NO140392B

NO140392B - IR SEARCH AND FOLLOWING APPARATUS.

Info

Publication number: NO140392B
Application number: NO753830A
Authority: NO
Inventors: Georg Kurotschka; Manfred Lang; Gerhard Raubinger
Original assignee: Eltro Gmbh
Priority date: 1974-11-16
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1979-05-14
Also published as: SE7512174L; SE410232B; IT1055668B; NO140392C; NO753830L

Description

Fremgangsmåte lor fremstilling av aluminium-calciumlegeringer. Process for the production of aluminium-calcium alloys.

Calcium-aluminium-legeringer av for-skjellig sammensetning er egnet for etter-behandling av stålsmelter for å lette ut-skillelsen av desoxydasjonsprodukter som Calcium-aluminium alloys of different composition are suitable for post-treatment of steel melts to facilitate the separation of deoxidation products such as

stammer fra den forutgående desoxydasjon originates from the previous deoxidation

og som fremdeles befinner seg i smeiten. De and which is still in the forge. The

muliggjør dessuten en siliciumfri desoxydasjon. Deres anvendelse i praksis har hittil vært hemmet av at man ikke har hatt til also enables silicon-free deoxidation. Their application in practice has so far been hampered by the fact that people have not had to

forføyning en fremstillingsprosess som er injunction a manufacturing process which is

økonomisk tilfredsstillende i stor måle-stokk. economically satisfactory on a large scale.

Det er tidligere kjent (US-patentskrift It is previously known (US patent

nr. 2 257 988) å fremstille calcium-aluminiumlegeringer ut fra CaO og aluminium no. 2 257 988) to produce calcium-aluminium alloys from CaO and aluminium

under anvendelse av meget høye temperaturer av ca. 1500° C og bruk av høyfre-kvensovner. Ved foreliggende fremgangsmåte anvendes den fremgangsmåte at det using very high temperatures of approx. 1500° C and use of high-frequency ovens. In the present method, the method is used that it

utvinnes to-stofflegeringer ved sammen-smeltning av de rene metaller. two-material alloys are obtained by fusing the pure metals together.

Fremgangsmåter av denne art er fore-slått i US-patent nr. 1 224 362 ifølge hvilket det fremstilles aluminiumlegeringer Methods of this kind are proposed in US patent no. 1,224,362 according to which aluminum alloys are produced

med en liten mengde calcium opp til 8 % with a small amount of calcium up to 8%

og til bruk for støpte metallartikler. Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling and for use with cast metal articles. The present invention relates to manufacturing

av aluminium-calciumlegeringer som inneholder 30—50 % Ca og til bruk som des-oxydasjonsmidler, og slike legeringer kan of aluminium-calcium alloys containing 30-50% Ca and for use as deoxidising agents, and such alloys can

ikke fremstilles på den i nevnte patentskrift beskrevne måte. is not produced in the manner described in the said patent document.

Da det på grunn av det høye smeltepunkt for slike calcium-aluminiumlegeringer (ved 30—40 % Ca, resten Al) må arbei-des ved temperaturer over 1000° C, hvilket Since, due to the high melting point of such calcium-aluminium alloys (at 30-40% Ca, the rest Al) it is necessary to work at temperatures above 1000° C, which

som følge av den sterke reaksjonsevne til as a result of the strong reactivity to

calciumet respektive legeringen bevirker en betydelig forslagning og oxydasjon, har man hittil bare oppnådd utbytter på 75— 80 %, beregnet på de innførte metallmeng-der. the calcium or the respective alloy causes significant oxidation and oxidation, so far only yields of 75-80% have been achieved, calculated on the amounts of metal introduced.

Ved foreliggende fremgangsmåte fremstilles aluminium-calciumlegeringer som ' inneholder 30—50 % calcium ved sammensmelting av metallene i en forvarmet, grafittutforet induksjonsovn hvor aluminium først nedsmeltes, og denne fremgangsmåte er karakterisert ved at den totale mengde calcium i stykker av størrelse inntil 200 mm innføres i det smeltede aluminium under inert gassdekke i løpet av 60 sekunder, og at den derved dannede smelte av calcium-aluminiumlegering homogeniseres i 20—30 sekunder ved en temperatur under 1250° C og umiddelbart støpes i kokiller under inert gassdekke. In the present method, aluminum-calcium alloys are produced which contain 30-50% calcium by fusing the metals in a preheated, graphite-lined induction furnace where aluminum is first melted down, and this method is characterized by the fact that the total amount of calcium in pieces of up to 200 mm in size is introduced into the molten aluminum under an inert gas blanket within 60 seconds, and that the thereby formed melt of calcium-aluminium alloy is homogenized for 20-30 seconds at a temperature below 1250° C and immediately cast in molds under an inert gas blanket.

Overholdelsen av disse arbeidsbetin-gelser er av avgjørende betydning for opp-nåelse av det tilsiktede resultat. Før begyn-nelsen av innføringen av calciumet i det smeltede aluminium må dette foreligge i en lett flytende tilstand, dvs. oppvise en temperatur på minst 700° C. En for lav utgangstemperatur vil medføre at til tross for den sterke exotermi vil sluttlegeringens smeltepunkt ikke nåes, slik at det dannes' seigtflytende smelter som ved avtappingen vil fastsette seg skorpeaktig på digelveg-gene og på denne måte nedsette utbyttet. En etterfølgende opphetning av legeringen bør unngåes fordi det da kan inntre tap som følge av oxydasjon. Compliance with these working conditions is of crucial importance for achieving the intended result. Before the beginning of the introduction of the calcium into the molten aluminium, this must be in a slightly liquid state, i.e. exhibit a temperature of at least 700° C. An initial temperature that is too low will mean that, despite the strong exotherm, the melting point of the final alloy will not be reached , so that viscous melts are formed which, when drained, will stick to the crucible walls in a crusty manner and in this way reduce the yield. A subsequent heating of the alloy should be avoided because losses can then occur as a result of oxidation.

En for høy utgangstemperatur av aluminiumet medfører en ukontrollerbar av-brann av calciumet, hvilket vanskeliggjør innstillingen av Ca-innholdet. Da sprut fra smeiten eller legeringsrestene i digelen lett kan begynne å brenne, arbeider man fordelaktig under en dekkgass og det er her å anbefale å bruke carbondioxyd eller argon, idet nitrogen som følge av dets reaksjonsevne med calcium ikke kommer i betrakt-ning. Ved anvendelse av carbondioxyd ligger den øvre temperaturgrense ved ca. 1250° C, da calcium over denne temperatur reagerer med carbondioxyd. Too high an output temperature of the aluminum leads to an uncontrollable burning off of the calcium, which makes it difficult to set the Ca content. As spatter from the smelting or the alloy residues in the crucible can easily start to burn, it is advantageous to work under a shielding gas and it is recommended here to use carbon dioxide or argon, as nitrogen is not taken into account due to its reactivity with calcium. When using carbon dioxide, the upper temperature limit is approx. 1250° C, as calcium above this temperature reacts with carbon dioxide.

Vesentlig er altså reguleringen eller til-passingen av utgahgsvarmen med varme-tilførselen fra induksjonsovnen og lege-rings-dannelsens exotermi. Alf etter stør-relsen av sats resp. apparaturen vil de nevnte temperaturgrenser kunne forsky-ves. Essential is therefore the regulation or matching of the output heat with the heat input from the induction furnace and the exotherm of the alloy formation. Alf according to the size of the rate or the apparatus, the mentioned temperature limits will be able to be shifted.

For å beskytte den ferdige legering mot oxydasjon og nitrogenopptagelse bør tappe-prosessen, som likeledes finner sted under et dekke av inert gass, påskynnes. Dessuten bør legeringen som er tappet over i støpekokiller straks utstyres med et pas-sende stempel, hvorved forhindres en blæ-ret stivning. En på denne måte stivnet blokk er tett og eventuelt etter oppdeling ferdig til forsendelse. Som oppfangnings-kar er øser, kokiller, flate jernbeholdere (f. eks. råjernsformer) egnet. For å motvirke en utskillelse er det fordelaktig ved avtappingen å sørge for en viss grad av brå-kjøling, hvilket for eksempel kan finne sted ved hjelp av såkalte skallkokiller, to-delte støpejerns stavkokiller eller avkjølte kokiller. In order to protect the finished alloy against oxidation and nitrogen absorption, the tapping process, which also takes place under a blanket of inert gas, should be accelerated. In addition, the alloy that has been poured into casting molds should immediately be equipped with a suitable stamp, thereby preventing blistering. A block solidified in this way is dense and possibly ready for shipment after division. Ladles, molds, flat iron containers (e.g. cast iron molds) are suitable as catch vessels. In order to counteract a separation, it is advantageous during the bottling to provide a certain degree of rapid cooling, which can for example take place with the help of so-called shell molds, two-part cast iron rod molds or cooled molds.

Eksempel 1: 182 kg aluminium innføres i en på for-hånd opphetet digel som er utformet med carbonholdig materiale, aluminiumet smeltes induktivt (50 hertz) og opphetes til ca. 760° C. Etter spyling av digelen med carbondioxyd innføres 80 kg stykkformet tek-nisk calciummetall og det homogeniseres i 30 sekunder. Temperaturen stiger hurtig til ca. 1150° C. Etter utkobling av strøm-men tømmes digelinnholdet i løpet av noen få sekunder ved uttapping i en todelt støpe-jerns stavkokille. Example 1: 182 kg of aluminum is introduced into a pre-heated crucible which is designed with carbonaceous material, the aluminum is melted inductively (50 hertz) and heated to approx. 760° C. After flushing the crucible with carbon dioxide, 80 kg of piece-shaped technical calcium metal is introduced and it is homogenized for 30 seconds. The temperature rises quickly to approx. 1150° C. After switching off the power, the crucible contents are emptied within a few seconds by tapping into a two-piece cast-iron rod mold.

Den stivnede legeringsblokk har etter uttagningen en vekt på 256 kg og inneholder 30,1 % Ca samt 68,6 % Al, hvilket svarer til et utbytte på 98.1 % beregnet på Ca, resp. 96,6 % beregnet på Al. C-innholdet ligger maksikalt på 0,16 % og N-innholdet maksimalt på 0,03 %. The solidified alloy block has a weight of 256 kg after removal and contains 30.1% Ca and 68.6% Al, which corresponds to a yield of 98.1% calculated for Ca, resp. 96.6% calculated for Al. The C content is a maximum of 0.16% and the N content a maximum of 0.03%.

Eksempel 2: 4 kg aluminium innføres i en på for-hånd opphetet, rødglødende digel som er utforet med carbonholdig materiale, aluminiumet smeltes induktivt (10 000 hertz) og opphetes til 950° C. Example 2: 4 kg of aluminum is introduced into a pre-heated, red-hot crucible which is lined with carbonaceous material, the aluminum is melted inductively (10,000 hertz) and heated to 950° C.

Etter at gassdekningen er begynt inn-føres 4 kg råcalcium (98 % Ca). Temperaturen stiger til ca. 1110° C. Man homogeniserer i ca. 20 sekunder og tømmer hurtig i en støpejernskokille. After the gas coverage has begun, 4 kg of raw calcium (98% Ca) is introduced. The temperature rises to approx. 1110° C. One homogenizes for approx. 20 seconds and drains quickly in a cast iron mould.

Den stivnede blokk er fullstendig tett, The solidified block is completely dense,

veier 7,75 kg og inneholder: 48.5 % Ca (utbytte 96,0 %) 49.1 % Al (utbytte 95,2 %) 0,03 % C og 0,30 % N weighs 7.75 kg and contains: 48.5% Ca (yield 96.0%) 49.1% Al (yield 95.2%) 0.03% C and 0.30% N

Eksempel 3: 4,8 kg Al innføres på den i eksempel 2 angitte måte i digelen, smeltes induktivt (2000 hertz) og opphetes til 1020° C. Etter at gassdekningen har begynt, innføres 3,2 kg calcium (98 %), hvorved temperaturen stiger til 1120° C. Man homogeniserer i ca. 25 sekunder og går videre frem som angitt i eksempel 2. Man får 7,8 kg legering med følgende analyse verdier : 39.2 % Ca (utbytte 97,5 %) 59.6 % Al (utbytte 96,9 %) 0,06 % C og 0,03 % N. Example 3: 4.8 kg Al is introduced into the crucible in the manner specified in example 2, melted inductively (2000 hertz) and heated to 1020° C. After the gas coverage has begun, 3.2 kg calcium (98%) is introduced, whereby the temperature rises to 1120° C. One homogenizes for approx. 25 seconds and proceed as indicated in example 2. You get 7.8 kg of alloy with the following analysis values: 39.2% Ca (yield 97.5%) 59.6% Al (yield 96.9%) 0.06% C and 0.03% N.

Claims

Process for the production of aluminum-calcium alloys containing 30 to 50% calcium by fusing the metals in a preheated, graphite-lined induction furnace, where aluminum is first melted down, characterized in that the total amount of calcium in pieces of up to 200 mm in size is introduced into the molten aluminum under an inert gas blanket during 60 seconds, and that the thereby formed melt of calcium-aluminium alloy is homogenized for 20-30 seconds at a temperature below 1250° C and immediately cast in molds under an inert gas blanket.