DE1809271C3 - Verfahren zum Behandeln von geschmolzenen Metallen, insbesondere Gußeisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von geschmolzenen Metallen, insbesondere Gußeisen, durch zeillich gesteuerte Zugabe von Zuschlagstoffen in einer das geschmolzene Metall aufnehmenden Gießpfanne, die am Boden wenigstens eine Zuschlagstoff aufnehmende, durch eine Trennwand abgeteilte Kammer enthält, welche den kleineren Teil des Bodens einnimmt und welche mittels einer Schutzschicht aus Schüttgut vollständig abgedeckt ist, wobei die Schutzschicht nach dem ohne übermäßiges Spiitzen auf den verbleibenden freien Bodenteil erfolgten Eingießen der Schmelze in die Pfanne mit einer bestimmten Zeitverzögerung zerstört und der Zuschlagstoff dem Kontakt mit der Schmelze ausgesetzt wird.

Es ist schwierig, geschmolzenen Metallen zuzugebende Zuschlagstoffe in befriedigender Weise in der Schmelze aufzulösen und zu verteilen, wenn man den Zuschlagstoff auf die Oberfläche der in einer Gießpfanne befindlichen Schmelze aufgibt, weil durch Bildung von Oxydationsprodukten hohe Verluste entstehen und die mit dem Zuschlagstoff behandelte' fertige Schmelze gewöhnlich sehr heterogen ist. Deshalb ist man dazu übergegangen, den Zuschlagstoff in eine am Boden der Gießpfanne befindliche Kammer einzufüllen und diese Kammer mit einer Schutzschicht abzudecken, welche verhindert, daß die in die Gießpfanne eingegossene Metallschmelze sofort mit dem Zuschlagstoff in Kontakt kommt. Vielmehr bewirkt die Schutzschicht eine Zeilverzögerung zwischen dem Einfüllen der Schmelze und dem ersten Kontakt zwischen der Schmelze und dem Zuschlagstoff, insbesondere wenn man darauf achtet, daß der Strahl der eingegossenen Schmelze nicht auf die den Zuschlagstoff abdeckende Schutzschicht auftrifft.

Aus der britischen Patentschrift 898 809 ist es bekannt, die Schutzschicht aus eisenhaltigem Material zu bilden, jedoch ergibt sich dabei der Nachteil, daß der Teil der in die Gießpfanne eingefüllten Schmelze,

ίο der mit der Schutzschicht in Kontakt kommt, zu stark abkühlt, wenn die Schutzschicht dick ist, wodurch Fehler beim Vergießen der so behandelten geschmolzenen Metalle auftreten können, während, wenn die Schutzschicht zu dünn ist, die Gefahr besteht, daß die Reaktion zwischen dem geschmolzenen Metall und dem Zuschlagstoff zu früh beginnt und daher explosiv und dementsprechend gefährlich abläuft.

Außerdem ist es bei einem Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, die den Zuschlagstoff abdekkendc Schutzschicht aus Sand zu bilden, die vom in die Gießpfanne eingefüllten geschmolzenen Metall nach und nach aufgelöst und somit schließlich durchdrungen wird. Die Zeitverzögerung zwischen dem Eingießen der Schmelze in die Pfanne und dem Kontakt zwischen Zuschlagstoff und Schmelze hängt dabei von der Dicke der aus Sand bestehenden Schutzschicht und der Geschwindigkeit, mit welcher die Schmelze die Schutzschicht durchdringt, ab und kann nur ungefähr vorherbestimmt werden. Nachdem die Schmelze einmal in die Pfanne eingefüllt worden ist. kann die Verzögerungszeit und damit der Zeitpunkt des ersten Kontakts zwischen Schmelze und Zuschlagstoff nicht mehr beeinflußt werden (vgl. Broschüre »SilMag Alloys for Ductile Iron«, 1959, der Firme OhioFerro-Alloys Corporation, Canton, Ohio, USA) Außerdem ist es bekannt, zum Legieren von Metallen die einer Metallschmelze zuzugebenden Legierungsbestandteile in einer am Boden oder in der Seitenwand einer Gießpfanne angebrachten abgetrennten Kammer unterzubringen und die Kammer mil einem Deckel zu verschließen, der geöffnet wird wenn ein Kontakt zwischen diesen Zuschlagstoffer und der in die Gießpfanne eingegossenen Schmelze zustandekommensoll (deutsche Patentschrift 843 166) Der die die Zuschlagstoffe aufnehmende Kammci verschließende Deckel ist mit einem eine Betätigung von außerhalb der Gießpfanne ermöglichenden Mechanismus versehen, der kostspielig ist und von dci in die Gießpfanne eingegossenen Schmelze ebenst wie der Deckel selbst verschlissen werden kann (»Gießerei», 1953, S. 94 und 95). Auf diese Weise kam man zwar den Zeitpunkt des ersten Kontakts zwischen der in die Gießpfanne eingegossenen Schmelze und dem Zuschlagstoff auch noch nach Einfüllen dei Schmelze wählen, jedoch ist hierzu ein verhältnismäßig hoher Aufwand erforderlich und es ergibt siel außerdem das Problem, daß der bestehende Decke der den Zuschlagstoff aufnehmenden Kamme ebenso wie der diesen bewegenden Mechanismui die in die Pfanne eingegossene Schmelze über mäßig stark abkühlt und unter Einfluß der Schmelz« aufgelöst wird, wodurch sich nicht vermeiden läßt daß unerwünschte Legierungsbestandteile odei Fremdstoffe in die Schmelze gelangen.

Schließlich ist es auch bekannt, Zuschlagstoffe wie Magnesium zur gasförmigen Behandlung von Metallschmelzen diesen mit Hilfe eines Tauchgefäßes zuzugeben, das in eine Metallschmelze eingetaucht wird

damit in diesem Gefäß befindliches Magnesium durch die Hitze der Schmelze verdampft und durch Öffnungen des Gefäßes aus demselben in die Metallschmelze gelangt (deutsches Gebrauchsmuster 17 74 160). Das Eintauchen eines derartigen Tauchgefäßes in eine Metallschmelze ist umständlich und es läßt sich der Zeitpunkt des ersten Kontakts zwischen der Schmelze und dem Zuschlagstoff nicht genau bestimmen, weil nach dem Eintauchen des Tauchgefäßes in die Metallschmelze der Zuschlagstoff zunächst verdampft werden muß, bevor er in die Schmelze austreten kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Zeitpunkt des Beginns der Reaktion zwischen dem in einer Gießpfanne untergebrachten Zuschlagstoff und der in die Gießpfanne eingegossenen Metallschmelze in einfacher und die Zusammensetzung der behandelten Schmelze nicht beeinflussender Weise exakt bestimmen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die aus Graphit, Kohle, Kalziumkarbid, Kalkstein, Flußmittel und/oder Schlackebildner bestehende inerte Schutzschicht der den Zuschlagstoff enthaltenden Kammer zu einem bestimmten, jedoch wählbaren Zeitpunkt nach dem erfolgten Eingießen der Metallschmelze durch Einblasen von Gas in die Kammer durch einen im Boden angeordneten porösen Stopfen, gegebenenfalls unterstützt durch direkte mechanische Einwirkung von außen, zerstört oder allein durch direkte mechanische Einwirkung von außen mindestens teilweise zerstört wird.

Auf diese Weise läßt sich der Beginn der Reaktion zwischen Zuschlagstoff und Metallschmelze exakt auf einen beliebigen Zeitpunkt bestimmen, solange die Schmelze sich noch auf einer für die Behandlung mit dem betreffenden Zuschlagstoff geeigneten Temperatur befindet. Das ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn größere Gußstücke mit der Füllung mehrerer Gießpfannen gegossen werden müssen und es dementsprechend notwendig ist, die Reaktion der in mehreren Gießpfannen befindlichen Schmelze genau aufeinander abzustimmen. Weder durch das Zerstören der die Kammer abdeckenden Schutzschicht mittels eines in der Kammer gebildeten Gasüberdrucks noch durch das mechanische Zerstören der Schutzschicht gelangen Fremdstoffe in größeren Mengen in die Schmelze ur.d/oder den Zuschlagstoff, welche die Zusammensetzung des Endprodukts ungünstig beeinflussen können.

Die Erfindung ist besonders zum Erzeugen von Gußeisen mit Kugelgraphit geeignet, weil sich der in der Schmelze künstlich gebildete Kugelgraphit mit der Zeit in seine natürliche Form, nämlich in Lamellengraphit umbildet, wenn die so behandelte Metallschmelze nicht bald vergossen wird, sondern längere Zeit stehen bleibt. Je langer die Zeitdauer zwischen dem Beginn der Reaktion zwischen der Metallschmelze und dem Zuschlagstoff und dem Erstarren des Metalls ist, desto mehr Kugelgraphit setzt sich in Lamellengraphit um und desto geringer wird die Qualität des so behandelten Gußeisens. Falls man aber den Zeitpunkt des Beginns der Reaktion zwischen der Metallschmelze und den die Kugelgraphitbildung bedingenden Zuschlagstoffen genau bestimmen und somit feststellen kann, ist man auch in der Lage, das Vergießen der so behandelten Metallschmelze zu einem Zeitpunkt durchzuführen, der für die Beibehaltung des Kugelgraphits im erstarrten Gußeisen günstig ist.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der Erfindung wird die den Zuschlagstoff abdeckende Schutzschicht durchstochen, beispielsweise mit Hilfe einer von außen in die mit Schmelze gefüllte Gießpfanne kurzzeitig eingeführten Stange oder mit Hilfe einer aus der in die Schutzschicht von vornherein eingebetteten und zu einem beliebigen Zeitpunkt aus der Schutzschicht herauszuziehenden Stange. Im letztgenannten Fall muß die Stange aus feuerfestem Material bestehen, während diese Stange im erstgenannten Fall vorzugsweise eine Eisenstange ist. Das Durchstechen der Schutzschicht mit Hilfe einer einfachen Eisenstange ist die einfachste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahres, denn hierzu ist es möglich, eine übliche Gießpfanne mit geschlossener Wand und auf dem Boden derselben angebrachter nach oben offener Kammer für den Zuschlagstoff, die mit der inerten Schutzschicht abgedeckt wird, zu verwenden. Das Einstechen ist schnell und problemlos durchzuführen, so daß die hierzu verwendete Stange praktisch keiner Abnutzung unterworfen wird. Da die Schutzschicht hierbei durch

»5 einmaliges Einstechen nur an einer Stelle zu öffnen ist, kann man erreichen, daß die Reaktion zwischen Zuschlagstoff und Schmelze nur allmählich stattfindet, so daß auch hochgradig flüchtige und zu einer explosionsartigen Reaktion neigende Zuschlagstoffe nur nach und nach und damit problemlos mit der in die Gießpfanne eingefüllten Schmelze reagieren, ohne daß ein komplizierter Aufwand erforderlich wäre.

Die Schutzschicht wird hierbei in jedem Falle aus Material hergestellt, das von der Schmelze auch nach längerer Kontaktzeit nicht durchdrungen werden kann. Vielmehr bewirkt die Schmelze allenfalls, daß die oberste Lage der Schutzschicht unter Wärmeeinfluß angeschmolzen oder angesintert wird. Erst durch das Einblasen von Gas in die den Zuschlagstoff enthaltende Kammer oder durch die direkte mechanische Einwirkung von außen wird die Schutzschicht geöffnet bzw. zerstört, so daß erst dann die Schmelze mit dem Zuschlagstoff in Kontakt kommen und die Reaktion beginnen kann.

Als Zuschlagstoffe kommen beispielsweise Alkali-, Erdalkalimetalle und seltene Erdmetalle, wie Mg, Ba, Sr, Li, Ce, Na oder K oder Legierungen dieser Metalle, welche bei einer niedrigeren Temperatur als die in die Gießpfanne eingefüllte Schmelze schmelzen und explosionsartig mit Eisen oder Stahl reagieren, in Frage und werden zu diesem Zweck mit Graphit in einer Menge zwischen 10 bis 6O°/o des Gesamtgewichts des Zuschlagstoffs vermischt. Andererseits ist es auch möglich, die Zuschlagstoffe mit Kohle, Kalziumkarbid, Kalkstein, Flußmittel und/oder Schlackebildner in einer Menge von 10 bis 100% des Gesamtgewichts der Zuschlagstoffe zu vermischen, wobei in diesem Falle die Schutzschicht aus Kohle oder Schlackebildner besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich auch als Abwandlung des Verfahrens gemäß britischer Patentschrift 972 708 dar. Das Verfahren nach der britischen Patentschrift 972 708 sieht vor, zum Herstellen von Gußeisen mit Kugelgraphit die in einer Pfanne befindliche Schmelze mit Hilfe eines durch dieselbe hindurchgeblasenen inerten Gases in Bewegung zu versetzen, um das Vermischen zwischen Schmelze und Zuschlagstoff zu begünstigen. Dabei

wird das Gas durch einen in dem Boden der Gießpfanne im Bereich der den Zuschlagstoff aufnehmenden Kammer befindlichen gasdurchlässigen Stopfen eingeblasen und strömt gemeinsam mü dem verdampfenden Zuschlagstoff aus der Kammer in die Schmelze. Erfindungsgemäß wird nun das inerte Gas nacheinander zum Zerstören der Schutzschicht als auch dazu benutzt, die Schmelze in Bewegung zu setzen und dabei den Zuschlagstoff in der Schmelze zu verteilen. Jedoch ist es auch möglich, das Einblasen des die Schmelze in Bewegung setzenden Gases erst zu beginnen, wenn die Schutzschicht zerstört worden ist, beispielsweise durch Einblasen eines anderen Gases oder durch mechanische Einwirkung. Auch ist es möglich, das Zerstören der Schutzschicht mittels eingeblasenem Gas und durch direkte mechanische Einwirkung, beispielsweise durch Einstechen einer Stange von außen oder durch Herausziehen einer in die Schutzschicht eingebettete.i feuerfesten Stange, zu kombinieren.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele:

Beispiel 1

Es wurden 6,8 kg einer granulatförmigen 14°/oigen MgFeSi-Legierung in die am Boden einer ein Fassungsvermögen von 1 t besitzenden Gießpfanne befindliche Kammer eingegeben und die Kammer dann mit einer Schutzschicht aus etwa 2,3 kg körnigem Graphit abgedeckt. Daraufhin wurde 1 t geschmolzenes Gußeisen so in die Pfanne eingefüllt, daß der Gießstrahl nicht auf die den Zuschlagstoff enthaltende und mit einer Schutzschicht abgedeckte Kammer auftraf. Zum Füllen der Pfanne benötigte man 4 Minuten.

Danach wurde die Gießpfanne von der Gießstelle entfernt, was etwa 2 Minuten beanspruchte. Dann wurde die Reaktion zwischen dem schmelzflüssigen Gußeisen und dem Zuschlagstoff ausgelöst, die langsam und ruhig ablief, ohne daß das sonst bei einer derartigen Reaktion übliche Feuerwerk auf der Oberfläche der Schmelze entstand.

Es wurde gefunden, daß das so behandelte Gußeisen durch und durch gleichmäßig Graphit in Kugelform enthielt, wobei die ursprüngliche Zugfestigkeit des Gußeisens von 8,4 kp/mm² durch die Behandlung auf etwa 30,0 kp/mm² erhöht worden war.

Beispiel 2

Es wurden 5,44 kg Magnesiumferrosilicium-Legierung mit einem Magnesiumgehalt von 9% als Zuschlagstoff auf dem Boden einer mit feuerfestem Material ausgekleideten, 91 fassenden, einen porösen Stopfen zur Gaszufuhr enthaltenden Gießpfanne direkt über der Gaszufuhrstelle in einer Kammer angeordnet und mit einem Gemisch abgedeckt, welches aus 3 Teilen Graphit und 1 Teil Kalziumkarbid bestand. Die Schutzschicht war in einer Menge von 30% des Gewichts des Zuschlagstoffs vorgesehen und besaß eine Dicke von etwa 16 mm. Dann wurden etwa 9 t Gußeisen aus einem Kupolofen in die Gießpfanne abgestochen, wobei der Strom des flüssigen Metalls nicht auf den abgedeckten Zuschlagstoff gerichtet war oder auf die Schutzschicht auftreffen konnte. Das flüssige Metall stieg dabei über die Schutzschicht der Zuschlagstoffe, ohne dieselbe zu zerstören ode·· auszuwaschen. Es waren 2 Minuten nötig, um die genannte Menge des Ivleialis in die Pfanne ciii/ufülicn. Während dieser Zeit blieb die hochgradig reaktionsfähige Magnesium-Legierung unverändert auf dem Pfannenboden. Dann wurde durch den porösen Stopfen Gas mit einem Überdruck von 0,7 kp/cm² und in einer Menge von etwa 0,2 m³/h in die Pfanne geleitet, bis der Gasüberdruck die Schutzschicht zerstörte und die Reaktion zwischen dem Zuschlagstoff und dem geschmolzenen Metall begann. Die hierfür benötigte Zeit betrug etwa 10 Sekunden. Die Reaktion

ίο wurde dann mit gesteuerter Geschwindigkeit für eine weitere Minute fortgesetzt, wobei ein Minimum an »Feuerwerk« bzw. Funkenflug entstand und das geschmolzene Metall nur leicht aufwallte.

In dem so behandelten Gußeisen lag der Kohlenstoff vollständig in Kugelform übergeführt vor, so daß das fertige Gußeisen ausgezeichnete physikalische Eigenschaften besaß, weiche weit über denen bekannter Gußeisen lagen.

Beispiel 3

Es wurde eine etwa 9 t fassende Gießpfanne benutzt, um etwa 7,25 t gewöhnliches, aus einem Kupolofen abgestochenes Gußeisen zu behandeln. Die mit feuerfestem Material ausgekleidete Gießpfanne

»5 besaß einen in drei Kammern unterteilten Boden, wobei die Unterteilung aus jeweils 7,6 cm hohen Stegen aus feuerfestem Material bestanden. Am Pfannenboden war außerdem im Bereich jeder dieser Kammern je ein poröser Stopfen für den Gasdurchtritt vorgesehen.

In diesem Falle sollte das Endprodukt ein Gußeisen mit Kugelgraphit mit einem Gehalt von 0,5% Molybdän sein. Um dies bei Verwendung eines einen hohen Schwefelgehalt aufweisenden Grundmetalls (0,12% Schwefel) durchführen zu können, ist es aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, einen großen Teil des Schwefels vor Zugabe der zum Erzeugen des Kugelgraphits benötigten Zuschlagstoffe zu entfernen, weil diese mit Schwefelverbindungen reagieren, so daß nur wenig Magnesium rückgewonnen werden kann. Um die Verringerung des Schwefelgehalts durchzuführen, wurde in eine der Kammern ein Gemisch aus Kalziumsilicid und Natriumfluorid im Verhältnis 1:2,6 in einer Menge von 1% des Gewichts des zu behandelnden Metalls eingegeben.

In die zweite Kammer wurde eine Magnesiumferrosilicium-Legierung mit einem Magnesiumgehalt von 14% in einer Menge von 1,2% eingegeben.
Die Zuschläge in beiden Kammern wurden mit einem Schutzgemisch gemäß Beispiel 1 in einer Menge von 50% des Gewichts der Zuschlagstoffe überdeckt, wodurch man eine Schutzschicht von etwa 25 mm Dicke erhielt.

Zusätzlich wurde schließlich eine körnige Ferromolybdän-Legierung in einer Menge von 0,75% in die dritte Kammer eingegeben. Da diese Legierung hochschmelzend ist und sich gewöhnlich nicht ohne weiteres in geschmolzenem Gußeisen auflöst, wurde keine Schutzschicht vorgesehen. Vielmehr wurde das aus dem Kupolofen kommende Gußeisen in die die Ferromolybdän-Legierung enthaltende Kammer geleitet. Der Metallspiegel stieg nach und nach über die Begrenzungswand dieser Kammer und floß dann langsam in die anderen beiden Kammern, welche stark reagierende Zuschlagstoffe enthielten, ohne daß eine starke Metallbewegung stattfand oder das überströmende Metall die in diesen Kammern vorliegenden ScnUi/SCiliCnicn WCgvVüSCii.

7 8

Nachdem die Pfanne vollständig gefüllt war, wur- ncr Kammer angebracht und mit einer 25 mm dicken de durch den poriisen Stopfen Gas in die die Ferro- Schutzschicht aus körnigem Kalkstein abgedeckt. Das molybdän-Legierung enthaltende Kammer mit einem einen Mangangehalt von 0,6°/e aufweisende flüssige Überdruck von 1,75 kp/cm² und einer Strömungsge- Ilisen wurde in die Pfanne abgestochen, jedoch nicht schwindigkeit von etwa 0,4 m-Vh eingeleitet. Die hier- 5 direkt auf die den Zuschlagstoff abdeckende Schutzdurch in der Schmelze entstehende Bewegung und schicht. Das flüssige Eisen floß dabei über die Turbulenz, welche eine maximale Auflösung und Schutzschicht, ohne dieselbe zu zerstören. Nachdem Ausbeute der Ferromolybdän-Legierung und eine die Pfanne gefüllt war, wurde Gas unter einem Übervollständige Homogenität in dem gesamten Schmelz- druck von 0,7 kp/cm² durch das poröse Element zubad bewirken sollte, beschädigte die Schutzschichten io geführt, bis der Gasdruck die Schutzschicht zerstört in den beiden anderen Kammern nicht. Nach einer hatte und die oxidierende Reaktion auch nach Ab-Behandlungszeit von 1 Minute wurde die Gaszufuhr schalten der Gaszufuhr sich von selbst fortsetzte. Die abgeschaltet und auf den porösen Stopfen in der Reaktion mit dem Zuschlagstoff setzte sich dann etwa Kammer umgeschaltet, welche das Gemisch aus Na- 1,5 Minuten lang fort. Der Mangangehalt des so betriumfluorid und Kalziumsiücid enthielt. Sobald die 15 handelten Eisens betrug nur noch 0,12^e/o.
Schutzschicht dieser Kammer vom Gasdruck zerstört . -ic
worden war, wurde der durch die Reaktion zwischen ' " '

Natriumfluorid und Kalziumsilicid gebildete Natri- In diesem Falle sollte Aluminiumlegierungsguß ge-

umdampf frei, welcher Schwefel aus dem geschmol- reinigt und entgast werden.

zenen Metall entfernte, so daß der Rest-Schwefel- 20 Es wurde eine zwei Kammern aufweisende Gießgehalt des in der Pfanne befindlichen Gußeisens pfanne verwendet, wobei in der einen Kammer (),Ol°/o betrug. Die schwache Bewegung der Schmelze, 0,45 kg Hexachloräthan untergebracht und mit einer welche durch das Freisetzen des Nalriumdampfs ent- 19 mm dicken Schicht aus pulverförmigem Kalkstein stand, war ausreichend, um Homogenität des End- (Korngröße kleiner als 0,5 mm) abgedeckt war. Dann Produkts zu erzeugen, so daß die Gaszufuhr abge- 25 wurden 272 kg der Aluminiumlegierung in die leere schaltet wurde, nachdem die entsprechende Reaktion Kammer gegossen, ohne hierbei die Schutzschicht der einmal begonnen hatte. anderen Kammer zu beschädigen oder zu zerstören

Schließlich wurde Gas durch den porösen Stopfen Anschließend erfolgte eine Gaszufuhr für die Zeitder den magnesiumhaltigen Zuschlagstoff enthalten- dauer von 10 Sekunden durch einen im Boden der den Kammer so lange zugeführt, bis der Gasüber- 30 mit Zuschlagstoff gefüllten Kammer befindlichen podruck deren Schutzschicht zerstört hatte und die ent- rösen Stopfen, wodurch die Schutzschicht vom Gassprechende Reaktion begann, woraufhin die Gaszu- druck zerstört und die Reaktion ausgelöst und Chlorfuhr wieder abgestellt wurde. Die dadurch ausgelöste gas freigesetzt wurde, welches die Schmelze von Reaktion mit dem Magnesium-Zuschiagstoff verlief schädlichem Wasserstoffgas befreite. Die hierbei entin der im vorstehenden Beispiel erläuterten Weise. 35 stehende Bewegung der Schmelze führte nichtmetal-

Durch diese Behandlung wurde die Zugfestigkeit lische und oxidhaltige Einschlüsse an die Oberfläche des Eisens von 19,1 kp/mm² auf 68,3 kp/mm² bei ei- der Schmelze, wo diese Fremdstoffe als Schlacke entner Bruchdehnung von 3% erhöht. fernt werden konnten.

Zusätzlich zu den grundlegenden Maßnahmen ge- . . . .

maß der Erfindung ist es in einfacher Weise möglich, 4° e 1 s ρ 1 e

eine Reihe metallurgischer Behandlungen durch ge- Aus einem Schmelzofen wurden 1000 kg schmelz-

ringfügige und billige Veränderungen der Gießpfan- flüssiges Gußeisen mit folgender Zusammensetzung

ne, wie der mehrere Kammern aufweisenden Gieß- abgestochen:

pfanne nach dem vorstehenden Beispiel, durchzufüh- Kohlenstoff 3 72°/o

ren. Auch ist es möglich, mehrere poröse Verschlüsse 45 Silicium l'8O°/o

zu verwenden, um die Homogenität des Endprodukts Mangan o'21%

bei größler Wirtschaftlichkeit zu verbessern oder um Phosphor o'o4°/o

das Lösen der verschiedenen Zuschlagstoffe entspre- Schwefel o'o2°/o

chend ihrer Art, ihrer Natur und den Eigenschaften

des verwendeten Metalls oder der verwendeten Le- 50 Es wurden in diesem Falle 14 kg einer Magnesiumgierung zeitlich zu bestimmen und festzulegen. ferrosilicium-Legierung, welche 6,5°/o Magnesium

Das Verfahren kann innerhalb eines weiten Be- enthielt, als Zuschlagstoff in eine auf dem Boden eireichs zum Behandeln von Eisen, Stahl, Nichteisen- ner die Gußeisenschmelze später aufnehmende Gießlegierungen, zum Desoxidieren, Reinigen, Entschwe- pfanne befindliche Kammer eingegeben und vollstänfeln, zum Erzeugen von Kugelgraphit, zum Herstel- 55 dig mit 5 kg körnigem trockenem Kalziumkarbid ablen von Legierungen, zum Entgasen, zum Impfen, gedeckt, das eine etwa 25 mm dicke Schutzschicht zur Kornfeinerung oder zum Abwandeln des Gefü- bildet. Die 1000 kg Schmelze wurden innerhalb 3 Miges und der Eigenschaften von Legierungen verwen- nuten in die so vorbereitete Pfanne abgestochen. Die det werden. gefüllte Pfanne wurde dann an eine Gießstelle trans-... . 60 portiert. Die Reaktion zwischen der Magnesiumferro-Beispiel 4 silicium-Legierung und der Schmelze wurde 20 Mi-

Um den Mangangehalt des Eisens zu verringern, nuten nach dem Abstechvorgang dadurch ausgelöst, wurde das am Boden einer Gießpfanne mit einem daß man eine einen Durchmesser von 30 mm auf-Fassungsvermögen von 1 t und einem porösen Gas- weisende massive Stahlstange durch die Schmelze in einleitungsstopfen ein Gemisch aus KQOa-PuIver in 65 die Pfanne einführte und mit dieser die über dem einer Menge von 2% des Gewichts des Metalls und Zuschlagstoff befindliche Schutzschicht aus Kalziumfeinem Quarzsand in einer Menge von 4% des Ge- karbid einmal durchstach. Dann wurde die Stahlstanwichts des Metalls über dem porösen Element in ei- ge entfernt. Die Reaktion zwischen der Schmelze und

9 10

dem Zuschlagstoff erfolgte ruhig und war innerhalb Mangan 0,21 "/«

von 2 Minuten beendet. Vor dem auf einen bestimm- Phosphor 0,05 "/«

ten Zeitpunkt festgelegten Auslösen der Reaktion Schwefel 0,003°/«

fand keine Reaktion zwischen Magnesium und _Die mechanischen Eigenschaften des so behandel-

Schmelze statt. 5 _(en (]_uß_ej_scns betrugen nach dem Erstarren:

Nach der Behandlung besaß die Gußeisenschmelze _ , . . . ,_c., , ,

folgende Zusammensetzung: Zugefest.gkeit 45,4 kp/mm-

Dehnung 19,3°/o.

Kohlenstoff 3,70 "/,, Der im so behandelten Gußeisen befindliche Gra-

Silicium 2,65 % ^lo phit lag zu ^lJ8°/o in Kugelforni vor.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Behandeln von geschmolzenen Metallen, insbesondere Gußeisen, durch zeitlich gesteuerte Zugabe von Zuschlagstoffen in einer das geschmolzene Metall aufnehmenden Gießpfanne, die am Boden wenigstens eine Zuschlagstoff aufnehmende, durch eine Trennwand abgeteilte Kammer enthält, welche den kleineren Teil des Bodens einnimmt und welche mittels einer Schutzschicht aus Schüttgut vollständig abgedeckt ist, wobei die Schutzschicht nach dem ohne übermäßiges Spritzen auf den verbleibenden freien Bodenteil erfolgten Eingießen der Schmelze in die Pfanne mit einer bestimmten Zeitverzögerung zerstört und der Zuschlagstoff dem Koniakt mit der Schmelze ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Graphit, Kohle, Kalziumkarbid, Kalkstein, Flußmittel und/ oder Schlackebildner bestehende inerte Schutzschicht zu einem bestimmten, jedoch wählbaren Zeitpunkt nach dem erfolgten Eingießen durch Einblasen von Gas in die Kammer durch einen im Boden angeordneten porösen Stopfen, gegebenenfalls unierstützt durch direkte mechanische Einwirkung von außen, zerstört oder allein durch direkte mechanische Einwirkung von außen mindestens teilweise zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht durchstochen wird.