NO134958B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av magnesium -silisiumlegeringer.

Legeringer som finner anvendelse i

jern- og ikke-jernmetallurgien og som som

hovedbestanddeler foruten silisium dess-uten inneholder magnesium, kalsium,

jern, nikkel, kobber, mangan, aluminium

eller sjeldne jordmetaller, byr på visse

vanskeligheter ved fremstillingen. Spesielt

når slike legeringer inneholder magnesium eller lignende legeringselementer

med lavt kokepunkt og høy oksygen-af-finitet, fører de lett til ukontrollerbar avbrenning og vanskeliggjør derfor over-holdelse av en enhetlig og definert sam-mensetning av legeringen.

Det er kjent å fremstille magnesiumsilisiumlegeringer som også inneholder

kalsium og jern på den måte at først ferrosilisium-kalsiumsilisiumblandinger

smeltes i grafittstavovner eller lysbueov-ner. De flytende legeringer overføres deretter i en digel av kullstoffholdige material, og magnesiumet innføres i smeiten.

Derved oppstår ved magnesiumets opp-løsning for det meste et temperaturfall

i smeiten som vanskeliggjør tømmingen

av digelen og har ytterligere ulemper til

følge. Heller ikke er innlegeringen av magnesium i den flytende silisiumlegering u-farlig på tross av alle forsiktighetsregler.

Ifølge oppfinnelsen unngås alle disse

vanskeligheter ved en fremgangsmåte til

fremstilling av magnesiumsilisium-legeringer med minst 15 pst. silisiuminnhold,

hvilke legeringer foruten kalsium og jern også kan inneholde nikkel, kobber, mangan, aluminium og sjeldne jordmetaller, i en digel som overveiende består av kullstoff eller er fremstillet av i og for seg kjente digelmaterialer med kullstoff tilsetninger, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at legeringsdeltakerne oppsmeltes og legeres med hverandre i denne digel i en lavfrekvens induksjonsovn ved en temperatur som ikke overskrider 1250° C.

Induksjonsovnens digel består av kull-stoffstampemasse, grafitt eller kullsten, likeledes som det også kan anvendes grafitt-digler. Dette for fremstilling av magnesiumsilisiumlegeringer i og for seg kjente digelmaterial har den fordel at det ikke angripes, hvorfor det består en spesielt stor fare, da legeringsmetallenes oksyder vanligvis hører til de stoffer hvor-av de vanlige smelteovners ovnsvegger fremstilles. Ved reaksjon av smeltens bestanddeler med ovnsveggen kan det derfor lett komme til slaggdannelse, hvorved ikke bare den tilstrebede legeringssammensetning vanskeliggjøres, men også ovnsffiringen ødelegges for tidlig. Ved anvendelsen av en digel av kullstoffholdig material overtrekker i tidens løp den øvre del av digelen som ikke kommer i berøring med flytende smelte seg med et sjikt av oksyder som hindrer en avbrenning av disse digeldeler på grunn av luftoksyge-net og forøvrig ikke forstyrrer legerings-sammensetningen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det hensiktsmessig å gå frem således at magnesiumet oppsmeltes sammen med legeringsdeltagerne, idet magnesiumet som forelegges i fast form overhelles av de andre legeringsdeltagere for å utelukke en avbrann av magnesiumet og dermed en unøyaktighet i den tilsik-tede legeringssammensetning.

Det kan også være hensiktsmessig først å oppsmelte magnesiumet i induksjonsovnen og deretter å blande det flytende magnesium først med kalsiumsilisium og i den grad som dette oppløses å tilsette ferrosilisium og/eller silisiummetall porsjonsvis, således at smeltens over-flate forblir dekket lengst mulig med fast material. Det viste seg nemlig at det smeltede magnesium av en temperatur på ca. 750° C i løpet av kort tid ved langsom temperaturøkning helt kan oppløse silisiumlegeringer, f. eks. 75—90 pst.-ig ferrosilisium eller kalsium-silisium,så vel som silisiummetall i stykkform. Herunder kan det være hensiktsmessig å innføre i ovnen de faste legeringsbestanddeler alle-rede i foroppvarmet form, f. eks. under utnyttelse av avvarmen, hvorved det opp-nås en nedsettelse av det spesifikke strøm-forbruk.

Fordelen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sammenlignet med de tidligere vanlige fremgangsmåter ligger deri at legeringen kan fremstilles ved en temperatur som ligger 200—300° C lavere enn tidligere, nemlig ved maksimalt 1200° C. Oppløselighetsprosessen går helt rolig for seg, idet badbevegelsen i induksjonsovnen er av største betydning for flytende-gj øring da herved de ennu ikke oppløste deler omspyles og dermed bibringes en fullstendig homogenisering. I stedet for den tidligere angitte måte er det også mulig å fremstille magnesiumholdige smelter ved at magnesiumet i induksjonsovnen i fast eller flytende form overhelles med smeltede legeringsbestanddeler, f. eks. ferrosilisium, kalsiumsilisium og/ eller silisiummetall eller en blanding av disse smeltede legeringsbestanddeler, og deretter homogeniseres.

Ved fremgangsmåten ifølge opfinnel-sen fremkommer det betraktelig mindre avbrannstap av legeringsbestanddeler med lavt kokepunkt enn ved anvendelse av andre fremgangsmåter. Ved anvendelsen av digelmaterial som inneholder vesent-lige bestanddeler av kull er det sikret en tilstrekkelig varmeoverføring, hvorved det unngås en overopphetning, og det inntrer en betraktelig mindre nedslitning. På grunn av smeltens homogenisering ved hjelp av induksjonsstrømmen, er det ikke mere nødvendig å omrøre smeiten uteni-fra, hvorved røkbelastning og ulykker nedsettes betraktelig. Legeringer som fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes for, ble tidligere fremstillet minst i to ovner og i flere arbeidsprosesser. Ved den mulighet å fremstille slike legeringer i ett arbeidstrinn i en eneste ovn, er det oppnådd en betraktelig strømbesparelse og dermed en forenkling og billiggjøring av fremgangsmåten.

I alle tilfelle hvor det under anvendelse av en induksjonsovn med en overveiende av kullstoff bestående eller med kullstofftilsetninger fremstilt digel fremstilles legeringer av de her angitte sam-mensetninger, kan det være hensiktsmessig at en del av eller alle legeringsbestanddeler innsmeltes i induksjonsovnen ved hjelp' av motstandsoppvarmning og at smeiten deretter homogeniseres ved hjelp av induktiv oppvarmning.

Det har vist seg gunstig ikke å fremstille induksjonsspolen i en gjennomgå-ende vikling, men å oppdele den og å til-slutte hver del for seg til transformatoren. Derved kan de deler av digelen som har å oppta den meste energi belastes sterkere enn digelens øvrige deler. Ved val-get av varmestrømmens frekvenshøyde kan det utøves en avgjørende innflytelse på badbevegelsens heftighet som kan være forskjellig for hver legeringstype. Jo sterkere badbevegelsen i digelen er, desto større er faren for oksydasjon p.g.a. luftoksygen; og jo mindre den er, desto langsommere er oppløsnings- og homoge-niseringsprosessen.

Eksempel.

91 kg magnesium i barrer innbringes i den tomme, foroppvarmede digel av kull-stoffstampemasse, og dekkes med 40 kg CaSi og 170 kg grovstykket 75 pst.-ig FeSi og 3,2 kg Cer-blandingsmetall. Deretter innkobles strømmen og digelinnholdet sammensmeltes i løpet av 40—45 minutter, idet temperaturen ikke skal stige over 1250° C. Etter flytendegjøring av digelinnholdet homogeniseres det ved nedsatt strømbelastning i 5 minutter, og tømmes deretter etter strømutkobling fra ovnen ved hjelp av kipping.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av magnesiumsilisiumlegeringer med minst 15 pst. silisiuminnhold, hvilke legeringer foruten kalsium og jern også kan inneholde nikkel, kobber, mangan, aluminium og sjeldne jordmetaller, i en digel som overveiende består av kullstoff eller er fremstillet av i og for seg kjente digelmaterialer med kullstoff tilsetninger, karakterisert ved at legeringsdeltagerne oppsmeltes og legeres med hverandre i denne digel i en lavfrekvensinduk-sjonsovn ved en temperatur som ikke overskrider 1250° C.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at magnesium i fast form overdekkes av de andre legeringsdeltagere og oppsmeltes sammen med disse.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at først flyten-degjøres magnesium, og deretter blandes det flytende magnesium først med kalsium-silisium og i den grad som det opplø- ses tilsettes ferrosilisium og/eller silisiummetall porsjonsvis, således at badover-flaten lengst mulig forblir dekket av fast material.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved'at magnesium i fast eller flytende form i induksjonsovnen overhelles med smeltede legeringsbestanddeler, f. eks. ferrosilisium, kalsiumsilisium og/eller silisiummetall eller en blanding av disse smeltede legeringsbestanddeler, og deretter homogeniseres.

5. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—4, karakterisert ved at en del eller alle legeringsbestanddeler oppsmeltes i induksjonsovn ved hjelp av motstandsoppvarmning, og at smeiten deretter homogeniseres ved hjelp av induktiv oppvarmning.