DE3236391C2 - Gießpulver für den Stahlguß - Google Patents
Gießpulver für den StahlgußInfo
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Abstract
Bei einem Gießpulver für den Stahlguß, insbesondere für hochlegierte Stähle und für den Strangguß, mit mehreren Gießpulverkomponenten, insbesondere mit CaO, ggf. MgO, SiO2 und Al2O3, wird eine besonders gute Oberflächenbeschaffenheit der Gußstücke, auch und insbesondere beim Strangguß, dadurch erzielt, daß das Verhältnis der Anteile in Gewichtsprozent von basischen zu sauren Gießpulverkomponenten, - die Basizität -, insbesondere das Verhältnis der Anteile von CaO/MgO einerseits zu SiO2 andererseits, größer als 1,4 ist, nämlich zwischen 1,4 und 5,0, vorzugsweise zwischen 3 und 4, insbesondere bei etwa 3,5 liegt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gießpulver für den Stahlguß, insbesondere für hochlegierte Stähle und für den
Strangguß, mit mehreren Gießpulverkomponenten, unter anderem mit basischen und sauren Gießpulverkomponenten,
insbesondere mit CaO, ggf. MgO, S1O2 und AI2O3, wobei das Verhältnis der Anteile in Gewichtsprozent
von CaO/MgO einerseits zu S1O2 andererseits — die Basizität — größer als 1 ist.
Gießpulver der in Rede stehenden Art werden verwendet, um den Reinheitsgrad von Gußstücken zu erhöhen,
um die Erstarrungsbedingungen des gegossenen Stahls zu verbessern und um Gußstücke mit besonders
guter Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten. Dabei sollen Gießpulver der in Rede stehenden Art aufgrund
ihrer Wärmedämmung eine zu rasche Abkühlung der Stahlschmelze verhindern, dem Einlrieren von Verunreinigungen
in die Stahlschmelze entgegenwirken, unter Umständen Kokillenfehler verdecken usw. Diese Gießpulver
bilden mit nichtmetallischen Verunreinigungen des Stahles, die während des Gießvorganges an die
Oberfläche gelangen, eine relativ dünnflüssige Schlacke.
Bei Gießpulvern geht ein grundlegendes Bestreben dahin, das Schmelzintervall, die Viskosität und die Benetzbarkeit
der sich bildenden Schlacke vorteilhaft zu beeinflussen, z. B. dahingehend, daß ein möglichst enges,
bei relativ niedriger Temperatur liegendes Schmelzintervall, eine niedrige Viskosität und eine hohe Benetzbarkeit
erzielt werden. Der Begriff des Schmelzintervalles beschreibt bei Gießpulver der in Rede stehenden Art
deren Eigenschaft, keinen genau definierbaren Schmelzpunkt zu haben. Tatsächlich erweichen diese Gießpulver
zunächst beim Erhitzen und schmelzen dann je nach ihrer Zusammensetzung, also nach den vorhandenen
Gießpulverkomponenten, über einen bestimmten Temperaturbereich, bevor sie vollständig zum Fluß kommen.
Um hier gewisse vergleichbare Meßwerte zu gewinnen, werden aus den zu untersuchenden Substanzen
Probekörper bestimmter Form hergestellt und deren charakteristische Zustandsänderungen beim Erhitzen
ermittelt. Das erfolgt mit Hilfe eines sogenannten Erhitzungsmikroskopes
(vgl. den Prospekt der Firma Leitz, Wetzlar »Erhitzungsmikroskope«, Vi/73/DLW/L). Aus
den für die Beurteilung des Schmelzverhaltens von Gießpulvern charakteristischen Formänderungen des
jeweiligen Probekörpers können einigermaßen genau definierbare Temperaturpunkte ermittelt werden, die
sogenannte Erweichungstemperatur, die sogenannte Schmelztemperatur und die sogenannte Fließtemperatur.
Das Intervall zwischen Schmelztemperatur und Fließtemperatur wird als Schmelzintervall bezeichnet,
ein enges Schmelzintervall bedeutet also ein schnelles Aufschmelzen des Gießpulvers, was aus gießtechnischen
Gründen anzustreben ist.
Das bekannte Gießpulver, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die DE-OS 26 12 803), weist als Grundkomponenten
die Komponenten des Dreistoffsystems Kieselsäure-Kalk-Tonerde (S1O2; CaO oder eine CaO
liefernde Komponente, wie CaCOs; AI2O3) auf. Die Basizität
liegt bei diesem bekannten Gießpulver theoretisch rechnerisch zwischen 0,33 und 3, in den speziellen
Ausführungsbeispielen bei 1,33 bzw. 1,24. Grundsätzlich wird darauf verwiesen, daß die günstigste Zusammensetzung
des Gießpulvers hinsichtlich der Komponenten S1O2, CaO und AI2O3 dann vorliegt, wenn im Dreistoffdiagramm
ein relativ enger Bereich mit hohen Gehalten an S1O2 und CaO und einem niederen Gehalt von AI2O3
eingehalten wird. Im übrigen enthält dieses bekannte Gießpulver noch weitere Bestandteile, wie Kalziumfluorid,
Natriumkarbonat. Kaliumkarbonat und natürlichen Kohlenstoff. Das Kalziumtluorid und die Alkalikarbonate
dienen als Flußmittel.
Das bekannte, zuvor erläuterte Gießpulver ist hinsichtlich der Qualität der Gußstücke, insbesondere hinsichtlich
der Oberflächenbeschaffenheit der Gußstücke noch verbesserungsfähig. Insbesondere ist dieses Gießpulver
nicht optimal für den Strangguß geeignet. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, ein Gießpulver anzugeben, bei dessen Verwendung eine besonders gute Oberflächenbeschaffenheit
der Gußstücke erzielt wird und das auch und insbesondere für den Strangguß geeignet
ist.
Das erfindungsgemäße Gießpulver für den Stahlguß, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Basizität zwischen 3 und 5, insbesondere bei etwa 3,5 liegt und daß der Anteil
von CaO 40 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 45 Gewichtsprozent, der Anteil von MgO weniger als
1 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 0,25 Gewichtsprozent, und
der Anteil von S1O2 8 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise
10 bis 15 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 12,5 Gewichtsprozent beträgt. Hierbei kann der Anteil
von AI2O3 vorteilhafterweise 5 bis 35 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 22 Gewichtsprozent betragen.
Die erhöhte Basizität hat zunächst eine höhere Benetzbarkeit zur Folge, die Oberfläche der Gußstücke
wird also von dem aufgeschmolzenen Gießpulver bzw. der entsprechenden Schlacke besonders gleichmäßig
benetzt. Außerdem hat sich gezeigt, daß durch eine Erhöhung der Basizität eine drastische Verkleinerung des
Schmelzintervalles zu verwirklichen ist, daß sich nämlich das Schmelzintervall sogar bis auf praktisch Null
verkleinern läßt. Mit anderen Worten ist durch eine hohe Basizität erreichbar, daß die Schmelztemperatur
praktisch mit der Fließtemperatur zusammenfällt, daß
also das Gießpulver nach erfolgtem Erweichen praktisch
schlagartig aufschmilzt. Bei dem umgekehrten Weg, also dem Erstarren des flüssigen Gießpulvers bzw.
der entsprechenden Schlacke, ergibt sich ein entsprechend enges Erstarrungsintervall. Das enge Schmelz- ϊ
bzw. Erstarrungsintervall beruht darauf, daß die erhöhte Basizität zu einer kristallinen Struktur des erstarrten
Gießpulvers bzw. der erstarrten Schlacke führt, wohingegen eine geringere Basizität mit einer amorphen
Struktur im Erstarrungszustand einhergeht i<>
Die durch die erhöhte Basizität bei dem erfindungsgemäßen Gießpulver erreichte hohe Benetzbarktit hat besondere
Vorteil beim Strangguß. Durch die hohe Benetzbarkeit wird nämlich die Ausbildung einer besonders
gleichmäßigen Schlackenschicht zwischen der Stranggießkokille und dem in Erstarrung begriffenen
Strang flüssigen Stahles erreicht. Dementsprechend ist der Wärmeübergang zwischen dem in Erstarrung begriffenen
Strang und der als solcher zumeist wassergekühlten Kokille besonders gleichmäßig. Dadurch werden
bei Verwendung der bekannten Gießpulver häufig auftretende Längs- und Querrisse im Strang bei Verwendung
des erfindungsgemäßen Gießpulvers weitestgehend vermieden.
Zu dem zuvor in Verbindung mit der hohen Benetz- 2>
barkeit erläuterten Effekt insbesondere beim Strangguß trägt natürlich auch das enge Schmelzintervall bei. Die
für das enge Schmelzintervall verantwortliche kristalline Struktur des Gießpulvers bzw. der entsprechenden
Schlacke im erstarrten Zustand führt im übrigen noch s» dazu, daß beim Erstarren ganz erhebliche Spannungen
zwischen Gießpulver bzw. Schlacke und dem Gußstück bzw. dem Strang auftreten, so daß sich das Gießpulver
bzw. die Schlacke vollkommen leicht von dem Gußstück bzw. dem Strang löst, ohne an der Oberfläche irgendwelche
Reste zu hinterlassen.
Insgesamt sind also mit dem erfindungsgemäßen Gießpulver alle Voraussetzungen geschaffen, um sowohl
beim Kokillenguß als auch beim Strangguß Gußstücke mit ganz vorzüglicher Oberflächenbeschaffenheit
zu erhalten.
Im folgenden soll die Erfindung nochmals anhand einer Gegenüberstellung von Beispielen eines bekannten
und eines erfindungsgemäßen Gießpulvers erläutert werden.
Das bekannte Gießpulver hat folgende Zusammensetzung:
Die Basizität dieses Gießpulvers liegt bei 1,37. Die Viskosität hat folgenden Verlauf:
| Gew.-% | |
| SiO2 | 24,7 |
| AI2O3 | 6,8 |
| CaO | 33,5 |
| Na2O | 6,7 |
| K2O | 0,4 |
| MnO | 5,7 |
| MgO | 0,4 |
| TiO2 | 0,25 |
| Fe2O3 | QA |
| F | 5,9 |
| C | 6,95 |
| Glühverlust | 15,8 |
| Temperatur | Viskosität [Poise] |
| 1.273 K | 8,46 |
| 1.373 K | 3,72 |
| 1.473 K | 1,84 |
| 1.573 K | 1.0 |
| 1.673 K | 0,59 |
| 1.773 K | 0,37 |
| 1.873 K | 0,24 |
Demgegenüber hat das in diesem Beispiel erläuterte erfindungsgemäße Gießpulver folgende Zusammensetzung:
| Gew.-°/o | |
| SiO, | 12,58 |
| AI2O3 | 22,2 |
| CaO | 44,75 |
| Na2O | 4,19 |
| K2O | 3,4 |
| MnO | 1,48 |
| MgO | 0,22 |
| TiO2 | 0,15 |
| Fe2O3 | 3,63 |
| F | 7,89 |
| C | 0,8 |
| Glühverlust | 2,93 |
Die Basizität dieses Gießpulvers liegt bei 3,5. Der Viskositätsverlauf ist wie folgt:
| Temperatur | Viskosität [Poise] |
| 1.273 K | 13,35 |
| 1.373 K | 4,39 |
| 1.473 K | 1,69 |
| 1.573 K | 0,74 |
| 1.673 K | 0,36 |
| 1.773 K | 0,19 |
| 1.873 K | 0,11 |
Bei diesem Gießpulver ergibt sich eine Erweichungstemperatur von 1.400 K. Die Schmelztemperatur ist hier
mit der Fließtemperatur identisch, beträgt nämlich 1.553 K.
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Claims (2)
1. Gießpulver für den Stahlguß, insbesondere für hochlegierte Stähle un-j für den Strangguß, mit mehreren
Gießpulverkomponenten, unter anderem mit basischen und sauren Gießpulverkomponenten, insbesondere
mit CaO, ggf. MgO, SiOj und AI2O3, wobei
das Verhältnis der Anteile in Gewichtsprozent von CaO/MgO einerseits zu SiOj andererseits — die
Basizität — größer als 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basizität zwischen 3 und 5, insbesondere
bei etwa 3,5 liegt und daß der Anteil von CaO 40 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa
45 Gewichtsprozent, der Anteil von MgO weniger als 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent,
insbesondere etwa 0,25 Gewichtsprozent, und der Anteil von S1O2 8 bis 20 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 10 bis 15 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 12,5 Gewichtsprozent beträgt.
2. Gießpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von AI2O3 5 bis 35 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 22 Gewichtsprozent beträgt.
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|---|---|---|---|
| DE19823236391 DE3236391C2 (de) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | Gießpulver für den Stahlguß |
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|---|---|---|---|
| DE19823236391 DE3236391C2 (de) | 1982-10-01 | 1982-10-01 | Gießpulver für den Stahlguß |
Publications (2)
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|---|---|
| DE3236391A1 DE3236391A1 (de) | 1984-04-05 |
| DE3236391C2 true DE3236391C2 (de) | 1992-05-27 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3236391A1 (de) | 1984-04-05 |
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