DE1260152B

DE1260152B - Briquette for treating molten metal

Info

Publication number: DE1260152B
Application number: DEF23897A
Authority: DE
Inventors: Voya Kondic; Albert Ralph Watson
Original assignee: Foundry Services Ltd
Current assignee: Foundry Services Ltd
Priority date: 1956-09-24
Filing date: 1957-09-04
Publication date: 1968-02-01

Description

Brikett zum Behandeln von Metallschmelzen Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von flüssigen Metallen im Gießereibetrieb.Briquette for treating molten metal The invention relates on the treatment of liquid metals in the foundry.

Es ist bekannt, daß geschmolzene Metalle dazu neigen, Gase einzuschließen und/oder une>rwünschte Gase zu lösen. So können geschmolzenes Aluminium und seine Legierungen Wasserstoff einschließen oder lösen. Bei der Erstarrung bilden die eingeschlossenen oder gelösten Gase dann kleine Hohlräurne in dem erstarrten Metall, wodurch die physikalischen Eigenschaften des Metalls in unerwünschter Weise beeinflußt werden. Es ist daher wichtig, das geschmolzerie Metall einer sogenannten Entgasungsbehandlung zu unterziehen. Ein übliches Behandlungsverfahren besteht darin, der Schmelze ein Material zuzusetzen, das in der Schmelze ein Gas entwickelt, das dann bei seinem Durchtritt durch das Metall die eingeschlossenen oder gelösten Gase mit sich reißt. Typisch für diese Behandlung ist die Verwendung von Hexachloräth#an, das bei der Temperatur der Schmelze in ein Gas übergeführt wird, welches diese Mitreißwirkung ausübt.It is known that molten metals tend to trap gases and / or to dissolve undesired gases. This is how molten aluminum and its Alloys trap or dissolve hydrogen. When solidifying, the trapped form or dissolved gases then small cavities in the solidified metal, creating the physical properties of the metal are influenced in an undesirable manner. It is therefore important to give the molten metal a so-called degassing treatment to undergo. A common treatment method is to melt the melt To add material that develops a gas in the melt, which then in its Passage through the metal entrains the trapped or dissolved gases with it. Typical of this treatment is the use of hexachloroeth # an, which is used in the Temperature of the melt is converted into a gas, which this entrainment effect exercises.

Hexachloräthan ist das Entgasungsmittel, das zweckmäßig für niedrigschmelzende Legierungen gewählt wird. Es können jedoch auch andere Materialien, z. B. organische Brom- und Jodverbindungen, wie Tetrabromäthylen, und Polytetrafluoräthylen zur Anwendung gelangen; allgemein ist irgendein fester vollständig halogenierter Kohlenwasserstoff geeignet.Hexachloroethane is the degassing agent that is useful for low-melting Alloys is chosen. However, other materials, e.g. B. organic Bromine and iodine compounds such as tetrabromoethylene and polytetrafluoroethylene are used reach; generally is any solid fully halogenated hydrocarbon suitable.

Gaserzeugende Stoffe können auch zur Entfernung von unerwünschten Metallen aus -eschmolzenen Metallgemischen verwendet werden. So kann Magnesium aus Aluminium mit Hilfe von Chlor entfernt werden, das durch Einführen von Hexachloräthan in die Schmelzeerzeugt wird.Gas generators can also be used to remove unwanted ones Metals from molten metal mixtures can be used. This is how magnesium can come from Aluminum can be removed with the help of chlorine, which is achieved by introducing hexachloroethane is generated in the melt.

In ähnlicher Weise kann Aluminium aus Legierungen auf Kupferbasis, wie Messing oder Bronze, mit Hilfe von gasförinigem Sauerstoff entfernt werden, der in Form eines Preßlings aus Gemischen von oxydierenden Stoffen eingeführt wird.Similarly, aluminum can be made from copper-based alloys, such as brass or bronze, can be removed with the aid of gaseous oxygen, which is introduced in the form of a compact from mixtures of oxidizing substances.

Es ist bekannt, bei der Behandlung von flüssigen Metallen im Gießereibetrieb ein Behandlungsmaterial in Form von Preßlingen oder Briketts in das Metall einzuführen. Diese Preßlinge sind oft derart beschaffen, daß sie in der Schmelze ein Gas entwickeln, das die gewünschte Behandlung des Metalls ergibt.It is known in the treatment of liquid metals in the foundry introduce a treatment material in the form of compacts or briquettes into the metal. These compacts are often designed in such a way that they develop a gas in the melt, that gives the desired treatment of the metal.

In bestimmten Fällen ist es erwünscht, Gas in flüssige Metalle einzuführen, z. B. in Metall, das beim Spritzguß verwendet wird, um der Schrumpfung und Wärmerissen entgegenzuwirken. Wasserstoff, der hierzu verwendet wird, wird gewöhnlich in Form von Wasserdampf mit Hilfe von Preßlingen aus unschädlichen chemischen Salzen eingeführt, die große Mengen an Kristallwasser enthalten, wie z. B. Borax.In certain cases it is desirable to introduce gas into liquid metals, e.g. B. in metal, which is used in injection molding to counteract shrinkage and heat cracking. Hydrogen, which is used for this purpose is usually introduced in the form of water vapor with the aid of compacts from innocuous chemical salts which contain large amounts of water of crystallization, such. B. Borax.

Bei der Verwendung der bekannten Briketts, die in der Schmelze Gas entwickeln und z. B. eine Reinigung der Schmelze durch Ausspülen bewirken, war es bisher nicht zu vermeiden, daß Rückstände aus den Gas oder Schlacken entwickelnden Stoffen in der Schmelze zurückbleiben und dort Einschlüsse bilden, die bei der weiteren Verarbeitung des Metalls stören.When using the well-known briquettes that melt in the gas develop and z. B. cause a cleaning of the melt by rinsing, it was So far it has not been possible to avoid that residues from the gas or slag develop Substances remain in the melt and form inclusions there, which in the further Interfere with the processing of the metal.

Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Schaffung von verbesserten Formen solcher Gas entwikkelnden Behandlungsmaterialien, die sich durch eine größere Wirksamkeit auszeichnen und bei denen die Nachteile der bekannten Verfahren und bekannten Briketts nicht auftreten.The object of the invention is in particular to create improved Forms such gas-evolving treatment materials, which are separated by a larger Effectiveness and in which the disadvantages of the known methods and known briquettes do not occur.

Es ist gefunden worden, daß die Wirksamkeit solcher Behandlungsmaterialien wesentlich verbessert werden kann, wenn dafür Sorge getragen wird, daß das Gas nicht in Form von verhältnismäßig wenigen großen Blasen, sondern in Form einer Großen Anzahl von kleinen Blasen erzeugt wird, und die Erfindung bezweckt, Mittel zu schaffen, wodurch dieses. erreicht wird. Kleine Blasen steigen langsamer als große Blasen in der Metallschmelze hoch und sind infolgedessen wirksamere Behandlungsmittcl, weil sie während längerer Zeit mit der Schmelze in Berührung bleiben und eine größere Gesamtberührungsfläche mit der Schmelze ergeben.It has been found that the effectiveness of such treatment materials can be significantly improved if care is taken that the gas does not in the form of proportionate few large bubbles but in shape a large number of small bubbles is generated, and the invention aims to Means to create whereby this. is achieved. Small bubbles rise more slowly high as large bubbles in the molten metal and are consequently more effective treatment agents, because they stay in contact with the melt for a longer period of time and a larger one Total contact area with the melt.

Das Brikett oema*#ß der Erfindung zum Behandeln von Metallschmelzen, das eine pulverförmige Mischung eines Stoffes umfaßt, der unter der Wirkung der Metallschmelze Gas erzeugt oder in ein Gas umgewandelt wird (im nachstehenden als Behandlungsinaterial bezeichnet) und einen Füllstoff umfaßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Brikett einen ine,r-ten, nicht an der Behandlungswirkung, teilnehmenden Füllstoff enthält, der die Eigenschaft hat, unter der Einwirkung der Wärme der Schmelze, allein oder mit dem Rückstand des Gas erzeugenden Stoffes während der Gasabgabe zu einem festen, porigen Körper zu versintern.The briquette oema * # ß of the invention for treating molten metal, which comprises a powdery mixture of a substance that under the action of Molten metal gas is generated or converted into a gas (hereinafter referred to as Treatment material) and comprises a filler, is characterized by that the briquette does not participate in the treatment effect Contains filler, which has the property, under the action of the heat of the melt, alone or with the residue of the gas-generating substance during the gas release to sinter into a solid, porous body.

Bei Anwendung der Briketts gemäß der Erfindung tritt die gewünschte Bildung einer großen Anzahl von feinen Blasen auf, und es werden die gefürchteten, sich bei den bekannten Materialien in der Schmelze verteilenden Rückstände dadurch unschädlich gemacht, daß der Füllstoff und etwa von dem das Gas entwickelnden Behandlungsstoff verbleibende Rückstände nicht zerfallen,. sondern während der Gasabgabe in der Metallschmelze zu einem festen, porigen Körper zusammenwachsen, der entweder im Metallbad aufsteigt oder später aus dem Bad geschöpft werden kann.When using the briquettes according to the invention, the desired one occurs Formation of a large number of fine bubbles, and the dreaded ones residues that are distributed in the melt in the case of the known materials made harmless that the filler and about the gas-evolving treatment substance remaining residues do not disintegrate. but during the release of gas in the molten metal grow together to form a solid, porous body that either rises in a metal bath or can be drawn from the bathroom later.

Der viel-en Treßlingen anhaftende Nachteil des Zerfalls kann insbesondere dadurch überwunden werden, daß man mit dem Brhandlungsmaterial einen Füllstoff mischt, der zwei oder mehrere Salze oder Verbindungen von verschiedenem Schmelzpunkt enthält, wobei eine von ihnen einen Schmelzpunkt unter derajenigen der Metallschmelze hat und mit der anderen Verbindung bei der Temperatur der Metallschmelze reagiert, um -eine Verbindung zu bilden, die einen höhä-en Schmelzpunkt als denjenigen der Metallschmelze hat. Durch die Verwendung solcher Salzen oder Verbindungen (von denen eine selbst als Füllstoff wirken kann) wird das Brikett selbstsinternd und bildet selbst einen festen Körper am Boden des Bades aus geschmolzenem Metall. Hierdurch wird auch die Neigung zur Bildung von Einschlüssen in dem gegossenen Metall verringert. Solche Briketts können -z. B. Natrium- oder Kaliumborfluorid oder eine Mischung hiervon als Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt und Natriumfluorid als höherschmelzende Komponente enthalten. Es können auch Borax als Komponente mit niedrigerem Schmelzpunkt und Caleiumfluorid oder andere pulverförmige Salze oder feuerfeste Stoffe als höherschmelzende Komponente gewählt werden.The disadvantage of disintegration, which is inherent in many Treßlingen, can in particular be overcome by mixing a filler with the treatment material, which contains two or more salts or compounds with different melting points, one of them having a melting point below that of the molten metal and reacts with the other compound at the temperature of the molten metal to -to form a compound which has a higher melting point than that of molten metal Has. By using such salts or compounds (one of which itself can act as a filler) the briquette becomes self-sintering and forms one itself solid body at the bottom of the bath of molten metal. This also makes the The tendency for inclusions to form in the cast metal is reduced. Such Briquettes can -z. B. sodium or potassium boron fluoride or a mixture thereof as a component with a lower melting point and sodium fluoride as a higher melting point Component included. Borax can also be used as a component with a lower melting point and calcium fluoride or other powdered salts or refractories as the higher melting point Component can be selected.

Das Behandlungsmaterial wird vorzugsweise innig in dem Füllstoffmedium verteilt. Auf diese,- Weise wird infolge, der Gegenwart des gesinterten Feststoffs das Gas in Form -einer großen Anzahl von feinen Blasen erzeugt.The treatment material is preferably distributed intimately in the filler medium. In this - way, the presence of the sintered solid material is in the gas form as a result of - generating a large number of fine bubbles.

Die Mencye des Füllstoffs kann in. weiten Grenzen variieren und einen wesentlichen Teil der Gesamtmasse bilden, z. B., bis zu 90 Gewichtsprozent und vorzugsweise 30 bis 80 Gewichtsprozent der Gesamt-# Z> masse. So stellt beispielsweise ein Gemisch aus 40 bis 60 Gewichtsprozent von gemahlener Schamotte oder gebranntem Ton und z. B. Hexaehloräthan als Rest ein sehr wirksames und trotzdem verhältnismäßig viel billiger-es Entgasungsmaterial als Hexachloräthan allein dar.The mencye of the filler can vary within wide limits and form a substantial part of the total mass, e.g. B., up to 90 weight percent, and preferably 30 to 80 weight percent of the total # Z> masse. For example, a mixture of 40 to 60 percent by weight of ground chamotte or burnt clay and z. B. hexachloroethane as the remainder is a very effective and yet relatively much cheaper degassing material than hexachloroethane alone.

Feuerfeste oder wärineisolierende Füllstoffe werden oft bevorzugt, da diese zu einer längeren Reaktionszeit des Briketts infolge ihrer niedrigeren Wärmeleitfähiakeit führen.Refractory or heat insulating fillers are often preferred, as this leads to a longer reaction time of the briquette as a result of its lower Lead thermal conductivity.

Es können verschiedene Füllstoffe zur Anwendung gelangen, z. B. Zirkoniumsilicat, Bariumsulfat, gemahlene Schamotte (zerkleinerter Schamottestein), Sand, Sillimannit, Magnesit und Natriumchlorid.Various fillers can be used, e.g. B. zirconium silicate, Barium sulfate, ground fireclay (crushed firebrick), sand, sillimannite, Magnesite and sodium chloride.

Die Briketts gemäß der Erfindung können auch andere nicht Gas erzeugende Behandlungsmittel, z. B. Komverfeinerungsstoffe, wie Kaliumborfluorid, enthalten.The briquettes according to the invention can also be other non-gas generating ones Treatment agents, e.g. B. grain refiners such as potassium borofluoride contain.

Bei Anwendung der Briketts gemäß der Erfindung werdenwertvolle technische und wirtschaftlicheVorteile, erhalten. Gleichzeitig wird die Menge der entwickelten Dämpfe und Schlacken verringert, was ebenfalls von wesentlicher Bedeutung ist.When using the briquettes according to the invention, valuable technical ones become and economic benefits. At the same time, the amount of developed Reduces fumes and slag, which is also essential.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels näher erläutert,. wobeidie Prozentsätze auf das Gewicht bezo-en sind.The invention is explained in more detail below using an example. the percentages being based on weight.

CD Beispiel Es wird eine Entgasungsmischung aus der folgen-C den Zusammensetzung hergestellt und zu einem Brikett gepreßt: Bevorzugter Bereich - Hexaehloräthan ........ 50 bis 10% 15 bis 30% Füllstoff .............. 50 bis 90 % 85 bis 70 Ol"O Sintersalze ............ 0 bis 15 % 0 bis 15 0/0 Als Füllstoff dient hierbei Zirkoniumsand, ein Schwermetalloxyd, Kupfer oder Ferromangan. CD example A degassing mixture is produced from the following composition and pressed into a briquette: More preferred Area - Hexalloroethane ........ 50 to 10% 15 to 30% Filler .............. 50 to 90 % 85 to 70 oil "O Sinter salts ............ 0 to 15 % 0 to 15 0/0 Zirconium sand, a heavy metal oxide, copper or ferromanganese are used as fillers.

Wenn als Füllstoff ein Metall wie Kupfer oder Ferromangan verwendet wird, kann es erwünscht sein,. dem Füllstoff einen feuerfesten Stoff, wie Bariumsulfat oder Zirkoniumsilicat, zuzugeben, um eine Legierungsbildung oder die Bildung von Einschlüssen in der Metallschmelze zu verhindern.If a metal such as copper or ferromanganese is used as a filler it may be desirable. the filler is a refractory material such as barium sulfate or zirconium silicate, to allow alloying or formation of To prevent inclusions in the molten metal.

Eine besonders gut geeignete Zusammensetzung ist hierbei folgende: Hexaehloräthan .................. 25% Ferromangan ................. ... 45% Baryte .......... 27011 Sintersalze ..................... - 30/0 wobei die Sintersalzr, aus einem Gemisch aus Natrium- oder Kaliumborfluorid und Natriumfluorid bestehen.A particularly suitable composition here is the following: Hexaehloroethane .................. 25% Ferromanganese ................. .. 45% barite .......... 27011 sinter salts ..................... - 30/0 being the sinter salts, from a mixture of sodium - or potassium borofluoride and sodium fluoride.

Claims

Claims: 1. Briquette for treating Metallschmel zen, consisting of a powdery mixture of a substance converting into gas in the melt with a filler, characterized in that the briquette contains an inert filler which does not participate in the cleaning work has the property of sintering under the action of the heat of fusion alone or with the residue of the substance converting into gas during the release of gas to form a solid, porous body.

2. Briquette according to claim 1, characterized in that its filler consists of several substances, primarily of salts, of which at least one has a melting point below the melting temperature of the bath and forms a connection with the higher-melting salt or salts during sintering. 3. Briquette according to Claims 1 and 2, characterized in that the low-melting salt consists of sodium and / or potassium borofluoride and the higher-melting salt consists of sodium fluoride. 4. Briquette according to Claims 1 and 2, characterized in that the low-melting salt consists of borax and the higher-melting salt consists of calcium fluoride. 5. Briquette according to claims 1 to 4, characterized in that it also contains refractory substances in addition to salts. 6. Briquette according to claims 1 and 5, characterized in that its filler mass is up to 90 percent by weight, preferably 30 to 80 percent by weight. 7. Briquette according to claims 1 to 6, characterized in that its gas-converting substance consists of a halogenated hydrocarbon solid at room temperature, e.g. B. hexachloroethane. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 286 227, 815 106, 1006165.