DE2732136C2

DE2732136C2 - Behandlung von geschmolzenem Metall

Info

Publication number: DE2732136C2
Application number: DE2732136A
Authority: DE
Inventors: Richard Wayne Etobicoke Ontario Amos; George Toronto Ontario Dimou; John Baldwin Willowdale Ontario Flood; Frederick Eugene Islington Ontario Kara; Kirk Douglas Rexdale Ontario Miller
Original assignee: Ivacan Inc
Current assignee: Ivacan Inc
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1984-07-26
Also published as: GB1598932A; FR2377452B1; FR2377452A1; GB1598931A; US4199353A; US4296920A; DE2732136A1; US4299624A; CA1096179A; GB1598933A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Metallschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von Gußeisen mit Magnesium unter Bildung von sphärolithischem Gußeisen, bei dem ein Behälter aus hitzebeständigem Material, der, mit Ausnahme von kalibrierten Öffnungen geschlossen ist und das Magnesium enthält, in ein Bad aus geschmolzenem Metall in einer großen, vertikalen Schmelzpfannc eingetaucht wird, während die letztere mit einer Haube abgedeckt wird, so daß die entstehende, heftige Reaktion aufgefangen wird. Ein Hebemechanismus senkt und hebt die Haube und den Behälter und taucht ihn ein und entnimmt ihn, während die Haube die Pfanne bedeckt. Der Mechanismus umfaßt einen Tauchstab, der den Behälter trägt und die Einrichtung, mit der der Stab in einer fixierten radialen Stellung relativ zu seiner Achse gehalten wird, und gegenüber den Reaktionskräften in seiner Stellung gehalten wird.

■is Die Erfindung betrifft ebenfalls eine für das Verfahren geeignete Vorrichtung.

Wegen der explosiven Umsetzung zwischen reinem Magnesium und geschmolzenem Eisen versucht man bei

den meisten Behandlungen zur Herstellung von spärolilhischem Eisen die Reaktion zu zähmen, indem man Magnesiumlegierungen verwendet oder den Kontakt des geschmolzenen Eisens mit dem Magnesium verzögert.

Bei einer technischen Lösung, bei der reines Magnesium verwendet werden soll, hat man versucht einen

bO speziellen, kippbaren Konverter in einem Gefäß mit feuerfesten Wänden für das Magnesium, das in eine seiner Seiten eingebaut ist, zu verwenden. Das Magnesium wird in die Kammer durch eine verschließbare Zugangsöffnung durch die Wand und die feuerfcsie Auskleidung des Reaktionsgefäßes gebracht. Durchgänge von der Kammer zu dem Inneren des Konverters ermöglichen einen Eintritt des geschmolzenen Eisens und das Entweichen der Reaktionsprodukte in die Hauptmasse aus geschmolzenem Eisen. Wenn das Magnesium zugeführt

b5 werden soll, wird der Konverter auf seine Seite gekippt, so daß die Kammer über dem Niveau des Metalls ist. Bei der Durchführung der Behandlung wird das Reaktionsgefäß in senkrechte Stellung gekippt, wodurch die Kammer überflutet wird. Die Stellung der Eingangs- und Entwciehungsöffnungcn soll eine kontrollierte Strömung des Metalls ermöglichen, und eine gleichmäßige und wirksame Eiscn-Magnesium-Reaktion sollte ablau-

J fen, bei der hohe Wiedergewinnungen möglich sind.

% Dieses Verfahren besitzt den Nachteil, daß ein Spezialkonverter erforderlich ist, bei dem die feuerfeste Wand

P durch die Beschickungsöffnung unterbrochen ist. Der Konverter muß weiterhin zwischen der aufrechten und der

g gekippten Stellung und wieder zurück während jedes Beschickungszyklus manipuliert werden. Weiterhin wird

5 der Zugang beim Reinigen der Eingangs- und Auslaßöffnungen durch die Magnesiumkammer, die einen Teil des ι ?A Reaktionsgefäßes bildet, behindert.

[;■ Aus DE-AS 12 75 556 ist ein Verfahren zum Einbringen eines Zusatzeicmen'es in die Eisenschmelze bekannt,

; bei dem unter Druck gearbeitet wird. Dieses Verfahren erfordert zu seiner Durchführung eine sehr komplizierte

:i und gegen S*örungen anfällige Apparatur und Arbeitsweise. So sind z. B. druckdichte Gefäße notwendig.

: Weiterhin ist aus US-PS 39 91 988 eine Vorrichtung bekannt zum Vermischen verschiedener Metalle. Auch hier

'?> muß mit Druck gearbeitet werden. Es sind deshalb eine doppelwandige Pfanne und ein hermetisch abgedichtetes

K System erforderlich. Beide Verfahren sind also sehr aufwendig und durch das Arbeiten unter Druck nicht

> effektiv genug.

' ' Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Einführung von Magnesium in geschmolzenes Eisen, bei

Ji dem die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden und bei dem bestimmte Vorteile erzielt werden,

Ϊ; zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Weitere

(?: Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4, während ein geeigneter Behälter

y zur Durchführung des Verfahrens Gegenstand des Anspruchs 5 ist. Seine weitere Ausgestaltung ist in den

fi; Ansprüchen 6 bis 12 angegeben.
|j Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Masse aus geschmolzenem Eisen, das in ^pärolithisches

6 Gußeisen überführt werden soll, in eine vertikal verlängerte Schmelzpfanne, die normalerweise eben offen ist, {·;, gebracht Ein vertikal bewegbarer Behälter f-Jr den Zusatzstoff ist vorgesehen, der kalibrierte öffnungen enthält, ?| in die das Magnesium gegeben wird. Diese öffnungen umfassen eine untere öffnung am Boden des Behälters V-! und bevorzugt eine obere öffnung zu dem Behälter, die entfernt von der unteren öffnung in Richtung nach oben

f| angebracht ist. Reines Magnesium in fester Form wird in den Behälter in einer Menge gebracht, die ausreicht,

Iw das Eisen zu behandeln. Der Behälter für den Zusatzstoff wird dann in die Schmelzpfanne über dem geschmolze-

I? nen Metall eingebracht, und dann wird der obere Teil der Schmelzpfanne bedeckt. Während die Schmelzpfanne

'ά stationär ist, wird der Behälter vertikal und zentral nahe am Boden des geschmolzenen Eisens eingetaucht. Das

;;■ ihn umgebende Eisen fließt in den Behälter durch die öffnungen und ist in direktem Kontakt mit dem Magnesi-

i| um, wodurch eine heftige Eisen-Magnesium-Reaktion stattfindet. Der in dem Behälter erzeugte Dampfdruck

:; bewirkt daß das Magnesium durch die Öffnung in das geschmolzene Eisen in kontrollierter Menge entweicht

■α die heftige Reaktion verursacht eine extreme Turbulenz innerhalb der Schmelzpfanne und die Abdeckung des

K oberen Teils verhindert ein massives Entweichen und begrenzt das Verspritzen. Nachdem die Umsetzung ' j beendigt ist, wird die Schmelzpfanne aufgedeckt, der Behälter für den Zusatzstoff daraus entfernt und das

R behandelte Eisen aus der Pfanne entfernt

*'■; Bevorzugt ist der Behälter für den Zusatzstoff die Kammer einer Kapsel mit einer Wand aus einem wärmebe-

>"' ständigen Material mit kalibrierten Öffnungen. Der Behälter ist mit einem Eintauchmechanismus verbunden, der

in Verbindung mit einer vertikal bewegbaren Haube zum Bedecken der Pfanne betrieben wird.

Bevorzugt wird vor einem Fertigungsablauf, wie oben beschrieben, ein Anlaufverfahren durchgeführt. Dies ;■· erfolgt, inuem man in den Behälter eine geringe Menge Magnesium und Schmelzmittel gibt und ihn in das Eisen

■ bei der Betriebstemperatur eintaucht. Eine Magnesium-Eisen-Iieaktion mit beschränkter Stärke findet statt, und

; der Behälter wird auf die Betriebstemperalur erhitzt. Er ist dann für die Fertigungsabläufe fertig.

ι Erfindungsgemäß ist die relativ kontinuierliche Erzeugung von spärolithischem Eisen möglich, indem man

V. eine Reihe von Pfannen, die geschmolzenes Eisen enthalten, eine nach der anderen, unter den Eintauchmechanis-

mus bewegt. Während des Behandlungszyklus mit dem Behälter in eingezogener Stellung, die auf die vorherige Behandlung folgt, werden die öffnungen gesäubert und der Zusatzstoff eingefüllt. Während dies erfolgt, wird die nächste Pfanne unter den Eintauchmechanismus gebracht. Die Haube des Eintauchmechanismus wird dann herabgelassen, so daß sie den oberen Teil det Pfanne bedeckt und glcichzeiitig wird der Behälter für den Zusatzstoff in die Pfanne bis über das geschmolzene Metall heruntergelassen.

Der Behälter wird dann in das geschmolzene Metall eingetaucht, so daß die Metall-Zusatzstoff-Reaktion abläuft. Wenn die Umsetzung beendigt ist, wird der Behälter aus dem geschmolzenen Metali entnommen und der Behäfter und die Haube werden durch den Aufzugmechanismus hochgehoben. Die Pfanne wird entfernt und durch eine neue Pfanne ersetzt und der Zyklus wird wiederholt

Erfindungsgemäß ist es möglich, reines Magnesium als Zusatzstoff zu verwenden, obgleich eine heftige Reaktion auftritt. Der wärmebeständige Behälter wird bevorzugt aus einem -nichtmetallischen, nicht benetzenden Material, bevorzugt Graphit, hergestellt. Der Behälter besitzt eine zylindrische Seitenwand, die mit dem oberen Teil des nichtmetallischen Eintauchstabs verbunden ist und wird am Boden von einer Wand verschlossen, die eine öffnung besitzt, die den untsren Zutrittsdurchgang darstellt, und eine Innenoberfläche oder einen Boden, der sich in Richtung auf die öffnung neigt Die obere öffnung ist in der zylindrischen Seitenwand, räumlich entfernt vom oberen Teil, angebracht. Ein bevorzugter Mechanismus umfaßt eine Einrichtung zur Einstellung und zum Halten des Eintauchstabs in fixierter, radialer Stellung relativ zu seiner Achse, so daJ die Beschickungsöffnung für die Beschickung zweckdienlich angebracht ist. Es ist weiterhin eine Einrichtung vorgesehen, um den Eintauchstab gegenüber einer lateralen Bewegung, die durch die Reaktionskräfte erzeugt wird, zurückzuhalten.

Bei der Behandlung von Gußeisen mit Magnesium zur Herstellung von späroiithischem Gußeisen gibt es für t>5 den Behälter bestimmte bevorzugte Parameter. Das Kammervolumen des Behälters sollte mindestens 1311 cm^J pro 0,454 kg zugeführvem Magnesium betragen. Die Höhe der Pfanne sollte mindestens das Dreifache ihrer lateralen Dimensionen betragen. Die Tiefe des Eisens in der Pfanne sollte mindestens das I V₂fache der lateralen

Dimension der Pfanne betragen. Die Tiefe des Eisens über der oberen öffnung in der Pfanne sollte mindestens 38,1 cm betragen. Der Abstand zwischen den Wänden des Behälters und der Pfanne sollte mindestens 12,7 cm betragen. Der Behälter sollte zwischen 2,54 und 6,35 cm vom Boden der Pfanne entfernt angebracht sein. Der gesamte Querschnitt der öffnungen in dem Behälter sollte im Bereich von 12,9 bis 32,3 cm² liegen, wobei eine einzelne öffnung einen maximalen Querschnitt von 193 cm² aufweisen sollte.

Zusammen mit dem Behälter werden Magnesiumstäbe verwendet, die bevorzugt durch die obere Bcschikkungsöffnung in der Behälterwand eingebracht werden. Die Stäbe fallen auf den geneigten Boden des Behälters und bilden einen Stapel, wobei die Abstände zwischen den Siüben einen schnellen Kontakt mit dem geschmolzenen Metall ermöglichen. Es ist bevorzugt, daß die Beschickungsöffnung gerade groß genug ist, daß der Stab ίο eingeführt werden kann, daß er jedoch nicht eingeführt werden kann, wenn die öffnung blockiert ist.

Die Produktionsrate für die Behandlung des Gußeisens mil Magnesium nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Bereich bis zu so viel wie 40 Tauchungen/h liegen, einschließlich des Füllens der Pfanne mit geschmolzenem Eisen. Herunterlassen der Pfanne auf eine Lore, Bewegen der Lore, um die Pfanne in die Behandlungssteiiung unter dem Eintauchmechanismus zu bringen, Beladen des Behälters. Prüfen und Reinigung der Behälteröffnungen, sofern erforderlich. Herunterlassen der Haube auf den oberen Teil der Pfanne, Eintauchen des Behälters, Halten des Behälters im geschmolzenen Metal! während der Umsetzung, Herausnehmen des Behälters aus dem geschmolzenen Metall, Hochziehen der Haube und des Behälters und Entfernen der Pfanne aus der Behandlungssteiiung, so daß sie durch eine andere ersetzt weiden kann.

Der SoUtemperaturbcTirh für das geschmolzene Eisen beträgt 1371 bis 1510°C, wobei der Bereich von 1416 bis 1427°C bevorzugt ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen Aufzugmechanismus für die Haube zum Abdecken der Pfanne und einen damit in Beziehung stehenden Einlauchmechanismus für den Behälter. Die Haube für das Abdecken der Pfanne und der Behälter für das Magnesium sind mit dem Aufzugsmechanismus für getrennte Auf- und Abwärtsbewegung verbunden. Der Eintauchstab erstreckt sich durch eine zentrale öffnung in der Haube für eine Bewegung relativ dazu durch den Aufzugsmcchanismus. Die Haube kann so herabgelassen werden, um den oberen Teil der Pfanne zu bedecken, die das geschmolzene Eisen enthält und der Behälter kann gleichzeitig in die Pfanne über dem geschmolzenen Metall herabgelassen werden, und dann kann der Graphitstab schnell relativ zu der Haube herabgelassen werden, ?r> daß der Behälter in das geschmolzene Metall eintaucht, und wenn diese Umsetzung beendigt ist, können diese Bewegungen umgekehrt werden.
Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte erfindungsgemäßc Ausführungsformen näher erläutert: es zeigt F i g. 1 einen Seilenaufriß, teilweise im Schnitt, des Eintauchmcchanismus in einer Stellung, in der der Behälter und die Haube sich über der das zu behandelnde Eisen enthaltenden Pfanne befinden;

Fig.2 ist eine ähnliche Ansicht, in der der Eintauchmcchanismus mit dem Behälter und der Haube in der »Behandlungs«-Stellung dargestellt ist;
F i g. 3 einen vergrößerten, unvollständigen, horizontalen Querschnitt längs der Linie 3-3 von Fig.!;

Fig.4 einen vergrößerten, detaillierten, vertikalen Querschnitt teilweise im Aufriß, durch die Teile, die der Behälter mit dem Eintauchbeschickungsstab verbinden und sie in ihrer Lage halten;
F i g. 5 eine Ansicht von oben einer bevorzugten Behälterform;
F i g. 6 einen Seitenaufriß, teilweise im Schnitt, des Behälters von F i g. 5;
F i g. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 von F i g. 1 und

F i g. 8 einen vergrößerten, detaillierten, fragmentarischen Seitenaufriß, teilweise im Schnitt, der die Verbindung eines der Gehäuseaufzugsstäbe mit der Zylinderträgerträgerplatte zeigt.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Eine an sich bekannte Schmelzpfanne A wird dargestellt, die auf einer üblichen Lore B, die längs des Fabrikbodens C bewegbar ist, getragen wird. Von einem Hängebalken D, der einen Teil der Konstruktion bildet, über der zugänglichen Behandlungsposition erstreckt sich ein Eintauchmechanismus E für einen besonders konstruierten, wärmebeständigen Behälter F für die Aufnahme des Magnesiums und anderer Zusatzstoffe. Wie später näher erläutert wird, ist der Behälter F so gebaut, daß er eine obere Beschickungsöffnung 80 für das Magnesium und eine untere öffnung 73 für den Eintritt des geschmolzenen Metalls aufweist.

so Der Eintauchmechanismus ist so ausgerüstet, daß er eine Haube K so bewegen kann, daß sie den oberen Teil der Schmelzpfanne A abdichtet, oder nicht abdichtet, so daß eine Einheit gebildet wird, die die heftige Reaktion des Magnesiums mit dem geschmolzenen Metall aushält. Der Behälter mit der Füllung aus Magnesium wird dann schnell in das Metali herabgelassen, so daß die Behandlungsreaktion in Gang gesetzt wird, wobei der Behälter in seiner Stellung gehalten wird auch bei Einwirkung der Reaktionskräfte durch die Verbindung zu anderen Teilen des Eintauchmechanismus.

Der Eintauchmechanismus fist folgendermaßen konstruiert. Ein Befestigungsflansch 15 ist mit dem unteren Flansch 17 eines Kanalelements 19, das mit dem Balken D verbunden ist, verbunden. Abwärts erstrecken sich von jedem Ende des Flanches 15 parallele, verlängerte, doppelte, hydraulische Zylinder 20 und 21 mit den entsprechenden oberen und unteren Rändern 20a, 206. 21a und 2Ii). In den Zylindern 20 und 21 arbeiten die Stäbe 22 und 23. Die Bodenenden der Stäbe 22 und 23 sind mit einer zentralen Zylinderträgerplatte 25 verbunden. Dies wird erreicht, indem man die Enden der Stäbe 22 und 23 mit den Rändern 26^%und 27a an die Platte 25 schweißt. Dreieckige Träger 28 und 29 erstrecken sich zwischen den Rändern 26 und 27a und der Platte 25 und sind daran angeschweißt. Verengte Verlängerungsstücke 30 und 31 der Teile 22 und 23 erstrecken sich durch die Platte 25 und sind mit einem Gewinde versehen, so daß sie die Muttern 32 und 33 und die Scheiben 32a und 33a aufnehmen können, innerhalb der Zylinder 20 und 21 arbeitende (nicht dargestellte) Kolben sind betriebsmäßig mit den Stäben 22 und 23 verbunden. Ein hydraulisches System, Kontrolleinrichtungen und ein Zeitgebungssystem (nicht dargestellt) sind mit den Zylindern 20 und 21 verbunden, so daß die Stäbe hydraulisch in Zeitbeziehung, wie es für das Verfahren erforderlich ist, auf- und abbewegt werden können. Weiterhin sind

Verbindungsstäbe innerhalb der Zylinder vorgesehen, die sich zwischen den Rändern 20a, 20b, 21,7 und 2lb erstrecken und diese Teile in bekannter Weise zusammenhalten.

Nach unten erstrecken sich von dem Mittelpunkt der Platte 25 Trägerstäbe 34, 35 und 36. An ihren unteren Enden sind die Stäbe 34, 35 und 36 mit Scheiben 346, 356 und 36b. die an den oberen Teil der Platte 40 geschweißt sind und einen Teil der Haube K bilden, verbunden. Die Haube K umfaßt einen Mantel 41, der sich nach unten von den Außenrändern der Platte 40 erstreckt. Unter der Platte 40 ist eine Auskleidung 50 aus feuerfestem Aluminiumoxid angebracht. Die Platte 40 und die Auskleidung 50 sind mit zentralen öffnungen 42 bzw -3 versehen. Nach unten erstreckt sich von der Auskleidung 50 ein kreisförmiger Kühlerschutz 51, der eine Innenoberfläche 51a besitzt, die mit den öffnungen 42 und 43 fluchtet. Ein Ring 53 aus feuerfestem Material ist mit dem Inneren der Pfannenwand zur Befestigung des Kühlerschutzes 51, wenn die Haube K in Pfannenabdeckstellung ist, verbunden.

Verbunden mit dem Boden des Mantels 41 durch ein sich nach außen erstreckendes Winkelcisenband 52, das auf dem Mantel 41 montiert ist, ist eine zylindrische Außenhaube 55, deren Boden mit einem Befestigungsring 57 versehen ist. der mit dem Band 52 verbunden ist. Ein Außcnabgaskanal // umgibt den Eintauchmechanismus. Dieser Kanal besteht aus den Teilen 44,45 und 46. die. wie dargestellt, miteinander verbunden sind, und hängt r> von dem Aufbau herab, befestigt durch nicht gezeigte Einrichtungen.

In dem Zentralzylinder 27 arbeitet ein Stab 60, der, wie im folgenden beschrieben wird, mit einem schweren, zylindrischen Graphitstab 65 verbunden ist. Der Stab 65 besitzt eine zylindrische, untere Spitze 67 verringerten Durchmessers, der außen mit einem Gewinde versehen ist, so daß er eine konische öffnung 66 im oberen Teil des Behälters Fhalten kann.

Der Stab 60 besitzt eine Spitze 61 mit verringertem Durchmesser, die in die obere Steckvorrichtung bzw. Buchse 62 eines einstellbaren Adapters 63 paßt. Der Adapter 63 ist mit einem sich nach außen erstreckenden, kreisförmigen Flansch 64 und einer sich nach unten erstreckenden Nabe 66 ausgerüstet. Ein Bolzen 88 erstreckt sich durch die Steckvorrichtung 62 und das Ende 61 des Kolbens 60 und hält diese Teile zusammen. Der Flansch 64 besitzt eine Anzahl entfernt voneinander angebrachter öffnungen 68. Die Nabe 66 besitzt einen sich nach oben erstreckenden, kegelstumpfförmigen Vorsprung 70, der einen kegelstumpfförmigen Kopf 83 des Konnektors 84 empfängt. Der Konnektor 84 ist mit einem außen mit Gewinde versehenen Schaft 86 ausgerüstet, der eine schräge öffnung 87 im oberen Ende des Stabs 65 umfaßt. Bolzen 89 erstrecken sich durch die Nabe 66 in den kegelstumpfförmigen Kopf 83 zur Befestigung des Adapters 63 mit dem Konnektor 84.

Der obere Teil der Steckvorrichtung 62 wird von einem Rand 90 umgeben, der mit einem S-Bogen-Befestigungsarm 91 verbunden ist, der sich auswärts erstreckt und mit einem gegabelten Element 92 verbunden ist, das gegenüber dem Stab 34 gleitend angeordnet ist.

Auf dem Befestigungsarm 91 ist zwischen der Platte 64 und dem Element 92 ein Vcrriegelungsmechanismus befestigt. Dieser Verriegelungsmechanismus besteht aus einem Schraubenkopf 93 mit Manipuliergriffen 94 und einem mit Gewinde versehenen Schaft 95, der sich durch den Befestigungsarm 91 zu einer mit Gewinde versehenen Verbindung mit einer L-förmigen Klinke bzw. einem Sicherungsriegel bzw. einem Anschlag 96 erstreckt. Die Klinke 96 umfaßt die Unterseite der Platte 64 und zwingt sie gegen den Beiestigungsanr. 9t, wenn das Schraubenelement 93 in einer Richtung gedreht wird. Eine perforierte, scheibcnartige Tragplatte 97 ist vorgesehen, auf der der Kopf 93 ruht.

Das gegabelte Ende 99 der Einstellplatte 98 umgibt die Steckvorrichtung 62. Die Platte 98 ist auf der Platte 64 liegend angeordnet und weist ein Rohr 100 auf, das an ihrer oberen Seite festgeschweißt ist. Eine Nadel 101 ist durch eine öffnung in die Platte 98 eingesetzt, so daß sie eine vorbestimmte öffnung in der Platte 64 erfaßt.

Die Bauart eines bevorzugten Behälters Fist wie folgt: Er ist ein Hohlkörper, der eine Wand aus wärmebeständigem, nichtmetallischem, nichtbenetzendem Material, bevorzugt Graphit, aufweist, die eine Reaktionskammer umgibt. Es sind öffnungen in der Wand vorhanden, die das Eindringen des geschmolzenen Metalis und das Entweichen der Reaktionsprodukte in kontrollierter Menge erlauben. Es ist bevorzugt, daß so wenig öffnungen wie möglich vorhanden sind, bevorzugt zwei, eine am oberen und eine am unteren Ende. Ein bevorzugter Körper besitzt insgesamt eine zylindrische Form mit einer Seitenwand 71, die in die Bodenwand 72 übergeht und die sich in ihrer Dicke von der Wand 71 zu einer zentralen öffnung 73 verjüngt. Die Innenoberfläche der Bodenwand 72 ergibt den geneigten Boden 75, bevorzugt mit einer Neigung von mindestens 20% von der Horizontalen und führt zu einer zentralen, nach unten gerichteten öffnung 73. Die obere Peripherie des Behälters Fist mit einer sich verjüngenden Randoberfläche 84 versehen.

Auf dem oberen Teil der Wand 71 befindet sich ein sich nach innen erstreckender Flansch 77, der den oberen Teil des Behälters Fbildet und einen Verbindungsrand liefert, der eine sich nach innen verjüngende, zylindrische Oberfläche 78 besitzt für einen Gewindeeingriff mit der Spitze 67 des Stabs 65. Alternativ kann, wenn die Stabspitze 67 einen ausreichend großen Durchmesser besitzt, der Flansch 77 weggelassen werden und die Innenseite der Wand 71 mit einem Gewinde versehen sein, so daß sie die Spitze 67 aufnehmen kann.

Die Wand 71 ist an einer Stelie etwas unter dem Flansch 77 mit einer öffnung 80 versehen, die sowohl für die Zufuhr von Magnesium als auch für das Entweichen der Reaktionsprodukte aus Magnesium und Eisen dient. Gegebenenfalls kann die Wand 71 gerade unter dem Flansch 77 mit Dampfentweichungsöffnungen 82 versehen eo sein.

Um den Behälter F mit dem Eintauchmechanismus E zu verbinden, wird das Verbindungselement 84 an dem Adapter 63 befestigt, der seinerseits mit dem Boden des Stabs 60 verbunden wird. Der Stab 65 wird auf den Konnektor 84 aufgeschraubt und der Behälter Fwird auf das Ende des Stabs 65 geschraubt.

Um sicherzustellen, daß die öffnung 80 des Behälters Fdie richtige Richtung hat, um einen leichten Zugang für den Arbeiter zu schaffen, erfolgt eine Drehung, indem man den Adapter 63 dreht, indem man durch das Rohr 100 eine Hebelkraft auf die Platte 98 ausübt Nachdem der Behälter Feinmal richtig orientiert ist, wird der Adapter 63 in seiner Stellung befestigt, indem man die Platte 64 an den fixierten Befestigungsarm 91 festklemmt

Verfahren

Das Beiriebsverfahren ist wie folgt. Der Behälter für den Zusatzstoff sollte, bevor er in Kontakt mit dem heißen Metall kommt, vorerhitzt werden. Dies kann zweckdienlich erreicht werden, indem man ihn in eine Heizkammer gibt. Das Heizen sollte elektrisch erfolgen, da beim Erhitzen mit einer Gasflamme der Graphit brennen würde. Über Nacht sollten der Stab und der Behälter für den Zusatzstoff in einem erhitzten Behälter gehalten werden, wodurch der Behälter in erhitztem Zustand verbleibt, so daß ein thermischer Schock vermieden wird, wenn der Behälter in das geschmolzene Metall eingetaucht wird.

Vor dem Produktionsversüch sollte ein Anlaufvcrfahren durchgeführt werden. Dies erfolgt, indem man den

ίο Behälter für den Zusatzstoff mit einem oder zwei Pellets aus Magnesium und etwas Schmelzsalz füllt. Der Behälter wird dann in das Eisen bei der Betriebstemperatur eingetaucht, so daß Eisen in die öffnungen 73 und 80 eintritt. Es findet eine Magnesium-Eisen-Reaktion in begrenztem Ausmaß statt und der Behälter wird auf Betriebstemperatur erhitzt. Der Behälter für den Zusatzstoff ist dann betriebsfertig für die Schmelzgänge.

Die Sequenz bei den Schmelzgängen ist wie folgt. Der Arbeiter belädt den Behälter Fdurch die Beschickungsöffnung 80 mit der gewünschten Menge an Magnesiumpellets. Bevorzugt liegen die Magnesiumpellets in Form von Stäben S vor mit einer Größe und Form, daß sie einzeln mit der Hand ergriffen werden können. Ij.n bevorzugter Stab 5 ist verlängert und bevorzugt rechteckig, obgleich andere Formen, die eine ausgedehnte Oberfläche ergeben, ebenfalls verwendet werden können. Ein bevorzugter Stab ist an seinen Seiten flach, 7,6 bis 10,2 cm lang · 2,22 cm bis etwa 2,54 cm in den anderen Dimensionen. Zylindrische Stäbe mit vergleichbarem Volumen können verwendet werden. Diese Form ermöglicht somit einen Stab 5, der einen Griff besitzt, der wie ein Staffelstab ergriffen werden kann. Der Stab kann so in die öffnung 80 gestoßen werden, freigelassen werden

und in die öffnung gestoßen werden, so daß er in die Kammer fällt.

Wenn Pellets mit der bevorzugten Stabform verwendet werden, werden sie von dem Arbeiter ergriffen oder

mit einer Beschickungsvorrichtung und nacheinander durch die Beschickungsöffnung 80 gestoßen. Ein Stab

kann nur in die öffnung 80 eintreten, wenn die letztere nicht verschmutzt ist, da der Querschnitt des Stabs nur etwas kleiner ist als der Querschnitt der öffnung 80 und irgendwelche Reaktionsprodukte von vorherigen Behandlungen, die die öffnung 80 blockieren, einen Eintritt verhindern wurden. Die Stäbe S fallen auf den schrägen Boden 75 und dann fallen die Stäbe aufeinander, so daß sie planlos verteilt sind und einen Stapel bilden, wobei sich Leerräume zwischen den Stäben bilden. Die.Anordnung der Stäbe zusammen mit der des Bodens 75

und den öffnungen 73 verhindert, daß sie aus der Kammer 84 herausfallen.

Irgenwelche Zusatzstoffe können ebenfalls zugegeben werden, z. B. Cer bis zu etwa 3 Gew.-%, bezogen auf Magnesium, in Form von Mischmetallpellets und Natriumchlorid als Schmelzmittel für die Schlacke bis zu etwa 8 Gew.-%, bezogen auf Magnesium.

Die Pfanne A wird auf die Lore C gestellt, die zur Behandlungsstellung unter die Haube K bewegt wird. Die Haube K wird auf die Behandlungspfanne herabgelassen, indem man den hydraulischen Mechanismus betätigt, so daß die Stäbe 22 und 23 gesenkt werden. Der Behälter für den Zusatzstoff geht mit der Haube herab an eine Steile in der Pfanne über dem geschmolzenen Metall. Der Behäiief für den Zusatzstoff Γ wird dann in das Eisen durch hydraulische Betätigung des Stabs 60 eingetaucht.

Beim ersten Kontakt mit dem Eisen läuft das geschmolzene Metall in die Bodenöffnung 73 und durch den Stapel aus Stäben Sund reagiert mit dem Magnesium. Ein Teil wird verdampft und aus der Beschickungsöffnung 80 herausgespritzt Es ist wahrscheinlich, daß während der ersten paar Sekunden nach dem Eintauchen etwas Eisen ebenfalls durch die öffnung 80 hindurchgeht und den Stapel aus Stäben S von oben berührt, so daß die Heftigkeit der Reaktion erhöht wird. Zu diesem Zeitpunkt entwickelt sich die Reaktion mit ausreichender Geschwindigkeit, so daß ausreichend Dampf innerhalb des Behälters Ferzeugt wird, so daß die Reaktionsprodukte aus allen Öffnungen gepreßt werden. In dem geschmolzenen Metall wird heftige Turbulenz und eine Bewegung des Metalls um und unter den Behälter des Zusatzstoffs erzeugt. Diese Wirkung dauert mindestens an, während die Hauptmenge des zugeführien Magnesiums verdampft. Wenn der Innendruck nachläßt, tritt das Eisen bevorzugt durch die Öffnung 73 ein und tritt aus der Öffnung 80 aus: dadurch wird Magnesiumdampf oder Magnesium-Eisen-Gemische, die noch nicht reagiert haben, aus der Reaktionskammer herausgespült. Durch die so Umsetzung wird ein lebhaftes Leuchtsignal erzeugt, das zwischen dem Behälter Fund der Haube K entweicht. Irgendein massives Spritzen des Metalls aus der Pfanne wird durch die Haube K verhindert. Die gesamte Reaktion von der Erzeugung des Leuchtsignals bis zur Beendigung erfordert etwa 30 Sekunden. Nachdem das Leuchtsignal aufgehört hat, wartet der Arbeiter einige Sekunden und hebt dann die Haube und die Stabanordnung gleichzeitig.

Während die Pfanne A unier dem Behälter F verbleibt, dient die öffnung 73 als Ablauföffnung, die der Arbeiter prüft und gegebenenfalls säubert wie auch die öffnung 80, so daß sichergestellt ist, daß sie nicht blockiert sind. Der Arbeiter bewegt dann die Pfanne von der Stelle unter der Eintauchstation weg, und sie wird weiter zur Produktion transportiert. Eine andere Pfanne wird in die Behandlungsstellung bewegt und der Zyklus wird wiederholt.

Die Produktionsrate kann bis zu 40 Eintauchungen/h betragen, wobei 30 bis 40 ein annehmbarer Bereich sind. Es soll bemerkt werden, daß ein hydraulisches System und geeignete Kontrolleinrichtungen (nicht dargestellt) mit den entsprechenden Zylindern 20,21 und 27 für das Heben und Absenken in der geeigneten Zeit und mit der entsprechenden Sequenz der Platte 25 bzw. des Stabs 60 vorgesehen sind, so daß die Haube und die Kapsel die erforderlichen Bewegungen ausführen können.

Bevorzugte Verfahrens- und Vorrichtungsparameter Die Kapsel Fist aus wärmebeständigem, nichtmetallischem, nichtbenetzendem Material, bevorzugt Graphit

mit t»'tandardelektrodcnqualität. hergestellt. Tongraphii ist nicht empfehlenswert. Die Kapsel wird maschinell aus einem geformten Block aus Graphit hergestellt, der durch Pressen und Backen nach an sich bekannten Verfahren erzeugt wird, wie es z. B. in »Industrial Graphite Engineering Handbook«, verteilt von Union Carbide Company of Canada Ltd., Metals & Carbon Division, Toronto, Canada, Copyright 1959. beschrieben wird. Auf diese Literaturstelle wird expressis verbis verwiesen.

Empfohlene Parameter für einen so hergestellten Behälter für den Zusatzstoff, der dem oberen Benälier F entspricht, sind wie folgt.

Das Innenvolumen der Reaktionskammer 74 des Behälters Fsolltc nicht kleiner sein ais 1311 cm¹ pro 0,45 kg zugegebenes reines Magnesium. Wenn das Volumen der Kammer 74 unter diesem Wert liegt, wird das Eisen, das zu Beginn der Behandlung in sie eintritt, nicht die Wärmekapazität besitzen, daß das darin enthaltene Magnesi- to um auf Verdampfungsgtemperatur gebracht wird. In der Praxis würde dies eine Eisen-Magnesium-Ansammlung in der Kammer ergeben und eine weitere Verwendung des Behälters verhindern.

Der in den Zeichnungen dargestellte Behälter für den Zusatzstoff besitzt einen Durchmesser von 30,48 cm. Die geringste Dicke der Wand 71 beträgt etwa 2.54 cm. Dies ergibt eine Festigkeit und gleichzeitig einen Ausgleich zwischen den Innen- und Außendurchmessern. Größere Werte verringern das Innenvolumen für einen gegebenen Außendurchmesser, ohne daß in der erwarteten Gcbrauchsdauer wesentliche Änderungen auftreten.

Man kann auch einen 25,4 cm Behälter verwenden. In diesem Fall muß er an seiner äußeren Kante 84 nicht schräg verlaufen, und die Außenwand snlllr mil dem .Stab fiS fliirht.cn. wobei CÜC öffnung 78 die gleiche Größe j besitzt. Behälter mit anderen Größen können ebenfalls verwendet werden.

, Die ges? tite Querschnittsfläche der Öffnungen in der Wand des Behälters F. die zwischen der Kammer 74 und

dem umgebenden Eisen in der Pfanne A in Verbindung stehen, sollte im Bereich zwischen 12,9 und 32,3 cm·' liegen, wobei keine einzige öffnung eine Querschnittsfläche besitzen sollte, die größer als 19.3 cm^J ist. Diese Werte stellen sicher, daß die Massenströmungsrate (kg Magnesium durch Verdampfungsgeschwindigkeit) nicht größer ist, als das Eisen tatsächlich absorbieren kann, so daß andererseits sichergestellt ist, daß Eisen mit ausreichend Magnesium unter Bildung von sphärolithischem Eisen behandelt wird. Irgenwelche kleineren Öffnungsflächen können eine Eisen-Magnesium-Ansammlung bewirken. Die öffnungen müssen ebenfalls groß genug sein, daß ein schnelles Füllen der Kammer 74 mit Eisen möglich wird, wenn der Behälter darin eingetaucht wird, so daß ein Erstarren des Eisens, wodurch die öffnungen blockiert werden können und die Verdampfung gestört würde, vermieden wird. Es ist eine so große Beschickungsöffnung 80 wie möglich bevorzugt, da eine zu kleine erfordern würde, daß zu viele Magnesiumpellets eingefüllt werden, um die geeignete Gesamtmenge an Magnesium für die Kapazität des Behälters zu erhalten. Die obere Größe der öffnung 80 wird durch die Wiedergewinnung, die erreicht werden soll, bestimmt. Die untere Größe wird durch die Praktikabilität bei der Zugabe des Magnesiums bestimmt. Die Anordnung der öffnung 80 wird teilweise dadurch bestimmt, daß ■ ; ausreichend Raum unter ihr verbleiben muß, um die geeignete Anzahl an Pellets einzufüllen, normalerweise bis

,' zu etwa 15.

4 Die Größe der Bodenöffnung 73 sollte nicht kleiner als 3,17 cm im Durchmesser sein, so daß die Kammer 74 schnell auslaufen kann und die Produktion nicht verzögert wird oder die öffnungen mit klumpenartigen

U Reaktionsprodukten verstopft werden. Die maximale Größe wird durch die Kombination der anderen Parame-

Ü ter, wie oben beschrieben, begrenzt. Die Stellung der öffnung 73 am Boden des Behälters F bringt diese so

% niedrig wie möglich in die Schmelze und ermöglicht weiterhin einen Ablauf für die Produkte der Reaktion, wenn der Behälter aus der Schmelze entnommen wird. Dies wird weiterhin durch die Schräge des Bodens des

£ Behälters erleichtert.

|i Bevorzugt ist eine minimale Öffnungsfläche von 9.6 cm² (diese kann entweder die Beschickungsöffnung 80

;| oder die möglicherweise vorhandene öffnung 82 sein) innerhalb von 5,1 cm vom oberen Innenteil der Kammer

9 74 angebracht, so daß Magnesiumdampf entweichen kann und eine Ansammlung von nichtumgesetztem Magne-

5 sium und Magnesium-Eisen-Gemisch bis zu dem Punkt vermieden wird, wo eine Inhibierung und möglicherwei- ;| se eine Verdampfung des Magnesiums zu früh beendigt wurden. Die maximalen Werte werden durch die /; anderen, oben beschriebenen Parameter bestimmt. Die Größe und Anordnung der öffnungen halten die Mas-

S senströmungsrate von Magnesiumdampf in das Eisen, in das es auf kontrollierte Weise eingeführt wird, gering.

;? Das Magnesium erzeugt in dem Eisen Blasen und erzeugt eine Turbulenz. Bevorzugt beträgt die Entfernung

::! vom äußeren Boden der Reaktionskammer zu der Mittellinie der Beschickungsöffnung mindestens etwa 25 cm.

.■■■' Die Dicke der Bodenwand 72 sollte an der dicksten Stelle etwa 7,62 cm und an der dünnsten Stelle etwa 2,54 cm betragen. Der Winkel des Bodens 75 sollte mindestens etwa 25%, bezogen auf die Horizontale, betragen,

i so daß eine wirksame Ablaufneigung für die geschmolzenen Produkte gegeben ist, die zurückbleiben, nachdem

K die Kapsel aus dem geschmolzenen Metall entnommen ist, und daß die Produkte zu der öffnung 73 fließen

'; können.

i·_; Die Tiefe des Eisens in der Pfanne über den obersten öffnungen 82 oder 80 in dem Behälter sollte mindestens

ij etwa 38,1 cm betragen. Niedrigere Werte ergeben eine Verminderung in der Wirksamkeit der Magnesiumab-

Ά sorption in dem Eisen. Ähnlich sollte der Boden des Behälters F zwischen 2,54 und 6,35 cm von dem Boden der bo

% Schmelzpfanne A entfernt sein, so daß eine Zirkulationszone unter der öffnung im Boden des Behälters gebildet

|^v wird. Ein Wert unter diesem Bereich kann zu einer Blockierung der Bodenöffnung führen, während ein Wert

jf darüber nicht erforderlich ist, und die Tiefe des Metalls über den obersten öffnungen in der Kapsel verringert.

u Der Unterschied zwischen dem Innendurchmesser der Pfanne A und dem Außendurchmesser des Behälters F

C sollte mindestens 12,7 cm betragen. Ein geringerer Unterschied könnte bewirken, daß der Behälter Fdic Seite

ψ. der Pfanne A während der Umsetzung berührt, was eine mögliche Beschädigung des Behälters zur Folge haben

'v könnte.

Die Höhe der Pfanne A ist eine Funktion des Durchmessers und der Menee an zu behandelndem F.ispn Sip

beträgt im allgemeinen mindestens das 3fache des Innendurchmessers, vorausgesetzt, daß die Tiefe des Eisens während der Reaktion nicht über dem !^fachen des Pfanneninnendurchmessers liegt. Diese Höhe ist erforderlich, damit ein übermäßiges Verspritzen des Eisens, bedingt durch die Heftigkeit der Reaktion und die durch die Reaktion erzeugte Turbulenz, vermieden wird.

Die Temperatur des Eisens kann von 1371 bis 1482° C betragen. Ein bevorzugter Temperaturbereich beträgt 1416 bis 1427°C Das Arbeiten bei dieser hohen Temperatur ist im Hinblick auf die Behandlung des Eisen bevorzugt, es entstehen jedoch mechanische Schwierigkeiten. Die Heftigkeit der Umsetzung ist für die Vorrichtung sehr hart. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann den Reaktionskräften widerstehen, bedingt vor allem durch die Festigkeit des das Magnesium enthakenden Behälters Fund durch die Art der Eintauchvorrichtung.

ίο Der Behälter Fwird von einer lateralen Bewegung zurückgehalten, während die Umsetzung stattfindet und der Magnesiumdampf aus der öffnung 80 entweicht, bedingt durch den Stab 65, der den Magnesiumbehälter von der lateralen Bewegung durch Kontakt mit der feuerfesten Auskleidung 50 der Haube K zurückhält.

Bei einer praktischen Vorrichtung beträgt der Durchmesser der mit feuerfestem Material ausgekleideten öffnung 42 etwa 33.02 cm und der Außendurchmesser des Stabs 65 beträgt etwa 25.4 cm. Nach einigen Eintau-

chungen sammeln sich Schlacke und Metall als haftender Überzug auf der Oberfläche des Stabs 65 an. Die Dicke dieser Ansammlung wird dadurch begrenzt, daß der Stab durch die Öffnung entnommen wird und überschüssiges, ieuerfestes Material abgekratzt wird, während es in pastenförmigem, geschmolzenem Zustand vorliegt und bevor es sich verfestigen konnte. Beim Betrieb zeigt der Stab somit in der öffnung 42 einen wirksamen Schiebesitz.

Bei den bekannten Verfahren, bei denen eine Modifizierung der Pfanne mit einer eingebauten Magnesiumtasche verwendet wird, ist es empfehlenswert, daß mindestens fünf Behsndlungen/h durchgeführt werden. Sonst muß man die Pfanne künstlich erhitzen, um eine Verfestigung der Abscheidungen in den öffnungen zu vermeiden. Wenn dies nicht erfolgt, wenn man Magnesium von außen in die Pfanne einführt, können die Auslaßöffnungen in der Magnesiumkammer verstopfen, es kann so viel Hitze vorhanden sein, daß das Magnesium vorzeitig und ulibeabsichtigt verdampft und eine Drucksteigerung ergibt was schließlich in einer Explosion endet

Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren sind Stillegungen von so lange wie 1 h möglich, ohne daß Außenwärme zu dem Behälter des Stabs zugeführt werden muß. bevor er wieder bei der Eintauchbehandlung verwendet wird. Da Standardmagnesiumpeliets verwendet werden, kann der Behälter F nicht beschickt werden, bevor die öffnung 80 von Fremdmaterial befreit wurde. Ein weiterer Sicherheitsfaktor ist der, daß im Falle einer Umsetzung das Metall daran gehindert würde, nach oben gespritzt zu werden, da die Haube K vorgesehen ist, die irgendein verspritzendes Material sofort nach unten leiten würde.

Beispiel

Im folgenden wird ein typisches erfindungsgemäßes Verfahren erläutert, das in der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wird, wobei die oben verwendeten Bezugszeichen ebenfalls verwendet werden.

Eine Schmelzpfanne A wird aus einem Warmhalteofen bei 1415°C mit Gußeisenschmelze der folgenden chemischen Zusammensetzung beschickt:

C	335%
Si	2,55%
Mn	0,50%
P	0.015%
S	0,040%

Die Menge an Eisen, das in die Pfanne gegossen wird, beträgt 1045 kg. Reines Magnesium in Form von 4,44 · 2,59 cm Stäben mit einer Länge von 9,5 cm, die je 200 g wiegen, werden durch die öffnung 80 in den Behälter für Zusatzstoff eingefüllt, der die Eigenschaften und Dimensionen, wie oben beschrieben, besitzt Man erhält so eine Zugabe von 0,21 Gew.-% Magnesium, bezogen auf das Eisen.

Der bevorzugte Behälter für Zusatzstoff ist 33 cm hoch von der Außenseite der Bodenwand zu dem äußeren, oberen Teil des Flansches 77. Der Flansch ist 6,98 cm dick. Die Mittellinie der öffnung 80 ist 12,1 cm unter der oberen Oberfläche des Flansches 77. Der gesamte Außcndurchmesser des Behälters für den Zusatzstoff beträgt 30.5 cm und der Innendurchmesser beträgt 27,9 cm. Die Dicke der Bodenwand 75 beträgt an ihrer Verbindung mit der Seitenwand 7,6 cm und ihre Dicke benachbart zu der öffnung 73 beträgt 2,54 cm. In dieser bevorzugten Form besitzt die öffnung 73 einen Durchmesser von 4,4 cm und die öffnung 80 ist 4,4 cm hoch und 5,1 cm breit. Die öffnungen 83 werden so eingestellt, daß ihre Zentren 9,5 cm unter dem oberen Teil des Flansches 77 sind. Sie besitzen einen Duichmesser von 1,9 cm. Der obere Teil der Wand 71 besitzt einen 45°-Stellwinkel 2,54 cm unter der oberen Oberfläche des Flansches 77. Die mit Gewinde versehene obere öffnung, die durch den Flansch 77 begrenzt wird, besitzt einen Durchmesser von 12,7 cm.

Die Pfanne A wird auf eine Lore ß herabgelassen. Dies erfordert etwa 10 see. Die Lore ß wird unter die Haube K bewegt. Dies erfordert etwa 15 see. In der Zwischenzeil wird der Behälter für den Zusatzstoff Fmit Magnesiumpellets beschickt, was etwa 8 see erfordert. Die Haube K wird herabgelassen, so daß sie den oberen Teil der Pfanne A bedeckt. Dies erfordert etwa 5 see. Der Behälter für den Zusatzstoff Fwird dann in etwa 5 see in einer Tiefe von etwa 5,08 cm vom Boden der Pfanne A entfernt eingetaucht. Kiscn fließt sofort in die Kapsel Fund rufl

b5 eine sofortige Eisen-Magnesium-Reaktion hervor, wodurch ein sichtbares Leuchtsignal gebildet wird, das zwi sehen der Haube K und der Pfanne A heraustritt. Das Leuchtsignal dauert etwa 30 Sekunden. Danach wird dei Behälter für den Zusatzstoff Fmii dem Eintauchmechanismus in etwa 5 Sekunden über das geschmolzene Eiser gehoben. Dann werden die Haube K und die Kapsel in etwa 5 Sekunden weiter hochgehoben.

Die Pfanne A wird auf der Lore B entfernt und durch eine andere Pfanne ersetzt, die nun für weitere Schmelze
bereit ist

Der Inhalt der Pfanne, die das behandelte Material enthält, wird in eine andere Pfanne gegossen. Eine Probe
wird entnommen. Sie besitzt die folgende chemische Zusammensetzung: S 0.007%; Mg 0,032%.

Dies ergibt eine Magnesiumausbeute ί

/„ _w .* . . . 0,75-4S% + % restliches Magnesium ,„\

{% Magnesiumwiedergewinnung = — —— _: ^=- x 100 J

V % Magnesiumzugabe /

von 272%. Das entstehende Eisen zeigt eine MikroStruktur und enthält 90% oder mehr ASTM Typ I und Il io Graphitknötchen.

Eine Reihe von Schmelzen wird, wie oben beschrieben, mit etwa 35 Eintauchungen des Behälters für den
Zusatzstoff Fin das geschmolzene Metall pro Stunde behandelt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen '.5

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung einer Metallschmelze, insbesondere von Gußeisen, mit einem bei der Temperatur der Metalischmelze verdampfenden Zusatzstoff, der in fester Form in einem geschlossenen Behälter enthalten ist, der in die in einer Schmelzpfanne befindlichen Schmelze eingetaucht wird, wobei der Behälter für den Zusatzstoff öffnungen hat, durch die die Schmelze eindringen kann, wobei man die Schmelzpfanne mit einer Haube abdeckt, die Schmelze durch die dafür vorgesehenen Öffnungen in den Behälter eindringen läßt so daß eine heftige Reaktion zwischen dem eingedrungenen Metall und dem Zusatzstoff erfolgen kann und Zusatzstoff, Schmelze und Reaktionsprodukte durch die öffnungen in die umgebende Schmelzr austreten können und man nach beendeter Reaktion den Behälter herauszieht und dann die behandelte Metallschmelze aus der Schmelzpfanne entfernt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung bei Atmosphärendruck in einer vertikal verlängerten Schmelzpfanne durchführt und die öffnungen im Behälter so kalibriert, daß im Behälter ein Dampfdruck entsteht, der die Reaktionsprodukte auspreßt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man als Zusatzstoff reines Magnesium verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für den Zusatzstoff bis in die Nähe des Bodens der Schmelzpfanne eingetaucht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für den Zusatzstoff bis 63 cm vom Boden der Schmelzpfanne entfernt eingetaucht wird.

5.,©ehälter für den Zusatzstoff zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem symmetrischen Gehäuse und einer Wand aus wärmebeständigem, nichtmetallischem, nicht benetzendem Material, gekennzeichnet durch mindestens einen kalibrierten Durchlaß (73,80) zum Beschicken des Behälters (F) und Entweichen der Reaktionsprodukte in kontrollierter Menge.

6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Volumen von mindestens 1311 cm³ pro 0,454 kg zugeführtem Magnesium besitzt.

7. Behälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Wand mit einer oberen öffnung (80) und einer unteren öffnung (73), die von der oberen öffnung entfernt angebracht ist, ausgerüstet ist, wobei die Öffnungen (73,80) so angeordnet sind, daß das geschmolzene Metall in die Kammer (74) mit einer kontrollierten Geschwindigkeit eintritt, wenn der Behälter (F)\n die Schmelze eingetaucht wird.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß er aus Graphit besteht

9. Erhalter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Gesamtquerschnittsfläche der öffnungen '2,9 bis 123 cm² beträgt, wobei eine einzelne Öffnung maximal einen Querschnitt 193 cm^; besitzt.

10. Behälter nach eine-·» der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zylindrische Seitenwand (71) mit einer oberen öffnung (80) und einer Bodenwand (72) besitzt, deren Innenoberfläche von der Seitenwand (71) zu einer zentralen, unteren öffnung (73) geneigt ist.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren und die oberen öffnungen (73,80) mindestens 25,4 cm voneinander entfernt sind.

12. Behälter nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dir untere Öffnung (73) einen Durchmesser von mindestens 3,17 cm besitzt