DE2212575A1

DE2212575A1 - Method and device for the production of spheroidal graphite cast iron

Info

Publication number: DE2212575A1
Application number: DE19722212575
Authority: DE
Inventors: Georg Anderes; Suresh Wagle
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1971-03-31
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1972-11-09
Also published as: GB1390842A; FR2132233B1; DE2212575B2; FR2132233A1; CH549095A; US3802680A

Description

/SG/ SG

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8200 SchaffhausenGEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8200 Schaffhausen

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit.Method and device for the production of cast iron with spheroidal graphite.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit mittels Behandlung des Gusseisens im flüssigen Zustand mit metallischem Magnesium bzw. Magnesiumlegierung.The present invention relates to a method and a Device for the production of cast iron with spheroidal graphite by treating the cast iron in the liquid state with metallic magnesium or magnesium alloy.

Es ist bekannt, Magnesium oder Magnesiumlegierungen in einer Ausbuchtung des Bodens einer Giesspfanne mit Stahlspänen oder Stahlstücken abzudecken. Die Umsetzung zwischen Magnesium und dem flüssigen Gusseisen verzögert sich beim Auffüllen der Pfanne so lange, bis die schützende Schicht durch das flüssige Eisen aufgelöst ist und der Zutritt zum Magnesium stattfinden kann. Die Verzögerungszeit bis zum Eintritt der Reaktion zwischen dem flüssigen Eisen und dem Magnesium kann bei diesem Verfahren nicht genau eingehalten werden, weil verschiedene Einflüsse wie z.B. Temperatur des flüssigen Gusseisens, Dicke der Schutzschicht und Temperatur der Giesspfanne die Verzögerungszeit beeinflussen. Die stark schwankende Verzögerungszeit ist für einen geordneten Schmslzbetrieb auch deshalb nachteilig, weil das Magnesiumausbringen starken Schwankungen unterliegt.It is known to have magnesium or magnesium alloys in one To cover the bulge of the bottom of a ladle with steel chips or pieces of steel. Implementation between magnesium and the liquid cast iron delays filling the pan until the protective layer comes through the liquid iron is dissolved and access to the magnesium can take place. The delay time before entry the reaction between the liquid iron and the magnesium cannot be precisely maintained in this process, because of various influences such as temperature of the liquid cast iron, thickness of the protective layer and temperature of the Affect the pouring ladle the delay time. The strongly fluctuating delay time is essential for an orderly smelting operation also disadvantageous because the magnesium output is subject to strong fluctuations.

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Es wurde deshalb auch vorgeschlagen, das' Magnesium oder eine Magnesiumlegierung mit einer schützenden Schicht, z.B. Calziumcarbid, abzudecken und diese Schutzschicht durch eine Stopfenstange mechanisch zu zuerstören, um der Schmelze den Kontakt , mit dem Magnesium in einem voraus bestimmten Zeitpunkt zu ermöglichen. It has therefore also been suggested that the magnesium or a magnesium alloy with a protective layer, e.g. calcium carbide, cover and mechanically destroy this protective layer by means of a stopper rod in order to make contact with the melt, with the magnesium in a predetermined time.

Bei Verwendung einer Schutzschicht aus Calziumcarbid wurde auch vorgeschlagen, durch einen porösen Stopfen von der Aussenseite der Pfanne her Gas unter Druck einzuleiten und dadurch die Schutzschicht von unten her aufzubrechen.When using a protective layer of calcium carbide was also proposed to introduce gas under pressure through a porous stopper from the outside of the pan and thereby to break open the protective layer from below.

Die Zerstörung der Schutzschicht aus Calziumcarbid durch mechanische oder durch Druckmittel ergibt zwar einen genau voraus zu bestimmenden Zeitpunkt der Einleitung der Reaktion bzw. der Behandlung, kann Jedoch zu un-erwünschten Unterschieden im Ablauf der Reaktion führen, weil der die Behandlung einleitende Querschnitt des Durchbruchs in der Schutzschicht grossen Schwankungen unterliegt.The destruction of the protective layer made of calcium carbide by mechanical means or by means of pressure results in an exactly to be determined in advance of the initiation of the reaction or the Treatment, however, can lead to undesirable differences in the process lead to the reaction because the cross-section of the opening in the protective layer that initiates the treatment is large Subject to fluctuations.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die Einleitung der Reaktion über eine vorbestimmte Zeit zu verzögern und gleichzeitig den Querschnitt der Berührungsstelle zwischen dem flüssigen Eisen und der Magnesiumlegierung gleichförmig zu halten für alle Behandlungen.The present invention has for its object to delay the initiation of the reaction over a predetermined time and at the same time the cross section of the point of contact between the liquid Keep iron and magnesium alloy uniform for all treatments.

Die oben beschriebene Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass in eine Schutzschicht (z.B.CaC) eingebettet und aus derselben herausragend, ein zylindrischer oder prismatischer Körper aus Eisen oder Eisenlegierungen auf das Magnesium oder die Magnesiumlegierung aufgesetzt wird, so dass nach dessen Schmelzung durch das eingefüllte flüssige Eisen die Reaktion zwischen dem flüssigen Eisen und dem Magnesium oder der Magnesiumlegierung einsetzen kann.The task described above is carried out according to the present Invention achieved by the fact that embedded in a protective layer (e.g. CaC) and protruding from it, a cylindrical or prismatic body made of iron or iron alloys the magnesium or the magnesium alloy is put on, so that after it has melted through the filled liquid Iron can initiate the reaction between the liquid iron and the magnesium or magnesium alloy.

Um die Verzögerungszeit noch genauer einstellen zu können, ist es zweckmässig, den aus der Schutzschicht herausragenden Körper durch einen mit feuerfestem Material umkleideten Stopfen vorIn order to be able to set the delay time even more precisely, it is expedient to have the body protruding from the protective layer through a plug lined with refractory material

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und während des Einfüllens des flüssigen Eisens abzudecken und die Behandlung (Reaktion) durch Abheben des Stopfens einzuleiten.and to cover while pouring the molten iron and initiate the treatment (reaction) by lifting the stopper.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit besteht aus einer Giesspfanne, deren Boden mindestens eine Vertiefung aufweist, in . welcher die zur Behandlung notwendige Menge von Magnesium oder Magnesiumlegierung Platz findet. Zweckmässigerweise wird in einer solchen Giesspfanne ein heb- und senkbarer, allseitig durch feuerfestes Material umkleideter Stopfen angeordnet, welcher den aus der Schutzschicht über das Magnesium herausragenden Körper gegenüber der Eisenschmelze abschirmt".A device for carrying out the method for producing spheroidal graphite cast iron consists of a pouring ladle, the bottom of which has at least one recess, in. which can accommodate the amount of magnesium or magnesium alloy required for treatment. Appropriately, will in such a pouring ladle a raised and lowered stopper, encased on all sides by refractory material, is arranged, which shields the body protruding from the protective layer over the magnesium from the molten iron ".

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zwar:The drawings show embodiments of the device for Implementation of the procedure, namely:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, und 1 shows a section through a first embodiment, FIG. 2 shows a section through a second embodiment, and FIG

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2, den unteren Teil des Stopfens darstellend.Fig. 3 shows a detail from Fig. 2, the lower part of the Representing stopper.

In Fig. 1 ist eine Giesspfanne mit 1 bezeichnet, welche im Boden eine in bekannter Weise angeordnete Vertiefung 2 aufweist. Die Giesspfanne 1 ist mit einem Stopfen 3 ausgerüstet, welcher aus einem Stopfenkern 8 mit keramischer, feuerfester Umkleidung besteht. Der Stopfen 3 ist beispielsweise an einer Parallelführung 9 befestigt. In Fig. 1. ist Magnesium oder Magnesiumlegierung mit 5 bezeichnet. Eine Schutzschicht 6 kann aus körnigem Calziumcarbid bestehen. Die flüssige Eisenschmelze 10 ist an der Eingussstelle 7 so einzufüllen, dass die Schutzschicht· 6 nicht zerstört wird.In Fig. 1, a pouring ladle is denoted by 1, which has a recess 2 arranged in a known manner in the bottom. The pouring ladle 1 is equipped with a plug 3 , which consists of a plug core 8 with a ceramic, refractory casing. The stopper 3 is attached to a parallel guide 9, for example. In Fig. 1, magnesium or magnesium alloy is denoted by 5. A protective layer 6 can consist of granular calcium carbide. The liquid iron melt 10 is to be poured in at the pouring point 7 in such a way that the protective layer 6 is not destroyed.

Die Arbeitsweise der Behandlung von Gusseisen ist dabei die folgende: Magnesium oder Magnesiumlegierungen, beispielsweise Fia^nesiunisilizium oder I'iagnesium-Ferrosilizium wird in die Vertiefung 2 im Boden der Giesspfanne 1 eingefüllt. In das Magnesium wird ein Körper 'i z.B. in der Form eines Zylinders einge-The procedure for treating cast iron is as follows: Magnesium or magnesium alloys, for example Fia ^ nesium silicon or I'iagnesium ferrosilicon is placed in the recess 2 filled in the bottom of the pouring ladle 1. Into the magnesium a body 'i e.g. in the form of a cylinder

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setzt. Die Schutzschicht 6 wird zweckmässigerweise so aufgebracht, dass deren Oberseite in einer Ebene mit der Oberseite des Körpers 4 liegt. Gemäss dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kann die Behandlung durch einfaches Einfüllen von flüssigem Eisen an der Eingussstelle 7 durchgeführt werden. Durch Bemessung des Körpers sowie der Schutzschicht kann die Verzögerungszeit, d.h. die Zeitspanne vom Beginn des Einfüllens bis zum Einsetzen der Reaktion in gewissen Grenzen beeinflusst werden. Durch Anwendung eines Stopfens, dessen Unterseite den Körper mindestens vollständig abdeckt, kann die Verzögerungszeit bis zum Einsetzen der Reaktion erheblich vergrössert werden. Im Falle der Verwendung eines Stopfens wird zur Auslösung der Reaktion der Stopfen durch die Parallelführung angehoben, worauf das flüssige Eisen den Körper abzuschmelzen beginnt und nach einer voraus bestimmten Zeit mit dem Magnesium in Berührung kommt.puts. The protective layer 6 is expediently applied in such a way that its top side is in one plane with the top side of the body 4 lies. According to the basic idea of the present invention, the treatment can be carried out by simply pouring it in of liquid iron at the pouring point 7. By dimensioning the body as well as the protective layer can the delay time, i.e. the time from the start of filling up to the onset of the reaction, can be influenced within certain limits. By using a plug, the underside of which at least completely covers the body, the delay time until the onset of the reaction can be considerably increased. If a stopper is used, the Triggering the reaction, the stopper is raised by the parallel guide, whereupon the liquid iron melts the body begins and comes into contact with the magnesium after a predetermined time.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Giesspfanne 21, welche an ihrem Boden eine Trennwand 22 aufweist, wodurch auf der einen Seite dieser Trennwand eine Vertiefung zum Einfüllen von Magnesium oder Magnesiumlegierungen 25 entsteht. Ein Körper 24, vorzugsweise ein Zylinder oder ein Prisma wird derart in das Magnesium hineingestellt, dass der obere Teil des Körpers 24' über die Schutzschicht 26 herausragt. Ein Stopfen 23, bestehend aus einem Stopfenkern 28 und einer feuerfesten Umklei dung 30 kann durch die Parallelführung 29 angehoben oder gesenkt v/erden. Der Stopfen 23 v/eist an seiner Unterseite eine Ausnehmung 27 auf, welche gross genug ist, um den über die Schutzschicht herausragenden Teil des Körpers 24 aufzunehmen. In Fig. 2 ist mit 31 die Eingussstelle für die Eisenschmelze 32 bezeichnet. FIG. 2 shows a second embodiment of the pouring ladle 21, which has a partition 22 at its bottom, as a result of which a recess for filling magnesium or magnesium alloys 25 is created on one side of this partition. A body 24, preferably a cylinder or a prism, is placed in the magnesium in such a way that the upper part of the body 24 ′ protrudes beyond the protective layer 26. A plug 23, consisting of a plug core 28 and a refractory casing 30, can be raised or lowered by the parallel guide 29. The stopper 23 has a recess 27 on its underside which is large enough to accommodate the part of the body 24 protruding beyond the protective layer. In FIG. 2, 31 denotes the pouring point for the molten iron 32.

Die Arbeitsweise der Giesspfanne getnäss Fig. 2 ist folgende: Nach dem Einbringen des Magnesiums 25, des Körpers 24 und der Schutzschicht 26 wird der Stopfen 23 abgesenkt, bis die Ausnehmung 27 den aus der Schutzschicht herausra,;enden Teil des Körpers ?J\ aufnimmt. Die Ausnehmung 27 kann so gross bemessenThe operation of the pouring ladle according to FIG. 2 is as follows: After the magnesium 25, the body 24 and the protective layer 26 have been introduced, the plug 23 is lowered until the recess 27 receives the part of the body? J \ that protrudes from the protective layer . The recess 27 can be dimensioned so large

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sein, dass der Stopfen 23 bis auf das Magnesium 25 herunter reicht. Die Behandlung wird durch Anheben des Stopfens 23 . eingeleitet, worauf nach Abschmelzen bzw. Auflösen des Körpers 24 die Reaktion zwischen der Eisenschmelze 32 und dem Magnesium beginnt.be that the plug 23 down to the magnesium 25 enough. The treatment is carried out by lifting the plug 23. initiated, whereupon after melting or dissolving of the body 24, the reaction between the iron melt 32 and the Magnesium begins.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 2 mit einer Festhaltevorrichtung für den Körper 34. Die Festhaltevorrichtung kann mechanisch oder magnetische betätigt werden. Das Ausführüngsbeispiel von Fig. 3 zeigt eine magnetische Festhaltevorrichtung mit einem Magnet 36, welcher durch eine keramische Schutzwand 35 gegen Einflüsse der Eisenschmelze geschützt ist. Durch eine Stange 38 kann in bekannter Weise der Magnet 36 zur Wirkung gebracht werden oder wirkungslos gemacht werden. Die ganze Festhaltevorrichtung ist im Innern des Stopfens 39 angeordnet und dient dazu, den Körper 34 nach dessen Einführung in die Ausnehmung 37 fest zu halten, bis gemäss Fig. 2 die Einfüllung von Magnesium 25 und Schutzschicht 26 beendet sind. Zur Einleitung der Eisenschmelze wird vor dem Abheben des Stopfens 39 der Magnet 36 durch die Stange 38 wirkungslos gemacht.FIG. 3 shows a detail from FIG. 2 with a retaining device for the body 34. The retaining device can be operated mechanically or magnetically. The exemplary embodiment of Fig. 3 shows a magnetic retaining device with a magnet 36, which by a ceramic protective wall 35 is protected against the effects of molten iron. By means of a rod 38, the magnet 36 can act in a known manner be brought or rendered ineffective. The entire retaining device is arranged in the interior of the plug 39 and serves to the body 34 after its introduction into the To hold the recess 37 firmly until, according to FIG. 2, the filling of magnesium 25 and protective layer 26 have ended. As an introduction the molten iron, the magnet 36 is rendered ineffective by the rod 38 before the stopper 39 is lifted off.

Gegenüber bekannten Giesspfannen zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit hat das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass der Zeitpunkt des Beginns der Behandlung sowie der Ablauf der Reaktion in weiteren und genaueren Grenzen gesteuert werden kann.Compared to known ladles for the production of cast iron with spheroidal graphite, the method and the device according to FIG the present invention has the advantage that the time of the start of the treatment as well as the course of the reaction in further and more precise limits can be controlled.

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Claims

-G- Patent claims: I. Process for the production of cast iron with spheroidal graphite, in which the contact between the melt and magnesium is prevented by a protective layer of granular calcium carbide, characterized in that on the magnesium or the magnesium alloy, embedded in the protective layer and from protruding from the same, a cylindrical or prismatic body made of iron or iron alloys is placed on it, so that after it has been melted by the liquid iron poured in, the reaction between the liquid iron and the magnesium or the magnesium alloy can begin. II. Device for carrying out the method according to claim I, characterized in that in a pouring ladle (1) there is arranged a stopper (5) which can be raised and lowered and is encased on all sides by refractory material (lj3), which plug consists of a protective layer (6). over the magnesium protruding body (4) shields against the iron melt (10). Subclaims:

1. The method according to claim I, characterized in that the body (4) protruding from the protective layer (6) by one lined with refractory material (13) Stopper (3) covered before and during the filling of the liquid iron and the treatment by lifting the Plug is initiated.

2. Device according to claim II, characterized in that the stopper (j5) is attached to a parallel guide (9)

■ is.

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3 · Device according to claim II, characterized in that « that the stopper (3) has a recess (7) on its underside which protrudes from the protective layer (6) Body (4) can accommodate.

4. Device according to claim II, characterized in that in the plug (5) a mechanical or magnetic, detachable Pest holding device for the body (4) is arranged.

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT

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