DE2005667A1 - Cast iron prod from scrap etc - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit unter Verwendung von Einsatzstoffen, deren Kohlenstofigehalt niedriger liegt, als der des zu vergießenden Gießereieisens. Solche Rohstoffe sind z.B. Schrott, Eisenschwamm und dergleichen.
• Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit aus derartigen Einsatzstoffen gliedern sich in zwei Verfahrensschritte, von denen der erste die Aufkohlung betrifft und der zweite das Einbringen metallischer Komponenten, die beim Erstarren des Gußeisens zur Herausbildung von Graphitsphäroiden führen. Nach dem bekannten Verfahren erfolgt die Aufkohlung mittels fester oder fluider Kohlenstoffträger, wie beispielsweise flüssiger Kohlenwasserstoffe. Solche fluiden Kohlenstoffträger werden in die flüssige Schmelze eingeblasen, wobei der Kohlenstoffinhalt derselben mehr oder minder vollständig im flüssigen Eisen gelöst wird.
• Das Einbringen Sphäroide bildender Metalle wie Magnesium, Cer, Kalzium und dergl. erfolgt nach bekannten Methoden entweder derart, daß reines Magnesium zum flüssigen Eisen gegeben wird, um dieses darin aufzulösen. Diese Maßnahme führt zu heftigen Reaktionen, und hat einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad, in dem nur ein Teil des Magnesiums in der Schmelze gelöst wird, während ein größerer Teil verlorengegeben werden muß. Eine verbesserte Maßnahme besteht darin, daß das Magnesium in Form von Legierungen, beispielsweise mit Nickel, Kupfer, Eisen oder auch als ternäre Legierungen mit solchen Metallen im flüssigen Eisen gelöst wird, wobei eine bessere Lösungsausbeute erzielt wird.
• Eine weitere wichtige Methode für das Einbringen des Magnesiums besteht darin, daß dieses in feinpulverisierter Form mit einem neutralen Gas als Trägergas in die Eisenschmelze eingeblasen wird.
• Als solche Trägergase sind bisher Stickstoff und Argon bekanntgeworden. Hierbei zeigte es sich, daß der Stickstoff den Nachteil hat daß mit Wärmeverlusten des flüssigen Eisens für die Aufheizung des Trägergases gerechnet werden muß, da dieses zum größten Teil aus der Schmelze entweicht und Wärme entführt. Der gleiche Nachteil gilt beim Argon als Trägergas, wobei hier noch die Wirtschaftlichkeit einer solchen Maßnahme dadurch gefährdet ist, daß Argon ein verhältnismäßig teurer Stoff ist.
• Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß die MaBnahme der Aufkohlung und die Maßnahme der Auflösung Sphäroide bildender Metalle im flüssigen Eisen miteinander kombiniert d.h. zu einem einzigen Verfahrensschritt zusammengelegt werden. Dabei ergibt sich überraschenderweise, daß die ursprünglich getrennt voneinander durchgeführten Verfahrensschritte bei einer solchen kombinierten Ausführungsform Vorteile erbringen, die bei der Aneinanderreihung derselben nicht zu erzielen sind.
• Die Erfindung wird so ausgeführt, daß das Sphäroide bildende Metall wie Magnesium in feinkörniger Form mit einem fluiden Kohlenstoffträger gemischt und gemeinsam mit diesem in das flüssige Eisen eingeblasen wird. Als fluide Kohlenstoffträger kommen vor allem flüssige Kohlenvasserstoffe infrage, daneben aber auch gasförmige Kohlenwasserstoffe und feinkörnige feste Kohlenstoffträger, wie Koks und Kohle.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch Mischungen solcher Kohlenstoffträger miteinander zur Anwendung bringen.
• Die Wirkung des in die Eisenschmelze eingeblasenen Gemisches beispielsweise aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff und feinkörnigem Magnesiumpulver ist die folgende: Bei Berührung des Kohlenwasserstoffes mit der flüssigen Eisenschmelze erfolgt eine Zerlegung desselben in Kohlenstoff und Wasserstoff. Der Kohlenstoff wird in dem Eisen gelöst, während der Wasserstoff unter starkem Umrühren der Schmelze nach oben steigt.
• Hierbei kommt auch das in dem Kohlenwasserstoff feinverteilte Magnesium in innige Berührung mit der flüssigen Eisenschmelze und wird von dieser aufgel8st. Die der Auflösung des Kohlenstoffs vorangehende Zerlegung des Kohlenvasserstoffes wird durch die Anwesenheit des Magnesiummetalls günstig beeinflußt, in dem einmal eine katalytische Wirkung vorliegt und zum anderen die Wärmeleitfähigkeit in dem fluiden Medium, die eine V6raussetzung zur Erreichung der Cracktemperatur des Kohlenwasserstoffes ist, vergrößert wird.
• Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem Stand der Technik erzielten Vorteile sind die folgenden: Es wird eine gleichmäßigere Verteilung des Magnesiums in der Eisenschmelze erreicht. Wenn nämlich Magnesium allein eingeblasen wird, so muß die Trägergasmenge aus Kostengründen und um gegfs. schädliche Einflüsse zu vermeiden möglichst gering gehalten werden. d.h. das Gewicht an Trägergas gegenüber dem Gewicht an Magnesium muß etwa bei l:lo, höchstens bei 1:5 liegen. Im Falle der Erfindung werden relativ kleine Magnesiummengen in einer größeren Menge an stoffen vermischt, da die für die Aufkohlung erforderliche Menge an Kohlenstoff beträchtlich größer ist als die im Eisen zu lösende Menge an Magnesium, wobei auch zu berücksichtigen ist, daß ein Teil des fluiden Kohlungsrittels die Schmelze ungenutzt verläßt. Es sind Gewichtsverhältnisse von Magnesium zu fluidem Kohlungsmittel von 1:1o bis l:20 zweckmäßig. Die relativ großen Mengen an fluiden Medien verursachen eine starke Umrührwirkung in der flüssigen Eisenschmelze mit einer entsprechend guten Verteilung des im Eisen aufgelösten Magnesiums.
• Die Ausnutzung des Magnesiums, das beispielsweise mit Verwendung eines flüssigen Kohlenvasserstoffes als Trägermedium in das Eisenbad eingeführt wird, ist besser als bei einem gasförmigen Medium, wie es bisher bekannt var. Durch die explosionsartige Zersetzung und Verdampfung des Kohlenwasserstoffes beim Eintritt in das flüssige Metall ttitt eine starke Verwirbelung des Magnesiums in einem großen Badvolumen ein, die sonst nur mit einer erheblich größeren Gas-Menge erreicht werden könnte, die mit beträchtlich größerem Uberdruck eingeblasen werden müßte. Die längeren Einblasezeiten, die bei der Vermischung des Magnesiums mit dem Aufkohlungsmittel aus Gründen der erforderlichen Kohlungszeit sich ergeben, führen dazu, daß die Magnesiummenge pro Zeiteinheit, die dem Bad zugeführt wird, relativ klein sein kann, so daß geringere Verluste im ausgebrachten Gasstrom enthalten sind.
• Ein weiterer beträchtlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß man nur eine Apparatur für die Aufkohlung, Desoxydation, Entschwefelung und die Auflösung des Magnesiums benötigt, wobei die Desoxydation und Entschwefelung als Vorstufen der Magnesiumauft lösung zu bezeichnen sind. Nach dem bekannten Verfahren der getrennten Aufkohlung und Magnesiumauflösung benötigt man zwei verschiedene Apparaturen mit dem entsprechend vergrößerten Aufwand für die Anschaffung, für die Wartung, für Reparaturen und für die betriebliche Handhabung. Schließlich fällt es auch ins Gewicht, daß man die Ofenbetriebszeit für die Einbringung des Magnesiums in die Schmelze völlig einspart, da diese mit der Betriebszeit für die Aufkohlung identisch ist.
• Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispieles weiter erläutert: Zur Aufkohlung von 1 t flüssigen Stahles mit einem Anfangskohlenstoffs gehalt von o,o2 Z auf einen Entkohlenstoffgehalt von 3,5 2, wurden in einem elektrischen Induktionsofen bei einer Temperatur von C 58 kg Leichtöl EL, das sind 59 1, durch eine Lanze eingeblasen. In dem Leichtöl waren 2 kg Magnesiumpulver suspendiert; es ergab sich ein Magnesiumgehalt in der Schmelze von o,l 2.
• An die Stelle von Leichtöl können auch schwerere Öle treten, hierbei ist zu berücksichtigen, daß solche Öle gewöhnlich Schwefel enthalten und es muß die Magnesiummenge soweit vergrößert werden, daß eine praktisch vollständige Entschweffelung der Schmelze durch das Magnesium erfolgt, ehe metallisches Magnesium vom Eisen gelöst wird.

Claims (5)

1. "Verfahren zur Herstellung von

   Gußeisen mit Kugelgraphit" PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit bei dem dem zu vergießenden föüssigen Gießereieisen Magnesium, Sphäroide bildende Metalle wie Cer, Kalzium u.dergl.

   zugefügt werden in Form von pulverförmigem Hetall, das gemeinsam mit einem fluiden Hilfsstoff in die Schmelze eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als fluider Hilfsstoff Kohlenstoffträger verwandt werden ggfs. gemeinsam mit anderen fluiden Medien.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Erdöl und seine flüssigen Derivate verwandt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1) und ggfs. 2) dadurch gekennzeichnet, daß Methan und/oder andere gasförmige Kohlenwasserstoffe verwandt werden, ggfs. gemeinsam mit flüssigen Rohlenwasserstoffen.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1) bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß feinkörnige feste Kohlenstoffträger, wie Koks, Kohle u.dergl. verwandt werden gemeinsam mit einem fliissigen oder gasförmigen Trägermedium.

   @ , .
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß die für die notwendige Anreicherung des Gießereieisens erforderliche Mg-Menge in einer relativ großen Menge des fluiden Hilfsstoffes verteilt wird, wie etwa 5 Gew. % Mg in 95 Gew. % ÖlA -~