DE2450043A1

DE2450043A1 - Ingot mould erosion hole filling - by crushed refractory mixed with thermite to produce slag in exothermic reaction

Info

Publication number: DE2450043A1
Application number: DE19742450043
Authority: DE
Inventors: Glanville John Richards
Original assignee: Goricon Metallurgical Services Ltd
Current assignee: Goricon Metallurgical Services Ltd
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-22
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2450043C2

Abstract

Holes caused in ingot moulds by poured metal hitting the same spot at the bottom, or in other ferrous moulds can be filled by pouring a composition of solid particles into the hole, which can complete an exothermic reaction and form a slag. Granular refractory material is held together by the slag into a solid structure to fill the hole after it has cooled down. This method results in a working surface of inorganic material which is extremely resistant against erosion or wear.

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.Method of filling a hole in a body of ferrous Metal and body produced by this process The invention relates to a Method of filling a hole in a ferrous metal body and a body manufactured according to this sem method.

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.A mold called a "chill" usually consists of one on one Open end cast iron body, e.g. B. with a rectangular cross-section, the insides of which are slightly tapered to facilitate removal of the solidified slab. The foot of the mold is a cast iron base that forms the bottom of the mold cavity. The same base or bottom plate is used for shapes of different sizes that be arranged centrally on the base. When pouring the molten metal in the form this tends to occur essentially at the same point on the base. The progressive erosion caused by this gradually creates an impermissible deep hole in the ground.

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.The invention is based on the object of specifying a method after which it is possible to fill the hole in such a way that a work surface is made an abrasion-resistant, non-metallic, inorganic material is formed.

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.According to the invention this object is achieved in that in the hole a heat-generating composition is filled from solid components, which react with each other so that they form molten slag that composition to form this slag is made to react and that in the hole a lumpy refractory material is filled in such an amount that it is filled by a solid Structure of the slag held together on cooling after the exothermic reaction and the hole at least over part of its depth with that through the solid Structure held together refractory material is filled.

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.A casting mold bottom or another body is thereby obtained ferrous metal with a hole covering at least part of its depth filled with a lumpy or macroparticle-made refractory material which is held together by a structure of a slag that comes from the above mentioned composition is made.

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.A method of filling a hole in a mold base is also obtained or another ferrous metal body having the above-mentioned composition filled into the hole and reacted on the spot.

Das stückige feuerfeste Material kann mit der wärmeerzeugenden Zusammensetzung vermischt in das Loch eingefüllt werden.The lumpy refractory material can be mixed with the heat generating composition mixed into the hole.

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.An off is particularly suitable as a heat-enhancing composition Particulate metal that oxidizes in the reaction to form the slag. A preferred heat generating composition of this type is a mixture of aluminum powder and ferric oxide or another iron oxide that causes an exothermic reaction, so that alumina as slag and metallic iron are formed. Such a thing Mixture known as thermite is commercially available and is used for certain Welding works used.

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.Thermit was previously used for the present purpose, but in such a way that the hole with a weld button or weld core made of metallic Iron was filled. The slag resulting from the exothermic reaction is a unwanted by-product that is removed. Because of its physical properties, z. B. its fragility, it failed to form a usable work surface be used.

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.The result is imperfect in that the molten metal is can fuse with the metal of the welding button, so that the welding button is off pulled out of the hole when the ingot or slab is pulled out of the mold will. In contrast, the present composition is used in the manner that the hole with the refractory or refractory material that passes through the slag is held together to form a brick-like material, is sealed. There is a white button under the brick material, which is a by-product of the Reaction arises. Its presence is accidental, and the desktop becomes formed by the brick-like material, which is very resistant to a sudden thermal stress. If the brick-like material in the course wears out over time due to repeated use of the mold, it will let through Use appropriate amounts of the composition prior to exposure of the weld core or button.

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.In the case of the refractory or heat-resistant material of the composition it can be baked clay or another ceramic. It is cheap Use of a material made of refractory brick or firebrick (e.g. from steelworks), which was crushed into lumpy form, e.g. B. by crushing, crushing or breaking. Other refractory or heat resistant materials are silicon carbide, magnesite, Aluminum silicates (aluminosilicates), burnt dolomites, aluminum oxide (clay) and mixtures of these materials. Magnesite is special because of its favorable expansion coefficient suitable. The exact particle size is not critical. For most purposes receives a suitable surface quality is achieved by using coarse-grained, chopped up refractory bricks, Firestone or other refractory material. Good results have been achieved with refractory brick material or refractory chamottes, which on less than three millimeters (1/8 of an inch) were sieved.

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.Better results have been obtained with particles that passed through a 1/2 inch sieve but will be retained by a 1/8 inch strainer, and likely because too fine particles are avoided, their solubility in the slag is relatively high.

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.A suitable proportion of the refractory material can be passed through determine a simple experiment. The use of smashed refractory chamotte in an amount of about 15 to 30 percent by weight, preferably about 20 percent by weight the composition, gives satisfactory results with Thermit, that a lot from about 60 to 70 percent by weight of aluminum, calculated from A1203.

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.According to a modification of the method described, the refractory Material or part of the same is introduced into the slag while it is moving is in a molten state in the hole. Preferably the refractory Material mixed with the slag by stirring. The mixture doesn't need over the entire hole depth to be homogeneous when filling with a satisfactory one Properties exhibiting work surface is to be formed.

Die aus sich heraus verständliche Zeichnung dient der Erläuterung der Erfindung.The drawing, which is understandable in and of itself, is used for explanation the invention.

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.Fig. 1 shows the plan view of a base plate with an erosion hole which is filled according to the new method, and Fig. 2 shows the sectional view 2-2, from which it can be seen that the hole below has a metal core or button and has composite slag above.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1e method of filling a hole in a body of ferrous Metal, characterized in that a heat-generating composition is placed in the hole is filled with solid components that react with each other, making them melt Form slag that the composition to form this slag to react is brought and that in the hole a lumpy refractory material in such Amount is filled that it is through 'a solid structure of the slag when it cools down the exothermic reaction is held together and the hole at least one Part of its depth with the refractory held together by the solid structure Material is filled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lumpy refractory material mixed with the heat generating composition in the hole is filled.

3. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the lumpy refractory material is added to the slag while the slag in the hole is in a molten state.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that one component of the heat generating composition is a particulate Is metal that is oxidized in the reaction to form the slag.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the heat generating composition is a mixture of aluminum powder and ferric oxide is.

6. The method according to any one of claims i to 5, characterized in that that the refractory material is baked clay.

7. The method according to claim 6, characterized in that the refractory Material consists of chopped up fired brick or fireclay.

8, the method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the amount of refractory material is about 15 to 30 percent by weight of the composition amounts to.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that the ferrous metal body is made of cast iron.

10. The method according to claim 8, characterized in that the body Ferrous metal is the base of a casting mold.

11. Ferrous metal body with a hole that extends over at least part of its depth with a lumpy, refractory, through a structure one Slag held together material is filled by a method according to any one of claims 1 to 10 is produced.

12. A method for casting a slab, in which a mold with a Base is used, characterized in that recesses that extend from time to form time in the base, according to the method according to any one of claims 1 to 10 can be filled.