DE1608195B1 - Process for the production of ferro-silicon - Google Patents

Process for the production of ferro-silicon

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DE1608195B1
DE1608195B1 DE19681608195 DE1608195A DE1608195B1 DE 1608195 B1 DE1608195 B1 DE 1608195B1 DE 19681608195 DE19681608195 DE 19681608195 DE 1608195 A DE1608195 A DE 1608195A DE 1608195 B1 DE1608195 B1 DE 1608195B1
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ferrosilicon
silicon
cast iron
production
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Koya Seki
Shiro Terado
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Nippon Denko Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

3 43 4

der Temperatur ganz wesentlich auf die Füllung, d. h. Fähigkeit zur Bildung von Kugelgraphitguß eintritt, die herzustellende- Ferrosiliciumlegierung ankommt. wogegen bei einem sauren oder schwach basischenthe temperature has a major impact on the filling, d. H. Ability to form nodular cast iron occurs, the ferro-silicon alloy to be produced arrives. whereas with an acidic or weakly basic one

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ver- pH-Wert-Bereich der Schlacke nach Beendigung der fahren zur Herstellung von Legierungen auf Ferro- Reaktion keine zufriedenstellende Fähigkeit der silicium-Basis zu schaffen, die bei der Verwendung als 5 Legierung zur Bildung von Kugelgraphitguß erwartet Zusatzstoff bei der Herstellung von Kugelgraphitguß werden kann.Accordingly, it is the object of the invention to provide a pH range of the slag after the end of the drive for the production of alloys on ferrous reaction not a satisfactory ability of the to create silicon-based, which is expected when used as an alloy for the formation of nodular cast iron Additive in the production of nodular cast iron can be.

ein Material mit hoher Zugfestigkeit ergeben. Die Verwendung eines basischen, feuerfesten Mate-result in a material with high tensile strength. The use of a basic, refractory material

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß man rials, ζ. B. vom Magnesiumoxyd-Typ macht es jedoch a) Kalk oder Kalkstein in eine Gießpfanne einbringt, unvermeidlich, daß das Auskleidungsmaterial mit die mit basischem feuerfestem Material ausgekleidet io Silicium reagiert oder als schlackenbildendes Mateist, das eine minimale Menge an Siliciumoxyden ent- rial wirkt. Um eine Erosion des Auskleidungsmaterials hält, b) die Pfanne erhitzt, bis die Temperatur der Aus- zu vermeiden, ist es daher bevorzugt, als Auskleidungskleidungsoberfläche auf etwa 1000° C erhöht ist, material gebrannte Steine aus Magnesiumoxyd od. dgl., c) eine geschmolzene Ferrosiliciumlegierung in die die unempfindlich gegen Erosion sind, an Stelle von Pfanne einbringt, d) das geschmolzene Metall in der 15 gegen Erosion empfindlichen gießbaren Materialien Pfanne bei einer Temperatur von mindestens 15OQ0C zu verwenden,
hält, dem geschmolzenen Metall in der Pfanne eine
Schüttelbewegung durch exzentrisches Rotieren der
The solution to this problem is that one rials, ζ. B. of the magnesium oxide type, however, a) introduces lime or limestone into a ladle, inevitably that the lining material reacts with the silicon lined with basic refractory material or is as a slag-forming material, which acts a minimal amount of silicon oxides. In order to avoid erosion of the lining material, b) the pan is heated until the temperature of the lining is avoided, it is therefore preferred to increase the lining lining surface to about 1000 ° C, material burned stones made of magnesium oxide or the like, c) a molten ferrosilicon alloy in which that are insensitive to erosion, is introduced in place of pan, d), the molten metal in the 15 sensitive to erosion castable materials pan at a temperature of at least 0 C 15OQ to use,
holds the molten metal in the pan
Shaking movement by eccentric rotation of the

Pfanne erteilt bis die Reaktion beendet ist während 2> TemperaturbedingungenPan left until the reaction has ended during 2> temperature conditions

man das geschmolzene Metall bei einer so hohen Tem- 20
peratur hält, daß es nach Beendigung der Reaktion
the molten metal at such a high temperature
temperature maintains that it after the reaction has ended

eine Temperatur von mindestens 1350° C aufweist und Die Temperatur der Schmelze nach Beendigunghas a temperature of at least 1350 ° C and the temperature of the melt after completion

e) das geschmolzene Metall in eine Gußform gießt. der Reaktion soll nicht unterhalb von 1350° C liegen.e) pouring the molten metal into a mold. the reaction should not be below 1350 ° C.

Bei diesem Verfahren wird das Schütteln an einem Bei Legierungen mit Schmelzpunkten Von nicht Punkt abgebrochen, an welchem die Farbe der Funken 25 unterhalb Von 1350° C soll die Temperatur der geaus der Schmelze sich von Rot zu Bläulich-Weiß ver- schmolzenen Legierung nach Beendigung der Reakändert, während die Schmelze bei der Temperatur von tion nicht niedriger als der betreffende Schmelzpunkt mindestens 1350° C gehalten wird und die Schmelze in sein und die Schmelze noGh eine Temperatur aufeine Gußform gegossen wird, nachdem die Schmelze weisen, bei welcher die geschmolzene Legierung eine eine Weile lang stillstehen gelassen wurde. 30 beträchtliche Fließfähigkeit besitzt. Die ErgebnisseIn this process, the shaking of an alloys with melting points Von is not Point broken off at which the color of the sparks 25 below 1350 ° C should be the temperature of the geaus the melt changes from red to bluish-white fused alloy after the end of the reac, while the melt at the temperature of tion is not lower than the relevant melting point is kept at least 1350 ° C and the melt is in and the melt is noGh a temperature Casting mold is poured after the melt point at which the molten alloy is a was left still for a while. 30 has considerable fluidity. The results

Das durch das vorstehend beschriebene Verfahren von Versuchen haben gezeigt, daß eine Legierung erhaltene Produkt erfüllt die Erfordernisse für Ferrö- als Zusatzstoff mit einer gewünschten Fähigkeit zur silicram-Legierungen zur Verwendung als Zusatzstoff Bildung von Kugelgraphitguß nicht bei einer Tembei der Herstellung von Kugelgraphitguß. Gußeisen, peratur der Schmelze erhalten werden kann, die die unter Verwendung einer derartigen Ferrosilicium- 35 nicht höher als 135O0C liegt. Die Reaktion zwischen Legierung als Zusatz hergestellt wurden, besitzen eine schlackebildendem Material und der Legierung auf Zugfestigkeit von 60 kg/mm8, wenn sie gegössen Ferrosilicium-Basis gemäß der Erfindung ist stark werden bei einer minimalen Unregelmäßigkeit. Dem- endotherm, so daß die Temperatur der geschmolzenen gemäß ist es nach dem Verfahren der Erfindung mög- Legierung während der Reaktion stark abfällt. Daher lieh, eine ausgezeichnete Zusatzlegierung herzustellen, 40 kann die Temperatür def geschmolzenen Legierung die es ermöglicht, Kugelgraphitguß mit hoher, gleich- von 1350° C oder höher bei Vollendung der Reaktion förmiger Zugfestigkeit herzustellen. nur dann eingehalten werden, wenn die geschmolzeneThe product obtained by the above-described method of experiments has shown that an alloy meets the requirements for ferrous additive with a desired ability to silicram alloys for use as additive formation of nodular cast iron not in the manufacture of nodular cast iron. Cast iron, temperature of the melt can be obtained which is not higher than 135O 0 C using such a ferrosilicon 35. The reaction between alloy made as an additive possessing a slag-forming material and the alloy to tensile strength of 60 kg / mm 8 , when cast ferrosilicon-based according to the invention will be strong with minimal irregularity. Dem- endothermic, so that the temperature of the molten alloy according to the method of the invention falls sharply during the reaction. Therefore, it is possible to produce an excellent filler alloy, 40 the temperature of the molten alloy which enables spheroidal graphite cast iron to be produced with a high tensile strength equal to or greater than 1,350 ° C. or higher upon completion of the reaction. only adhered when the melted

Um ein zufriedenstellendes Ergebnis bei dem Ver- Legierung bei einer Temperatur von mindestens fahren nach der Erfindung zu erhalten, muß das 1500° C vor dem Schütteln gehalten wird. In dieser Verfahren unter Erfüllung folgender Bedingungen 45 Hinsicht ist es, wenn eine Gußpfanne mit einer ausgeführt werden: Kapazität von 11 oder einer geringeren KapazitätTo achieve a satisfactory result in the alloy at a temperature of at least To get driving according to the invention, the 1500 ° C must be kept before shaking. In this Procedure in compliance with the following conditions 45 is when a ladle with a run: capacity of 11 or less capacity

verwendet wifd und eine geschmolzene Legierung bei einei Temperatur von 1700 bis 1800° C im Verlaufuses wifd and a molten alloy at a temperature of 1700 to 1800 ° C in the course

1. Feuerfestes Auskleidungsmaterial einer. kürzeren Zeit als 10 Minuten in die Pfanne1. Refractory lining material one . less than 10 minutes in the pan

50 zu gießen ist, mindestens erforderlich, die Pfanne zuvor mittels Hilfsheizeinrichtungen einschließlichTo pour 50 is, at least required, the pan beforehand by means of auxiliary heating devices including

Das zu verwendende feuerfeste Auskleidungs- des eingeführten schlackebildenden Materials aufThe refractory lining to be used of the introduced slag-forming material

material muß aus solchen basischen, feuerfesten eine Temperatur von etwa 1000° C zu erhitzen.material must be made of such basic, refractory to heat a temperature of about 1000 ° C.

Materialien ausgewählt sein, die minimale Mengen Das Verfahren gemäß der Erfindung weist gegen-Materials should be selected that have minimal quantities.

an Siliciumdioxyd und Aluminiumoxyd enthalten. 55 über dem bekannten Verfahren wirtschaftliche Vor-contain silicon dioxide and aluminum oxide. 55 over the known process economic advantages

In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, feuerfeste Mate- teile in der Weise auf, daß das Verfahren innerhalbIn this regard it is advantageous to use refractory materials in such a way that the process within

rialien aus Magnesiumoxyd und von der Art des einer sehr kurzen Zeitdauer ausgeführt werden kann,materials made of magnesium oxide and of the type which can be carried out for a very short period of time,

Dolomite, jedoch vorzugsweise keine gebrannten daß der verfügbare Prozentsatz an Silicium bemerkens-Dolomites, but preferably not calcined, that the available percentage of silicon is remarkable.

Steine aus Aluminiumoxyd, zu verwenden. Die wert erhöht werden kann, da kein Silicium unwirt-Alumina stones to be used. The value can be increased, since no silicon is inhospitable

Basizität des zum Auskleiden verwendeten feuer- 60 schaftlich durch Oxydation verbraucht wird, wie dasBasicity of the fire used for lining 60 is consumed by oxidation, like that

festen Materials besitzt einen großen Einfluß auf die bei dem bekannten Verfahren der Fall war, und daßsolid material has a great influence on which was the case in the known method, and that

Fähigkeit zur Bildung von Kugelgraphitguß der die Heizenergie, welche bisher erforderlich war, nichtAbility to form nodular cast iron that does not have the heating energy that was previously required

herzustellenden Legierung, da die Verwendung eines erforderlich ist wegen des Einführens von heißemalloy to be produced, since the use of one is required because of the introduction of hot

kohlenstoffhaltigen Materials zur Einführung von Ferrosilicium. Das Verfahren gemäß der Erfindungcarbonaceous material to introduce ferro-silicon. The method according to the invention

Kohlenstoff — wenn auch in geringer Menge — in 65 ist insbesondere insofern vorteilhaft, als LegierungenCarbon - albeit in a small amount - in 65 is particularly advantageous as alloys

die herzustellende Legierung führt, mit dem Ergebnis, auf Ferrosilicium-Basis, die es ermöglichen, Kugel-the alloy to be produced leads, with the result, on ferrosilicon basis, which make it possible to produce spherical

daß die Legierung nach dem Gießen dazu neigt, graphitguß mit einer Zugfestigkeit von 60 kg/mm2 that the alloy, after casting, tends to cast graphite with a tensile strength of 60 kg / mm 2

zerstört zu werden, obwohl keine Änderung in ihrer oder darüber herzustellen, auf stabiler Basis erhaltento be destroyed, although no change in it or above to be established, preserved on a stable basis

werden können und ferner, als bei Ausführung des Verfahrens unter den gleichen Bedingungen eine Veränderung des Wertes der Zugfestigkeit des mit Hilfe der hergestellten Legierung hergestellten Kugelgraphitgusses unter Berücksichtigung eines gewünschten Wertes auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden kann, so daß Legierungen, die in der Lage sind, eine gewünschte Zugfestigkeit in dem damit hergestellten Kugelgraphitguß zu erzeugen, mit einem minimalen Prozentsatz an Ausschuß erzeugt werden können. Bisher wurde die Zugfestigkeit eines Kugelgraphitgusses durch tatsächliche Messung der Zugfestigkeit an einem Probestück festgestellt, das aus jedem Abstich entnommen wurde. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist ein derartiges Probeziehen nicht erforderlich, und die Herstellung kann mittels lediglich eines Steuerungsdiagramms geregelt werden. Infolgedessen können die Inspektionskosten wesentlich herabgesetzt werden.can be and further, than when carrying out the method under the same conditions a Change in the value of the tensile strength of the spheroidal graphite cast iron produced with the aid of the alloy produced can be reduced to a minimum, taking into account a desired value can, so that alloys that are able to have a desired tensile strength in the produced therewith To produce ductile iron can be produced with a minimal percentage of rejects. Previously, the tensile strength of a nodular cast iron was determined by actually measuring the tensile strength found on a sample taken from each tap. According to the procedure according to of the invention, such a sampling is not required, and the production can be by means of only a control diagram. As a result, the inspection cost can be substantial be reduced.

Nachfolgend wird das Verfahren gemäß der Erfindung an Hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die mikroskopische Fotografien darstellt, welche die Strukturen der mit den gemäß der Erfindung hergestellten Legierungen gewonnenen Kugelgraphitgüsse zeigen, im einzelnen näher erläutert.The method according to the invention is described below using an example with reference to FIG the drawing depicting microscopic photographs showing the structures of the with the according to the Invention produced alloys show obtained spheroidal graphite castings, explained in more detail.

Beispielexample

Das Verfahren gemäß der Erfindung wurde unter Verwendung einer mit Magnesiumoxydbrandsteinen ausgekleideten Gußpfanne mit einer Kapazität von 500 kg (berechnet auf Basis von Roheisen) ausgeführt. Zunächst wurde die Oberfläche der Auskleidung mittels eines Heizölbrenners 1 Stunde vor Ausführung des Verfahrens erhitzt. 15 Minuten nach Beginn der Erhitzung wurde ein schlackebildendes Material in die Gußpfanne eingebracht, und unmittelbar darauf wurde die Verbrennungstemperatur des-Heizöls durch Einmischen von Sauerstoff in die Druckluft für den Brenner erhöht, um die Temperatur der Oberfläche der Auskleidung zu erhöhen. Als die Temperatur der Auskleidungsoberfläche über 1000° C erreicht hatte, wurde ein geschmolzenes Ferrosilicium in die Gußpfanne eingebracht. Der Brenner wurde entfernt, als die Menge des geschmolzenen Ferrosiliciums in der Gußpfanne etwa 300 kg erreicht hatte, und eine Vorrichtung zum Schütteln der Gußpfanne wurde dann unmittelbar in Bewegung gesetzt, um die Pfanne entlang eines horizontalen Kreises von 90 mm Durchmesser bei einer Geschwindigkeit von 92 Umdr./ Min. zu rotieren. Die Pfanne wurde auf diesem Weg in der Weise wechselweise bewegt, daß sie 7 Sekunden lang in eine Richtung und nach Stationärhalten während 1,5 Sekunden in der entgegengesetzten Richtung 7 Sekunden lang rotiert wurde. In der Zwischenzeit wechselte die Farbe der aus dem Inneren der Pfanne mit einem weißen Rauch heraussprühenden Funken von Rot zu Bläulich-Weiß, und die Bewegung; der Pfanne wurde an diesem Punkt angehalten. Dia Pfanne wurde stillgehalten, und nachdem die Oberflächenschicht der Schlacke fest geworden war, wurd& die Pfanne geneigt, und die Schmelze wurde aus der Pfanne in eine Gußform durch ein durch den unteren Teil der fest gewordenen Schlacke gebohrtes Loch gegossen. Das vorstehend beschriebene Verfahren wuide unter Verwendung verschiedener schlackebildender Materialien in jeweils unterschiedlichen Mengen wiederholt, und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.The method according to the invention has been carried out using one with magnesia bricks lined ladle with a capacity of 500 kg (calculated on the basis of pig iron). First, the surface of the lining was made using a fuel oil burner 1 hour before execution of the process heated. 15 minutes after the start of heating, it became a slagging one Material was placed in the ladle, and immediately afterwards the combustion temperature of the heating oil was set by mixing oxygen into the compressed air for the torch it increases the temperature to increase the surface area of the lining. Than the temperature of the lining surface over 1000 ° C a molten ferrous silicon was placed in the ladle. The burner was removed when the amount of molten ferro-silicon in the ladle reached about 300 kg, and a device for shaking the ladle was then immediately set in motion to the Pan along a horizontal circle of 90 mm diameter at a speed of 92 rev / Min. To rotate. The pan was alternately moved in this way for 7 seconds long in one direction and after holding stationary for 1.5 seconds in the opposite direction Rotated for 7 seconds. In the meantime the color of the inside of the changed Pan with a spark of white smoke spurting from red to bluish-white, and the movement; the pan was stopped at this point. The pan was kept still, and after the surface layer When the slag had solidified, the pan was tilted and the melt came out of it Pan in a mold through a hole drilled through the lower part of the solidified slag poured. The method described above was carried out using different slag-forming materials in each different one Amounts repeated and the results obtained are shown in the table below.

Kate
gorie
Kate
gorie
Ver
such
Ver
search
S
Vor der
S.
Before the
Analyse
i
Nach der
analysis
i
After
des geschm
C
Vor der
of the Schm
C.
Before the
olzenen M
a
Nach der
olzenen M
a
After
etalls (%)
1
Vor der
etalls (%)
1
Before the
Nach derAfter Metallmetal Zusammensetzung (leg)
Schlackebildendes Material
Composition (leg)
Slagging material
Aluminiufli-
oxyd
Aluminum
oxide
FluoritFluorite
Nr.No. Be
handlung
Be
plot
Be
handlung
Be
plot
Be
handlung
Be
plot
Be
handlung
Be
plot
Be
handlung
Be
plot
Be
handlung
Be
plot
275275 ÄtzkalkQuick lime 7,57.5 6,96.9
II. 11 68,768.7 67,467.4 0,110.11 1,221.22 0,220.22 0,650.65 245245 15,615.6 7,57.5 6,96.9 22 71,071.0 68,868.8 0,440.44 1,341.34 0,440.44 0,720.72 335335 15,615.6 99 33 33 72,972.9 70,670.6 1,101.10 1,451.45 0,390.39 2,212.21 255255 1818th 99 SS. 44th 67,267.2 68,568.5 0,880.88 1,361.36 0,640.64 1,961.96 235235 1818th KohlenCoals IIIIII 55 64,564.5 64,464.4 0,080.08 0,880.88 0,400.40 1,481.48 1818th stoffmaterial pulver 2powder 2 350350 KohlenCoals 66th 69,169.1 69,169.1 1,021.02 1,311.31 0,770.77 1,741.74 1818th stoffmaterial pulver 2powder 2 265265 - - rvrv 77th 70,270.2 71,471.4 0,320.32 1,521.52 0,820.82 0,980.98 290290 2020th - - 88th 71,871.8 71,471.4 0,310.31 0,550.55 0,600.60 0,580.58 275275 2020th VV 99 71,871.8 71,071.0 0,380.38 0,520.52 0,670.67 0,590.59 275275 1010 - - 1010 69,769.7 66,766.7 1,151.15 1,481.48 0,490.49 0,900.90 300300 2020th - - 1111th 68,768.7 67,467.4 1,481.48 1,481.48 0,740.74 0,960.96 Calcium-Calcium carbonatcarbonate 175175 2020th 4,44.4 4,6.4.6. VIVI 1212th 71,271.2 69,669.6 1,011.01 1,231.23 0,680.68 1,341.34 109109 1111th 55 - 1313th 69,369.3 67,567.5 0,870.87 1,961.96 0,670.67 1,871.87 300300 3030th 33 VIIVII 1414th 98,598.5 97,597.5 0,150.15 0,900.90 0,100.10 0,530.53 310310 2020th - 3-3- 1515th 98,298.2 97,297.2 0,200.20 1,021.02 0,080.08 0,610.61 2020th

Kategoriecategory Versuch
Nr.
attempt
No.
Schüttelzeit
(Minuten)
Shaking time
(Minutes)
Geschmolzenes Metall Temperatur (3C)
Vor der Behandlung ! Nach der Behandlung
Molten metal temperature ( 3 C)
Before the treatment! After treatment
1365
1380
1365
1380
1445
1440
1445
1440
1370
1490
1370
1490
Zugfestigkeit
(kg/mm2)
tensile strenght
(kg / mm 2 )
II. 1
2
1
2
5
3
5
3
1580
1545
1580
1545
1450 ! 1340
1510 1360
1450 ! 1340
1510 1360
1570 , 1430
1595 ; 1420
1650 , 1380
1570, 1430
1595; 1420
1650, 1380
1470
1480
1470
1480
72,4
74,0
72.4
74.0
IIII 3
4
3
4th
3
5
3
5
1620 ; 1430
1590 ; 1400
1620; 1430
1590; 1400
1470
1580
1470
1580
56,2
60,2
56.2
60.2
IHIH 5
6
5
6th
2
5
2
5
1630
1600
1630
1600
1580
1610
1580
1610
69,3
61,7
69.3
61.7
IVIV 7
8
7th
8th
4
4
4th
4th
73,5
70,7
73.5
70.7
VV 9
10
11
9
10
11th
4
4
4
4th
4th
4th
65,2
63,7
63,9
65.2
63.7
63.9
VIVI 12
13
12th
13th
- 52,4
35,5
52.4
35.5
VIIVII 14
15
14th
15th
2
2
2
2
71,3
74,0
71.3
74.0

Bemerkungen:Remarks:

Nr. 12. Das geschmolzene Metall wurde 3 Minuten lang durch Einbringen von grünem Holz stark gerührt. Nr. 13. Das geschmolzene Metall wurde 5 Minuten lang durch Einbringen von grünem Holz stark gerührt.No. 12. The molten metal was vigorously stirred for 3 minutes by introducing green wood. No. 13. The molten metal was vigorously stirred for 5 minutes by introducing green wood.

Unter Verwendung der so hergestellten Legierungen wurden Kugelgraphitgüsse hergestellt, und die Zugfestigkeit der einzelnen Kugelgraphitgüsse wurde in der nachstehend beschriebenen Weise gemessen.Using the alloys thus prepared, spheroidal graphite castings were made, and the tensile strength of the individual nodular cast iron was measured in the manner described below.

In einem basisch ausgekleideten Lichtbogenofen mit einer Kapazität von 50 kg wurden 50 kg Abfallstahl unter Zugabe einer solchen Menge Kohlenstoff eingeführt, daß der Kohlenstoffgehalt der Schmelze nach Entfernung der Schlacke auf einen Wert innerhalb des Bereiches von 3,8 bis 4% abfällt. Zu der Schmelze wurde ein basisches Flußmittel zur Reduktion und zum Feinern und anschließend 800 g einer zu untersuchenden Ferrosilicium-Legierung hinzugegeben. Das entstehende geschmolzene Metall wurde in dem Temperaturbereich von 1470 bis 1500° C gegössen. Das geschmolzene Metall wurde ferner in eine getrennte Gußpfanne in einer Menge von 10 kg gegossen, und nach Zugabe von 300 g der zu untersuchenden Ferrosilicium-Legierung hierzu wurde das geschmolzene Metall unmittelbar zu einem Stapelklotz mit einer Wanddicke von 40 mm vergossen, um ein Versuchsstück der Japanese Industrial Standards Nr. 4-Type herzustellen, an welchem die Zugfestigkeit des Kugelgraphitgusses gemessen wurde.In a basic-lined electric arc furnace with a capacity of 50 kg, 50 kg of scrap steel were produced introduced with the addition of such an amount of carbon that the carbon content of the melt drops to a value within the range of 3.8 to 4% after the slag has been removed. To the Melt became a basic flux for reduction and refining and then 800 g of one Ferrosilicon alloy to be investigated is added. The resulting molten metal was Cast in the temperature range from 1470 to 1500 ° C. The molten metal was also in poured a separate ladle in an amount of 10 kg, and after adding 300 g of the to be examined Ferrosilicon alloy for this purpose, the molten metal immediately became a stacking block potted with a wall thickness of 40 mm, to be a test piece of the Japanese Industrial Standards No. 4 type on which the tensile strength of the nodular cast iron was measured.

In der Tabelle wurden die Versuche in den Kategorien I bis einschließlich VI mit einem Ferrosilicium, das etwa 70% Silicium enthielt, und diejenigen in der Kategorie VII mit metallischem Silicium, das etwa 98% Silicium enthielt, ausgeführt. Die Versuche in Kategorie VI wurden unter starkem Rühren des geschmolzenen Metalls ohne Schütteln der Pfanne mit Hilfe von Gasen, die sich stark entwickelten, nachdem grünes Holz in das geschmolzene Metall gebracht wurde, ausgeführt. In diesen Fällen war die Zugfestigkeit der hergestellten Gußeisen nicht höher als 60 kg je mm2, d. h. niedriger als diejenige der Gußeisen in den anderen Versuchen. Diese Tatsache beweist die Notwendigkeit des Schütteins. Die Versuche Nr. 3 und 4 in Kategorie II sind repräsentativ für viele Versuche, durch welche festgestellt wurde, daß eine Zugfestigkeit eines Gußeisens von 60 kg je mm2 oder höher nicht erwartet werden kann, wenn die Temperatur des geschmolzenen Metalls nach Beendigung des Schüttelvorganges nicht höher als 1350° C ist. Die aus den Versuchen Nr. 1 und 6 erhaltenen Strukturen der Kugelgraphitgüsse werden in den mikroskopischen Fotografien der Zeichnung bei einer 120fachen Vergrößerung gezeigt.In the table, the tests in categories I through VI were carried out with a ferro-silicon containing about 70% silicon and those in category VII with metallic silicon containing about 98% silicon. The tests in Category VI were carried out with vigorous stirring of the molten metal without shaking the pan with the aid of gases which developed strongly after green wood was placed in the molten metal. In these cases the tensile strength of the cast irons produced was not higher than 60 kg per mm 2 , ie lower than that of the cast irons in the other tests. This fact proves the need for shaking. Tests No. 3 and 4 in Category II are representative of many tests by which it was found that a tensile strength of a cast iron of 60 kg per mm 2 or higher cannot be expected if the temperature of the molten metal is not after the end of the shaking process is higher than 1350 ° C. The structures of the spheroidal graphite castings obtained from Experiments Nos. 1 and 6 are shown in the microscopic photographs of the drawing at a magnification of 120 times.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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209 511/223209 511/223

Claims (1)

1 21 2 solche Legierungen vorgeschlagen, die aus nicht mehrsuggested such alloys that are made from no more Patentanspruch: als 90 % Eisen und aus 10 bis 99 % Silicium als GrundClaim: as 90% iron and from 10 to 99% silicon as the base bestandteile mit einer Zugabe von nicht mehr alscomponents with an addition of not more than Verfahren zur Herstellung von Ferrosilicium- 4 % Calcium, nicht mehr als 10 0J0 Aluminium, wobei Legierungen zur Verwendung als Zusatzstoff bei 5 der Gesamtwert des mit 10 multiplizierten Calciumder Herstellung von Kugelgraphitguß, g e k e η n- Prozentsatzes und des Alumimum-Prozentsatzes nicht zeichnet durch die folgenden, teilweise be- kleiner als 3 ist, nicht mehr als 0,05 % Kieselsäure oder kannten Verfahrensschritte, daß man Silicat und Verunreinigungen, die unvermeidlich inProcess for the production of ferrosilicon- 4% calcium, not more than 10 0 J 0 aluminum, alloys for use as an additive at 5 not showing the total value of the calcium multiplied by 10 of the production of nodular cast iron, geke η n percentage and the aluminum percentage by the following, sometimes smaller than 3, not more than 0.05% silica or known process steps that one silicate and impurities, which inevitably in derartige Legierungen eingeführt werden, zusammen-such alloys are introduced, together a) Kalk oder Kalkstein in eine Gießpfanne ein- 10 gesetzt sind.a) lime or limestone in a ladle are set one tenth bringt, die mit basischem feuerfestem Material Die bei dem Verfahren der genannten japanischenbrings that with basic refractory material Die in the process of said Japanese ausgekleidet ist, das eine minimale Menge an Patentschrift 300 442 verwendeten Ferrosilicium-Le-is lined that a minimal amount of patent specification 300 442 used ferrosilicon Le- Siliciumoxyden enthält gierungen wurden bisher dadurch hergestellt, daß manSilicon oxides containing alloys were previously prepared by b) die Pfanne erhitzt, bis die Temperatur der Aus- Stücke bzw. Brocken eines im Handel erhältlichen kleidungsoberflache auf etwa 10000C erhöht 1S Fetrosiliaums m einen rnit Magnesiumoxyd ausge-■ t kleideten Heroult-Ofen einbringt, das Ferrosihcmm mb) the cup is heated until the temperature of the off pieces or chunks of clothing increased surface commercially available at about 1000 0 C 1 S Fetrosiliaums m rnit a magnesium oxide excluded ■ t dressed Heroult furnace is introduced, the Ferrosihcmm m . .' , „ .,. . T . . dem Ofen unter Zugabe eines schlackebildenden. . ' , ".,. . T. . the furnace with the addition of a slag-forming c) eine geschmolzene Ferrosihcium-Legierung in Materials aus Ätzkalk, Dolomit und Fluorit schmilzt, die Pianne einbringt, das gescmnoizene Ferrosilicium stillstehen läßt, diec) a molten ferrous silicon alloy in material of quick lime, dolomite and fluorite melts, which brings in Pianne, the gescmno i zene ferrosilicon can stand still d) das geschmolzene Metall in der Pfanne bei 20 Schlacke entfernt und anschließend das geschmolzene einer Temperatur von mindestens 15000C Ferrosilicium in eine Gußform gießt. Der mit den in hält, dem geschmolzenen Metall in der Pfanne der beschriebenen Weise erhaltenen Ferrosüiciumeine Schüttelbewegung durch exzentrisches Legierungen hergestellte Kugelgraphitguß besitzt eine Rotieren der Pfanne erteilt, bis die Reaktion Zugfestigkeit im Bereich von 50 bis 80 kg/mm2. Die beendet ist, während man das geschmolzene a5 Zugfestigkeit variiert jedoch stark von Gußeisen zu Metall bei einer so hohen Temperatur hält, Gußeisen, und es ist äußerst schwierig, ein Gußeisen daß es nach Beendigung der Reaktion eine gleichförmig mit einer gewünschten Zugfestigkeit her-Temperatur von mindestens 1350° C aufweist, zustellen. Darüber hinaus war, da das Verfahren unter un(i Verwendung von kaltem Ferrosilicium als Ausgangs-d) removed, and then the molten a temperature of at least 1500 0 C ferro-silicon is poured, the molten metal in the ladle slag at 20 in a mold. The spheroidal graphite cast iron produced with the in holds, the molten metal in the ladle in the manner described, a shaking motion produced by eccentric alloys has a rotation of the ladle granted until the reaction tensile strength in the range of 50 to 80 kg / mm 2 . However, that is finished while maintaining the molten a5 tensile strength varies widely from cast iron to metal at such a high temperature, cast iron, and it is extremely difficult to obtain a cast iron that, after the reaction has finished, it has a uniform temperature of a desired tensile strength at least 1350 ° C. In addition, since the process was based on the un ( i use of cold ferrosilicon as starting material) e) das geschmolzene Metall in eine Gußform gießt. 30 material hergestellt wurde, der Verlust an Siliciume) pouring the molten metal into a mold. 30 material was produced, the loss of silicon infolge Oxydation während des Schmelzvorganges groß, wobei der verfügbare Prozentsatz an Silicium höchstens nur 90 % beträgt.large as a result of oxidation during the melting process, with the percentage of silicon available is at most only 90%. ' Versuche, unter Variierung der bekannten Verfahren'Experiments, varying the known procedures 35 Ferrosilicium-Legierungen herzustellen, wobei man statt von kaltem von geschmolzenem Ferrosilicium ausging und eine mit Magnesiumoxydschicht ausge-35 ferrosilicon alloys to produce, whereby one instead of cold, melted ferro-silicon and a layer of magnesium oxide Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kleidete Gußpfanne anwendete, führten nicht zum HerstellungvonFerrosilicium-Legierungen zurVerwen- Erfolg, da die erhaltenen Legierungen einen Kugeldung als Zusatzstoff bei der Herstellung von Kugel- 40 graphitguß ergaben, dessen Zugfestigkeit in weiten graphitguß. Grenzen variierte und insgesamt zu niedrig war.The invention relates to a method for clad pouring ladle applied, did not lead to Manufacture of ferrosilicon alloys for use- success because the alloys obtained have a ball as an additive in the production of spheroidal graphite cast 40, its tensile strength in wide cast graphite. Limits varied and overall was too low. Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1030 037 Ferner sind aus der deutschen AuslegeschriftIt is from the German Auslegeschrift 1030 037 Furthermore are from the German Auslegeschrift bekannt, bei der Durchführung von metallurgischen 1 270 822 Sihcium-Zuschlaglegierungen bekannt, deReaktionen zwischen Metallschmelzen und festen, ren Funktionsfähigkeit davon abhängt, daß der flüssigen oder gasförmigen Reaktionsmitteln ein be- 45 Sauerstoffgehalt auf unter 0,004% begrenzt ist. wegtes Reaktionsgefäß (Schüttelpfanne) zu verwenden Zur Herabsetzung des Sauerstoffgehaltes auf einen und als Reaktionsmittel pulverisierten Kalk zuzu- derart niedrigen Prozentsatz sind äußerst aufwendige setzen. Dabei wirkt z. B. in Stahlbädern der Kalk als Maßnahmen erforderlich. Außerdem spielen bei dieser Mittel zur Entfernung von Verunreinigungen, insbe- bekannten Legierung andere Bestandteile, wie Mn und sondere zur Bindung von Kieselsäure. Auf diese Weise 50 Ca eine wesentliche Rolle,known, known in the implementation of metallurgical 1 270 822 silicon aggregate alloys, deReaktionen between molten metal and solid, ren functionality depends on the liquid or gaseous reactants an oxygen content is limited to below 0.004%. Use a separate reaction vessel (shaking pan) to reduce the oxygen content to one and as a reactant pulverized lime at such a low percentage are extremely expensive set. It acts z. B. in steel baths the lime required as a measure. Also play at this one Means for removing impurities, in particular alloy, other constituents such as Mn and especially for binding silica. In this way 50 Ca plays an essential role kann man keine Ferrosilicium-Legierungen herstellen, Zur großtechnischen Herstellung von Kugelgra-one cannot produce ferrosilicon alloys, for the large-scale production of spheroidal graphs die sich zur Verwendung von gutem Kugelgraphitguß phitguß kommen diese bekannten Legierungen als eignen würden. Zusatzstoffe praktisch nicht in Betracht, da deren Herin der japanischen Patentanmeldung 24 212/64 ist stellung zu kompliziert ist und deren Funktionsweise die Herstellung von Kugelgraphitguß durch Zugabe 55 von zu vielen Variablen abhängig ist.
einer Ferrosilicium-Legierung beschrieben, das nur bei Schließlich sind aus der deutschen Auslegeschrift
which phitguß come to the use of good nodular cast iron these known alloys would be suitable. Additives are practically out of the question, since their position in Japanese patent application 24 212/64 is too complicated and the way in which the production of spheroidal graphite cast iron works by adding 55 is dependent on too many variables.
a ferrosilicon alloy that is only available from the German Auslegeschrift
speziellen Ca-, Al- und SiO2-Gehalt zum Erfolg führt. 1 213 088 Brenner zum Trocknen und Beheizen von Über die spezielle Herstellung einer besonders gut Pfannen, Konvertern u. dgl« für den Transport und geeigneten Legierung ist dieser japanischen Patentan- zum Vergießen flüssiger Metalle bekannt. Danach soll meldung nichts zu entnehmen. 60 vor dem Füllen einer Pfanne eine Beheizung sowiespecial Ca, Al and SiO 2 content leads to success. 1 213 088 Burner for drying and heating of This Japanese patent for the casting of liquid metals is known about the special production of pans, converters and the like that are particularly good for transport and a suitable alloy. After that, nothing should be taken from the message. 60 heating up before filling a pan as well In der japanischen Patentschrift 300 442 ist ein Ver- ein Warmhalten der Form erforderlich sein, um das fahren zur Herstellung von Kugelgraphitguß be- Springen der Auskleidung beim Füllen der Pfannen schrieben, bei dem Eisenlegierungen mit Ferrosilicium zu verhindern. Hierbei ist eine Verfahrensführung, mit speziellen Gehalten an Kohlenstoff in bestimmten unabhängig von der Art der Füllung, insbesondere der Anteilen verschmolzen werden. Jedoch ist nicht jedes 65 Zuschlagstoffe, vorgesehen. Eine solche Verfahrens-Ferrosilicium zur Verwendung bei diesem Verfahren führung ist zur Herstellung der nach der Erfindung geeignet. Als geeignete Ferrosilicium-Legierungen vorgesehenen Ferrosilicium-Legierungen völlig ungewerden in der japanischen Patentanmeldung 24 212/64 eignet, da es hierbei unter anderen für die EinstellungIn Japanese patent specification 300 442, a mold holding association is required in order to achieve the drive to the production of nodular cast iron by jumping the lining when filling the pans wrote to prevent iron alloys with ferrosilicon. Here is a procedure, with special levels of carbon in certain regardless of the type of filling, especially the Shares will be merged. However, not every 65 aggregate is intended. One such process-ferrosilicon for use in this process guide is for the production of the invention suitable. Ferrosilicon alloys provided as suitable ferrosilicon alloys are completely unrecognized in the Japanese patent application 24 212/64, since it is here, among other things, for the setting
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