DE1264692B

DE1264692B - Process for increasing the service life of cast iron steelworks molds

Info

Publication number: DE1264692B
Application number: DEP32998A
Authority: DE
Inventors: Robert Meyer; Guillaume Muller
Original assignee: Prochirhin SA
Current assignee: Prochirhin SA
Priority date: 1962-11-19
Filing date: 1963-11-15
Publication date: 1968-03-28

Description

Verfahren zum Erhöhen der Lebensdauer von Stahlwerks-Kokillen aus Gußeisen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Stahlwerks-Kokillen aus Gußeisen.Method for increasing the service life of steel mill molds Cast iron The invention relates to a method for increasing the service life of steel mill molds made of cast iron.

Die im Eisenhüttenwesen für das diskontinuierliche Gießen von Stahl benutzten Kokillen sind üblicherweise Formkörper aus Gußeisen, welches bei dieser Herstellung beträchtliche wirtschaftliche Bedeutung hat und praktisch nicht durch Ersatzstoffe ersetzt werden kann.Those in the iron and steel industry for the discontinuous casting of steel Molds used are usually moldings made of cast iron, which in this case Manufacturing has considerable economic importance and is practically impossible by Substitutes can be substituted.

Trotz der bei ,der Herstellung dieser Kokillen erzielten Fortschritte und trotz der wohlbekannten Eigenschaften des im besonderen benutzten Gußeisens, welches sich durch seine gute Wärmeleitfähigkeit, die Beständigkeit seiner Eigenschaften im warmen Zustand und seine Widerstandsfähigkeit gegen Wärmeschocks auszeichnet, bleibt infolge der besonders harten Arbeitsbedingungen, unter denen die Kokillen benutzt werden, die Abnutzungsfestigkeit der Kokillen beschränkt. Ebenso ist auch der auf die Tonne Blockstahl bezogene Gestehungspreis der Kokillen bei der Stahlherstellung von erheblicher Bedeutung.Despite the progress made in the manufacture of these molds and despite the well-known properties of the particular cast iron used, which is characterized by its good thermal conductivity, the durability of its properties in a warm state and its resistance to thermal shocks, remains as a result of the particularly harsh working conditions under which the molds are used, the wear resistance of the molds is limited. Likewise is also the cost price of the molds in steel production based on the ton of ingot steel of considerable importance.

Man hat sich schon vers'chiede'ntlich bemüht, die mittlere Lebensdauer der Kokillen zu erhöhen und den Herstellungspreis z. B. dadurch zu verringern, daß man das Gewicht der Kokillen verringert.Different efforts have already been made to achieve the mean service life to increase the molds and the production price z. B. to reduce that the weight of the molds is reduced.

Zur Erhöhung der Lebensdauer ist es bekannt, heiße Kokillen mit einem die Oxydation des Gußeisens verhindernden Reduktionsmittel zu behandeln. Man hat auch schon rotglühende Kokillen mit einer solchen Schutzschicht überzogen, um eine frühzeitige Zerstörung der Kokille zu vermeiden. In diesen bekannten Fällen hat man entweder ein Präparat aus kolloidalem Graphit in konzentrierter wäßriger Lösung oder einen solchen Graphit in einer Ölsuspension verwendet. Die wäßrige Suspension hat man verwendet bei Kokillen, die vor dem Gießen auf eine Temperatur von 200 bis 250° C erhitzt werden, während die Ölsuspension bei solchen Kokillengußverfahren verwendet wurde, bei dem die Kokillen vor dem Vergießen des Schwermetalls auf Rotglut gebracht werden müssen. Im ersten Fall verdunstet das Wasser, und im letzten Fall verbrennt das in der. Schlichte befindliche Öl, während der Kolloidgraphit in die Formoberflächen einbrennt und dort einen überzug erzeugt, der die Form vor frühzeitiger Zerstörung schützt.To increase the service life, it is known to use hot molds with a to treat the reducing agent preventing the oxidation of cast iron. One has even red-hot molds coated with such a protective layer to protect a to avoid premature destruction of the mold. In these known cases it has either a preparation of colloidal graphite in concentrated aqueous solution or such a graphite is used in an oil suspension. The aqueous suspension has been used in molds that are heated to a temperature of 200 to before casting 250 ° C are heated, while the oil suspension in such gravity die casting was used in which the molds were red hot before the heavy metal was poured must be brought. In the first case the water evaporates, and in the last case burn that in the. Sizing located oil, while the colloidal graphite in the Burns in mold surfaces and creates a coating there that prevents the mold from forming prematurely Destruction protects.

Es sind auch schon Schlichten von Kokillen bekannt, welche während des Gießens der Metallblöcke eine die Oberfläche des Werkstücks beeinflussende Wirkung entfalten sollen. In diesem bekannten Fall wurden trockene pulverförmige Steinkohlenpeche mit einer Erweichungstemperatur von 60 bis 70° C bei mäßiger Wärme aufgebracht. Restliche Lösungen sind bei dieser bekannten Maßnahme unerwünscht. Dagegen kann der aufgebrachte überzug neben gemahlenem Pech feines; pulverförmiges Aluminium, Graphit, Natriumsilikat und Natriumborat aufweisen.There are also already known finishing of molds, which during the casting of the metal blocks has an effect on the surface of the workpiece should unfold. In this known case, dry, powdery hard coal pitches were used Applied with a softening temperature of 60 to 70 ° C with moderate heat. Remaining solutions are undesirable in this known measure. Against it can the applied coating in addition to ground pitch fine; powdered aluminum, Graphite, sodium silicate and sodium borate.

Die Praxis zeigt, daß abgesehen von dem anormalen Ausfall der Kokille infolge von Rissen und Brüchen die normale Abnutzung im wesentlichen durch Rißbildung nur an der Innenwand hervorgerufen wird, welche Rißbildung auch eine Ursache für die Fehlerbildung auf der Oberfläche der Gießblöcke ist. Die dadurch bedingten Fehler können so ausgeprägt sein, daß der Block schließlich nicht mehr aus der Kokille herausgenommen werden kann.Practice shows that apart from the abnormal failure of the mold normal wear, essentially through cracking, due to cracks and fractures caused only on the inner wall, which cracking is also a cause for is the defect formation on the surface of the casting blocks. The resulting errors can be so pronounced that the block finally no longer comes out of the mold can be removed.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Rißbildung auf der Innenfläche der Kokille hauptsächlich durch die Einwirkung von zwei Reaktionen bedingt ist, nämlich durch die Entkohlung der Oberflächenschichten sowie durch die Oxydierung der restlichen Ferritschichten. Diese Reaktionen treten im überwiegenden Maße unmittelbar nach dem Herausnehmen des Blockes aus der Kokille auf, wenn die Innenwand der Kokille noch rot ist und die Kokille zur Abkühlung abgestellt wird.Experience has shown that cracking occurs on the inner surface the mold is mainly due to the action of two reactions, namely by the decarburization of the surface layers as well as by the oxidation the remaining ferrite layers. These reactions occur predominantly Dimensions immediately after removing the block from the mold on when the inner wall the mold is still red and the mold is turned off to cool down.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß die hauptsächlichen Ursachen für die Beschädigung der Innenfläche der Kokillen, nämlich die Reaktionen zur Entkohlung der Oberflächenschichten und Oxydierung der Ferritschichten während der Abkühlung weitgehend ausgeschaltet sind.It is the object of the invention to provide a method as described in more detail at the outset Kind of educating that the main causes of damage to the Inner surface of the molds, namely the reactions to the decarburization of the surface layers and oxidation of the ferrite layers largely eliminated during cooling are.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß unmittelbar nach" dem- Ausheben des Stahlblockes aus der Kokille die noch rotglühende Innenwand der Kokille in innige Berührung mit einem die Entkohlung und die Oxydierung des Gußeisens verhindernden Reduktionsmittels gebracht wird, bis die Kokille abgekühlt ist.This object is achieved according to the invention in that directly after the steel block has been lifted out of the mold, the red-hot inner wall the mold in intimate contact with one of the decarburization and the oxidation of the Cast iron preventing reducing agent is brought until the mold has cooled is.

Es hat sich für die Lebensdauer der Kokillen unter harten Bedingungen als außerordentlich vorteilhaft erwiesen, wenn man die Kokillen unmittelbar nach der Herausnehme des Gießblockes noch im roten Zustand gegen die Entkohlungs- und Oxydierungsreaktionen an der.- Innenoberfläche der Kokille schützt. Das Besondere des neuen Verfahrens liegt also darin, daß die schützenden Mittel unmittelbar nach dem Herausnehmen des Blockes zur Einwirkung gebracht werden. Dadurch wird eine Rißbildung weitgehend unterbunden.It has proven to be the life of the permanent mold under harsh conditions Proven to be extremely advantageous if you use the molds immediately after the removal of the casting block still in the red state against the decarburization and Oxidation reactions on the inner surface of the mold protects. The special of the new procedure is therefore that the protective means immediately after the removal of the block to take effect. This causes cracking largely prevented.

Vorteilhafterweise@kann das Verfahren so ausgeführt werden, daß das auf die rotglühende Innenwand der Kokille aufgebrachte Reduktionsmittel auf dieser eine Schutzschicht bildet. Man kann aber auch als Reduktionsmittel eine sauerstofffreie reduzierende Atmosphäre oder eine aus einem inerten Gas gebildete Atmosphäre auf die Kokille zur Einwirkung bringen. Zu diesem. Zweck kann die noch heiße Kokille sofort nach dem Ausheben des Blockes in diese Atmosphäre eingebracht werden, bis die Kokille genügend abgekühlt ist, um jede Oxydationsreaktion , zu verhindern.The method can advantageously be carried out in such a way that the reducing agent applied to the red-hot inner wall of the mold forms a protective layer. But you can also use an oxygen-free reducing agent reducing atmosphere or an atmosphere formed from an inert gas bring the mold to act. To this. The purpose can be the still hot mold be introduced into this atmosphere immediately after the block has been excavated until the mold has cooled down sufficiently to prevent any oxidation reaction.

Wenn das aufgebrachte Reduktonsmittel eine Schutzschicht bildet, wird das Reduktionsmittel vorteilhafterweise in Form einer wäßrigen Aufschlämmung verwendet, welche 20 bis 30% eines Gemisches von reduzierenden Stoffen und Klebstoffen enthält, welches durch entsprechende Katalysatoren aktiviert wird und welchem eine exotherme Reaktion erzeugende Stoffe zugesetzt sind.If the applied reducing agent forms a protective layer, will the reducing agent is advantageously used in the form of an aqueous slurry, which contains 20 to 30% of a mixture of reducing substances and adhesives, which is activated by appropriate catalysts and which an exothermic Reaction-generating substances are added.

Dabei kann die Schutzschicht als Hauptbestandteile kohlenstoffhaltige flüssige oder pulverförmige Stoffe, wie Holzkohle, Knochenkohle, Steinkohle, Braunkohle, Koks verschiedener Herkunft, sowie Harze, Holzmehl, Graphit, Rückstände der Destillation der Steinkohle und des Petroleums, und zwar entweder im reinen Zustand oder gemischt enthalten.The main components of the protective layer can be carbonaceous liquid or powdery substances such as charcoal, bone charcoal, bituminous coal, lignite, Coke of various origins, as well as resins, wood flour, graphite, residues from distillation coal and petroleum, either in the pure state or mixed contain.

Als Zusatzmittel werden einerseits Klebstoffe benutzt, wie Natriumsilikat, lösliche Zelluloseabkömmlinge, lösliche Salze der Lignosulfonsäure, Zucker und stärkemehlartige Stoffe usw:, sowie Katalysatoren und Stabilisatoren, wie alkalische oder erdalkalische Karbonate, insbesondere Bariumkarbonat, Chloride, z. B. Ammoniumchlorid, Natriumnitrat oder -sulfat oder Kaliumferrocyanid. Diesem Gemisch werden Stoffe zugesetzt, welche eine exotherme Reaktion erzeugen, z. B. pulverförmiges Aluminium oder Magnesium, um die Oberflächenoxydation der Kokille möglichst weitgehend zu verringern. Das nachstehend als Beispiel angeführte Gemisch hat ausgezeichnete Ergebnisse geliefert: Aluminiumpulver . . . . . . . . 1 bis 10 Teile Ton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 bis 50 Teile: Graphit . . : . . . . . . . . . . . . . . 30 bis 50 Teile Ruß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 bis 15 Teile Kalziumlignosulfit . . . . . . . . 5 bis 10 Teile Bariumkarbonat . . . . . . . . . . 5 bis 10 Teile Kaliumferrocyanid . . . . . . . . 1 bis 5 Teile Die Schutzschicht, welche sofort nach dem Ausheben des Blockes aus der Form auf die rotglühenden Innenflächen der Kokille aufzubringen ist, wird mittels eines Gemisches hergestellt, welches entweder durch Bestandteile gebildet wird, welche vorher auf eine Feinheit von unter 1/10 mm gemahlen wurden, oder durch gröbere Bestandteile, welche nach der Mischung auf diese Feinheit gemahlen werden, wobei dieses Gemisch in einer wäßrigen Aufschläm= mung mit einer Konzentration von 20 bis 3001o benutzt wird. Nach der Homogenisierung wird die Aufschlämmung gleichmäßig auf die sehr heißen Flächen der Kokille mittels eines geeigneten Zerstäubers aufgestäubt, welcher eine gute Zentrierung des Strahles ermöglicht.On the one hand, adhesives such as sodium silicate are used as additives, soluble cellulose derivatives, soluble salts of lignosulphonic acid, sugars and starch flour-like Substances etc: as well as catalysts and stabilizers, such as alkaline or alkaline earth Carbonates, especially barium carbonate, chlorides, e.g. B. ammonium chloride, sodium nitrate or sulfate or potassium ferrocyanide. Substances are added to this mixture, which generate an exothermic reaction, e.g. B. powdered aluminum or magnesium, in order to reduce the surface oxidation of the mold as much as possible. That The mixture given below as an example has given excellent results: Aluminum powder. . . . . . . . 1 to 10 parts of clay. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 to 50 parts: graphite. . :. . . . . . . . . . . . . . 30 to 50 parts Soot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 to 15 parts calcium lignosulfite. . . . . . . . 5 to 10 parts of barium carbonate. . . . . . . . . . 5 to 10 parts of potassium ferrocyanide . . . . . . . . 1 to 5 parts The protective layer, which immediately after excavation of the block from the mold on the red-hot inner surfaces of the mold is, is produced by means of a mixture, which either by components is formed, which have previously been ground to a fineness of less than 1/10 mm, or by coarser components, which are ground to this fineness after mixing be, this mixture in an aqueous slurry = ming with a concentration is used from 20 to 3001o. After homogenization, the slurry becomes uniform sprayed onto the very hot surfaces of the mold using a suitable atomizer, which enables a good centering of the beam.

Die harte zusammenhängende Lackschicht, welche sich sofort auf dem Metall bildet, schützt diese während der Abkühlung gegen jede Oxydierung, und Entkohlung.The hard cohesive layer of varnish, which is immediately on the Forms metal, protects it against any oxidation and decarburization during cooling.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens wird die Kokille sofort nach dem Ausheben des Stahlblockes in eine sauerstofffreie Atmosphäre gebracht. Man kann jedoch auch die Kokille während einer genügenden Zeit einem indifferenten Schutzgas bis zur Erzielung einer Temperatur aussetzen, welche genügend niedrig ist, um Oxydationserscheinungen auszuschließen.According to another exemplary embodiment of the new method, Immediately after the steel block has been excavated, the mold is placed in an oxygen-free atmosphere brought. However, the mold can also be left indifferent for a sufficient period of time Expose protective gas until a temperature is reached which is sufficiently low is to rule out oxidation phenomena.

Claims

Claims: 1. Method for increasing the service life of steelworks = chill molds made of cast iron, characterized in that immediately after the steel block has been excavated from the mold the still red-hot inner wall of the mold in intimate contact with it a reducing agent preventing the decarburization and oxidation of the cast iron is brought until the mold has cooled.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the reducing agent applied to the red-hot inner wall of the mold forms a protective layer on this.

3. The method according to claim 1, characterized in that that as a reducing agent an oxygen-free reducible atmosphere or a An atmosphere formed from an inert gas thereby acts on the mold is brought that the whole still hot mold is introduced into this atmosphere will.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the reducing agent is an aqueous slurry containing 20 to 30010 of a mixture of reducing substances and adhesives, which by means of appropriate catalysts is activated and to which substances generating an exothermic reaction are added. Documents considered: French Patent No. 855 878; Special print the foundry practice (September 1938) of the company Riedel de Haön A. G., Seelze b. Hanover.