DE1408935A1 - Ofenfoerderwalze - Google Patents

Ofenfoerderwalze

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DE1408935A1 DE19601408935 DE1408935A DE1408935A1 DE 1408935 A1 DE1408935 A1 DE 1408935A1 DE 19601408935 DE19601408935 DE 19601408935 DE 1408935 A DE1408935 A DE 1408935A DE 1408935 A1 DE1408935 A1 DE 1408935A1
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Description

DR F ZUMSTEIN - DR. E. ASSMANN - DR. R. KOENISSBERaER
MÜNCHEN 2,
TELEFON: 23347© BRÄUHAUSSTRASSE 4/m
TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 81139
BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER
Ho/«-- J —"
ϊο/Zw. 2/2/1 A 46 628
Blaw-Knox Company, Pittsburgh, Pa., U.S.A·
Ofenförderwalze.
Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes, kohlenstoffhaltiges, in ein Y/erkstück eingreifendes Glied, das zur Oberflächenverkleidung einer Ofenfördereinheit oder dergl. dient. Insbesondere betrifft die Erfindung ein zusammengesetztes Kohlenstoff- und -Metallglied, das Stützend in ein Werkstück eingreifen kann, das in IPorm eines Bandes, eines Bleches und/oder einer-Platte vorliegt und eine hohe Temperatur hat, wobei die Erscheinungen der "Aufnahme" und der "Verschlechterung11 verhindert wird. Durch die Erscheinung der "Verschlechterung" wird eine übermäßige Abnützung und eine frühzeitige Zerstörung solcher Oberflächenglieder bewirkt .
809803/0484
Die Erscheinung der sogenannten "Aufnahme" ist verwickelt und beruht im allgemeinen auf der Sammlung von Ablagerungen von Blech- oder Bandmaterial, das auf dem in das Werkstück eingreifenden Glied bei verhältnismäßig hoher Temperatur (üblicherweise über 87O0C) wärmebehandelt wird. Diese Erscheinung verursachte nicht nur bei eisenhaltigen Blechen und Bändern, z.B. "bei Siliciumstählen und rostfreien Stählen Schwierigkeiten, sondern auch bei der Behandlung von Nichteisenmetallen, z.B. Messing, Kupfer oder Monelmetall.
Die Erscheinung der Verschlechterung tritt im allgemeinen dann auf, wenn die OfenatmoSphäre stark reaktiv gegen ein in das Werkstück eingreifendes Kohlenstoffglied ist, wodurch ein Gas gebildet wird und insfolgedessen Kohlenstoff aus fester Phase verflüchtigt wird, was in manchen Fällen eine übermäßige Abnützung und eine frühzeitige Zerstörung der Vmlzenoberfläche zur Folge hat. Dadurch wird die störungsfreie Betriebszeit'des Ofens begrenzt und die Kosten für Erhaltung und für Erneuerung werden erhöht.
Zur Beseitigung der oben erwähnten Schwierigkeiten ist -v
gemäß der Erfindung ein in ein Werkstück eingreifendes Glied für eine Fördereinheit für einen Warmbehandlungsofen oder dergl. vorgesehen, das gemäß der Erfindung so ausgebildet ist, daß es Kohlenstoff und Metall in geformter, gebundener Mischung enthält, wobei der Kohlenstoffgehalt im Bereich von etwa 95 $ bis etwa 20 °J>, bezogen auf das Gesamtgewicht von Kohlenstoff und Metall liegt, und wobei der Anteil des Metalles im Bereich
8Ό 9803/0484 BAD original
von etwa 5 # "bis etwa 80 # des Gesamtgewichtes des Kohlenstoffs und Metalls liegt, und wobei das Metall eine "bevorzugte Affinität relativ zum Kohlenstoff bei Ofentemperatur für freien Sauerstoff und für reaktive, sauerstoffhaltige Gase hat, und wobei das Metall auch stabile, feste, tiberwiegend nichtalkalische Oxyde bilden kann.
Mg. 1 ist eine Ansicht einer Pörderwalze, zum Teil im Schnitt, durch die Achse der Walze, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
Pig. 2 ist ein Schnitt durch diese Walze längs der Linie II - II der Mg. 1.
Mg. 3 ist ein Teilschnitt durch die Walzen eines Ofens, bei dem derartige Walzen aus zusammengesetzten, kohlenstoffhaltigen, in das Werkstück eingreifenden Glieder vorgesehen sind, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind.
Mg. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Ofenfördereinheit, die mit vorgeformten, zusammengesetzten, kohlenstoffhaltigen Gliedern ausgestattet ist, die ge$äß der Erfindung ausgebildet sind.
Fig. 5 ist eine Ansicht längs der Linie/ V-V der Mg.
Pig. 6 zeigt in einem Diagramm den vorteilhaften Reaktionswiderstand der Kohlenstoff- und -Metallzusammensetzungen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind und bei denen die Erscheinung der "Aufnahme" vermindert sind.
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Pig· 7 zeigt in einem Diagramm die Vorteile, die durch Zusatz von Boroxyd ale Zusatzmittel erreicht werden·
Aus den Figuren 1 und 2 der Zeichnung ersieht man eine Ofenfördereinheit 10 in Form einer Ofenwalze mit einem Körper 11, mit seitlich nach außen kegelförmig verlaufenden Halsteilen 12^1 und Drehzapfen 13,^ durch welche die Walze in geeigneter Y/eise gelagert werden kann. Die Walze 10 ist mit einem Oberflächen-
glied 14 ausgestattet, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist· Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Glied 14 die Form einer zylindrischen Hülse mit Einziehungen 15, die rings um die Endkante der Hülse angeordnet sind. Nachdem das Glied 14 bei dem Zusammenbau der Walze 10 axial so aufgebracht ist, daß es den Stützkörper 11 umgibt, können Halteringe 16 zum Eingriff mit den entsprechenden Enden der Hülse 14 aufgeschoben werden, so daß diese auf der Walze 10 gehalten wird. Eine Schweißnaht 17 kann zur Befestigung der Halteringe 16 verwendet werden. Gewünschtenfalls kann einer oder beide Halteringe 16 durch Schrauben oder durch andere Mittel am Körper 11 befestigt werden. Temperaturbeständige Legierungen werden vorzugsweise an freiliegenden Teilen verwendet, da eine Walze wie die Walze in einem Ofen Verwendung finden kann, indem ein Letallstück hindurchgeführt wird, das in manchen Fällen bis zu einer Temperatur von etwa 110O0C erwärmt wurde.
Die Halteringe 16 können mit in axialer liichtung ragenden Ösen 18 ausgestattet sein, die längs des Umfanges zueinander
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im Abstand angeordnet sind, wobei der Abstand so bemessen ist, daß die Ösen 18 in die Aussparungen 15 passen, so daß bei dem Betrieb keine Relativbewegung zwischen dem Oberflächenglied 14 und dem restlichen Teil der Ofenfördereinheit 10 auftritt. Bei manchen Anlagen können auch andere Haltemittel verwendet werden, wenn eine gewisse Relativ-Drehbewegung zwischen dem Oberflächenglied und dem restlichen Teil der Einheit zulässig ist und weiterhin kann es bei Anlagen weder erforderlich noch wünschenswert sein, eine zwangsweise Verkeilung zwischen einem Überflächenglied und dem restlichen Teil der Einheit zu erhalten. In anderen Fällen wiederum kann der Körper 11 innen durch eine Flüssigkeit gekühlt werden, die durch axiale Kanäle an einem oder beiden Enden der Einheit eingeleitet wird.
Ein Anwendungsgebiet für Ofenfördereinheiten, z.B. für Walzen 10 ergibt sich in einem Walzen-Herdofen 19,U dessen Innenraum im allgemeinen mit einer feuerfesten Verkleidung 20 " umgeben ist, während das im Ofen 19 zu behandelnde Metallwerkstück 21'durch den Ofen geführt wird und dabei auf walzen 22 aufliegt, die einen Körper 23 und ein neues, gemäß der Erfinoung ausgebildetes Oberflächenglied 24 aufweisen. Die Walzen 22 können lose oder gewünschtenfalls angetrieben sein, je nach den Mitteln, die verwendet werden, um das Metallwerkstück 21 durch den Ofen zu führen. Ein neueres Anwendungsgebiet für die gemäß der Erfindung ausgebildeten Ofenwalzenzusaramensetzungen liegt bei den kontinuierlich arbeitenden Heißbehandlungsturmöfen
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vor, durch welche Metalle in Band- oder Streifenform bei hoher Temperatur behandelt werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar, wenn die Ausbildung von "Aufnahmeerscheinungen" verhindert werden soll, wenn das Metallwerkstück 21 aus eisenhaltigem Metall zusammengesetzt ist, z.B. aus Bändern aus Siliciumstahl oder rostfreiem Stahl besteht, jedoch ist die Erfindung nicht auf solche eisenhaltige Zusammensetzungen beschränkt und sie kann auch auf Nichteisenmetalle angewendet werden. Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein zu frühzeitiger Gewichtsverlust des in fester Phase vorliegenden Kohlenstoffs vermieden und Änderungen in der ]?orm oder im Durchmesser der in das Werkstück eingreifenden Glieder beispielsweise der Glieder 14 und wird verhindert. Dadurch haben die entsprechenden Einheiten 10 und 22 eine längere Lebensdauer und eine größere Stabilität in ihren Abmessungen, selbst wenn die kontrollierte Atmosphäre, wie sie im Inneren des Ofens verwendet wird, mit Kohlenstoff reagieren kann, wodurch der kohlenstoff in fester Phase in dem Glied durch Umwandlung in Gas verarmt.
Oberflächenglieder, z.B. Glieder 14 und 24 sind zusammengesetzte, kohlenstoffhaltige Glieder, die im wesentlichen aus einer Mischung von Kohlenstoff und Metall bestehen. Ein solches neues Oberflächenglied, das gegen Oxydation und "Aufnahme11 beständig ist, kann z.B. so hergestellt werden, daß Kohlenstoff-
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partikeln in amorpher Phase oder im graphitischen Zustand mit Teilchen eines Metalls, wie Silicium, Titan, Zirconium. Chrom und/oder Aluminium vermischt werden, wobei diese Metalle stabile, feste, überwiegend nichtalkalisohe Oxyde bilden und bei den Wärmebehandlungstemperaturen, wie sie vorwiegend in solchen öfen auftreten, eine höhere Affinität für Sauerstoff als für Kohlenstoff haben. Die Oxydationsbeständigkeit solcher aus Kohlenstoff und Metall bestehenden, in das Werkstück eingreifenden Gliedern, kann durch Zugabe während der Herstellung einer Menge Boroxyd (BpO,) erhöht werden, wobei die Menge des Boroxyds im allgemeinen kleiner ist als die Menge des vorhandenen Metalls· Ein solches Metall kann als praktisch technisches Reinmetall verwendet werden, oder es kann in i'orm einer Legierung oder Mischung Miteinander oder mit anderen Metallen mit vorzugsweiser Affinität verwendet werden, die mittlere Schmelzpunkte haben, wie Kalzium und/oder Magnesium. Der Kohlenstoff kann z.B. aus Erdölkoks gewonnen werden, wodurch er im Preis etwas günstiger zu stehen kommt als der aus anderen Quellen erhaltene Kohlenstoff.
Solche Mischungen aus Kohlenstoff und Metall können durch Mischung mit einem Bindemittel geformt werden, das vorzugsweise ein bituminöses Produkt ist, z.B. Pech oder Teer, der gegebenenfalls Boroxyd enthalten kann. Anschließend wird die Mischung von Kohlenstoff, aax± Metall und Bindemittel in die gewünschte
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Form gebracht und das neue, zusammengesetzte, kohlenstoffhaltige Glied hergestellt· Eine solche Formung kann z.B. durch Strangpressen erfolgen, wenn eine zylindrische Hülse hergestellt wird, wie z.B. ein Glied H oder 24, das in die Oberfläche des Behandlungsgutes eingreifen soll. Die geformte Mischung kann dann erwärmt werden, z.B. auf eine Temperatur in der Gegend von 980° C (oder auf die zu erwartende Temperatur des Ofens), wobei diese Mischung im Verlaufe der Erwärmung erhärtet und in ihrer Form fest wird. Das Pech oder der Teer wird als Bindemittel verwendet, um das neue Oberflächenglied zu verbinden, wobei der Teer oder das Pech bei dem Erwärmen verkohlt und ein Teil des Gliedes wird.
Nach der Formgebung und nach dem Härten wird das neue Oberilächenglied mit dem Rest der Ofenfördereinheit oder dergl, zusammengebaut, der keine Oberfläche hat, die mit dem Werkstück in Berührung kommt, Us zeigte sich, daß das neue, zusammengesetzte, kohlenstoffhaltige, für derartige Oberilächen vorgesehene Glied verhältnismäßig stabile Abmessungen hat und auch dann eine größere Lebensdauer aufweist, wenn eine eingestellte Atmosphäre in dem Ofen verwendet wird, in dem das Glied angewendet wird, wobei diese Atmosphäre mit dem Kohlenstoff in einem solchen Glied, wenn überhaupt eine Reaktion auftritt, dann mit geringerer Geschwindigkeit abläuft, als es der Fall wäre, wenn das Oberflächenglied aus Kohlenstoff allein bestehen würde. Selbst wenn bei dem Glied
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mit der neuen Zusammenaetzung ein Verlust an Kohlenstoff auftreten und den Anschein einer "Porosität" ergeben sollte, dann bleiben die Abmessungen des Gliedes und seine Fähigkeit, das Metallwerkstück zu tragen, in das es eingreift, verhältnismäßig länger beständig. Außerdem ist bei dem neuen Oberflächenglied die Ausbildung der "Aufnahme*.-Erscheinung unterbunden, während der Verschleißwiderstand, deiftViderstand gegen eine Änderung der Abmessungen und der Widerstand gegen einen Kohlenstoffverlust geringer sind·
Es scheint, daß die neuen, zusammengesetzten, kohlenstoffhaltigen Glieder ohne Ion oder Ptilte toffe gebunden werden können. Die Gewishtsanteile der Bestandteile solcher Glieder können im Bereich von etwa 8 Teilen des Metalls und zwei Teilen Kohlenstoff liegen, einschließlich eines ReBtes eines Bindemittels wie Pech oder Teer und der Bereich kann bis zu etwa einem Teil Metall, sieben Seile Kohlenstoff in Form von Koks •oder ein anderer Kohlenstoff und zwei Teile in Form von Pechoder Teerbindemittel reichen, wobei in diesem Bereich brauchbare L'rgebnisse erzielt werden. Gute Ergebnisse treten in einem schmäleren Bereich zwischen etwa 60 fo lletall auf, bezogen auf das Gesamtgewicht von Metall und Kohlenstoff (einschließlich uines Kohlenstoffes, der nach dem Härten von verwendeten Bindemittelmaterial zurückbleibt) uiid 15 ^ Metall, bezogen auf das Gesamtgewicht von lie tall und Kohlenstoff. Die Menge dee ursprünglich zugegebenen Bindemittels sollte vorzugsweise in der Gegend von etwa 20 fi des Gesamtgewichtes von Kohlenstoff
809803/0484 bad
- ίο -
und Metall und Bindemittel in der ursprünglichen Mischung liegen, und wenn das Bindemittel pituainöa ist, dann kann β8 als Teil des Kohlenstoffbestandteiles betraöhtet werden. Im allgemeinen sollten wenigstens 20 & des Gesamtgewichtes aus Kohlenstoff bestehen«
Der Zusatz von Boroxyd scheint als Promo tor zu wirken-, durch den die mechanische Festigkeit erhöht und der Widerstand einer solchen Kohlenstoff- und -Metallmischung gegenüber einem Gewichtsverlust erhöht wird, der auf einer Tendenz für eine Reaktion mit Sauerstoff beruht, gleichgültig ob in dem Ofen freier Sauerwtoff oder reaktive saueretoffhaltige Gase vorhanden sind, wenn das Boroxyd in Mengen von etwa 5 Gewichts-^ oder mehr in der gesamten Mischung vorhanden ist.
So kann beispielsweise eines der neuen, zur Yerkleidung der Oberfläche dienenden Glieder hergestellt werden, indem z.B. etwa sechs Teile Kohlenstoff aus Erdölkoks, etwa zwei Teile Silicium und etwa zwei Teile bituminöser Teer verwendet werden, alle Teile gerechnet als Gewichtsteile, und daraus kann ein sehr brauchbares, zusammengesetztes, gemäß der Erfindung ausgebildetes, kohlenstoffhaltiges Glied hergestellt werden. Silicium kann in Form eines handelsüblichen, reinen, gepulverten Siliciums verwendet werden oder es kann in Form
eines Zusat»legierung eingebracht werden, z.B. als Ferrosilicium oder als eine Mischung z.B. als Kalsium-Silioium. Titan, Zirkonium und Chrom sind andere Metalle, von denen
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festgestellt mirdt, daß sie vorteilhaft sind, wenn sie zur Durchführung der Erfindung verwendet werden, und dies iet auch bei Aluminium der !Fall« Aluminium scheint jedoch als Bestandteil "brauchbarer in solchen Fällen zu sein, in denen kein Schwefel vorhanden ist (solche Fälle treten bei manohen Pechen und Teeren auf), wenn Feuchtigkeit in der Atmosphäre vorhanden ist, die das neue kohlenstoffhaltige Glied umgibt, das Aluminium enthält. Im allgemeinen sind die oben angeführten Metalle, Silicium, Titan oder Zirkonium bevorzugt. Boroxyd (B«O·) kann, wenn es verwendet wird, ebenfalls in Form eines PulverB von technischer Reinheit verwendet werden, vorzugsweise in einem ausgewählten Gewiehtsproäentsatz zwischen etwa 5 und 40 Gewicht s-#.
Bin derartiges Metall wie Silicium, Titan, Zirkonium, Chrom oder Aluminium, das eine vorzugsweise Affinität für Sauerstoff relativ zur Affinität für Kohlenstoff gegenüber Sauerstoff bei Betriebstemperatur hat, kann entweder allein oder als Legierung oder als Mischung miteinander, und/oder als Legierung oder Mischung mit Metallen verwendet werden, die einen mittleren Schmelzpunkt haben und eine bevorzugte Affinität, wie z.B. Kalzium oder Magnesium, wobei diese lietalle als Metallbestandteile in den neuen Kohlenstoff- und *«*±m±l -Metallgliedern verwendet werden, die in das Werkstück eingreifen. Es wurde jedoch auch festgestellt, daß verhältnismäßig niedrigschmelzende Metalle mit vorzugsv.eiser Affinität für Sauerstoff ,
80980 3/ 048 ä
die größer ist ale die dee Kohlenstoffe, z.B. Natrium, Kalium oder Lithium in ihrer elementaren Form, nicht für die Herstellung der neuen, zusammengesetzten Glieder geeignet sind. Weiterhin wurde festgestellt, daß ein Metall wie z.B. Molybdäh, dessen Oxyd nicht relativ stabil in fester Phase bei denjenigen Temperaturen ist, wie sie normalerweise in einem Warmbehandlungsofen auftreten, ebenfalls nicht geeignet ist. Unter dem Ausdruck, ein Met%Ll mit vorzugsveiser Affinität, wie er hier benützt wird, soll ein Metall verstanden werden, dessen Affinität für Sauerstoff größer ist als die des Kohlenstoffs für Sauerstoff, wenn man die Betriebsbedingungen bei den Temperaturen betrachtet, wie sie im Ofen herrschen· Ein solches Metall oder solche Metalle sind verschieden von den oben erwähnten verhältnismäßig niedrigschmelzenden Metallen und sie sind verschieden von einem oben erwähnten Metall, bei dem das Oxyd bei solchen Temperaturen keine stabile, feste Phase bildet.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Of enfördereinheit dargestellt, bei der die neuen, erfindungsgemäßen, zusammengesetzten, kohlenstoffhaltigen Glieder verwendet werden können, die zum Eingriff mit dem zu behandelnden Metallwerkstück bestimmt sind. Die Förderanlage 25 ist endlos und arbeitet in dem Ofen in einer vertikalen Ebene. Die Fördereinheit 25 ist mit Gelenken 26 ausgestattet, die jeweilß am Ende vermittels eines Zapfens 21 mit dem anschließenden Gelenk
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verbunden sind, wobei die Achsen der Zapfen horizontal liegen· Die Oberseite eines jeden Gelenkgliedes 26 ist flach und trägt einen Körper 28^"wobei das Gelenkglied mit einer gebohrten und mit einem Gewinde versehenen Öffnung 29'versehen ist, die au der Öffnung 30 "ausgerichtet ist, die durch, den Körper 28 führt. Sine Aussparung 31.im oberen Teil des Körpers 28 greift in einen nach unten zeigenden Vorsprung eines zusammengesetzten, kohlenstoffhaltigen, in das su behandelnde Werkstück eingreifenden Gliedes 32 ein, das gemäß der Erfindung hergestellt iet. Das kohlenstoffhaltige Glied 32 ist mit einer kittelöffnung 33 ausgestattet, durchweiche die Kopfschraube 34"nach unten führt, wobei das untere Ende der Schraube 34,"das mit einem Gewinde versehen ist, in die Öffnung 29'eingreift, wenn der Kopfteil 35 durch einen Anschlag gedreht wird. Die Schraubep4 hat bei 36 einen Absatz, mit dem sie an der Pläche der Aussparung 31 am Metallkörper 28 aufliegt, wodurch ein Schraubdruck gegen das leichter zerbrechliche, aus Kohlenstoff und Metall bestehende Stützglied 32 vermieden wird. Die obere Fläche des Gliedes 32 kann mit einer Aussparung 36 ausgestattet sein, in der die Wärmezubehandelnden ketallgegenstände aufliegen, wobei ein solches Metallbelianälungsgut in direktem Kontakt mit und durch das kohlenstoffhaltige, zusammengesetzte Glied 32 getragen wird, was wiederum durch den Körper 28 der Ofenfördereinheit getragen wird.
BAD 809803/0484
-H-
Im folgenden werden zahlreiche Daten von Laboratoriuma-▼ereuchen gebracht, durch, welche der hervorragende Reaktionswiderstand und die Eigenschaft der Iichtaufnähme der Kohlenstoff- und -Metallzusammensetzungen erläutert werden sollen*
BAD ORIGINAL
BHt U U til 4
- 15 LaboratoriumaverBuche (Widerstand gegen eine Reaktion)
er- ... » Prüflinge, freie Ober ürsprtingl · Zusätze Gew.Jfc Prüf- Aluminium W
M 		Atmos- Taupunkt Dimer <
Gewicht ι
uch m Zylinder fläche Gewicht in temp· 1010 phäre (0C)
(vol.jÄ) 		in nach dem
* (cm2) in g 0C Pech η Stunden Versuch
Pech
Koks*		 Pech dissoz.lIH, 18-21 in κ
i-Phase (1)
(Vergleich)		 27,7 15,13 20
80		 1010' Koke It It 19 14,86
.0 : m - 14,86 Pech H Si It tt 29
" 18-21		 18 14,03
r)
"J) 		B-Phase (1) 31,6 14,03
15,22		 20 Koks ti
H 		Pech 18
19		 zerfallen
15,17
DO 60 Koks
:n 20 Si M H N
" 29
r— : η - 15,17
14,48		 Pech " 16-23 18
18		 14,48
12,89
:i C (Vergleich) 40,7 23,56 20
80		 Koks If tt 64,5 zerfallen
40,7 30,17 ~20 Ca-Si 1010 η 23,93
70 Pech
rv 10 Si W N
34,8 31,14 20 It H 25,96
50 Pech
30 Koks 1010 11 It
I 40,7 30,90 20 Pech tt 23,82
60 fi
20 Koks N " etwa
G G Jb H 30,27 20 Ρ·<Λ 19 166,5 30,15
hatte 80 Kok«
gleiche « etwa
H (Vergleich) Fläche 27,33 20 19 166,5 17,86
80 90 I2-IO H2 10-21
I 36,3 33,72 20 48 35,07
20
60
J 45,7 48,43 20 M 40,58
80 ■! ha* η /pnafiflfl
# ea wur*·
irduXkoka verwendet.
Versuch
Itaboratoriumsverauche - (Widerstand gegen "Aufnahme")
Zusammensetzung des in das Werkstück eingreifenden Zylinders (G#)
Prüf-
Άιρ·
0C
Atmosphäre (vol. fo)
Taupunkt ()
Dauer in Stunden
Ergebnis
Ü cc O
60 Kohlenstoff 20 Pech 20 Al
60 Kohlenstoff 20 Pech 20 Si
20 Kohlenstoff 20 Pech 60 Si
40 Kohlenstoff 20 Pech 40 Si
45 Kohlenstoff 20 Pech 25 Si 10 B2O,
20 Kohlenstoff 20 Pech 60 Ti
20 Kohlenstoff 20 Pech 60 Or
15 Kohlenstoff 20 Pech 65 Si
15 Kohlenstoff 20 Pech 65 Ti
1010
1010
982
982
982
982 982 982 982
8-1 Luft-Gas
21
16
16
16
18
22
22
18
16-1/2 16 16 16
18 18 18 18
keine Aufnahme
ex)
OO CD O OO
* Bei diesen Versuchen wurde Siliciumstahl verwendet"
Versuch
- 17 -
Laboratoriumsversuche - (Widerstand gegen "Aufnahme") (Fortsetzung)
Zus ammens et zung des in das Werkstück eingreifenden Zylinders (#)
Prüftemp·
Atmosphäre (vol. fo)
Taupunkt (0C )
Dauer in Stunden
Erge/bnie
10 Kohlenstoff 20 Pech 70 Si-Mg
20 Pech 70 Zr 10 B2O3 20 Pech 40 Si 30 Al 10 B2O5
15 Kohlenstoff 20 Pech 65 Si
20 Pech 80 Zr
15 Kohlenstoff 20 Pech 65 Ti
20 Pech 80 Zr-Al (51>-36<;ά)
20 Pech 80 Si
20 Pech 80 Si
20 Pech 80 Ti
982
982 982
982
982 982
982 982 982 871
7-1 DX 9ON2-IOH2
10
10
10
18
18 21
21 21 21 13
keine "Aufnahme"
OQ
CO CD OO
cn ο 00
♦Bei diesen Versuchen wurde Siliciumstahl verwendet.
]?ig. 6 zeigt ebenfalls den Oxidationswiderstand der erfindungsgemäßen Kohlenstoff- -und -Metallglieder für "bestimmte Metalle, die in zunehmenden Gewichtsprozentanteilen bezogen auf das Gesamtgewicht der geprüften Mischung verwendet werden. So stellt die ausgezogene Linie A den zunehmenden Oxydationswiderstand bei zunehmenden Mengen von Silicium in einer Mischung dar, wobei der Rest aus Kohlenstoff in Form von Graphit besteht, der durch einen Pechbinder gebunden ist, und wobei die Prüfung 18 Stunden lang bei einer Temperatur von 980° C in einer zu 90 cß> aus Stickstoff und zu 10 c/o aus Wasserstoff bestehenden Atmosphäre vorgenommen wurde und der Taupunkt bei etwa 340C liegt· Die mit langen Strichen eingezeichnete Linie B der Pig. 6 zeigt die Y/irkung^des Oxydationswiderstandes bei zunehmender Menge von Silicium in der Mischung, wenn bei der gleichen Temperatur und gleichlange in einer 8:1 Luftgasatmosphäre geprüft wurde (eine DX Gasatmosphäre die etwa die folgenden ungefähren Volumenanteile in ihrer Zusammensetzung aufweist, 7,5H2, 6,2CO, 8,2CO2, Rest N2) wobei der Taupunkt bei etwa 15 1/2 0C liegt.
Die strichpunktierte Linie C der 21Ig. 6 zeigt die bessere Wirkung bei zunehmendem Gevvichtsprozentsatz von Chrom in einer Iuischung mit dem Rest Graphit, einschließlich von 20 Gew.5$ eines Pechbinders, geprüft 18 Stunden lang bei 9800C in einer Atmosphäre, die zu 90 jS aus Stickstoff und zu 10 )Ό
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aus Wasserstoff bestellt, und deren Taupunkt bei etwa 210C liegt. Die mit kurzen Strichen eingezeichnete Linie D in Fig. 6 zeigt die günstige Wirkung zunehmenden Titangehalts auf den Oxydationswiderstand einer Mischung, bei der der Rest aus Graphit besteht, einschließlich 20 Gew.^ £sx eines Pechbinders, 18 Stunden lang bei 9800C in einer zu 90 j£ aus Stickstoff und zu 10 ^ aus Wasserstoff bestehenden Atmosphäre mit einem Taupunkt von etwa 21°.
Durch die in Pig· 7 dargestellten Prüfungsergebnisse werden die Vorteile klar, die durch Zusatz von Borpxyd (BpOe) zu erhalten sind, wenn dieses Boroxyd in ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Kohlenstoff- und -Metallglied eingeführt wird. Die Prüfungen gemäß Pig. 7 wurden in Luft durchgeführt, die eine stärker reaktive Atmosphäre darstellt, als sie im allgemeinen in einem Metallwärmeofen auftritt, bei dem die erfindungsgemäßen Kohlenstoff- und Metallwalzen verwendet werden. Die Linie 1 der Pig. 7 zeigt den Variablen Oxydationswiderstand zunehmender Mengen einer Silicium-LIagnesium-Legierung (52 c/> Silicium - 31 /» Magnesium), wobei der Rest der Mischung aus Graphit, einschließlich 20 >& eines Pechbinders gebildet wird, und wobei vier Stunden lang bei 9800O in Luft geprüft.wird. Wenn jedoch 5 Gewichts-?« B3O5 zu der Zusammensetzung zugegeben wurden, dann erhielt man die durch die Linie I dargestellten Yersuchsergebnisse, wobei durch das Boroxyd Versuchsergebnisse erhielt wurden, welche
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durch die Linie I1 dargestellt wurden, aus der man die merklichen Verbesserungen im Oxydationswiderstand der Kohlenstoff- und -Silicium-lIagnesium-Mischungen entnehmen kann. Die Gewichtsprozentskala für die linien I und I1 "bezieht sich auf den Prozentsatz der Silicium-Magnesium-Legierung in den Probestücken.
In Mg. 7 wird weiterhin durch einen Bezugspunkt II ein
ρ Gewichtsverlust in Gramm pro 6,45 cm eines Probezylinders dargestellt, der aus einer Mischung besteht, die 25 f° Siliciummetall und als Rest Graphit einschließlich eines Pechldnders enthält, wobei 18 Stunden lang bei 9800C in einer Atmosphäre geprüft wurde, die 90 fo Stickstoff und 10 b/> V/asserstoff enthielt, und wobei der Taupunkt bei etwa 350G lag. Durch einen Zusatz von Boroxyd zu einer solchen Mischung in steigendem Prozentsatz von 5 bis 20 $> unter Beibehaltung von 25 5» Silicium und dem Rest von Graphit und Pech, wird der Oxydationswiderstand beachtlich verbessert, wie dies durch die Linie II1 angezeigt wird, durch welche Ergebnisse von Versuchen dargestellt sind, bei denen Proben 69 Stunden lang bei 9800G in einer Atmosphäre behandelt wurden, die 90 j-j Stickstoff und 10 ',Ό Wasserstoff enthielt, woba. der Taupunkt etwa 15 1/2 ° C betrug. Die Gewichtsprozentskala für die Linie II1 bezieht sich auf den prozentualen Anteil des Boroxyds in diesen Proben. Derartige gute Wirkungen treten durch den Zusatz von Boroxyd auf, wenn es als Bestandteil der Kohlenstoff- und -Lletallmischung in einem Bereich verwendet vird, der im
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allgemeinen zwischen etwa 5 bis etwa 30 Gewichts-?«», "bezogen auf das Gesamtgewicht des Gliedes liegt, wobei vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20 <p des Gesamtgewichtes an Boroxyd zugesetzt werden.
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Claims (1)

  1. forvte» gebundene Mischung «υ· Kohlen»toff und Metallenthält, wobei der Anteil d«s Kohlenstoff« 1» Bereich tob etwa 92 bis etwa 20 Ji dee Oeeaetgewichtee von Kohlenetoff und Metall liegt, und der Anteil dee Metalle etwa 5 ti· etwa 80 t de» Geeamteewichtee von Kohle» et off und MetaU betr*«tf und wobei das Metall, Terjliohen «it der Affinität de· Sohl •toffee tin· beeomdere Affinität fOr freien Saaaretoff und reaktl«· eaueretoffiieltiee Gaat sei Ofenteaperatur hat, und wobei iaa Matall auch etabile, feat·, überwiegend niehtalkalieehe Oxyd· bilden kann·
    2· Zum üinfriff in ein VerkatUok dienendee Glied naah Anepruoh 1, daduroh gekennaalohnat, dafl ier Sahalt an lohlenetoff in Bereich von etwa 85 bia etwa 40 Jt daa Oeeaertgewiehtee
    dieeee Glied·· vnA der Anteil des Metalls la Bereich τοη
    \etway
    etwa 15 bieViSO £ de« Geeaatßewichtee di···· Gurt·* liegt,
    und wobei da· Hetall Silicium, Titan, Zirconium, Gkrea, AlUHiBiusi oder Legierungen oder Mischungen aus dieeen Metallen enthalt, wobei wenigsten· eine» dieeer sul«tst genannten Uetall· Überwiegt.
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    5. ft» Eingriff in «in «orketUek dienend·* Glied nach Aneprvfth 1 oder 2, dadurch g*k«iizis«lehn«t» dal von etwa $ bie •twa 40 Gewiohte-ji Boroxyd rorhanden »Ind.
    4· Χι» Kingriff la ein fcerketüok dienend·· Glied nach •In·« 4er Ansprüche 1 bis % dadurch gekennselehnet, da* dl···· Glied am eine« Btütekörper gelagert 1st»
    5· ivm Eingriff in «In lerketüok dienendee Glied naoh Anmpxmih 1§ dadurch gekennieichnet, dal dae Metall In dieeer Wtentmwg In eine« Anteil eulechen etva 5 tie etwa 60 Gewichte-Jt Torliegt·
    $· Iw Ilagriff in «in lerketüok dienendeeGlied naoh. Anepmoh 5§ dadurch gekennaeiohnet, daß Boroxyd In dieeer Mlachttng In einer Menge mieehen etwa 5 und etwa 30 uewlohta«·^ vorliegt« wobei dl··· H«nge geringer lat al· die Menge d·· X«tall·, daa la dieeer Mieohuog Torhanden lot.
    7· Yerfahren «ur Vämebehandlung Ton Metall In einer reaktiven Sauerstoff enthaltenden Ateoephftre, wobei Glieder für eine etütiende und führend· Berührung mit eines solchen MetallwerketUok vorhanden sind« boi denen norealerweiee entw%er dl« Schwierigkeit der "Auf nehme" oder einer Schädigung infolge einer Reaktion Mit Sauerstoff vorliegt, dadurch gekenn- «elohnet, dafi da· WerketUck einer eolohen Temperatur In
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    Gegenwart einer solchen Atmosphäre ausgeästet und das lerksttiok unter solchen Bedingungen durch ein in das «ferkstttok eingreifendes Glied nach einem der vorhergehenden Ansprüche geetutst und geführt wird, ·* daß eine "Aufnahme" und "Sohädigunf vermieden wird» wobei das Metall bei der angewandten Temperatur im Vergleich eu Kohlenstoff eine besondere Affinität gegenüber dem reaktiven saueresoff hat und damit ein stabilest festes» Überwiegend nichtalkaliechee Oxyd bilden kann» deosen Sehmel»- punkt wenigstens eo hook liegt, wie die angewandte Temperatur·
    9· Verfahren hut Herstellung eines in ein fterkstüok eingreifenden Glieoeo naoh einem der Anuprüche 1 bis 6» daduroh gekennseichnetf daS Kohlenstoff- und letallteilchen mit einer bindenden üubstans gemischt werden, wobei das Metall Silicium, Titan» Zirconium, Chrom» Aluminium oder Legierungen oder Metallmischun&en dieser Metalle enthält» bei denen wenigstens eines der aatletet angeführten Metalle überwiegt» und wobei dieee Mischung in eine gewünschte form gebracht und die geformte Hiechung erwärmt wird» so daß sie im gebundenen» erhärteten Zustand vorliegt.
    9· Verfahren nach Anopruoh 6» dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenstoff in einer Menge Ton venigetene 20 Gewichte-^» Metall in einer Kongo von wenigstens 5 Gewichts-^ und Boroxyd in einer Hongc vcn wonigütene 5 C uv. ich te-;' vermischt werden·
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