DE608194C - Verfahren zur Herstellung von saeurebestaendigem Silizium-Eisen-Guss - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von säurebeständigem Silizium-Eisen-Guß Siliziumreicher säurebeständiger Eisenguß wird bisher durch Legieren von Stahl mit Silizium oder Ferrosilizium hergestellt, da es bisher noch nicht gelungen ist, unmittelbar von Roheisen ausgehend, ein brauchbares Erzeugnis herzustellen. Durch gemeinsames Einschmelzen von Roheisen und Silizium beispielsweise im Gießereischachtofen in an sich bekannter Weise hergestellte Legierungen sind nach dem Vergießen derart von Blasen und Graphitnestern durchsetzt, daß die Festigkeit und der Korrosionswiderstand völlig ungenügend sind.
• Maßnahmen, wie sie ebenfalls bereits vorgeschlagen wurden, nämlich durch längeres Abstehenlassen der Schmelze den aufgenommenen Gasen und dem Garschaumgraphit Gelegenheit zum Entweichen zu geben, schlugen fehl, da diese Abscheidung nicht vollständig genug bewirkt werden konnte.
• Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Garschaumgraphitbildung dadurch zu vermeiden, daß man einerseits flüssiges kohlensto:ffiarmes Eisen in einem beliebigen Schmelzofen herstellt, anderseits eine hochsiliziumreiche Eisenlegierung im Gießereischachtofen niederschmilzt und dann die beiden Eisensorten mischt, oder dadurch, daß man die siliziumhaltige Zusatzeisenlegierung mit der berechneten Menge kohlenstoffarmen Eisens in ein und derselben Schmelzgelegenheit, die eine Anreicherung von Kohlenstoff ausschließt, niederschmilzt. Diese Arbeitsweisieu haben sich jedoch nicht durchsetzen können, da sie zu umständlich und nicht genügend betriebssicher sind.
• Es wurde nun ein Verfahren gefunden, welches bei der Herstellung von säurebeständigem Silizium;-Eisen-Guß die in diesen Vorschlägen angestrebte vorwiegende Verwendung des billigen Roheisens als Ausgangsstoff: und der wirtschaftlich arbeitenden, zum Schmelzen von Roheisen gebräuchlichen öfen, vornehmlich des Gießereischachtofens, gestattet.
• Erfmdungs:gemäß wird folgendermaßen verfahren: Man schmilzt .erst das Roheisen für sich allein in einer geeigneten Schmelzvorrichtung, z. B. im Gießereischachtofen, ein und legiert dann Silizium oder Ferrosiiizium hinzu. Durch die Auflösung des Siliziums in dem Roheisen wird der Kohlenstoff in der Schmelze weitgehend unlöslich, und er scheidet sich als Garschaumgraphit ab,. Die anfangs breiförmige Masse trennt sich in kurzer Zeit von selbst in eine dünnflüssige Schmelze und einen obenauf schwimmenden, rieseligen Graphitstaub. Durch Bewegen der Schmelze durch an sich bekannte Mittel, beispmelsE weise mit Hilfe eines Rührers oder durch leichtes Schaukeln, wird die Scheidung befördert und vervollständigt.
• Beim Arbeiten mit dem Gießereischachtofen ist es zweckmäßig, das Legieren außerhalb des Ofens- vorzunehmen, beispielsweise so, daß man das Roheisen in eine gewogene Pfanne abkocht-- und dann in die Schmelze die berechnete Menge Silizium ,einträgt, oder so, daß maneine abgewogene Menge Silizium in die Pfanne bringt und dann die .gewünschte Menge flüssiges Roheisen zulaufen läßt. Beim Arbeiten mit dem ölgefeuerten Drehofen kann man das Legieren in dem Ofen selbst vornehmen.
• Man trennt nun den Graphitstaub von der Schmelze z. B. durch Abschöpfen des Staubes oder durch Abstechen der Schmelze. In die so hergestellte flüssige Vorlegierung wird, im Bedarfsfall nach Wiederverflüssigung in zweiter Schmelze, kohlenstoffarrrnes Eisen oder kohlenstoffarmes niedrigprozentiges Ferrosilizium oder ein Gemisch von kohlenstoffarmem Eisen und Silizium bzw. Ferrosilizium einlegiert. Geringe Mengen dieses Zusatzes werden von der heißen Schmelze, auch wenn sie in festem Zustand kalt oder vorgewärmt eingetragen werden, ohne äußere Wärmezufuhr noch aufgelöst. Man hat damit zugleich ein bequemes Mittel in der Hand, die Gießtemperatur richtig einzuregeln.
• Man kann in der Weise arbeiten, daß man zunächst nur so viel Silizium in das Roheisen. einführt, als zur Ausfällung des GrapMts erforderlich ist, hierzu genügen unter Umständen schon 1o bis 12 % Silizium, und den Rest erst nach dem Abtrennen des Graphits zusammen mit dem kohlenstoffarmen Eisen. Man kann aber auch die dem beabsichtigten Zusatz an kohlenstoffarmem Eisen entsprechende Menge Silizium schon zuerst vollständig in die Schmelze einbringen und danach erst das Eisen. Die Menge des Zusatzes von kohlenstoffarmem Eisen, gegebenenfalls in Form von niedrigprozentigem Ferrosilizium wird vorteilhaft zu mindestens io % der Vorlegierung bemessen, doch kann man auch schon mit geringerem Mengen auskommen. Weitere Versuche haben gezeigt, daß man sogar, wenn man den Zusatz von kohlenstofflarmem Eisen gänzlich wegläßt, ein noch durchaus brauchbares Erzeugnis erhält.
• Das Wesen des Verfahrens wird nicht geändert, wenn es sich um die Herstellung von Silizium-Eisen-Legierungen handelt, die noch Zusätze weiterer Metalle, wie beispielsweise Nickel oder Kupfer, enthalten.
• Das neue Verfahren arbeitet außerordentlich betriebssicher. Das liegt daran, daß es von den Zufällen des jeweiligen Ofenganges weitgehend unabhängig ist, daß .ein nennenswerter Abbrand an Silizium nicht stattfindet und daß eine Gasaufnahme der Schmelze vermieden wird. Das nach dem neuen Verfahren hergestellte Eisen ist dem bisher bekannten an Güte sowohl hinsichtlich der Säurebeständigkeit als auch hinsichtlich der Festigkeit wesentlich überlegen.
• Beispiel i ioo kg Roheisen mit etwa 30/0 Silizium und den üblichen Gehalten an Mangan, Phosphor, Schwefel usw. werden im Gießereischachtofen geschmolzen und in eine Pfanne abgestochen. In die Schmelze werden 29 kg 75prozentiges Ferrosilizium eingetragen und verrührt. Nach Abschöpfen des obenauf schwimmenden Graphitstaubes werden 5 kg Flußeisen mit einem Kohlenstoffgehalt von o, i % in Form von Blechabschnitten in kaltem Zustand nachgesetzt. Die Schmelze löst diesen Zusatz ohne äußere Wärmezufuhr auf und kann nun zu säurebeständigen Gußteilen, wie Rohren, Armaturen, Pumpen usw., vergossen werden. Die erhaltene Legierung, deren Siliziumgehalt rund i 8 % beträgt, hat im Vergleich mit einer ebenfalls 18 % Silizium enthaltenden Legierung, die in der bisher üblichen Weise aus Stahl und Silizium hergestellt ist, folgernde Biegefestigkeit und folgende Beständigkeit gegen konzentrierte Salzsäure bei gleichen äußeren Bedingungen:

  Biege- Gewichts-

  Legierung festigkeit abnahme

  kg/cm? g/Std./m2

  nach dem vorliegenden

  Verfahren.......... 13 bis z9 0,050

  nachdembisherüblichen

  Verfahren.......... xo bis 18 0,070

  Beispiel 2, In entsprechender Weise wie in Beispiel i wird eine Varlegierung mit einem Siliziumgehalt von 22% hergestellt und in Masseln vergossen. Die Masseln werden im Tiegel wieder verflüssigt, und :es werden auf i oo kg Einsatz 3o kg Flußeisen mit einem Kohlensfioffgehalt von o, i % nachgesetzt. Die Fertiglegierung enthält rund 16% Silizium und zeigt vergleichsweise die folgenden Eigenschaften

  Biege- Gewichts-

  Legierung festigkeit abnahme

  k5/em2 . g/Std.,/m2

  nach dem vorliegenden

  Verfahren.......... 18 bis 22 0,090

  nachdembisherüblichen

  Verfahren.......... 12 bis 2o o,28o

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von säurebeständigem Silizium-Eisen-Guß, dadurch gekennzeichnet, daß man Roheisen im Gießereischachtofen oder einer anderen geeigneten Schmelzvorrichtung schmilzt, in die Schmelze Silizium oder Ferrosilizium ,einführt, den hierbei sich ausscheidenden Graphit abtrennt und in die so erhaltene Vorlegierung gegebenenfalls nach Wiederverflüssigung in zweiter Schmelze kohlenstoffarmes Eisen oder kohlenstoffarmes niedrigprozentiges Ferrosilizium oder ein Gemisch von kohlenstoffarmem Eisen mit Silizium bzw. Ferrosilizium im festen Zustand einlegiert und schließlich die Fertiglegierung in Formen vergießt.