DE1558524C3 - Process for the production of inoculation alloys for cast iron melts on the basis of calcium-containing ferrosilicon - Google Patents
Process for the production of inoculation alloys for cast iron melts on the basis of calcium-containing ferrosiliconInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Impflegierungen für Gußeisenschmelzen auf der Basis von kalziumhahigem Ferrosilizium, welches gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten enthalten kann, wobei das Kalzium in Form einer Kalziumverbindung in die Impflegierung eingebracht wird.The invention relates to a method for producing inoculants for cast iron melts on the Based on calcium-rich ferrosilicon, which may contain other metallic alloy components may contain, the calcium being introduced into the inoculation alloy in the form of a calcium compound will.
Es ist bekannt, daß Silizium auf die Gefügeausbildung des Graugußeisens einen vorteilhaften Einfluß ausübt. Silizium erhöht die Zerfallsgeschwindigkeit des Eisenkarbids. Mit steigendem Siliziumgehalt nehmen außerdem Kernzahl und Kristallisationsgeschwindigkeit für die Bildung des Grafits zu. Silizium verhindert daher eine starke Unterkühlung der Schmelze.It is known that silicon has an advantageous influence on the structure of gray cast iron. Silicon increases the rate of decomposition of iron carbide. With increasing silicon content also take The number of nuclei and the rate of crystallization for the formation of graphite increase. Therefore, silicon prevents severe undercooling of the melt.
Die Wirkung des Siliziums auf das Gefüge und damit die Festigkeit von Gußeisen ist viel intensiver, wenn es nicht nur mit der Gattierung im Ofen geschmolzen wird, sondern zum Teil nach dem Schmelzprozeß in der Pfanne dem Eisen zugesetzt wird. Dieser Pfannenzusatz wird als »Impfung« und der aus der Nachsilizierung sich ergebende Einfluß auf die Eigenschaften des Gußeisens als »Impfeffekt« bezeichnet.The effect of silicon on the structure and thus the strength of cast iron is much more intense when it is is not only melted with the charge in the furnace, but partly after the melting process in the Pan to which iron is added. This pan addition is called the "inoculation" and that from the re-siliconization The resulting influence on the properties of cast iron is referred to as the "vaccination effect".
Aus dem Schrifttum sind zahlreiche siliziumhaltige Impfmittel für Gußeisen bekannt. Die gebräuchlichsten sind Ferrosilizium, Kalzium-Silizium, Silizium-Mangan-Zirkon und Siliziumkarbid. Sie werden in fester Form dem Gußeisen in der Rinne oder Gießpfanne zugeführt. Zur Impfung von Sphärogußeisen, einem hochwertigen Gußeisen mit kugeliger Grafitausbildung, wird hauptsächlich ein kalzium- und aluminiumhaltiges Ferrosilizium mit einem Si-Gehalt von 75% eingesetzt, da durch das gleichzeitige Vorliegen von Aluminium und Kalzium im Ferrosilizium dessen Impfwirkung wesentlich erhöht wird. Vorgenannte Impflegierung zeichnet sich durch ein gutes Lösungsvermögen in schmelzflüssigem Eisen sowie durch eine;,gute Siliziumausbeute und durch fehlende Schlackenbildung aus.Numerous silicon-containing inoculants for cast iron are known from literature. The most common ones are ferrosilicon, calcium-silicon, silicon-manganese-zirconium and silicon carbide. They are fed in solid form to the cast iron in the channel or ladle. For inoculation of nodular cast iron, a high-quality cast iron with spherical graphite formation, ferrosilicon containing calcium and aluminum with a Si content of 75% is mainly used, since the simultaneous presence of aluminum and calcium in the ferrosilicon significantly increases its inoculation effect. The aforementioned inoculation alloy is characterized by a good dissolving power in molten iron as well as by a ; , good silicon yield and a lack of slag formation.
Zur Herstellung von kalziumhahigem Ferrosilizium, das gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten, wie z. B. Aluminium oder Magnesi-For the production of calcium-rich ferrosilicon, which may contain other metallic alloy components, such as B. aluminum or magnesium
um enthalten kann, wurde bisher Ferrosilizium mit Kalzium-Silizium legiert. Geht man von technischem Ferrosilizium aus, so ist die anfallende Impflegierung aluminiumhaltig da im technischen Ferrosilizium das Aluminium als Verunreinigung vorliegt.In order to contain, so far, ferrosilicon was combined with calcium silicon alloyed. Assuming technical ferrosilicon, the resulting inoculant contains aluminum because in technical ferrosilicon the aluminum is present as an impurity.
Es wurde nunmehr überraschend festgestellt, daß die mit einer aus kalziumhaltigem Ferrosilizium bestehende Impflegierung erzielbare Impfwirkung auf Gußeisenschmelzen von der Form des Einbringens des Kalziums in die Impflegierung abhängig ist und gegenüber der herkömmlichen Praxis, bestehend in der Verwendung von Kalzium-Silizium als Legierungskomponente für Ferrosilizium, verbessert werden kann.It has now been found, surprisingly, that the existing with a calcium-containing ferrosilicon Inoculation alloy achievable inoculation effect on cast iron melts from the form in which the calcium is introduced in the inoculation alloy is dependent and compared to the conventional practice, consisting in the use calcium-silicon as an alloy component for ferrosilicon can be improved.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Impflegierungen für Gußeisenschmelzen auf der Basis von kalziumhaltigem Ferrosilizium, welches gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten enthalten kann, wobei das Kalzium in Form einer Kalziumverbindung in die übrigen Ausgangskomponenten der'lmpflegierung eingebracht wird, bestehtThe inventive method for producing inoculants for cast iron melts on the Based on calcium-containing ferrosilicon, which may also contain other metallic alloy components may contain, the calcium in the form of a calcium compound in the other starting components der'inpflegierung is introduced, consists
darin, daß als Kalziumverbindung Kalziumkarbid in einer Menge von 1 bis 20%, vorzugsweise 2 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf die übrigen Ausgangskomponenten, verwendet wird.in that the calcium compound is calcium carbide in an amount of 1 to 20%, preferably 2 to 8 percent by weight, based on the other starting components, is used.
Insbesondere kann dieses Verfahren auf kaiziumhaltige Ferrosiliziumlegierungen angewendet werden, die als weiteren Bestandteil Aluminium enthalten.In particular, this method can be applied to calcium-containing ferrosilicon alloys which contain aluminum as a further component.
Gute Impfeffekte auf Gußeisenschmelzen werden erzielt, wenn zur Herstellung der Impflegierung Ferrosilizium mit einem Si-Gehalt von 60 bis 90% und gegebenenfalls einem Aluminiumgehalt von 0,3 bis 3% mit Kalziumkarbid legiert wird. Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung kann auch technisches Kalziumkarbid verwendet werden.Good inoculation effects on cast iron melts are achieved if ferrosilicon is used to produce the inoculation alloy with an Si content of 60 to 90% and optionally an aluminum content of 0.3 to 3% Calcium carbide is alloyed. Technical grade calcium carbide can also be used to carry out the method of the invention be used.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Impflegierung ergibt gegenüber den nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Impflegierungen gleicher Zusammensetzung beim Einbringen in Gußeisenschmelzen eine wesentliche Verbesserung der Zugfestigkeit des Gußeisens, was aus der Abbildung ersichtlieh ist. Weiterhin stellt Kalziumkarbid im Vergleich zu Kalzium-Silizium eine wirtschaftlich billigere Legierungskomponente zur Herstellung von Impflegierungen dar.The inoculant produced according to the method of the invention yields over those according to the conventional one Inoculation alloys of the same composition produced by the process when introduced into cast iron melts a significant improvement in the tensile strength of the cast iron, which can be seen from the figure is. Furthermore, calcium carbide is an economically cheaper alloy component compared to calcium silicon for the production of inoculation alloys.
(erfindungsgemäße Arbeitsweise)(working method according to the invention)
Eine 2 t fassende Pfanne wurde im Verlaufe von etwa 20 Minuten mit flüssigem Ferrosilizium mit einem Si-Gehalt von 75 Gewichtsprozent gefüllt. Gleichzeitig wurden 80 kg etwa 80prozentiges Kalziumkarbid gleichmäßig mit dem Einlaufstrahl des flüssigen Ferrosiliziums nach und nach in die Pfanne eingebracht. Nach dem Abschlacken der Schmelzoberfläche wurde das mit Kalziumkarbid behandelte Ferrosilizium in bekannter Weise vergossen. Man erhielt eine Ferrosiliziumlegierung mit einem Kalziumgehalt von 1,2%.A 2 ton ladle was filled with liquid ferrosilicon with a Si content in the course of about 20 minutes filled by 75 percent by weight. At the same time, 80 kg became about 80 percent calcium carbide gradually introduced into the pan evenly with the inlet jet of the liquid ferrosilicon. After the enamel surface was deslagged, the ferrosilicon treated with calcium carbide became more popular Way shed. A ferrosilicon alloy with a calcium content of 1.2% was obtained.
Beispiel 2
(bekannte Arbeitsweise)Example 2
(known way of working)
In einer 2 t fassenden Pfanne wurden 80 kg Kalziumsilizium mit einem Kalziumgehalt von etwa 30% vorgelegt. Anschließend wurde die Pfanne mit flüssigem Ferrosilizium mit 75% Si gefüllt und nach kurzem Abstehen die Schmelze abgeschlackt. Die Schmelze wurde danach wie üblich vergossen. Es wurde eine Impflegierung mit etwa 1,2% Kalzium erhalten, die durch Brechen und Klassieren zerkleinert wurde.80 kg of calcium silicon were placed in a 2 ton pan presented with a calcium content of about 30%. Then the pan was filled with liquid ferrosilicon filled with 75% Si and slagged off the melt after standing for a short time. The melt was then poured as usual. An inoculant alloy with about 1.2% calcium was obtained, which by breaking and classifying was crushed.
Mit Hilfe der in den Beispielen 1 und 2 erläuterten Impflegierungen wurden jeweils übereutektische Graugußschmelzen mit einem Sättigungsgrad (Sc) von 1,05 geimpft und die Änderung der Zugfestigkeit des Graugusses in Abhängigkeit von der Menge an zugeführtem Impfmittel ermittelt. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind in den in deriAbbildung dargestellten Kurven verdeutlicht, wobei die obere Kurve die Impfwirkung eines mit Kalziumkarbid und die untere Kurve die Impfwirkung eines mit Kalzium-Silizium legierten Ferrosiliziums wiedergibt. Es kann festgestellt werden, daß die Zugfestigkeit eines mit der erfindungsgemäßen Impflegierung behandelten Graugusses die eines mit der bekannten Impflegierung geimpften Graugusses wesentlich übertrifft.With the aid of the inoculant alloys explained in Examples 1 and 2, hypereutectic gray cast iron melts with a degree of saturation (Sc) of 1.05 were inoculated and the change in tensile strength of the gray cast iron was determined as a function of the amount of inoculant added. The results achieved here are illustrated in the curves shown in the figure, the upper curve showing the inoculation effect of a ferrosilicon alloyed with calcium carbide and the lower curve the inoculation effect of a ferrosilicon alloyed with calcium-silicon. It can be established that the tensile strength of a gray cast iron treated with the inoculation alloy according to the invention substantially exceeds that of a gray cast iron inoculated with the known inoculation alloy.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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