DE2942576C2 - Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von Metallegierungen und Zirkonkorund - Google Patents
Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von Metallegierungen und ZirkonkorundInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Eisenhüttenwesen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur gemeinsamen
Herstellung der zirkonium-, eisen-, Silizium- und aluminiumhaltigen Metallegierungen und Zirkonkorund.
Unter Zirkonkorund wird eine eutektische feste Lösung von Zirkoniumdioxid (ZrOi) und Aluminiumoxid
(AI2Oj) verstanden.
Die genannten Metallegierungen werden zum Feinen und zum Legieren von Stahl, Gußeisen und Legierungen
verschiedener Zweckbestimmung eingesetzt, während der Zirkonkorund als Werkstoff für Schleifwerkzeuge
dient, die zur Vorbearbeitung von Stahlblöcken und Rohstücken beim Walzen verwendet werden.
Es ist ein Verfahren zur gemeinsamen Herstellung einer Metallegierung, insbesondere des aus Zirkonium.
Eisen. Silizium und Aluminium bestehenden Ferrosilikozirkoniums, und des Zirkonkorundes bekannt, nach dem
zunächst die Rohstoffe wie Zirkonkonzentrat, Eisenerz und Aluminium in einem Gewichtsverhältnis von 5t bis
69 :9.9 bis 16.5 : 19.8 bis 34.8 bei einer Temperatur von ji
1950 bis 2000 C niedergeschmolzen und dann die Endprodukte vergossen werden, wobei es vorteilhaft ist,
zunächst den Zirkonkorund und dann die Metallegierung zu vergießen (siehe SU-PS 6 08 845).
Dieses Verfahren ermöglicht es, eine Metallegierung <,o
(Ferrosilikozirkonium) und den Zirkonkorund gemeinsam
nach einer einfachen Technologie zu gewinnen. Die nach diesem Verfahren gewonnene Metallegierung
eignet sich aber nicht zum Legieren von Gußeisen zwecks Vermeidung von Weißfleckigkeit bei der tv>
Herstellung von Gußstücken mit geringer Wandstärke.
Das Ziel der Erfindung ist es. diesen Nachteil zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur gemeinsamen Gewinnung der zirkonium-,
eisen-, Silizium- und aluminiumhaltigen Legierungen und des Zirkonkorundes 2u entwickeln, bei dem
Metallegierungen gewonnen werden, die zum Legieren des Gußeisens zwecks Vermeidung der Weißfleckigkeit
beim Gießen der dünnwandigen Gußstücke geeignet
sind.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur gemeinsamen Gewinnung der zirkonium-, eisen-,
Silizium- und aluminiumhaltigen Metallegierungen und des Zirkonkorundes gelöst, das das Niederschmelzen
der Rohstoffe wie Zirkonkonzentrat, Eisenerz und Aluminium in einem Gewichtsverhähnis von 51 bis
69 :9,9 bis 16,5 :19,8 bis 34,8 bei einer Temperatur von
1950 bis 2000° C sowie ein getrenntes Vergießen der Endprodukte in der Reihenfolge zunächst de--Zirkonkorund
und dann die Metallegierung vorsient, bei dem erfindungsgemäß der Metallegierung vor dem Vergießen
Flußmittel in einer Menge von 5 bis 35% vom Gewicht des Zirkonkonzcntratcs sowie Einsatzstoffe
wie Ferrosilizium in einer Menge von 3 bis 102%, umgerechnet auf Silizium vom Gewicht des Zirkonkonzentrates.
Ferrosilikomangan, Ferromangan oder metallisches Mangan in einer Menge von 3 bis 26%,
umgerechnet auf Mangan, vom Gewicht des Zirkonkonzentrates zugesetzt und die zugesetzten Flußmittel und
Einsatzstoffe bei einer Temperatur von 1950 bis 2000° C niedergeschmolzen werden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Legierung enthält neben Zirkonium, Eisen,
Silizium und Aluminium auch Mangan und eignet sich zum Legieren von Gußeisen zwecks Vermeidung von
Weißfleckigkeit beim Gießen dünnwandiger Gußstükke.
Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, Ferrosilikotitan,
Ferrotitan oder metallisches Titan in einer Menge von 4 bis 41% umgerechnet auf Titan vom Gewicht des
Zirkonkonzentrates neben den erwähnten Flußmitteln und Einsatzstoffen vor deren Niederschmelzen in die
Metallegierung einzuführen, um die Weißfleckigkeit beim Gießen des Gußeisens zu vermeiden und die
mechanische Festigkeit der Gußstücke zu erhöhen. Es ergibt sich dann eine Metallegierung, die neben
Zirkonium, Eisen. Silizium. Aluminium und Mangan auch Titan enthält. Titan als Legierungszusatz beeinflußt
günstig die mechanische Festigkeit der Gußstücke. So hat zum Beispiel eine aus Gußeisen, dem die
Legierung mit der genannten Zusammensetzung zugegeben
wird, hergestellte Kokille eine Lebensdauer bis 115 Tage, v/obsi keine Risse und Lunker an der Kokille
auftreten. D?gegen weist eine Kokille aus dem unlegierten Gußeisen unter den gleichen Bedingungen
eine Lebensdauer auf. die um ein 2- bis4faches niedriger
ist. wobei sie durch Risse- und Lunkerbildung unbrauchbar wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es. Meiallegierungen und Zirkonkorund gemeinsam und
nach einer einfachen Technologie zu gewinnen. Zirkonium wjrd dabei dem Zjrkonkonzentrat völlig
entzogen und in den Endprodukten verwertet. Die gemeinsame Gewinnung der genannten Endprodukte
ist wesentlich wirtschaftlicher als die getrennte. Dabei bleibt die Qualität der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren gewonnenen Produkte die gleiche wie bei ihrer getrennten Erzeugung. Zum Beispiel haben die
gewonnenen Metallegierungen eine Schmelztemperatur von 1230 bis IJ80C; dies gewährleistet ihre gute
Löslichkeit in Stählen, Gußeisen und Legierungen verschiedener Zweckbestimmung beim Desoxydieren
und Legieren. Darüber hinaus lassen sich diese Metallegierungen leicht bis auf die gewünschte Teilchengröße
brechen. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Zirkonkorund kennzeichnet sich
durch hohe Schleifeigenschaften.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiter der Anfall von zirkoniumhaltigen Krätzschlacken
vermieden, die sich in der Industrie nicht ausnutzen lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur gemeinsamen Gewinnung von Metallegierungen und Zirkonkorund
wird wie folgt verwirklicht
Man beschickt eine Schmelzanlage, zum Beispiel ein Lichtbogenofen, mit Einsatzstoffen wie Zirkonkonzentrat
Eisenerz und Aluminium (vorteilhafterweise in der Pulverform) in einem Gewichtsverhältnis von entsprechend
51 bis 69:95 bis 16,5:19,8 bis 34,8. Die eingegebenen Einsatzstoffe werden bei 1950 bis 2000° C
geschmolzen, wobei eine aus Zirkonium, Eisen, Silizium und Aluminium beruhende Metallegierung sowie der
Zirkonkorund entstehen. Der Zirkonkorund wird aus dem Elektroofen zum Beispiel in luft- und flüssigkeitsgekühlte
massive Metallkokillen vergossen, während dem zurückgebliebenden Schmelzgut vor dem Vergleich
Flußmittel, beispielsweise Calciunioxyd, Magnesiumoxyd
und Calciumfluorid, in einer Menge von 5 bis 35%
vom Gewicht des Zirkonkonzentrates sowie Einsatzstoffe wie Ferrosilizium in einer Menge von 3 bis 102%,
umgerechnet auf Silizium, vom Gewicht des Zirkonkonzentrates Ferrosilikomangan, Ferromangan oder metallisches
Mangan in > -ner Menge von 3 bis 26% umgerechnet auf Mangan vom Gewich« des Zirkonkonzentrates
zugegeben und bei 1950 bis 200O0C geschmolzen
werden. Es ergibt sicfi dabei eine Metallegierung,
die aus Zirkonium, Eisen, Silizium, Aruminium und Mangan besteht, sowie eine Krätzschlacke, die kein
Zirkonium enthält. Die Metallegierung mit der angegebenen Zusammensetzung und die Schlacke werden
getrennt aus dem Elektroofen in Metallkokillen vergossen und abgekühlt.
Darüber hinaus sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit vor, eine aus Zirkonium. Eisen,
Silizium, Aluminium, Mangan und Titan bestehende Metallegierung und den Zirkonkorund getrennt zu
gewinnen. Hierzu bringt man in eine Schmelzanlage, zum Beispiel in einen Lichtbogenofen, die Einsatzstoffe
wie Zirkonkonzentrat, Eisenerz, und Aluminium im angegebenen Gewichtsverhältnis ein. Die eingegebenen
Einsatzstoffe werden bei 1950 bis 20000C niedergeschmolzen,
wobei sich eine aus Zirkonium. Eisen. Silizium und Aluminium bestehende Legierung sowie
der Zirkonkorund ergeben. Der Zirkonkorund wird dem Ofen entnommen, und der zurückgebliebenen Legierung
werden vor dem Vergießen Flußmittel in einer Menge von 5 bis 35% vom Gewicht des Zirkonkonzentrates
sowie Einsatzstoffe in Form von Ferrosilizium in einer Menge von 3 bis 102% umgerechnet auf Silizium
vom Gewicht des Zirkonkonzentrates sowie Ferrosilikomangan. Ferromangan oder metallisches Mangan in
einer Menge von 3 bis 26% umgerechnet auf Mangan vom Gewicht des Zirkonkonzentrates sowie Ferrosilikotitan,
Ferrotitan oder metallisches Titan in einer Menge von 4 bis 41% umgerechnet auf Titan, vom
Gewicht des Zirkonkonzentrates zugegeben. Die eingegebenen Flußmittel und Einsatzstoffe werden bei
einer Temperatur von 1950 bis 2000"C geschmolzen.
Dabei ergibt sich eine Metallegierung aus Zirkonium, Eisen, Silizium, Aluminium, Mangan und Titan sowie
eine Krätzschlacke, die das Zirkonium nicht mehr enthält. Die Metallegierung der oben angegebenen
Zusammensetzung und die Schlacke werden getrennt aus dem Elektroofen in Metallkokillen vergossen und
abgekühlt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend einige konkrete Ausführungsbeispiele
ίο angeführt.
Man beschickt einen Lichtbogenofen mit 2400 kg Zirkonkonzentrat der 65 Gew.-% Zirkoniumdioxyd und
is 32 Gew.-% Siliziumdioxyd enthält, weiterhin mit 480 kg
Eisenerz, das 96 Gew.-% Eisenoxyd enthält, sowie mit
840 kg Aluminiumpulver, das zu 90 Gew.-% aus Aluminium besteht. Das Gewichtsverhältnis der oben
angegebenen Einsatzstoffe beträgt entsprechend 64,5:12,9:22,6. Die eingebrachten Einsatzstoffe werden
3,5 Stunden bei 2000° C geschmolzen. Es ergeben sich 1100 kg Metallegierung mit 40,7 Gew. % Zirkoniunigehak,
27 Gew.-% Eisengehalt, 29,4 Gew.-% Siliziumgehah,
1,1 Gew.-% Aluminiumgehalt und mit l,8Gew.-% Begleitstoffen (Kupfer, Kohlenstoff u.a.)
sowie 2400 kg Zirkonkorund, der 393 Gew.-% Zirkoniumdioxyd, 543Gew.-% Aluminiumoxyd, 2,0Gcw.-%
Siliziumdioxyd, 0,8 Gew.% Calciumoxid, ZX Gew.-%
Magnesiumoxyd, l,5Gew.-% Gesamteisen (d.h. einschließlich
metallisches Eisen und Fisenmonoxyd) enthält Der Zirkonkorund wird aus dem Elektroofen in
massive Metallkokillen vergossen und darin an der Luft gekühlt. Der im Ofen zurückgebliebenen Metallschmelze
werden 120 kg Kalk (als Flußmittel), der 9&Gew.-% Calciumoxyd enthält, weiterhin 1600 kg Ferrosilizium
mit 75 Gew.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt sowie 332 kg metallisches Mangan mit 94 Gew.-%
Mangangehalt zugesetzt. Diese Zusätze werden bei 2000° C während 2 Stunden niedergeschmolzen. Es
■»η ergeben sich 2990 kg Metallegierung mit 14,9Gew.-%
Zirkoniumgehalt, 22,7 Gew.-% Eisengehalt.
50.8 Gew.-% Siliziumgehalt, 0,4 Gew.-% Aluminiumgehalt,
10,4Gew.-% Mangangehalt und mit 0,8 Gew.-%
Begleitstoffe (Kupfer, Kohlenstoff u.a.) sowie 110kg
•»5 Krätzschlacke, die kein Zirkonium enthält. Die Legierung
und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Die gewonnene Metallegierung mit der oben angegebenen Zusammensetzung wurde als Legierungszusatz für Grauguß verwendet. Beim Gießen von
>o dünnwandigen Gußstücken aus dem legierten Gußeisen wurde Weißfleckigkeit völlig ausgeschlossen.
Aus dem anfallenden Zirkonkorund wurden Schleifwerkzeuge zur Vorbearbeitung von Stahlblocken und
Rohstücken beim Walzen gefertigt.
5^ Beispiel 2
Ein anderer Elektroofen wird mit 2400 kg Zirkonkonzentrat. 635 kg Eisenerz und 1620 kg Aluminiumpulver
beschickt. Das Gewichtsverhältnis der angegebenen
so Einsatzstoffe beträgt entsprechend wie 51.6 : 13.6 : 34,8.
Die eingebrachten Einsatzstoffe werden bei 19600C 3,6 Stunden niedergeschmolzen. Es ergeben sich
1680 kg Metallegierung mit 48Gew.-% Zirkoniumgehalt,
22.1 Gew.-% Eisengehalt, 19,2 Gew.-% Siliziumgehalt, 9,5 Gew.-% Aluminiumgehalt, und mit 1.2 Gew.-%
Begleitstoffe (Kupfer, Kohlenstoff u. a.) sowie 2600 kg Zirkonkorund. der aus 17,5Gew.-% Zirkoniumdioxyd,
76.9 Gew.-% Aluniiniumoxyd, 1,1 Gew.-% Siliziumdi-
oxyd, 1,0 Gew.-% Kalziumoxyd, 2,7 Gew.-% Magnesiumoxyd
und 0,8Gew.-% Gesamteisen besteht Der Zirkonkorund wird aus dem Elektroofen in massive
Metallkokillen vergossen und abgekühlt. Der im Elektroofen zurückgebliebenen Metallschmelze werden
160 kg Flußmittel (80 kg Calciumoxyd und 80 kg Manganoxyd) ferner 1900 kg Ferrosilizium mit
75 Gew.-% Siliziumgeha.lt und 24 Gew.-% Eisengehalt sowie 380 kg Ferrosilikomangan mit 68,5 Gew.-%
Mangangehalt, 28,5Cew.-o/o Siliziumgehalt und
1,4 Gew.-% Eisengehalt zugegeben. Diese Zusatzstoffe werden bei 19500C innerhalb von 2,6 Stunden geschmolzen.
Als Ergebnis erhält man 3920 kg Metallegierung mit 20,6Gew.-% Zirkoniumgehalt, 21 Gew.-%
Eisengehalt, 473 Gew.-% Siliziumgehalt 4Gew.-%
Aluminiumgehalt, 6,ö Gew.-% Mangangehalt und mit
03Gew.-% Begleitstoffe sowie 150 kg Krätzschlacke, die kein Zirkonium hat. Die Metallegierung und die
Schlacke werden getrennt vergossen.
Ein Lichtbogenofen wird mit 2000 kg Zirkonkonzentrac
400 kg Eisenerz und 1000 kg Aluminiumpulver
beschickt Das Gewichtsverhältnis diese: Einsatzstoffe ist entsprechend 58,8:11,8:29,4. Die eingebrachten
Einsatzstoffe werden bei 1980° C im Laufe von 2,6 Stunden niedergeschmolzen. Es ergeben sich dabei
1160 kg Metallegierung mit 43.2 Gew.-% Zirkoniumgehalt.
20,9 Gew.-% Eisengehalt, 273 Gew.-% Siliziumgehalt, 6,2 Gew.-o/o Aluminiumgehalt und mit 2.4 Gew.-%
Begleitstoffe sowie 2240 kg Zirkonkorund. der aus 273Gew.-% Zirkoniumdioxyd, 68,5Gew.-% Aluminiumoxyd.
1.4 Gew.-% Siliziumdioxyd, 0,7 Gew.-% Calciumoxyd, OSGew.-O/o Magnesiumoxyd und l^Gew.--yo
Gesamteisen besteht. Der Zirkonkorund wird in massive Metallkokillen vergossen und an der Luft
abgekühlt. Der im Elektroofen zurückgebliebenen Metallegierung werden 700 kg Calciumfluorid, 2210 kg
Ferrosilizium mit 75Gew.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt sowie 213 kg Ferromangan mit
87Gew.-% Mangangehalt, 2Gew.-% Siliziumgehalt
und 10Ccw.-% Eisengehalt zugesetzt. Die angegebenen
Zusatzstoffe werden bei 2000° C im Laufe von 2,5 Stunden geschmolzen. Es fallen an: 3364 kg Metalllegierung
.nit 145Gew.-% Zirkoniumgehalt.
26,4Gew.-% Eisengehalt, 50.5Gew.-% Siliziumgehalt.
2,1 Gew.-% Aluminiumgehalt. 5 Gew.-% Mangangehalt und mi. 1.1 Gew.-% Begleitstofie sowie 620 kg Krätzschlacke,
die kein Zirkonium enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden getrennt vergossen.
legierung werden 320 kg Kalk mit 96 Gew.-% Calciurroxydgeiialt,
1768 kg Ferrosilizium mit 75 Gcrw.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt sowie
568 kg Ferrosilikomangan mit 68,5 Gew.-% Mangangehalt 285Gew.-% Siliziumgehalt und mit l,4Gew.-%
Eisengehalt zugegeben. Die genannten Zusatzstoffe werden bei 2000° C im Laufe von 2,2 Stunden geschmolzen.
Als Ergebnis erhält man 2726 kg Metallegierung, die 7,9Gew.-°/o Zirkonium, 22,2Gew.-% Eisen
55,7 Gew.-% Silizium. 03 Gew.-% Aluminium, 12,9 Gew.-% Mangan und 1 Gew.-°/o Begleitstoffe
enthält sowie 302 kg Krätzschlacke, die kein Zirkonium enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden
getrennt vergossen.
In einen Lichtbogenofen v/erden 2400 kg Zirkonkonzentrat
mit 65Gew.-% Zirkoniumdioxydgehalt und
32Gew.-% Siliziumdioxydgeha't, 571 kg Eisenerz mit 96Gew.-°/o Eisenoxydgehalt und 1464 kg Aluminiumpulver
mit 90Gew.-% Aluminiumgehalt eingebracht. Das Gewichtsverhältnis der an/7 gebenen Einsatzstoffe
beträgt «.Titsprechend wie 54.! : !2,9 - 33. Die eingegebe
nen Rohstoffe werden bei 1960° C im Laufe von 3,4 Stunden geschmolzen. Es ergeben sich 1760 kg
Metallegierung mit 45.8 Gew -% Zirkoniümgehalt, 19,5Gew.-% Eisengehalt. 23,4 Gew.-% Siliziumgehalt.
9Gew.-% Aiuminiumgehalt und 23Gew.-% Begleitstoffe
sowie 2670 kg Zirkonkorund. der 16,9Gew.-% Zirkoniumdioxyd, 78.9 Gew.-% Aluminiumoxyd.
1.1 Gew.-°/o Siliziumdioxyd, 0,7 Giw.-% Calciumoxyd.
1 Gew.-% Magnesiumoxyd und l,4Gew.-% Gesamteisen enthält. Der Zirkonkorund wird in massive
Metallkokillen vergossen und an der Luft gekühlt. In die im Elektroofen zurückgebliebene Metallegierung werden
360 kg Calciumoxyd, 778 kg Ferrosilizium mit 75 Gew.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt
sowie 254 kg metallisches Mangan mit 94 Gew.-% Mangangehalt eingebracht. Diese Zusatzstoffe werden
1.1 Stunden bei 2000°C geschmolzen Al· Ergebnis
erhält man 2652 kg Metallegierung, mit 30,5 Gew.-% Zirkoniumgehalt. 24 Gew.-% Eisengehalt, 30.8 Gew.-%
"iliziumgehalt. 5.3 Gew.-% Aluminiumgehalt.
8.1 Gew.-% Mangangehalt und 13 Gew.-% Begieitstoffe.
Es fallen ferner 312 kg Krätzschlixke an. in der Zirkonium nicht auftritt. Die Legierung und die
Schlacke werden getrennt vergossen.
Ein Lichtbogenofen wird mit 1600 kg Zirkonkonzentrat
252.8 kg Eisenerz und 539,2 kg Aluminiumpulver beschickt. Das Gewichtsverhältnis der angegebenen
Rohstoffe ist entsprechend 66,9 : 10.6 :223. Die eingebrachten
Rohstoffe werden bei 2000°C innerhalb von 2,1 Stunden geschmolzen. Es ergeben sich 600 kg
Metallegierung mit 35.9 Gew.-% Zirkoniumgehalt. 25.4 Gew.-% Eisengehalt. 353 Gew.-% Siliziumgehalt.
0,8 Gew.-% Aiuminiumgehalt und mit 2.6 Gew.-% Begleitstoffe sowie 1790 kg Zirkonkorund, der aus
43,5Gew.-% Zirkoniumdioxyd, 51.5Gew.-% Alumininmoxyd,
2,2Gew.-% Siliziumdioxyd, l,2Gew.-% Calciumoxyd,
0,6Gew.-% Magnesiumoxyd und 1 Gew.-% Gesamteisen besteht. Der Zirkonkorund wird in
massive Metcllkokillen vergossen und an der Luft
gekühlt. Der im Elektroofen zurückgebliebenen Metal!-
Ein Lichtbogenofen wird mit 2400 kg Zirkonkonzentrat.
343,2 kg Eisenerz und 732 kg Aluminiumpulver beschickt. Die Gewichtsanteile der angegebenen Rohstoffe
vexhalten sich zueinander entsprechend wie 69:9,9:21,1. Die eingebrachten Rohstoffe werden
33 Stunden bei 2000°C geschmolzen. Es ergeben sich kg Metallegierung mit 34.9 Gew.-% Zirkoniumgehalt,
25.1 Gew.-°'o Eisengehalt. 36.8 Gew.-% Siliziumgehalt,
0,7 Gew.-% Aiuminiumgehalt und 2.5Gew.% Begleitstoffe sowie 2650 kg Zirkonkorund, der
46,2Gew.-% Zirkoniumdioxyd. 48,8Gew.-% Aluminiumoxyd.
2,3Ge*.-% Siliziumdioxyd. 1,1 Gew-% Calciumoxyd, 0.7 Gew.-% Magnesiumoxyd und 0,9 Gew^/o
Gesamteisen enthält. Der Zirkonkorund wird in massive Metallkokillen vergossen und an der Luft gekühlt. In die
im Elektroofen zurückgebliebene Metallegierung werden 240 kg Flußmittel (120 kg Calciumoxyd und 120 kg
Magnesiumoxyd), 100 kg Ferrosilizium mit 75 Gew.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt ferner 90 kg
metallisches Mangan mil 89 Gew.-% Mangangehalt,
sowie 624 kg Ferrosilikolitan mit 30Gcw.-% Titangehalt,
20 Gew.-ü/o Siliziumgehalt, 35 Gew.-% Eisengehalt
und 10Gew.-% Aluminiumgehalt eingebracht. Die
zugesetzten Komponenten werden im Lpufe von · 0,9 Stunden bei 20000C geschmolzen. Es ergeben sich
1623 kg Metallegierung mit 17,7 Gew.-°/o Zirkoniumgehalt.
32.8 Gew.-% Eisengehalt. 29,9 Gew.-% Siliziumgehalt,
4,2 Gew.-% Aluminiumgehalt.4,4 Gew.-% Mangangehalt, 9,7 Gew.-% Titangehalt und 1,3 Gew.-°/o Begleit- i"
stoffe. Es fallen weiterhin 202 kg Krätzschlackc an. die
Zirkonium nicht enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Die gewonnene Metallegierung mit der angegebenen Zusammensetzung wurde als Legicrungszusatz für '■ ■
Grauguß verwendet. Die chemische Zusammensetzung des Graugusses war (in Gew.-% angegeben) wie folgt:
Kohlenstoff — 3.65, Silizium — 2,4, Mangan — 1,1.
Schwefel — 0.12. Eisen — Rest. Die erfindungsgemaß
Menge von 0.8% vom Gewicht des Graugusses zugegeben. Es ergab sich ein legiertes Gußeisen mit
folgender chemischer Zusammensetzung (in Gew.-'Mi angegeben): Kohlenstoff — 3,62, Silizium — 2.62.
Mangan - 1.13, Schwefel - 0.08, Titan - 0.08, :·
Zirkonium — 0.12, Eisen — Rest. Aus diesem legierten
Gußeisen wurde eine Kokille gegossen, dabei wurde Weißfleckigkeit völlig vermieden. Die Kokille aus dem
legierten Gußeisen hatte eine Lebensdauer von 91 Tagen, dabei wurden Risse und Lunker an ihr nicht s'·
festgestellt. Eine Kokille aus unlegiertem Gußeisen wies unter den gleichen Bedingungen eine Lebensdauer von
nur 27 Tage auf. Es wurde die Bildung von Rissen und Lunkern beobachtet.
Ein Lichtbogenofen wird mit 2400 kg Zirkonkonzentrat. 571.2 kg Eisenerz und 732 kg Aluminiumpulver
beschickt. Die Gewichtsanteile der angegebene Rohstoffe verhalten sich zueinander entsprechend wie ■"'
65,8 : 15,4 : 19,8. Die eingegebenen Rohstoffe werden
33 Stunden bei 2000" C geschmolzen. Es ergeben sich 868 kg Metallegierung mit 23,9 Gew.-% Zirkoniumgehalt,
39.7 Gew.-°/o Eisengehalt, 33,4 Gew.-% Siliziumgehalt,
0,6Gew.-% Aluminiumgehalt und 2,4 Gew.-% 4>
Begleitstoffe. Ferner fallen 2892 kg Zirkonkorund an, der 48,1 Gew.-% Zirkoniumdioxyd, 46,2 Gew.-% Aluminiumoxyd,
2,4 Gew.-°/o Siliziumdioxyd, 0,9 Gew.-% Calciumoxyd, 1 Gew.-% Magnesiumoxyd und 1,4 Gew.-% Gesamteisen enthalten. Der Zirkonkorund
wird in massive Metallkokillen vergossen und an der Luft gekühlt. Der irr Elektroofen zurückgebliebenen
Legierung werden 240 kg Calciumoxyd. 510 kg Ferrosilizium mit 75 Gew.-% Siliziumgehalt und 24 Gew.-%
Eisengehalt, 248 kg Ferrbmangan mit 87 Gew.-% "
Mangangehalt, 2,5 Gew.-% Siliziumgehalt und J0Gew.-% Eisengehalt sowie 334 kg Ferrotitan mit
32Gew.-% Titangehalt, 10Gew.-% Siliziumgehalt,
46Gew.-% Eisengehalt und 10 Gew.-% Aluminiumgehalt
zugesetzL Die zugesetzten Komponenten werden 1,1 Stunden bei 2000° C geschmolzen.
Es ergeben sich dabei 1939 kg Metallegierung, die aus 10,8Gew.-% Zirkonium, 353 Gew.-% Eisen, Gew.-% Silizium, 2 Gew.-% Aluminium, 10,1 Gew.-% Mangan, 4,7 Gew.-% Titan, und 1.1 Gew.-% Begleitstoffe besteht Es fallen auch 205 kg Krätzschlacke an, die Zirkonium nicht enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Es ergeben sich dabei 1939 kg Metallegierung, die aus 10,8Gew.-% Zirkonium, 353 Gew.-% Eisen, Gew.-% Silizium, 2 Gew.-% Aluminium, 10,1 Gew.-% Mangan, 4,7 Gew.-% Titan, und 1.1 Gew.-% Begleitstoffe besteht Es fallen auch 205 kg Krätzschlacke an, die Zirkonium nicht enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Die so gewonnene Metallegierung wurde als Legierungs/usat/
für Grauguß verwendet, dessen chemische Zusammensetzung im Beispiel 6 angegeben war. Die
erfindungsgemaß erzeugte Legierung wurde in einer Menge von 1% vom Gewicht des Graugusses dem
Grauguß zugegeben. Es ergab sich ein legiertes Gußeisen mit folgender chemischer Zusammensetzung
(in Gew. "Zn): Kohlenstoff — 3,61, Silizium — 2,72.
Mangan - 0.19, Schwefel - 0.08, Titan - 0,05.
Zirkonium — 0.09, Eisen — Rest. Aus dem legierten Gußeisen wurde eine Kokille gegossen, dabei wurde
Weißfleckigkeit völlig ausgeschlossen. Die Kokille aus dem legierten Gußeisen wies eine Lebensdauer von
115 Tage auf, dabei wurde keine Risse- und Lunkerbildung an der Kokille festgestellt. Die Kokille aus
unlegiertem Gußeisen hatte unter den gleichen Bedingungen eine Lebensdauer von nur 27 Tage. Fs
wurden auch Risse und Lunker beobachtet.
Ein Lichtbogenofen wird mit 1600 kg Zirkonkon/ontrat
420.8 kg Eisenerz und 539,2 kg Aluminiumpulver beschickt. Die Gewichtsanteile der angegebenen Rohstoffe
verhalten sich zueinander entsprechend wie 62.5:16.4:21.1. Die eingebrachten Rohstoffe werden
innerhalb von 2,1 Stunden bei 20000C geschmolzen. Es
ergeben sich 650 kg Metallegierung mit 28 Gew. % Zirkoniumjr.fcalt, 39 Gew.-% Eisengehalt. 30.Λ Gew.-%
Siliziumgehalt. 0.6Gew.-°/o Aluminiumgehalt und 2.1 Gew.-% Begleitstoffe. Ferner ergeben sich 1900 kg
Zirkonkorund, der aus 44,5 Gew.-% Zirkoniumdioxyd. 50.3 Gew.-°/o Aluminiumoxyd. 2,2 Gsw.-% Siliziumdioxyd.
0,8 Gew.-% Calciumoxyd, 1,2 Gew.-% Magnesiumoxyd und 1 Gew.-°/o Gesamteisen besteht. Der
Zirkonkorund wird in massive Metallkokillen vergossen und an der Luft gekühlt. Der im Elektroofen
zurückgebliebenen Metallegierung werden 560 ke CaI-ciumfluorid. 2165 kg Ferrosilizium mit 75 Gew.-%
Siliziumgehalt und 24 Gew.-% Eisengehalt. 550 kg Ferrosilikomangan mit 73,8 Gew.-% Mangangehalt.
18,6Gew.-% Siliziumgehalt und 5,3 Gew.-°/o Eisengehalt
und 704 kg metallisches Titan mit 92 Gew.-°/o Titan zugegeben. Die zugegebenen Komponenten werden
3,5 Stunden bei 2000°C geschmolzen. Es ergeben sich 3888 kg Metallegierung mit 4,9 Gew.-°/o Zirkoniumgehalt.
24.1 Gew.-% Eisengehalt, 47 Gew.-% Siliziumgehalt. 0,1 Gew.-°/o Aluminiumgehalt.9,4 Gew.-°/o Mangangehalt,
14.1 Gew.-% Titangehalt und 0,4Gew.-% Begleitstoffe sowie 490 kg Krätzschlacke, die kein
Zirkonium enthält. Die Metallegierung und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Zirkonkonzentrat, Eisenerz und Aluminiumpulver werden in einem Elektroofen unter den gleichen
Bedingungen und im gleichen Gewichtsverhältnis wie im Beispiel 7 geschmolzen. Der Zirkonkorund wird in
massive Metallkokillen vergossen und gekühlt. Der im Elektroofen zurückgebliebenen Metallegierung werden
120 kg Kalk, der 96 Gew.-% Calciumoxyd enthält, 500 kg Ferrosilizium, das 75 Gew.-% Silizium und
24 Gew.-°/o Eisen enthält, ferner 650 kg Ferrosilikomangan mit 73,8Gew.-% Mangangehalt, 18,6Gew.-%
Siüziumgehalt und 53 Gew.-% Eisengehalt sowie 520 kg metallisches Titan mit 92 Gew.-% Titan zugesetzt
Die angegebenen Komponenten werden bei 2000° C im Laufe von 1,8 Stunden geschmolzen. Es
ergeben sich 2400 kg Metallegierung mit H.b Gew.%
Zirkoniumgehalt. l^.bGew.-'Vn Ijsengehalt.
32.7 Gew.-% Siliziumgchalt, 0,2 Gew.-"·!. Aluminiumgehalt,
19.9 Gew.-% Mangangehalt, 18.1 Gew.-% Titnngehiilt
und n.9 Gew.-% Begleitsioffe sowie 110 kg
Kriitzschlacke. die kein Zirkonium enthält. Die Metalk1
gieriing und die Schlacke werden getrennt vergossen.
Claims (2)
1. Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von zirkonium-, eisen-, Silizium- und aluminiumhaltigen
Metallegierungen und Zirkonkorund durch Niederschmelzen der Einsatzstoffe, wie Zirkonkonzentrat,
Eisenerz und Aluminium in einem Gewichtsverhältnis von entsprechend 51 bis 69 :9,9 bis 16,5 :19,8 bis
34,8 bei 1950 bis 20000C sowie getrenntes Vergießen
der Endprodukte, wobei zunächst der Zirkonkorund und dann die Metallegierung vergossen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß man der geschmolzenen Metallegierung vor dem Vergießen
Flußmittel in einer Menge von 5 bis 35% und Einsatzstoffe, wie Ferrosilizium, umgerechnet auf
den Siliziumgehalt, in einer Menge von 3 bis 102% sowie Ferrosilikomangan, Ferromangan oder metallisches
Mangan, umgerechnet auf den Mangangehalt, in einer Menge von 3 bis 26%, bezogen auf das
Gewicht des Zirkonkonzentrats zugibt und die genannten Flußmittel und Ersatzstoffe bei !950 bis
200O0C schmilzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der geschmolzenen Metallegierung
neben den Flußmitteln und den angegebenen Einsatzstoffen vor dem Vergießen auch noch
Ferrosilikotitan, Ferrotitan oder metallisches Titan,
umgerechnet auf Titan, in einer Menge von 4 bis 41%, bezogen auf das Gewicht des Zirkonkonzentrats
zugibt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792942576 DE2942576C2 (de) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von Metallegierungen und Zirkonkorund |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792942576 DE2942576C2 (de) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von Metallegierungen und Zirkonkorund |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2942576A1 DE2942576A1 (de) | 1981-05-14 |
DE2942576C2 true DE2942576C2 (de) | 1983-11-03 |
Family
ID=6084044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792942576 Expired DE2942576C2 (de) | 1979-10-22 | 1979-10-22 | Verfahren zur gemeinsamen Herstellung von Metallegierungen und Zirkonkorund |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2942576C2 (de) |
-
1979
- 1979-10-22 DE DE19792942576 patent/DE2942576C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2942576A1 (de) | 1981-05-14 |
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