DE2450043A1 - Verfahren zum fuellen eines loches in einem koerper aus eisenhaltigem metall und nach diesem verfahren hergestellter koerper - Google Patents

Description

• Verfahren zum Füllen eines Loches in einem Körper aus eisenhaltigem Metall und nach diesem Verfahren hergestellter Körper Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines Loches in einem Körper aus eisenhaltigem Metall und einen nach dies sem Verfahren hergestellten Körper.
• Eine "Kokille" genannte Gießform besteht gewönulich aus einem an einem Ende offenen Gußeisenkörper, z. B. mit rechteckigem Querschnitt, dessen Innenseiten geringfügig abgeschrägt sind, um das Entfernten der erstarrten Bramme zu erleichtern. Der Fuß der Form ist eine Gußeisenbasis, die den Boden des Form hohlraums bildet. Dieselbe Basis oder Bodenplatte wird für Formen verschiedener Größe verwendet, die zentrisch auf der Basis angeordnet werden. Beim Eingießen des geschmolzenen Metalls in die Form pfiegt dieses im wesentlichen auf der gleichen Stelle der Basis aufzutreffen. Durch die dabei fortschreitend bewirkte Erosion entsteht allmählich ein unzulässig tiefes Loch im Boden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach dem es möglich ist, das Loch so aufzufüllen, daß eine Arbeitsoberfläche aus einem gegen Abnutzung widerstandsfähigen, nicht-metallischen, anorganischen Material gebildet wird.
• Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in das Loch eine w~rmeerzeugende Zusammensetzung aus festen Bestandteilen gefüllt wird, die miteinander reagieren, so daß sie geschmolzene Schlacke bilden, daß die Zusammensetzung zur Bildung dieser Schlacke zur Reaktion gebracht wird und daß in das Loch ein stückiges feuerfestes Material in einer solchen Menge gefüllt wird, daß es durch ein festes Gefüge der Schlacke beim Abkühlen nach der exothermen Reaktion zusammengehalten wird und das Loch zumindest über einen Teil seiner Tiefe mit dem durch das feste Gefüge zusammengehaltenen feuerfesten Material gefüllt ist.
• Man erhält dadurch einen Gießformboden oder einen anderen Körper aus eisenhaltigem Metall mit einem Loch, das über mindestens einen Teil seiner Tiefe mit einem stückigen, bzw. aus Makroteilchen bestehenden feuerfesten Material gefüllt ist, das durch ein Gefüge einer Schlacke zusammengehalten ist, die aus der oben erwähnten Zusammensetzung hergestellt ist.
• Ferner erhält man ein Verfahren zum Füllen eines Loches in einer Gießformbasis oder einem anderen Körper aus eisenhaltigem Metall, bei dem die oben erwähnte Zusammensetzung in das Loch gefüllt und an Ort und Stelle zur Reaktion gebracht wird.
• Das stückige feuerfeste Material kann mit der wärmeerzeugenden Zusammensetzung vermischt in das Loch eingefüllt werden.
• Besonders geeignet als wärmeerzougende Zusammensetzung ist ein aus Teilchen bestehendes Metall, das bei der Reaktion oxidiert, um die Schlacke zu bilden. Eine bevorzugte wärmeerzeugende Zusammensetzung diesor Art ist ein Gemisch aus Aluminiumpulver und Ferrioxid oder einem anderen Eisenoxid, das eine exotherme Reaktion bewirkt, so daß Aluminiumoxid als Schlacke und metallisches Eisen gebildet werden. Ein derartiges Gemisch, das als Thermit bekannt ist, ist im Handel erhältlich und wird für bestimmte Schweißarbeiten verwendet.
• Thermit wurde bereits früher für den vorliegenden Zweck verwendet, jedoch in der Weise, daß das Loch mit einem Schweißknopf oder Schweißkern aus metallischem Eisen gefüllt wurde. Die bei der exothermen Reaktion entstehende Schlacke ist ein unerwinschtes Nebenprodukt, das entfernt wird. Wegen seiner physikalischen Eigenschaften, z. B. seiner Brüchigkeit, konnte es nicht zur Bildung einer brauchbaren Arbeitsoberfläche verwendet werden.
• Das Ergebnis ist insofern unvollkommen, als das geschmolzene Metall mit dem Metall des Schweißknopfes verschmelzen kann, so daß der Schweißknopf aus dem Loch herausgezogen wird, wenn der Barren oder die Bramme aus der Form gezogen wird. Im Gegensatz dazu wird die vorliegende Zusammensetzung in der Weise verwendet, daß das Loch mit dem feuerfesten oder hitzebeständigen Material, das durch die Schlacke zur Bildung eines ziegelartigen Materials zusammengehalten wird, verschbssen wird. Unter dem Ziegelmaterial befindet sich ein Sohweißknopf, der als Nebenprodukt der Reaktion entsteht. Seine Anwesenheit ist zufällig, und die Arbeitsoberfläche wird durch das ziegelartige Material gebildet, das sehr widerstandsfähig gegenüber einer plötzlichen thermischen Beanspruchung ist. Wenn das ziegelartige Material im Laufe der Zeit aufgrund der wiederholten Benutzung der Form abnutzt, läßt es sich durch Verwendung entsprechender Mengen der Zusammensetzung vor der Freilegung des Schweißkerns oder -knopfes wieder herstellen.
• Bei dem feuerfesten oder hitzebeständigen Material der Zusammensetzung kann es sich um gebrannten Ton oder eine andere Keramik handeln. Günstig ist die Verwendung eines Materials aus feuerfestem Ziegel oder Schamott (z. Bv aus Stahlwerken), das in stückige Form zerkleinert wurde, z. B. durch Zerdrücken, Zerstoßen oder Zerbrechen. Andere feuerfeste oder hitzebeständige Materialien sind Siliziumcarbid, Magnesit, Aluminiumsilicate (aluminosilicates), gebrannte Dolomite, Aluminiumoxid (Tonerde) und Gemische dieser Materialien. Magnesit ist besonders wegen seines günstigen Dehnungskoeffizienten geeignet. Die genaue Teilchengröße ist nicht wesentlich. Für die meisten Zwecke erhält man eine geeignete Oberflächengüte durch grobkörnig zerstückeltes feuerfestes Ziegelgestein, Schamottegestein oder eines anderen feuerfesten Materials. Gute Ergebnisse wurden mit feuerfestem Ziegelmaterial oder feuerfesten Schamotten erzielt, die auf weniger als drei Millimeter (auf 1/8 Zoll) gesiebt wurden.
• Bessere Ergebnisse wurden mit Teilchen erzielt, die durch ein 1/2-Zoll-Sieb hindurchgehen, jedoch von einem 1/8-Zoll-Sieb zurückgehalten werden, und zwar wahrscheinlich deshalb, weil zu feine Teilchen vermieden werden, deren Löslichkeit in der Schlakke verhältnismäßig hoch ist.
• Eine geeignete Proportion des feuerfesten Materials läßt sich durch einen einfachen Versuch bestimmen. Die Verwendung zertrümmerter feuerfester Schamotte in einer Menge von etwa 15 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 20 Gewichtsprozent der Zusammensetzung, ergibt zufriedenstellende Resultate mit Thermit, das eine Menge von etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent an Aluminium, berechnet aus A1203, enthält.
• Nach einer Abwandlung des beschriebenen Verfahrens wird das feuerfeste Material oder ein Teil desselben in die Schlacke eingebracht, noch während sie sich in dem Loch in geschmolzenem Zustande befindet. Vorzugsweise wird das feuerfeste Material durch Rühren mit der Schlacke vermischt. Das Gemisch braucht nicht über die gesamte Lochtiefe homogen zu sein, wenn eine Füllung mit einer zufriedcrstellende Eigenschaften aufweisenden Arbeitsoberfläche gebildet werden soll.
• Die aus sich heraus verständliche Zeichnung dient der Erläuterung der Erfindung.
• Fig. 1 stellt die Draufsicht auf eine Bodenplatte mit einem Erosionsloch dar, das nach dem neuen Verfahren gefüllt ist, und Fig. 2 stellt die Schnittansicht 2 - 2 dar, aus der zu ersehen ist, daß das Loch unten einen Metallkern oder -knopf und oben zusammengesetzte Schlacke aufweist.

Claims (12)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   1e Verfahren zum Füllen eines Loches in einem Körper aus eisenhaltigem Metall, dadurch gekennzeichnet, daß in das Loch eine wärmeerzeugende Zusammensetzung aus festen Bestandteilen gefüllt wird, die miteinander reagieren, so daß sie geschmolzene Schlacke bilden, daß die Zusammensetzung zur Bildung dieser Schlacke zur Reaktion gebracht wird und daß in das Loch ein stückiges feuerfestes Material in einer solchen Menge gefüllt wird das es durch' ein festes Gefüge der Schlacke beim Abkühlen nach der exothermen Reaktion zusammengehalten wird und das Loch zumindest über einen Teil seiner Tiefe mit dem durch das feste Gefüge zusammengehaltenen feuerfesten Material gefüllt ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stückige feuerfeste Material mit der wärmeerzeugenden Zusammensetzung vermischt in das Loch gefüllt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das stückige feuerfeste Material der Schlacke zugesetzt wird, während sich die Schlacke in dem Loch in geschmolzenem Zustand befindet.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bestandteil der wärmeerzeugenden Zusammensetzung ein aus Teilchen bestehendes Metall ist, das bei der Reaktion zur Bildung der Schlacke oxdiert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugende Zusammensetzung ein Gemisch aus Aluminiumpulver und Ferrioxid ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material gebrannter Ton ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material aus zerstückeltem gebranntem Ziegel oder Schamott besteht.
8. 8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des feuerfesten Materials etwa 15 bis 30 Gewichtsprozent der Zusammensetzung beträgt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus eisenhaltigem Metall aus Gußeisen besteht.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus eisenhaltigem Metall die Basis einer Gießform ist.
11. 11. Körper aus eisenhaltigem Metall mit einem Loch, das über mindestens einen Teil seiner Tiefe mit einem stückigen, feuerfesten, durch ein Gefüge einer Schlacke zusammengehaltenen Material gefüllt ist, das nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist.
12. 12. Verfahren zum Gießen einer Bramme, bei dem eine Form mit einer Basis benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Ausnehmungen, die sich von Zeit zu Zeit in der Basis bilden, gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gefüllt werden.