SE466020B - Foerfarande foer framstaellning av gjutjaern - Google Patents

Description

“46e 020 varierar ofta. Detta är en allvarlig nackdel, därför att kompakt- grafitjärn helst skall avgjutas efter en hålltid, som bör vara kon- stant och ej överskrida 5 minuter efter behandlingen. Behandlings- tillståndet hos smältan är nämligen mycket instabilt. Ingående Mg och RE börjar omedelbart efter behandlingen att i olika takt avklinga, dvs förångas samt bilda sulfid och oxid. Detta försvårar starkt t.ex. varmhållning i avgjutningsugn och därmed rationell hantering av järnet i ett seriegodsgjuteri. Mg- och RE-halterna måste kunna hållas inom ett snävt intervall, eftersom tillåten strukturvariation i godset är mycket liten.

För att uppnå rätt struktur och kvalitet hos gjutgodset måste avklingningen vid varmhållning dvs MgRE-halterna och kärnbildnings- tillståndet kontinuerligt mätas och behandlingstillståndet korrigeras.

Tillförlitlig och produktionsmässig teknik saknas både för mätning och korrektion av dessa parametrar. Detta således mycket svåra processtyr- ningsproblem är ett av de främsta skälen till att kompaktgrafitjärn inte slagit igenom som konstruktionsmaterial trots sina i och för sig mycket goda materialegenskaper.

En metod enligt en annan känd princip är In-mold-behandling.

Vid denna metod tillföres MgRE till järnet därigenom, att en behand- lingslegering placeras i en reaktionskammare, som är belägen i formens ingjutningssystem. När järnsmältan strömmar över behandlings- legeringen, upptages MgRE i en mängd, som bestämmes av bl a järnflöde, reaktionskammararea, järntemperatur, legeringens kornstorlek osv.

Denna metod är fördelaktig i det avseendet, att endast obe- handlat järn behöver varmhållas. Problemet med avklingningseffekter elimineras således, eftersom behandlingen sker endast några sekunder, innan järnsmältan når formrummet.

Metoden kräver emellertid för varje detalj noggrann beräkning och utformning av ingjutsystemet, reaktionskammararean osv, för att gjutgodset skall bli fritt från inneslutningar, reaktionsprodukter och oupplöst behandlingslegering och således ett fullgott behandlings- resultat skall uppnås. Reaktionskammaren kräver för övrigt plats i 466 020 formen och försämrar även godsutbytet, genom att en rest av järn- smältan stannar kvar i kammaren.

Genom uppfinningen har tillkommit ett förfarande enligt en ny ptnuip för att tillföra en behandlingslegering för kompaktgrafit- järn till en lågsvavelhaltig gjutjärnssmälta. Det som utmärker detta förfarande framgår av efterföljande patentkrav.

I det följande skall förfarandet enligt uppfinningen närmare beskrivas med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken visas i sidovy en gjutform och i vertikalt snitt en på denna form placerad bottentömmande gjutbox med en anordning för tillförande av en behand- lingslegering.

För beskrivning av förfarandet enligt uppfinningen visas på ritningen huvudsakligen schematiskt en gjutform 1 med ett parti i bruten vy för att åskådliggöra formens gjutskål 2. På formen 1 mitt över gjutskålen 2 är uppställd en gjutbox. Denna kan även med fördel utgöra en integrerad del av formens överdel. Samma funktion som boxen 3 har även en bottentömmande skänk hängande över formen. Över gjut- boxen 3 är belägen en tratt 4 samt en anordning 5 för tillförande av en behandlingslegering 6. En stopperanordning 7 tillsluter ett botten- tömmningshål 8 i gjutboxen 3.

Från en icke visad avgjutningsugn eller -skänk, får en järn- smälta 9 i doserad mängd strömma via tratten 4 ned i gjutboxen 3. I enlighet med förfarandet sprutas behandlingslegeringen 6 in i legeringsstrålen 10 på dess väg ned i gjutboxen 3. Trattens 4 funktion är att styra gjutstrålens 10 flöde och läge, så att konstant träffbild förjßgajngsgflågénsamt konstant förhållande mellan järn och legerings- flödena erhålles. Kan gjutstrålens 10 läge och flöde hållas konstant på annat sätt, t.ex. med stopperreglerad avgjutningsugn, behövs inte tmtæn.

Behandlingslegeringen 6 består företrädesvis av ett pulver med en kornstorlek av 0,1-1,0 mm. Genom en sidokanal 11 till pulvrets tillförselväg pumpas såsom drivgas, luft eller annan gas med ett tryck av 2-3 bar in i pulvret, vilket på så sätt genom ejektorverkan sprutas in i gjutstrålen 10. f\4e6 020 Den för ett visst gjutobjekt avpassade mängden järnsmälta 9 kvarhålles i gjutboxen 3 en tid mellan 5 och 40 sekunder. Upplösning av behandlingslegeringen 6 sker emellertid redan i gjutstrålen 10. I gjutboxen 3 sker sedan homogenisering av de tillsatta legeringsämnena samt flotation av reaktionsprodukter (slagg). Efter nämnda hålltid öppnas bottentömmningshålet 8 genom höjning av stopperanordningen 7, och smältan 9 tillåts strömma ned i formen 1. Eventuella slagg- produkter ansamlas härvid i det sist gjutna järnet och hindras på så sätt att tränga in i gjutgodset.

Gjutboxen 3 kan utformas för engångs- eller flergångsbruk.

För engångsbruk göres den i formmassa, t.ex. råsand, i en yttermantel av grov plåt. För flergångsbruk formas gjutboxen 3 i t.ex. eldfast infodringsmassa med grafitstopper. Under hålltiden 5-40 sekunder tätar gjutboxens 3 bottentömningshål 8 mot gjutskålen 2.

Järnmängden i gjutboxen 3 kan doseras på olika sätt, t.ex. genom vågsystem eller visuell, optisk eller induktiv nivåavläsning.

Gjutstrålen 10 och badytan 12 hos smältan 9 skyddas mot syre med en inert atmosfär eller en reducerande gasolflamma.

Förfarandet är mycket fördelaktigt i jämförelse med ovan be- skrivna tidigare kända metoder i flera avseenden. Smältan 9 kan varm- hållas obegränsad tid i avgjutningsugn utan problem med avklingnings- effekter och slagguppbyggnad. Behandlingen är vidare lätt att repro- ducera, genom att ingen avklingning såsom vid skänkbehandling hinner ske och genom att styrparametrarna järnets svavelhalt, järnvikt, legeringsvikt och hålltider är lätta att mäta och reglera. En av- görande fördel är också, att behandlingen omedelbart före avgjutning visat sig okänslig för variationer i basjärnets kärnbildningstillstånd och eventuella ympning. Ytterligare en fördel är, att metoden inte kräver någon ympning utöver den som sker genom behandlingen.

Förfarandet enligt uppfinningen är icke begränsat till vad som visats och beskrivits utan kan varieras på flera sätt. De flesta lättlösliga, kommersiellt tillgängliga behandlingslegeringar för kompaktgrafitjärn kan användas. För dosering och inblåsning av behand- lingslegeringen 6 i gjutstrålen 10 kan alternativt användas en auto- matisk utrustning för strålympning.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 466 020 P A T E N T K R A V

1. Förfarande för framställning av kompaktgrafit- järn/vermikulärt gjutjärn, genom att till en lågsvavel- haltig gjutjärnssmälta (9) sätta grafitmodifierade legeringsämnen, en s k behandlingslegering (6), k ä n'n e t e c k n a t d ä r a v, att behandlings- legeringen (6) tillföres smältan (9) genom insprutning i gjutstrålen (10) vid smältans (9) avtappning från avgjut- ningsugn eller -skänk och att det behandlade järnet, ut- görande en doserad mängd för ett gjutförlopp, hálles en bestämd tidsperiod i en gjutbox (3) för homogenisering och slaggflotation samt därefter tömmes i en gjutform (1).

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v, att behandlingslegeringen (6) är i pulverform med en kornstorlek av 0,1-1,0 mm. É.

3. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att gjutstrålen (10) och badytan (12) i gjutboxen (3) under legeringsförloppet skyddas från reaktion med syre av en reducerande flamma eller inert atmosfär.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att den järnmängd, som tillföres gjutboxen (3), noga avpassas till erforderlig mängd i gjutformen (1) genom dosering med vågsystem eller visuell, optisk eller induktiv avläsning av badytans (12) nivå i gjutboxen (3).