WO2000073236A2 - Exotherme speisermasse - Google Patents

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WO2000073236A2
WO2000073236A2 PCT/EP2000/004597 EP0004597W WO0073236A2 WO 2000073236 A2 WO2000073236 A2 WO 2000073236A2 EP 0004597 W EP0004597 W EP 0004597W WO 0073236 A2 WO0073236 A2 WO 0073236A2
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Udo Skerdi
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06—Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/10—Hot tops therefor
    • B22D7/104—Hot tops therefor from exothermic material only

Definitions

  • the invention relates to an exothermic feed mass containing aluminum and magnesium, at least one oxidizing agent, a temperature-resistant filler containing SiC> 2 and an alkali silicate as a binder.
  • the aluminum serves to bring about an exothermic reaction with the oxidizing agent
  • the known feed masses also containing a reactive fluorine compound which reacts with the passivating oxide skin on the aluminum powder, so that it can react with the oxidizing agent.
  • Such feeder mass is described for example in DE-C-25 32 745.
  • it contains aluminum powder unspecified aluminum oxide as well as an organic (phenolic, urea or furan resin, starch) or an inorganic binder (silica sol, colloidal aluminum oxide) and an oxidizing agent for the finely divided metal.
  • alkali silicates as binders is not mentioned.
  • the fluorine compounds referred to as "fluoride catalysts", such as cryolite, fluorspar or sodium silicofluoride, are essential.
  • the proportion of the fluorine compound can be 0.1 to 20% by weight; according to the examples, the proportion of the fluoride compound is between 1.0 and 2.0%.
  • DE-A-29 23 393 mentions i.a. exothermic feed masses with aluminum powder, cryolite, iron oxide, sand and aluminum oxide fibers. The latter should remain as fibers.
  • DE-C-28 31 505 describes an exothermic feed mass with an AI2O3 additive, which is, however, to be regarded as an inert filler.
  • AI2O3 additive which is, however, to be regarded as an inert filler.
  • Alkali silicates are not used, but the addition of fluoride-containing flux (cryolite) is always necessary. Magnesium is not used.
  • DD-60 121 describes an exothermic feed mass based on aluminum with the addition of water glass and a fluoride-containing flux. Alumina is not mentioned.
  • such feeder mass also contains magnesium or an aluminum-magnesium alloy.
  • the passivity caused by the oxide skin on the aluminum is overcome by the temperature occurring during the combustion of the magnesium, so that the aluminum also reacts with the oxidizing agent, as a result of which a higher temperature is reached overall.
  • undesirable reactions take place in the feeder mass.
  • the hollow fire manifests itself in large cavities in the wall of the feeder, which is connected by channels to the molten iron in the feeder.
  • the loss of molten iron into the cavity causes iron losses.
  • this iron is very difficult to separate from the converted feed mass, so that recycling the iron is practically impossible.
  • the object on which the present invention is based is therefore to reduce the so-called "hollow fire".
  • the invention thus relates to an exothermic feed mass of the type defined at the outset, which contains about 2.5 to 20% by weight of a reactive aluminum oxide with a specific surface area of at least about 0.5 m 2 / g and an average particle diameter (d5o) contains from about 0.5 to 15 microns and is practically free of fluoride fluxes.
  • a reactive aluminum oxide with a specific surface area of at least about 0.5 m 2 / g and an average particle diameter (d5o) contains from about 0.5 to 15 microns and is practically free of fluoride fluxes.
  • d5o average particle diameter
  • the reactive aluminum oxide generally contains about 5% OH groups. If the proportion of OH groups is relatively low, the reactivity is also achieved by a very small particle size of the aluminum oxide particles.
  • “Practically free” means that the fluoride content is below 1.0, preferably below 0.5, in particular below 0.1% by weight.
  • the exothermic feeder mass according to the invention shows only small cavities which are not connected to one another by channels, so that no iron can penetrate from the feeder core.
  • the reactive aluminum oxide in such a way that it reacts with the existing alkali compounds, so that they can no longer react with the SiO 2 -containing filler with vitrification and cavity formation. If there is no longer a hollow fire, the strength of the feed mass also increases during and after the end of the reaction.
  • the reactive aluminum oxide m of the feed mass according to the invention preferably has a specific surface area of approximately 1 to 10 m 2 / g.
  • the composition of the feeder mass according to the invention is as follows:
  • Aluminum 20-35% by weight, preferably 20-23% by weight !
  • Magnesium 1.5-10% by weight, preferably 2-7% by weight
  • Oxidizing agent 8-20% by weight, preferably 10-15% by weight
  • Alkali silicate 8-22% by weight, preferably 10-13% by weight or 17-23% by weight
  • alkali silicate depends on the filler. For fillers with a lower bulk density (e.g. hollow microspheres) the preferred amount of alkali silicate is higher.
  • iron oxide and / or an alkali nitrate such as sodium or potassium nitrate
  • the reduction product of the latter alkali nitrite or alkali oxide
  • the filler containing SiO s preferably has an SiO 2 content of at least 50% by weight, in particular more than 60% by weight.
  • temperature-resistant SiO 2 containing fillers may ⁇ quartz sand and / or aluminum silicates are used, preferably in the latter case, the hollow microspheres, ground chamotte and / or mineral fibers are used.
  • the reactive aluminum oxide preferably has the following properties:
  • BET Specific surface area
  • Average particle diameter (d5g) 0.5 to 15 ⁇ m.
  • the invention also relates to a process for reducing the hollow fire in substantially fluoride-free feed masses; the method is characterized in that a feed mass as defined above is used.
  • the basic metallic structure is changed in such a way that degeneration of the solidified casting compound is prevented by the formation of lamellar graphite and the desired spheroidal graphite is formed.
  • This may be due to the presence of magnesium in the feeder mass as a spheroidal additive, although this does not come into direct contact with the molten iron and therefore no interaction between the two was to be expected.
  • a reaction of the magnesium containing the feed mass with the molten iron in the vapor phase can be regarded as excluded, since magnesium has an extremely low vapor pressure and the feed mass contains air inclusions between the grains of the fine-grained mineral, so that the vaporous magnesium would react immediately with the atmospheric oxygen .
  • the feed mass contains impurities (for example sulfur) which diffuse the molten iron without the magnesium in the feed mass m and in this way with the very small amounts of the spheroidal additive ( magnesium) can react in the molten iron, so that when the iron solidifies it does not form spheroidal graphite, but lamellar graphite. It is believed that the magnesium in the feed mass reacts with the impurities contained therein so that they can no longer diffuse into the molten iron.
  • the magnesium apparently has a "scanvenger" function.
  • spherogenic additives such as cerium
  • cerium can also be used.
  • the invention thus also relates to a method for preventing graphite degeneration in the feeder top area and in the area reaching into the casting; this process WO 00/73236 PCTtEPOO / 04597
  • ren is characterized in that a feed mass as defined above is used.
  • Oxidizing agent sodium nitrate 15% by weight
  • the components are mixed well and the mass obtained is poured into a feeder mold.
  • the food form is gassed with carbon dioxide; the water glass reacts with the carbon dioxide to form colloidal silica and sodium carbonate and solidifies the feeder. Then the mass is dried to constant weight.
  • the feeder is placed on the cast model and molded with it, whereupon molten iron is poured into the mold.
  • the feed mass ignites with an increase in temperature, the sodium carbonate obtained from the water glass and the reduction product of the sodium nitrate preferably reacting with the reactive Al 2 O 3, so that the hollow fire occurring during the reaction with the sand is reduced.
  • the feeder is removed. After the reaction, the feeder shows on average a large number of small cavities that are not connected to one another by channels. which are and therefore do not contain iron (Fig. 1).
  • Reactive AI2O3 (as in Example 1) 12.5% by weight
  • SiO 2 micro hollow spheres (0 - 0.5 mm grain size) 36.5% by weight bulk density 350 cm 3 / g, SiO 2 content 55 - 65%)
  • Example 1 The ingredients are mixed together as in Example 1, placed in a feeder mold, gassed with carbon dioxide and dried. The casting is also carried out as in Example 1. The section of the converted feed mass shows essentially the same pore structure as the feeder of Example 1.
  • Example 2 The further processing was carried out as in Example 1.
  • the feeder obtained section of the feeder wall see FIG. 2 shows a strong cavity fire with a large cavity volume in the middle, which is connected via channels with smaller cavities that extend into the region of molten iron are enough. All cavities are filled with solidified iron. Stick when smashing the feeder remains of the converted feeder mass on the iron pieces.

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Abstract

Beschrieben wird eine exotherme Speisermasse, enthaltend Aluminium and Magnesium, mindestens ein Oxidationsmittel, einen SiO2-haltigen Füllstoff und ein Alkalisilicat als Bindemittel; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 2,5 bis 20 Gew.-% eines reaktiven Aluminiumoxids mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens etwa 0,5 m2/g und einem mittleren Teilchendurchmesser (d¿50?) von etwa 0,5 bis 8 νm enthält und praktisch frei von fluoridhaltigen Flußmitteln ist.

Description

Patentanmeldung
Exotherme Speisermasse
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine exotherme Speisermasse, enthaltend Aluminium und Magnesium, mindestens ein Oxidationsmittel , einen temperaturbeständigen SiC>2 -haltigen Füllstoff und ein Alkalisilicat als Bindemittel.
Bei exothermen Speisermassen dient das Aluminium zur Herbeiführung einer exothermen Reaktion mit dem Oxidationsmittel, wobei die bekannten Speisermassen auch eine reaktionsfähige Fluorverbindung enthalten, die mit der passivierenden Oxidhaut auf dem Aluminiumpulver reagiert, so daß dieses mit dem Oxidationsmittel reagieren kann.
Eine derartige Speisermasse ist beispielsweise in der DE-C-25 32 745 beschrieben. Sie enthält u.a. Aluminiumpulver, ein nicht näher spezifiziertes Aluminiumoxid sowie ein organisches (Phenol—, Harnstoff- oder Furanharz , Stärke) oder ein anorganisches Bindemittel (Kieselsäuresol , kolloidales Aluminiumoxid) und ein Oxidationsmittel für das feinteilige Metall. Die Verwendung von Alkalisilicaten als Bindemittel ist nicht erwähnt. Wesentlich sind die als "Fluoridkatalysatoren" bezeichneten Fluorverbindungen, wie Kryolith, Flußspat oder Natrium- silicofluorid. Der Anteil der Fluorverbindung kann 0,1 bis 20 Gew.-% betragen; nach den Beispielen liegt der Anteil der Fluoridverbindung zwischen 1,0 und 2,0%.
Die Anwesenheit der Fluorverbindung in der exothermen Speisermasse setzt die Startreaktionstemperatur des Aluminiums herab. Diese Funktion ergibt sich z.B. daraus, daß bei der ebenfalls beschriebenen wärmeisolierenden Speisermasse ohne Aluminium der Anteil der Fluoridverbindung bis auf 0% zurückgehen kann.
Die DE-A-29 23 393 erwähnt u.a. exotherme Speisermassen mit Aluminiumpulver, Kryolith, Eisenoxid, Sand und Aluminiumoxid- Fasern. Letztere sollen als Fasern erhalten bleiben.
Die DE-C-28 31 505 beschreibt eine exotherme Speisermasse mit einem AI2O3 -Zusatz , der aber als inerter Füllstoff aufzufassen ist. Alkalisilicate werden nicht verwendet, jedoch ist der Zusatz von fluoridhaltigem Flußmittel (Kryolith) immer erforderlich. Magnesium wird nicht verwendet.
Die DD-60 121 beschreibt eine exotherme Speisermasse auf der Basis von Aluminium unter Zusatz von Wasserglas sowie ein fluoridhaltiges Flußmittel. Aluminiumoxid ist nicht erwähnt.
Da aus Umweltgründen und verfahrenstechnischen Gründen ein Bedürfnis nach einer fluoridfreien exothermen Speisermasse besteht, wurde bereits vorgeschlagen, eine exotherme Speisermasse ohne wirksame Fluoranteile bereitzustellen. Eine solche Speisermasse enthält neben dem Aluminium auch Magnesium oder eine Aluminium-Magnesium-Legierung. Durch die bei der Verbrennung des Magnesiums auftretende Temperatur wird die durch die Oxidhaut auf dem Aluminium bedingte Passivität überwunden, so daß auch das Aluminium mit dem Oxidationsmittel reagiert, wodurch insgesamt eine höhere Temperatur erreicht wird. Hierbei finden in der Speisermasse unerwünschte Reaktionen statt.
Es wurde gefunden, daß bei fluoridfreien, Aluminium und Magnesium enthaltenden exothermen Speisermassen, die auch Füllstoffe mit hohem SiÜ2 -Gehalt und Alkaliverbindungen (z.B. aus Wasserglas) als Bindemittel und als Oxidationsmittel Alkalinitrate enthalten, ein sogenannter "Hohlbrand" entsteht, der wahrscheinlich durch eine Verglasung der Siθ2 -haltigen Füllstoffe mit den Alkaliverbindungen zustandkommt .
Der Hohlbrand äußert sich in großen Hohlräumen in der Speiserwand, der durch Kanäle mit dem schmelzflüssigen Eisen im Speiser verbunden ist. Durch das Eindringen des schmelzflüssigen Eisens in den Hohlraum entstehen Eisenverluste. Außerdem ist dieses Eisen nur sehr schwer von der umgesetzten Speisermasse zu trennen, so daß eine Wiederaufbereitung des Eisens praktisch unmöglich ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht also darin, den sogenannten "Hohlbrand" zu reduzieren.
Es wurde gefunden, daß überraschenderweise kein Hohlbrand auftritt, wenn der Speisermasse ein reaktives bzw. feinstgemahle- ndes Aluminiumoxid zugesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine exotherme Speisermasse der eingangs definierten Gattung, die etwa 2,5 bis 20 Gew.-% eines reaktiven Aluminiumoxids mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens etwa 0,5 m^/g und einem mittleren Teil- chendurchmesser (d5o) von etwa 0,5 bis 15 μm enthält und die praktisch frei von fluoridhaltigen Flußmitteln ist. WO 00/73236 PCTtEPOO/04597
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Das reaktive Aluminiumoxid enthält im aligemeinen b s zu etwa 5 % OH-Gruppen. Wenn der Anteil der OH-Gruppen relativ niedrig ist, wird die Reaktivität auch durch eine sehr kleine Teil- chengröße der Alummiumoxidteilchen erreicht .
Unter "praktisch frei" versteht man, daß der Fluoridgehalt unter 1,0, vorzugsweise unter 0,5, insbesondere unter 0,1 Gew. -% liegt .
Die erf ndungsgemäße exotherme Speisermasse zeigt nach der Reaktion nur kleine Hohlräume, die miteinander nicht durch Kanäle verbunden sind, so daß aus dem Speιserκern Kein Eisen eindringen kann.
Man kann sich die Wirkungsweise des reaktiven Aluminiumoxids so vorstellen, daß es mit den vorhandenen AlkaliVerbindungen reagiert, so daß diese nicht mehr mit dem Siθ2 -haltigen Füllstoff unter Verglasung und Hohlraumbildung reagieren können. Wenn kein Hohlbrand mehr auftritt, erhöht sich während und nach der Beendigung der Reaktion der Speisermasse auch deren Festigkeit .
Das reaktive Aluminiumoxid m der erfindungsgemäßen Speisermasse hat vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von etwa 1 bis 10 m2/g. Im allgemeinen ist die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Speisermasse wie folgt:
Aluminium: 20 - 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 - 23 Gew.-!
Magnesium: 1,5 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 - 7 Gew.-%
Oxidationsmittel: 8 - 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 - 15 Gew.-I
Reaktives 4 - 18 Gew.-I, vorzugsweise 8 - 13 Gew.-%
Aluminiumoxid :
Alkalisilicat : 8 - 22 Gew.-%, vorzugsweise 10 - 13 Gew.-% bzw. 17 - 23 Gew.-%
Sι0 -halι.. Füllstoff :58, 5 - 17 Gew.-I, vorzugsw. 43 - 29 Gew.-% - 5 -
Die bevorzugten Mengen des Alkalisilicats richten sich nach dem Fullstof. Bei Füllstoffen mit einer kleineren Schüttdichte (z.B. Mikrohohlkugeln) liegt die bevorzugte Menge des Alkalisilicats höher.
Als Oxidationsmittel wird wie bei den bekannten Speisermassen Eisenoxid und/oder ein Alkalinitrat, wie Natrium- oder Kaliumnitrat, verwendet, wobei das Reduktionsprodukt des letzteren (Alkalinitrit bzw. Alkalioxid) mit dem reaktiven Aluminiumoxid reagiert .
Vorzugsweise hat der SiOs-haltige Füllstoff einen Siθ2 -Gehalt von mindestens 50 Gew.-%, insbesondere von mehr als 60 Gew.-%.
Als temperaturbeständige Siθ2-haltige Füllstoffe können Quarz¬ sand und/oder Aluminiumsilicate verwendet werden, wobei im letzteren Fall vorzugsweise Mikrohohlkugeln, gemahlene Schamotte und/oder mineralische Fasern verwendet werden.
Das reaktive Aluminiumoxid hat vorzugsweise folgende Eigenschaften:
A1203 -Gehalt > 90%
Gehalt an OH-Gruppen: bis zu 5 % (in Abhängigkeit vom
Teilchendurchmesser)
Spezifische Oberfläche (BET) etwa 1 bis 10 m2/g
Mittlerer Teilchendurchmesser (d5g) : 0,5 bis 15 μm.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Verminderung des Hohlbrandes bei im wesentlichen fluoridfreien Speisermassen; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine wie vorstehend definierte Speisermasse verwendet.
Weiterhin wurde gefunden, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Speisermasse überraschenderweise eine Veränderung des im Speiser enthaltenen schmelzflüssigen Eisens stattfindet, WO 00/73236 PCTtEPOO/04597
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die bis m das Gußstück hineinreich . Es wird das metallische Grundgefüge dahingehend verändert, daß eine Entartung der erstarrten Gießmasse durch die Bildung von Lameliengraphit verhindert und der erwünschte Kugelgraph.it gebildet wird. Dies ist möglicherweise auf die Anweseneit des Magnesiums m der Speisermasse als sphärogenem Zusatz zurückzuführen, obwohl dieses nicht unmittelbar mit dem schmelztlüssigen Eisen m Berührung kommt und daher auch keine Wechselwirkung zwischen den beiden zu erwarten war. Eine Reaktion des m der Speisermasse enthaltenden Magnesiums mit dem schmelzflüssigen Eisen in der Dampfphase kann als ausgeschlossen gelten, da Magnesium einen äußerst niedrigen Dampfdruck hat und die Speisermasse zwischen den Körnern des feinkörnigen Minerals Lufteinschlüsse enthält, so daß das dampfförmige Magnesium sofort mit dem Luftsauerstoff reagieren würde. Die Erklärung für den durch die Erfindung erzielbaren Effekt liegt wahrscheinlich darin, daß die Speisermasse Verunreinigungen (z.B. Schwefel) enthält, die ohne das Magnesium in der Speisermasse m das schmelzflüs- sige Eisen diffundieren und auf diese Weise mit den sehr geringen Mengen des sphärogenen Zusatzes (z.B. Magnesium) im schmelzflüssigen Eisen reagieren können, so daß sich beim Erstarren des Eisens kein Kugelgraphit, sondern Lamellengraphit bildet. Es wird angenommen, daß das Magnesium in der Speisermasse mit den darin enthaltenene Verunreinigungen reagiert, so daß diese nicht mehr in das schmelzflüssige Eisen diffundieren können. Das Magnesium hat also offenbar eine "Scanvenger" - Funktion.
Neben dem Magnesium können auch andere spharogene Zusätze, wie Cer, verwendet werden. Alkalimetalle oder andere Erdalkalimetalle als Magnesium, z.B. Calcium, sind nicht so gut geeignet, da sie an der Luft leicht oxidieren.
Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Verhinderung von Graphitentartungen im Speiseraufsatzbereich und in dem in das Gußstück hineinreichenden Bereich; dieses Verfah- WO 00/73236 PCTtEPOO/04597
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ren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine wie vorstehend definierte Speisermasse verwendet.
Die Erfindung ist durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Rezeptur :
Aluminium (0,063 - 0,5 mm Körnung) 20 Gew.-%
Oxidationsmittel Natriumnitrat: 15 Gew.-%
Magnesium (0,1 - 1 mm Körnung) 4,5 Gew.-%
Reaktives Al203 : 9 Gew.-%
(A1203 -Gehalt 99 %, BET-Oberfläche <6 m2/g, dso 4 - 8 μm
Siθ2~Sand (0,1 - 0,5 mm Körnung) 40,5 Gew.-%
Wasserglas (43 - 45 %-ige Lösung) 11 Gew.-%
Die Komponenten werden gut durchgemischt, und die erhaltene Masse wird in eine Speiserform eingefüllt. Die Speiserform wird mit Kohlendioxid begast; das Wasserglas reagiert unter Bildung von kolloidaler Kieselsäure und Natriumcarbonat mit dem Kohlendioxid und verfestigt den Speiser. Dann wird die Masse bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Der Speiser wird auf das Gußmodell aufgesetzt und damit eingeformt, worauf schmelzflüssiges Eisen in die Form gegossen wird. Hierbei entzündet sich die Speisermasse unter Temperaturerhöhung, wobei das aus dem Wasserglas erhaltene Natriumcarbonat und das Reduktionsprodukt des Natriumnitrats bevorzugt mit dem reaktiven AI2O3 reagieren, so daß der bei der Reaktion mit dem Sand auftretende Hohlbrand vermindert wird. Nach Beendigung des Gußvorgangs wird der Speiser entfernt. Der Speiser zeigt nach der Reaktion im Schnitt eine Vielzahl von kleinen Hohlräumen, die nicht durch Kanäle miteinander verbun- den sind und die somit auch kein Eisen enthalten (Fig. 1) .
Beispiel 2
Rezeptur :
Aluminium (wie nach Beispiel 1) 20 Gew.-%
Natriumnitrat (wie nach Beispiel 1) 10 Gew.-%
Magnesium (wie nach Beispiel 1) 4 Gew.-%
Reaktives AI2O3 (wie nach Beispiel 1) 12,5 Gew.-%
Siθ2 -Mikrohohlkugeln (0 - 0 , 5 mm Körnung) 36,5 Gew.-% Schüttgewicht 350 cm3/g, Siθ2 -Gehalt 55 - 65 %)
Wasserglas (wie nach Beispiel 1) 17 Gew.-%
Die Bestandteile werden wie nach Beispiel 1 miteinander vermischt, in eine Speiserform gebracht, mit Kohlendioxid begast und getrocknet. Der Guß wird ebenfalls wie nach Beispiel 1 durchgeführt. Der Schnitt der umgesetzten Speisermasse zeigt im wesentlichen die gleiche Porenstruktur wie der Speiser von Beispiel 1.
Beispiel 3 (Vergleich)
Die Rezeptur war die gleiche wie von Beispiel 1, wobei jedoch statt des reaktiven I2O3 9 Gew.-% AI2O3 mit folgenden Eigenschaften verwendet wurden: AI2O3 -Gehalt 99 %, Körnung 0 bis 0,5 mm (d50 = 200 μm) .
Die weitere Verarbeitung erfolgte wie nach Beispiel 1. Der erhaltene Speiser (Ausschnitt der Speiserwandung siehe Figur 2) zeigt nach der Reaktion einen starken Hohlbrand mit einem großen Hohlraumvolumen in der Mitte, das über Kanäle mit kleineren Hohlräumen verbunden ist, die bis in den Bereich des schmelzflüssigen Eisens reichen. Alle Hohlräume sind mit erstarrtem Eisen gefüllt. Beim Zerschlagen des Speisers haften an den Eisenstücken noch Reste der umgesetzten Speisermasse. Die Druckfestigkeit des üblicherweise hergestellten zylindrischen Prüfkörpers (d = 50 mm, h = 50 mm) zur Qualitätskontrolle der Speisermasse von Beispiel 3 ist etwa 35 % kleiner als die des Prüfkörpers von Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche
1. Exotherme Speisermasse, enthaltend Aluminium und Magnesium, mindestens ein Oxidationsmittel, einen Siθ2 -haltigen Füllstoff und ein Alkalisilicat als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 2,5 bis 20 Gew.-% eines reaktiven Aluminiumoxids mit einer spezifischen Oberfläche von mindestens etwa 0,5 m2/g und einem mittleren Teilchendurchmesser (d5Q) von etwa 0,5 bis 8 μm enthält und daß sie praktisch frei von fluoridhaltigen Flußmitteln ist .
2. Speisermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktive Aluminiumoxid eine spezifische Oberfläche von etwa 1 bis 10 m2/g hat.
3. Speisermasse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung :
Aluminium: 20 - 35 Gew.-%, vorzugsweise 22 - 28 Gew.-%
Magnesium: 1,5 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 - 7 Gew.-%,
Oxidationsmittel 8 - 20 Gew.-%, vorzugsweise 10 - 15 Gew.-%
Reaktives Aluminiumoxid 4 - 18 Gew.-%., vorzugsweise 8 - 13 Gew.-%
Alkalisilicat: 8 - 22 Gew.-%, vorzugsweise 10 - 13 Gew.-% bzw. 17 - 22 Gew.-% temperaturbeständiger Siθ2-haltiger Füllstoff: 58,5 bis 17 Gew.-%, vorzugsweise 43 - 29 Gew.-%
4. Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel Eisenoxid und/oder ein Alkalinitrat darstellt.
5. Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturbeständige Si02 -haltige Füllstoff einen Siθ2~Gehalt von mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise von mehr als 60 Gew.-% hat.
6. Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturbeständige Siθ2 -haltige Füllstoffe Quarzsand und/oder Aluminiumsilicate verwendet werden.
7. Speisermasse nach Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturbeständige Si02 -haltige Füllstoffe Mikrohohlkugeln, gemahlene Schamotte, und/oder mineralische Fasern verwendet werden.
8. Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das reaktive Aluminiumoxid folgende Eigenschaf en hat :
A1203 -Gehalt > 90%
Gehalt an OH-Gruppen: bis zu 5 %
Spezifische Oberfläche (BET) : 1 bis 10 m2/g
Mittlerer Teilchendurchmesser (dso) : 0,5 - 15 μm
9. Verfahren zur Verminderung des Hohlbrandes bei im wesentlichen fluoridfreien Speiεermassen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet .
10. Verfahren zur Verhinderung von Graphitentartungen im Speiseransatzbereich und in dem in das Gußstück hineinreichenden Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Speisermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet .
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