DE1533326C - Process for the production of magnesium-containing master alloy blocks - Google Patents
Process for the production of magnesium-containing master alloy blocksInfo
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Description
Nach einer besonderen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch unter Verwendung von ein- bzw. mehrteiligen Kokillen üblicher Beschaffenheit und Werkstoffe, wie Gußeisen, Kupfer, Feuerfestmaterial mit oder ohne zusätzliche Kühlung, durchgeführt werden. Auf diese Weise werden behälterfreie Vorlegierungsblöcke hergestellt, die in besondere für Transport und Lagerung geeignete Behältnisse eingebracht und so vor äußeren Einflüssen geschützt werden können, z. B. in Hobboks aus Metall, Pappe oder Kunststoff.According to a particular embodiment, however, the method according to the invention can also be used of one-part or multi-part molds of the usual nature and materials, such as cast iron, copper, Refractory material with or without additional cooling. This way they become container-free Manufactured master alloy blocks, which are placed in special containers suitable for transport and storage and so can be protected from external influences, e.g. B. in hobboks made of metal, cardboard or Plastic.
In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, in die Kokille eine Blechmanschette einzulegen als Außenmantel für den herzustellenden Vorlegierungsblock, um vor allem bei größeren Blockgewichten die Bruchgefahr zu verringern. Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in den Vorlegierungsblock noch eine Aufhängevorrichtung (z. B. einen eisernen Haken) einzugießen, welche das Einbringen und Befestigen der Vorlegierungsblöcke in der Tauchvorrichtung erleichtert. In some cases it can also be useful to insert a sheet metal sleeve into the mold as an outer jacket for the master alloy block to be produced in order to reduce the risk of breakage, especially with larger block weights to reduce. Finally, it has proven to be advantageous to add one more to the master alloy block Pour a suspension device (e.g. an iron hook), which facilitates the introduction and fastening of the Facilitated master alloy blocks in the dipping device.
Die Herstellung der Vorlegierungsblöcke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt in der Weise, daß Stücke einer vorgefertigten Magnesium-Vorlegierung von etwa Walnuß- bis doppelte Faustgröße in die bereits beschriebenen Behälter oder Kokillen eingebracht werden. Dies geschieht beispielsweise durch Einschütten, Einrütteln oder Einlegen. Zwischen die möglichst dicht gepackten Vorlegierungsstücke wird eine schmelzfiüssige Magnesium-Vorlegierung gegössen, die zweckmäßigerweise die gleiche oder ähnliche Zusammensetzung hat wie die vorgelegte stückige Vorlegierung.The production of the master alloy blocks according to the method according to the invention takes place in the manner that pieces of a pre-made magnesium master alloy from about walnut to double the size of a fist in the already described containers or molds are introduced. This is done, for example, through Pouring in, shaking in or inserting. Between the most closely packed master alloy pieces cast a molten magnesium master alloy, which expediently has the same or similar composition as the presented lumpy Master alloy.
Die Menge der schmelzflüssigen Magnesium-Vorlegierung, die als »Einbettungsschmelze« verwendet wird, ist zweckmäßig wesentlich geringer als die vorgelegte Menge stückiger Magnesiumvorlegierung. Nach einem Anlösen der Randzonen der Vorlegierungsstücke erstarrt die Vorlegierungsschmelze sehr rasch, die frei werdende Wärmemenge wird von den Vorlegierungsstücken und zum Teil auch von den Wandungen des Behälters bzw. der Kokille schnell aufgenommen. Auf diese Weise werden Entmischungserscheinungen vermieden, und es treten keine Seigerungen auf. Haben Schmelze und stückige Vorlegierung die gleiche chemische Zusammensetzung, so wird ein in analytischer und metallurgischer Hinsicht völlig homogener Legierungsblock erzielt.The amount of molten magnesium master alloy, which is used as "embedding melt" is expediently much less than that presented Amount of chunky magnesium master alloy. After loosening the edge zones of the master alloy pieces The master alloy melt solidifies very quickly, and the amount of heat released is absorbed by the master alloy pieces and partly also quickly absorbed by the walls of the container or the mold. In this way, segregation phenomena are avoided and segregation does not occur on. If the melt and lump master alloy have the same chemical composition, an in From an analytical and metallurgical point of view, a completely homogeneous alloy block is achieved.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gußblöcke aus magnesiumhaltigen Vorlegierungen lassen sich besonders günstig für die Tauchbehandlung von Gußeisenschmelzen verwenden, die der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit dienen.The ingots made of magnesium-containing master alloys produced by the process according to the invention can be used particularly favorably for the immersion treatment of cast iron melts that serve to manufacture spheroidal graphite cast iron.
Insbesondere lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gußblöcke verwenden, bei denen die vorgelegte stückige Vorlegierung und die zur Einbettung verwendete Schmelze aus Legierungen der Zusammensetzung bestehen:In particular, cast blocks produced by the method according to the invention can be used, in which the presented lumpy master alloy and the melt used for embedding made of alloys the composition consist of:
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So können magnesiumhaltige Vorlegierungen in Blockform in beliebiger und technisch sinnvoller Größe und mit ungewöhnlich guter Homogenität hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß blockförmige und homogene Vorlegierungen mit besonders hohem Magnesium-Gehalt hergestellt werden können, die trotz dieses besonders hohen Magnesiumgehaltes bei relativ kleiner aktiver Oberfläche einen ruhigen Reaktions- und Behandlungsablauf mit vergleichsweise großer Magnesiumausbeute gewährleisten, im Vergleich zu einer Behandlung mit einer stückigen Vorlegierung gleicher Zusammensetzung. The method according to the invention has a number of advantages. This is how magnesium-containing master alloys can in block form in any technically sensible size and with unusually good homogeneity getting produced. Another advantage is that block-shaped and homogeneous master alloys with a particularly high magnesium content can be produced, which in spite of this particularly high magnesium content with a relatively small active surface, a smooth reaction and treatment process with a comparatively high magnesium yield, compared to a treatment with a lumpy master alloy of the same composition.
Ein genereller Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schließlich darin zu sehen, daß die erfindungsgemäß hergestellten magnesiumhaltigen homogenen und kompakten Vorlegierungsblöcke die Verwendung vergleichsweise kleiner Tauchglocken gestatten. Diese Tauchglocken sind stabiler und haltbarer herzustellen, und auch der Wärmeverlust während der Tauchbehandlung wird geringer.A general advantage of the method according to the invention is finally to be seen in the fact that the method according to the invention produced homogeneous and compact master alloy blocks containing magnesium allow comparatively smaller diving bells. These diving bells are more stable and durable and the heat loss during the immersion treatment is also reduced.
Das Volumen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Vorlegierungsblöcke kann gegenüber der entsprechenden Menge stückiger Vorlegierung nicht nur wesentlich kleiner gehalten werden, sondern darüber hinaus kann auch der Vorlegierungsblock einen höheren Magnesiumgehalt aufweisen, da die an und für sich zu erwartende größere Reaktionskraft der Vorlegierung "durch die Verkleinerung der Oberfläche kompensiert und so dennoch ein ruhiger Reaktionsablauf gewährleistet wird. Es lassen sich auf diese Weise bei nahezu gleichbleibender Magnesiumausbeute besonders hohe Vorlegierungsausbeuten erzielen. The volume of the master alloy blocks produced by the method according to the invention can are not only kept significantly smaller compared to the corresponding amount of lumpy master alloy, In addition, the master alloy block can also have a higher magnesium content, since the expected greater reaction force of the master alloy "by reducing the Surface compensated and thus a smooth reaction process is guaranteed. Let it go on In this way, particularly high master alloy yields can be achieved with an almost constant magnesium yield.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch darin gesehen werden, daß die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Vorlegierungsblöcke wesentlich höhere Behandlungstemperaturen zuläßt als die Verwendung einer stückigen Vorlegierung gleicher Zusammensetzung, was wiederum auf die verschiedenen Verhältnisse zwischen Vorlegierungsvolumen und Vorlegierungsoberfläche zurückzuführen ist.A great advantage of the method according to the invention can also be seen in the fact that the use the master alloy blocks produced according to the invention have significantly higher treatment temperatures allows the use of a lump master alloy of the same composition, which in turn due to the different ratios between master alloy volume and master alloy surface is.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.The process according to the invention is explained in more detail using the examples below.
Eine magnesiumhaltige Vorlegierung folgender Analyse ist in einem Induktionsofen (Graphittiegel) in bekannter Weise hergestellt und im offenen Herd zu Platten von 40 bis 55 mm Dicke vergossen worden.A magnesium-containing master alloy according to the following analysis is made in an induction furnace (graphite crucible) in a known manner and closed in an open hearth Sheets from 40 to 55 mm thick have been cast.
%%
%Approx
%
°/o° / o
%%
°/o° / o
20 bis 60, vorzugsweise 41 bis 55°/o20 to 60, preferably 41 to 55%
1 bis 10, vorzugsweise 4,5 bis 6,5% Ca1 to 10, preferably 4.5 to 6.5% Ca
<20, vorzugsweise <10% Fß <20, preferably <10% feet
0 bis 12, vorzugsweise <2% SE0 to 12, preferably <2% SE
Rest Silizium, das ganz oder teilweise durch Nickel und/oder Kupfer ersetzt werden kann.The remainder is silicon, which can be completely or partially replaced by nickel and / or copper.
Nach dem Erkalten wurden die Platten zu Stücken von Walnuß- bis Handtellergröße zerschlagen. In einem oben offenen Eisenblechbehälter wurden 2,7 kg dieser Vorlegierungsstücke in dichter Packung eingelegt. Der Durchmesser des Blechbehälters betrug 250 mm und seine Wanddicke 2,5 mm.After cooling, the plates were smashed into pieces the size of a walnut or the size of a palm. In one Sheet iron containers open at the top were placed in tight packing with 2.7 kg of these master alloy pieces. the The diameter of the sheet metal container was 250 mm and its wall thickness was 2.5 mm.
Mit einer schmelzflüssigen und nur wenig überhitzten Magnesium-Vorlegierung wurden die Hohlräume zwischen den im beschriebenen BlechbehälterThe cavities were made with a molten and only slightly overheated magnesium master alloy between the sheet metal container described in
befindlichen Vorlegierungsstücken ausgegossen. Die Schmelze war durch Wiederaufschmelzen von Teilen der obengenannten Magnesium-Vorlegierung hergestellt worden und hatte somit nahezu die gleiche chemische Zusammensetzung wie die stückige Magnesium-Vorlegierung. Durch die Verwendung von 1,3 kg Vorlegierungsschmelze entstand ein kompakter Block mit einem Nettogewicht von 4,0 kg. Dieses vorgesehene Blockgewicht wurde mit Hilfe einer Waage, auf der der Blechbehälter während des Packens und Gießens stand, genau eingestellt.existing master alloy pieces are poured out. The melt was by remelting parts of the aforementioned magnesium master alloy and thus had almost the same chemical composition like the chunky magnesium master alloy. The use of 1.3 kg of pre-alloy melt resulted in a compact block with a net weight of 4.0 kg. This intended block weight was determined with the help of a scale which the tin container stood during packing and pouring, precisely set.
In einer Gießerei erfolgte unter Betriebsbedingungen die Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit im Tauchverfahren. Verwendet wurden dazu einmel eine handelsübliche stückige Vorlegierung mit einem Magnesiumgehalt von 30,4 7o und zum anderen ein nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren hergestellter Vorlegierungsblock mit einem Magnesiumgehalt von 50,9 7o des Beispiels 1. Eine stückige Magnesium-Vorlegierung mit vergleichbarem hohem Magnesiumgehalt wie dem des Vorlegierungsblockes ließ sich wegen Explosionsgefahr nicht verwenden.In a foundry took place under operating conditions the production of spheroidal graphite cast iron in the immersion process. A single one was used for this Commercially available lumpy master alloy with a magnesium content of 30.4 7o and on the other hand one after Master alloy block produced according to the method according to the invention with a magnesium content of 50.9 70 from Example 1. A lump magnesium master alloy with a high magnesium content comparable to that of the master alloy block could be due to Do not use explosion hazard.
Die folgenden Tabellen geben eine Beschreibung der Vorlegierungssätze und der Behandlung der Gußeisen schmelzen:The following tables describe the master alloy sets and treatment of the cast irons melt:
(s. 0.) Master alloy
(see 0.)
(6,2 kg/30,4 Mg)Commercially available VL
(6.2 kg / 30.4 mg)
(4,0 kg/50,9 Mg)VL- "block"
(4.0 kg / 50.9 mg)
Tauchzeit (Sekunden)
FeSi-90-Impfung
GGG-Analyse
Si (%)
Mg (7o)
S (7o) Immersion temperature (° C)
Dive time (seconds)
FeSi-90 vaccination
GGG analysis
Si (%)
Mg (7o)
S (7o)
50
5 kg Si
Gießbeginn
. 2,4
0,064
0,0091485
50
5 kg Si
Start of pouring
. 2.4
0.064
0.009
55
5 kg Si
Gießbeginn
2,3
0,062
"■■ ■:' :o,oo6·1500
55
5 kg Si
Start of pouring
2.3
0.062
"■■ ■: ': o, oo6 ·
Aus diesen Ergebnissen errechnen sich folgende Magnesiumausbeuten und folgende Vorlegierungsausbeuten:The following magnesium yields and the following master alloy yields are calculated from these results:
Magnesiumausbeute (7o) =Magnesium yield (7o) =
Vorlegierungsausbeute (7o) = — · Δ S(0I0) + Mg(70)GGG) · 100Master alloy yield (7o) = - · Δ S ( 0 I 0 ) + Mg (7 0 ) GGG ) · 100
Mg(7o)vL-SatzMg (7o) vL sentence
100100
VL (7„) satzVL (7 ") sentence
(6,2/30,4 Mg)Commercially available VL
(6.2 / 30.4 mg)
(4,0/50,9 Mg)VL- "block"
(4.0 / 50.9 Mg)
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