DE2923236C2 - Method and device for inoculating cast iron in a pressurized casting furnace - Google Patents
Method and device for inoculating cast iron in a pressurized casting furnaceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Impfen von Gußeisen im druckgasbeaufschlagten Gießofen durch Zugabe einer berechneten Menge von Magnesium als Draht. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Impfverfahrens.The invention relates to a method for inoculating cast iron in a casting furnace charged with pressurized gas Adding a calculated amount of magnesium as wire. It also relates to a device for performing such a vaccination procedure.
In der DE-Zeitschrift »Gießerei« 56 (1969), Seite ff. ist auf Seite 418 ein Magnesiumdrahtverfahren zur Behandlung von Gußeisen beschrieben, bei dem durch eine keramische Düse Magnesiumdraht in Bodennähe einer Pfanne in die Schmelze eingeführt wird. Zwar ließen sich damit gute Ergebnisse bezüglich der Kugelgraphitbildung beim Gußeisen erzielen, jedoch war die Einführung des Magnesiumdrahtes in Bodennähe durch eine entsprechend abzudichtende Schleuse so nachteilig, daß sich das Magnesiumdrahtverfahren inIn the DE magazine "Gießerei" 56 (1969), page ff. On page 418 is a magnesium wire process for the treatment of cast iron, in which magnesium wire is passed through a ceramic nozzle close to the ground a ladle is introduced into the melt. Admittedly, it gave good results with regard to the Achieve spheroidal graphite formation in cast iron, but the introduction of magnesium wire was close to the ground so disadvantageous by an appropriately sealed lock that the magnesium wire process in
der Praxis nicht durchsetzen konnte.could not prevail in practice.
Aus der DE-OS 26 34 687 ist ein Verfahren zum Aufbereiten einer Gußeisenschmelze mit Magnesium bekannt, bei dem das Magnesium als kompakter Block an einer günstigen Stelle in die Gießform eingesetzt wird. Die in die Gießform strömende Gußeisenschmelze löst bei optimal abgestimmten Bedingungen aus dem Magnesiumblock soviel Material heraus, wie zur Bildung des Kugeigraphits nötig istFrom DE-OS 26 34 687 a method for processing is a cast iron melt with magnesium known, in which the magnesium as a compact block a convenient place is used in the mold. The cast iron melt flowing into the casting mold dissolves With optimally coordinated conditions, as much material out of the magnesium block as for formation of the Kugeigraphite is necessary
Es ist weiterhin bekannt, das Magnesium als Draht in die Gießform oder in den Gießstrahl einzuführen.It is also known that magnesium is used as a wire in to introduce the mold or into the pouring stream.
Allen diesen bekannten Verfahren haften die Nachteile an, daß nicht nur die Zusammensetzung der Schmelze im Zeitpunkt des Abgusses ermittelt werdenAll these known processes have the disadvantage that not only the composition of the Melt can be determined at the time of casting
i> muß, sondern daß zusätzlich Informationen über die Gießgeschwindigkeit, die Abgußmenge und die Gießzeit ermittelt und verarbeitet werden müssen, um das Impfmittel richtig dosieren zu können. Erschwerend kommt hinzu, daß das erhitzte Magnesium verdampft und oxidiert, sobald es mit der Schmelze bzw. dem Luftsauerstoff in Berührung kommt.i> must, but that additional information about the The casting speed, the casting quantity and the casting time must be determined and processed in order to achieve the To be able to dose the vaccine correctly. To make matters worse, the heated magnesium evaporates and oxidizes as soon as it comes into contact with the melt or the oxygen in the air.
Aas der DE-OS 26 45 896 ist ein Verfahren zum dosierten Abgießen einer mit Magnesium behandelten Gußeisenschmelze für die Herstellung von Sphäroguß bekannt, bei dem ein gasdichter Vergießofen verwendet wird, in welchem eine Ofenatmosphäre aus einer Mischung von inertem Gas mit einem gewissen Prozentsatz von Sauerstoff aufrechterhalten wird. Mit Hilfe des inerten Gasanteils wird im Ofen der Druck aufgebaut, der erforderlich ist, um den Abgießvorgang zu steuern, wie es beispielsweise aus der DE-AS 23 07 846 im Prinzip bekannt ist. Der Sauerstoff an teil dient dazu, das an der Oberfläche der Gußeisenschmelze abdampfende Magnesium zu oxidieren, um zu verhindern, daß das Metall in den Druckgasleitungen kondensiert und die Leitungen verstopft bzw. beim Öffnen des Ofens unter der Einwirkung des dann hinzutretenden Luftsauerstoffs explosionsartig verbrennt Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß in dem völlig geschlossenen Gießofen der Verlust an Magnesium geringer ist als in den Fällen, in denen das mit Magnesium behandelte Gußeisen der freien Atmosphäre ausgesetzt ist. Trotzdem läßt sich auch hier bei einem längeren Halten der Schmelze im Vorratsgefäß (Vergießofen) ein stärkerer Abbrand des Magnesiums nicht vermeiden, so daß der für eine sichere Kugelgraphitbildung erforderliche Mindestgehalt an Magnesium in der Schmelze unterschritte;i wird.Aas DE-OS 26 45 896 is a method for metered Pouring off a cast iron melt treated with magnesium for the production of nodular cast iron known, in which a gas-tight potting furnace is used, in which a furnace atmosphere from a mixture is maintained by inert gas with a certain percentage of oxygen. With the help of inert gas, the pressure required to control the pouring process is built up in the furnace, as is known in principle from DE-AS 23 07 846, for example. The oxygen in part is used to the surface of the molten cast iron to oxidize evaporating magnesium in order to prevent the Metal condenses in the pressurized gas lines and clogs the lines or falls under when the furnace is opened The effect of the atmospheric oxygen then burns explosively, however, it must, however, respond it should be pointed out that the loss of magnesium in the completely closed casting furnace is lower than in those cases where the cast iron treated with magnesium is exposed to the open atmosphere. Nevertheless Here, too, if the melt is kept for a longer period in the storage vessel (casting furnace), a stronger one can be achieved Do not avoid burning off the magnesium, so that the minimum content required for reliable spheroidal graphite formation of magnesium in the melt; i is.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, ein Verfahren anzugeben, unter dessen Benutzung der Magnesiumgehalt in ckr Schmelze auch über längere Zeit etwa konstant gehalten werden kann.The present invention is based on the object to specify a method, using which the magnesium content in ckr melt also over can be kept approximately constant for a longer period of time.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch eine gasdichte Schleuse der Impfdraht von oben bis an den Boden des Ofens in die Schmelze eingeführt wird, und daß dazu ein Impfdraht mit einer Schutzumhüllung verwendet wird.This object is achieved in that the inoculation wire from above to the through a gas-tight lock Bottom of the furnace is introduced into the melt, and that for this purpose a seed wire with a protective cover is used will.
Die Verwendung von Impfdrähten mit einer Schutzumhüllung aus einem nicht flüchtigen Metall und gegebenenfalls einem zwischen dem Außenmantel und dem Draht angeordneten, den Draht umfassenden isolierten Werkstoff ist aus der DE-OS 25 31 573 im Prinzip bekannt. Im Gegensatz zu dem, v/as aus dieser Literaturstelle bekannt ist, wird bei der Erfindung der Impfdraht nicht dem Gießstrahl, sondern der sich im Gießofen befindenden Schmelze zugeführt. Im Gegensatz zu dem bekannten Magnesiumdrahtverfahren, wie es in der o. g. DE-Zeitschrift »Gießerei« beschrieben ist. wird der Ma-The use of inoculation wires with a protective covering made of a non-volatile metal and optionally one between the outer jacket and the Wire arranged, the wire comprising insulated material is known from DE-OS 25 31 573 in principle. In contrast to what is known from this reference, the inoculating wire is used in the invention not fed to the pouring stream, but to the melt in the pouring furnace. In contrast to that known magnesium wire process, as it is in the o. g. DE magazine »Gießerei« is described. will the ma
gnesiumdraht nicht durch den Boden der Gießpfanne eingeführt, sondern von oben z. B. durch den gasdicht abschließenden Ofendeckel.Do not put magnesium wire through the bottom of the ladle introduced, but from above z. B. by the gas-tight final furnace lid.
Damit entfällt die Notwendigkeit, die Schleuse, durch die der Draht eingeführt wird, so auszubilden, daß sie von dem schmelzflüssigen Eisen nicht angegriffen wird. Durch die Schutzumhüllung um den eigentlichen Impfdraht wird eine vorzeitige Reaktion zwischen Schmelze und Impfmaterial verhindert Durch die Einführung des Impfdrahtes bis in die Nähe des Ofenbodens wird eine gute Verteilung des Impfmittels gewährleistet .This eliminates the need to go through the lock the wire is inserted to form so that it is not attacked by the molten iron. The protective covering around the actual inoculation wire causes a premature reaction between the melt and inoculation material prevented good distribution of the inoculant guaranteed.
Vorzugsweise kann die Regelung der Impfmittelzugabe in Abhängigkeit vom Sauerstoffpotential in der Schmelze oder in der Ofenatmosphäre oder auch nach einem vorher festgelegten Programm entsprechend empirisch ermittelter Werte, die die Abbrandreaktion des Magnesiums in der Eisenschmelze wiedergeben, erfolgen. The inoculant addition can preferably be regulated as a function of the oxygen potential in the Melt or in the furnace atmosphere or according to a predetermined program accordingly empirically determined values that reflect the burn-up reaction of the magnesium in the iron melt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Impfdraht nicht kontinuierlich, sondern in Abhängigkeit von den Meßwerten intermittierend in die Schmelze eingeführt werden. Aber auch in diesem Falle erfolgt die Zugabe in wesentlich geringeren Zeitabständen als von etwa 1 Stunde, wie es bei den bekannten Impfverfahren üblich ist. Eine intermittierende Zugabe des Impfdrahtes ist beispielsweise dann angezeigt, wenn nur ein sehr geringer Bedarf an Impfmittel besteht. In einem solchen Fall wäre nur ein sehr langsamer Drahtvorschub einzustellen, und es könnte geschehen, daß das Ende des Impfdrahtes nicht in der Nähe des Ofenbodens, sondern 3c schon erheblich vorher aufschmilzt.According to a further development of the invention, the inoculation wire cannot be continuous, but rather as a function of the measured values are introduced into the melt intermittently. But also in this case the Addition at significantly shorter intervals than about 1 hour, as is the case with the known inoculation methods is common. An intermittent addition of the inoculation wire is indicated, for example, when only a very large amount of there is little need for inoculants. In such a case, only a very slow wire feed would have to be set, and it could happen that the end of the inoculating wire is not near the furnace floor, but 3c melts considerably beforehand.
In Abhängigkeit von der Temperatur der Schmelze und der Höhe des Schmelzbades im Vorratsgefäß bei vorgewählter Wandstärke der Draht-Umhüllung wird die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt, daß die Umhüllung kurz vor Erreichen des Ofenbodens aufgeschmolzen ist. Größere Vorschubgeschwindigkeit würde ein Aufstoßen des Drahtes auf dem Ofenboden ergeben und damit ein ordnungsgemäßes Einführen verhindern, geringere Vorschubgeschwindigkeit würde ein Freiwerden des Impfmittels schon in geringer Badtiefe ergeben, was eine geringe Ausbeute an Impfmittel zur Folge hätte.Depending on the temperature of the melt and the level of the melt pool in the storage vessel at Preselected wall thickness of the wire sheath, the feed rate is chosen so that the sheath melted shortly before reaching the furnace floor. Greater feed rate would result in the wire bumping into the bottom of the furnace and thus prevent proper insertion, A lower feed speed would mean that the inoculant would be released even at a shallow bath depth result, which would result in a low yield of inoculant.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Sie besteht aus einer Drahtfördereinrichtung, die auf dem gasdichten Ofendeckel eines Gießofens angeordnet ist und die den Impfdraht durch ein geschlossenes Rohr oder auch durch eine syphonartig verschlossene Öffnung in den Ofen einzuführen gestattet. An apparatus for performing the invention The present invention also relates to the method. It consists of a wire conveyor, which is arranged on the gas-tight furnace lid of a casting furnace and which passes through the inoculation wire a closed tube or through a siphon-like closed opening allowed to be introduced into the furnace.
Vorzugsweise ist an dem geschlossenen Rohr ein Meßfühler zur Messung des Sauerstoff potentials in der Ofenatmosphäre angeflanscht. Man vermeidet durch diese Konstruktion die Notwendigkeit einer zweiten Bohrung im Ofendeckel zum Einführen des Sauerstoffmeßfühlers. A sensor for measuring the oxygen potential in the is preferably on the closed tube Flanged furnace atmosphere. This construction avoids the need for a second one Hole in the furnace lid for inserting the oxygen sensor.
Will man das Sauerstoffpotential in der Schmelze selbst messen, so wird der Meßfühler vorzugsweise im Bereich der Abgießöffnung angeordnet.If you want to measure the oxygen potential in the melt itself, the sensor is preferably in Arranged area of the pouring opening.
Als weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zusätzlich eine Trennvorrichtung zum Kappen des Impfdrahtes vorgesehen sein.As a further development of the device according to the invention, a separating device for Caps of the inoculation wire may be provided.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is to be explained in more detail in the form of an exemplary embodiment with the aid of the drawing. It shows
Fig. 1 einen erfindvngsgemäß ausgerüsteten Gieß-F i g. 2 ein Stück eines Impfdrahtes.1 shows a casting F equipped according to the invention i g. 2 a piece of inoculation wire.
In der F i g. 1 erkennt man einen Querschnitt durch einen Gießofen 1, der als Induktionsrinnenofen mit einem Induktor 5 ausgebildet ist Das Ofeninnere ist durch einen Eingußsiphon 2, durch einen Ausgußsiphon 3 sowie durch einen gasdichten Ofendeckel 4 verschlossen. Im gasdichten Ofendeckel 4 befindet sich eine Schleuse 6, die im wesentlichen aus einem Rohr 12 besteht, durch das ein Impfdraht 7 in die Schmelze 9 so eingeführt wird, daß das Ende des Impfdrahtes 7 in der Nähe des Bodens 8 des Ofens 1 schmilzt.In FIG. 1 shows a cross section through a casting furnace 1, which is an induction channel furnace with a Inductor 5 is formed. The interior of the furnace is formed by a pouring siphon 2, by a pouring siphon 3 as well closed by a gas-tight furnace lid 4. In the gas-tight furnace cover 4 there is a lock 6, which consists essentially of a tube 12 through which a seed wire 7 is introduced into the melt 9 so that the end of the inoculation wire 7 near the bottom 8 of the furnace 1 melts.
Sobald über eine Druckgasleitung 22 im Ofen 1 ein Überdruck erzeugt wird, steigt die Schmelze 9 im Ausgußsiphon 3 auf das Gießniveau 17. Nach Anheben des Gießstopfens 11 fließt die Schmelze in eine unter der Gießöffnung stehende Gießform 10.As soon as an overpressure is generated in the furnace 1 via a compressed gas line 22, the melt 9 rises in the pouring siphon 3 to the pouring level 17. After lifting the pouring plug 11, the melt flows into a below the Casting opening standing mold 10.
Oberhalb der gasdichten Schleuse 6 und mit dieser über das gasdichte Rohr 12 verbunden, befindet sich eine Drahtfördereinrichtung 11, die über einen Antriebsmotor 11.1 angetrieben wird. Der Impfdraht 7 wird von einer Vorratsrolle 15 abgespult. Unterhalb der Drahtfördereinrichtung 11 befindet si'.\ eine Drahtvorschubüberwachungseinrichtung i3, an d'.e ein MeB-wandler 13.1 angeschlossen ist Mit einer Trennvorrichtung 14 kann der Draht 7 gekappt werden.Above the gas-tight lock 6 and connected to it via the gas-tight tube 12 is located a wire conveyor 11 which is driven by a drive motor 11.1. The vaccination wire 7 is unwound from a supply roll 15. A wire feed monitoring device is located below the wire feed device 11 i3, an d'.e a MeB converter 13.1 is connected. The wire 7 can be cut with a separating device 14.
Mit Hilfe einer Sauerstoffmeßsonde 16 kann der Sauerstoffgehalt in der Ofenatmosphäre oder mit Hilfe einer anderen Sauerstoffmeßsonde 18 der Sauerstoffgehalt in der Schmelze kontinuierlich gemessen werden.With the help of an oxygen measuring probe 16, the oxygen content the oxygen content in the furnace atmosphere or with the aid of another oxygen measuring probe 18 can be measured continuously in the melt.
Eine Steuerelektronik 19 verarbeitet die Meßdaten der beiden Sauerstoffmeßsonden 16,18 und der Drahtvorschubüberwachungseinrichtung 13 und steuert den Drahtvorschub. In diese Steuerelektronik kann weiterhin ein Signal für den Gießdruck eingeführt werden, der hier wiederum ein Maß für die Höhe des Badstandes im Vorratsgefäß ist. Die Elektronik steuert in Abhängigkeit von diesen Werten den Antrieb 11.1 der Drahtvorschubeinrichtung 11 und gegebenenfalls die Trennvorrichtung 14. Die erforderlichen Sollwerte werden der Elektronik 19 durch einen Programmgeber 20 vorgegeben. Control electronics 19 process the measurement data from the two oxygen measuring probes 16, 18 and the wire feed monitoring device 13 and controls the wire feed. A signal for the casting pressure can also be introduced into this control electronics here again a measure of the height of the bath level in the storage vessel. The electronics control in dependence of these values the drive 11.1 of the wire feed device 11 and possibly the cutting device 14. The required setpoint values are given to the electronics 19 by a programmer 20.
Ein Beispiel für einen Impfdraht 7, wie er zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, zeigt die- F i g. 2. Er besitzt eine Seele 7.1 aus Magnesium bzw. einer Legierung sowie eine wärmefeste Umhüllung 7.3. Zwischen Seele 7.1 und Umhüllung 7.3 befindet sich eine Zwischenschicht 7.2, die die Seele 7.1 gegen die von außen kommende Wärme isoliert. Diese Wärmeisolierung ist erforderlich, da die Eisenschmelze eine Temperatur von 1400 bis 15000C hat, Magnesium aber bereits bei 1100° C verdampft.An example of an inoculation wire 7 as it can be used to carry out the invention is shown in FIG. 2. It has a core 7.1 made of magnesium or an alloy and a heat-resistant casing 7.3. Between the core 7.1 and the casing 7.3 there is an intermediate layer 7.2 which isolates the core 7.1 from the heat coming from the outside. This heat insulation is required since the molten iron has a temperature 1400-1500 0 C, but magnesium evaporates at 1100 ° C.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |