175785. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntöttvas-olvadék előállítására különösen nagy igénybevételű öntvényekhez
3 175785 4 növeljék. A szilíciummal történő feldúsítás során is végeznek egy előzetes beoltást. így az olvadék túlhűtése a megdermcdés során csak csekély mértékben szükséges, és a beoltás hatására a grafit viszonylag vastag lamellák formájában alakul ki. A lamellák egymástól nagy távolságra vannak, az átlagos cellaszám pedig a beoltás minőségével viszonylag pontosan beállítható. Ez az eljárás azonban eddig csupán laboratóriumi méretekben került felhasználásra, és csupán próbadarabokat készítettek ily módon („Giesserei” 59, 1972, Nr. 18, szeptember 7.). A jelen találmánnyal olyan eljárás kialakítása a célunk, amellyel bármely vasöntvény olyan perlites alapmátrixszal állítható elő, amelyben tompa és zárt végű grafitlamellák vannak, és amely nem tartalmaz oxidos zárványokat. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy kupolókemencében és/vagy indukciós olvasztóberendezésben megolvasztott, nagy acélhulladéktartalmú vasolvadékot a csapolási hőmérsékletre történő hevítés előtt indukciós tégelykemencébe töltünk át, illetve ebben a berendezésben hagyjuk, ha az olvadékot ebben állítottuk elő, és az olvadék mennyiségére vonatkoztatott 0,3—l,3súly%-nyi szilíciumkarbidot adunk hozzá, majd az olvadék hőmérsékletét 1450 °C-ra emeljük, és a salaknak ezen a hőmérsékleten történő eltávolítása után elektródgrafit segítségével dezoxidálást és karbonban történő dúsítást végzünk, miközben az olvadékot erőteljesen keverjük, végül pedig az olvadékot beoltjuk. A fenti eljárással nem csupán a kitűzött feladat valósítható meg, hanem ezen túlmenően az az előny is jelentkezik, hogy kiküszöbölhető a hulladék minőségében (elsősorban a korróziós fokban) jelentkező ingadozás hatása az öntöttvas oxid-, illetve gáztartalmára, minthogy a beolvasztás során jelentős mértékű dezoxidáció, tisztítás, homogenizálás és gáztalanítás történik. Ha az olvadékot kupolókemencében állítjuk elő, akkor ezeket a jelenségeket az indukciós berendezésbe történő átöntés után tapasztaljuk. A szilíciumkarbid adalék reakcióba lép a salakkal, a kemencetérben levő gázokkal és a döngölőmasszával, és ezen reakciók lefolyása függ a hőmérséklettől, koncentrációtól, illetve összetételtől, a reagáló felületek nagyságától, a reakció idejétől, a keveréstől, az olvadék fajsúlyától és a melegítés módjától. Az olvadék előállításának a találmány szerint történő elvégzése megszünteti a hengerfejek gyártásánál tapasztalható hibákat: a porozitást, gázzárványokat, szélzónát és a kéreg felkeményedését. A találmány szerinti eljárással elsősorban a krisztallit-képződésnek az eutektikus dermedés során fellépő elhúzódása csökkenthető, és a grafitképződés különböző hűtési sebességek mellett is egyenletesebbé válik. A karbonadaléknak 1450 °C-on történő gyors hozzáadása és az olvadék erős keverése a szuszpendált oxidok teljes megszüntetését eredményezi, és az olvadék oxidtartalma szénmonoxiddá redukálódik. Az ilyen elgázosítás tisztító hatása rendkívül intenzív, és rövid idő alatt olyan hatékony, hogy az oxidréteg képződése még az öntés során is csak igen kis mértékben jelentkezik. A találmány szerinti eljárás során az egyszerre beadagolt elektródgrafit mennyisége célszerűen az olvadék végső összetételének 1,5—2,5 súly%-a. Ilyen nagymennyiségű elektródgrafit egyszerre történő beadagolása az olvadékot alaposan megtisztítja az oxidzárványoktól, és emellett biztosítja tompa végű grafitlamellák kialakulását. Ezért alkalmas különösen a találmány szerinti eljárás nagy igénybevételű öntvények, például járműmotorok hengerfejeinek vagy hengerbetéteinek előállítására. A találmány szerinti megoldás alapvető újdonsága, az indukciós tégelykemencében elhelyezett adagnak kupolókemencében és/vagy indukciós kemencében előállított öntöttvas olvadékkal történő kiegészítése mellett, a nagy mennyiségű elektródgrafit egyszerre történő beadagolása, amikoris az egész eljárás során meglehetősen alacsony (0,7—1,5 súly%-nyi) karbontartalmú ötvözet végső karbontartalmát állítjuk be, körülbelül 3,4 súly% értékre. Az olvasztás során tehát a fémfürdő meglehetősen alacsony karbontartalmú, ugyanakkor szilíciumtartalma viszonylag magas: 1,5—2 súly%. A fentiekből következik a találmány szerinti eljárás számos előnye. Az 1450 °C-on végzett dúsítás következtében ugyanis a karbonnal történő dezoxidáció első fázisában fellépő ismert nehézségek megszüntethetők. Ez az öntöttvas minőségének vonatkozásában rendkívüli jelentőségű és ugyanakkor a dezoxidáció szabályozhatóságát és megbízhatóságát fokozza. Az eljárás minőségileg különbözik a korábban hivatkozott ismert megoldástól, minthogy ott a dúsítást az olvasztási művelet első fázisában végzik el. Ebben az esetben azonban az ismertetett előnyök nem jelentkeznek, minthogy a dezoxidáló hatás ebben a fázisban sokkal kevésbé hatékony. A koncentráció viszonyok nem optimálisak és hiányzik a gyors dezoxidálás eredményeképpen létrejövő intenzív keveredés, amelyet a keletkező szénmonoxid hirtelen felfelé áramlása eredményez. A találmány szerinti megoldásnál viszont az intenzív keveredés eredményeképpen az olvadékban maradó zárványok mennyisége nagy mértékben csökken és így nem csupán a szövetszerkezet lesz kedvezőbb, hanem az anyag mechanikai tulajdonságai is javulnak. Igen fontos, hogy a találmány szerinti lépések megvalósítása esetén a fémolvadékban a kiforrási folyamat az elmondottak következtében optimális körülmények között zajlik le. Ezen túlmenően az öntöttvas dermedési folyamata is kedvezőbb lesz, minthogy a porózus, felületaktív szemcsékből álló elektródgrafitnak közvetlenül a csapolás előtt történő beadagolása kedvező hatással van a csíraképződésre és a krisztallitok növekedésére is. Ha az eljárás során kupolókemencében előállított olvadékot is felhasználunk, az indukciós kemence tégelyében célszerűen minden csapolás után visszatartunk egy maradék adagot, és a tégelynek a kupolókemencéből származó olvadékkal történő feltöltését csak a végleges összetételre vonatkoztatott 0,3—1,3 súly'//, mennyiségű szilíciumkarbid beadagolása után végezzük. A találmány szerint az olvadék intenzív keverését célszerűen a túlhevítési szakaszban az elektródgrafit beadagolása során keletkező szénmonoxid gázzal történő öblítéssel végezzük-Az olvadék beoltását előnyösen olyan keverékkel végezzük, amely 0,2% cirkon-tartalmú ferroszilíciumot és 0,1 súly% tiszta grafitot tartalmaz. Ezeket 3: 1 arányban kell alumíniumporral vegyíteni. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során az olvadékba legfeljebb 15 mm szemcseátmérőjű szilícium-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
