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Metallgießverfahren, insbesondere für Eisen- und Stahlschmelzen Vorliegende
Erfindung betrifft Metallgießverfahren, insbesondere für Eisen- und Stahlschmelzen,
wobei ein die Metallschmelze vor Luftzutritt schützender Durchlauf mit einer stückigen
oder körnigen, kohlenstoffhaltigen Füllung verwendet wird.
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Bekannten Verfahren dieser Art gegenüber kennzeichnet sich das Gießverfahren
nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß dabei die Metallschmelze beim Fließen
durch eine reduzierende Gasatmosphäre, die sich aus der hocherhitzten kohlenstoffhaltigen
Füllung des Durchlaufs selbsttätig ergänzt, unter feiner Zerteilung desoxydiert
und entschlackt wird.
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Die Vorerhitzung des Durchlaufkörpers mit seiner kohlenstoffhaltigen
Füllung erfolgt dabei, zweckmäßig über Schmelztemperatur des Metalls, je nach Art
der Schmelze und je nach dem gewünschten Grad der Desoxydierung bzw. der Aufkohlung
mittels Heizgasen mit zweckmäßig regelbarem Luftüberschuß bzw. auch unter Luftmangel.
Als Füllung für den Durchlaufkörper der Schmelze wird gemäß einer Ausführungsart
des Gießverfahrens nach der Erfindung ein Gemisch von stückigem, kohlenstoffhaltigem
Stoff und hitzebeständigen, porösen Stoffen verwendet, die die kohlenstoffhaltige
Masse im Durchlaufkörper, besonders auch bei der hohen Vorerhitzung des Durchlaufkörpers
mit seiner Füllung, vor unerwünscht zu starkem Verbrennen schützen und auch beim
Durchgang der Schmelze den eigentlichen Gießvorgang nach dem Erfindungszweck giinstig
beeinflussen.
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Weile nur eine möglichst begrenzte Berührung der Schmelze mit der
kohlenstoffhaltigen Füllung des Durchlaufkörpers angestrebt wird, kann die Füllung
für den Durchlaufkörper aus stückigem oder körnigem Kohlenstoff bestehen, der in
Hüllen von feuerfesten, nicht brennbaren, porösen Stoffen, z. B. gemahlenen Schlacken,
Schlackenwolle, Schlackenpulver, Schamotte oder Gemischen dieser Stoffe, die gegebenenfalls
in
reduzierender Atmosphäre schwach gebrannte L mschlußkörper der
Kohlenstoffbestandteile bilden können, eingeschlossen ist.
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Es ist bekannt, beim Gießen von Metallschmelzen einen die Metallschmelze
vor Luftzutritt schützenden, syphonartigen Schmelzabschlußüberlauf zu verwenden.
Vorgeschlagen wurde auch bereits die Kohlung von Eisenschmelzen durch Filtrieren
des flüssigen Metalls durch eine in einem unten offenen Durchlaufkessel enthaltene
Schicht von stükkigem Kohlenstoff sowie ferner auch mit einem v erschlackbaren Überzug
vor dem Verbrennen geschützte Kohlungsmittel für Metallschmelzen.
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Beim vorliegenden Gießverfahren gelingt es aber, in der fein zerteilten
Schmelze auch geringe Reste von Oxyd und Schlackeneinschlüssen, die besonders bei
hochwertigen Stählen schädlich sein können, zu beseitigen und Neubildungen davon
zu verhüten, da sich die reduzierende Gasatmosphäre aus der hocherhitzten, kohlenstoffhaltigen
Füllung des Durchlaufkörpers, der mit dem an sich bekannten, syphonartigen Schmelzabschlußüberlauf
versehen ist, unter Verhinderung eines schädlichen Luftzutritts dauernd selbsttätig
ergänzt. Die mitgerissenen Schlacken bleiben beim Durchfluß der Schmelze an Teilen
der Füllschicht haften oder schwimmen auf dem freien Schmelzspiegel der Metallschmelze,
der sich am Durchlaufmundstück bildet, auf und werden dort abgeleitet. Die sich
im Durchlaufmundstück, welches svphonartig ausgebildet ist, ansammelnde :Metallschmelze
ergibt dabei den hydraulischen Luftabschluß. Daraus gelangt das geschmolzene Metall
durch einen Überlauf entweder in einen zweiten Gießtrichter oder in die Gußform.
Die Höhe des Überlaufs bestimmt dabei die Höhe des sich selbst einstellenden Spiegels
der Metallschmelze, auf welcher ein Teil der durch die kohlenstoffhaltige Füllung
hindurchgelangten Schlacke schwimmt und zu ebenfalls in dieser Höhe seitlich angebrachten
Auslässen bzw. Sammelräumen abfließt.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt eine Vorerhi;tzung des Durchlaufkörpers
mit seiner kohlenstoffhaltigen Füllung zweckmäßig auf eine Temperatur, die über
der Schmelztemperatur des zu gießenden Metalls liegt. Um diese hohe Temperatur zu
erreichen, ist es unter Umständen erforderlich, hierbei den Durchlaufkörper mit
im L uftüberschuß brennenden Gasen auf dein Vorwärmherd zu durchblasen. In vielen
Fällen genügt es aber auch, besonders um die kohlenstoffhaltige Füllung vor Verbrennung
zu schonen, dieses Durchblasen mit reduzierenden Gasen mindestens zunächst einzuleiten.
Nicht brennbare Umschlußkörper aus Schamotte, Schlacke oder geeigneten Gemischen
dieser Stoffe kommen bei dieser Vorerwärmung zum Schmelzen bzw. Sintern und bilden
die mehrfach erwähnten Schutzhüllen für die kohlenstoffhaltigen Stoffe. Die Kohlenstoffkörner
können so außer unmittelbarer Berührung mit der den Durchlaufkörper durchfließenden
Metallschmelze bleiben, nehmen aber in allen Gasreaktionen an der Bildung der reduzie-.reilden
Atmosphäre teil.
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Im Vorerhitzungsherd, an welchem der Durchlaufkörper zweckmäßig mit
einem dichtschließenden Kragen aufsitzt, kann stükkiger, möglichst aschefreier Brennstoff
oder Gas verbrannt werden, wobei die Luftzufuhr zweckmäßig in weiten Grenzen regelbar
sein soll, um die Temperatur der Flamme, deren Länge und die Menge des freien Sauerstoffs
der Verbrennungsluft regeln zu können. Die gründliche Vorerhitzung des Durchlaufkörpers
sichert die Vorrichtung gegen betriebsstörende Verstopfungen und damit gründliche
Desoxydation der Schmelze.
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Die Zeichnung stellt im Schnitt zwei Durchlaufkörperformen zur Ausführung
des Gießverfahrens nach der Erfindung beispielsweise dar.
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Gemäß Abb. i ragt der konische Oberteil i des aus z. B. feuerfestem
Schamotte bestehenden Durchlaufkörpers, der die kohlenstoffhaltige Füllung enthält,
mit seinem unteren Ende g in den überhöhten Kragen 5 des bei Zulauf der Metallschmelze
syphonartig von der Schmelze nach unten und seitlich abgedichteten Mundstücks 2,
das an Auflagern des aus wärmeisolierenden Segmenten i i. 1 2 bestehenden Mantels
abgestützt ist. Die erhöhte Oberkante 8 der Ausflußbohrung 3 des Mundstücks 2 ist
zwischen Unterkante 9 des Oberteils i und der syphonartigen Sammelrinne des NIundstücles
2 mit einer die Schmelze unten durchlassenden Bogenkappe d. überbrückt. Der überhöhte
Kragen 5 des :Mundstücks 2 ist mit einer Aussparung 6 versehen, deren Sohle ? in
gleicher Höhe finit dem Oberrand 8 der Abflußöffnung 3 der Schmelze zur Gußform
liegt und die Ableitung der auf dem Schmelzspiegel sich ansaillmelnden Schlacke
zum Kanal io der Ummantelung i i, 12 vermittelt, aus dem die noch flüssige Schlacke
abgezogen werden kann.
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Bei der Ausführung des Durchlaufkörpers nach Abb. :2 nehmen mit Ankereisen
22 ausgerüstete, eisenarmierte feuerfeste Wände 13 ebenfalls feuerfeste Einsatzstücke
i-. bis i8 auf, wobei zwischen den Teilen 16, 17 und 18 ein Trichter mit feuerfestem
Auflagerost -21 für die kohlenstoffhaltige Füllung gebildet ist. Daran schließt
sich zwischen den Steinen i6 und 1.1 die syphonartige Saniinelrinne für
den
livdratilisclien Verschluß aus der MetallschineIze an, deren Spiegel und Überlauf
zum hurchlaufauslaß zur Gießform durch die Hölle der Kante i9 des Steines 14 bestimmt
; sind. Der gegenüberliegende Schlackenauslaß 2o ist dabei etwa in gleicher Hölle
mit der ; Kante ig für die Begrenzung der syphonartigen Sammelrinne der Metallschmelze
angebracht.