DE2630832C3

DE2630832C3 - Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus geschmolzenem Metall

Info

Publication number: DE2630832C3
Application number: DE2630832A
Authority: DE
Inventors: Tadamichi Kurashiki Okayama Sota
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1976-07-09
Publication date: 1981-11-19
Also published as: NL175972B; BR7604407A; AT346509B; ATA509676A; DE2630832A1; FR2317030B1; AU505802B2; NL7607650A; IT1063197B; DE2630832B2; US4040469A; ES449731A1; AU1577476A; BE843849A; NL175972C; GB1546565A; JPS529632A; FR2317030A1; JPS5435976B2; CA1066479A

Description

teilchenförmiges feuerfestes Material 50 — 97%
Fasermaterial 1-20%

Bindemittel 2-30%

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebundene Flußmittelmasse und die gebundene feuerfeste Masse zusammen als Laminat formt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebundene Flußmittelmasse mit einem Einsatz aus der gebundenen feuerfesten Masse formt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebundene feuerfeste Masse als Aufprallkissen in einer ausgesparten Mulde der Kokillenbodenplatte anbringt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus geschmolzenem Metall durch steigenden Guß von geschmolzenem Metall in eine Kokille, in der eine gebunde Flußmittelmasse mit einem oder mehreren Flußmitteln am Boden der Kokille angebracht ist. Das beschriebene Verfahren kann vorteilhaft beim Gießen verschiedener Metalle angewandt werden; vor allem wird es jedoch zum Gießen von Stahlgußblöcken verwendet und deswegen bezieht sich die folgende Beschreibung hauptsächlich hierauf.

Wenn geschmolzener Stahl im steigenden Guß in die Kokille gelangt, besteht die Gefahr, daß die Oberfläche des geschmolzenen Metalls in Berührung mit der Luft oxydiert und eine Oxydhaut bildet. Ferner neigt der Gußblock während des Erstarrens dazu, mit den Kokillenwänden zu verschweißen; das folgende Strippen des Blocks aus der Kokille kann, wenn es nicht sogar unmöglich gemacht wird, dadurch die Kokillenwände und/oder die Blockoberfläche zerstören.

In der GB-PS 14 31787 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem man vor Beginn des Gießens in die Kokille eine gebundene Masse, die ein oder mehrere Flußmittel und blähbaren Graphit enthält, anbringt.

Während des Gießens wird die gebundene Masse auf der steigenden Metalloberfläche nach oben getragen; wegen der Hitze des geschmolzenen Metalls zersetzt sich die Masse beim Blähen des Granhiis und sch nilzt danach unter Bildung einer Fließmittelschicht auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls. Dies führt zu einer Verbesserung des Aussehens und der Güte der Oberfläche des Gußblocks, zu geringerer Oberflächen-5 Oxydation und zu weniger Oberflächeneinschlüssen. Weiterhin schützt die Anwesenheit der Masse auf der steigenden Metalloberfläche die Oberfläche, die wegen des aufwallenden geschmolzenen Metalls turbulent ist, vor dem Kontakt mit der Atmosphäre.

ίο Die geblähte Masse bildet ferner auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls eine Schicht mit hohen wärineisoiierenden Eigenschaften und vermindert so den Wärmeverlust während des Gießens.

Wegen der Wirkung des anfangs aufwallenden geschmolzenen Metalls, das in die Gußform gelangt, kann eine rasche Abtragung und Zersetzung der gebundenen Masse erfolgen. Als Ergebnis wird geschmolzenes Metall der Atmosphäre ausgesetzt und zu Beginn des Blockgießens ist die Deckschicht aus Flußmittel unvollständig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese aufgezeigten Nachteile bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmalen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Geeignete Flußmittel sind z. B. Eisenoxid (Fe2U3 oder Fe3O4), Natriumcarbonat (calcinierte Soda), Kaliumcar-

jo bonat, Alkali- und Erdalkalifluoride, Alkalioxide oder Substanzen, die durch Erhitzen Alkalioxide ergeben, natürliche oder synthetische Silikate wie Basalt und Wollastonit, natürliche oder synthetische Borate wie Calciumborat oder Colemanit und Flugasche. Es können auch Gemische solcher Flußmittel verwendet werden.

Geeignete gebundene Flußmittelmassen werden in den GB-PS 14 31 787 und 12 98 831 beschrieben. Die gebundene Flußmittelmasse kann je nach der jeweiligen Herstellungsart ein einschichtiges oder mehrschichtiges Material sein.

Sowohl die gebundene Flußmittelmasse als auch die gebundene feuerfeste Masse kann jeden für diesen Zweck geeigneten Binder oder Bindemittelgemisch enthalten. Beispiele für geeignete Binder sind organisehe Bindemittel, wie z. B. natürliche oder synthetische Harze, Gummen, Stärken und Zellulosederivate, wobei Harnstoff-Formaldehyd- und Phenol-Formaldehyd-Harze bevorzugt werden. Es können auch anorganische Binder wie Alkalisilikate, kolloidale Oxidsole und Tone verwendet werden, wobei Natriumsilikat (Wasserglas), kollidales Siliciumdioxidsol und Bentonit oder Bindeton bevorzugt werden. Falls gewünscht, kann man eine Mischung aus organischen und anorganischen Bindern verwenden.

Gewöhnlich enthält die gebundene Flußmittelmasse 5 bis 30 Gew.-% Bindemittel, Rest Flußmittel und andere fakultative Zusätze.

Die gebundene feuerfeste Masse enthält ferner Fasermaterial, das anorganische oder organische Fasern oder Gemische hiervon enthalten kann. Beispiele für geeignete Fasern sind Asbest, Schlackenwolle, Glaswolle, Steinwolle, Aluminosilikatfaser und Papiermasse.
Zusätzlich enthält die gebundene feuerfeste Masse

b^r> teilchenförmiges feuerfestos Material, wobei Siliciumixyd, Calciumsilikat. gebrannter Ton. gemahlene

.-ichamoUe, Olivin, Aluminiumoxid. Magnesiumoxid.

z. 1). Magnesit, Schamotte, Vermiculit und Perlit als

Beispiele für geeignete Materialien stehen.

Die gebundene feuerfeste Masse kann typisch die folgenden Bestandteile in den folgenden Gewichtsteilen enthalten:

Teilchenformiges feuerfestes

Material

Fasermateriai

Bindemittel

50-97Gew.-%
l-20Gew.-%
2-30Gew.-%

Die gebundene feuerfeste Masse kann dadurch hergestellt werden, daß man die trockenen Bestandteile beispielsweise in einem Kegelmischer mischt, dazu eine Bindemittellösung, normalerweise in Wasser, gibt, die Masse durch Eindampfen oder Pressen in einer geeigneten Form in die gewünschte Form bringt und die geformte Masse nach Entfernung aus der Form aushärtet.

Die gebundene feuerfeste Masse kann pvich hergestellt werden, indem man in einer Trägerflüssigkeit wie Wasser eine Aufschlämmung der Bestandteile bildet, die Aufschlämmung in ein Gefäß mit einer Siebwand bringt, die Flüssigkeit aus der Aufschlämmung durch die Siebwand entfernt, so daß sich eine Matte aus den festen Bestandteilen der Aufschlämmung auf der Siebwand abscheidet, die so gebildete Matte von der Siebwand entfernt und trocknet Die Entfernung der Trägerflüssigkeit kann je nach Wunsch durch Anwendung von Druck oder Vakuum erfoigen.

Die gebundene feuerfeste Masse kann beim erfindungsgemäßen Verfahren mit der gebundenen Flußmittelmasse entweder in physikalischer Verbindung oder getrennt voneinander angewandt werden unter der Voraussetzung, daß die gebundene feuerfeste Masse so in der Kokille angebracht wird, daß sie die gebundene Flußmittelmasse schützt.

So können die beiden Massen als Laminat zusammen geformt werden oder die gebundene Flußmittelmasse kann mit einem Einsatz der gebundenen feuerfesten Masse geformt werden.

Andererseits kann die gebundene feuerfeste Masse auf der Bodenplatte der Kokille oder in einer ausgesparten Mulde in der Bodenplatte angebracht werden und so liegen, daß sie den Aufprall des durch die Bodenplatte in die Kokille fließenden geschmolzenen Materials auffängt.

Die gebundene feuerfeste Masse kann so hergestellt werden, daß sie brim Gebrauch die gesamte gebundene Flußmittelmasse oder nur einen Teil davon schützt. Daher kann die gebundene feuerfeste Masse solche Abmessungen aufweisen, daß sie das einfließende und in der Kokille aufsteigende Metall vollständig bedeckt oder auch so, daß sie einen zentralen Einsatz in der gebundenen Flußmittelmasse bildet.

In den anliegenden schematischen Figuren werden zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Kokille für steigenden Guß, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorbereitet wurde;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform ähnlich Fig. 1.

In beiden Figuren ruht ein Kokillenkörper 1 auf einer Grundplatte 2 mit einem üblichen Eingußkanal 3. Erfindungsgemäß wurde auf den Boden der Kokille vor dem steigenden Guß ein Kissen 4 aus einer gebundenen feuerfesten Masse und ein Kissen 5 aus einer gebundenen Flußmittelmasse i'iigcbracht. In der Anordnung der Fig. I sind die beiden Kissen getrennt.

während in der Anordr.ung der F i g. 2 das Kissen 4 als Einsatz des Kissens5 ausgebildet ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch lunkerverhütende Mittel, üblicher-ί weise in Form gebundener Massen, in der Kokille angebracht werden, um über der Flußmittelschicht, die durch Schmelzen der gebundenen Flußmittelmasse entsteht, eine lunkerverhütende Schicht zu erzeugen.

Die verwendeten lunkerverhütenden Mittel können

ίο nach dem Stand der Technik bekannte Mittel sein.

Typische Massen enthalten ein leichtoxidierendes Metall wie Aluminium oder Calcium, ein feuerfestes Material, ein Fasermaterial, ein Bindemittel und gegebenenfalls ein Oxydationsmittel. Zusätzlich können solche Massen ein in der Hitze blähendes Material wie Vermiculit, Perlit oder vorzugsweise blähbaren Graphit enthalten.

Das folgende Beispiel dient zur Verdeutlichung der Erfindung:

Beispiel

Unter Anwendung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens wurde eine gebundene feuerfeste Masse in Form eines quadratischen Kissens mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent hergestellt:

Die Bestandteile wurden mit etwa ihrem vierfachen Volumen an Wasser zu einer einheitlichen Aufschlämmung vermischt, die dann im Vakuum auf einer Drahtsiebform ?o entwässert wurde, daß sie ein !,2 cm dickes Kissen von 350 cm² Fläche ergab. Das Kissen wurdidann eiwa2 h lang etwa 150°C getrocknet.
Es wurde dann zentral in eine Form mit 500 cm² Querschnittsfläche gelegt. Nach dem folgenden Verfahren wurde eine gebundene Flußmittelmasse in Form eines quadratischen Kissens hergestellt:

In einem Kegelmischer wurde ein trockenes Gemisch mit der folgenden gewichtsmäßigen Zusammensetzung hergestellt:

Silicasand	85%
Papier	4%
Asbesi	5%
Weizenmehl	4%
Harnstoff-Formaldehydharz	2%

Flugasche
Natriumcarbonat
Calciumfluorid

Eisenoxid
Blähbarer Graphit
Brechkoks

63%
2%
5%
5%
6%

19%

Zu den trockenen Bestandteilen wurde eine wäßrige Lösung, die 20 Gew.-% Natriummetasilikat und 20 Gew.-% Stärke enthielt, zugegeben. Die so gebildete grüne Masse wurde dann in der 500 cm² großen Form so um das Kissen aus gebundener feuerfester Masse

bo gepreßt, daß sich ein zusammengesetztes 5,0 cm dickes Kissen des Typs nach Fig. 2 bildete. Nach Entfernung aus der Form wurde das zusammengesetzte Kissen, das das Kissen aus gebundenem feuerfesten Material als Einsatz enthielt, etwa 4 h bei 150^DC getrocknet.

hi Das zusammengesetzte Kissen wurde dann mit dem Einsat/ nach unten auf dem Boden einer Kokille gebracht und geschmolzener Stahl bei 1650 C steigend in die Kokille gegossen.

Nach dem Erstarren des Stahls wurde der Gußblock von der Kokille gestrippt und geprüft. Der Gußblock zeigte wenig Anzeichen von Einschlüssen und Oberflächenoxydation und Aussehen wie Güte der Oberfläche waren gut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus geschmolzenem Metall durch steigenden Guß von geschmolzenem Metall in eine Kokille, in der eine gebundene Flußmittelmasse mit einem oder mehreren Flußmitteln am Boden der Kokille angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Kokille zusätzlich eine gebundene feuerfeste Masse, die teilchenförmiges feuerfestes Material und Fasermaterial enthält, anbringt, wobei die gebundene feuerfeste Masse so in Beziehung zur gebundenen F'iußmittelmasse angebracht wird, daß sie diese zu Beginn des Gießens vor dem anfänglichen Aufwallen des geschmolzenen Metalls schützt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine gebundene feuerfeste Masse aus den folgenden Gewichtsbestandteilen verwendet: