DE4039310A1 - Behandlungsgefaess zum behandeln von metallschmelzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Behandlungsgefäß zum Behandeln von Metallschmelzen durch Einbringen verdampfbarer Zusätze, insbesondere zur Herstellung von Gußeisenwerkstoffen mit Kugelgraphit durch Einbringen von Reinmagnesium bzw. hochprozentiger Magnesiumvor­ legierung, aber auch von Mischungen von Reinmagnesium mit verschiedenen Reaktionsdämpfern wie Eisenspänen u. a. mit einer von außen beschickbaren Kammer, die eine Wand mit Öffnungen aufweist.

Zum Behandeln von Gußeisenschmelzen sind Reinmagnesium, beziehungsweise magnesiumhaltige Vorlegierungen bekannt. Bei niedrigprozentigen Magnesiumvorlegierungen, z. B. mit 5-10% Mg erweisen sich als nachteilig die hohen Her­ stellungskosten dieser Vorlegierungen und die einge­ schränkte Anwendungsmöglichkeit, da mit dem Magnesium auch andere, in den Vorlegierungen enthaltene, uner­ wünschte Stoffe in die Schmelze gelangen.

Die Verwendung von niedrigprozentigen Magnesiumvorlegie­ rungen für die Behandlung von Gußeisen kann z. B. im so­ genannten Sandwich-Verfahren erfolgen. Dabei wird in eine offene Pfanne eine vorbestimmte Menge Vorlegierung einge­ bracht, die dann mit dem, in die Pfanne einlaufenden Gießstrahl übergossen wird. Bei hochprozentigen Magne­ siumvorlegierungen, z. B. bis 40% Mg, ist dies wegen einer heftigen Reaktion nicht praktizierbar.

Für die Behandlung von Gußeisenschmelzen mit Reinmag­ nesium sind in der Hauptsache kippbare Behandlungsgefäße mit einer im Behandlungsgefäß angeordneten Kammer be­ kannt. Bei diesen Anordnungen wird die Schmelze mit dem Behandlungsmedium durch Kippen in Kontakt gebracht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Behand­ lungsgefäß vorzuschlagen, das sowohl in der Herstellung wie auch in der Wartung wirtschaftlich vorteilhaft ist, und mit Hilfe dessen gleichzeitig die Behandlungspara­ meter optimiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Anhand der beiliegenden Figur wird ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Das Behandlungsgefäß 1 besteht aus einem eigentlichen Behandlungsraum 2 und einer Kammer 3, die zur Aufnahme des Behandlungsmittels z. B. von Magnesium, bzw. hoch­ prozentigen Magnesiumvorlegierungen, dient. Die Kammer 3 steht mit dem Behandlungsraum über die Wand 4 in Ver­ bindung. Die Wand 4 bildet auch gleichzeitig den Boden 4a des Behandlungsgefäßes 1, wobei die Verbindung zwischen der Kammer 3 und dem Behandlungsraum 2 des Behandlungs­ gefäßes 1 mittels Öffnungen 5 bzw. Durchgängen gewähr­ leistet ist.

Der Behandlungsablauf ist wie folgt:
In die Kammer 3 wird Reinmagnesium, bzw. eine hochprozen­ tige Magnesiumvorlegierung z. B. in waagrechter Lage des Behandlungsgefäßes 1 gegeben. Danach wird mittels des Deckels 3a die Kammer 3 verschlossen. Anschließend wird das Behandlungsgefäß 1 senkrecht gestellt und eine zu behandelnde Gußeisenschmelze in den Behandlungsraum 2 eingefüllt. Die Schmelze dringt wegen der relativ klei­ nen Durchmesser der Öffnungen 5 langsam in die Kammer 3 ein und die Verdampfung des Behandlungsmittels wird ein­ geleitet. Wegen der großen Dampfentwicklung und des da­ mit verbundenen großen Dampfdruckes setzt eine Spül­ wirkung ein, die für eine Badbewegung sorgt, mit deren Hilfe die Kammer 3 kontinuierlich mit Schmelze nach­ gefüllt wird, bis die Behandlung abgeschlossen ist.

Die Reaktion wird insofern durch den Nachschub der Schmelze reguliert, als die aus der Kammer entweichen­ den Dämpfe den Zufluß der Schmelze in die Kammer 3 ab­ bremsen.

Einige Öffnungen 5 sind derart angeordnet, daß ihre Achsen 7a zur Mittelachse 7 des Behandlungsgefäßes 1 einen scharfen Winkel aufweisen. Dadurch wird die Schmelze in Bewegung gebracht und die Ausscheidung von Reaktionsprodukten unterstützt.

Im beschriebenen Behandlungsgefäß wurden Gußeisen­ schmelzen mit folgenden Ausgangsschwefel-, bzw. Magnesium­ gehalten behandelt:

Charge 1: Durch die Zugabe von 0,093 Gew.% Mg und bei einem, Ausgangsschwefelgehalt S von 0,011 Gew.% ergab die Schmelze einen Restgehalt an Mg von 0,043 Gew.% und an S von 0,009 Gew%. Die Be­ handlungstemperatur betrug 1480°C.

Charge 2: Durch die Zugabe von 0,072 Gew.% Mg und bei einem Ausgangsschwefelgehalt S von 0,012 Gew.% ergab die Schmelze einen Restgehalt an Mg von 0,036 Gew.% und an S von 0,009 Gew%. Die Be­ handlungstemperatur betrug 1510°C.

Charge 3: Durch die Zugabe von 0,09 Gew.% Mg und bei einem Ausgangsschwefelgehalt von S 0,01 Gew.% ergab die Schmelze einen Restgehalt an Mg von 0,042 Gew.% und an S von 0,008 Gew%. Die Be­ handlungstemperatur betrug 1470°C.

Charge 4: Durch die Zugabe von 0,23 Gew.% 40%-tiger Magne­ siumvorlegierung und bei einem Ausgangsschwe­ felgehalt S von 0,01 Gew.% ergab die Schmelze einen Restgehalt an Mg von 0,48 Gew.% und an S von 0,008 Gew.%. Die Behandlungstemperatur betrug 1480°C.

Claims (6)

1. Behandlungsgefäß zum Behandeln von Metallschmelzen durch Einbringen verdampfbarer Zusätze, insbesondere zur Herstellung von Gußeisenwerkstoffen mit Kugel­ graphit durch Einbringen von Reinmagnesium bzw. Magne­ siumvorlegierung, mit einer von Außen beschickbaren Kammer, die eine Wand mit Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Behandlungs­ gefäßes mit der Mittelachse der Kammer zusammen­ fällt.

2. Behandlungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer außerhalb des Behand­ lungsgefäßes angeordnet ist.

3. Behandlungsgefäß nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammerwand mit Öffnungen den Boden des Behandlungsgefäßes bildet.

4. Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1-3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Kammerwand im wesentlichen in einer Ebene liegen.

5. Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Kammerwand im wesentlichen parallel zur Mittelachse des Behandlungsgefäßes angeordnet sind.

6. Behandlungsgefäß nach einem der Ansprüche 1-4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der Kammerwand derart angeordnet sind, daß ihre Achsen die Mittelachse des Behandlungsgefäßes in einem Winkel schneiden.