DE2233887C3

DE2233887C3 - Lunkerpulver

Info

Publication number: DE2233887C3
Application number: DE19722233887
Authority: DE
Inventors: Masaru Tokio Takashima
Original assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Current assignee: AIKOH Co Ltd TOKIO
Priority date: 1971-07-10
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2233887B2; AU4404372A; JPS514183B1; FR2145523B1; FR2145523A1; DE2233887A1; GB1392644A; AU462270B2; BR7204507D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Lunkerpulver, bestehend aus kohlenstoffhaltigem Material, feuerfestem Material, leicht oxydierbarem Metall, Metalloxyd und einem anorganischen Material.

Es sind die verschiedensten Lunkerpulver bekanntgeworden, welche einerseits auf Grund einer exothermen Reaktion und andererseits aufgrund einer Isolierungswirkung für die Warmhaltung des verlorenen Kopfs sorgen. Neben einem pulverförmigen oxydierbaren Metall enthalten solche Lunkerpulver vielfach auch ein kohlenstoffhaltiges Material, wie z. B. Holzkohlepulver, Holzkohlenstaub, Kleie, Sägespäne oder Sägemehl.

Es hat sich aber gezeigt, daß Holzkohlepulver und Holzkohlestaub einerseits einem solchen Lunkerpulver nicht die nötige Porosität verleihen damit auch eine ausreichende Wärmeisolationswirkung zum Tragen kommt, und daß andererseits Materialien wie Kleie, Sägespäne oder Sägemehl beim Aufstreuen auf das schmelzflüssige Metall sich sofort unter Bildung gasförmiger Produkte zersetzen, so daß das Lunkerpulver aufgewirbelt wird und viel zu schnell abbrennt.

Es wurde nunmehr ein Lunkerpulver der eingangs bezeichneten Art gefunden, welches eine günstige Abbrandgeschwindigkeit zeigt und darüber hinaus eine hohe Wärmeisolierung besitzt.

Demgemäß wird ein Lunkerpulver bestehend aus kohlenstoffhaltigem Material, feuerfestem Material, leicht oxydierbarem Metall, Metalloxyd und einem anorganischen Material vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zusammensetzung als kohlenstoffhaltiges Material 5 bis 25 Gew.-% verkohltes Häcksel, verkohltes Stroh oder verkohlte Pflanzenschalen enthält, wobei jede der Substanzen eine Teilchengrößenverteilung aufweist, daß weniger als 50 Gew.-°/o eine Teilchengröße von 0,074 bis 0,31 mm haben und

ίο mehr als 50 Gew.-% und weniger als 100 Gew.-% eine Teilchengröße von mehr als 0,31 mm und weniger als 0,074 mm haben, wobei die Menge der einzelnen Substanzen mit einer Teilchengröße von mehr als 031 mm annähernd gleich der Menge der einzelnen Substanzen mit einer Teilchengröße «on weniger als 0,074 mm ist

Das feuerfeste Material besteht vorzugsweise aus Aluminiumkrätze, Quarz, Sand, gebranntem Ton, Vermiculit oder Diatomeenerde.

Das leicht oxydierbare Metall besteht vorzugsweise aus metallischem Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einer Kalzium/Silizium-Legierung.

Das Metalloxyd besteht vorzugsweise aus Eisen(II)-oxyd, Eisen(III)-oxyd, Trieisen-tetroxyd oder Mangandioxyd.

Das anorganische Material besteht vorzugsweise aus einem Fluorid, einem Siiicofluorid, einem Alkalimetallnitrat oder einem Erdalkalimetallnitrat.

Bisher wurde für derartige Lunkerpulver der Blick in erster Linie auf den kalorischen Wert der Zusammensetzung gerichtet. Dem Rückstand nach Beendigung der exothermen Reaktion wurde dagegen wenig Beachtung geschenkt.

Durch das besondere Gefüge, das die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweist, reicht es aus, wenn das Lunkerpulver einen Wärmewert von 1200 bis 1500cal/g aufweist. Bisher wurden Werte von 1800 bis 2000 cal/g als bevorzugt angesehen. Es kann deshalb in dem erfindu.igsgemäßen Lunkerpulver weniger von dem teuren oxydierbaren Material verwendet werden, als es bisher der Fall war, was, wegen der hohen Kosten solcher Metalle, wesentliche Einsparungen mit sich bringt.

Wenn in dem erf-ndungsgemäßen Lunkerpulver nur nur der grobe Anteil der Rohmaterialien verwendet wird, dann ist der Leerraum des Aggregats groß, was zu einer guten Wärmeisolation führt, wobei die Verbrennung ebenfalls günstig abläuft. Andererseits werden dabei Luftströmungen innerhalb des Aggregats gebildet, wodurch der Warmhalteeffekt auf den verlorenen Kopf verringert wird. Werden nur die feinen Körner verwendet, dann braucht das Aggregat auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls im verlorenen Kopf 1 bis 10see bis zur Initiierung der exothermen

^r>-> Reaktion, während dessen die Zusammensetzung Wärme aui dem geschmolzenen Stahl absorbiert. Darüber hinaus wird gleichzeitig mit der Zündung eine lokale und heftige Reaktion bewirkt, welche leicht das feinkörnige Material hochbläst, was zur Folge hat, daß wirksame Komponenten für die Warmhaltung des verlorenen Kopfs verlorengehen und der Warmhaltungseffekt verschlechtert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Lunkerpulver treten die obenerwähnten Nachteile nicht auf. Es liegen günstige

to Aggregatbedingungen vor, wenn das Lunkerpulver auf die Stahloberfläche aufgebracht wird, wobei die Reaktion rasch startet und eine langsame Verbrennung eine lange Zeit aufrechterhalten wird. Der verlorene

Kopf wird deshalb in dei richtigen Weise ei hitzt bzw. vor Wärmeverlusten geschützt

In dem erfindungsgemäßen Lunkerpulver ist das verkohlte pflanzliche Material brennbar und dient als Wärmequelle. Insbesondere bewirkt es eine glatte Initiierung der exothermen Reaktion. Außerdem macht es den Rückstand porös, wodurch er einen erhöhten Wärmeisolierungseffekt aufweist. Der Gehalt an verkohltem pflanzlichen Material liegt im Bereich von 5 bis 25 Gew.-°/o. Bei einem Gehalt von weniger als 5 Gew.-°/o ergeben sich die oben beschriebenen Effekte nicht, und bei einem Gehalt über 25 Gew.-°/o bilden sich im Rückstand Luftkanäle und Luftströmungen, welche die Wärme abführen, wodurch der Warmhaltungseffekt verringert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Lunkerpulver soll die Menge der Teilchen, die größer als 0,31 mm sind und die kleiner als 0,074 mm sind, etwa gleich sein. Wenn diese Mengen nicht etwa gleich sind, dann wird der Warmhaltungseffekt in unerwünschter Weise verringert. Diese Tatsache wurde aufgrund vieler Experimente festgestellt Es wird angenommen, daß die meisten der Körner der Rohmaterialien mit weniger als 0,074 mm an den Körnern mit mehr als 031 rnm haften, so daß ein Aggregat gebildet wird, welches zusammen mit dem verkohlten pflanzlichen Material ein geeignetes Porengefüge ergibt Ein ähnlicher ungünstiger Effekt auf die Warmhahung entsteht, wenn die Teilchen mit mehr als 0,31 mm und weniger als 0,074 mm nicht jeweils in einer Menge von wenigstens 25% vorliegen.

ίο Nur bei Einhaltung der obengenannten Bedingungen ergibt sich die richtige Korngrößenverteilung, welche die richtige Porengröße im geschütteten Material nach sich zieht die Für eine gute Warmhaltung des verlorenen Kopfs maßgebend ist.

In den folgenden Beispielen werden die Vorteile der Erfindung demonstriert.

Beispiel

Die Bestandteile, die Zusammensetzung und die Teilchengrößenverteilung des Lunkerpulvers sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

s';..'	Komponente	Mischungs verhältnis	Korngrößenverteilung	Nr. 2	Nr. 3	Nr. 4
[		(Gew.-%)	Nr. 1
	Verkohltes Häcksel	13			Korngröße von	Korngröße von
	Metallisches Aluminium	11			mehr als 0,31 mm,	mehr als
	Eisen(III)-oxyd	5			25%	0,31 mm, 50%
				Korngröße von	Korngröße von	Korngröße von
	Mangandioxyd	3	Korngröße von	weniger als	weniger als	weniger als
	Aluminiumkrätze	63	mehr als	0,15 mm, 100%	0,074 mm, 25%	0,074 mm, 50%
			0,15 mm, 100%		Korngröße von
	Natriumnitrat	3			0,31-0,074 mm,
	Aiuminium-	2			50%
	natriumfluorid			1300	1300	1300
	Wärmewert, ca!/g		1300

Diese Lunkerpulver wurden zur Warmhaltung eines verlorenen Kopfs verwendet. Dabei wurden die in Tabelle II angegebenen Resultate erhalten.

Tabelle II

Größe des verlorenen Kopfs
Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4

Höhe des Randteils des
verlorenen Kopfs (mm)
Höhe des Mittelteils des
verlorenen Kopfs (mm)

250 254 222 220

160

140

180 185

Am oberen Teil der Innenwand einer quadratischen Gußform wurde ein geformtes Wärmeisolierungsrnaterial für einen verlorenen Kopf befestigt, und es wurden Blöcke unter annähernd den gleichen Bedingungen hergestellt, indem 13 kg einer jeden der Lunkerpulver-Zusammensetzungen Nr. 1 bis 4 zugegeben wurden. Aus der Kopfform der 6,4 t wiegenden Stahlform, wie sie in Tabelle II angegeben ist, wurde gefunden, daß die Zusammensetzung, die nur gröberes Korn als 0,074 mm (Nr. 1) aufwies und daß die Zusammensetzung, die nur fel.-eres Korn als 0,15 mm aufwies (Nr. 2) beide hinsichtlich der Warmhaltung des verlorenen Kopfs weniger wirksam waren als die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (Nr. 3 und 4).

>5 Außerdem wurde bei der Zusammensetzung Nr. 2 beim Aufbringen auf die Oberfläche des schmelzflüssigen Stahls Staub versprüht, was die Herstellung des Blocks störte.

Claims

Patentansprüche:

1. Lunkerpulver für die Warmhaltung von verlorenen Köpfen beim Metallgießen, bestehend aus kohlenstoffhaltigem Material, feuerfestem Material, leicht oxydierbarem Metall, Metalloxyd und einem anorganischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung als kohlenstoffhaltiges Material 5 bis 25 Gew.-°/o verkohltes Häcksel, verkohltes Stroh oder verkohlte Pflanzenschalen enthält, wobei jede der Substanzen eine Teilchengrößenverteilung aufweist, daß weniger als 50 Gew.-% eine Teilchengröße von 0,074 bis 031 mm haben und mehr als 50 Gew.-°/o und weniger als 100 Gew.-°/o eine Teilchengröße von mehr als 031 mm und weniger als 0,074 mm haben, wobei die Menge der einzelnen Substanzen mit einer Teilchengröße von mehr als 0,31 mm annähernd gleich der Menge der einzelnen Substanzen mit einer Teilchengröße von weniger als 0,074 mm ist.

2. Lunkerpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material aus Aluminiumkrätze, Quarz, Sand, gebranntem Ton, Vermiculit oder Diatomeenerde besteht.

3. Lunkerpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leicht oxydierbare Metall aus metallischem Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Kalzium/Silizium-Legierung besteht.

4. Lunkerpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxyd aus Eisen(II)-oxyd, Eisen(IIl)-oxyd, Trieisen-tetroxyd oder Mangandioxyd besteht.

5. Lunkerpulver nach Anspruch . 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material aus einem Fluorid, einem Siiicofluorid, einem Alkalimetallnitrat oder einem Erdalkalimetallnitrat besteht.