DE2263945C2

DE2263945C2 - Massel für die Herstellung von GuBeisen

Info

Publication number: DE2263945C2
Application number: DE2263945A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr.Rer.Pol. 4300 Essen-Kupferdreh Schulten-Baumer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1975-02-13
Also published as: ATA1088873A; JPS4998316A; FR2212439A1; CA986663A; BR7309974D0; FR2212439B1; GB1458228A; AT335495B; BE808709A; US3948612A; CH591562A5; DE2263945B1; IT1008628B; JPS5629729B2; NL7317767A; LU69076A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Massel zur Herstellung von Gußeisen. Unter solchen Masseln versteht man bekanntlich aus Gießerei-Roheisen gegossene Barren. Diese kompakten Stücke sind mit Stücken von Koks, Schlackenbildnern, Gußbruch (dabei auch Eigenbruch — Kreislaufmaterial), Stahlschrott (auch Späne), und sonstigen metallischen Zwischenprodukten, wie Eisenschwamm, Pellets, Legierungsträgern u. dgl., die Ausgangsstoffe für die Erschmelzung von Gußeisensorten der verschiedenen Zusammensetzung.

Die jeweils gewünschte Zusammensetzung des Gußeisens kommt dadurch zustande, daß man eine sögenannte Gattierung errechnet, und danach die in getrennten Boxen od. dgl. in Vorrat gehaltenen obengenannten Ausgangsstoffe oder eine Auswahl von ihnen nach Abwiegen der einzelnen Ausgangsstoffe dem Schmelzofen zuführt.

Es sind demnach eine umfangreiche Lagerhaltung in getrennten Vorratsbehältern, entsprechende Krananlagen, Wiegevorrichtungen und fur umfangreiche Gattierungsmaßnahmen geschulte Fachkräfte erfor-

^derlich- _Λ u , a -7

Diese müßten wegen ^r wechselnden *«arnmen-

setzung einiger Ausgangsstaffe e.genthch auch m d,e Lage versetzt werden, die Em ^«^toff^'^{or dem} ^ tieren auf ihre Zusammensetzung zu untersuchen.

Das wäre aber, mit Ausnahme des E.genbruchs, also des aus e.gener Produktion rucklaufenden Gußeisenschrotts, dessen Zusammensetzung ohnehin bekannt ist, mit Schwierigkeiten und hohem Aufwand verbunden. Der Aufwand ware fur eine Vielzahl von Gießereien nicht tragbar. So .st es denn e.ne Noiwendigkeit, die Zusammensetzung des erschmolzenen Gußeisens fortlaufend zu kontrollieren und zu kom-

gieren.

Die Erfindung behandelt die Aufgabe die bestehenden Verhältnisse grundlegend zu verbessern, fur eine Vereinheitlichung der Ausgangsstoffe bei der Erzeugung von Gußeisen der bestimmten,Sortenizu sorgen und außerdem umweltfreundlichere Zustande fur d.e Gießerei herbeizuführen.

Der für die Lösung maßgebliche Grundgedanke ist das Vorhaben, die Gattierung weitgehend aus der Gießerei in eine Vorstufe zu verlagern. Die Basis dafür ist eine Roheisenmasse!, in welcher andere Gattierungsstoffe enthalten sind.

Eine Maßel zur Herstellung von Gußeisen, vorzugsweise in Gießereischachtöfen, besteht erfindungsgemaß aus einem Gießereiroheisen-Gußstuck, dessen Roheisenanteile Gattierungsbestandteile zusammenhalten und weitgehend einschließen.

Zu diesen »Einschüssen« gehören vor allem die übrigen metallischen Gattierungsbestandteile (vom Eigenbruch abgesehen).

Es handelt sich daher im wesentlichen um Stahlschrott. Gußbruch allgemein und die durch fast vollständige Reduzierung von Erzen in nichtgeschmolzenem Zustand gewonnenen Zwischenprodukte, wie Eisenschwamm, Pellets u. dgl. Bei diesen ist ein hoher Reduktionsgrad erwünscht bzw. notwendig.

Die Erschmelzung von Gußeisen soll und kann auch nicht ohne Schwierigkeiten einen hohen Gehalt des Einsatzgutes an aus dem Erz stammenden Oxyden in Kauf nehmen, weil sie dem Gußeisen-Erschmelzungsprozeß Aufgaben stellen würde, die technisch schwer lösbar und mit erheblich höheren Kosten verbunden wären.

Dementsprechend muß auch das Einbinden von freien Oxyden (außer Kalk und anderen Schlackenbildnern), insbesondere aber von Erzen, dem Ziel der Erfindung widersprechen.

Weiterhin gehört zu den »Einschlüssen« der Massel

der feste Brennstoff, Gießereikoks, aber auch Brennstoffe minderer Qualität, z. B. normaler Hochofenkoks, soweit der Brennstoff nicht für das Ingangsetzen des Schmelzprozesses separat zur Verfügung stehen muß.

Auch kann es zweckmäßig sein, für eine Gußeisensorte vorgeschriebene Legierungselemente in die Massel einzubinden.

Das Einbinden von Brennstoff in die erfindungs-

gemäßen Masseln unterbleibt in den Fällen, in denen ein Schmelzofen benutzt wird, der mit elektrischem Strom oder anderen als festen Brennstoffen betrieben

65 wird.

Grundsätzlich ist das Hauptziel der Erfindung, daß in der Regel alle für den jeweiligen Ofen benötigten Gattierungsbestandteile in der Massel vorhanden sind;

45

jedoch soll es auch noch zulässig sein, einzelne Gattierungsbestandteile ganz oder teilweise separat zu chargieren.

Es ist ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung, die »Einschlüsse«, insbesonde-e die metallischen Gattierungsstoffe, und die Brennstoffe grobstückig einzubinden. Bevorzugte Stückgrößen sind solche im Bereich von 40 bis 70 mm, insbesondere 45 bis 55 mm, wobei auch der Grundsatz der »dichten Kugelpackung« bei gleichzeitig maximaler Porengröße berücksichtigt werden kann.

Es kann andererseits jedoch auch von Vorteil sein, daß die Stückgröße der Brennstoffe rund fünf- bis zehnmal so groß bezüglich Kantenlänge bzw. Durchmesser ist wie die der kohlenstoffarmen metallischen Komponenten.

Die Zuschlagstoffe, z. B. Schlackenbildner und Legierungsstoffe, können auch bereits im Brennstoff (in bekannter Weise, z. B. durch Zumischen zur verkokenden Kohle) einverleibt sein.

Die Mengen der »Einschlüsse« sollten bei den kohlenstoffarmen, metallischen Gattierungsstoffen bis 50%, bei Gußbruch bis 30%, bei Kalk od. dgl. 0,1 bis 2% und bei Brennstoff 5 bis 15% betragen.

Der Begriff »Gießerei-Roheisen« soll nicht in engem Sinne aufgefaßt werden, sondern alle für die Herstellung von Gußeisen geeigneten Sorten aus Hochöfen oder Umschmelzofen umfassen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Massel ist sehr einfach. Die in die Massel einzuschließenden Gattierungsbestandteile werden in den Masselformen eingebracht und durch Übergießen mit Gießerei-Roheisen von niedriger Temperatur, vorzugsweise von 1300 bis 1350 C, eingeschlossen und weitgehend umhüllt. Beispielsweise erhält man eine Massel, welche zum Erschmelzen der Gußeisensorte GG 20 notwendig ist, wenn man 55 Gewichtsteile Gußbruch (3,0 bis 3,3 % C; 1,8 bis 2.3% Si), 15 Gewichtsteile Stahlschrott (0,1 bis 0,3% C; 0,5% Si), 10 Gewichtsteile Koks, 1,5 Gewichtsteile gebrannten Kalk mit 30 Gewichtsteilen Roheisen (4 bis 4,5% C; 2,5% Si) übergießt.

Für GG 25 beispielsweise werden die obengenannten Stoffe wie folgt gattiert:

10 Gewichtsteile Roheisen
25 Gewichtsteile Stahlschrott
45 Ge wichtsteile Gußbruch
10,5 Gewichtsteile Koks
1,6 Gewichtsteile gebrannter Kalk

45 Durch weitgehende Umhüllung der Gattierungsbestandteile mit Roheisen entstehen großstückige Einsatzstoffe, weiche bei der Beschickung des Ofens den Abrieb geringer halten und auf diese Weise den Staubauswurf des Ofens reduzieren.

Die zweckmäßige Form der Masseln, z. B. als Trapezoeder, Teilzylinder, Tetraeder oder Kegel oder Teilkugel, ermöglicht außerdem die optimale Durchgasung des Ofens. Durch die weitgehende Umhüllung der Brennstoffträger wird eine weitere erhebliche Verringerung des Staubauswurfes erreicht, da der größte Teil der Kupolofenemissionen von festen Brennstoffträgern herrührt. Die Umhüllung verhindert im übrigen weitgehend eine indirekte Reduktion der Verbrennungsgase, wodurch Kohlenmonoxyd im Gichtgas außerordentlich niedrig gehalten werden kann. Die starke Verringerung dieser indirekten Reduktion erlaubt eine hohe Brennstoffeinsparung, wodurch zusätzlich sowohl der Staubanfall als auch die emittierten Kohlenmonoxyd- und Schwefeldioxyd-Gasmengen stark verringert werden.

Da gemäß der Erfindung Masseln zum Erschmelzen von Gußeisen beliebiger Zusammensetzung hergestellt werden können, stellen sie den optimalen Einsatzstoff für Gießerei-Schmelzöfen dar. Darüberhinaus wird durch Verwendung der erfindungsgemäßen Masseln die Rohstofflagerung in den Gießereien vereinfacht und das für die Berechnung der Gattierungszusammensetzung benötigte Personal entbehrlich. Außerdem kann durch den Einsatz der Masseln in Gießereien eine weitgehende Automatisierung des Beschickungsvorganges der Schmelzöfen bis hin zur voll kontinuierlichen und automatischen Beschickung durch Band ohne jedes Personal und ohne jede Wiegevorrichtung erreicht werden.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Massel gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Massel. Das Roheisen ist darin mit 1, der Stahlschrott bzw. Gußbruch mit 2, gebrannter Kalk bzw. Legiertingszuschläge mit 3 und Koks bzw. anderer fester Brennstoff mit 4 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt Beispiele für geometrische Formen, und zwar

a) Trapezoeder,

b) Teilzylinder,

c) Tetraeder,

d) Halbkugel und

e) Kegelstumpf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche·

1. Massel aus Roheisen zur Herstellung von Gußeisen im Gießerei-Schachtofen oder auch im mit elektrischem Strom oder anderen als festen Brennstoffen betriebenen Schmelzofen, dadurch gekennzeichnet, daß anderer Gattierungsstoff von Masselroheisen zusammengehalten bzw. weitgehend eingeschlossen ist.

2. Massel nach Anspruch 1, dauurch gekennzeichnet, daß sie kohlenstoffarmen, metallischen Gattierungsstoff, Gußbruch und gegebenenfalls festen Brennstoff enthält.

3. Massel nach Anspruch 1 oder 2 für den Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 15% Brennstoff, bis 50% kohlenstoffarme, metallische Gattierungsstoffe, bis 30% Gußbruch, Rest Roheisen enthält

4. Massel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, *° dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2°„ Kalk enthält

5. Massel nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebundenen Gattierungsstoffe in Stücken gemäß den Regeln der dichten Kugelpackung vorliegen.

6. Massel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffstücke die schlackenbildenden Zuschläge und/oder Legierungsträger in sich enthalten.

7. Massel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Gattierungsstoffe oder wenigstens die niedriggekohlten, metallischen, und den Brennstoff in Stückgrößen von 40 bis 70 mm, vorzugsweise 45 bis 55 mm Durchmesser, enthält.

8. Massel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser bzw. die Kantenlänge der Brennstoffstücke fünfbis zehnmal größer ist als die der metallischen Komponenten, wie Eisenschwamm, Pellets und dgl.