DE2511297A1 - Verfahren zur reinigung, modifizierung und temperaturerhoehung von gusseisenschmelzen - Google Patents
Verfahren zur reinigung, modifizierung und temperaturerhoehung von gusseisenschmelzenInfo
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Description
,511297
14. März 1975
Verfahren zur Reinigung, Modifizierung und
Temperaturerhöhung von Gußeisenschmelzen
Temperaturerhöhung von Gußeisenschmelzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung, Modifizierung und Temperaturerhöhung
von Gußeisenschmelzen durch Einleiten von Sauerstoff.
Es ist ein Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen bekannt, bei welchem Gas, z.B. Luft oder Sauerstoff,
mit einem solchen Druck in die Gußeisenschmelzen eingeleitet wird, daß die Badbewegung genügend heftig ist, um ein Hochschleudern
von Metall über die Badoberfläche hinaus herbeizuführen.
Es sdII dadurch die Neigung einer gegebenen flüssigen
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Gußeisenschmelze, zu Grauguß .zu erstarren, erhöht werden.
Bei einem derartigen Verfahren tritt jedoch Über der Schmelze eine starke Rauchentwicklung auf, so daß die
Anwendung dieses Verfahrens in Gießereien nur mit Hilfe besonderer Gasabzugs- und Piltervorrichtungen möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Gußeisenschmelzen zu entwickeln,
welches vielseitig anwendbar und ohne großen apparativen Aufwand durchführbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die pro Zeiteinheit in die Schmelze einzuleitende Menge
Sauerstoff so gewählt wird, daß gerade noch keine Rauchentwicklung Über der Schmelze auftritt.
Die nach diesem Verfahren eingeleitete Sauerstoffmenge wird so dosiert, daß nahezu kein freier Sauerstoff die
Gußeisenschmelze verläßt. Dadurch ist kein Trägergas für Rauch vorhanden. Die Reaktionsprodukte wie PeO, Fe^O , SiO«, MnO
und andere bilden eine Schlacke oder werden von bereits vorhandener Schlacke aufgenommen. Die richtige pro Zeiteinheit
in die Schmelze einzuleitende Menge kann im Betrieb ohne besondere Meßeinrichtungen dadurch eingestellt werden, daß der
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LINDE AKTIENGESELLSCHAFT - 3 -
Sauerstoffdruck so lange gesteigert wird, bis die Rauchentwicklung
Über der Schmelze einsetzt und der Druck dann erniedrigt
wird, bis der Rauch verschwindet.
Ist ein Durchflußmesser oder ein entsprechendes anderes Meßgerät zur Bestimmung der Gasdurchflußmenge vorhanden,
so wird der Gasdruck vorteilhafterweise so eingestellt, daß die pro Zeiteinheit in die Gußeisenschmelze einzuleitende
Menge Sauerstoff einen Wert von 0,15 Nm /min nicht übersteigt.
Bei Gußeisen ist der Sättigungsgrad {y /..
0 3 Si Si - 0 3 ί P)^ Oder daS Kohlenstoffäclulvalent (# c+
% Si + 1/3 % P) unter anderem ein Maß für dessen Festigkeit.
Es kann somit vorteilhaft sein, wenn der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet wird, bis ein gewünschter
Wert des Sättigungsgrades oder des Kohlenstoffäquivalentes des Gußeisens erreicht wird.
Es sind Jedoch nicht nur Korrekturen des Sättigungsgrades oder des Kohlenstoffäquivalentes durch die Sauerstoffbehandlung
von Gußeisen möglich, sondern es können auch gezielt Verunreinigungen entfernt werden, die die Qualität der Gußstücke
nachteilig beeinflußen würden. Dazu wird erfindungsgemäß der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet, bis ein
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Wert für die gewünschte Erniedrigung des Gehalts an Verunreinigungen
in der Gußeisenschmelze erreicht wird.
Bei den aus der Gußeisenschmelze zu entfernenden Verunreinigungen handelt es sich insbesondere um Aluminium,
Titan und Elemente, die eine hohe Affinität zu Sauerstoff besitzen.
Die durch Einleiten von Sauerstoff in die Gußeisenschmelze ausgelösten Oxidationsreaktionen bewirken eine Temperaturerhöhung
der Gußeisenschmelze. Es kann somit von Vorteil sein, wenn der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet
wird, bis ein Wert für die gewünschte Temperaturerhöhung der Gußeisenschmelze erreicht wird. Eine derartige Erhöhung
der Temperatur ist besonders bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit vorteilhaft.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit
je nach Dauer der Sauerstoffzufuhr zur gezielten Modifizierung,
Reinigung oder Temperaturerhöhung von Gußeisenschmelzen angewendet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es un?
abhängig vom verwendeten Einsatz möglich, durch nachträgliche Behandlung der Gußeisenschmelze mit Sauerstoff die jeweils gewünschte Gußeisensorte herzustellen.
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Vorteilhafterweise kann bei der Herstellung von Temperguß oder von Gußeisen mit Kugelgraphit erfindungsgemäß
vorwiegend unreiner Einsatz zur Herstellung der Gußeisenschmelze verwendet werden. Durch dieses Verfahren verbilligt sich die
Herstellung von Temperguß oder von Gußeisen mit Kugelgraphit wesentlich.
In besonders einfacher Weise läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren dann durchfuhren, wenn der Sauerstoff
durch ein in die Gußeisenschmelze eintauchendes Einleitungsrohr zugeführt wird. Die besten Ergebnisse wurden nach diesem
Verfahren dann erzielt, wenn das Einleitungsrohr in der Mitte der Schmelze in eine Tiefe von etwa 2/3 der Badhöhe eingeführt
wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
eignet sich in besonderer Weise ein Einleitungsrohr, das aus festem und/oder mit einem festen Überzug versehenem Material
besteht. Als besonders widerstandsfähig haben sich dabei Schamotte- Graphit-Rohre, dickwandige Ton- oder Schamotterohre aber
auch Stahlrohre mit einem entsprechend hitzebeständigen überzug erwiesen.
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Insbesondere dann, wenn der Sauerstoff in fein verteilter Form in die Gußeisenschmelze eingeleitet werden
soll, ist es von Vorteil, wenn der Sauerstoff durch einen zumindest stellenweise porösen Boden eines die Gußeisenschmelze
enthaltenden Behälters zugeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, das Verfahren erfindungsgemäß in einem Kupolofen durchzuführen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens sind in besonderer Weise Kupolöfen mit einem Vorherd geeignet. Aus dem
Vorherd kann dann eine Gußeisenschmelze entnommen werden, die nach der erfindungsgemäßen Sauerstoffbehandlung die gewünschten
Eigenschaften aufweist. In einem derartig betriebenen Kupolofen können somit unabhängig von der Gattierung auf kontinuierliche
Weise verschiedene Gußelsenschmelzen hergestellt werden.
Anhand einer Figur wird in schematischer Weise ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Die Figur zeigt einen herkömmlichen Kupolofen 1 mit einem Vorherd 2, in welchem die im Ofen erzeugte Schmelze gesammelt
wird. In dem Vorherd 2 ist ein Einleitungsrohr J5 so angeordnet, daß dessen Austrittsöffnung sich in einer Tiefe
von etwa 2/5 der Badhöhe befindet. Durch dieses Einleitungsrohr
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wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren Sauerstoff in die Gußeisenschmelze eingeleitet. Da bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren keinerlei Rauch entsteht, können auf Abzugsvorrichtungen, wie sie z.B. bei der Stahlerzeugung notwendig
sind, verzichtet werden. Vor dem Abstich werden der Gußeisenschmelze Proben entnommen, um deren Qualität zu Überprüfen.
Dabei kann auch festgestellt werden, ob und in welchem Maße Impfungen der Gußeisenechmelze vorgenommen werden sollen.
Anhand zweier Versuchsergebnisse soll die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens dokumentiert werden.
Im ersten Versuch wurde eine Graugußsohmelze von 80 kp Gewicht sechs. Minuten mit insgesamt 0,9 Nnr Sauerstoff
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Danach wurde mit 0,4 Masse-$>
eines handelsüblichen Impfmittels geimpft. Die Proben wurden in einer Rundstabform gegossen. Bei dieser
Sauerstoffbehandlung haben sich folgende Veränderungen eingestellt.
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| Tabelle | 0, 0, |
58 42 |
0,037 0,030 |
1 | C | ,35 ,07 |
Sätti- gungs- grad |
C el | Zugfe stigkeit [N/mm ] |
|
| Zusammensetzung [%~\ Si Mn S |
0,97 0,86 |
1400 1500 |
227 306 |
|||||||
| Vorher* Nachher |
2,37 1,94 |
|||||||||
Bei einem zweiten Versuch wurde eine Graugußschmelze von 8o kp versuchsweise mit einem Zusatz von 0,25$ Aluminium
versehen. Gußeisen, das so stark mit Aluminium verunreinigt ist, führt bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit und von
Temperguß zu Störungen. Die Graugußschmelze wurde, so wie im ersten Versuch, nach dem erfindingsgemäßen Verfahren behandelt.
Es wurde die Zusammensetzung sowie die Temperatur der Gußeisenschmelze in Abhängigkeit von der Blasdauer (Sauerstoffmenge) gemessen.
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| Blasdauer [min] |
(O2) , (CH rPl ) |
Temp. [°cj |
Z u s ammen s e t zung Al C Si |
2,33 | Mn |
| O | (0) | 1380 | 0,25 3,52 | 2,05 | 0,79 |
| 2 | (0,334) | 1464 | 0,13 3,46 | 1,81 | 0,66 |
| 4 | (0,678) | 1487 | 0,060 3,42 | 1,67 | 0,53 |
| 6 | (1,022) | 1491 | 0,012 3,32 | 0,42 |
Nach 6 Minuten betrug die Temperatursteigerung 111 C.
Der Aluminiumgehalt war so tief gesunken, daß eine solche Gußeisenschmelze zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit verwendet
werden kann. Der* Siliziumgehalt war so stark gesunken, daß eine durch Impfungen bewirkte Siliziumerhöhung nicht mehr
stört. Ebenso war der Mangangehalt vorteilhaft abgesunken.
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Claims (1)
- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT(G 024) , - 10 - G 75/12Mo/fl 14. März 1975Patentansprüche1. Verfahren zur Reinigung, Modifizierung und Temperaturerhöhung von Gußeisenschmelzen durch Einleiten von Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die pro Zeiteinheit in die Schmelze einzuleitende Menge Sauerstoff so gewählt wird, daß gerade noch keine Rauchentwicklung über der Schmelze auftritt.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet wird, bis ein gewünschter Wert des Sättigungsgrades oder des Kohlenstoffäquivalents des Gußeisens erreicht wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet wird, bis ein Wert für die gewünschte Erniedrigung des Gehaltes an Verunreinigungen in der Gußeisenschmelze erreicht wird.609839/0539LINDE AKTIENGESELLSCHAFT- 11 -k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff so lange in die Gußeisenschmelze eingeleitet wird, bis ein Wert für die gewünschte Temperaturerhöhung der Gußeisenschmelze erreicht wird.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff durch ein in die Gußeisenschmelze eintauchendes Einleitungsrohr zugeführt wird.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff durch einen zumindest stellenweise porösen Boden eines die Gußeisenschmelze enthaltenden Behälters zugeführt wird.7* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pro Zeiteinheit in die Gußeisenschmelze einzuleitende Menge Sauerstoff einen Wert von 0,15 Nnr/min nicht übersteigt.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Kupolofen durchgeführt wird.60 9839/0539LiNiJE AiCTiOCiESELLSCHAFT- 12 -9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8„ zur Herstellung von Temperguß oder von Gußeisen mit Kugelgraphit, dadurch gekennzeichnet, daß vorwiegend unreiner Einsatz zur Herstellung der Gußeisenschmelze verwendet wird.10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einleitungsrohr aus feuerfestem und/oder mit einem feuerfesten Überzug versehenen Material besteht.609 8 39/0539 OR1G1MAL INSPECTED
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