeigt, die in der gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.

10: Trichter bzw. Zuführungseinrichtung
20: Rühreinrichtung
22: Mittelachse
23: Impeller
24: erster Einlass
25: zweiter Einlass
26: Auslass
30: Formeinrichtung
31: Heizdraht
33: feuchtigkeitsabgebendes Loch

Beste Ausführungsform der Erfindung
Ein besseres Verständnis der technischen Konstruktion und der Wirkung der Vorrichtung und des Verfahrens zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung genommen mit den beigefügten Zeichnungen erzielt werden, die die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks
In den Zeichnungen ist 1 eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine Querschnittansicht, die eine Formeinrichtung zeigt, die in die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
Wie in den Figuren dargestellt, weist die Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks gemäß der vorliegenden Erfindung einen Trichter bzw. eine Zuführungseinrichtung 10, eine Rühreinrichtung 20, die unmittelbar unterhalb der Zuführungseinrichtung 10 angeordnet ist und einen Impeller 23, der auf einer Mittelachse 22 angeordnet ist und darum rotiert, und eine Formeinrichtung 30 auf, die unmittelbar unterhalb eines Endes der Rühreinrichtung 20 angeordnet ist und in die eine Eisenstückmixtur ”C”, die in der Rühreinrichtung 20 gemischt wird, eingeführt wird.
Die schnipselförmigen Eisenstücke ”F” werden in die Zuführungseinrichtung 10 eingeführt, und von den Eisenstücken wird eine vorbestimmte Menge von Eisenstücken in die Rühreinrichtung 20 gegeben, die unmittelbar unterhalb der Zuführungseinrichtung 10 positioniert ist.
Die Rühreinrichtung 20, in die die Eisenstücke ”F” eingeführt werden, ist zylinderförmig ausgestaltet, so dass ein erster Einlass 24 und ein zweiter Einlass 25 in dem oberen Bereich der Rühreinrichtung und ein Auslass 26 an einem Ende der Rühreinrichtung ausgebildet sind.
In der Rühreinrichtung 20 werden die Eisenstücke ”F”, die in die Rühreinrichtung 20 durch den ersten Einlass 24 eingeführt werden, verrührt und durch den Impeller 23 bewegt, der sich um die Mittelachse 22 herum dreht. Während der Bewegung entlang des Impellers 23 in der Rühreinrichtung 20 werden die Eisenstücke weiter mit einer Mixtur gemischt, die aus Wasser und Soda-Silikat besteht, und die Eisenstücke und die Mixtur resultieren in einer Eisenstückmixtur ”C” durch die kontinuierliche Drehung des Impellers 23.
Beim Einführen der Mixtur aus Wasser und Soda-Silikat kann das Wasser und das Soda-Silikat entweder derart eingeführt werden, dass das Wasser und das Soda-Silikat gleichzeitig in die Rühreinrichtung 20 durch den zweiten Einlass 25 eingeführt werden und darin vermischt werden, oder derart, dass das Wasser und das Soda-Silikat getrennt vorher zu einer Mixtur vermischt werden und anschließend die Mixtur in die Rühreinrichtung 20 durch den zweiten Einlass 25 eingeführt wird und mit den Eisenstücken ”C” vermischt wird.
In dieser Hinsicht kann das Soda-Silikat Natrium-Silikat sein und kann in Natrium-Metasilikat (Na₂SiO₃) und dessen Hydrate, zum Beispiel Natrium-Orthosilikat (Na₄-Si₂O₄) und Natrium-Disilikat (Na₂Si₂O₅) je nach Zusammensetzung klassifiziert werden. Das Soda-Silikat ist üblicherweise Natrium-Metasilikat. Das Soda-Silikat kann in der Form eines Hydrats und eines Anhydrids verwendet werden, so wie typisches Glas durch Erhitzen und Schmelzen einer Mixtur aus Quartz und Natriumkarbonat auf eine Temperatur von 1000°C und anschließendes Verfestigen hergestellt wird. Eine wässrige Lösung des Soda-Silikats wird zu einer angereicherten Lösung von Natriumsilikat (2Na₂SiO₃ + H₂O = Na₂SiO₅ + 2NaOH) hydrolysiert, das typischerweise als flüssiges Glas bezeichnet wird.
Die Mixtur aus Wasser und Soda-Silikat, die in die Rühreinrichtung 20 durch den zweiten Einlass 25 eingeführt wird, wird in Form einer flüssigen Rezeptur vorgestellt, die vorbereitet wird, in dem Soda-Silikat und Wasser in einem Verhältnis von 1:4 gemischt werden. Die Silikatmixtur wird mit den Eisenstücken ”F” gemischt, die durch den ersten Einlass 24 in einem Verhältnis von 1:15 bis 1:30 eingeführt werden.
Die Eisenstückmixtur ”C”, die zubereitet wird, indem die Materialien in dem obigen Mischungsverhältnis vermischt und verrührt werden, wird in die Formeinrichtung 30 durch den Auslass 26 der Rühreinrichtung 20 eingeführt. Die Eisenstückmixtur ”C”, die in die Formeinrichtung 30 eingeführt wird, wird unter Verwendung der vertikalen Last, die durch eine Presse 40 erzeugt wird, die auf der Formeinrichtung 30 angeordnet ist und sich nach unten bewegt, komprimiert.
Die Druckkraft, die auf die Eisenstückmixtur ”C” durch die Presse 40 angewendet wird, kann von dem Verrührungsgrad und der Dichte der schnipselförmigen Eisenstücke abhängen, die die Eisenstückmixtur ”C” bilden. Die Eisenstückmixtur ”C” wird mittels eines Heizdrahts 31, der in der Innenwand der Formeinrichtung 30 eingebettet ist, zum gleichen Zeitpunkt wie die Komprimierung durch die Presse 40 auf eine Temperatur erhitzt, die von 200°C bis 600°C reicht.
Folglich sondert die Eisenstückmixtur ”C”, die in der Formeinrichtung 30 aufgenommen ist, ihre Feuchtigkeit durch die Komprimierung durch die Presse 40 ab und die abgesonderte Feuchtigkeit wird nach außen über die feuchtigkeitsabgebenden Löcher 33 abgeführt, die in der Formeinrichtung 30 ausgebildet sind.
Des Weiteren verdampft, da die Eisenstückmixtur ”C” durch die Presse 40 komprimiert wird, während sie gleichzeitig durch die Hitze erhitzt wird, die auf ihre seitliche Oberfläche einwirkt, die in der komprimierten Mixtur enthaltene Feuchtigkeit, und die verdampfte Feuchtigkeit wird durch die feuchtigkeitsabgebenden Löcher 33 abgeführt, die in der Seitenwand der Formeinrichtung 30 ausgebildet sind.
Insbesondere wird, da die Eisenstückmixtur ”C” die in der Formeinrichtung 30 aufgenommen ist, bei einem vorbestimmten Druck komprimiert wird, während sie gleichzeitig erhitzt wird, die in der Eisenstückmixtur ”C” enthaltene Feuchtigkeit entfernt, und dadurch wird das verbleibende Soda-Silikat verfestigt. Als ein Ergebnis der Verfestigung des Soda-Silikats wird die Bindekraft in der Eisenstückmixtur ”C” erhöht, und darüber hinaus wird ein Eisenblock erzeugt, der eine erhöhte Härte aufweist, die der Minimierung des Feuchtigkeitsgehaltes in der komprimierten Eisenstückmixtur ”C” zugeschrieben wird.
Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks
Das Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten Verrührungsprozess, bei dem Soda-Silikat und Wasser miteinander vermischt werden und die Silikatmixtur verrührt wird, und einen zweiten Verrührungsprozess, bei dem die Silikatmixtur in die Rühr einrichtung 20 eingeführt wird, wo die Silikatmixtur mit Eisenstücken vermischt wird, woraus sich eine Eisenstückmixtur ”C” ergibt.
Darüber hinaus umfasst das Verfahren einen Einführungsprozess, bei dem die Eisenstückmixtur ”C”, die in der Rühreinrichtung 20 vorbereitet wird, das heißt die Eisenstückmixtur ”C”, die durch Mischen des Wassers und des Soda-Silikats in einem vorbestimmten Verhältnis in der Rühreinrichtung 20 zubereitet wird, wird nach außen abgeführt, und die abgeführte Eisenstückmixtur ”C” wird in die Formeinrichtung 30 eingeführt, einen Druckformungsprozess, bei dem die vorbestimmte Menge von Eisenstückmixtur ”C”, die in die Formeinrichtung 30 eingefüllt ist, auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt, während sie gleichzeitig durch die Presse 40 komprimiert wird, und einen Separationsprozess, bei dem der komprimierte Eisenblock aus der Formeinrichtung 30 entfernt wird.
In diesem Verfahren können das Soda-Silikat und das Wasser, die in einem Verhältnis von 1:4 vorhanden sind, gleichzeitig durch den zweiten Einlass 25 in die Rühreinrichtung 20 hineingegeben werden, wo sie miteinander vermischt werden. Alternativ können vor der Einführung in die Rühreinrichtung 20 das Soda-Silikat und das Wasser zu einer Silikatmixtur durch eine gesonderte Rührvorrichtung (nicht dargestellt) gemischt werden, und anschließend kann die Silikatmixtur in die Rühreinrichtung 20 durch den zweiten Einlass 25 eingeführt werden.
Durch den ersten Einlass 24, der stromaufwärts des zweiten Einlasses 25 angeordnet ist, werden Eisenstücke ”F”, die in einem Verhältnis von 1:15 bis 1:30 bezüglich der Silikatmixtur vorhanden sind, in die Rühreinrichtung 20 von der Zuführungseinrichtung 10 eingeführt, und die in die Rührvorrichtung 20 eingeführten Eisenstücke ”F” werden horizontal auf den Auslass 26 hin entlang des Impellers 23 weitergeleitet, der um die Mittelachse 22 gedreht wird.
Die Eisenstückmixtur ”C”, die durch die homogene Mischung des Wassers, des Soda-Silikats und der Eisenstücke zubereitet wird, wird nach außen durch den Auslass 26 abgeführt und wird anschließend in die Formeinrichtung 30 gefüllt, die unmittelbar unterhalb des Auslasses 26 angeordnet ist.
Die Eisenstückmixtur ”C”, die in die Formeinrichtung 30 gefüllt ist, wird durch den in der Innenwand der Formeinrichtung 30 eingebetteten Heizdraht 31 aufgeheizt, und dadurch verdampft die in der Eisenstückmixtur ”C” enthaltene Feuchtigkeit. Gleichzeitig wird die Eisenstückmixtur ”C” durch die Presse 40 komprimiert, die auf der Formeinrichtung 30 angeordnet ist, und dadurch wird die Feuchtigkeit in der Eisenstückmixtur ”C” nach außen abgeführt, wodurch sich ein gewünschter Eisenblock ergibt, der einen minimalen Feuchtigkeitsgehalt hat und eine hohe Härte aufweist.
Die Eisenblöcke, die durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wunden, wurden als Proben genommen und wurden an dem Korea Institute of Industrial Technology getestet. Die Ergebnisse der Tests sind als Zug-Druckfestigkeit und Härte in Tabelle 1 unten dargestellt. Tabelle 1 [Tabelle 1] [Tabelle]

Probennummer Durchmesser (mm) Zugfestigkeit (N/mm²) Brinell Härte (HBW 10/3000)

1-1 19.99 325 215

1-2 19.99 328 217

– Teststandard: KS B 0801 (Nr. 8), 0802, 0805
– Füllverhältnis der Probe: Roheisen 30%, Stahlschrott 19%, komprimiertes bearbeitetes Schnipselbrikett 50%, Eisenlegierung 1%

Wie aus der Tabelle 1 deutlich wird, weist ein Eisenblock, der durch Komprimieren und Formen einer großen Menge von Eisenstücken gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, eine Zugfestigkeit und eine Härte auf, die vergleichbar mit denen eines gewöhnlichen Stahlgussblocks sind, sogar wenn der Eisenblock unter Verwendung von verschiedenen Arten von Eisenstücken hergestellt wird.
Nachdem eine der Proben in einem Ofen geschmolzen wurde, wurde die Verwertungsrate der Probe ermittelt. Die Ergebnisse der Verwertungsrate nach dem Schmelzen sind in der Tabelle 2 unten dargestellt. Tabelle 2 [Tabelle 2] [Tabelle]

Probennummer Füllgewicht (kg) Gewicht nach Schmelzen (kg) Verwertungsrate (%)

1 52.254 52.200 99.89

– Testverfahren: Schmelzen in einem Hochfrequenz-Induktionsschmelzofen
– Probe: komprimiertes bearbeitetes Schnipselbrikett

Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, enthält der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Eisenblock einen minimalen Feuchtigkeitsinhalt. Folglich ist anzumerken, das Gewichtsverhältnis des aus dem Ofen wieder gewonnenen geschmolzenen Eisens zu dem Gewicht der in die Formeinrichtung 30 eingefüllten Eisenstücke, das heißt die Verwertungsrate, fast 99,9% beträgt. Demgemäß wird begrüßt, dass nahezu kein Schmelzverlust vorhanden ist, der durch die Defekte in der internen Textur des Eisenblocks verursacht ist, der unter Verwendung von Eisenstücken hergestellt wurde.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung offenbart wurden, wird der einschlägige Fachmann würdigen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang und der Natur der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, und dass die Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen ebenfalls in den Umfang der Erfindung fallen.
Zusammenfassung
Hierin wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks aus Eisenstücken, die während eine Bearbeitungsprozesses erzeugt wurden, offenbart. Die Vorrichtung umfasst: eine Zuführungseinrichtung, durch die schnipselförmige Eisenstücke eingeführt werden; eine unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rühreinrichtung, die einen oder mehrere Einlässe in ihrem oberen Bereich und einen Auslass in ihrem unteren Bereich umfasst, und die einen Impeller umfasst, der intern auf einer Mittelachse angebracht ist und darum rotiert, um die Eisenstücke, Soda-Silikat und Wasser, die durch die Einlässe zugeführt wurden, zu verrühren; und eine Formeinheit, die unterhalb des Auslasses der Rühreinrichtung angeordnet ist und in ihrer Innenwand eingebettet einen Heizdraht aufweist. Die Erfindung hat die Vorteile des minimierten Gewichtsverlustes und der erhöhten Härte, und die in dem Eisenblock enthaltene Feuchtigkeit wird minimiert, wodurch eine Verringerung der Härte vermieden wird, die der Korrosion während der Lagerung und dem Transport geschuldet ist.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken, die umfasst: einen Trichter bzw. eine Zuführungseinrichtung, durch den bzw. die schnipselförmige Eisenstücke eingeführt werden; eine unterhalb der Zuführungseinrichtung angeordnete Rühreinrichtung, die einen oder mehrere Einlässe in ihrem oberen Bereich und einen Auslass in ihrem unteren Bereich aufweist, und die einen Impeller umfasst, der intern auf einer Mittelachse angebracht ist und darum gedreht wird, um die Eisenstücke, Soda-Silikat und Wasser, die durch die Einlässe eingeführt wurden, zu verrühren; und eine Formeinheit, die unterhalb des Auslasses der Rühreinrichtung angeordnet ist und die einen Heizdraht umfasst, der in ihrer Innenwand eingebettet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rühreinrichtung zylindrisch aufgebaut ist und wobei die ein oder mehreren Einlässe, die in dem oberen Bereich der Rühreinrichtung ausgebildet sind, einen ersten Einlass umfasst, durch den die Eisenstücke in die Rühreinrichtung eingeführt werden und einen zweiten Einlass, durch den das Soda-Silikat und das Wasser in die Rühreinrichtung in Form einer Mixtur eingeführt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Formeinheit zylindrisch aufgebaut ist und ein feuchtigkeitsabgebendes Loch umfasst, durch das ihr Inneres mit ihrem Äußeren in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Soda-Silikat und das Wasser miteinander in einem Mischverhältnis von 1:4 gemischt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mischung des Soda-Silikats und des Wassers, die durch den zweiten Einlass eingeführt wird, und die Eisenstücke, die durch den ersten Einlass eingeführt werden, miteinander in einem Mischverhältnis von 1:15 bis 1:30 vermischt werden und in der Rühreinrichtung verrührt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Formeinheit die Mixtur aus Eisenstücken, Soda-Silikat und Wasser, die darin aufgenommen ist, auf eine Temperatur von 200°C bis 600°C unter Verwendung des in der Innenwand eingebetteten Heizdrahts aufheizt.
Verfahren zur Herstellung eines Eisenblocks unter Verwendung von Eisenstücken mit den Schritten: Mischen von Soda-Silikat mit Wasser zu einer Mixturform und Verrühren der Mixtur; Einführen der Mixtur aus Soda-Silikat und Wasser in eine Rühreinrichtung, wo die Mixtur mit Eisenstücken vermischt wird und dadurch eine Mixtur bildet, und Verrühren der Mixtur unter Verwendung eines Impellers, der um eine Mittelachse der Rühreinrichtung rotiert; Einführen der Mixtur mit den Eisenstücken in eine Formeinheit durch einen Auslass der Rühreinrichtung; Komprimieren der Mixtur mit den Eisenstücken in der Formeinheit unter Verwendung einer Presse, wobei die Mixtur gleichzeitig erhitzt wird, wodurch ein gesinterter Eisenblock bereitgestellt wird; und Entfernen des komprimierten und gesinterten Eisenblocks aus der Formeinheit.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei bei der Einführung der Mixtur des Soda-Silikats und des Wassers die Eisenstücke in die Rühreinrichtung durch einen ersten Einlass der Rühreinrichtung von einer Zuführungseinrichtung eingeführt werden, und die Mixtur aus Soda-Silikat und Wasser in die Rühreinrichtung über einen zweiten Einlass der Rühreinrichtung eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei beim Komprimieren der Mixtur die in der Mixtur enthaltene Feuchtigkeit nach außen durch ein feuchtigkeitsabgebendes Loch abgeführt wird, das in der Formeinheit ausgebildet ist, und durch das ihr Inneres mit ihrem Äußerem in Verbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Soda-Silikat und das Wasser in der Mixtur, die durch den zweiten Einlass eingeführt werden, miteinander in einem Mischverhältnis von 1:4 vermischt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Mixtur aus Soda-Silikat und Wasser, die durch den zweiten Einlass eingeführt wird und die Eisenstücke, die durch den ersten Einlass eingeführt werden, miteinander in einem Mischverhältnis von 1:15 bis 1:30 vermischt werden, und in der Rühreinrichtung verrührt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Mixtur aus Eisenstücken, Soda-Silikat und Wasser, die in der Formeinheit aufgenommen ist, auf eine Temperatur von 200°C bis 600°C unter Verwendung eines in die Formeinheit eingebetteten Heizdrahtes aufgeheizt wird.