DE2430647A1

DE2430647A1 - Verfahren zur desoxydation von metallen und desoxydationsbehaelter zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2430647A1
Application number: DE19742430647
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Ovako Oy AB
Current assignee: Ovako Bar Oy
Priority date: 1973-06-28
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1975-01-16
Also published as: GB1481631A; SE7408474L; JPS5049112A; FI208173A; FR2235200B1; FR2235200A1

Description

Herr Oy Ovako, Imatran Terästehdas, 55100 Imatra 10, Pinland

ⁿ Verfahren zur Desoxydation, von Metallen und Desoxydationsbehälter zur Durchführung des Verfahrens "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Desoxydation von Metallen und auf einen Desoxydationsbehälter zur Durchführung des Verfahrens.

Die Enddesoxydation von Metallen wird normalerweise beim Blockgießen durch Hinzuführung von verschiedenen Desoxydationsmitteln in die Pfanne und in den Strangguß ausgeführt. Wenn die Desoxydation bereits vorgenommen worden ist, wird die Enddesoxydation, soweit sie z. B. auf Stahl sich bezieht, durch Zugabe von Aluminiumdraht auf die Oberfläche der Schmelze in der Form vorgenommen.

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Dabei bestehen bei diesem Verfahren verschiedene tfaehteile. Eine beträchtliche Menge von Desoxydationsmitteln verbrennt bereits auf der Oberfläche vor dem Mischen des Desoxydationsmittel mit dem geschmolzenen Metall. Weiterhin ist bei Stahl das übliche Desoxydationsmittel Aluminium, das die Bearbeitbarkeit von Stahl sehr geringwertig macht· Versuche sind durchgeführt worden, um dieses durch Hinzugabe von Komplex-Desoxydatlonsaitteln zu verbessern, doch als Folge hiervon steigen die Brennverluste beachtlich an« Beim Stranggießen macht die Benutzung von Desoxydationsmitteln das Gießen selbst schwieriger, insbesondere z. B. bei Stahl, da Aluminium OberflächenverSnderungen herbeiführt und den Stahl schwerer zur Maschinenbearbeitung macht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Desoxydationsverfahren für Metall unter Verwendung von Desoxydationsmitteln in einem Behälter oder in einer Kapsel, von denen aus das Desoxydationseittel auf den Grund des Gießstromes verteilt wird, darin, daß das Desoxidationsmittel fein verteilt im Behälter und dieser aus solchem Material verwendet wird, daß die Eigenschaften des Metalls verbessert oder der Behälter aus solchem Material besteht, das In sich selbst desoxydlerend wirkt.

Gemäß einen weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein komplexes Desoxidationsmittel als Desoxydationsmittel verwendet. Bei einem weiteren bevorzugten A UBführungsbeispiel der Erfindung 1st eine Mischung aus einem komplexen Desoxydationsmittel und einem metallischen Desoxydationsmittel als Desoxydationsmittel verwendet.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens besteht das Desoxydationsmittel aus Aluminium. BEi einem solchen Verfahren ist vorzugsweise die Korngröße kleiner als 1 mm, vorzugsweise kleiner als 0,05 mm.

Gemäß der Erfindung besteht zur Durchführung des Verfahrens ein metallisch-er Behälter aus Aluminium als Desoxydationsmittel.

Ein besonderer Vorteil des Desoxydationsverfahrens entsprechend der Erfindung besteht darin, daß das Desoxydationsmittel sich fein verteilt und der Stoff des Behälters die Eigenschaften des Metalls verbessert oder aus sich selbst desoxydierend wirkt.

Das bestgeeignetste Desoxydationsmaterial kann deshalb gewählt werden und der Behälter kann aus einem Metall bestehen, dessen Eigenschaft die Schmelze verbessern kann, oder der Behälter kann wahlweise aus demselben Material wie die Schmelze bestehen.

Vorzugsweise ist ein fein verteiltes Desoxydationsmittel in Verbindung mit dem Verfahren mit einem Desoxydationsmittel entsprechend der Erfindung verwendet. Dieses hat eine vorteilhafte Wirkung auf die Zahl und die Qualität der Einschlüsse im Stahl. Auf der anderen Seite ist die Entwicklung einer schützenden Oberflächenschicht in Verbindung mit der Bearbeitung wesentlich abhängig von den Ei-nschlüssen. Ausführliche Laboratioriumsversuche demonstrieren, daß die Korngröße eines komplexen und metallischen Desoxydationsmittels die Eigenschaften des Stahl beeinflußt. Das Verhältnis der benutzten legierenden Elemente ebenfalls hat natürlich eine weitere Wirkung.

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Die Versuche zeigen in erster Linie, daß, wenn komplexe Desoxydationsmittel verwendet werden, die Verringerung der Korngröße eine wesentliche Wirkung auf die Qualität der Ei-nschlüsse hat. Wenn die Korngröße in der Kategorie von 1 mm oder größer ist, so sind die gebildeten Ei-nschlüsse ungleichmäßig. Wird aber die Korngröße kleiner, so werden die Einschlüsse regelmäßiger und die Bearbeitbarkeit des Materials verbessert sich.

In weiteren Versuchen ist eine Mischung von einem komplexen un-d metallischen Desoxydationsmittel benutzt worden. Es wurde festgestellt, daß, wenn die Menge des metallischen Desoxydationsmittels in der Mischung 5 % übersteigt, so hängt die Größe der gebildeten Einschlüsse nicht länger von der Korngröße des komplexen Desoxydationsmittels ab, sondern nur von der Korngröße des Metalls. Die Qualität der Einschlüsse wechselt also; insbesondere mit Metallen, wie Aluminium, das eine feine Korngröße besitzt, ist eine größere Menge von Oxyd-Einschlüssen innerhalb von Schwefel-Einschlüssen gefunden worden. Dies führt zu einer wesentlich besseren Bearbeitungsmöglichkeit für solche Korngrößen, in denen Einschlüsse dieses Types auftreten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Desoxydationsbehälters, dessen wesentlicher Vorteil darin besteht, daß die feine Verteilung des Desoxydationsmittels in einen geeigneten Behälter in dem Endprodukt verstärkt wird, Andere Vorzüge ergeben sich aus den Unteransprüchen,

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Die Erfindung soll an Hand der beigefügten Zeichnung erläutert werden .

Fig. 1 zeigt die Wirkung der Korngröße von Aluminium ( 20 SS), das als Desoxydationsmittel benutzt ist und die Schneidgeschwindigkeit auf das Verbreiten auf die Oberflächenschicht ( Membrane) ,

Fig. 2 zeigt einen Desoxydationsbehälter entsprechen-d. einer Ausführungsform der Erfindung ,

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Behälters entsprechend der Erfindung ,

Fig. 4 zeigt die Durchführung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei dem ein Desoxydationsbehälter gemäß Fig. 2 benutzt wird.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Bearbeitungsversuchsergebnisse des Metalls, das entsprechend der Erfindung behandelt worden ist, wobei der Wert BHi einen Maximumwert von 36 hat, der ausgezeichnete Bearbeitungsmöglichkeiten vorsieht, wäh rend ein Minimumwert von' +0 ein Übermaß an Abnutzung des Blattes ergibt (HIi = coverability index of the membrane protecting the working blade).

Probe 12 : 80 % CaSiMn 0 0,2-0,3 mm, 20 % Al 0 0,6 - 1,0 mm Probe 13 : 80 % CaSiMn 0 0,2-0,3 mm, 20 % Al 0 0,2 - 0,3 mm Probe 14 : 80 % CaSiMn 0 0,2-0,3 mm, 20 % Al 0< 0,05 mm

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In Pig. 3 ist das Desoxydationsmittel in eine Aluminiumkapsel eingepackt, die jeweils etwa 500 g des Desoxydationsmittels enthält. Die Kapseln werden durch Füllen eines Aluminiumrohres 1 mit dem Desoxydationsmittel 2 hergestellt,wobei die Wandungen des Rohres in verschiedenen Ab-ständen zusammengepreßt werden und dann das Rohr zur Bildung einzelner Kapseln gesch-nitten wird,

Beispiel 1 ;

Das Desoxydationsmittel ist in einem Stahlrohr (Fig. 2) eingepackt, dessen Durchmesser 5 mm ist und dessen Wandungsdicke 0,1 mm beträgt. 80 % des in das Rohr .gefüll-ten Stoffes ist ein komple-xes Desoxydationsmittels (Analyse: C = 0,3 %, Si = 52,9 *, Mn = 16,3 *, Al = 1 %_y Ca = 21,2 %, Fe = 8,0 Jt), dessen Teilchengröße 0,6 bis 1 mm ist und 20 % sind Aluminium mit Teilchengröße von 0,05 mm. Der vorgenannte Draht wird zum Strangpreßgießen (Fig. 4) im Grunde des Gießstromes 3 mit Hilfe einer Spezial-Zuführung 4 zugeführt. Der Stoff 5, der gegossen werden soll, ist "FE 37" Stahl, dessen Schmelze 0,01 bis 0,015 % Sauerstoff enthält und das Rohr führt das Desoxydationsmittel in den Stahl mit einer Geschwindigkeit von 800 g / h.

Wenn der vorgenannte Stahl mit Hilfe eines "PlO" Blattes schnittweise zugeführt wird, so entwickelt sich eine schützende Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Blattes bei einer Schnittgeschwindigkeit von 250 m pro Minute. Eine Abnutzung des Blattes wurde nicht beobachtet.

Es wurden wesentliche weniger Einschlüsse festgestellt und ebenfalls weniger Oberflächenveränderungen in den Blöcken und die Einschlüsse waren etwas feiner als diese in Stücken sind, die vergleichsweise in üblicher vorbekannter Weise desoxydiert worden sind.

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Die Granulation und die Heißbearbeitungsmöglichkeit des
Stahls waren etwa die gleichen wie ein normal Al-desoxydierter Stahl.

Beispiel 2 ;

Entsprechend einer anderen Ausführung des Verfahrens wurde
dieses in selber Weise ausgeführt, wie bei dem Beispiel 1
mit der Änderung, daß nur ein komplexes Desoxydationsmittel CaSiMa mit gleicher Analyse wie im Beispeil 1 als Desoxydationsmittel benutzt worden ist. Das Stahl-Desoxydationsmittel hat auf diese Weise im wesentlichen dieselben guten
Eigenschaften wie der Stahl von Beispiel 1, Jedoch sein
Sauerstoffgehalt war etwas niedriger. Auf der anderen Seite waren die Einschlüsse in der Korngröße größer und ungleichmäßiger und sie waren ungleichmäßiger verteilt.

Die vorliegenden Anwendungen sind nur Beispiele verschiedener Ausführungsformen der Erfindung und diese beschränken nicht den Schutzumfang der Erfindung in irgendeiner Weise.

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Claims

P atentansprüche

Verfahren zur Desoxydation von Metallen unter Verwendung von Desoxydationsmitteln in einem Behälter oder in einer Kapsel, von denen aus das Desoxydationsmittel auf den Grund des Gießstromes verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Desoxydationsmittel fein im Behälter verteilt und dieser aus solchem Material (Stoff) verwendet wird, das die Eigenschaften des Metalls verbessert oder der Behälter aus solchem Material besteht, das in sich selbst desoxydierend wirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Desoxydationsmittel ein komplexes Desoxydationsmittel verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einem komplexen Desoxydationsmittel und einem metallischen Desoxydationsmittel als Desoxydationsmittel verwendet wird.
k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als Oxydationsmittel Aluminium verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße 1 vorzugsweise<O,05 mm ist.

6_# Behälter zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gehäuse aus Aluminium besteht.

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