-
Gießhilfsmittel Die Erfindung betrifft die Verwendung des bei der
Verarbeitung von Silicium enthaltenden Stoffen anfallenden Staubes mit oder ohne
Zusatz sonstiger Zuschlagstoffe als Gießhilfsmittel.
-
Die Technologie des Vergießens von Eisen und anderen Metallen unter
Schlacken hat in der Metallurgie weite Verbreitung gefunden. Stahl wird im Kokillenguß
steigend unter einer wärmeisolierenden oder exothermischen Abdeckung vergossen.
Zusätzlich werden gegebenenfalls je nach Erfordernis nach dem Füllen der Kokille
mittel- oder hochexothermische Pulver aufgestreut.
-
Zweck dieser Maßnahmen ist es, die Metalloberfläche während des Gießvorganges
gegen Luftoxydation zu schützen, tiefeinfall ende Lunker zu verhindern, die Blockoberfläche
zu verbessern, um damit einen hochwertigen Metallguß frei von nichtmetallischen
Einschlüssen mit guten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
-
Jedoch nicht nur im Kokillenguß hat das Abdecken der flüssigen Metalloberfläche
Eingang gefunden, sondern auch beim Stranggießen werden laufend Abdeckgemische in
die Stranggußkokille zudosiert, wodurch ein anderweitiges Schmieren der Kokillenwände
überflüssig wird. Ferner werden beim Formguß Steiger und Eingüsse nach dem Füllen
der Form mit wärmeisolierenden oder exothermischen Gemischen abgedeckt oder ein
wärmeisolierender oder exothermischer Formhüllenkörper in die Steiger oder Eingußsysteme
eingesetzt.
-
Für lediglich wärmeisolierende und gegen Luftoxydation schützende-Abdecknittel
werden am häufigsten Flugaschen verwendet, die als Einschlüsse Kohle enthalten können.
Chemisch bestehen diese Aschen aus Aluminiumsilikaten, ihnen wird zum Zweck der
Schmelzpunkterniedrigung entweder Kalk oder ein anderes Flußmittel in Form von Soda
oder einer Fluorverbindung beigefügt.
-
Exothermische Gießhilfsmittel enthalten neben einem feuerfesten Füllstoff
eine bei der Verbrennung wärmeabgebende Kombination von Aluminium enthaltenden Stoffen,
wie z.B. Aluminium-Kugelmühlenstaub oder Aluminiumkrätze, gegebenenfalls zusätzlich
ein Oxid des Eisens oder Mangans, ein Alkalinitrat oder -Chlorat. Auch ein Zusatz
von organischen Stoffen, wie z.B.
-
Sägemehl, Papierschnitzel ist möglich.
-
Obwohl die Erzeugung an Gießhilfsmitteln sehr vielfältig ist und den
jeweiligen Erfordernissen durch die Variation ihrer Zusammensetzung bereits weitgehend
entgegenkommt, besitzen die auf dem Markt befindlichen Produkte noch gewisse Nachteile.
-
Die Aufgabe vorliegender Erfindung bestand darin, ein spezifisch leichtes
Produkt guter Fließfähigkeit zu entwickeln, welches bei Verwendung als Gießhilfsmittel
eine einwandfrei abtrennbare Schlacke bildet, sich beim Lagern und Transportieren
nicht entmischt und preiswert zur Verfügung steht.
-
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch ein Gießhilfsmittel gelöst
auf Basis von feuerfesten Stoffen sowie gegebenenfalls exotherm reagierenden Zusätzen,
wobei man bei der elektrothermischen Verarbeitung von Silicium enthaltenden Verbindungen
anfallenden Ofenabgasstaub verwendet.
-
Dieser Ofenabgasstaub bildet sich durch Verflüchtigen eines Teiles
der Reaktionsprodukte im Elektroofen bei der Herstellung von Ferrosilicium, Silicocalcium,
Silicomangan oder anderen Siliciumlegierungen. Wegen des hohen Staubauswurfes der
Elektroöfen und hinsichtlich des großen öffentlichen Interesses an der Luftreinhaltung
wird dieser Staub durch Zyklone, Schlauchfilter oder elektrostatische Abscheider
zurückgehalten.
-
Solche zum größten Teil aus Siliciumdioxyd bestehenden Abgasstäube
besitzen gegenüber den vorstehend genannten natürlichen und künstlichen Füllstoffen
neben ihrem geringen Schüttgewicht ein außerordentlich hohes Fließvermögen. Die
Verwendung des Produktes ist deshalb besonders vorteilhaft, das im Vergleich zu
den derzeit angewandten Gemischen gewichtsmäßig nur ein Bruchteil erforderlich ist.
Das hohe Fließverhalten verhindert bei großen zu schützenden Metalloberflächen,
z.B. bei schweren Brammenkokillen, das Aufreißen der Abdeckung und das Freilegen
der Metalloberfläche, wie es bei spezifisch schwereren Abdeckpulvern mitunter der
Fall sein kann.
-
Die maximale Korngröße des Staubes liegt nur wenig über lOXum; der
Hauptanteil des Staubes besitzt eine Korngröße unter 1/um.
-
Das Schüttgewicht beträgt 150 bis 200 g/dm3.
-
Der Kieselsäuregehalt des Ofenabgasstaubes liegt zwischen 85 und 98
%. Nebenbestandteile snd geringe mitgerissene Mölleranteile wie freier Kohlenstoff,
Oxide des Eisens, Aluminiums, der Erdalkalien und Alkalien sowie gegebenenfalls
weitere geringe oxidische Anteile in einer Menge von im allgemeinen weniger als
1O %.
-
Dieser bei der Verarbeitung von Silicium enthaltenden Stoffen im Elektroofen
anfallende Abgasstaub erweist sich bei der Verwendung als Abdeckpulver als hervorragender
Isolierstoff. Besondere Bedeutung kommt ihm außerdem durch seinen hohen Erweichungspunkt
und sein Schmelzverhalten zu. Es zeigte sich, daß durch Zusatz g ---inger Mengen
anderer Stoffe, wie Flußmittel oder bestimmter Metalloxide die Eigenschaften des
Abgasstaubes den Erfordernissen entsprechend variiert werden können. Auch kohlenstoffhaltige
Zusätze, wie z.B. Ruß, Kohle- oder Koksstaub führen, falls erforderlich, zu entsprechenden
Wirkungen.
-
Da das Arbeiten mit spezifisch sehr leichten Abdeckmitteln infolge
der Verstaubungsneigung gewisse Schwierigkeiten bereitet, wird der Ofenabgasstaub
zweckmäßigerweise granuliert.
-
Hierbei macht sich seine hohe Reaktionsfähigkeit besonders vorteilhaft
bemerkbar, da die üblichen Bindemittel, wie Wasserglas oder SulfStablauge, mit der
feinen Masse rasch in Reaktion treten und bei vzrgleichsweise ähnlicher Zusammensetzung
frri-und
schneller die Grünhärtung eintritt, wobei besonders bei
der Herstellung von isolierenden oder exothermen Steigereinsätzen Zeitersparnisse
möglich werden. In dieser Form besitzt das Produkt zwar ein leicht erhohtes Schüttgewicht,
jedoch wird damit jede Staubbelästigung verhindert. Gleichzeitig können während
des Granuliervorganges weitere Stoffe, wie z.B. Kohlenstoff oder Flußmittel zugesetzt
werden.
-
In nachfolgenden Beispielen werden solche Zusammensetzungen unter
der erfindungsgemäGen Verwendung von bei der elektrothermischen Verarbeitung von
Silicium enthaltenden Verbindungen anfallenden Ofenabgasstaub angegeben.
-
Alle Mengenangaben in den folgenden Beispielen sind in Gewichtsprozenten
ausgedrückt.
-
Beispiel 1 Schwach exothermische Abdeckmasse 50 bis 80 % Ofenabgasstaub
15 bis 40 % aluminiumaltiger Kugelmühlenstaub 10 % feines Sägemehl 5 % Zyklonstaub
aus dem Calcium-Silicium-Ofen.
-
Beispiel 2 Kohlenstoffhaltige Isoliermasse 65 bis 70 % Ofenabgasstaub
5 bis 15 % Flugasche 5 bis 20 % Kokspulver 5 bis 20 % Rohgraphit Beispiel 3 Hochexothermisches
Aufschweißpulver 40 % Ofenabgasstaub 20 % Aluminiumgrieß 30 % Eisenerz 5 % Kalk
5 % Alkalichlorat
Beispiel 4 Exothermische Steigermasse 45 % Ofenabgasstaub
15 % Aluminiumgrieß 20 % Hochofenschlacke 10 % Natriumsilikat (trocken) 5 % Braunstein
5 % Alkalichlorat