DE608216C

DE608216C - Verfahren zur Einfuehrung von stahlbildenden Zusaetzen in das aluminogenetische Eisen bei der aluminothermischen Schweissung

Info

Publication number: DE608216C
Application number: DEG85924D
Authority: DE
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1933-07-07
Filing date: 1933-07-07
Publication date: 1935-01-18
Also published as: DK51232C

Description

Bei aluminothermischen Schweißungen ist man bemüht, das aluminogenetische Zwischengußeisen in seinen Haupteigenschaften dem zu verschweißenden Grundwerkstoff mögliehst anzupassen. Zu diesem Zweck mischt man dem aluminothermischen Gemisch stahlbildende Zusätze, wie z. B. Mangan, Silicium, Kohlenstoff u. a. zu, die infolge der hohen Reaktionstemperatur schmelzen und sich mit dem abgeschiedenen Eisen legieren. Hierbei ist es aber schwierig, eine möglichst gleichmäßige und vollständige Verteilung dieser stahlbildenden Zusätze in dem aluminogenetischen Eisen zu erhalten, weil die Stahlbildner wegen ihrer großen Verwandtschaft zum Sauerstoff mit dem Eisenoxyd des aluminothermischen Gemisches in Reaktion treten und als Oxyde teils in die Schlacke gehen, teils als Gase entweichen. Hieran ändert sich nicht viel, wenn man, wie schon vorgeschlagen worden ist, die stahlbildenden Zusätze vorher mit dem Eisen legiert, das aluminothermischen Gemischen in der Regel aus dem Grunde zugesetzt wird, um die abgeschiedene Eisenmenge zu erhöhen. Man hat auch bereits die stahlbildenden Zusätze als besondere Päckchen oben auf die aluminothermische Mischung gelegt. Sie beteiligen sich dann an der eigentlichen Reaktion nicht, sondern sinken erst am Ende der letzteren in die Schmelze ein und lösen sich in dieser auf. Hierdurch werden wohl Oxydationsverluste vermieden; da aber die stahlbildenden Zusätze erst kurz vor dem Abstich des Tiegels in die Schmelze eingehen, findet eine mangelhafte Durchmischung mit dem aluminogenetischen Eisen statt, so daß die Stahlbildner ungleichmäßig in dem Zwischenguß verteilt werden. Weiter hat man versucht, die stahlbildenden Zusätze in der Weise in das aluminogenetische Eisen hineinzubringen, daß man sie auf dem Boden des Reaktionstiegels ausbreitete. Sie beteiligen sich dann ebenfalls nicht an der eigentlichen aluminothermischen Reaktion, und ihre gute Verteilung in dem aluminogenetischen Eisen wird dadurch gewährleistet, daß das aus dem Tiegel ausströmende Eisen die Stahlbildner auflöst und mit in die Form nimmt, wo eine gute Durchmischung der Komponenten stattfindet.

Bei dieser letzteren Art der Einführung der stahlbildenden Zusätze in das aluminogenetische Eisen ist man nun bereits auf den Gedanken gekommen, die stahlbildenden Zusätze zugleich als Dichtungsmasse für die Tiegel-Öffnung zu benutzen. Die Tiegelöffnung wird bekanntlich durch ein eisernes Abschlußplättchen verschlossen, an dem ein Stift befestigt ist, der durch die Öffnung nach unten herausragt. Die Abdichtung des Verschlußplättchens erfolgt durch eine Asbestschicht und eine darübergelagerte feuerfeste Magnesitschicht. Nach vollendeter Reaktion wird der Verschluß durch Anheben des Verschluß-

Stiftes von außen geöffnet, und das aluminogenetische Eisen strömt in die Form.

Wenn man nun die stahlbildenden Zusätze, wie dies bereits geschehen ist, auf den Boden des Tiegels über dem Verschluß ausbreitet, dann braucht man keine andere Dichtung mehr, und man hat dann sogar den Vorteil, daß man den Tiegelverschluß nicht mehr von Hand abzustechen, sondern daß man nur die ίο Dichtungsschicht so zu bemessen braucht, daß sie während der Reaktion standhält und erst dann aufgelöst wird, wenn die Reaktion vollendet ist. Die Versuche, die nach dieser Richtung hin bisher gemacht wurden, führten noch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, weil man die Menge der stahlbildenden Zusätze nicht nach der Zeit bemessen konnte, die sie der Reaktion standhalten mußte, sondern nach der gewünschten Zusammensetzung des zu erzeugenden Zwischengußeisens, und weil man nicht verhindern konnte, daß infolge des unruhigen Verlaufs der Reaktion immer Teile der stahlbildenden Zusätze aufgewirbelt wurden, so daß die Öffnung des Tiegels vora5 zeitig freigegeben wurde. Der selbsttätige Abstich dieser Art wirkte also sehr unsicher. Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Sie will stahlbildende Zusätze möglichst vollständig in das aluminogenetische Eisen einbringen und möglichst gleichmäßig darin verteilen. Dabei sollen die stahlbildenden Zusätze ebenfalls gleichzeitig als Dichtungsmittel für die Abschlußöffnung dienen, und es sollen diese Dichtungsmittel so beschaffen sein, daß sie ein vorzeitiges Ablaufen des Tiegels sicher verhindern.

Zu diesem Zweck werden gemäß der Erfindung die stahlbildenden Zusätze zweckmäßig in feinkörniger Form mit hochschmelzenden inerten Stoffen gemischt. Als solche inerten Stoffe kommen insbesondere Schlakken zur Verwendung, die von aluminpthermischen Reaktionen herrühren. Man kann aber auch Tonerde, Hochofenschlacken u. a. hierfür verwenden. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Mischung von Siliciumcarbid mit hochschmelzenden inerten Stoffen erwiesen. Auch Mangan, Nickel, Chrom, Titan, Vanadin, Wolfram u. a. oder deren Legierungen untereinander oder mit Eisen kann man in Mischung mit inerten Stoffen gut verwenden, und zwar mit und ohne Zusatz von Siliciumcarbid. Man kann auch über dem eigentlichen Verschluß, der aus einer Mischung von Siliciumcarbid und inerten Stoffen besteht, noch andere stahlbildende Zusätze, zweckmäßig in gröberer Körnung, aufschichten. Alle die inerten Stoffe wirken infolge ihres hohen Schmelzpunktes in Mischung mit den stahlbildenden Zusätzen als sicherer Verschluß, denn man kann ihre Menge so bemessen, daß sie der Zeit entspricht, die bis zum Auslauf des Tiegels gewünscht wird, wobei die Menge der stahlbildenden Zusätze ganz unbeeinflußt bleibt. Dieser richtet sich lediglich danach, in welchem Umfange stahlbildende Zusätze in das aluminogenetische Eisen eingeführt werden sollen. Erst durch Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich geworden, wirklich sicher und selbsttätig das Auslaufen des aluminogenetischen Eisens zu einem gewünschten Zeitpunkt zu erzielen. Es können aber auch Tiegel mit Abstichvorrichtung verwendet werden. Benutzt man solche Tiegel, so hat sich als Verschlußmasse eine zu etwa ²/₃ aus Siliciumcarbid und zu ¹J₃ aus aluminothermischer Schlacke bestehende Mischung, wie sie etwa bei der Herstellung von Mangan auf aluminothermischem Wege entfällt, als zweckmäßig erwiesen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einführung von stahlbildenden Zusätzen in das aluminogenetische Eisen bei der aluminothermischen Schweißung, wobei die stahlbildenden Zusätze als Verschlußmasse für den Reaktionstiegel mit oder ohne Abstichvorrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweckmäßig feinkörnigen Stahl- go bildner mit hochschmelzenden inerten Stoffen gemischt werden.

2. Die Verwendung insbesondere von Schlacken, die von aluminothermischen Reaktionen herrühren, als inerte Stoffe zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i.

3. Die Verwendung von Siliciumcarbid in Mischung mit hochschmelzenden inerten Stoffen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1.

4. Die Verwendung von z. B. Mangan, Nickel, Chrom, Titan, Vanadium, Wolfram u. a. oder deren Legierungen untereinander oder mit Eisen in Mischung mit inerten Stoffen mit oder ohne Zusatz von Siliciumcarbid zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1.

5. Die Verwendung von mit hochschmelzenden inerten Stoffen gemischtem Siliciumcarbid nach Anspruch 3 als Verschlußsatz und die Schichtung anderer stahlbildender Zusätze zweckmäßig in gröberer Körnung über den Verschlußsatz zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i.