Beeinflussung des Keimbildungspotenzials von im Kupolofen erschmolzenem Basiseisen für die Herstellung von Gusseisen mit Kugelgrafit und dessen Bewertung anhand der thermischen Analyse
Basiseisen für die Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit wird bei einem Bedarf von 50t bis 100t Flüssigeisen pro Stunde in der Regel mit einem Kupolofen erschmolzen. Unter diesen Gegebenheiten ist es besonders wirtschaftlich, die notwendige Mg-Behandlung im Georg Fischer-Konverter durchzuführen. Darüber hinaus ist diese Art der Mg-Behandlung jedoch auch mit spezifischen Nachteilen verbunden. Ein nicht zu unterschätzender Nachteil ist der deutlich negative Einfluss der Rein-Mg-Behandlung auf den Keimzustand der Schmelze. Im Allgemeinen spricht man von „totem Eisen“, da sich der Kohlenstoff nicht ohne Weiteres als Kugelgraphit ausscheidet.
Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, zu überprüfen, inwiefern sich Korrelationen in der Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit aus Kupolofeneisen unter Anwendung des Georg Fischer-Konverter-Verfahrens nachweisen lassen. Dazu wird der gesamte Prozess der Flüssigeisenerzeugung mittels thermischer Analyse sowie, soweit sinnvoll, metallographisch untersucht.
Zur Bewertung herangezogen wird dazu
- die Fahrweise und der Einfluss der Einsatzstoffe im Schmelzprozess sowie das Zwischenspeichern im Warmhalteofen,
- eine Vorkonditionierung der Schmelze mit einer zeitgleich stattfindenden Legierungsarbeit,
- die Rein-Mg-Behandlung im Georg Fischer-Konverter und
- der Einfluss des Impfens auf das mittels der voranstehenden Schritte hergestellte Flüssigeisen.
A cupola furnace is often used when it is necessary to produce 50-100 tonnes per hour of liquid base iron for ductile iron production. Under these circumstances it is economic to carry out the nodularising process in a Georg Fischer converter, however there are also disadvantages associated with this process, in particular the negative effect of the pure magnesium treatment on the metallurgical condition of the iron. In general, iron of low nucleation is termed “dead iron” since the carbon does not readily precipitate as spheroidal graphite.
The objective of the present work is to verify to what extent correlations can be proven in the production process of ductile iron via cupola furnace and the Georg Fischer converter process used for the nodularisation.
To facilitate this, the entire process has been evaluated using thermal analysis and, as far as appropriate, metallographic techniques.
Four production stages have been examined in the evaluation:
- The operation of the cupola and the influence of the charge materials, also the effects of holding in the induction furnace
- Preconditioning of the melt and alloying
- The pure magnesium treatment in the converter
- The influence of subsequent inoculation after the preceding steps have been completed