DE907184C

DE907184C - Verfahren zum Herstellen mechanisch hochwertigen Gusseisens

Info

Publication number: DE907184C
Application number: DED10679D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Eugen Piwowarsky
Original assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Current assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Priority date: 1940-04-25
Filing date: 1940-04-25
Publication date: 1954-03-22

Description

Verfahren zum Herstellen mechanisch hochwertigen Gußeisens Während man für die Herstellung von Temperguß im allgemeinen von einer weißen Gattierung ausgeht und die Gußstücke mit weiß erstarrendem Gefüge gießt, verfährt man bei der Herstellung von Grauguß im allgemeinen derart, daß, ausgehend von einer grauen Gattierung, das Vergießen ohne oder mit nachträglichen Grauungszusätzen zu grau erstarrenden fertigen Gußstücken erfolgt.
Abweichend hiervon ist es auch bereits bekannt, die Herstellung von Grauguß derart vorzunehmen, daß, ausgehend von einer melierten oder annähernd weißen Gattierung, das Vergießen dieses Eisens mit nachträglicher Grauung zu den fertigen grau erstarrten Gußstücken erfolgt.
Da heutzutage bei der Erzeugung mechanisch hochwertigen Gußeisens dem Stahlschrottzusatz in der Gattierung eine überragende Bedeutung zukommt, andererseits jedoch die Verwendung hoher Stahlschrottanteile gegebenenfalls zu erhöhter Schwefelaufnahme, verminderter Gießfähigkeit, verstärkter Lunkerbildung und bei unsachgemäßer Schmelzführung zu einer ungleichmäßigen chemischen Zusammensetzung und damit zu unerwünschten Qualitätsschwankungen führen kann, ist auch bereits vorgeschlagen worden, zunächst unter Verwendung erhöhter Stahlschrottanteile ein synthetisches siliziumreiches Zwischenprodukt herzustellen und diese grau erstarrten Masseln alsdann als Gattierungsbestandteil in einem zweiten Schmelzprozeß zu benutzen, wobei das in diesem zweiten Schmelzprozeß anfallende Eisen ohne oder mit zusätzlicher Grauung zu den fertigen Gußstücken vergossen wird. Dieses Verfahren hat sich insbesondere dort bewährt, wo es auf die Herstellung mechanisch höherwertiger Gußeisensorten mit erniedrigtem Kohlenstoffgehalt aus dem Gießereischachtofen ankommt. Unter niedrig Bekohltem Gußeisen seien beim Kupolofenbetrieb Gußeisensorten unter 2,8 bis 3,00/a Gesamtkohlenstoff verstanden, deren untere Kohlenstoffgrenze im allgemeinen bei 2,4 bis 2,6% C liegt, während für den Flamm- oder Elektroofenbetrieb die untere Kohlenstoffgrenze bis zu etwa i,5 % Gesamtkohlenstoff zu erweitern wäre.
Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren gelingt nun die Herstellung mechanisch hochwertigen Gußeisens mit überraschend hohen Festigkeiten dadurch, daß man die primär aus stahlreichen Gattierungen erschmolzenen Massem möglichst siliziumarm und bei üblicher Bemessung bzw. üblichem Ouerschnitt mit weißem Bruchgefüge zur Erstarrung bringt und die Grauung des im Gießereisch:achtofen unter Verwendung dieser Masseln als Gattierungsbestandteile sekundär erschmolzenen Eisens in an sich bekannter Weise durch graphitisierend wirkende Zusätze, vorzugsweise in der Abstichrinne, dem Vorherd oder der Pfanne. vornimmt.
Beim Arbeiten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich nicht nur außerordentlich hohe Z,ugfestigkeiten von beispielsweise 38 kg/mm2 und mehr, sondern das so hergestellte Gußeisen weist fernerhin auch neben hoher Volumenbeständigkeit eine sehr geringe Wandstärkeempfindlichkeit auf, d. h. der Empfindlichkeitsfaktor der Wandstärke ist überraschend gering.
Im nachstehenden sei an Hand eines Beispiels der technische Fortschritt des neuen Verfahrens erläutert, und zwar unter Zugrundelegung eines mechanisch hochwertigen Gusses mit etwa 3,20/a C, 2,2 bis 2,401o Si, o,80lo Mn und unter o,a5o/o P. Bei Erzeugung dieses Gusses aus einer Gattierung mit 4o% Stahl im Kupolofen ergeben sich Zugfestigkeitswerte von 26 bis 32 kg/mm2 und einem Empfindlichkeitsfaktor der Wandstärke (- ca) von o.25 bis 0,32.
Bei Erzeugung dieses Eisens unter sekundärer Verwendung von 6o % weiß erstarrter Masseln, welche primär aus einer Gattierung .erschmolzen waren, welche 8o % Stahl enthielt, ergab sich eine Zugfestigkeit von 32 bis 36 kg/mm2 bei einem Empfindlichkeitsfaktor der Wandstärke (- a) von o,i8 bis o,25.
Wurden an Stelle von 6o% primär erschmolzener weiß erstarrter Masseln gemäß dem vorhergegangenen Beispiel So% dieser Masseln in der zweiten Schmelze benutzt, so ergaben sich Zugfestigkeitswerte von 36 bis 44kg/mm2 bei einem Empfindlichkeitsfaktor der Wandstärke (- a) unter o,t8.
Z'orzugsweise wird im G.ießereischachtofen ein Rinneneisen erster oder auch zweiter Schmelzung erzeugt, dessen Si-Gehalt um etwa i bis 21/o unterhalb des Si-Gehaltes liegt, den man beim Vergießen zu Massem ohne nachträgliche Grauurig für grau erstarrte Gußstücke der jeweiligen Wandstärke benötigt hätte. Falls letzteres- mit Rücksicht auf die vorliegenden Roheisen-, Gußbruch- und Stahlschrottverhältnisse nicht oder nur schwer möglich ist, kann man auch derart verfahren, daß im Gießereischachtofen .ein Rinneneisen erschmolzen wird, dessen Gattierung zwecks entsprechender Aufhebung der Neigung zur Graphitisierung eine entsprechende Erhöhung an karbidbildenden Elementen, wie Mangan, Chrom od. dgl., erfahren hat. Beispielsweise bei Si-Gehalten vor .dem Grauen von o,8 % und darüber werden zweckmäßigerweise Mangan-Gehalte von 1,5 bis etwa 2% oder .darüber gewählt.
Wird das Verfahren derart durchgeführt, daß als Gattierungsbestandteil 50% und mehr der synthetisch hergestellten weiß :erstarrten Masseln Verwendung finden, ist es übrigens nicht erforderlich, die zweite Schmelzung derart zu führen, daß die Grauung erst in der Rinne, im Vorherd oder in der Pfanne vorgenommen wird, sondern es werden bereits hervorragende Ergebnisse auch schon dann erzielt, wenn bei der zweiten Schmelzung die Grauurig ganz oder teiilweise im Ofen selbst, beispielsweise durch Zusatz von Ferrosilizium od. dlgl., vorgenommen wird.
Die erfindungsgemäß gekennzeichnete Arbeits-%vei.se führt zu äußerst wandstärkenunempfindlichen, volumenbeständigen und mechanischhöchstwertigen Gußeisensorten, die bei mittlerer Wanddicke (22 bis 25 mm bzw. 3o-mm-Durchmesserstäben) bereits im Rohguß 38 bis 50 kg Zugfestigkeit besitzen. Letztere kann durch einfachste thermische Nachbehandlung (i- bis 2stündiges Glühen bei etwa 85o° C und nachfolgende Luftabkühlung) auf 4o bis 6o kg/mm2 gesteigert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen mechanisch hochwertigen Gußeisens unter zweiter Schmelzung von primär im Gießerei.schachtofen niedergeschmolzenen und zu Masseln vergossenen stahlreichen Gattierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die primär erschmolzenen Masseln möglichst siliziumarm und bei üblicher Abmessung bzw. üblichem Querschnitt mit weißem Bruchgefüge zur Erstarrung gebracht twerden und die Grauurig des im Gießereischachtofen aus diesen Masseln sekundär erschmolzenen Eisens in an sich bekannter Weise durch graphitisierend wirkende Zusätze, vorzugsweise in der Abstichrinne, dem Vorherd oder der Pfanne, erfolgt.
2, Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Gießereischachtofen ein Rinneneisen erster und zweiter Schmelzung erzeugt wird, dessen Si-Gehalt um etwa i bis 2% unterhalb des Si-Gehaltes liegt, den man beim Vergießen zu Masseln ohne nachträgliche Grauurig für grau erstarrte Gußstücke der jeweiligen Wandstärke benötigt hätte.
3. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, @daß in den Fällen, in denen der Si-Gehalt nicht weit genug gemäß Anspruch 2 erniedrigt werden kann, im Gießereischachtofen ein Rinneneisen erschmolzen wird, dessen Gattierung zwecks entsprechender Aufhebung der Neigung zur Graphitisierung eine entsprechende Erhöhung an karbidbildenden Elementen, wie Mangan, Chrom od. dgl., erfahren hat. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 158 832, 512 391; britische Patentschrift Nr. 143 596; USA.-Patentschrift Nr. 1 333 824; Arch. Eisenhüttenwesen, Dezember 193o, Aufsatz Keil und Kotyza; Leber, »Die Herstellung des Tempergusses und die Theorie des Glühfrischen«, 1919, S. 145 bis 150.