LunkermitteI, Verfahren zur Herstellung des LunkermitteIs und Verwendung des Lunkermittels Das in der Giesserei zur Verzögerung der Er starrung bzw. zum Aufheizen von bereits verfestigten Blockköpfen verwendete exotherm reagierende Ma terial wird in der Regel durch Abdecken der Schmelze oder auch durch Einsetzen von Formkörpern auf gebracht, die den verlorenen Kopf oder dergleichen von der Seite her beheizen. Bei allen diesen Anwen dungsformen lässt aber die entlunkernde Wirkung des exotherm reagierenden Materials,
insbesondere bei zunehmender Grösse des Giesskopfes deutlich zu wün schen übrig.
Zur Behebung dieser Mängel wurde in einem noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vor schlage empfohlen, die Abkühlung durch aufeinan derfolgende Verwendung von zwei verschiedenen Pulvern zu regeln. Das zunächst aufgebrachte, erste Pulver, das eine im wesentlichen wärmeisolierende Wirkung ausübt, muss aber nach diesem Vorschlage entfernt werden, ehe das zweite Pulver, ,eine exotherm reagierende Mischung, aufgebracht und wirksam wer den kann. Seine Wirkung besteht darin, einen Teil des erstarrten Giesskopfes aufzuschmelzen und damit eine Ausfüllung der Primärlunker zu ermöglichen.
Das Entfernen der Rückstände des ersten Pulvers vom Kopf der heissen Blöcke oder Formstücke ist aber eine schwere Arbeit, die erst nach genügender Erstarrung der Giessköpfe durchgeführt werden kann, wodurch der erwünschte kontinuierliche Giesserei betrieb verzögert wird.
Es ist auch schon empfohlen worden, die Wärme abgabe von Gussstücken durch eine erhöhte Isolier- wirkung zu verhindern. Dies ist unter Einhaltung ge nauer Arbeitsbedingungen bei Verwendung spezieller Materialien von hoher Isolierfähigkeit (wie Vermi- culit) nicht ausgeschlossen, doch zeigt sich in der Praxis, d'ass derartige Materialien ihre wärmedäm mende Wirksamkeit vorzeitig .einbüssen.
Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, die Vorteile des exotherm reagierenden Materials mit denen eines wärmeisolierenden Materials zu vereinen. Es ist zwar schon öfters erprobt worden, die beiden Materialien zu mischen, doch waren die bisher er haltenen Ergebnisse negativ, da das wärmeisolie rende Material in den untersuchten Gemischen die Entzündung des exotherm reagierenden Materials ver hindert, vermutlich dadurch, dass zum exotherm reagierenden Material die erforderliche Sauerstoff menge nicht zutreten konnte.
Die Erfindung sieht nun ein Lunkermittel vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, d'ass es ein wärmeisolierendes feuerfestes Material, dessen Raum gewicht nicht über 1 liegt, und exotherm miteinander reagierende Stoffe enthält.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Lunkermittels, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein wärmeisolierendes feuerfestes Material, des sen Raumgewicht nicht über 1 liegt, und exotherm miteinander reagierende Stoffe nicht länger als 2 Mi nuten miteinander mischt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine beson dere Verwendung des erfindungsgemässen Lenker mittels bei der Herstellung lenkerarmer Gussstücke oder Gussblöcke, welche Verwendung dadurch ge kennzeichnet ist, dass man die zu behandelnde Me tallschmelze mindestens einmal mit dem Lenker mittel in Berührung bringt.
Unter einem wärmeisolierenden Material ist im Rahmen der Erfindung ein solches feuerfestes Ma terial zu verstehen, das die Wärmeabgabe der mit dem erfindungsgemässen Lenkermittel behandelten Metallschmelze wirksam zu verzögern vermag, z. B. auf eine mindestens um die Hälfte längere Erstar rungsdauer gegenüber dem Erstarrenlassen ohne Ver wendung dieses Materials.
Als wärmeisolierendes feuerfestes Material dient vorteilhaft ein bis mindestens l000 C feuerfestes Produkt von hoher Porosität.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des Lunker- mittels liegt vor, wenn es aus 15-80% wärmeisolie rendem, his mindestens 1000 C feuerfestem Material mit einem Raumgewicht nicht über 1 und aus 85-20% exotherm miteinander reagierenden Stoffen besteht.
Zweckmässig enthält das Lunkermittel als wärme isolierendes feuerfestes Material ein poröses Material, wie Kieselgar, Vermiculit, Perlit (Raumgewicht = 0,l-0,3) oder dergleichen mineralische Stoffe.
Im Lunkermittel kann das Mischungsverhältnis von exotherm reagierenden Stoffen und wärmeisolie rendem feuerfestem Material zweckmässig etwa 1 : 1 sein.
Beim Gebrauche des beschriebenen Lunkermit- tels zur Herstellung lunkerarmer Gussstücke wird im Normalfalle das Mittel auf den schmelzflüssigen Metallspiegel aufgegeben.
Das Gemisch entzündet sich unmittelbar darauf; es quillt stark auf und verbindet seine exotherme Wirkung mit einer ausgezeichneten Wärmeisolierung. In vielen Fällen genügt dieser einstufige Vorgang zur Entlunkerung. Es mass her vorgehoben werden, dass sich das beschriebene Lun- kermittel zur Anwendung bei Gussstücken der ver schiedensten Art und Grösse eignet.
Selbstverständ lich ist hierauf bei der Auswahl der verwendeten Mischung von exotherm miteinander reagierenden Stoffen und wärmeisolierendem feuerfestem Ma terial entsprechend Bedacht zu nehmen. Beispiels weise wird man für Gussstücke kleinerer Abmessun gen ein schnell wirksames Lunkermittel benützen, während für grössere Stücke, z. B., von 10 oder 40 t Gewicht, ein langsamer wirkendes Lunkermittel voll kommen ausreicht. Manganstähle brauchen ein rasch aufheizendes Mittel, wofür man z.
B. das tieferstehend beschriebene stark exotherme, rasch wirkende Lun- kermittel bevorzugen wird, gewöhnlicher Stahl ein ebenfalls tieferstehend beschriebenes,
langsam wir- kende Lunkermittel von schwach exothermer Wir- kung. Auch Leichtmetallschmelzen werden im all gemeinen ein schnell wirksames Mittel benötigen. Unter stark exothermem Lunkermittel ist dabei ein gegenüber einem schwach exothermen Lunker- mittel mit mindestens der doppelten Geschwindigkeit
reagierendes und;oder mindestens die doppelte Wärmemenge entwickelndes Gemisch zu verstehen.
Im praktischen Gebrauche kann das Lunkermittel auch auf eine mit der Metallschmelze in Berührung kommende Unterlage aufgetragen werden. Als Unter lage kann ein Kokilleneinsatz, eine Blockhaube oder ein sonstiger für Giessereizwecke bestimmter Form- teil oder auch ein bestimmter Innenteil der Giessform selbst Verwendung finden.
Hierbei erweist sich die Aufbringung einer verhältnismässig dünnen Schicht des beschriebenen Mittels zumeist als vollauf aus reichend und lässt damit eine Vergeudung des teuren Mittels vermeiden.
Das Auftragen auf die Unterlage kann zweck mässig durch Aufspritzen, z. B. eines durch Wasser zusatz formbar gemachten Gemisches mittels einer Spritzpistole, erfolgen. Man kann aber auch das Gemisch durch Aufschmieren, z. B. von Hand aus in einfacher Weise auftragen.
Bei der besonderen Verwendung des beschrie benen Lunkermittels für eine wiederholte Behandlung der Metallschmelze, womit speziell lunkerarme Blöcke oder Formstücke erhalten werden können, geht man zweckmässig so vor, dass man die Metallschmelze wenigstens zweimal mit dem Lunkermittel in Berüh rung bringt, wobei man das erste Mal ein stark exothermes, schnell wirkendes Lunkermittel auf die Metallschmelze aufbringt und das zweite Mal ein schwach exothermes,
langsam wirkendes Lunker- mittel ohne vorherige Entfernung der Reaktions rückstände aus der ersten Behandlung ebenfalls auf die Metallschmelze aufgibt.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel für diese zweistufige Verwendungsart, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken, näher beschrieben.
In der ersten Stufe benützt man ein stark exo- thermes, rasch wirkendes pulverförmiges Lunker- m ittel, das als Zundermischung bezeichnet werden kann und aus gleichen Teilen wärmeisolierendem feuerfestem Material und exotherm miteinander reagierenden Stoffen bestehen kann. Die exotherme Komponente kann eine übliche thermitähnliche Mi schung aus Aluminium und Eisenoxyden sein, die als Effekt dieser ersten Verfahrensstufe ergibt, dass der Giesskopf flüssig bleibt.
Als zweites Lunkermittel wird nach beendeter Wirkung des ersteren, das ist bloss ein paar Minuten später, ein Mittel z. B. aus wärmeiso lierendem feuerfestem Material und exotherm mit einander reagierenden Stoffen im Verhältnis 3:2 aufgetragen. Dieses schwach .exotherme, langsam wir kende Lunkermittel kann auf Basis Aluminiumkrätze und Aluminium aufgebaut sein und wird zweckmässig als Krätzenrischung bezeichnet. Bei der beschriebenen Arbeitsweise wird schon 25 Sekunden nach dem Zusatz des ersten Pulvers die Reaktion eingeleitet, die in etwa 21/2 Minuten eine stark glühende Masse ergibt, die das Ende der Reaktion anzeigt.
Nun wird das zweite Mittel aufgebracht, dessen Wirkung etwa nach einer Minute beginnt und nach einer Reaktions dauer von 6 Minuten beendet ist. Die Masse quillt stark auf und isoliert sehr gut.
Diese Verfahrensweise erweist sich als wesentlich billiger und bedeutend einfacher, weil das erste Pul ver nicht entfernt zu werden braucht und es durch aus ausreicht, das zweite Pulver direkt aufzubringen. Bei einer Umkehr des Vorganges, nämlich zuerst Verwendung des langsam und dann des rasch wir kenden Lunkermittels tritt die erwünschte Wirkung nicht auf.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsart der Er findung kann ein schnell wirksames Lunkermittel vor zugsweise aus 45-55% von stark exotherm mitein ander reagierenden Stoffen und 55-45% des ange gebenen wärmeisolierenden feuerfesten Materials zu sammengesetzt sein.
Dabei kann ein Teil der stark exotherm miteinander reagierenden Stoffe durch Zu satzstoffe ersetzt sein, und zwar durch Kryolith bis zu 6,6%, durch Glaspulver bis zu 5,5% und durch Bentonit oder Ton bis zu<B>3,3%,</B> bezogen auf das ganze Lunkermittel. Dieses Mittel eignet sich so wohl für die einstufige Behandlung von Metallschmel zen mit hohem Wärmebedarf als auch als erstes Pul ver in einem zweistufigen Verfahren.
Ein langsam wirkendes Lunkermittel, das ent weder auch in einem einstufigen Verfahren oder als zweites Pulver auch in einem zweistufigen Ver fahren benützt werden kann, ist vorteilhaft aus 60 bis 75% wärmeisolierendem feuerfestem Material und 40-25 ! schwach exotherm miteinander reagierenden Stoffen zusammengesetzt. Auch hier kann ein Teil der schwach exotherm miteinander reagierenden Stoffe durch <RTI
ID="0003.0029"> Zusatzstoffe ersetzt sein, und zwar durch Kryolith bis zu 4,8%, durch Glaspulver bis zu 4% und durch Bentonit oder Ton bis zu 2,4%, bezogen auf das ganze Lunkermittel.
In der nachstehenden TUbersicht ist die Zusam mensetzung von derartigen stark bzw. schwach exo- therm miteinander .reagierenden Stoffen für ein schnell bzw. langsam wirkendes Lunkermittel beispielsweise angeführt.
EMI0003.0040
Stark <SEP> exotherm <SEP> miteinander <SEP> Schwach <SEP> exotherm <SEP> miteinander
<tb> reagierende <SEP> Stoffe <SEP> reagierende <SEP> Stoffe
<tb> Aluminium <SEP> (Späne, <SEP> sphär. <SEP> Al, <SEP> Flocken, <SEP> Griess) <SEP> 5-50 <SEP> 5-50
<tb> Ferrioxyd <SEP> (Fe203) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1-8 <SEP> 1-8
<tb> Zunder <SEP> (Fe304) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10-80 <SEP> 0-30
<tb> Braunstein <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,5-8 <SEP> 0,5-8
<tb> Aluminiumkrätze <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> - <SEP> 10-80 <SEP> .
<tb> Kaliumchlorat <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<SEP> 0,5-8 <SEP> 0,5-8
<tb> und/oder
<tb> Kali- <SEP> oder <SEP> Natronsalpeter <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,5-8 <SEP> 0-,5-8
<tb> Holzkohle <SEP> oder <SEP> Kokspulver <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1-10 <SEP> 1-l0
<tb> Magnesium <SEP> (Pulver) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0-3 <SEP> 0-3
<tb> Pech, <SEP> Sulfitablauge <SEP> oder <SEP> Dextrin <SEP> als <SEP> Trocken binder <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0-4 <SEP> 0-4
Void agent, method for producing the void agent and use of the void agent The exothermic reacting material used in the foundry to delay the solidification or to heat up already solidified block heads is usually applied by covering the melt or by inserting molded bodies, which heat the lost head or the like from the side. In all of these forms of application, however, the clearing effect of the exothermic reacting material,
Particularly with increasing size of the casting head, there is clearly much left to be desired.
To remedy these deficiencies, a proposal, which was not yet part of the state of the art, recommended that the cooling be regulated by successive use of two different powders. According to this proposal, the first powder applied, which has an essentially heat-insulating effect, has to be removed before the second powder, an exothermic mixture, can be applied and effective. Its effect is to melt part of the solidified casting head and thus enable the primary voids to be filled.
The removal of the residues of the first powder from the head of the hot blocks or shaped pieces is difficult work that can only be carried out after the casting heads have solidified sufficiently, which delays the desired continuous foundry operation.
It has also already been recommended to prevent heat dissipation from castings by increasing the insulating effect. This cannot be ruled out provided that precise working conditions are used when using special materials with high insulating properties (such as vermiculite), but practice shows that such materials prematurely lose their heat-insulating effectiveness.
The present invention aims to combine the advantages of the exothermically reacting material with those of a heat insulating material. It has been tried several times to mix the two materials, but the results obtained so far have been negative, since the heat-insulating material in the mixtures examined prevents the ignition of the exothermically reacting material, presumably because the exothermically reacting material is the required amount of oxygen could not enter.
The invention now provides a blowhole means which is characterized in that it contains a heat-insulating refractory material, the volume of which is not more than 1, and substances which react exothermically with one another.
The invention also relates to a method for the production of the shrinkage agent according to the invention, which method is characterized in that a heat-insulating, refractory material, the density of which does not exceed 1, and substances which react exothermically with one another are not mixed with one another for longer than 2 minutes.
The invention also relates to a special use of the handlebars according to the invention by means of low-handlebar castings or cast blocks, which use is characterized in that the metal melt to be treated is brought into contact with the handlebar at least once.
Under a heat insulating material such a refractory Ma material is to be understood in the context of the invention, which is able to effectively delay the heat release of the treated with the inventive handlebar molten metal, z. B. to a solidification period that is at least half longer than solidification without using this material.
A refractory product of high porosity which is at least 1000 ° C. is advantageously used as the heat-insulating refractory material.
A preferred composition of the shrinkage means is when it consists of 15-80% heat-insulating, up to at least 1000 C refractory material with a density not more than 1 and 85-20% exothermically reacting substances.
As a heat-insulating refractory material, the blowholes expediently contains a porous material such as kieselgar, vermiculite, perlite (density = 0.1-0.3) or similar mineral substances.
In the cavity means, the mixing ratio of exothermic substances and heat-insulating refractory material can be approximately 1: 1.
When using the void means described for the production of low-void castings, the means is normally applied to the molten metal surface.
The mixture ignites immediately afterwards; it swells up and combines its exothermic effect with excellent thermal insulation. In many cases, this one-step process is sufficient for clearing. It should be emphasized that the loosening agent described is suitable for use with castings of the most varied types and sizes.
Of course, this must be taken into account when selecting the mixture of exothermically reacting substances and heat-insulating refractory material used. Example, you will use a fast-acting blowholes for castings of smaller Abmessun conditions, while for larger pieces such. B., of 10 or 40 t weight, a slower-acting blowholes come fully sufficient. Manganese steels need a rapidly heating agent, for which z.
B. will prefer the strongly exothermic, rapidly acting lung agent described below, ordinary steel one also described below,
slow-acting blowholes with a weak exothermic effect. Light metal melts will generally also need a fast-acting agent. Under strongly exothermic blowholes there is a compared to a weakly exothermic blowholes with at least twice the speed
reactive and; or at least twice the amount of heat evolving mixture.
In practical use, the blowholes can also be applied to a base that comes into contact with the molten metal. A mold insert, a block hood or some other molded part intended for foundry purposes, or else a certain inner part of the casting mold itself, can be used as the base.
In this case, the application of a comparatively thin layer of the agent described mostly proves to be fully sufficient and thus prevents the expensive agent from being wasted.
The application to the pad can expediently by spraying, z. B. a mixture made malleable by water addition by means of a spray gun. But you can also smear the mixture, for. B. apply by hand in a simple manner.
In the case of the particular use of the blowhole agent described for a repeated treatment of the molten metal, with which especially low-bubble blocks or shaped pieces can be obtained, it is expedient to proceed in such a way that the molten metal is brought into contact with the blowhole agent at least twice, the first time being touched applies a strongly exothermic, fast-acting blowhole agent to the molten metal and the second time a weakly exothermic,
slowly acting shrinkage agent also applies to the molten metal without first removing the reaction residues from the first treatment.
An exemplary embodiment for this two-stage type of use is described in more detail below, without restricting the invention thereto.
In the first stage, a strongly exothermic, fast-acting powdery blow hole agent is used, which can be called a scale mixture and can consist of equal parts of heat-insulating, refractory material and exothermic substances that react with one another. The exothermic component can be a customary thermite-like mixture of aluminum and iron oxides, which, as an effect of this first process stage, results in the pouring head remaining liquid.
As a second blow-hole remedy, after the former has finished working, that is only a few minutes later, a remedy z. B. from Wärmeiso lierendem refractory material and exothermic with each other reacting substances in a ratio of 3: 2 applied. This weakly exothermic, slowly acting blowhole agent can be based on aluminum dross and aluminum and is appropriately referred to as dross mixture. In the procedure described, the reaction is initiated just 25 seconds after the addition of the first powder, which results in a strongly glowing mass in about 21/2 minutes, which indicates the end of the reaction.
Now the second agent is applied, the effect of which begins after about a minute and ends after a reaction time of 6 minutes. The mass swells up a lot and insulates very well.
This procedure proves to be much cheaper and much simpler because the first powder does not need to be removed and it is sufficient to apply the second powder directly. If the process is reversed, namely first using the slowly and then quickly we kenden blowhole means, the desired effect does not occur.
According to a preferred embodiment of the invention, a rapidly acting blowhole agent can be composed of 45-55% of strongly exothermic substances that react with each other and 55-45% of the specified heat-insulating refractory material.
Some of the strongly exothermic reacting substances can be replaced by additives, namely by cryolite up to 6.6%, by glass powder up to 5.5% and by bentonite or clay up to 3.3%, </B> based on the whole of the blowholes. This agent is suitable for the single-stage treatment of metal melts with high heat requirements as well as the first powder in a two-stage process.
A slow-acting blowhole agent, which can be used either in a one-step process or as a second powder in a two-step process, is advantageously made of 60 to 75% heat-insulating, refractory material and 40-25! composed of weakly exothermic reacting substances. Here, too, some of the weakly exothermic reacting substances can be caused by <RTI
ID = "0003.0029"> additives should be replaced, namely by cryolite up to 4.8%, by glass powder up to 4% and by bentonite or clay up to 2.4%, based on the total blowholes.
In the following overview, the composition of such strongly or weakly exothermic reacting substances with one another for a fast or slow-acting blowhole agent is listed, for example.
EMI0003.0040
Strong <SEP> exothermic <SEP> together <SEP> Weak <SEP> exothermic <SEP> together
<tb> reactive <SEP> substances <SEP> reactive <SEP> substances
<tb> Aluminum <SEP> (chips, <SEP> spherical <SEP> Al, <SEP> flakes, <SEP> semolina) <SEP> 5-50 <SEP> 5-50
<tb> ferric oxide <SEP> (Fe203) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1-8 <SEP> 1-8
<tb> Tinder <SEP> (Fe304) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10-80 <SEP> 0-30
<tb> Braunstein <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.5-8 <SEP> 0.5-8
<tb> Aluminum dross <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> - <SEP> 10-80 <SEP>.
<tb> Potassium Chlorate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.
<SEP> 0.5-8 <SEP> 0.5-8
<tb> and / or
<tb> Potash <SEP> or <SEP> sodium nitrate <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0.5-8 <SEP> 0-, 5-8
<tb> charcoal <SEP> or <SEP> coke powder <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 1-10 <SEP> 1-l0
<tb> Magnesium <SEP> (powder) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0-3 <SEP> 0-3
<tb> pitch, <SEP> sulphite waste liquor <SEP> or <SEP> dextrin <SEP> as <SEP> dry binder <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 0-4 <SEP> 0-4