DE1953410C3 - Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer Metallschmelze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer Metallschmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, bei dem die Zuschlagstoffe in körniger oder pulveriger Form mit Hilfe eilies Bindemittels als äußere Umhüllung auf einen Mctallkern aufgebracht und mit diesem zusammen in die Schmelze eingeführt werden.

Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Patentschrift 8 29 802 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Drähte aus einem als Zuschlagstoff dienenden Metall der Schmelze zugeführt, wobei diese Drähte eine Ummantelung aus einer feuerfesten Masse besitzen. Diese Ummantelungsmasse kann auch Impfmetalle in gepulverter Form enthalten. Die *° feuerfeste Ummantelung soll bei diesem bekannten Verfahren die Oberfläche des zugeführten Drahts beim Eindringen in die Metallschmelze schützen, so daß dieser Draht ausreichend tief in die Schmelze eingeführt werden kann und nur dosiert an seinem vorderen Ende abgeschmolzen wird. Für die Ummantelung wird Wasserglas als Bindemittel verwendet, das beim Trocknen völlig hart und spröde wird. Der ummantelte Draht ist daher nicht mehr biegsam und die Zuführungsvorrichtung muß bei diesem bekannten Verfahren dem starren Aufbau des zugeführten Drahts angepaßt werden, so daß dieses bekannte Verfahren aufwendig wird.

Aus der USA.-Patentschrift 33 67 395 ist ein Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen bekannt, bei dem diese Stoffe mit Wasserglas vermischt und in ein Stahlrohr gepreßt werden, das einen relativ großen Innendurchmesser besitzt. Die Zuführung dieses selbstverständlich äußerst starren Stabs geschieht dadurch, daß dieser Stab mit Hilfe einer Führungsbuchse durch sein Eigengewicht vorgeschoben wird. Diese Zuführung ist möglich, da der zugeführte Stab mit seinem unteren Ende in der Gießpfanne aufsitzt. Eine Zuführung mit einstellbarer Geschwindigkeit in ein Schmelzbad größerer Tiefe ist mit diesem bekann- ⁶S ten Verfahren nicht möglich.

Aus der britischen Patentschrift 10 19 374 ist ein Verfahren zur Zuführung von Zuschlagstoffen bekannt, bei dem eine metallische Verstärkungsstange als Kern verwendet wird, um den schmelzflüssiges Natriumkarbonat gegossen wird. Das erstarrte Natriumkarbonat besitzt keinerlei Biegsamkeit, so daß die Zuführung im wesentlichen in der gleichen Weise geschehen muß wie bei den Verfahren gemäß den zuvor genannten Patentschriften.

Aus den USA.-Patentschriften 28 82 571 und 33 31 680 ist die Zuführung eines Metalldrahts mit Hilfe einer Draht-Vorschubeinrichtung in eine Metallschmelze bekannt. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nur für die Zugabe von metallischen Zuschlagstoffen, aus denen ein biegsamer Draht geformt werden kann. Diese bekannten Verfahren sind dementsprechend auch nur für die Zuführung eines Aluminiumdrahts als Desoxydationsmittel zur Beruhigung des Stahls vorgesehen. Spröde Zuschlagstoffe, die nicht zu einem biegsamen Draht geformt werden können, können nach diesen Verfahren nicht zugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die verschiedenartigsten Zuschlagstoffe, wie Legierungszusätze, Desoxydationsmittel, Entschwefelungsmittel usw. mit genau einstellbarer Zugabemenge und Zugabegeschwindigkeit ohne aufwendige Vorrichtungen tief in eine Metallschmelze eingebracht werden können. Insbesondere sollen durch dieses Verfahren auch spröde Zuschlagstoffe in die Schmelze eingebracht werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Bindemittel ein elastisch verformbares Kunstharz und als Metallkern ein biegsamer Draht verwendet werden, und daß der umhüllte Draht durch eine Draht-Vorschubvorrichtung in die Schmelze eingeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen. Verfahren ist der gesamte zuzuführende Draht, der aus dem Metallkern und der Umhüllung besteht, selbst bei einem spröden Zuschlagsmaterial so biegsam, daß es durch eine herkömmliche Draht-Vorschubvorrichtung in die Metallschmelze eingebracht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher vollständig von der Natur der Zuschlagstoffe unabhängig und benötigt auch bei sonst schwer zu handhabenden Zuschlagstoffen keine aufwendige Zuführungsvorrichtung. Es kann für alle Arten von Zuschlagstoffen eine herkömmliche Draht-Vorschubvorrichtung verwendet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Zuschlagstoffe verschiedenster Art und Zusammensetzung ohne weiteres und mit einfach steuerbarer Zugabegeschwindigkeit tief in die Stahlschmelze eingebracht werden, so daß eine ungestörte Reaktion mit dieser Schmelze unter optimalen Umsetzungsbedingungen gewährleistet ist. Durch die Steuerung der Zuführgeschwindigkeit des Drahts und durch Änderung der in die Kunststoffumhüllung eingebetteten Zuschlagstoffmenge kann die Zugabegeschwindigkeit und die Zugabemenge äußerst genau gesteuert werden.

Bei den herkömmlichen Verfahren muß die Stahlschmelze durch in die Schmelze eingeblasene Gase oder mechanische Rührwerke gerührt oder umgewälzt werden, um eine ungleichmäßige Verteilung der Zuschlagstoffe in der tragen Metallschmelze zu verhindern. Erfindungsgemäß führt dagegen die Zersct-

zung der Kunstharzumhüllung zu einer Gasabgabe, welche zwangsläufig zu einer Umwälzung der Metallschmelze führt.

Da die für die Vorschubvorricntung und das Einführen in die Metallschmelze erforderliche Festigkeit des Drahts durch der. Metallkern bestimmt ist, kann der Mengenanteil der Zuschlagstoffe in der Umhüllung völlic frei gewählt werden.

Um die Bildung von Oberflächenschlacke und die Entstehung von Lufioxydation beim eründungscemäßen Verfahren zu unterdrücken, kann in einer Weiterbildung der Erfindung auf die Oberfläche der Metallschmelze ein Inertgas aufgeblasen werden.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig.l eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, bei welcher ein Draht gemäß dem Verfahren der Erfindung in eine Metallschmelze in einer Gießpfanne eingeführt wird, und

F i g. 2 einen Quer- und einen Längsschnitt durch den Draht in stark vergrößertem Maßstab.

Gemäß F i g. 1 wird ein Draht 6 von einer Draht-Trommel 1 aus über eine Draht-Vorschubvorrichtung 2 und ein Führungsrohr 3 in die in einer Gießpfanne 4 enthaltene Stahlschmelze 5 eingeführt. Wie in F i g. 2 im Schnitt dargestellt ist, besteht der Draht aus einem metallischen Kern 7 und einer die Zuschlagstoffe enthaltenden Umhüllung 8. Der Draht wird mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 15 m'sec zugeführt, während gleichzeitig erforderlichenfalls ein inertes Gas auf die Oberfläche der Stahlschmelze geblasen wird, um Oberflächenschlacke zu unterdrükken oder eine Luftoxydation zu verhindern.

Die Draht-Vorschubvorrichtung 2 ist herkömmlich aufgebaut. Der Draht selbst besteht aus einem versteifenden zentralen Kern und körnigen oder pulverigen Zuschlagstoffen, die durch Kunstharze gebunden sind, so daß der Draht insbesondere nahe und in der Stahlschmelze eine Flexibilität erhält. An Stelle einer Gießpfanne kann sich die Stahlschmelze auch in einem Ofen, einem Trichter, einem Gießstrom oder in einer Gießform befinden.

Es ist allgemein wünschenswert, daß das Verfahren eine hohe Ausnutzung der zugegebenen Elemente gewährleistet. Im Hinblick hierauf werden körnige oder pulverige Zuschlagstoffe bevorzugt, da sie sich ohne weiteres zu einem Draht bzw. einti Stange formen lassen.

Nachstehend sind Beispiele für zweckmäßige Zuschlagstoffe aufgeführt:

1. Stickstoffzugabe:
Calciumcyanamid (CaCN::),
Ammoniumsalz (NH4NO.1), (NHjCI),
Aluminiumnitrid (AlN),
Ferromangannitrid (Mn-N),

oder die obigen Stoffe mit einem Gehalt an Eisen (Fe).

2. Calciumzugabe:
Calcium-Silicium (Ca-Si-Gruppe),
Calcium-Silicium-Mangan-Gruppe
(Ca-Si-Mn-G ruppe),
Calcium-Silicium-Aluminium-Gruppe
(Ca-Si-Al-G ruppe),
Calcium-Silicium-Magnesium-Gruppe
(Ca-Si-Mg-Gruppe),

oder diese Stoffe auch mit Eisen (Fe).

3. Magnesiumzugabe:
Magnesium-Calcium-Silicium-G ruppe
(Mg-Ca-Si-Gruppe),
Magnesium-Aluminium-Gruppe
(Mg-Al-G ruppe),
Magnesium-Silicium-G ruppe
(Mg-Si-Gruppe),

oder die obieen Legierungen auch mit Eisen (Fe).

4. Andere Zuschlagstoffe:
Bor-Gruppe (B-Gruppe),
Niob-Gruppe (Nb-Gruppe).
Titan-Gruppe (Ti-Gruppej,

Mischmetall, Lanthan, Cermetall oder solche Stoffe mit einem Gehalt an Eisen (Fe).

5. Allgemeine Desoxydationsstoffe:
Silicium-Gruppe (Si-Gruppe),
Lithium-Gruppe (Li-Gruppe),
Mangan-Gruppe (Mn-Gruppc),
Phosphor-Gruppe (P-Gruppe),
Silicium-Mangan-Gruppe (Si-Mn-Gruppe),
oder die obigen Legierungen mit einem Gehalt an Eisen (Fe).

Als Bindemittel für die Zuschlag-Drähte sollten Stoffe verwendet werden, die keinen schädlichen Einfluß auf die Stahlschmelze haben. Verwendbare Kunstharze sind beispielsweise Polytetrafluorethylen, Polymonochlortrifluoräthylen u. dgl. Im allgemeinen ist jedes übliche Kunstharz brauchbar, sofern sein Wasserstoffgehalt den Stahl nicht beeinträchtigt. Als Drahtkerne für die Zuschlag-Drahte sollten vorzugsweise Eisen, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Magnesium, Titan und die Legierungen dieser Stoffe zum Einsatz kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zugabe von Zuschlagstoffen zu einer Metallschmelze, insbesondere einer Stahlschmelze, bei dem die Zuschlagstoffe in körniger oder pulveriger Form mit Hilfe eines Bindemittels als äußere Umhüllung auf einen Metallkern aufgebracht und mit diesem zusammen in die Schmelze eingeführt werden, dadurch *° gekennzeichnet, daß als Bindemitte! ein elastisch verformbares Kunstharz und als Mctallkern ein biegsamer Draht verwendet werden, und daß der umhüllte Draht durch eine Draht-Vorschubrichiung in die Schmelze eingeführt wird. is

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Metallschmelze ein Inertgas aufgeblasen wird.