DD247701A5 - Verfahren zum freihalten von induktorrinnen, ein- und ausgusskanaelen und dergleichen von ablagerungen - Google Patents

Verfahren zum freihalten von induktorrinnen, ein- und ausgusskanaelen und dergleichen von ablagerungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgusskanaelen und dergleichen von Ablagerungen, die sich bei der Herstellung von einer mit Magnesium behandelten Gusseisenschmelze bilden. Diese Ablagerungen fallen als Reaktionsprodukte an, verstopfen die Kanaele und bedingen hohe Kosten fuer den Unterhalt. Ziel der Erfindung ist es, die Lebensdauer der Oefen zu erhoehen und die Wartungskosten zu senken. Aufgabe der Erfindung ist es, mittels eines Verfahrens das Abklingen des Magnesiums zu verlangsamen. Erfindungsgemaess wird durch eine vorbestimmte Magnesiumbehandlung einer Gusseisenschmelze mit Reinmagnesium und durch gleichzeitiges Verdampfen von zusaetzlichem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehandlung verbraucht wird, die Gusseisenschmelze von suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten wie z. B. MgO, CaO, Al2O3, FeO, MgS freigespuelt. Mit diesem Verfahren wird verhindert, dass sich Ablagerungen bilden. Die Lebensdauer der verwendeten Gefaesse wird erhoeht und Wartungskosten und -aufwand werden gesenkt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen bei der Verwendung von einer mit Reinmagnesium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeß und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die Umwandlung einer Eisenschmelze in Gußeisen mit Kugelgraphit bzw. in Gußeisen mit Vermiculargraphit wird durch eine Behandlung mit Magnesium oder Metallen der Seltenen Erden wie Ce, Ba, Ca usw. erreicht. Vom Magnesium weiß man, daß es einen hohen Verdampfungsdruck, einen niedrigen Schmelz- und Siedepunkt sowie ein niedriges spezifisches Gewicht aufweist.
Diese Eigenschaften führen dazu, daß Magnesium in der Regel als Vorlegierung, z. B. FeSiMg mit niedrigem Mg-Gehalt, eingesetzt wird. Dabei kann der Magnesiumgehalt zwischen 5 bis 30 Gew.-% variieren. Die Verwendung von Reinmagnesium ist nur in speziellen Einrichtungen wie z. B. dem Reinmagnesiumkonverter möglich.
Bekannt ist auch, daß Magnesium eine hohe Affinität zu Sauerstoff und Schwefel besitzt. Diese Eigenschaften und die niedrige Löslichkeit von Magnesium in der Schmelze führen dazu, daß die modifizierende Wirkung des Magnesiums auf die Graphitäusbildung nur über eine beschränkte Zeit wirksam ist. So wird durch die Reaktion mit dem in der Schmelze vorhandenen Schwefel, sowie durch die Oxydation durch Sauerstoff aus der Atmosphäre, sowie durch die Reduktion der im Eisen, in der Schlacke und den in der Feuerfestkeramik anwesenden Oxiden Magnesium verbraucht. Das bedeutet, daß ein bedeutender Anteil des eingebrachten Magnesiums für die Modifizierung des Graphits unwirksam ist. Um diesen Vorgang (Fading) zu verlangsamen und die Temperaturverluste der Schmelze zu reduzieren, ist ein Rinnendruckofen mit Inertgasatmosphäre entwickelt worden. Dieser Ofen wird in der Regel als Warmhalte-Vergießofen verwendet.
Bei diesem Ofen wird durch die Beaufschlagung der Badoberfläche mit Inertgas der Fadinganteil der durch Luftsauerstoff und durch Verdampfen von Magnesium verursacht wird, wesentlich reduziert.
Die Verwendung von Vorlegierungen trägt zur Senkung der Magnesiumaktivität bei. Dabei werden aber andere Elemente wie Fe, Si, Ni usw. mit der Schmelze vermischt. Dadurch wird die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt, was dazu führt, daß die Reaktion zwischen Magnesium und Schwefel ebenfalls verlangsamt wird und somit die vorhandenen Schwefelgehalte nicht wesentlich reduziert werden können. Der Entschwefelungsgrad ist also niedrig, und die Reaktion zwischen freiem Schwefel und Magnesium wird nach der Behandlung fortgesetzt, wodurch sich der wirksame Magnesiumgehalt in der Schmelze schnell reduziert (Fading). Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit einer Inertgasatmosphäre nicht beeinflußt.
Bei einer Behandlung mit einer auf FeSi aufgebauten Vorlegierung entsteht eine saure Reaktionsschlacke, die mehr als 60% durch Magnesium leicht reduzierbare Oxide enthält, z.B. FeO, MnO, SiO2.
Auch nach dem Abziehen der Reaktionsschlacke von der Badoberfläche verbleibt ein gewisser Teil der leicht reduzierbaren Oxide in der Schmelze suspendiert. Das bedeutet, daß die Reaktion, d. h. Oxydation Mg + S usw., weiter fortgesetzt wird und sich weitere Reaktionsprodukte bilden.
Neben einer Beschleunigung des Magnesiumfading setzt sich die Schlacke auch an bestimmten Stellen des Ofenhohlraumes an und verursacht Funktionsstörungen wie z. B. Verstopfen der Ein- und Ausgußkanäle und der Induktorrinnen. Dies wiederum führt zu einem hohen Aufwand für den Ofenunterhalt, zu einem schnellen Abklingen des Magnesiums und zur Verringerung der Haltbarkeit der Ofenauskleidung.
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Freihalten von Induktorrinnen u.dgl. von Ablagerungen sowie dessen Verwendung und Mittel zur Durchführung des Verfahrens zur Anwendung zu bringen, mit der die Lebensdauer des Ofens erhöht wird und die Wartungskosten gesenkt werden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgußkanälen u. dgl. von Ablagerungen bei der Verwendung von einer mit Reinmagnesium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeßund eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels dessen das Abklingen des Magnesiums verlangsamt wird, der Ofenunterhalt vereinfacht und die Haltbarkeit der Ofenauskleidung verlängert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Magnesiumbehandlung der Gußeisenschmelze mit Reinmagnesium durchgeführt wird und gleichzeitig durch Verdampfen von zusätzlichem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehandlung verbraucht wird, die Gußeisenschmelze von suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten (MgO, CaO, AI2O3, FeO, MgS) freigespült bzw. gereinigt wird.
Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Magnesiumbehandlung und die Freispülung bzw. Reinigung im gleichen Behälter vorgenommen werden bzw. die Magnesiumbehandlung und die Reinigung mit dem gleichen Magnesiumdepot erfolgen.
Es ist ein Vorzug, daß die Erfindung mit einem Konverter allein oder mit einem Konverter, an den ein Rinnendruckofen angeschlossen ist, zur Durchführung gelangt.
Vorteilhaft erfolgt die Behandlung eines Basiseisens mit Reinmagnesium. Dabei wird durch die hohe Magnesiumaktivität (100% Magnesium) ein sehr hoher Entschwefelungsgrad erzielt mit einem Restschwefelgehalt von ca. 0,005%. Die Reaktionsprodukte werden durch den intensiven Rühreffekt des Magnesiums, das am Grunde der Schmelze zum Verdampfen gebracht wird, nahezu vollständig abgeschieden.
Die verbleibenden wenigen Reaktionsprodukte zeichnen sich durch eine hohe Basizität mit nur geringen Gehalten an leicht reduzierbaren Oxiden wie z. B. SiO2, FeO usw. aus. Eine solche Schmelze verhält sich beim Abstehen und Warmhalten vorteilhaft, da das Abscheiden von Schlackenprodukten unterbleibt und der Magnesiumgehalt von Anfang an konstant bleibt. So sind Magnesiumverluste minimal, und bei gut abgedichteten Öfen bleibt das Eisen über lange Zeit verwendungsfähig.
Durch den extrem niedrigen Restschwefelgehalt der Schmelze und durch die hochbasischen Reaktionsprodukte, die nahezu keine leicht durch Magnesium reduzierbare Oxide enthalten, kann ein sehr niedriges Abklingen von Magnesium erzielt werden, nämlich im Bereich zwischen 0,003 und 0,005Gew.-%/h.
Eine genaue Einstellung des Magensiumrestgehaltes und der Gießtemperatur ist ebenfalls leicht möglich.
Die Haltbarkeit der feuerfesten Auskleidung des Oberofens kann auf diese Weise beträchtlich verlängert werden, wie die der Induktorrinne auch.
Ausführungsbeispiel
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen.
Beispiel 1:
In einer Verbindung mit einem 5t Konverter und einem 16t Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N2 wurde eine Eisenmenge von 120000t durchgesetzt. Die Ausgangsschwefelmenge der Schmelze betrug 0,10Gew.-%, nach der Behandlung im Konverter mit 2kg Magnesium/t wurde ein Restmagnesiumgehalt von 0,045 bis 0,055Gew.-% gemessen, der Schwefelendgehalt betrug 0,004 bis 0,006%. Es wurde ein Magnesiumfading von 0,004% pro Stunde festgestellt. Die aus dem Ofen entfernte Schlackenmenge entsprach 50kg pro Tag, d.h. ca. 0,13kg/t Eisen. Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung des Oberofens konnte nur zwei Jahre, die des Induktors auf ein Jahr verlängert werden.
Beispiel 2:
In einem System mit einem 3,5t Konverter und einem 10t Warmhaltevergießofen mit Schutzgasatmosphäre N2 wurden bei einem Durchsatz von 200001 folgende Werte gemessen:
Magnesiumrestgehalt = 0,045 bis 0,050%,
Schwefelendgehalt = 0,004%.
Die Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung betrug ein Jahr, das Magnesiumfading war 0,004%/h. Es wurde behandelt mit 1,2 kg Mg/t im Konverter.
Beispiel 3:
In einem System mit einem 2t Konverter und einem 8t Warmhaltevergießofen wurde Gußeisen mitVermiculargraphit hergestellt. Der Restmagnesiumgehalt im Ofen betrug 0,015 bis 0,040%. Geimpft wurde mit 0,015% Schwefel in Form von FeS im Gießstrahl. Das Gußeisen mit Vermiculargraphit zeigte einen mehr als 80%igen Anteil an vermicularer Graphitform.

Claims (5)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Verfahren zum Freihalten von Induktorrinnen, Ein- und Ausgußkanälen und dergleichen von Ablagerungen, bei der Herstellung von einer mit Magnesium behandelten Gußeisenschmelze in einem Gießprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnesiumbehandlung der Gußeisenschmelze mit Reinmagnesium durchgeführt wird und gleichzeitig durch Verdampfen von zusätzlichem Magnesium, das nicht zur Magnesiumbehandlung verbraucht wird, die Gußeisenschmelze von suspendierten hochbasischen Reaktionsprodukten (MgO, CaO, AI2O3, FeO, MgS) freigespült bzw. gereinigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und die Freispülung bzw. Reinigung im gleichen Behälter vorgenommen werden.
  3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumbehandlung und die Reinigung mit dem gleichen Magnesiumdepot erfolgen.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Konverter ist.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter einen angeschlossenen Rinnendruckofen aufweist.
DD86287021A 1985-02-14 1986-02-13 Verfahren zum freihalten von induktorrinnen, ein- und ausgusskanaelen und dergleichen von ablagerungen DD247701A5 (de)

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