DE912554C - Herstellung von Formstuecken aus fluessiger Schlacke, insbesondere aus Hochofenschlacke - Google Patents

Description

• Herstellung von Formstücken aus flüssiger Schlacke, insbesondere aus Hochofenschlacke Bei der Gewinnung des Roheisens im Hochofen fällt etwa eine gleich große Menge Hochofenschlacke an. Trotz der verschiedenartigen Möglichkeiten der Verwendung als Hüttenkalk, Zementzuschlagstoff und ähnliches wandert doch ein großer Teil der Hochofenschlacke auf die Halde und stellt für die Werke einen großen Ballast dar. Jede weitere Verwendungsmöglichkeit von Hochofenschlacke erhöht daher die Wirtschaftlichkeit der Roheisengewinnung.
• Es ist bekannt, Hochofenschlacke im schmelzflüssigen Zustand zur Herstellung von Pflastersteinen oder Platten zu benutzen. Das Vergießen der Hochofenschlacke geht dabei so vor sich, daß die Schlacke in große, vorher vorbereitete Beete, die Eisenformen enthalten, gegossen wird. Über die gegossenen Formen wird dann eine Schlackendecke in einer Höhe von io cm gegossen, damit die Steine langsam abkühlen können: Die Zeitdauer vom Gießen bis zum Herauslösen der Pflastersteine aus den Formen beträgt io bis 14 Tage. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren sehr primitiv ist, weisen die gegossenen Schlackensteine in sehr vielen Fällen außerordentlich große Mängel auf, die dadurch bedingt sind, daß die Abkühlung nicht gleichmäßig erfolgt oder aber daß die Gußstücke eine sehr große Blasigkeit aufweisen. Außerdem muß die Analyse der Hochofenschlacke in engen Grenzen gehalten werden, um die Ausfälle auf ein erträgliches Maß zurückzuführen.
• Es ist ferner bekannt, flüssige Schlacke in geteilte Formen aus Stahlguß zu vergießen oder die flüssige Schlacke nach Beimischung von Kokslösche, Ton u. dgl. in Gießformen zu pressen, wonach @ der heiße Stein schnell aus den Formen herausgenommen und darauf in einen Kühl- oder Temperofen eingesetzt wird. Diese Maßnahme allein reicht aber nicht aus, um. zu einwandfreien Formstücken zu gelangen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können Schlackensteine und andere Formstücke in wesentlich kürzerer Zeit als bisher hergestellt werden, wobei die Steine einzeln in Formen gegossen und anschließend einer besonderen Wärmebehandlung unterworfen werden. Erfindungsgemäß wird die Schlacke bei Temperaturen wenig oberhalb der Schmelztemperaturen vergossen, und es werden die Formstücke aus der Form herausgenommen, sobald sie oberflächig erstarrt sind, worauf die «eitere Abkühlung so verzögert wird, daß auch die äußeren Teile rekristallisieren und die Formstücke das Primärgefüge beibehalten; dann können sie einer beliebigen Abkühlung überlassen werden. Die Verzögerung der Abkühlung erstreckt sich insbesondere auf den Temperaturbereich, der bei Erreichen einer Temperatur, die unterhalb des Erweichungspunktes und in der Nähe des Sinterpunktes liegt, z. B. 1200 bis 115o°, beginnt und bei etwa 700° endet.
• Beim Einhalten der Gießtemperatur verbleibt eine geringstmögliche Menge von Poren und Gasen in dem Werkstoff, und der gegossene Körper erhält eine feinkristalline Struktur. Würden die Formstücke nun ohne weiteres sich selbst überlassen, dann träte infolge hoher Abkühlungsgeschwindigkeit an der Luft oder in Kieselgur eine Veränderung des Gefüges auf, indem es von dem feinkörnigen in den teilweise glasigen Zustand übergeht. Weiter würde die Gefahr einer Änderung der 8-Form des Dikalziumsilikats in die -Form eintreten, wodurch die Schlacke Zerfallserscheinungen aufweisen würde, die das Gußstück ', nach einiger Zeit zerstören.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise so durchgeführt, daß das Formstück nach oberflächiger Erstarrung aus der Güßform entfernt und unverzüglich in einen Rekristallisationsofen eingesetzt wird. Die Rekristallisationstemperatur liegt dabei in der Nähe der Sintertemperatur der Schlacke. Sie muß unterhalb des Erweichungspunktes liegen, da sonst 'Verformungen des Formstückes auftreten würden. Die verzögerte Abkühlung im Rekristallisationsofen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es ist möglich, das Formstück, nachdem es sich auf die Temperatur des Ofens, z. B. auf ii5o°, abgekühlt hat, innerhalb einiger Stunden auf etwa 700' weiterzukühlen, ohne das Formstück längere Zeit auf der Temperatur zu halten, die der Ofen beim Einsetzen hatte. Es ist aber auch möglich, die Gußstücke längere Zeit bei der Anfangstemperatur, z. B. i2oo bis 115o°, zu halten und sie dann nach Abkühlung auf etwa 70o° aus dem Ofen herauszunehmen. Bei dem Verfahren werden gleichzeitig Kühl- und Spannungsrisse ver- i mieden.
• Formstücke, die erfindungsgemäß behandelt worden sind, weisen Festigkeiten auf, die in der Größenordnung von 3ooo bis 6ooo kg; cm'= liegen. Entscheidend für die Festigkeit ist das kristalline Gefüge, das durch die i erfindungsgemäße Behandlung gewährleistet wird.
• Während bei der bisher ausgeübten Art des Vergießend der Hochofenschläcke nur einfache Formen, wie Pflastersteine, hergestellt werden konnten, ist es bei Ausübung der Erfindung möglich, auch komplizierte Stücke, wie Rohre, Reibschalen, Platten und ähnliche Gebrauchsgegenstände, herzustellen. Beim Gießen von Rohren ist es dabei zweckmäßig, als Kernstück Graphit oder ein ähnliches Material zu benutzen, um eine leichtere Loslösung des Kernes zu ermöglichen.
• Die Ausübung des neuen Verfahrens bietet gegenüber den bisher üblichen unter anderem den Vorteil größerer Produktionsmöglichkeiten, da die Abkühlung der Formstücke im Ofen wesentlich schneller vor sich gehen kann als die bisher ausgeübte Temperung von z. B. Pflastersteinen in großen Beeten. Die Abkühlung beträgt je nach Form und Gewicht der Steine bzw. Wandstärke und Länge von Rohren zwischen 2 Stunden bei kleinen Formstücken und maximal 32 Stunden bei großen Formstücken; der Wärmebedarf für den Glühofen ist außerordentlich gering, da die Gußstücke noch einen großen Teil ihrer Eigenwärme mitbringen und diese durch Strahlung an die Ofenwände abgeben können. Das Verfahren nach der Erfindung bietet vor allen Dingen noch den weiteren Vorteil, daß es der Hochofenschlacke ein Gebiet erschließen kann, das ihr bisher verwehrt war, wie z. B. das Herstellen von Kanalisationsrohren oder Abflußrohren: Beispiele 1. Eine Schlacke mit 45,98% Ca 0, 1z,95 % A1203, 32,90°; o Si02, 1,z7 0/0 TVIn, I,200/,Fe, 4.04 0,1o Mg0 und 1,15 0,10 S wurde bei 13700 C vergossen. Der daraus hergestellte Kanalstein im Gewicht von etwa i kg wurde danach in der Gußform nur so lange belassen, bis die Außenhaut erstarrt war, anschließend wurde er aus der Gußform entfernt und in einen Rekristallisationsofen dessen Temperatur 1150' C beträgt, eingesetzt. Nachdem der Stein nach io Minuten die Temperatur des Ofens angenommen hatte, wurde er innerhalb von zwei Stunden auf 700° heruntergekühlt und dann sich selbst überlassen. Der so erzeugte Kanalstein wies eine Festigkeit von 320o kg/cm2 auf.
• 2: Eine andere Schlacke mit 41,77 % Ca0, 14,18 0/ö A120.,, 4,91 ojo M90, 33,62 0/0 S'02. 2,5°!o Fe, 0,57 0/0 Mn, 1,52 °l, S wurde bei 142o" C vergossen, die Gußstücke nach oberflächiger Erstarrung aus der Form genommen und in den Rekristallisationsofen eingesetzt, wo sie eine Zeitlang bei i2oö' C geglüht wurden. Nach dem Abkühlen auf etwa 700° C, wobei die Abkühlungszeit je nach Gewicht, Profil und Wandstärke des Gußstückes zwischen etwa 2 und 30 Stunden liegen kann, wurden sie aus dem Ofen genommen und an der Luft abgekühlt. Sie wiesen eine schöne glatte Oberfläche auf, wie sie z. B. bei Tonrohren bekannt ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. ''erfahren zur Herstellung von Formstücken aus flüssiger Schlacke, z. B. aus Hochofenschlacke, insbesondere aus basischer Hochofenschlacke, mit einer dem Gießen nachfolgenden Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergießen der Schlacke wenig oberhalb der Schmelztemperaturen erfolgt und daß die Formstücke aus der Gußform entfernt «-erden, sobald sie oberflächig erstarrt sind, worauf die weitere Abkühlung der Formstücke bei Erreichen einer Temperatur, die unterhalb des Erweichungspunktes und in der Nähe des Sinterpunktes liegt, z. B. i2oo bis ii5o°, so verzögert wird, daß auch die äußeren Teile rekristallisieren und die Formstücke das Primärgefüge beibehalten, worauf sie einer beliebigen Abkühlung überlassen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacken bei Temperaturen, die etwa 3o bis 8o° C über der Schmelztemperatur liegen, vergossen werden.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke nach dem Herausnehmen aus der Form unverzüglich in einen Rekristallisationsofen eingesetzt werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke zunächst eine Zeitlang auf Temperaturen bei oder in der Nähe der Rekristallisationstemperatur gehalten, darauf bis auf etwa 700° langsam und von dieser Temperatur beliebig abgekühlt werden.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke von der Rekristallisationstemperatur bis auf etwa 7oo° C im Verlauf weniger Stunden heruntergekühlt und dann beliebig abgekühlt werden. Angezogene Druckschriften A. G u t t m a n n »Die Verwendung der Hochofenschlacke«, 1934, S.235.