DE2533246C2

DE2533246C2 - Process for the production of spheroidal graphite cast iron

Info

Publication number: DE2533246C2
Application number: DE19752533246
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl.-Ing. Dr. 6370 Oberursel Under
Original assignee: SKW Trostberg AG; Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2533246A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit durch Behandeln von Gußeisenschmelzen mit Magnesium-Metall unter Verwendung eines Tauchbehä'uers.The invention relates to a method for producing spheroidal graphite cast iron by treating Cast iron melting with magnesium metal using a dip tank.

Die Herstellung von Kugelgraphitgußeisen durch Behandlung von Gußeisenschmel/en mit n.agnesiumhaltigen Stoffen ist bekannt. Die Behandlung von Gußeisenschmelzen mit Magnesium-Metall hat zwar den Vorteil, daß keine weiteren Komponenten in die Schmelze eingeführt werden, erfordert aber andererseits besondere Maßnahmen, um heftige oder gar expl"Monsartige Reaktionen zu vermeiden, /ur Minde- » rung diese^r Heftigkeit hat man daher bereits mit MagneMum-Metall getränkte poröse Kokskörper (DE-AS 12 70 058) oder poröse Sinterkörper aus kr ramischem Material (GB-PS 7 28 483) vorgeschlagen, die mittels Tauchbehälter in Gußeisenschmelzen einge· führt wurden. Aus derartigen Tränkkörpern entweicht der Magnesiumdampf nur allmählich und wird vollständig von der Schmelze aufgenommen.The production of nodular cast iron by treating cast iron melts with substances containing n.agnesium is known. Although the treatment of cast iron melts with magnesium metal has the advantage that no additional components are introduced into the melt, but on the other hand requires special measures to violent or even expl "Monsartige to avoid reactions / ur Minde-» tion these ^r violence has Porous coke bodies impregnated with MagneMum metal (DE-AS 12 70 058) or porous sintered bodies made of ceramic material (GB-PS 7 28 483) have therefore already been proposed, which were introduced into cast iron melts by means of immersion tanks Magnesium vapor only gradually and is completely absorbed by the melt.

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag werden zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit *o feuerfeste, poröse Büchsen oder Behältnisse vorgese hen, die ganz oder teilweise aus Graphit bestehen und aus denen das eingelegte wirksame Metall, wie Magnesium, in Dampfform in die Gußeisenschmelzen übertreten soll (DEPaientanmeldung W 986/18 b. be *"> kanntgemacht am 21. 12 1950).According to a further known proposal, for the production of cast iron with spheroidal graphite * o refractory, porous cans or containers are provided, which consist entirely or partially of graphite and from which the active metal, such as magnesium, is to pass into the cast iron melt in vapor form (DE Paientanmeldung W 986/18 b. Be * "> made known on December 21, 1950).

Es ist weiterhin bekannt, ein Gemenge von Magnesium oder Magnesiumlegierung mit Ferrosilizium in einen mit Öffnungen sowie Verschlußdeckel versehenen zylindrischen Behälter einzubringen, beispielsweise Graphitbchälter. Der mit Stiel versehene Behälter wird in die Gußeisenschmelze eingetaucht, wobei der Magnesiumdampf in die Schmelze entweicht (DE-PS 10 2! 395).It is also known to be a mixture of magnesium or magnesium alloy with ferrosilicon in one provided with openings and a closure lid Bringing cylindrical containers, for example graphite containers. The stemmed container will immersed in the cast iron melt, the magnesium vapor escaping into the melt (DE-PS 10 2! 395).

Schließlich sind Behandlungsverfahren unter Ver- 5* Wendung geschlossener lauchkörper bekannt, die in dem oberen oder unteren Bereich der Seitenflächen Öffnungen aufweisen, durch welche die Metallschmelze eindringen kann und das eingelegte und geschmolzene Magnesium andererscils verdampfen soll (Wastschen- &o ko/Sofroni: Magnesiumbehandeltes Gußeisen, I960, Seite 130).After all, treatment methods are under 5 * Twist of closed leek bodies known that in the upper or lower area of the side surfaces have openings through which the molten metal can penetrate and the inserted and melted magnesium should evaporate (Wastschen- & o ko / Sofroni: Magnesium-treated cast iron, I960, Page 130).

Die vorbekannten Verfahren haben Nachteile, sei es, daß mit Magnesium getränkte poröse Koks- oder Keramikkörper leicht verschlacken oder auch poröse '■> Behälter den Durchtritt des Magnesiumdampfes nicht genügend ermöglichen, so daß es im Innern zu einem Druckaufbau und nachfolgend zu explosionsartigen Reaktionen kommt, oder auch ein zu schnelles Verdampfen des Magnesiums stattfindet, wobei die Dämpfe nicht vollständig von der Schmelze aufgenommen werden und nutzlos an der Schmelzoberfläche verbrennen.The previously known methods have disadvantages, be it that porous coke or ceramic bodies soaked with magnesium easily slag or porous Containers do not allow the passage of magnesium vapor enough, so that there is one inside Pressure build-up and subsequent explosive reactions occurs, or too fast Evaporation of the magnesium takes place, whereby the vapors are not completely absorbed by the melt and burn uselessly on the surface of the enamel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein besonders wirtschaftlich arbeitendes Behandlungsverfahren von Gußeisenschmelzen für die Herstellung von Kugelgraphitgußeisen bereitzustellen.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and a particularly economical one Working treatment process of cast iron melts for the production of spheroidal graphite cast iron provide.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in ein hochtemperaturbeständiges, gasdurchlässiges Gewebe oder Vlies allseitig «ingehülltes Magnesiummetall verwendet wird, wobei das Gewebe oder Vlies ganz oder teilweise aus Graphit- oder Kohienstoff-Fasern besteht.The invention solves this problem in that a high-temperature-resistant, gas-permeable fabric or non-woven magnesium metal encased on all sides is used, whereby the woven or non-woven material is completely or partially consists of graphite or carbon fibers.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, ein etwas steiferes bzw. festeres Einhüünaterial zu verwenden. In diesen Fallen wird dann ein hochtemperaturbeständiges und gasdurchlässiges Gewebe oder Vlies verwendet, das keramische Fasern enthält. Derartige Fasern sind beispielsweise Asbestfaser!· oder hochtonerdehaltige Keramikfasern.In some cases it can be useful to use a somewhat stiffer or firmer casing material use. In these cases, a high temperature resistant one is then used and gas-permeable fabric or non-woven fabric containing ceramic fibers is used. Such fibers are, for example, asbestos fibers! · Or high alumina ceramic fibers.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich vorteilhaft Gewebe oder Vlies aus Kohlenstoff- oder Graphitfasern. Dieses Material behält weit über die Temperatur der Gußeisenschmelze von etwa 1500'C seine Gasdurchlässigkeit, da es nicht schmilzt, nicht verklebt, nicht sintert oder sich andersartig zusetzt. Da die Elsenschmelze das Gewebe oder das Vlies aus Kohlenstoff oder Graphitfaser nicht benetzt, und da das Gewebe oder das Vlies andererseits eine gewisse Isolierwirkung besitzen, ist die Reaktion des verdampfenden Magnesiums ruhig und gleichmäßig. Weiterhin kann mit der Dicke des Gewebes oder Vlieses aus Kohlenstoff oder Graphit oder der Anzahl der Lai/en die Reaktionsheftigkeit und der Reaktionsbeginn in weiten Grenzen gesteuert werden. Eine gewisse Auflösung des Gewebes oder Vlieses in der Schmelze tritt zwar ein; diese .*'flösung geht aber sehr langsam vor sich, und vor allem geht sie entsprechend mit der Abnahme des zu verdampfenden Stoffes vor sich. Daher kann die Materialstärke so eingestellt werden, daß im Extremfall Magnesium und I Imhüllung sich zu Ende der Behandlung zur gleichen Zeit rückstandsfrei aufgelöst haben. Der Schlackenanfall an Reaktionsschlacken ist bei dem erfindungsgemäSen Verfahren minimal. Dies ist für die Sauberkeit der abzugießenden Gußstücke von großer Bedeutung.Woven or fleece is advantageously suitable for carrying out the method according to the invention Carbon or graphite fibers. This material retains well above the temperature of the molten cast iron about 1500'C its gas permeability, since it is not melts, does not stick, does not sinter or otherwise clogs. Because the Elsenschmelze the tissue or the non-woven fabric made of carbon or graphite fiber does not wet, and on the other hand, the woven fabric or the non-woven fabric have a certain insulating effect, the reaction of the evaporating magnesium is calm and even. Furthermore, with the thickness of the fabric or fleece made of carbon or graphite or the number of the layman the severity of the reaction and the beginning of the reaction can be controlled within wide limits. Some dissolution of the fabric or fleece in the melt occurs though; this. * 'solution works very slowly in front of itself, and above all it goes with the Decrease in the amount of substance to be evaporated. Therefore, the material thickness can be adjusted so that in In the extreme case of magnesium and I encapsulation, at the end of the treatment, at the same time, without leaving any residue to have. The slag accumulation of reaction slag is minimal in the method according to the invention. This is of great importance for the cleanliness of the castings to be poured.

Das verwendete Magnesiummetal¹ wird in Form von Stücken oder Formkörpern eingesetzt. Dabei können dif Formkörper in an sich bekannter Weise mit geeigneten Vorrichtungen ausgestattet sein, um sie in den rauchbehähern zu verankern oder zu befestigen. Tauchbehälter geeigneter Konstruktion und aus geeignetem Werkstoff sind im Stand der Technik hinreichend bekannt, wie offene Tauchglocken oder geschlossene Tauihbehälter. Geeignete Werkstoffe sind hochhitzebeständige Stähle. Kohle. Graphit oder Tonerdegraphitmassen. The magnesium metal ¹ used is used in the form of pieces or shaped bodies. Dif shaped bodies can be equipped with suitable devices in a manner known per se in order to anchor or fasten them in the smoke tubes. Dipping tanks of suitable construction and made of suitable material are sufficiently known in the prior art, such as open diving bells or closed rope tanks. Highly heat-resistant steels are suitable materials. Money. Graphite or alumina graphite compounds.

In an sich bekannter Weise besitzen die Tauchglocken noch Öffnungen beliebiger Zahl und Größe.In a manner known per se, the diving bells have or openings of any number and size.

Der Vorteil des eifindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein ruhiger Behandlungsablauf mit hoher Magnesiumausbeute gewährleistet wird und keine zusätzlichen verunreinigenden Komponenten oder Elemente in die Gußeisenschmelze eingetragen werden.The advantage of the method according to the invention is to be seen in the fact that the treatment process is smooth high magnesium yield is guaranteed and no additional contaminating components or elements are introduced into the cast iron melt.

Die Erfindung wird anhand des nachstehenden Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using the example below.

example

Zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit wurde eine 25 kg-Gußeisenschmelze, enthaltend 34% Kohlenstoff, 2,7% Silicium, 0,2% Mangan und 0,013% Schwefel, mit 47 g stückigem Magnesium-Metall im Tauchverfahren bei I5OO"C behandelt Hierzu wurde eine übliche offene Tauchglocke aus Tonerdegraphit verwendet Bei einem Innendurchmesser von 60 mm und einer Höhe von 85 mm hatte der Glockenmantel 14 Öffnungen mit einem Durchmesser von 15 mm. Das Magnesium-Metall wurde als einzelnes Stück in ein Gewebe aus Graphitfasem eingepackt und in der Tauchglocke befestigt Die Behandlungsreaktion verlief lebhaft, ohne daß dabei jedoch Schmelze aus dem Behandlungsgefäß ausgeworfen wurde. Die Behandlungsdauer betrug 30 see. Der Magnesiumgehalt im Gußeisen betrug 0,035% und der Schwefelgehalt 0,006%. Eine Probe zeigte, daß der freie Graphit zu 90% in der Kugelgraphitform ausgeschieden war. Das Gewebe war nur geringfügig abgenutzt.
Wenn anstelle des Gewebes aus Graphitfasern jin Vlies aus Kohlenstoff-Fasern verwendet und hierin das Magnesium-Metall eingepackt wird, werden bei gleichem Reaktionsablauf gleiche Ergebnisse erzieltTo produce spheroidal graphite cast iron, a 25 kg cast iron melt containing 34% carbon, 2.7% silicon, 0.2% manganese and 0.013% sulfur was treated with 47 g of lumpy magnesium metal in an immersion process at 150 ° C a conventional open dipping bell made of alumina graphite was used, with an inner diameter of 60 mm and a height of 85 mm, the bell jacket had 14 openings with a diameter of 15 mm The treatment reaction proceeded vigorously without any melt being ejected from the treatment vessel. The treatment time was 30 seconds. The magnesium content in the cast iron was 0.035% and the sulfur content was 0.006%. A sample showed that 90% of the free graphite precipitated in the spheroidal graphite form The fabric was only slightly worn.
If, instead of the woven fabric made of graphite fibers, a nonwoven made of carbon fibers is used and the magnesium metal is packed into it, the same results are achieved with the same reaction sequence

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of spheroidal graphite cast iron by treating molten cast iron with magnesium metal using an immersion tank, characterized in that that enveloped on all sides in a high-temperature-resistant, gas-permeable fabric or fleece Magnesium metal is used, the fabric or fleece being wholly or partially made of graphite H) or carbon fibers.

2. The method according to claim 1, characterized in that the high temperature resistant fabric or fleece contains ceramic fibers.