NO125709B - - Google Patents

Description

Brikett for tilsetning tit metallsmelter.

Nærværende oppfinnelse vedrører behandling av smeltete metaller i støperier. D.et er tidligere kj;ent ved behandling av smeltete metaller i støperier å innføre i metallet et kondisjoneringsmateriale i form av en tablett. Ofte har slike tabletter slik karakter; at de under kondisjonerin-gen av det smeltete metall avgir en gass, som utfører den ønskede kondisjonering, av metallet. Nærværende oppfinnelse har til formål å fremskaffe forbedrede former for slike gassavgivende kondisjoneringsmaterialer og også å fremskaffe forbed-rete fremgangsmåter for å kondisjonere smeltet metall ved hjelp av slike gassavgivende kondlsjoneringsmaterialer. Slike materialer kan være av forskjellig karakter, som det angis i det følgende.

Det er kjent, at ved fremstilling av smeltete metaller foreligger en tendens til å okkludere og/eller løse opp ikke ønskede gasser, således kan aluminium og dets legeringer okkludere eller oppløse hydrogen. Når slike smeltete metaller størkner-, har den okkluderte eller oppløste gass til-bøyelighet til å forårsake små hulrom i det faste metall og på den måte påvirke dets fysikalske' karakteristikk ugunstig. Det er derfor viktig å utsette smeltet metall' for en såkaldt avgasningsbehandling og en vanlig måte å utføre slik behandling på er å tilsette til metallet et. stoff, som vil utvikle en gass i de-t smeltete- metall, slik- at den utviklede- gass ved sin passasjie gjerøiom metallet vil bringe med seg de-okkluderte eller oppløst© gasser. Typisk for bruk i denne hensikt er foeksakloretan, som ved det smeltete metalls temperatur omdannes til gass, som- utøver denne-virkning.

Gassutviklede materialer- kan også brukes for å- fjerne ikke ønskede metaller fra smeltete metallblandinger-, således-kan magnesium fjernes fra aluminium ved hjelp av klor, utviklet ved innføring av heksakloretan. På liknende måter fjernes aluminium fra legeringer på kopper-basis, som messing eller bronse, ved hjelp av oksygen, som innføres i form av en tablett av blandete oksydasjonsmidler.

I visse tilfeller er det ønsket å inn-føre gass i smeltete metaller, og et eksempel er innføringen av gass i metall, som brukes for sprøytestøpnlng i den hensikt, å motvirke- kontraksj on, i slikt, støpe-gods. Hydrogen, som brukes, for dette formål, innføres vanligvis i form av vanndamp ved hjielp. av tabletter av uskadelige kjemiske salter, som inneholder store mengder krystallvann, f. eks. boraks. Vi-dere er også tilsetningsmidler som fluori-der og natriumsilikofluorider kjent.

Det er nå blitt erkjent, at effektivi-teten av slike kondisjoneringsmaterialer vesentlig kan forbedres ved å sørge for at. gassen utvikles ikke som et relativt lite antall store bobler, men som et. stort antall små bobler, og det er en hensikt ved nærværende oppfinnelse å- fremskaffe: midler, hvorved denne hensikt kan opp^ nåes.

Ifølge nærværende oppfinnelse- er-fremskaffet en brikett for tilsetning- til smeltet metall for å utvikl© gass. i dett©, hvilken brikett består av en sammenpresset, intim blanding av et. fast av partikler bestående stoff (idet følgende kalt kon-disjoneringsmaterialet), som ved temperaturen for det smeltede metall utvikler eller omdannes til en gass egnet til å kondisjonere metallet, og et fast av partikler bestående fyllstoff. Det karakteristiske ved oppfinnelsen er at det til briketten ytterligere er tilsatt en forbindelse som sintrer ved oppvarmning, og som gjør at den blir tilbake etter utvikling av gass som et sammenhengende produkt. Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det faste av partikler stoff hexakloretan, fyllstoffet er natriumklorid, og det sintrede salt er kaliumnitrat.

Ved anvendelse av slike produkter av-gis gass utviklet i det smeltede metall fra nevnte stoff i form av et stort antall små bobler. Små bobler stiger langsommere enn store bobler oppover gjennom det smeltede metall, og er følgelig mere effektive med hensyn til kondisjonering både på grunn av den lengere tid de forblir i kon-takt med det smeltede metall og fordi de gir en totalt større kontaktoverflate med det smeltede metall. Det er vesentlig at produktet skal forbli sammenhengende da utvikling av gass som små bobler ellers ikke kan finne sted.

Hensiktsmessig kan det formede tfaste produkt foreligge i form av en brikett.

Hvis det anvendte fyllstoff er slik, at det gir blandingen en spesifikk vekt, som er større enn den for det smeltede metall til hvilken det tilsettes, f .eks. 0,2 eller 0,3 høyere spesifikk vekt, er det re-sulterende produkt selvsynkende i det smeltede metall. For dette formål kan fyllstoff inneholde f. eks. zirkoniumsilikat og bariumsulfat. Hvis ferromangan anvendes som fyllstoff er det ønsket at ba-rytter også skal være til stede for å forebygge innelukning i og forurensning av legeringene. Hvor imidlertid en slik høy spesifikk vekt ikke oppnås, slik at blandingen ikke vil synke, må den dykkes ned under overflaten av metallbadet for å bli effektiv. Når en selvsynkende blanding ikke er påkrevet kan fyllstoffet inkludere et lettere materiale, som knuste ildfaste briketter, hvilke er meget billige. Fyllstoffet kan imidlertid inkludere andre stoffer, f. eks. sand, silimanitt, magnesitt og na-triumiklorid. Mengden av fyllstoffet kan variere sterkt og kan danne en meget vesentlig del av den hele blanding, f. eks. opp til 90 vektspst. av denne, f. eks. 30-— 80 pst. Således er en blanding som inneholder 40 til 60 pst. knuste, ildfaste briketter ,et eller flere sintrede salter og res-ten heksakloretan meget effektivt, men ikke desto mindre forholdsvis meget bil-ligere avgassende materiale enn heksakloretan anvendt alene.

Generelt sagt er det ønskelig å bruke et fyllmateriale som er en dårlig varme-leder, da på denne måte, når en tablett av blandingen innføres i metallbadet, vil der forløpe lengre tid for spaltningen på grunn av den langsomme varmeledning til tab-lettens indre. Ildfaste eller varmelsoler-ende fyllmaterialer foretrekkes derfor ofte.

Produktene etter nærværende oppfinnelse kan også inneholde andre kondisjoneringsmidler, f. eks. materialer som på-virker strukturen, som natriumborfluorid.

Det er noen ganger en tendens hos blandingene som inneholder ildfaste materialer til å falle fra hverandre ved ut-viklingen av gassen, og de ildfaste materialer kan danne et slam på bunnen av smeltekammeret, det kan være suspendert i det smeltede metall eller det kan stige opp sammen med slaggen til overflaten av metallbadet, avhengig av dets spesifikke vekt. Skjønt dette ikke behøver å ha noen innflytelse på metallet kan det leilighets-vis danne fremmede partikler i støpegod-set. Det er karakteristisk for produktene etter nærværende oppfinnelse, at bestand-delene bortsett fra det gassutviklende stoff blir tilbake som et sammenhengende produkt på grunn av dets innhold av en sintrende forbindelse eller forbindelser. Blandingen kan inneholde to eller flere salter med forskjellig smeltepunkt, av hvilke et har et smeltepunkt under det for det smeltede metall og vil reagere med den annen forbindelse ved temperaturen for det smeltete metall og gi en forbindelse som har høyere smeltepunkt enn det smeltede metall.

Ved å bruke slike salter eller forbindelser (av hvilke ett kan virke som fyllstoff) blir tabletten selvsintrende og danner et fast legeme på bunnen av metall-smeltebadet og minsker således tendensen til å danne fremmedlegemer i det støpte metall. Slike tabletter inneholder f. eks. en blanding av (a) natrium- eller kalium-borfluorid eller en blanding av disse som komponent med lavere smeltepunkt med (b) natriumfluorid som komponent med høyere smeltepunkt.

Etter et ytterligere trekk ved oppfinnelsen omfatter blandingen også et salt, som har et lavt smeltepunkt, som spaltes ved temperaturen for det smeltede metall og avgir gass og etterlater et residuum, som har høyere smeltepunkt enn det for det smeltede metall. Et eksempel på et slikt salt er natriumsilisium-fluorid som avgir silisium-tetrafluorid-gass og forblir fast ved temperaturen for smeltet aluminium eller magnesium eller legeringer av disse.

Ifølge et trekk ved nærværende oppfinnelse er der fremskaffet et fast legeme, som inneholder et avgassende materiale, et fyllstoff og sintrende salter, i hvilket det avgassende materiale avgir klor eller annen avgassende gass, hvorved som re-sultat av denne utvikling av gass, det faste legeme blir mindre tungt enn metallet i hvilket det er neddykket og derfor flyter på overflaten. Et slikt fast legeme kan bestå av en blanding av heksakloretan, et ildfast materiale og en sintrende forbindelse, og mengden av kompo-nentene og graden av kompressjon er fra begynnelsen slik regulert, at legemet får en slik slutspesifikk vekt etter spaltning av den avgassende forbindelse, at det vil stige til overflaten av det smeltete metall i hvilket det opprinnelig var plasert.

Hvor blandingen ikke er av høyere spesifikk vekt enn det smeltede metall, til hvilket det skal tilsettes, er det nødvendig å dykke den under metallets overflate. En spesiell egnet metode å utføre dette på, hvilket danner et trekk ved nærværende oppfinnelse, er å utføre blandingen i form av en flat sylinder, som har en sen-tral åpning. Ved hjelp av nevnte åpning kan den da tres på en dykkestang og stoppmidler er anordnet for å forhindre at sylinderen glir opp på dykkstangen etter neddykning i metallet. Hvis ønsket kan dykkstangen slutte med en sylindrisk åpen vinding og en blokk av blandingen an-bringes i vindingen.

De forannevnte materialer og metoder fører til betydelige fordeler. Ved således å fortynne kondisjoneringsmidlet og samtidig oppnå en mere effektiv virkning fra dette, vinnes der betydelig i økonomisk retning. Samtidig er mengden av frem-stilt røk redusert og også mengden av av-fallsprodukter, og begge deler er en betydelig fordel ved oppfinnelsen.

Nærværende oppfinnelse inkluderer følgelig produkter som angitt foran og fremgangsmåtene for å kondisjonere smeltet metall ved å innføre slike produkter i disse. Materialene og metodene for kondi-sjoneringen beskrevet her kan anvendes til kondisjonering, f. eks. avgasning av forskjellige smeltede metaller f. eks. aluminium, magnesium, kopper og legeringer av ethvert av disse.

Heksakloretan er det foretrukne av-gasningsmiddel for lavt smeltende legeringer, men andre materialer, f. eks. organiske brom- og organiske jodforbindel-ser som tetrabrometylen og polytetrafluor-etylen kan også brukes og generelt er ethvert fast totalt halogenert hydrocarbon anvendelig. Enhver av de halogenerte hydrocarbonavgassende blandinger kan inneholde et oksyderende middel for å reagere med carbon, dannet under spaltningen av slike halogenerte hydrocarboner. Egnede oksyderende midler er klorater, perklorater og nitrater av alkali- og jod-alkali-metallene.

Også andre avgasningsmidler kan brukes som kondisjoneringsmidler f. eks. midler som avgir oksygen, vanndamp eller hydrogen.

De følgende eksempler vil tjene til å illustrere oppfinnelsen. (Mengder angitt i vektsprosent).

Eksempel 1.

En avgassende blanding er sammen-satt som følger og i form av tabletter:

En spesiell verdifull blanding innenfor

dette område er:

Kaliumnitratet kan erstattes av andre materialer f. eks. natriumnitrat eller et borfluorid eller silisiumfluorid. Natriumklorid er vist som det foretrukne fyllstoff, da det ikke bare er i det vesentlige inert overfor smeltet metall, men er meget bil-lig og lett tilgjengelig.

Enhver av de foregående blandinger kan inneholde sintrende salter og/eller oksyderende midler som angitt foran og eventuelt andre flussmidler, f. eks. fluo-rider.

Eksempel 2.

En avgassende blanding med relativt høyt spesifikk vekt, og i form av tabletter:

og- fyllstoffet er sirkonsand, et tungt me-taHoksyd, kopper eller ferromangan.

Hvor et. metall som- kopper eller ferromangan brukes som fyllstoff er- det ønske-ligt, for å forebygge- legering eller fare for forurensning i det. smeltede metall, å tilsette som en del av fyllstoffinnholdet et ildfast materiale, som bariumsulfat eller sirkoniumsilikat.

En spesielt verdifull blanding av denne art, sammensettes som følgerr

hvor de sintrende salter er en blanding av natrium- eller kaliumbor-fluorid og natrium-fluorid.

Claims (1)

1. Brikett for tilsetning til; smeltet, metall for å utvikle' gass. i dette-, bestående: av en sammenpresset, intim blanding av et. fast av partikler bestående stoff, som ved temperaturen for det smeltede mer-tall utvikler- eller- omdannes-, til en gass. egnet til å kondisjonere metallet,, og et. fast av partikler bestående fyllstoff, karakterisert ved at det til briketten ytterligere er- tilsatt en forbindelse som. sintrer ved) oppvarmning; og som gdør at. den blir tilbake; etter utvAkliing av gass. som et sammenhengende produkt..

2'. Brikett, ifølge; påstand 1, karakterisert ved at. det faste av partikler bestående stoff er hexakloretan, fyllstoffet er natriumklorid, og- det. sintrende salt. kaliumnitrat.