CH333594A

CH333594A - Manufacturing process of cast iron parts containing graphite in spherular form

Info

Publication number: CH333594A
Authority: CH
Inventors: Schiel Heinrich; Lauer Karl; Reithmayer Helmut
Original assignee: Conduites D Eau S A Comp Gen D
Priority date: 1954-10-13
Filing date: 1955-09-30
Publication date: 1958-10-31

Description

  

  Procédé de fabrication de pièces en fonte contenant du     graphite     sous forme     sphérulaire       Au cours des dernières années, l'attention  des spécialistes s'est portée d'une manière tou  jours plus étendue, sur des pièces en fonte qui  contiennent du graphite se trouvant entière  ment sous forme     sphérulaire    ou dans les  quelles celle-ci prédomine, car de telles pièces  possèdent, vis-à-vis des pièces en fonte où le  graphite se présente sous forme de lamelles,  des qualités notablement améliorées.  



  On obtient en général de la fonte à gra  phite     sphérulé,    en traitant la fonte élaborée  dans un cubilot, un four réverbère, ou un  four électrique, par des éléments favorisant ou  provoquant la formation     sphérulaire    du gra  phite et éventuellement en y joignant un trai  tement ultérieur d'inoculation.  



  Comme éléments qui suscitent la formation       sphérulaire    du graphite, on citera seulement le  magnésium ou le cérium, leurs     alliages,    etc.  



  Cette manière de produire du graphite     sphé-          rulé    supposait jusqu'à présent que la ma  tière à introduire dans le four de fusion devait  être exempte des éléments agissant défavora  blement sur la formation     sphérulaire    du gra  phite. A côté du soufre, ce sont, en particulier,  l'antimoine, le plomb, le zinc, l'étain, le titane    ou éventuellement aussi l'aluminium, l'arsenic,  le bismuth, le zircon, etc. Si la matière coulée  contient l'un ou plusieurs de ces éléments, qui  peuvent être éventuellement uniquement des       concentrés,    il arrive que l'on ne provoque pas  ainsi, d'après les expériences faites jusqu'à  présent, une     sphérulation    notable.  



  Du fait que les. éléments susmentionnés  peuvent se trouver soit isolément, soit combi  nés, soit groupés dans de nombreuses     sortes          commerciales    habituelles de déchets de fonte ou  de mitrailles, on devait jusqu'ici, pour pouvoir  fondre,     apporter    la plus grande attention au  contrôle continu de la charge et on était obligé  de faire couramment des analyses coûteuses et  d'écarter toutes les matières qui contiennent de  tels éléments.  



  L'invention se propose de rendre possible  l'obtention d'une fonte à graphite     sphérulé    tout  à fait indépendamment de la matière chargée et  du contenu possible de celle-ci en éléments  nuisibles ci-dessus indiqués.  



  L'invention a pour objet un procédé de  fabrication d'une pièce en fonte contenant du  graphite sous forme     sphérulaire.         Ce procédé est caractérisé en ce qu'on traite  la matière première métallique dans un four  à cuve à revêtement réfractaire neutre ou ba  sique avec un excès de coke et     insufflation     d'air chaud, de façon à produire une grande  quantité de laitier très basique dans lequel  sont retenus les éléments métalliques suscep  tibles d'inhiber la     sphérulation    du graphite con  tenu dans la fonte ainsi produite, qu'on coule  cette dernière à une température d'au moins  14500 C et qu'on la traite ensuite par des élé  ments favorisant la     sphérulation    du graphite.  



  L'influence des éléments perturbateurs con  tenus dans les matières chargées est donc sup  primée, du fait que ces éléments perturbateurs  sont absorbés pour la plus grande part par le  laitier et que ce qui en reste encore dans le  métal fondu, se trouve sous une forme qui  n'est plus nuisible, par exemple, sous une forme  complètement désoxydée ou combinée.  



  Les     meilleurs    résultats sont obtenus lorsque  l'on élabore dans le four un laitier très basique  de la composition approximative suivante       25    à     30        %        SiO2,        10    à     15%        A'203,        48    à     60        %          CaO,        max.        0,5        %        FeO,        0,5    à     1,5'%        MnO,

     <I>2</I>  à 5     %        MgO        et        0,8    à     2,5        %        S.     



       Il    est de plus indiqué que la quantité de  combustible du four soit mesurée de telle  façon que, par rapport à la quantité de vent  soufflé, qui, de     préférence,    est à une tempé  rature de     4001,    C ou plus, la teneur en CO des       gaz        brûlés        soit        supérieure    à     15        %        et,        de        pré-          férence,

          reste        comprise        entre        16        et        20%,        de     telle sorte qu'immédiatement au-dessus de la  zone de fusion, il règne une atmosphère for  tement réductrice, ce qui, joint à l'emploi d'un  vent à très haute température, donne l'assurance  non seulement que la fonte possède une tem  pérature de coulée supérieure à 1450  C, mais  encore que la haute colonne de laitier très  basique se trouvant en permanence dans le four  est à une température élevée correspondante  et est donc extrêmement réactive.  



  Le four lui-même peut être refroidi exté  rieurement d'une manière connue en soi, par  exemple par ruissellement, et peut en outre,  être pourvu de tuyères refroidies     ajustables          axialement.       Les gaz brûlés, très riches en CO, peuvent  être employés d'une manière également connue  au préchauffage du vent ou être     utilisés    aussi  à d'autres usages.  



  La charge du four peut être constituée en  tout ou en partie de déchets de fonte, de mi  trailles d'acier et/ou de fonte brute, de sorte  qu'il est sans importance que les matières char  gées contiennent plus ou moins d'éléments nui  sibles, et qu'il n'est pas nécessaire d'analyser  ou de sélectionner les matières premières avant  le chargement.  



  Le métal fondu obtenu avec le procédé selon  l'invention, peut, immédiatement après le trai  tement effectué au moyen des éléments favori  sant ou produisant la     sphérulation    et après une  inoculation ultérieure éventuelle au moyen de       FeSi    ou autrement, être moulé sous forme de  pièces en fonte grise ou bien aussi, grâce  à des proportions appropriées des constituants  de la charge, sous forme de pièces en fonte  blanche, dans lesquelles la     sphérulation    est  produite d'une manière connue, par un traite  ment thermique combiné.



  Process for the production of cast iron parts containing graphite in spherular form In recent years, the attention of specialists has increasingly focused on cast iron parts which contain graphite which is entirely present. in spherular form or in which the latter predominates, since such parts have, vis-à-vis cast iron parts where the graphite is in the form of flakes, notably improved qualities.



  Spherulated graphite cast iron is generally obtained by treating the cast iron produced in a cupola, a reverberating furnace, or an electric furnace, with elements promoting or causing the spherular formation of the graphite and possibly by adding a treatment. subsequent inoculation.



  As elements which give rise to the spherular formation of graphite, only magnesium or cerium, their alloys, etc.



  This way of producing spherical graphite hitherto assumed that the material to be introduced into the melting furnace should be free from elements which adversely affect the spherular formation of the graphite. Besides sulfur, these are, in particular, antimony, lead, zinc, tin, titanium or possibly also aluminum, arsenic, bismuth, zircon, etc. If the cast material contains one or more of these elements, which may optionally only be concentrates, it happens that, according to the experiments made so far, noticeable spherulation is thus not caused.



  Because the. The aforementioned elements can be found either singly, or in combination, or grouped in many customary commercial types of scrap or scrap, so far, in order to be able to melt, the greatest attention had to be paid to the continuous control of the charge and it was necessary to carry out costly analyzes routinely and to discard all materials which contained such elements.



  The invention proposes to make it possible to obtain a cast iron with spherulated graphite quite independently of the charged material and of the possible content thereof in the harmful elements indicated above.



  The subject of the invention is a method of manufacturing a cast iron part containing graphite in spherular form. This process is characterized in that the metallic raw material is treated in a neutral or basic refractory lined shaft furnace with an excess of coke and blowing of hot air, so as to produce a large quantity of very basic slag in the process. which are retained the metallic elements capable of inhibiting the spherulation of the graphite contained in the cast iron thus produced, that the latter is cast at a temperature of at least 14,500 C and that it is then treated with favoring elements spherulation of graphite.



  The influence of the disturbing elements contained in the charged materials is therefore eliminated, because these disturbing elements are absorbed for the most part by the slag and that what still remains in the molten metal is in a form. which is no longer harmful, for example, in a completely deoxidized or combined form.



  The best results are obtained when preparing in the oven a very basic slag of the following approximate composition 25 to 30% SiO2, 10 to 15% A'203, 48 to 60% CaO, max. 0.5% FeO, 0.5 to 1.5% MnO,

     <I> 2 </I> at 5% MgO and 0.8 to 2.5% S.



       It is further stated that the amount of fuel in the furnace is measured in such a way that, with respect to the amount of blown wind, which preferably is at a temperature of 4001 ° C or more, the CO content of the burnt gas is greater than 15% and, preferably,

          remains between 16 and 20%, so that immediately above the melting zone, there is a strongly reducing atmosphere, which, together with the use of a very high temperature wind, gives the Ensuring not only that the cast iron has a casting temperature above 1450 ° C, but also that the high column of very basic slag permanently in the furnace is at a corresponding high temperature and is therefore extremely reactive.



  The furnace itself can be cooled externally in a manner known per se, for example by trickling, and can furthermore be provided with axially adjustable cooled nozzles. The burnt gases, which are very rich in CO, can be used in a manner also known for preheating the wind or can also be used for other purposes.



  The furnace charge may consist entirely or in part of scrap cast iron, scrap steel and / or pig iron, so that it is irrelevant whether the material charged contains more or less elements. harms, and there is no need to analyze or select the raw materials before loading.



  The molten metal obtained with the process according to the invention can, immediately after the treatment carried out by means of the elements favoring or producing spherulation and after a possible subsequent inoculation by means of FeSi or otherwise, be molded in the form of parts in gray cast iron or also, through appropriate proportions of the constituents of the charge, in the form of white cast iron parts, in which the spherulation is produced in a known manner, by a combined heat treatment.

Claims

CLAIM A method of manufacturing a cast iron part containing graphite in spherular form, characterized in that the metallic raw material is treated in a shaft furnace with a neutral or basic refractory coating with an excess of coke and blowing in with hot air, so as to produce a large quantity of very basic milk in which are retained the metal elements capable of inhibiting the spherulation of the graphite contained in the cast iron thus produced, that the latter is cast at a temperature of at least 1450,) C and that it is then treated with elements promoting the spherulation of graphite.

SUB-CLAIMS 1. Method according to claim, charac terized in that the slag produced in the oven contains 25 to 30 '% of SiO. ,, 10 to 15% Al., 03, 48 to 60% CaO, less than 0 , 5% FeO,

0.5 to 1.5% MnO, 2 to 5% MgO and 0.8 to 2.5% S. 2.

Process according to claim, characterized in that it is carried out under conditions such that the cast iron produced in the furnace contains 2.8 to 4.2% C, 0.8 to 3% Si, less than 0.5. % Mn, less than 0,

1% P and less than 0.05010S. 3. Method according to claim, characterized in that hot air is blown into the furnace in such a proportion, relative to the fuel, that the burnt gases contain more than 15% CO. 4.

Process according to claim and sub-claim 3, characterized in that hot air is blown into the furnace in such a proportion, relative to the fuel, that the burnt gases contain 16 to 20% CO. . 5.

Process according to claim, characterized in that the elements which promote the spherulation of graphite used are magnesium, cerium and alloys of these metals.