DE2514490A1

DE2514490A1 - Herstellung von gusseisen

Info

Publication number: DE2514490A1
Application number: DE19752514490
Authority: DE
Inventors: Decio Shinyo Hyodo
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1974-04-04
Filing date: 1975-04-03
Publication date: 1975-10-23
Also published as: JPS50140314A; GB1489837A; ZA752109B; JPS5610962B2; BR7402666A; DE2514490C2; DE7510432U; CA1048276A

Description

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PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 27. März 1975
Rö/pz/41'

Foseco International Ltd., Long Acre, Nechells,
Birmingham, B7 5JR (Großbritannien)

Herstellung von Gusseisen

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von
Gusseisen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Gusseisen besteht darin, das Eisen kurz vor dem Giessen einer Behandlung zu unterwerfen, die den in dem Eisen enthaltenen
Graphit bei der Erstarrung in eine kugelige Form konvertiert. Derartiges Gusseisen, das als Gusseisen mit
Kugel-Graphit (S.G. cast iron) bekannt ist, besitzt für
viele Zwecke verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Grauguss.

Zu diesem Zweck sind eine Anzahl von Behandlungsmitteln
und eine Anzahl von Verfahren bekannt, die zur Überführung des Graphits in diese Form entwickelt wurden.

Ein bekanntes Verfahren ist das sogenannte "sandwich"-Verfahren, bei dem eine Magnesiumferrosiliciumlegierung verwendet wird. Stücke einer derartigen Legierung werden auf dem Boden eines zylindrischen Behandlungsgefäßes angeordnet, das im allgemeinen 1,5 bis 2 mal höher als seine
Breite ist, wobei einige Stücke aus Stahlplatten auf dem'

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Boden des Gefäßes angeordnet werden, um die Legierung unten zu halten. Daraufhin wird flüssiges Gusseisen in das Gefäß gegossen, wodurch bewirkt wird, daß die Magnesiumferrosiliciumlegierung schmilzt, wodurch die gewünschte Behandlung zur Überführung des Graphits in Kugelform bewirkt wird. Das Metall wird dann üblicherweise in eine Giesspfanne zum endgültigen Abgiessen gefüllt, in der es unter Verwendung von Ferrosilicium geimpft werden kann, um die Steuerung der Form und Verteilung des Graphits bei der Erstarrung zu unterstützen.

Dieses bekannte Verfahren hat, obwohl es einfach ist, eine Reihe von· Nachteilen. Der Erfolg ist sehr stark abhängig von dem exakten Gewichtsverhältnis zwischen dem flüssigen Gusseisen, das behandelt werden soll, und der Menge der Magnesiumferrosiliciumlegierung, wodurch Schwierigkeiten in der Praxis insbesondere in Bezug auf die Bemessung der Gusseisenmenge, die in jedem einzelnen Fall verwendet wird, auftreten. Um eine geeignete Bemessung sicher zu stellen, kann es notwendig sein, eine weitere Pfanne zwischen dem Ofen oder dergleichen und der Behandlungspfanne zu verwenden, wodurch sich beträchtliche Temperaturverluste bezüglich des flüssigen Metalls ergeben.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht in der Anreicherung mit Silicium in dem geschmolzenen Gusseisen aus der Magnesiumferrosiliciumlegierung, die im allgemeinen etwa 45 Gew.% Silicium enthält. Aufgrund dessen muß man entweder mit Gusseisen arbeiten, das anfänglich einen sehr niedrigen Siliciumgehalt aufweist, was jedoch schwierig zu erreichen ist, oder man muß darauf achten, daß der endgültige Siliciumgehalt nicht den vor-

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geschriebenen Höchstwert für das herzustellende Produkt überschreitet.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß in dem Magnesiumferrosilicium enthaltenes Aluminium dazu führen kann, daß in den Guss-Stücken sogenannte Pinholes auftreten , die durch die lange Zeit zwischen dem Abstich des flüssigen Metalls vom Ofen und dem Giessen sowie ferner durch Oberflächenoxidation und Temperaturverlust verstärkt werden.

Vor kurzem wurde ein Verfahren zum Überführen des Graphits in Kugelform in geschmolzenem Gusseisen entwickelt, das Magnesium in Form von metallurgischem Koks verwendet, der mit Magnesiummetall imprägniert ist. Wenn ein derartiges Material mit dem geschmolzenen Gusseisen in Berührung gebracht wird, verdampft das Magnesiummetall und bewirkt die gewünschte Überführung des Graphits in Kugelfonti, während der Koks einfach als inerter Träger verbleibt. Hierbei wird kein Silicium eingeführt und normales Gusseisen, das bereits einen Siliciumanteil aufweist, kann dementsprechend ohne die Gefahr der Erhöhung des vorgeschriebenen Siliciumgehaltes im endgültigen Metall verwendet werden.

Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht in der niedrigen Dichte des mit Magnesium imprägnierten Kokses. Dieses Material muß in dem zu behandelnden flüssigen Metall eingetaucht gehalten werden, indem es beispielsweise an dem Ende einer Stange befestigt, in einer Tauchglocke oder in einem anderen Behälter eingetaucht wird. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es schwierig ist, es mit sehr geringen oder sehr großen Mengen an flüssigem Gusseisen durchzuführen und daß die Verwendung

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des kalten, mit Magnesium imprägnierten Kokses zu einem ungewünschten Abschrecken des flüssigen, zu behandelnden Metalls führt. Obwohl das bevorzugte Verfahren des Eintauchens von mit Magnesium imprägniertem Koks darin besteht, daß eine Graphitstange oder -glocke verwendet wird, sind derartige Stangen oder Glocken jedoch schwierig in der Herstellung, teuer und brechen leicht.

Erfindungsgemäß wird daher eine Vorrichtung zum Behandeln von flüssigen Metallen vorgeschlagen, die ein mit feuerfestem Material zugestelltes Gefäß aufweist, das einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum zur Aufnahme von flüssigem Metall aufweist, wobei die Achse des Zylinders horizontal verläuft und der Zylinder drehbar um diese Achse angeordnet ist, während ein zweiter Raum zur Aufnahme eines Behandlungsmittels für das flüssige Metall vorgesehen ist, der auf einer Seite des Zylinders angeordnet und getrennt vom inneren des Zylinders durch ein Gitter aus feuerfestem Material ist, während das Gefäß derart konstruiert und angeordnet ist, daß es aus einer Position, in der das flüssige Metall sich in seinem dafür vorgesehenen Innenraum befindet, nicht mit dem Behandlungsmittel in dem anderen Raum in Berührung steht, in eine Position geschwenkt werden kann, in der die Berührung stattfindet.

Vorzugsweise auf der dem zweiten Raum abgekehrten Seite des Zylinders ist eine Einfüll- und/oder Abstichöffnung für das flüssige Metall angeordnet.

Die Vorrichtung ist insbesondere für die Herstellung von Gusseisen geeignet und dementsprechend schafft die vorlie-

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gende Erfindung insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Gusseisen mit kugelförmigem Graphit, das darin besteht, daß in einem Innenraum eines Gefäßes der oben genannten Art eine Menge von mit Magnesium imprägniertem Koks angeordnet, das geschmolzene Gusseisen in den anderen Ihnenraum gefüllt und bewirkt wird, daß das geschmolzene Gusseisen durch den Rost aus feuerfestem Material hindurchläuft und mit dem mit Magnesium imprägnierten Koks in Berührung gelangt, wodurch Magnesiumdampf in die Schmelze gelangt, worauf das flüssige Metall aus dem Gefäß entfernt wird.

Vorzugsweise wird bewirkt, daß das in den einen Innenraum des Behälters eingefüllte Gusseisen in den anderen Innenraum durch Schwenken des Gefäßes um seine Achse bewirkt wird, so daß anfänglich in den ersten Innenraum eingefülltes Metall in den Innenraum, der den mit Magnesium imprägnierten Koks enthält, fliesst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung von Figur Figur 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Figur Figur 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Figur

Figur 5 zeigt eine Draufsicht für einen Deckel für- den Innenraum für den mit Magnesium imprägnierten Koks.

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Figur 6 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 von Figur 5.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Behandlungsgefäß 1, das in einem geeigneten Kranhaken 2 mittels äußerer axialer Zapfen 3 gelagert ist. Auf einer Seite des Gefäßes 1 ist eine Einfüll- und Abstichöffnung 4, während im wesentlichen gegenüber der öffnung 4 ein Innenraum 5 angeordnet ist_# der mit einem Deckel 6 und Mitteln 8 zum Geschlossenhalten des Deckels 6 versehen ist. Zwischen dem Innenraum 5 und dem Inneren des Gefäßes 1 ist ein Rost 9 aus feuerfestem Material angeordnet. Das Innere des Gefäßes 1 und des Innenraums 5 ist mit feuerfestem Material 1o zugestellt.

Ein Behandlungsmittel wie mit Magnesium imprägnierter Koks wird zunächst in den Innenraum 5 eingebracht und der Deckel 6 fest verschlossen, worauf das Gefäß 1 über die Öffnung 4 mit dem zu behandelnden geschmolzenen Metall gefüllt wird. Wenn das Gefäß 1 nahezu halb gefüllt ist, wird es im gegen Uhrzeigersinn bezüglich Figur 1 gedreht, so daß das geschmolzene Metall in dem Inneren des Behälters 1 durch den Rost 9, der den Innenraum 5 von dem übrigen Innenraum des Behälters trennt, wie es am klarsten aus Figur 4 zu ersehen ist, fließt, um das geschmolzene Metall mit dem Behandlungsmittel in Berührung zu bringen und die Behandlung zum überführen des Graphits in Kugelform zu bewirken. Nachdem diese Behandlung beendet ist, wird das Gefäß 1 im Uhrzeigersinn bezüglich Figur 1 gedreht, bis das geschmolzene Metall aus der Öffnung 4 in eine geeignete darunter angeordnete Giesspfanne fließt. In der Zwischenzeit oder kurz darauf kann der Inneraum 5 durch Anheben des Deckels 6 geöffnet werden,

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um das verbrauchte Behandlungsmittel zu entfernen und
frisches Behandlungsmittel einzufüllen. Nach geringer Drehung im Uhrzeigersinn, beispielsweise um etwa 3o°_f kann das Gefäß erneut mit flüssigem Gusseisen gefüllt werden.

Das Gefäß bleibt warm und die einzige notwendige Erwärmung besteht in derjenigen des Behandlungsmittels selbst, wodurch keine besonders große Abkühlung des zu behandelnden geschmolzenen Metalls herbeigeführt wird.

Das Behandlungsmittel sollte natürlich in genügend großen Stücken eingefüllt werden, so daß die Stücke nicht durch den Rost in den übrigen Teil des Gefäßes gelangen.

Aufgrund dessen, daß der Behälter im wesentlichen geschlossen ist, werden Fehler durch Oberflächenoxidation des geschmolzenen Metalls äußerst gering gehalten.

Die Vorrichtung ist jedoch nicht nur für die Verwendung bei dem beschriebenen Verfahren zur Behandlung von flüssigem Gusseisen geeignet, sondern auch bei entsprechenden Verfahren, beispielsweise bei der Entschwefelung und bei der Behandlung von geschmolzenem Gusseisen mit anderen Behandlungsmitteln.

Die einzelnen Konstruktionsmerkmale der Vorrichtung sind diejenigen, die üblicherweise bei der Behandlung von geschmolzenem Metall und entsprechenden Behandlungsgefäßen Verwendung finden und sind an sich bekannt.

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Claims

251U90 Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung von geschmolzenem Metall, gekennzeichnet durch ein mit Feuerfestmaterial (1o) zugestelltes Gefäß (1) mit einem im wesentlichen zylindrischen Innenraum zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls, wobei die Achse des Zylinders horizontal und der Zylinder drehbar um diese Achse angeordnet ist, während ein zweiter Innenraum (5) zur Aufnahme des Behandlungsmittels für das geschmolzene Metall vorgesehen ist, der auf einer Seite des Zylinders angeordnet und vom Inneren des Zylinders durch einen Rost (9) aus feuerfestem Material getrennt ist, wobei das Gefäß (1) derart konstruiert und angeordnet ist, daß es aus einer Position, in der flüssiges Metall in dem dafür vorgesehenen Innenraum nicht mit dem Behandlungsmittel in dem zweiten Innenraum (5) in Berührung steht, in eine Position schwenkbar ist, in der die Berührung stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem zweiten Inneraum (5) des Zylinders gegenüberliegenden Seite des Gefäßes (1) eine Einfüll- und/oder Abstichöffnung (4) für flüssiges Metall angeordnet ist.

3. Verfahren zur Herstellung von Gusseisen mit kugelförmigem Graphit, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Innenraum eines Gefäßes nach Anspruch 1 mit Magnesium imprägnierter Koks angeordnet, geschmolzenes Gusseisen in den anderen Innenraum eingefüllt und bewirkt wird, daß das flüssige Gusseisen durch den Rost aus feuerfestem Material hindurchströmt, um in Berührung mit dem mit Magnesium imprägnierten Koks zu gelangen und in der Schmelze Magnesiumdampf zu erzeugen, worauf das geschmolzene Me-

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tall aus dem Gefäß entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in einen Innenraum des Gefäßes eingefüllte Gusseisen in den anderen Innenraum durch Drehen des Gefäßes um seine Achse strömt/ so daß das anfänglich in den ersten Innenraum eingefüllte flüssige Metall in den Innenraum gelangt, der den mit dem Magnesium imprägnierten Koks enthält.

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