DE3603443C2 - Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgusskanälen und dergleichen von Ablagerungen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen vorgeschlagen, die sich bei der Herstellung von einer mit Magnesium behandelten Gußeisenschmelze bilden. Diese Ablagerungen fallen als Reaktionsprodukte an, verstopfen die Kanäle und bedingen hohe Kosten für den Unterhalt. Durch eine vorbestimmte Magnesiumbehandlung einer Gußeisenschmelze mit Reinmagnesium und durch gleichzeitiges Verdampfen von zusätzlichem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehandlung verbraucht wird, wird die Gußeisenschmelze von suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten wie z. B. MgO, CaO, Al2O3, FeO, MgS freigespült. Mit diesem Verfahren wird verhindert, daß sich Ablagerungen bilden. Die Lebensdauer der verwendeten Gefäße wird erhöht und Wartungskosten und -aufwand werden gesenkt.

Description

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Behandlung eines ßasiseisens mit Reinmagnesium erfolgt Dabei wird durch die hohe Magnesiumaktivität (100% Magnesium) ein sehr hoher Entschwefelungsgrad erzielt, mit einem Restschwefelgehalt von ca. 0,005%. Die Reaktionsprodukte werden durch den intensiven Rühreffekt des Magnesiums, das am Grunde der Schmelze zum Verdampfen gebracht wird, nahezu vollständig abgeschieden. Die verbleibenden wenigen Reaktionsprodukte zeichnen sich durch eine hohe Basizität aus, mit nur geringen Gehalten an leicht reduzierbaren Oxiden, wie z. B. SiO₂, FeO aus. Eine solche Schmelze verhält sich beim Abstehen und Warmhalten vorteilhaft da das Ausscheiden von Schlackenprodukten unterbleibt und der Magnesiumgehalt von Anfang an konstant bleibt So sind Magnesiumverluste minimal und bei gut abgedichteten Öfen bleibt das Eisen über lange Zeit verwendungsfähig.

Durch den extrem niedrigen Restschwefelgehalt der Schmelze und durch die hochbasischen Reaktionsprodukte, die nahezu keine leicht durch Magnesium reduzierbare Oxide enthalten, kann ein sehr niedriges Abklingen von Magnesium erzielt werden, nämlich im Bereich zwischen 0,003 und 0,005 Gew.-%/h.

Eine genaue Einstellung des Magnesiumrestgehaltes und der Gießtemperatur ist ebenfalls leicht möglich.

Die Haltbarkeit der feuerfesten Auskleidung des Oberofens kann auf diese Weise beträchtlich verlängert werden, wie die der Induktorrinne auch.

Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen.

Beispiel 1

In einem System mit einem 51 Konverter und einem 16 t Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N₂ wurde eine Eisenmenge von 120 0001 durchgesetzt. Die Ausgangsschwefelmenge der Schmelze betrug 0,10Gew.-%, nach der Behandlung im Konverter mit 2 kg Magnesium/t wurde ein Restmagnesiumgehalt von 0,045—0,055 Gew.-% gemessen, der Schwefelendgehalt betrug 0,004—0,006%. Es wurde ein Magnesiumfading von 0,004% pro Stunde festgestellt. Die aus dem Ofen entfernte Schlackenmenge entsprach 50 kg pro Tag, d. h. zirka 0,13 kg/t Eisen. Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung des Oberofens konnte auf zwei Jahre, die des Induktors auf ein Jahr verlängert werden.

Beispiel 2

In einem System mit einem 3,5 t Konverter und einem 10 t Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N2 wurden bei einem Durchsatz von 20 0001 folgende Werte gemessen:

Magnesiumrestgehalt = 0,045—0,050%, Schwefelendgehalt = 0,004%.

Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung betrug ein Jahr, das Magnesiumfading war 0,004%/h. Es wurde behandelt mit 1,2 kgMg/t im Konverter.

η _:._:. ι ·>

uciayici j

In einem System mit einem 21 Konverter und einem 81 Warmhaltevergießofen wurde Gußeisen mit Vermiculargraphit hergestellt. Der Restmagnesiumgehalt im Ofen betrug 0,015—0,040%. Geimpft wurde mit 0,015% Schwefel in Form von FeS im Gießstrahl. Das Gußeisen mit Vermiculargraphit zeigte einen mehr als 80%igen Anteil an vermicularer Graphitform.

Claims (8)

1 2 Bekannt ist auch, daß Magnesium eine hohe Affinität Patentansprüche: zu Sauerstoff und Schwefel besitzt Diese Eigenschaften und die niedrige Löslichkeit von Magnesium in der

1. Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Schmelze führen dazu, daß die modifizierende Wirkung Ein- und Ausgußkanäler. und dergleichen von AbIa- 5 des Magnesiums auf die Graphitausbildung nur über gerungen, bei der Herstellung von einer mit Magne- eine beschränkte Zeit wirksam ist So wird durch die sium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gieß- Reaktion mit dem in der Schmelze vorhandenen Schweprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß ei- fei, sowie durch die Oxidation durch Sauerstoff aus der ne vorbestimmte Magnesiumbehandlung der Gußei- Atmosphäre, sowie durch die Reduktion der im Eisen, in senschmeize mit Reinmagnesium durchgeführt wird io der Schlacke und den in der Feuerfestkeramik anwesen- und gleichzeitig durch Verdampfen von zusätzli- den Oxiden Magnesium verbraucht Das bedeutet, daß chem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehand- ein bedeutender Anteil des eingebrachten Magnesiums lung verbraucht wird, die Gußeisenschmelze von für die Modifizierung des Graphits unwirksam ist. Um suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten diesen Vorgang (Fading) zu verlangsamen und die Tem-(MgO, CaO, Al₂O₃, FeO, MgS) freigespült bzw. ge- 15 peraturverluste der Schmelze zu reduzieren, wurde ein reinigt wird. Rinnendruckofen mit Inertgasatmosphäre entwickelt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Dieser Ofen wird in der Regel als Warmhalte-Vergießzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und die ofen verwendet

Freispülung bzw. Reinigung im gleichen Behälter Zwar wird bei diesem Ofen durch die Beaufschlagung

vorgenommen wird. 20 der Badoberfläche mit Inertgas der Fadinganteil, der

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- durch Luftsauerstoff und durch Verdampfen von Makennzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und gnesium verursacht wird, wesentlich reduziert

die Reinigung mit dem gleichen Magnesiumdepot Die Verwendung von Vorlegierungen trägt zur Sen-

erfolgt kung der Magnesiumaktivität bei. Dabei werden aber

4. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprü- 25 andere Elemente, wie z. B. Fe, Si oder Ni, mit der chen 1 bis 3 für die Herstellung und das Halten einer Schmelze vermischt. Dadurch wird die Reaktionsge-Gußeisenschmelze für die Herstellung von Gußei- schwindigkeit verlangsamt, was dazu führt, daß die Resen mit Kugelgraphit mit einem Mg-Restgehalt von aktion zwischen Magnesium und Schwefel ebenfalls 0,025—0,080 Gew.-%. verlangsamt wird und somit die vorhandenen Schwefel-

5. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprü- 30 gehalte nicht wesentlich reduziert werden können. Der chen 1 bis 3 für die Herstellung und das Halten von Entschwefelungsgrad ist also niedrig, und die Reaktion Gußeisenschmelze für die Herstellung von Gußei- zwischen freiem Schwefel und Magnesium wird nach sen mit Vermiculargraphit mit einem Mg-Restgehalt der Behandlung fortgesetzt, wodurch sich der wirksame von 0,010—0,060 Gew.-%. Magnesiumgehalt in der Schmelze schnell reduziert (Fa-

6. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprü- 35 ding). Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit einer chen 1 bis 3 in einem kontinuierlichen Gießprozeß. Inertgasatmosphäre nicht beeinflußt.

7. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Bei einer Behandlung mit einer auf FeSi aufgebauten Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Vorlegierung entsteht eine saure Reaktionsschlacke, die Konverter ist. mehr als 60% durch Magnesium leicht reduzierbare

8. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach 40 Oxide enthält, z. B. FeO, MnO, SiO₂.

den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, Auch nach dem Abziehen der Reaktionsschlacke von

daß es ein Konverter mit einem angeschlossenen der Badoberfläche verbleibt ein gewisser Teil der leicht

Rinnendruckofen ist reduzierbaren Oxide in der Schmelze suspendiert. Das

bedeutet, daß die Reaktion d. h. Oxidation, Mg + S wei-

45 ter fortgesetzt wird und sich weitere Reaktionsprodukte

bilden.

Neben einer Beschleunigung des Magnesiumfading

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver- setzt sich die Schlacke auch an bestimmten Stellen des fahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ofenhohlraumes an und verursacht Funktionsstörungen Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen bei 50 wie z. B. Verstopfen der Ein- und Ausgußkanäle und der der Verwendung von einer mit Reinmagnesium behan- Induktorrinnen. Dies wiederum führt zu einem hohen delten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeß. Die Er- Aufwand für den Ofenunterhalt, zu einem schnellen Abfindung betrifft auch die Verwendung dieses Verfahrens klingen des Magnesiums und zur Verringerung der und die Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Haltbarkeit der Ofenauskleidung.

Die Umwandlung einer Eisenschmelze in Gußeisen 55 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver-

mit Kugelgraphit bzw. in Gußeisen mit Vermiculargra- fahren vorzuschlagen, mittels welchem alle diese ge-

phit wird durch eine Behandlung mit Magnesium oder nannten Nachteile eliminiert werden können. Insbeson-

Metallen der Seltenen Erden wie Ce, Ba, Ca, usw. er- dere soll das Abklingen des Magnesiums verlangsamt

reicht. Vom Magnesium weiß man, daß es einen hohen werden, der Ofenunterhalt vereinfacht und die Haltbar-

Verdampfungsdruck, niedrigen Schmelz- und Siede- 60 keit der Ofenauskleidung verlängert werden,

punkt sowie ein niedriges spezifisches Gewicht auf- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Leh-

weist. Diese Eigenschaften führen dazu, daß tvlagnesium re des Anspruches 1 gelöst.

in der Regel als Vorlegierung, z. B. FeSiMg mit niedri- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung

gern Mg-Gehalt, eingesetzt wird. Dabei kann der Ma- gehen aus den Unteransprüchen 2 und 3 hervor. Die

gnesiumgehalt zwischen 5—30Gew.-% variieren. Die 65 Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist

Verwendung von Reinmagnesium ist nur in speziellen Gegenstand der Ansprüche 4 bis 6, während die Mittel

Einrichtungen wie z. B. dem Reinmagnesiumkonverter zur Durchführung des Verfahrens in den Ansprüchen 7

möglich. und 8 angegeben sind.