DE2350244A1

DE2350244A1 - Kohlenstoffreies giesspulver fuer strang- und kokillenguss

Info

Publication number: DE2350244A1
Application number: DE19732350244
Authority: DE
Inventors: Hans Gruner; Erich Dipl Ing Keuper; Fritz Dr Ing Pleschiutschnigg; Hans Schrewe
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1973-10-03
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2246335A1; GB1490523A; JPS5062131A; FR2246335B1; CA1043109A; US4124515A

Description

Kohlenstoffreies Gießpulver für Strang- und Kokillenguß

Die Erfindung bezieht sich auf ein kohlenstoffreies Gießpulver für das Vergießen von Stahl, insbesondere für das Vergießen von Stahl im Stranggießverfahren.·

Eine wesentliche Aufgabe der Gießpulver ist die Vermeidung frühzeitiger Erstarrungen auf der flüssigen Gießoberfläche sowie die Vermeidung der Sauerstoffaufnahme des Bades aus der Luft. Dies wird erreicht durch die vollständige Abdeckung des Gießspiegels mit einer Masse, die z.T. im pulverförmigen Zustand verbleibt und z.T. eine Schlackenschmelzphase bildet. Auch eine reine Schlackenphase ist ebenso denkbar wie ein Verbleib im pulverförmigen Zustand.

Ein gutes Gießpulver hat demnach die Wärmeabstrahlung und die Sauerstoffaufnahme des Bades aus der Luft zu verhindern. Die Wärmeabstrahlung des Gießspiegels ist um so kleiner, je geringer die Wärmeabstrahlung der Abdeckmasse ist. Den heute handelsüblichen Gießpulvern wird zur Erzielung dieses Effektes Kohlenstoff in den verschiedensten Formen zugemischt. Der Kohlenstoff wird durch die Temperatureinwirkung des flüssigen Stahles erhitzt und durch den in die Pulverschicht eingedrungenen Luftsauerstoff oxydiert. Damit und wegen der gebildeten Schlackenschicht ist

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dem Sauerstoff keine Gelegenheit gegeben, an die Gießspiegeloberfläche vorzudringen.

Die.hin und wieder verwendeten kohlenstoffreien Pulver haben jedoch ergeben, daß sie nicht brauchbar sind. Sie weisen einmal den Nachteil auf, daß sie die Wärme zu stark abstrahlen und damit zu einer Deckelbildung auf dem Gießspiegel führen. Will man diesen Nachteil durch Erhöhung der Pulvermenge ausgleichen, so wird die benötigte Pulvermenge derart groß, daß insbesondere beim Stranggießverfahren eine Kontrolle des Gießspiegels nicht mehr möglich ist.

Versuche ergaben, daß bei Verwendung kohlenstoffhaltiger Gießpulver ein Übergang des Kohlenstoffs vom Gießpulver in den Stahl stattfindet. Der Strang bzw. einzelne Stellen im Strang weisen durch den unerwünschten Kohlenstoffübergang Anreicherungen auf, die die Qualität des Stahles dahingehend abwerten, daß örtliche Aufkohlungen im Gußgefüge auftreten.

Weiterhin ergibt sich aus der verhältnismäßig hohen Reaktionstemperatur des Kohlenstoffs in der Pulverschicht, daß nicht ausreagierter Kohlenstoff zusammen mit nicht aufgeschmolzenen Teilchen der Pulverschicht zwischen der Strangschale und der Kokillenwand nach unten abgeführt werden. Durch Reaktion dieser Kohlenstoffpartikel an der dünnen Strangschale mit Säuerst off trägern kann es daher zu Fehlern in der Strangschale in Form von Poren kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kohlenstoffreies Gießpulver, insbesondere für das Stranggießen von Stahl, zu schaffen, das nach Aufgeben auf den Gießspiegel bis kurz vor seinem Aufschmelzen gleichwohl locker und wärmeisolierend den Stahl vor Oxydation und Wärmeabstrahlung schützt.

Die Erfindung geht daher aus von an sich bekannten Gießpulvern, die insbesondere beim Stranggießen von Stahl zur Anwendung gelangen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Gießpulver einzeln

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oder zu mehreren Zusätze zugegeben sind, die beim Erwärmen unter Gasbildung bereits bei Temperaturen bis 60O⁰C und einem Druck von einer Atmosphäre restlos zerfallen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden dem Gießpulver Zusätze zugegeben, die eine spezifische Gasung von f _^1 °»5 [Nm / kg · 18i> Gasspender] besitzen. Stoffe, die diese Bedingungen erfüllen, sind beispielsweise in Tabelle 1 angegeben. Es gehört also mit zur Erfindung, daß im wesentlichen CCU abspaltende Stoffe oder aber Nitrite als Zusatzstoffe Verwendung finden.

Werden für die Zwecke der Erfindung Stoffe mit stark exothermem Charakter benutzt, beispielsweise Ammonnitrat (NiLNO,) mit einem Gasungsfaktor f = 0,84 und einer Zuersetzungswärme von 347 Kcal/Kg bzw. ca. 28 · 10⁵ Kcal/K mole, so sind diese in entsprechender Verdünnung bzw. geringem Prozentsatz und vorsichtiger Handhabung zuzugeben.

Es liegt mit im Rahmen der Erfindung, weitere Zusatzstoffe zu verwenden, wobei diese Zusatzstoffe selbst oder die Zerfallsprodukte dieser Zusatzstoffe die mit zur Anwendung gelangenden Zusatzstoffe in ihrer Gasung katalytisch unterstützen. Hierzu gehört beispielsweise das Eisenkarbonyl Fe~ (CO)_g bzw. Fe^(CO)₁₂, die bereits bei Temperaturen von 100 bzw. 140⁰C zerfallen und einen Gasungsfaktor f von 0,56 bzw. 0,54 besitzen. In diesem Falle wirkt das in feinverteilter Form mit großer Oberfläche vorliegende Eisen als Katalysator in bezug auf andere Zusätze beispielsweise bei der weiteren Aufspaltung des Ammoniaks, das beim Zerfall des Ammonkarbonates entsteht.

Es hat sich für die Zwecke der Erfindung als hinreichend erwiesen, die Zusätze zum Gießpulver in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-% zuzugeben.- Für die katalytisch wirkenden Stoffe genügt eine Zusatzmenge von 0,1 bis 10 Gew.-9i.

Es ist zwar ersichtlich, daß die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Zusatzstoffe im Gasungsverhalten dem Kohlenstoff

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rein mengenmäßig nachstehen, jedoch wird dieser Nachteil bei weitem überwogen durch die gegenüber Kohlenstoff vorhandene geringere Zersetzungstemperatur und dadurch, daß sie gegenüber Kohlenstoff praktisch rückstandslos zerfallen. Soweit es sich um die katalytisch wirkenden Zusätze handelt, ist zu beachten, daß diese bevorzugt selbst als Gasspender fungieren und die verbleibenden !Rückstände weder die Abdeckmasse noch den Strang selbst negativ beeinflußen.

Als Gießpulver kommen beispielsweise Pulver folgender Zusammensetzung in Betracht, die sich als besonders geeignet erwiesen haben; jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung dieser Pulver beschränkt (Angaben in Gew.-%)

1. SiO,

CaO

Al₂O

₂O₃

Fe₂O

₂O₃

CaF

^C°

41

2. Hochofen- Ca CO, .Perlit SiO₂ CaF₂ schlacke * (Sand)

₂co₃

64 5

3. Hochofen- Soda schlacke

10

Perlit SiO

CaF,

18

30

Zu den Pulvern 2. und 3. wurde Hochofenschlacke in gemahlener Form mit der Zusammensetzung: SiO CaO MgO

Al₂O₃

Fe₂O₃

40 32 4 9 2 Rest: übliche Bestandteile MnO, Na₂O, K₂O

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Pulver vom Typ 1 erwiesen, in dem die Grundbstandteile SiO₂ und CaO in der Oxidform vorliegen, also beispielsweise als gebrannter Kalk.

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Tabelle 1

Stoffe

Reaktions- bzw. Zersetzungs-Temp, P=I atm

Mole
Gas

η 22,4
!Mole

Nrn

Gasspender

Reaktionen

cn ο	[NI	' (CO₂ NH₂)	100 -	300
co
Z	*«]	2'^CO3 ■	100 -	300
σ
-j	K]	• NO₉	100 -	300


[NH₄I

0, 87 Q, 94 1., 05

ΓΚΗ Π · (CO₂NH₂) -* 2NH

•NO,

. ι NH₃ +H₂O + CO₂ .."*?!

2H₉O +

ro co cn

Claims

Patentansprüche

1. Kohlenstoffreies Gießpulver, insbesondere zur Anwendung beim Stranggießen von Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß es Zusätze einzeln oder zu mehreren enthält, die beim Erwärmen unter Gasbildung bereits bei Temperaturen bis 6OO°C und einem Druck von 1 atm restlos zerfallen.

2. Kohlenstoffreies Gießpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze eine spezifische Gasung von

f P^- 0,5 INm /kg · Β·β* GasspenderΊ besitzen. - ■ L. -J

3. Kohlenstof freies Gießpulver nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze Karbonate sind.

4. Kohlenstoffreies Gießpulver nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze Nitrite sind.

5. Kohlenstoffreies Gießpulver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß es Zusätze enthält, die die Gasung katalytisch unterstützen.

6. Kohlenstoffreies Gießpulver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator selbst ein Gasspender ist.

7· Kohlenstoffreies Gießpulver nach den Ansprüchen 1,bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 10 Gew.-% Zusätze enthält.

8. Kohlenstoffreies Gießpulver nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Katalysator in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-# enthält.

9. Kohlenstoffreies Gießpulver nach den Ansprüchen/1 /bis β,

dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbestandteile ae pulvers in der Oxidform vorliegen. /

Dipl.-Ing. P/E. Mfci&ner

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