DE2429487B2

DE2429487B2 - Verfahren zum herstellen von briketts zur zugabe von erdalkalimetallen in metallschmelzen

Info

Publication number: DE2429487B2
Application number: DE19742429487
Authority: DE
Inventors: Luigi; Tarozzi Raffaele Dr.; Rom Palumbo
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico S.P.A., Rom
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1977-03-24
Also published as: NL7408091A; NL180234B; DE2429487A1; FR2234372B1; ATA512574A; AT352156B; NL180234C; FR2234372A1; IT988276B; BE816473A; DE7421011U; GB1428320A; JPS5033111A; US3918963A

Description

Die Erfindung betrifft die Zugabe von Erdalkalimetallen in Metallschmelzen, damit infolge heftiger Oxidation oder einer anderen Reaktion mit der Schmelze die Reinigung der letztgenannten erfolgt.

Es ist z. B. bekannt, daß der Zusatz von Alkali- oder Erdalkalimetallen bei der Herstellung von Kugeigraphit-Gußeisen sowie für das Entschwefeln von Stahl in der Pfanne vor dem Frischen angewendet wird.

Wegen der Flüchtigkeit, der schnellen Oxidierbarkeit und der Reaktivität dieser Metalle erfolgte deren Zugabe zu Eisenlegierungsschmelzen bisher in einem porösen Trägermaterial, wie Koks, das vorher mit dem Metall im schmelzflüssigen Zustand imprägniert worden war. Hierzu wurde das poröse Metall einer Behandlung ausgesetzt, die nach ihrer allgemeinsten Ausführungsform die folgenden Vorgänge umfaßt (siehe italienische Patentschriften 7 43 720 und 9 04 658):

Eintauchen in das gewünschte schmelzflüssige Metall,

schnelles Kühlen zum Verfestigen des Metalls, das in die Poren eingedrungen ist.

In der Praxis begegnet dieses Verfahren ernsten Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten lassen sich im wesentlichen auf die hohe Reaktivität und die Temperatur des -aktiven schmelzflüssigen Metalls rurückführen:

Bildung von Carbiden durch die Teilreaktion des Metalls mit dem Kohlenstoff des Kokses (die Carbide erleiden beim Vorhandensein von Feuchtigkeit eine Reaktion, welche zu entflammbaren Gasen führt, und zusätzlich führt dies zu einer Verschlechterung der mechanischen Oberflächeneigenschaften des Fertigproduktes),
Entzünden des Kühlbades für den Fall, daß das Kühlmedium aus öl besteht, Oxidation des aktiven Metalls, falls mit Luft gekühlt wird,
Bildung von Nitriden, die unerwünscht sind, da sie die Ausbeute herabsetzen und unerwünschte Sekundärreaktionen bei e^;nem Kühlmedium auf Stickstoffbasis herbeiführen.

Überraschend v/urde nun gefunden, daß sämtliche der oben genannten Schwierigkeiten sich eliminieren lassen, wenn man erfindungsgemäß verfährt, nämlich sowohl beim Entschwefeln von Stahl als auch bei der Herstellung von sphärolithischem Gußeisen.

Das Verfahren nach der Erfindung umfaßt die folgenden Schritte:

Herstellen eines Gemisches, welches im wesentlichen aus einem Pulver eines Erdalkalimetalls und einem Pulver des porösen Trägermaterials besteht, gutes Durchmischen des Gemisches,
Brikettieren des Gemisches unter Zuhilfenahme eines geeigneten Bindemittels,
Erwärmen der Briketts zwecks Aushärtung des Bindemittels,
gegebenenfalls Brennen der Briketts.

Die Erfindung soll nunmehr im einzelnen beschrieben werden.

Das Gemisch besteht aus:
5 bis 50% Erdalkalimetall,
50 bis 80% poröses Trägermaterial und
10 bis 25% Bindemittel und wird

nach gutem Durchmischen bei einer Temperatur zwischen 80 und 13O⁰C brikettiert, anschließend während 15 bis 90 Minuten auf eine Temperatur zwischen 150 und 250°C erwärmt und gegebenenfalls bei Temperaturen im Bereich von 250 bis 900° C gebrannt.

Das Erdalkalimetall kann als Pulver des reinen Metalls oder einer seiner Legierungen vorliegen. Die Teilchengröße liegt zwischen 0,1 und 3 mm.

Das poröse kohlenstoffhaltige Material kann Schwelkoks, Koks, Graphit oder allgemein ein geeignetes körniges Material mit ausreichender Porosität, Temperaturbeständigkeit und mechanischer Festigkeit sein. Die Teilchengröße lipgt ebenfalls zwischen 0,1 und 3 mm.

Das Bindemitte! kann Kohlenteer-Pech, Kohlenteer, Pech oder Bitumen petrochemischen Ursprungs sein oder es kann aus einem Gemisch dieser Stoff in verschiedenen Anteilen bestehen. Die korrekte Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung hängt von der Bedingung ab, daß die Temperatur, bei der die Durchmischung ausgeführt wird, die Erweichungstemperatur des Binders nicht um mehr als 50 Grad überschreiten sollte.

Beispiel

60% Schwelkoks mit einer Teilchengröße zwischen 0,3 und 1 mm,

20% Magnesiumpulver mit einer Teilchengröße zwischen 0,1 und 0,3 mm und

20% Kohlenteer-Pech (Erweichungspunkt 43,5° C)
wurden bei 90°C in einem Rotarymischer während 10 Minuten gut durchmischt.

zu kugelförmigen Briketts von 32 mm Durchmesser gepreßt und die

Briketts 30 Minuten lang in einem Luftstrom von 200° C bei einem Durchsatz von 150 N l/h gehärtet und bei 700° C während 30 Minuten in einem H₂-Strom von 150 Nl/h gebrannt.

Die Briketts zeigten die folgenden Eigenschaften:

Dichte in g/cm³ Druckfestigkeit inkp

Gepreßte Briketts 1,04 80

Gehärtete Briketts 1,03 120

Gebrannte Briketts 0,93 300

Die Ausbeute nach dem Brennen lag bei 90%.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Briketts zur Zugabe von Erdalkalimetallen in Metallschmelzen, insbesondere aus Eisenlegierungen, wobei poröses kohlenstoffhaltiges Material als Träger verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 5 bis 5C Gew.-°/o Erdalkalimetallen von 0,1 bis 3 mm Teilchengröße, 50 bis 80% porösen kohlenstoffhaltigen Trägern von 0,1 bis 3 mm Teilchengröße und 10 bis 25% Bindemittel hergestellt, gut durchmischt und bei Temperaturen zwischen 80 und 130° C brikettiert wird und daß die Briketts zum Aushärten mit dem Bir.dtr bei Temperaturen zwischen 150 und 250° C über ?ine Zeitdauer von 15 bis 90 Minuten erwärmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Produkt bei Temperaturen zwischen 250 bis 900° C gebrannt wird.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf Schwelkoks, Koks, Graphit oder allgemein ein geeignetes körniges Material ausreichender Porosität, Temperaturbeständigkeit und mechanischer Festigkeit als poröser kohlenstoffhaltiger Träger.