DE1508264A1

DE1508264A1 - Anlage und Verfahren zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit

Info

Publication number: DE1508264A1
Application number: DE19661508264
Authority: DE
Inventors: Becker Dipl-Ing Ernst
Original assignee: STRICO GES fur METALLURG U WA
Current assignee: STRICO GES fur METALLURG U WA
Priority date: 1964-04-17
Filing date: 1966-04-14
Publication date: 1969-10-30
Also published as: GB1040266A; BE662607A; DE1433639A1

Description

Anlage und Verfahren zur Erzeugung von Gußeisen mit Kugelgraphit

2-usatz zu Patent (Patentanmeldung St 21 983 Via/

im Hauptpatent beschriebene Anlage zur Erzeugung von Gußeisen mit kugelgraphit ist eine Kombination der folgenden Elemente:

a) einer Schmelzeinrichtung, vorzugsweise einer Heißwindkunolofenanlage»

b) einer oder mehrerer Pfannen zur Aufnahme des Eisens aus der SchmelzeinrichtungJ

c) einer Hubvorrichtung für die Pfanne mit einer Vorrichtung zum kippen der in der Hubvorrichtung hängenden Pfanne»

d) einer zum mehrfachen indrehungsetzen, Abbremsen und Andern der Urehrichtung ausgebildeten und innerhalb des der hubeinrichtung zugänglichen Bereichs angeordneten wirbel- hzvi. Drehvorrichtung zum Kotieren der Pfanne mit dem

■ώ is en', und

909844/0742

e) einer ebenfalls im Bereich der Hubvorrichtung angeordneten Tauchvorrichtung "mit einer Tauchglocke zum Einmischen der die bildung von Sphärolithen herbeiführenden Leglerungsstoffe in die Pfanne.

ves irn iiaupbpatent beschriebene Verfahren zur Herstellung von sohärolithischem Gußeisen unter Verwendung dieser Anlage wird- in der Weise durchgeführt, daß das aus der Schmelzeinrichtung in die pfanne gefüllte Eisen auf der Drehvorrichtung mittels eines £ntSchwefelungsmittels entschwefelt wird, wonach die Pfanne mittels der Hubvorrichtung von der Drehvorrichtung abgenommen und soweit in iiippst ellung gebracht wird, daß die ßntschwefelungsschlacke von der Oberfläche abgezogen werden kann, i&iach wird die Pfanne mittels der Hubvorrichtung unter die iaucheinrichtung gebracht, die Taucheinrichtung abgesenkt und die Tauchglocke mit den die bildung von Sphärolithen herbeiführenden Legierungsstoffen in die Pfanne abgesenkt. Schließlich werden der Schmelze nach dem Wiederanheben der l'aucheinrichtung gegebenenfalls Impfmittel zugeführt, worauf die Schmelze, gegebenenfalls nach nochmaliger behandlung auf der Drehvorrichtung aus der Pfanne direkt oder nach Abfüllen in Gießpfannen in S'o.rmen vergossen wird.

BAD OBiGlNAU 909844/0742

Es ist möglich, daß die üisenschmelze einen für die Herstellung von sphärolithischem Gußeisen ungünstip· hohen Kohlenstoffgehalt hat. Dies kann beispielsweise eier i^l'all sein, v?enn aas üisen. in einem fuferlosen Heißwindkut>ol~ ofen t"it sehr stark basischer Schlackenführunr erschmolzen worden ist. In einem-.solchen FaIl muß man den lvohlenstoffgehalt der Schmelze herabsetzen, ehe man die für die tfildunr von Sphärolithen nötigen Legierungsstoffe einmischt. &u die sein ^weck setzt man der Schmelze üblicherweise kohlenstoffarinen Stahlschrott zu; dadurch wird aber die !'emperatur der Schmelze in unerwünschter Weise herabgesetzt.

um diesen Nachteil zu vermeiden, ist die im Hauptpatent beschriebene Anlage remaps der ^rfinriunr in der weise weitergepildet, daij die Anlage In Kombination mit den erwähnten iilenenten zupätzlich eine ii" bereich der »«irbel- bzv.^r. üvehvorrichtung anreor^nete ^auerFtoff-iianzeneinrichtunfr zum Aufblasen von Sauerstoff auf die in der Pfanne enthaltene Schmel ζ e urn faßt.

Für"den Fall, daß es nötig ist, den Kohlenstoff der Schmelze herabzusözen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,

BAD ORIGINAL 909844/0742

das im Hauptpatent betriebene Verfahren in der Weise weiterzubilden, daß man vor dem Einmischen der die -bildung von Sphärolithen herbeiführenden Legterungsstoffe in die Schmelze mittels der Sauerstofflanzeneinrichtung Sauerstoff auf die Schmelze aufbläst.

Bei diesem ansich bekannten Verfahren wird durch die Verbrennung eines Teils des in der Schmelze enthaltenen Kohlenstoffs Wärme entwickelt und infolgedessen die Temperatur der Schmelze erhöht. Die Schmelze erhalt dadurch eine Temperaturreserve für die weiteren Verfahrensschritte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

i'ig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Anlage im GrundrißJ t'ig.-2 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage, in Hichtung des Pfeils A in ^ig.l gesehen und Fifr. 3 ist ein nur teilweise gesachneter Querschnitt durch die AnIape länps der Linie ö_G in Flg.. 1.

Die in den vi.^uren darren teil te, penäß der Krf inrlun^ nr-rtaltete Anlage umfaßt eine ir.Egesamt mit 1 bezeichnete Schmelzeinrichtixnr· n-if zi-rei Heißv;ind-Kupolöfen la und Ib

909844/0 76 2 · BAD original

(Fig.l) von denen jeweils eine Ahsbichrinne 2a bzw. 2b mit Gefälle zu einem kippbaren Vorherd 3 führt. Die Gießschnauze k des Vorherdes 3 befindet sich über einem Gleis 5 eines Schienenfahrzeugs 6, das mit einer nicht dargestellten Wiegevorrichtung ausgestattet ist. Das Schienenfahrzeug ό ist zum Befördern einer Pfanne 7 eingerichtet, die in der iMähe ^

ihres oberen Bandes zwei einander gegenüberliegende, nach außen wegragende Tragzatfen 8a, 8b und in der i^ähe ihres unteren Randes eine Öse 8c aufvreist, die der Gießschna.uze 9 der Pfanne gegenüberliegt. *"

Gleis 5 erstreckt sich bis in den bereich unterhalb einer Kranbahn 10, die einen Laufkran 11 trägt. Der Kran 11 besitzt, wie •t'ig. 2 zeigt, zwei Hubwerke, nämlich ein Haupthubwerk 12 und ein Hilfshubwerk I3. Außer dem Kran 11 ist auf der.Kranbahn 10 noch ein Zubringerkran I^ vorgesehen, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.

Im Bereich der Kranbahn 10 ist eine insgesamt mit I5 bezeichnete v/irbelvorrichtung angeordnet, die einen fest am Boden verankerten Ständer 16 und einen auf diesem gelagerten, um seine senkrechte Mittelachse drehbaren Tisch 17 unfaßt.

BAD ORIGINAL 9098U/0742

Die Oberseite des Drehtische 17 isi*im wesentlichen eben und v/eist einen nach oben ragenden Umfangsrand 18 auf, dessen innerer Durchmesser etwas größer ist als der untere Außendurchmesser der Pfanne 7· Der Drehtisch 17 ist über ein Kegelgetriebe 19 und eine Welle 20 sowie ein Untersetzungsgetriebe 21 und eine Bremseinrichtung 22 von einem Drehstrommotor 23 mit Schleifringläufer antreibbar«

V/ie insbesondere Mg« 2 zeigt» 1st über der Wirbelvorrichtung 15 eine insgesamt mit 24 bezeichnete Gasabzugs- und Tauchvorrichtung vorgesehen, die eine zylindrische Haube 25 und ein von dieser nach oben wegführendes Gasabzugsrohr 26 umfaßt. Mit der Haube 25 ist teleskopartig ein ebenfalls zylindrisches auf- und abbewegliches Gasabzugs- Unterteil 27 < verbunden· An dem Unterteil 27 sind auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten Zahnstangen 28 angebracht, die ^weils mit einem Zahnritzel 29 zusammenwirken· Die Ritzel 29 . sind durch einen nicht dargestellten Elektromotor antreibbar« In der Mitte der oberen Stirnfläche der Haube 25 ist eine Führung 30 vorgesehen^ in der eine sich senkrecht erstreckende zylindrische Stange 31 geführt ist· Die Stange 31 hängt an einem Seilzug 32, der mittels einer nicht.dargestellten, elektromotorisch angetriebenen Seilwinde auf- und abbewegbar ist«,An dem unteren Ende der Stange 31 ist eine nach unten

geöffnete Tauchglocke 33 angebracht, die in Pig· 2 in ihrer 909844/0742

©"bersten Stellung, sowie in einer mittleren und in ihrer untersten Stellung dargestellt ist»

Wie insbesondere Pig· 3 zeigt, ist neben der Wirbelvorrichtung 15 auf einem Gestell 34 ein trichterförmiger Behäl-. ter 35 vorgesehen, dessen 3oden höher liegt als die Oberkante äL· der auf dem Drehtisch 17 stehenden Pfanne 7 und von dem aus sich eine Schüttelrinne 36 durch einen senkrechten'Schlitz 37 des G-asabzugs-Unterteils 27 in den Bereich oberhalb des Drehtisches 17 erstreckt. Der Behälter 35 ist zur Aufnahme und dosierten Abgabe eines Entschwefelungsmittels, beispielsweise Soda oder. Kalziumkarbid, bestimmt.

lieben dem Gleis 5 ist innerhalb des von dem Kran 11 über— strichenen Bereichs ein Arbeitsstand 38 vorgesehen, der auf seiner dem Gleis 5 zuwandten Seite eine gegen ϊ/ärmestrahlung schützende Wand 39 aufweist· Auf der Oberkante der Schutzwand 39 kann ein von Hand zu betätigender Kratzer 40 abgestützt werden, wie dies in 3?ig· 2 schematise!! dargestellt isx. Vor dem Arbeitsstand 38 ist parallel zu der Schutzwand 39 eine * niedrige, ebenfalls hitzebeständige Wand 41 vorgesehen, die mit der Wand 39 zusammen einen Aufnahmeraum 42 für die Schlacke abgrenzt*

9098Λ4/0742

über der Wirbelvorrichtung 15 ist eine insgesamt mit 44 bezeichnete Sauerstoff-ljanzenej-nrichtung angeordnet. Die Lanzeneinrichtung 44 umfaßt eine in zwei Führungen 45 auf- und abbeweglich geführte und an einem Seilzug 46 hängende rohrförmige Sauerstofflanze. Der Seilzug 46 läuft über eine nicht dargestellte, elektromotorisch angetriebene Seilwinde, ftit dem oberen Ende der Sauerstofflanze 47 ist ein Sauerstoffschlauch 48 verbunden, der an einen ebenfalls nicht dargestellten Sauerstoffbehälter angeschlossen ist. Das untere Ende der Sauerstofflanze 47 ragt durch eine Öffnung in der oberen Stirnseite der Lrasabzugshaube 25 hindurch und weist eine Sauerstoffausblasöffnung auf. Die Sauerstoff-Lanzeneinrichtung 44 umfaßt weiterhin eine nicht dargestellte Einrichtung zum Kühlen der Lanze 47 mit Wasser. In ihrer in Fig.2 mit ausgezogenen Linien gezeichneten oberen Endstellung gibt die Sauerstofflanze 47 den Weg zum Absenken der Tauchglocke 33 freii in einer in t'ig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeuteten unteren Stellung der Sauerstofflanze befindet sich Ihr unte res Ende in geringem Abstand über der überfläche der Schmelze in der Pfanne 7, wenn diese auf der Wirbelvorrichtung 15 steht. Der Abstand der Sauerstoffausblaseöffnung von der Überfläche der Schmelze ist in nicht dargestellter Weise automatisch regelbar.

9098U/0742

In der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Anlage wird das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen durchgeführt;

Das in den Kupolofen 1a oder 1b erschmolzene Eisen läuft jeweils in der Abstichrinne 2a oder 2b in den Vorherd 3· Durch Kippen des Vorherdes 3 wird eine auf dem Schienenfahrzeug 6 bereitstehende Pfanne 7 über die Ausgußschnauze 4 mit flüssigem Eisen gefüllt. Vor dem Pullen kann man schon einen Seil des nötigen, beispielsv/eise aus Soda oder Kalzium-Karbid bestehenden Entschwefelungsmittels in die Pfanne 7 geben» Der Wagen 6 wird mit der gefüllten Pfanne 7 auf dem Gleis 5 in das Kranfeld gefahren,wo die Pfanne von dem Haupthubwerk 12 des Kr^. r. 11 an ihren Iragzapfen 8a,8b erfaßt und von dem Wagen 6 ab^ -;n wird. Der Kran 11 setzt die Pfanne in einer mit 7¹ bezeichneten Stellung auf dem Drehtisch 17 der Wirbelvorrichtung 15 ab· Der Umfangsrand verhindert, daß die Pfanne 7 exzentrisch abgesetzt wird«

Nachdem der Kran 11 wieder aus dem Bereich oberhalb der ■_ Wirbelvorrichtung 15 heraus-gefahren ist, wird das Unterteil 27 der Gasabzugs- und tauchvorrichtung 24 mit Hilfe des Zahnstangengetriebes 28, 29 in die in Pig, 2 mit strichpunktierten linien dargestellte Stellung abgesenkt, in der

909844/0742 _BA0

es die aus der Pfanne 7 aufsteigenden Gase aufnimmt und abführt· Der Drehtisch 17 wird nun in rasch aufeinanderfolgende Drehbewegungen abwechselnder Drehrichtung versetzt· Yiährend der dabei auftretenden starken Durchwirbelung der Eisenschmelze wird dieser aus dem· Behälter 35 über die Schüttelrinne 36 allmählich v/eiteres EntSchwefelungsmittel zugeführt· Die Schüttelrinne 36 ermöglicht dabei eine genaue Dosierung der zugeführten Menge des Entschwefelungsmittels·

Nachdem das Sntschwefelungsmittel mit der Schmelze genügend vermischt und die Entschwefelung beendet ist, schließt man einen letzten Rotationsvorgang mit gleichmäßiger Geschwindigkeit an und läßt die Wirbelvorrichtung 15 mit der Pfanne dann langsam auslaufen, Dann v/ird das Gasabzugsunterteil 27 wieder nach oben bewegt und der Kran 11 über die Wirbelvorrichtung 15 gefahren· Der Kran 11 erfaßt die Pfanne 7 wieder

hub
mit dem Hauptwerk 12 an den Zapfen 8a,8b und verfährt die Pfanne längs der Kranbahn 10 in die in Fig. 2 mit 7¹¹ bezeichnete Stellung vor dem Arbeitsstand 38· Dort wird der Haken des liilfshubwerks 13 in die öse 8c der Pfanne eingehängt, so daß der Kran 11 die Pfanne 7 nun mit seinen "beiden Hubwerken in ^;

der Vieise schräg anheben kann, daß ihre Gießschnauze 9 über

ORIGINAL 909844/0742 ^AL

die Wand 41 hinwegragt. Kin auf dem Stand 38 stehender Arbeiter zieht nun die bei der Entschwefelung entstandene Schlacke mit dem Kratzer 4ü von der Oberfläche der Schmelze ab. Der Arbeiter ist dabei durch die Vorderwand 39 des ßedienungsstands 38 vor Wärmestrahlung geschützt; die Wand 41 hindert die in den Haum 42 fließende Schlacke, seitlich wegzuspritzen.

Während des vorher beschriebenen Abziehens der Schlacke wird mit dem Zubringerkran 14 ein Paket 43 mit Legierungssteffen, welche die Bildung von Sphärolithen herbeiführen, senkrecht unter die Tauchglocke 33 gebracht. Die Tauchglocke 33 wird daraufhin in ihre mittlere Stellung abgesenkt, in der sie das Paket 43 umgreift, so daß das Paket in an sich bekannter Weise mit Stiften oder dgl. en der Tauchglocke befestigt werden kann. Sobald dies geschehen ist, wird die Tauchglocke 33 wieder hochgezogen und der Zubringerkran 14 in seine Ruhestellung, des heißt in ^ig. 2 nach rechts verfahren. Der Kran 11 verbringt daraufhin die Pfanne 7 wieder in ihre mit 7¹ bezeichnete Stellung auf dem Drehtisch 1? und wird dann wieder aus den oereich der Wirbelvorrichtung herausgefahren. Das Uasabzugsunterteil 27 wird nun von neuem über die Pfanne 7 abgesenkt.

Kalis der Kohlenstoffgehalt der Schmelze höher ist, als für die herstellung sphärolithischen Gußeisens zuträglich, wir'd die Sauerstofflanze 47 soweit abgesenkt, daß sich ihre

909844/0742

Aufblaseöffnung kurz über der Uberflache der Schmelze befindet und es wird durch die Lanze 47 solange Sauerstoff auf die Schmelze aufgeblasen, bis deren·Kohlenstoffgehalt den gewünschten niedrigeren Wert erreicht hat.

Anschließend wird die Sauerstofflanze ^7 wieder in ihre obere Kndstellung angehoben und die Tauchglocke 33 ^aus ihrer oberen Stellung in die untere Stellung abgelassen, so daß sie in die Schmelze eintaucht und die Legerungsstoffe in die Schmelze eingemischt werden. Die entstehenden Dämpfe werden' wieder durch die Ciasabzugseinrichtunp; 2h abgezogen.

Sobald die Jjegierungs stoffe von der Schmelze aufgenommen v.'orden sind, wird die l'auchglocke 33 wieder in ihre oberste Stellung angehoben und die Wirbelvorrichtung 15 nochmals in betrieb gesetzt, damit eine vollständige Durchmischung der bchnelze erreicht vrird . Um ein möglichst gasfreies Endprodukt zu erhalten, läßt man die Wirbel vorrichtung 15. sich zum Schluß r.ur in einer Drehrichtunp mit p-roßer Ger-chv.'indip;keit drehen und aanr. larrrar nurlaufen, das heißt mit so geringer Verzögerung, den keine neue Verwirbelunr stattfindet.

Die Schnalze kann danndirekt aus der Pfanne 7 vergossen werden, in bortirr.rr·ten -f'ällen ist es jedoch zweckmäßig, die lze - v.'iecer mittels des xirans 11 - in kleinere Gieß-

ORIGINAL 98U/07A2 ^L

pfannen umzufüllen, aus denen sie anschließend vergossen wird. Als Gießpfannen werden zweckmäßig Pfannen mit einem Syphonauslauf benutzt, um möglicherweise noch auf der Schmelze schwimmende Schlacke zurückzuhalten.

Patentansprüche

909844/0742

Claims

Ä.B.T. PIXUMANN ^*"000^ \ \ 4i .< gntansprüche

1. λπΙ8.ρ·β zur Herstellung von Fußeisen mit KurelFPephlt, die eine bchmelzeinrichtung» eine oder mehrere Jffannen zur Aufnahme des Eisens aus der Schmelzeinrichtunp:» eine hubvorrichtung für die pfanne mit einer Vorrichtung zum kippen der in ,der Hubvorrichtung hängenden pfanne» eine innerhalb des für die Hubvorrichtung zugänglichen Bereichs angeordnete Wirbel- bsw. Drehvorrichtung zum Rotieren der Pfanne mit dem üisen Rovrie eine ebenfalls im bereich de»* Hubvorrichtung angeordnete 'ipuoheinriohtunp: mit e\vp" Tauchglocke «um Einmischen der die bildung von Sphärolithen herbeiführenden liegierungsstoffe umfaßt, nach Patent.......(Patentanmeldung St 21 983 VIa/13b), gekennzeichnet durch eine ansich bekannte, im Bereich fler Wirbel- bzw. Drehvorrichtung (15) angeordnete Sauer stoff-!»anzeneinrichtung (M*) sum Auf-, blasen von Sauerstoff auf die in der Pfanne (7) enthaltene

Schmelze.

2. Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit mittels einer Anlage nach Anspruch 1, bei dem das aus der Schmelzeinrichtung in die Pfanne gefüllte Eisen auf der Drehvorrichtung mittels eines ßntschwefelungsmittels entschwefelt wird, wonach die Pfanne mittels der Hubvorrichtung von der Drehvorrichtung abgenommen und soweit in Kippstellung gebracht wird, daß die Entschwefelungsschlacke von

909844/0742 BAD original

der überfläche des Kisens abgezogen werden kann und die Pfanne danach mittels der Hubvorrichtung unter die i'aucheinrichtung gebracht, die Taucheinrichtung abgesenkt und die Tauchglocke mit den die oildung von Sphärolithen herbeiführenden Legierungsstoffen in die Pfanne abgesenkt wird und der Schmelze nach dem Wiederanheben der Taucheinrichtung gegebenenfalls Impfmittel zugeführt werden, worauf die Schmelze gegebenenfalls nach nochmaliger behandlung auf der Drehvorrichtung aus der Pfanne direkt oder nach Abfüllen in Gießpfannen in formen vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, <1ηί? man vor dem Einmischen der die bildung von Sphärolithen herbeiführenden i^erierun^sstoffe in die Schmlze mittels der Sauerntofi'-'.-anzeneinrichtunpr (kk) Sauerstoff auf die Schmelze aufbläst.

909844/0742