DE1508229B1 - Use of non-pyrophoric, powdery sponge iron as a metallurgical additive to liquid cast iron or steel - Google Patents
Use of non-pyrophoric, powdery sponge iron as a metallurgical additive to liquid cast iron or steelInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft die Verwendung von nicht Eisenerz hergestellt wird und 77 bis 99% freies bzw. pyrophorem, pulverförmiger)! Eisenschwamm als me- in Form des Oxids FeO gebundenes Eisen enthält, tallurgischer Zusatz zu flüssigem Gußeisen oder Stählen. weist einen Gehalt an ausschließlich in der Form von Es geht dabei um das Erstarrenlassen unter gleich- FeO gebundenem Sauerstoff von 22 bis 0% auf. zeitiger Verbesserung des Gefüges, Entgasen und Rei- 5 Pulverförmiger Eisenschwamm, welcher sich besonnigen von flüssigem Gußeisen und Stählen, z. B. bei ders zur Keimbildung von Roheisen und Stählen der Herstellung von Blöcken in Kokillen, durch Zusatz gemäß der Erfindung eignet, zeigt Eigenschaften, bestimmter und gelenkter Mengen eines reinen, pulver- welche mit ausreichender Genauigkeit innerhalb recht förmigen, nicht pyrophoren Eisenschwamms von enger Grenzen variiert werden können und dessen Ausgegebener Zusammensetzung, kristalliner Struktur und io wahl im wesentlichen eine Funktion der Natur des Korngröße in der Gießpfanne oder in den Gießformen Ausgangsstoffes und der bei seiner Herstellung angeselbst. wandten Verfahrensweisen ist. Ein derartiges Produkt,The invention relates to the use of non-iron ore and 77 to 99% free or pyrophoric, powdery)! Sponge iron as containing iron bound in the form of the oxide FeO, metallurgical additive to liquid cast iron or steels. indicates a content solely in the form of It is about solidifying under the same FeO-bound oxygen of 22 to 0%. early improvement of the structure, degassing and rice 5 Powdered iron sponge, which is sunbathing of liquid cast iron and steels, e.g. B. in the case of the nucleation of pig iron and steels the production of blocks in molds, suitable by addition according to the invention, shows properties, certain and controlled quantities of a pure, powdery which with sufficient accuracy within right shaped, non-pyrophoric sponge iron can be varied by narrow limits and its output Composition, crystalline structure and choice essentially a function of the nature of the Grain size in the ladle or in the casting molds of the starting material and the self-contained during its manufacture. applied procedures. Such a product,
Man hat zahlreiche Versuche vorgenommen mit dem welches in vorteilhafter Weise nach dem Verfahren der Ziel, das Kristallisieren des Gußeisens im Verlaufe der direkten Reduktion von Eisenerz hergestellt werden Erstarrung zu modifizieren durch Zusatz von Ferro- 15 kann, entspricht folgenden Kennzahlen: silicium, Silico-Calcium, Silico-Mangan-Zirkonium .Numerous attempts have been made with the which advantageously by the method of The aim is to crystallize the cast iron produced in the course of the direct reduction of iron ore Modifying solidification by adding Ferro- 15 corresponds to the following key figures: silicon, Silico-Calcium, Silico-Manganese-Zirconium.
usw. in der Gießpfanne. Man beobachtet auf diese Chemische Analyse:etc. in the ladle. One observes on this chemical analysis:
Weise eine Vervielfachung und Verfeinerung der Gesamtes Eisen 77,0 bis 99 0 »/0Way a multiplication and refinement of the total iron 77.0 to 99.0 »/ 0
Graphitteilchen, der austenitischen Körner und der fle~.· J? bis lüü'ü '»Graphite particles, austenitic grains and fl e ~. · J? until lüü ' ü ' »
eutektischen Zellen. Jedoch ist aus der Natur der 20 5^3 ν ''"'" \ „, „eutectic cells. However, from the nature of the 20 5 ^ 3 ν ''"'" \ ","
zugesetzten Impfteilchen selbst diese Methode immer Jn, Zn, Cu, As ™"}$Άϊ* SpUre"added seed particles even this method always Jn, Zn, Cu, As ™ "} $ Άϊ * SpUre "
der Ursprung heterogener Einschlüsse. ^.n · · · · · — ">oy '°the origin of heterogeneous inclusions. ^. n · · · · · - "> o y '°
Die Eisenhüttenindustrie hat ihrerseits analoge Ver- ς- ς ρ <r η m ο/The iron and steel industry, for its part, has analogous ver ς- ς ρ <r η m ο /
suche mit dem Ziel ausgeführt, den Vorgang der c «'/· "c search carried out with the aim of performing the operation of c «'/ ·" c
Abkühlung und der Kristallisation der in Kokillen 25 ^auerstolUin formCooling and crystallization of the mold in molds 25 ^ AuerstolUin form
gegossenen Stähle und im besonderen der unberuhigten .v<?n b^ ■:" υ bis I2'° '° cast steels and in particular the unquenched steels. v < ? n b ^ ■: " υ to I2 '°' °
Stähle durch Zusatz verschiedener pulverförmiger Mickstoft und Wasser-Steels by adding various powdered Mickstoft and water
Mittel, wie Metallspäne oder Eisenerz, zum Bad zu ς·η Äin M-T-O ^"io?Means, such as metal shavings or iron ore, to the bath to ς · η Äin MT - O ^ "io?
modifizieren. Die Ergebnisse lassen keine eindeutigen 2 ~*~ Α12υ3 ~r 11O2 · ■ < Womodify. The results leave no clear 2 ~ * ~ Α1 2 υ 3 ~ r 11 O 2 · ■ <Wo
Schlüsse zu, sei es, weil das Zusatzmaterial sich nicht 30 Physikalische AnalyseConclusions, be it because the supplementary material is not 30 Physical Analysis
dem Bad einverleibt, sei es, weil der erhaltene Stahl Korngröße 40 bis 2000 Mikronincorporated into the bath, be it because the steel obtained has a grain size of 40 to 2000 microns
nach seiner Erstarrung als von unerwünschten Ein- (vorzugsweise 40 bisafter its solidification as of undesired inputs (preferably 40 to
Schlüssen verunreinigt befunden wird. 400 Mikron)Is found to be contaminated. 400 microns)
Es scheint, daß diese Mißerfolge in der Hauptsache Schüttdichte 2,3 bis 3,0 g/cm3 It appears that these failures are mainly due to bulk density 2.3 to 3.0 g / cm 3
mit der Zusammensetzung der eingesetzten Impfstoffe 35 Effektive Dichte 6^0 bis 7,2 g/cm3 with the composition of the vaccines used 35 effective density 6 ^ 0 to 7.2 g / cm 3
und mit dem makroskopischen Maßstab ihrer Partikelabmessungen zusammenhängen, welcher sich ober- Die den Bädern von flüssigem Gußeisen oder Stahl halb jenes der Elementarkristalle des entstehenden zugefügte Menge an Impfstoff kann je nach seinem Gefüges befindet. Gehalt an FeO bis 5 Gewichtsprozent reichen, womit Aufgabe der Erfindung ist daher das Auffinden eines 40 die erwünschten Eigenschaften des Endprodukts vari-Zusatzmittels zur Behandlung von flüssigen Gußeisen iert werden können.and are related to the macroscopic scale of their particle dimensions, which is located above the baths of molten cast iron or steel half that of the elementary crystals of the resulting added amount of vaccine may vary depending on its Structure is located. Content of FeO range up to 5 percent by weight, whereby the object of the invention is therefore to find an additive that has the desired properties of the end product can be iert for the treatment of liquid cast iron.
und Stählen, das nicht zu unerwünschten Einschlüssen Der Zustand der feinen Verteilung des Eisen-and steels that do not cause undesirable inclusions The condition of the fine distribution of the iron
ins Gefüge führt, jedoch gleichzeitig eine Reinigung schwamms verleiht dem in Form von FeO gebundenen und Entgasung der Schmelze und eine Verfeinerung Sauerstoff ebenso wie der Luft, welche in den mikrodes Gefüges bewirkt. 45 skopischen Hohlräumen der Körnchen eingeschlossenleads into the structure, but at the same time a cleaning sponge gives the bound in the form of FeO and degassing of the melt and a refinement of oxygen as well as the air that is in the mikrodes Structure causes. 45 scopic cavities enclosed by the granules
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß man bei ist, eine außerordentliche Reaktionsfähigkeit gegen-Ersatz der früher verwendeten Impfstoffe durch Eisen- über oxydierbaren Elementen und nicht gebundenen, schwamm von großer Reinheit und passend festge- gelösten Gasen in den flüssigen Gußeisen- oder Stahllegten Eigenschaften überraschende Ergebnisse und bädern. Ferner erlaubt die sehr hohe Porosität und die Produkte von außerordentlicher Qualität durch die 50 geringe Körnchengröße des Impfstoffes durch die feine tiefgreifende Modifikation des Abkühlens und des Verteilung in sehr gleichmäßiger Form die Abküh-Kristallisierens der behandelten Gußeisen und Stähle lungsgeschwindigkeit und die Kristallisation der erhält. Schmelze in der Gesamtheit ihrer Massezu beeinflussen.According to the invention it was found that one is extremely responsive to substitution the earlier used vaccines by iron over oxidizable elements and unbound, floated of great purity and suitably solidly dissolved gases in the liquid cast iron or steel layers Properties surprising results and baths. Furthermore, the very high porosity and the Extraordinary quality products due to the small grain size of the vaccine due to the fine 50 profound modification of the cooling and the distribution in a very even form the cooling-crystallization the treated cast iron and steels treatment speed and the crystallization of the receives. To influence the melt in its entirety.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Schließlich besitzen die porösen Körnchen, welche aus nicht pyrophorem, pulverförmigem Eisenschwamm, 55 einem Netzwerk von Atomen nach dem kubisch zender 99°/0 freies Eisen oder Eisen(II)-oxid oder eine trierten Kristallsystem bestehen, angesichts ihrer struk-Mischung aus freiem Eisen und Eisen(II)-oxid und als turellen Analogie mit dem Hauptbestandteil der Rest Verunreinigungen enthält und eine Schüttdichte Schmelze eine keimbildende Wirkung einmal durch die von 2,3 bis 3,0 bei einer Größe der porösen Körnchen Epitaxie (gesetzmäßig orientierte Kristallverwachsunvon 40 bis 2000 Mikron aufweist, als metallurgischer 60 gen) im Laufe der Erstarrung sowie durch die Verände-Zusatz in der Pfanne oder in der Gießform bei flüssigem rung der Konzentration der Schmelze in der Nachbar-Gußeisen oder Stählen zur Reinigung und Entgasung schaft jedes Impf körnchens.The invention relates to the use of finally have the porous granules which, 55 99 ° / consist of non-pyrophoric, powdered sponge iron a network of atoms according to the cubic Zender 0 free iron or iron (II) oxide or a-centered crystal system, given Their struk-mixture of free iron and iron (II) -oxide and as turellen analogy with the main constituent the rest contains impurities and a bulk density melt a nucleating effect once through the epitaxy from 2.3 to 3.0 with a size of the porous grains (regularly oriented crystal intergrowth from 40 to 2000 microns, as metallurgical 60 gene) in the course of the solidification as well as through the changes-addition in the ladle or in the casting mold when the concentration of the melt in the neighboring cast iron or steel for cleaning and degassing is liquid each inoculation granule.
der Schmelze und zur Verfeinerung des Erstarrungs- Unter den speziellen Wirkungen, welche das Ergeb-of the melt and to refine the solidification. Among the special effects which the result
gefüges mit der Maßgabe, daß zur Behandlung von nis einer derartigen Behandlung sind, muß man an Stählen mitKohlenstoffgehaltenunterO,05 der Schmelze 65 erster Stelle die Entgasung des Gußeisens und der zusammen mit dem Eisenschwamm fein zerteilter Koh- Stähle nennen. Es ist bekannt, daß Gußeisen und der lenstoff zugegeben wird. Der erfindungsgemäß ver- Großteil der Stähle einen bestimmten Anteil an Gas in wendete Eisenschwamm, welcher durch Reduktion von Lösung enthalten, insbesondere Wasserstoff und Stick-structure, with the proviso that such a treatment is necessary for the treatment of nis, one must adhere to Steels with carbon contents below 0.05 of the melt 65 first and foremost the degassing of the cast iron and the together with the sponge iron of finely divided carbon steels. It is known that cast iron and the fuel is added. According to the invention, the majority of steels contain a certain proportion of gas turned iron sponge, which contained by reducing solution, in particular hydrogen and nitrogen
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stoff. Im Augenblick der Zuführung bestimmter Men- nitrid und zum Erzielen einer weniger verunreinigten gen Eisenschwamm in das flüssige Bad zerfallen die Oberfläche beiträgt.material. At the moment of supplying certain menitride and achieving a less contaminated one The sponge iron in the liquid bath contributes to the disintegration of the surface.
porösen Körnchen spontan angesichts der äußerst Die Technik der Impfung zur Keimbildung ermög-porous granules spontaneously given the extremely The technique of inoculation for nucleation allows-
heftigen Ausdehnung der Luft, welche sie einschließen. licht das Gießen von Gußblöcken aus unberuhigtem Die starke Teilchenzerteilung, weiche sich daraus ergibt, 5 Stahl aus einer Höhe, welche den als unumgänglich erlaubt die sofortige Umsetzung der FeO-Teilchen des betrachteten Wert von 1,8 bis 2 Metern überschreitet, Pulvers mit dem Kohlenstoff des Bades gemäß der ebenso wie das kontinuierliche Gießen zu Strängen Reaktion oder Brammen.violent expansion of the air which they enclose. light the casting of ingots from unquieted The strong particle division that results from it, 5 steel from a height which is considered to be inevitable allows the immediate implementation of FeO particles exceeding the considered value of 1.8 to 2 meters, Powder with the carbon of the bath according to the as well as continuous casting into strands Reaction or slabs.
■Pen _i_ r ν* _i_ rη 57 η wQi Die den oben angegebenen Merkmalen entsprechende■ Pen _i_ r ν * _i_ rη 57 η w Q i The characteristics corresponding to the above
ίο Impfung zeigt als weitere Wirkung, daß in einer sehrίο Vaccination shows as a further effect that in a very
Der endotherme Charakter der Reaktion in Ver- vorteilhaften Weise die Gußeisen-oder Stahlschmelzen, bindung mit der Massenabkühlung, welche der Impf- auf welche sie angewandt wird, gereinigt werden. Tatstoff hervorruft, bewirkt eine merkliche Herabsetzung sächlich befinden sich nichtmetallische Bestandteile, der Löslichkeit der gelösten Gase, und die Kohlen- welche sie in sehr geringer Konzentration enthalten, oxidbläschen nehmen beim Aufsteigen zur Oberfläche 15 wie z. B. SiO2 und Al2O3, in dem Medium im statu durch die Turbulenz einen bedeutenden Anteil des nascendi sowie außerordentlich fein zerteilt. Da sie Gases mit. Λ unter den Bedingungen der Behandlung unschmelzbarThe endothermic character of the reaction advantageously cleans the cast iron or steel melts, combined with the bulk cooling, which of the inoculants to which it is applied. Causes a noticeable reduction in the presence of non-metallic components, the solubility of the dissolved gases, and the carbon, which they contain in a very low concentration, take on oxide vesicles as they rise to the surface 15, such as. B. SiO 2 and Al 2 O 3 , in the medium in statu by the turbulence a significant proportion of the nascendi and extremely finely divided. Since they are using gas. Λ infusible under the conditions of treatment
Im Falle von Stählen mit sehr niedrigem Kohlen- sind, steigen sie wegen der Schwere sehr schnell zur stoffgehalt muß man die Entgasung bewirken, indem Oberfläche, wobei sie einen wesentlichen Anteil der man mit dem Impfprodukt feinzerteilten Kohlenstoff 20 Verunreinigungen, welche sich in der Schmelze befinzufügt, um die Reaktionen einzuleiten. Wenn man den, mitreißen.In the case of very low carbon steels, they rise very quickly because of the heaviness material content one must effect the degassing by the surface, whereby it is a substantial proportion of the with the inoculation product finely divided carbon 20 impurities which are in the melt are added, to initiate the reactions. If you can, get carried away.
jedoch die erfindungsgemäße Behandlung auf halb- Der Einfluß der Impfung auf die Entgasung und dieHowever, the treatment according to the invention on half The influence of inoculation on the degassing and the
weiche Stähle anwendet, wie die unberuhigten Stähle Verarmung der Bäder an Kohlenstoff und Silicium hat zum Tiefziehen, die Stähle mit hoher magnetischer in gleicher Weise eine grundlegende Veränderung der Permeabilität oder bestimmte legierte Stähle des auste- 25 Härte und ihrer Tiefe im Falle von Hartguß und meliernitischen Nickel-Chrom-Typs 18/8, bei welchen es im tem Guß beim Gießen in die Kokille zur Folge. Man Hinblick auf die Gefahren der Überoxydation schwie- beobachtet beispielsweise eine geringfügige Tiefe der rig ist, den Kohlenstoffgehalt auf Werte unterhalb von gehärteten Schicht bei einer Zugabe von 1,5 Gewichts-0,05% zu senken, erlaubt es die außerordentliche prozent Eisenschwamm besonderer Teilchengröße, Reaktionsfähigkeit des Eisenpulvers gegenüber dem 30 welche sich zwischen 40 und 400 Mikron befinden und Kohlenstoff unter hervorragenden Bedingungen gleich- dessen Gehalt an FeO 24% beträgt, zeitig zur Entgasung und zur Entkohlung zu gelangen, Unter den besonderen Wirkungsweisen der erfin-Applying soft steels, just like the unskilled steels, has depletion of the baths in carbon and silicon for deep drawing, the steels with high magnetic in the same way a fundamental change in the Permeability or certain alloy steels of the auste- 25 hardness and their depth in the case of chilled cast iron and meliernitic Nickel-chromium type 18/8, in which it results in tem casting when pouring into the mold. Man With regard to the dangers of overoxidation, for example, a slight depth of the rig is to reduce the carbon content to values below the hardened layer with an addition of 1.5 weight-0.05% lower, it allows the extraordinary percentage of sponge iron of special particle size, Reactivity of the iron powder towards the 30 which are between 40 and 400 microns and Carbon under excellent conditions - the content of FeO is 24%, to get to degassing and decarburization in good time, Among the special modes of action of the invented
ohne daß die anderen Bestandteile der Schmelze, dungsgemäßen Verwendung muß schließlich der außerinsbesondere das Silicium und das Mangan, beeinflußt ordentlich bedeutsame Einfluß der Impfung auf das werden. 35 kristalline Gefüge der Gußeisen und Stähle selbstWithout the other constituents of the melt, proper use must ultimately be the except in particular the silicon and the manganese, influences quite significant influence of the inoculation on that will. 35 Crystalline structure of cast iron and steels themselves
Wie weiter oben gezeigt, ruft auf diese Weise jedes erwähnt werden.As shown above, doing this each gets mentioned.
poröse Impfstoffkörnchen, welches durch die Zertei- So ist es durch diese Verwendung möglich, die Ferrit-porous vaccine granules, which are separated by the
lung der pulverförmigen Aggregate in Freiheit gesetzt bildung der Gußeisen oder die teilweise Umwandlung wird, die Einleitung einer Kristallisation hervor, durch von Austenit zu Ferrit in den Stählen hervorzurufen, die Auswirkung der Massenabkühlung, die Änderung 40 insbesondere bei den Abstufungen mit niedrigem Kohder Eisenkonzentration in der Nachbarschaft des Teil- lenstoffgehalt und hohem Siliciumgehalt, welche zur chens und ein von letzterem ausgehendes geordnetes Herstellung von Magnetblechen bestimmt sind, deren Kristallwachstum. Der fein zerteilte Zustand des Eisen- Warmsprödigkeit und innere Spannungen in beträchtpulvers wirkt demnach positiv auf die Keimbildungs- licher Weise vermindert werden und deren magnetische Geschwindigkeiten und das Keimwachstum, wodurch 45 Permeabilität deutlich verbessert wird, es dem Endprodukt ein feineres Gefüge in den schwä- Die ferritbildende Wirkung des Eisenschwamms aufDevelopment of the powdery aggregates set free formation of the cast iron or the partial transformation will induce crystallization by moving from austenite to ferrite in steels, the effect of the mass cooling, the change 40 especially in the gradations with low coherence Iron concentration in the vicinity of the partial fuel content and high silicon content, which lead to Chens and an orderly production of magnetic sheets proceeding from the latter are intended, whose Crystal growth. The finely divided state of iron - hot brittleness and internal tension in considerable powder thus has a positive effect on the nucleation-like way and its magnetic one Speeds and germ growth, which significantly improves 45 permeability, it gives the end product a finer structure in the black The ferrite-forming effect of the sponge iron
cheren Zwischenräumen zwischen den Kristallen ver- Gußeisen ist die Folge der Abscheidung einer bestimmleiht, entsprechend dem Fehlen der Mikroporosität. ten Menge Stickstoff und Wasserstoff, da diese Gase Der Vorgang der Kristallisation in Form von Dendriten Stabilisatoren der Kohlenstoffverbindungen des Eisens findet sich grundlegend durch die Verkürzung der 50 in der Form des Zementits oder des Perlits darstellen. Kristallisationszone her modifiziert; das Endprodukt So bewirkt bei eutektischem Gußeisen mit lamollarem ist gleichmäßiger und weniger inneren Spannungen Graphit und perlitischer Matrix eine Impfung mit unterworfen. 1,5 Gewichtsprozent reinem Eisenschwamm mit 24%cast iron is the consequence of the deposition of a certain corresponding to the lack of microporosity. th amount of nitrogen and hydrogen as these gases The process of crystallization in the form of dendrites stabilizers of the carbon compounds of iron is found fundamentally through the shortening of the 50 in the form of cementite or perlite. Modified crystallization zone; The end product is thus effected in the case of eutectic cast iron with lamollarem is more uniform and less internal stresses graphite and pearlitic matrix an inoculation with subject. 1.5 percent by weight of pure iron sponge with 24%
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Ver- FeO die unmittelbare Bildung von 12 bis mehr als fahrens auf unberuhigte Stähle stellt man fest, daß die 55 20 % Ferrit je nach der Arbeitstemperatur. Die Behand-Turbulenz—heftiger, jedoch von viel kürzerer Dauer— lung ist noch wesentlich wirksamer, wenn man sie an eine bessere periphere Abkühlung und eine schnellere Kugelgraphiteisen ausführt, da in diesem Fall die Abgabe der gelösten Gase erlaubt. Beispielsweise wurde Ferritbildung in einem solchen Ausmaß erleichtert im Verlauf des Gießens von 5 Tonnen-Gußblöcken wird, daß in zahlreichen Fällen eine Wärmebehandlung eine Verringerung der Dauer der Turbulenz von einem 60 zur Ferritbildung mit ihren Gefahren einer Verformung Drittel bis einem Viertel beobachtet, dank der Zugabe nicht mehr erforderlich ist.When using the inventive FeO the immediate formation of 12 to more than When driving on unskilled steels one finds that the 55 20% ferrite depending on the working temperature. The treatment turbulence — more violent, however, of a much shorter duration is much more effective when one is on better peripheral cooling and faster ductile iron, since in this case the Release of the dissolved gases allowed. For example, ferrite formation has been facilitated to such an extent In the course of the casting of 5 ton ingots, that is in many cases a heat treatment a reduction in the duration of turbulence from a 60 to ferrite formation with its risk of deformation Third to a quarter observed, thanks to which the addition is no longer necessary.
von 1,5 Gewichtsprozent Impfstoff, welcher 28 % FeO Im Gegensatz dazu erlaubt die Impfung von schwar-of 1.5 percent by weight vaccine, which contains 28% FeO In contrast, the vaccination of black-
und 71,5% metallisches Eisen enthielt, und eine Ver- zem Temperguß und insbesondere von Gußeisen mit ringerung von der Hälfte bis zwei Drittel bei Zusätzen Kugelgraphit nicht, die thermische Ferritbildungsvon 2%. Im übrigen erlaubt die Verwendung des 65 behandlung wegzulassen; jedoch verkürzt sie deren Zugabemittels die Mengen an Aluminium einzu- Dauer um ein Drittel oder die Hälfte dank der merkschränken, was zur Herabsetzung des Sprödigkeit liehen Verbesserung der Neigung zur Ferritbildung, verursachenden Gehalts des Metalls an Aluminium- welche die Behandlung diesen Produkten verleiht.and contained 71.5% metallic iron, and a verzem malleable cast iron and in particular of cast iron with No reduction of half to two thirds with additions of spheroidal graphite, the thermal ferrite formation 2%. In addition, the use of the 65 allows the treatment to be omitted; however, it shortens theirs Add the amount of aluminum by a third or half thanks to the storage cabinets, what to reduce the brittleness lent improvement of the tendency to ferrite formation, causing aluminum content of the metal - which the treatment gives to these products.
Ganz allgemein zeigen Stücke aus mit Eisenschwamm behandeltem Gußeisen ein homogeneres Gef iige, auch ist die Gefahr für das Auftreten von Rissen, Gasbläschen und unerwünschten Einschlüssen vermindert.In general, pieces of cast iron treated with sponge iron show a more homogeneous structure, too the risk of cracks, gas bubbles and undesired inclusions occurring is reduced.
Unter den zahlreichen Ergebnissen, welche in der Gießerei erzielt wurden, sei beispielsweise erwähnt: Die Verbesserung der Qualität von Walzwerkwalzen aus gehärtetem, gewöhnlichem oder legiertem Gußeisen, von Walzen und Rädern aus gewöhnlichem gehärtetem Gußeisen sowie halbharten und dreiviertelharten Walzen. Für das Formgießen dieser Produkte wurde Gußeisen verwendet, welches erfindungsgemäß mit 3 Gewichtsprozent Eisenschwamm mit 24% FeO-Gehalt, dessen mittlere Korngröße zwischen 40 und 600 Mikron lag, geimpft wurden. Unabhängig von der analytischen Zusammensetzung des verwendeten Gußeisens stellte man eine deutliche Verminderung von Rissen und Nadelstichporen fest, ebenso wie eine Erhöhung der Härte der Arbeitsfläche und der Biegefestigkeit. Among the numerous results that have been achieved in the foundry, it should be mentioned, for example: Improving the quality of rolling mill rolls made of hardened, ordinary or alloyed cast iron, of rollers and wheels made of ordinary hardened cast iron, as well as semi-hard and three-quarter hard Rollers. For the molding of these products, cast iron was used, which is according to the invention with 3 percent by weight sponge iron with 24% FeO content, the mean grain size of which is between 40 and 600 microns were vaccinated. Regardless of the analytical composition of the cast iron used there was a significant reduction in cracks and pinholes, as well as one Increasing the hardness of the work surface and the flexural strength.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung betrifft das Vermindern der Ausscheidungen im Kopfteil großer Blöcke aus unberuhigtem Stahl.Another advantageous application of the present invention relates to the reduction of excretions in the head part of large blocks of unkilled steel.
Blöcke aus unberuhigtem Stahl weisen interessante Tiefzieh- und Drahtzieh-Eigenschaften auf, jedoch treten unerwünschte Ausscheidungen bestimmter Elemente auf, wie Kohlenstoff, Mangan und Schwefel, wobei diese letzteren in dem Maße an Bedeutung gewinnen, als die Masse vergrößert wird. Durch Zugabe von Aluminium oder bei mechanischer Abdeckung wird diese Erscheinung in nennenswerter Weise beschränkt, aber man erhält doch nur verminderte Qualitäten, insbesondere hinsichtlich Schweißbarkeit und Tiefziehfähigkeit.Untilled steel billets have interesting deep-drawing and wire-drawing properties, however undesired excretion of certain elements, such as carbon, manganese and sulfur, the latter becoming more important as the mass is increased. By adding This phenomenon is significantly limited by aluminum or with mechanical cover, but you only get reduced qualities, especially with regard to weldability and Deep drawability.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Vorteile des unberuhigten Stahls erhalten und dessen Nachteile vermieden werden können, indem man dem Gußblock im Zuge der Erstarrung eine spezielle Menge Eisenschwamm in Pulverform von gegebenen FeO-Gehalt einverleibt.According to the invention it has been found that the advantages of the unkilled steel are preserved and its disadvantages This can be avoided by adding a special amount of sponge iron to the ingot as it solidifies incorporated in powder form of given FeO content.
Der verzögerte Zusatz des reinen Eisenschwamms zur Masse hat ein Wiederaufleben der Turbulenz zur Folge, da die Reaktion des in Form des Oxids FeO zur Verfügung stehenden Sauerstoffs mit den ausgeschiedenen Elementen, an denen der noch flüssige Anteil des Blocks angereichert ist, eintritt. Gleichzeitig wird die Konvektionsströmung beschleunigt, wobei die Zone der Stengelkristallisation und die sekundären Gußblasen gegen das Zentrum des Blocks gctrieben werden. Sie reicht in eine ziemlich große Tiefe des Blocks dank der Thermosiphonwirkung, welche sich aus dem endothermen Charakter der Umsetzungen und der Absorption der Wärme durch den dem Bad zugeführten, kalten Eisenschwamm ergibt, wobei Gas-Waschen und gegebenenfalls Einschlüsse in Richtung zum Kopfteil mitgenommen werden. Aus der gegebenen Struktur des Eisenschwammes entwickelt sich der Reaktionsablauf mit großer Geschwindigkeit, und die reinen Eiseakörnchen wirken anschließend als homogene Keims, so daß die beschleunigte Erstarrung ohne eine Vergrößerung der austenitischen Körner erfolgt und keine Ausscheidung eintritt, da sich das Material in seinem gegebenen Zustand verfestigt.The delayed addition of the pure sponge iron to the mass has a resurgence of the turbulence to the Consequence, since the reaction of the oxygen available in the form of the oxide FeO with the excreted oxygen Elements in which the still liquid part of the block is enriched occurs. Simultaneously the convection current is accelerated, with the zone of columnar crystallization and the secondary Blowing bubbles against the center of the block will. It extends to a fairly large depth of the block thanks to the thermosiphon effect that is created from the endothermic character of the reactions and the absorption of heat by the bath supplied, cold sponge iron results, with gas washing and possibly inclusions in the direction be taken to the headboard. The developed from the given structure of the sponge iron The reaction proceeds at great speed, and the pure Eiseakörnchen then act as homogeneous Seed, so that the accelerated solidification takes place without enlarging the austenitic grains and no precipitation occurs as the material solidifies in its given state.
Die Menge an verwendetem Eisenschwamm kann bis zu 5 Gewichtsprozent des Gußblocks, gemäß dem FeO-Gehalt, reichen. Man erhält jedoch ausgezeichnete Ergebnisse mit wesentlich geringeren Mengen in der Größenordnung von 0,2 bis 0,7%· Wenn man beispielsweise 0,5 Gewichtsprozent eines Schwamms, welcher 36,3% Eisenoxid enthält, einem Stahl-Gußblock von 5 Tonnen 8 Minuten nach dem Guß zufügt, stellt man im Kopfteil des Gußblocks eine Verminderung um 0,02% Kohlenstoff, 0,1% Mangan und 0,01% Schwefel und folglich eine verbesserte Homogenität der Masse fest. Die Gesamtdauer der Erstarrung wird um ein Viertel bis ein Drittel vermindert.The amount of sponge iron used can be up to 5 percent by weight of the ingot, according to the FeO content, range. However, excellent results are obtained with much lower amounts in the Of the order of 0.2 to 0.7% If, for example, 0.5% by weight of a sponge, which contains 36.3% iron oxide, added to a steel ingot of 5 tons 8 minutes after casting, you put in the head part of the ingot a reduction of 0.02% carbon, 0.1% manganese and 0.01% sulfur and consequently an improved homogeneity of the mass solid. The total time it took to freeze is reduced by a quarter to a third.
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