CH143451A - Verfahren zur Herstellung von Gusseisen mit hohen Festigkeitseigenschaften im Kuppelofen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung     Fon    Gusseisen mit' hohen Festigkeitseigenschaften  im     Kuppelofen.       Eingehende Versuche haben den Nach  weis erbracht,     da.ss    die nach dem Verfahren  des Schweiz. Patentes Nr.     12t)855    hergestellte,  auf     Stahlschmelztemperatur    erhitzte und  niedrig Bekohlte Schmelze, die, vergossen,       Gussstücke    mit besonders hohen Festigkeits  werten ergibt, die Eigenschaft besitzt, diese  hohen Festigkeitswerte auch dann beizube  halten, wenn man sie nachträglich     aufkohlt.     



  Die Erfindung benutzt diese Erkenntnis  um nun, auf der Erfindung des Hauptpaten  tes     weiterbauend    und von dessen Erzeugnis  ausgehend, auch solche besonders hochwerti  gen     Gusserzeugnisse    herzustellen, die neben  hohen Festigkeitswerten auch noch besonders  günstige Bearbeitungsfähigkeit besitzen sol  len.  



  Gegenstand der Erfindung ist demnach  ein     Verfahren    zur Herstellung von Gusseisen  mit hohen Festigkeitseigenschaften im     Kup-          pelofen,    bei     welchem    die gemäss dem Schweiz.    Patent Nr. 120855 erzeugte Schmelze mit  wenig Kohlenstoff im überhitzten Zustande  auf einen höheren Kohlenstoffgehalt     aufge-          kohlt        wird.     



  Gemäss diesem Verfahren stellt man zum  Beispiel zunächst, entsprechend von Vor  schlägen des Patentes Nr. 120855, aus etwa  50% oder mehr     kohlenstoffarmem    Eisen und  Roh- oder Brucheisen oder ausschliesslich aus       kohlenstoffarmem    Eisen mit entsprechenden  Zuschlägen (Silizium, Mangan usw.) und nur  mit den für das Umschmelzen von     Grauguss     üblichen     Koksmengen    etwa     10-12%    und  den dieser Koksmenge entsprechenden Wind  mengen eine überhitzte Schmelze mit     etwa          2-3%    Kohlenstoff her und kohlt diese so  dann auf einen höheren Kohlenstoffgehalt  (beispielsweise 3,4 bis<B>3,6%)</B> auf.  



  Die erwähnten Zuschläge     wirken    im  Sinne des dem Verfahren zugrunde liegenden  Prinzips, indem sie im Verlaufe des Vor-      Banges zum Teil verbrennen, wobei erheb  liche, . die Überhitzung weiter steigernde       Wärmemengen    frei werden.  



  Ausser der günstigen Bearbeitungsfähig  keit, die nicht etwa durch Verlust von son  stigen Festigkeitseigenschaften erkauft wird,  wird hierbei noch der weitere Vorteil er  reicht, dass diese nachträgliche Kohlenstoff  anreicherung den     Erstarrungspunkt    der  Schmelze herabsetzt und die     Vergiessbarkeit          günstig    beeinflusst.  



  Das Verfahren     lässt    sich in einfacher  Weise auch beispielsweise innerhalb dessel  ben     Kuppelofens    ausführen, der zum Nieder  schmelzen der Beschickung gedient hat, in  dem man die nachträgliche     Aüfkohlung    der  überhitzten Schmelze im untern Teile, dem  sogenannten Sumpf, des     Kuppelofeiis    durch  den sich ständig aus dem Satzkoks ergänzen  den Füllkoks erfolgen lässt. Dabei kann der       Aufkohlungsgrad    durch Regelung der     Auf-          kohlungszeit    oder der     Badhöhe    in dem       Schmelzgutsammelraum    eingestellt werden.

    oder auch durch eine Veränderung der Höhe  der     sogenannten    Schmelzzone.  



  Es ist zwar schon vorgeschlagen worden,  einen     vorherdlosen        Kuppelofen    mit tiefem  Sumpf in der Weise zu betreiben, dass man  zuerst den     Fiillkoks    durch Blasen von     uben     nach     unten    in Glut bringt und nun zunächst       Gussbruch        niederschmilzt,    der am Boden des  Sumpfes eine wegen ihres höheren Kohlen  stoffgehaltes weniger leicht erstarrende flüs  sige     Gusseisenschicht    vor dem     Abstichloch     bilden soll; erst dann soll die eigentliche, über  wiegend aus Stahlschrott bestehende Be  schickung niedergeschmolzen werden.

   Bei  Befolgung dieses Vorschlages müsste auch,  ähnlich wie bei der zuletzt genannten Aus  führungsform des Verfahrens dieser Erfin  dung, im Sumpf eine     Aufkohlung    der Stahl  schmelze     eintreten,    die jedoch von     dei    Ur  heberin des Vorschlages nicht vorausgesehen  oder festgestellt worden ist; denn sonst wäre  die Sorge vor dem Einfrieren des Bades vor  dem Stichloch nicht erklärlich. Auch hat  dem Urheber des aus dem Jahre 1917 stam  menden Vorschlages nicht das Ziel der    Schmelzüberhitzung oder die Herstellung  einer Schmelze besonders guter     Vergiessbar-          keit    vorgeschwebt; dem widerspricht eben  falls seine Angst vor dem Erstarren der  Schmelze bereits im Ofen.

   Der bekannt  Vorschlag bezweckte vielmehr lediglich     eine-          Verbilligung    des in erster Linie für ein an  schliessendes     Bessemer-Verfahren    bestimmten  Einsatzes, ohne dass eben die Erkenntnis  vorlag, welchen Wert die der nunmehr vor  liegenden Erfindung zugrunde liegenden  Gedanken gerade für die Herstellung beson  ders hochwertiger     Gussstücke    besitzen.  



  Bei einer besonderen Ausführungsform  des neuen Verfahrens verwendet man eine       Kuppelofenanlage,    bei der der eigentliche       Kuppelofen    unterhalb der Düsen mit einem  Füllkoks enthaltenden     Schmelzgutsammel-          raum    versehen ist, ähnlich wie ein     vorherd-          loser    Ofen; in besonderen Fällen kann man  hierbei zusätzlich noch einen     Vorherd    vor  sehen, in dem die im Ofensumpf gesammel  ten Schmelzen abgestochen werden können.  



  Das Verfahren wird zum Beispiel in der       \'(reise    ausgeübt, dass man die oberhalb der  Düsen anfallende, auf     Stahlschmelztempera-          tur    erhitzte und niedrig Bekohlte Schmelze  vor ihrem Eintritt in den     Vorherd    den     koks-          erfüllten        Schmelzgutsammelraum    unter Ruf  kohlen durchfliessen lässt. Auch in diesem  Falle kann man den     Aufkohlungsgrad    der  Schmelze durch Veränderung der     Badhöhe     im     Schmelzgutsammelraum    einstellen.

   Bei  längerem Verweilen der Schmelze in dem als       Aufkohlungsraum    dienenden Ofensumpf oder  bei langsamerem Durchfliessen desselben wird  die Schmelze einen höheren Kohlenstoffge  halt erhalten als bei kürzerem Verweilen oder  grösserer Fliessgeschwindigkeit.  



  Die Regelung der Höhe des     aufkohlen-          den        Schmelzgutsammelraumes        bezw.    die Bad  höhe lässt sich unter     Beibehalt    der Höhen  lage der Düsen beispielsweise dadurch  regeln, dass man den untern Teil des Sumpfes  verschieden hoch mit hierzu geeigneten Stof  fen (Sand, feuerfesten Steinen usw.) auf  füllt, so dass die Ofensohle die jeweils gün  stigste Höhenlage erhält.

        Die nachträgliche     Aufkohlung    der     nie-          driggekohlten    und nachher aus den in der  Patentschrift des Hauptpatentes angegebenen  Gründen tatsächlich in den Genuss der Ofen  höchsttemperaturen gekommenen Schmelze  kann auch im wesentlichen oder zusätzlich  zu den oben beschriebenen Massnahmen da  durch zustande gebracht werden, dass man  für eine verhältnismässig hohe Schicht höch  ster Temperatur im     Kuppelofen    sorgt, ober  halb deren und in deren oberster Teilschicht  sich der eigentliche Schmelzvorgang für das  eingebrachte     niedriggekohlte    Eisen vollzieht,  und zwar in einer solchen Weise, dass die  entstehende Schmelze Gelegenheit hat,

   sich  auf diese höchsten Ofentemperaturen oder  wenigstens bis, nahe an diese Ofentempera  turen zu erhitzen. Im     Anschluss    hieran hat  diese so gebildete     niedriggekohlte    überhitzte  Schmelze sodann in den untern Teilschich  ten der künstlich geschaffenen besonders  hohen Schicht höchster Ofentemperatur Ge  legenheit zur     Aufkohlung,    und zwar gerade  bei dieser hohen     Schmelzüberhitzungstempe-          ratur.    Als Mittel zur Beeinflussung der Höhe  dieser Schicht heissesten Ofenganges wird vor  geschlagen, die Winddüsen in an sich aus an  dern Gründen wohl schon vorgeschlagener  Weise mehrreihig übereinander anzuordnen.  



  Die vorerwähnten Erkenntnisse zeigen  erfindungsgemäss dem Fachmann den Weg,  wie einerseits durch planmässige Ausnutzung  der Wirkungsmöglichkeiten einer solchen  Zone heissesten Ofenganges eine beherrsch  bare     nachträgliche        Aufkohlung    einer     niedrig-          gekohlten    überhitzten Schmelze zustande ge  bracht werden kann, und wie man anderseits  den endgültigen Kohlenstoffgehalt des den  Ofen verlassenden Erzeugnisses durch Regeln  der Höhe dieser Schicht heissesten Ofen  ganges unmittelbar beeinflussen kann.  



  Erwähnt sei noch, dass man eine Rege  lung der Höhe einer solchen Schicht heisse  sten Ofenganges auch mit Hilfe einer ein  zigen Düsenreihe erreichen kann, indem man  die in der Zeiteinheit eingeführte Wind  menge, nötigenfalls unter gleichzeitiger Än  derung des     Winddruckes,    ändert. Man kann    alsdann durch erhöhte Zufuhr von Wind bei       Beibehalt    der üblichen Koksmengen eine Er  höhung dieser Schicht mit den angegebenen  Wirkungen auf eine Erhöhung des Kohlen  stoffgehaltes der als Enderzeugnis anfallen  den Schmelze erreichen.  



  Eingehende Versuche im praktischen  Dauerbetrieb haben die wirkungsvolle An  wendbarkeit der die Erfindung bildenden  neuen Regeln einwandfrei dargetan. Das ab  solute Mass für die Einzelheiten jeder ein  zelnen Verfahrensmassnahme muss sich nach  den Abmessungen und der Bauart des jeweils  benutzten     Kuppelofens    richten und ist in je  dem Einzelfalle leicht mit Hilfe einer ein  fachen Versuchsreihe zu ermitteln.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Gusseisen mit hohen Festigkeitseigenschaften im Kup- pelofen, dadurch gekennzeichnet, dass die ge mäss Schweiz. Patent Nr. 120855 erzeugte Schmelze mit wenig Kohlenstoff im über hitzten Zustande auf einen höheren Kohlen stoffgehalt aufgekohlt wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss die nachträgliche Aufkohlung der kohlenstoffarmen und überhitzten Schmelzen in einer unmittel bar an den Schmelzvorgang sich anschlie ssenden Verfahrenstufe erfolgt. ?.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufkohlung der Schmelze in der untern Zone der Schicht heissesten Ofen ganges erfolgt. :3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die nachträgliche Aufkohlung der überhitzten Schmelze allein im untern Teile des Kuppelofens durch den Füllkoks erfolgt.

   4-. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die nachträgliche Aufkoh- lung der überhitzten, sowohl in der untern Zone der Schicht heissesten Ofenganges, wie auch im untern Teile des Kuppel ofens durch den Füllkoks erfolgt. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Kuppel ofen, der mit einem Füllkoks enthalten den, unterhalb der Düsen liegenden Schmelzgutsammelraum und mit einem Vorherd versehen ist, in der Weise aus geführt wird, dass die überhitzte niedrig gekohlte, den kokserfüllten Sammelraum ausfüllende Schmelze in den Vorherd ab gestochen wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem kohlenstoff- armen Eisen zwecks Steigerung der Tem peratur der Schmelze ein Zuschlag von Silizium beigegeben wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem kohlenstoff- armen Eisen zwecks Steigerung der Tem peratur der Schmelze ein Zuschlag von Mangan beigegeben wird.