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Technische Information 10
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Tundish-Cover-Verfahren
Die Magnesiumbehandlung zur Erzeugung von Gusseisen mit Kugelgraphit kann mit den
verschiedensten Verfahren durchgeführt werden. Das Tundish-Cover-Verfahren ist unter
den meisten Bedingungen ein einfacher, effektiver, verlässlicher und wirtschaftlicher
Prozess. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch eine hohe Treffsicherheit und hohe Mg-
Ausbeute über einen großen Bereich von Behandlungsgewichten. Ein gut durchgeführter
Behandlungsprozess bringt etwa 60-80% Mg-Rückgewinnung. Gleichzeitig liegen die
Betriebs- und Instandhaltungskosten im Normalfall weit unter denen der anderen üblichen
Verfahren. Behandlungen mit dem Tundish-Cover-Verfahren laufen praktisch ohne Auflodern,
und mit ca. 90% Rauchreduzierung, ohne Herausspritzen von Metall, minimalem
Kohlenstoffabbrand und Temperaturverlust. Die untenstehende Skizze zeigt beispielhaft
eine Tundish-Cover-Behandlungspfanne.
Bild 1: Schnitt durch eine Tundish-Cover-Behandlungspfanne mit zwei Taschen.
Bestimmung der Auslauföffnung des Pfannendeckels
Anhand der folgenden Berechnungsformel kann der Durchmesser des Auslaufes des
Tundish-Pfannendeckels berechnet werden:
d
= 0 . 07
W
t ⋅ h
Hierin ist d (cm) der Durchmesser des Auslaufes, W (g) ist das Behandlungsgewicht, t (s)
ist die Gießzeit und h (cm) ist die ferrostatische Höhe des Eisens im Gießtümpel (h ist die
Höhe des Metalls, nicht die Höhe des Gießtümpels).
Der Schwefelgehalt der Ausgangsschmelze sollte vor der Behandlung nicht über 0,02%
liegen, um die maximale Wirksamkeit der Tundish-Pfanne zu gewährleisten. Bei höheren
Schwefelgehalten sollte eine Entschwefelungsbehandlung vor der Kugelgraphitbehandlung
durchgeführt werden.
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FeSiMg-Legierung - Auswahl und Zugabe
Die Behandlung mit dem Tundish-Cover-Verfahren kann mit den meisten FeSiMg-Legierungen
mit Mg-Gehalten von 3 – 12% durchgeführt werden, wobei Mg-Gehalte von 4 – 6%
üblich sind. Eine typische Legierung mit der folgenden chemischen Zusammensetzung
Si: 45%, Mg: 5%, Ca: 1%, SE: 1%, Al: 1%, Rest: Fe
wird üblicherweise zur Behandlung eines Eisens eingesetzt, dessen Einsatz aus Stahlschrott,
Roheisen und Kreislaufmaterial besteht. Ein Legierungskorngrößenbereich von 1 -
10mm ist für kleinere Behandlungseinheiten als geeignet anzusehen, während bei
größeren Einheiten Legierungen mit Korngrößen von 4 - 35 mm vorzuziehen sind.
Die Zugabemenge liegt zwischen 1,2 und 1,8% des Behandlungsgewichtes und wird
bestimmt durch den Schwefelgehalt des Ausgangseisens, der Eisentemperatur, dem Mg-
Gehalt der FeSiMg-Legierung und der Wiederholgenauigkeit, mit der der Prozess durchgeführt
wird.
Auswahl des Abdeckmaterials
Die FeSiMg-Legierung sollte zur Erzielung eines optimalen Behandlungsverlaufes abgedeckt
werden. Das Abdeckmaterial soll vor dem Reaktionsbeginn die FeSiMg-Legierung in
der Bodentasche so lang wie möglich zurückhalten. Als Abdeckmaterial werden üblicherweise
Stahlblechabschnitte aus der Einwaage eingesetzt. Abdeckplatten aus Gusseisen
können mit dem Resteisen abgegossen werden und führen nicht, wie beim Einsatz von
Stahl als Abdeckmaterial, zu einer Abnahme des Kohlenstoffgehaltes. Die besten Ergebnisse
werden mit dem Einsatz von FeSi als Abdeckmittel erreicht.
Beispiele von verbesserten Mg-Ausbeuten
Bild 2: Schematische Darstellung der Verbesserung der Mg-Rückgewinnung in
Abhängigkeit des Schwefelgehaltes, der Behandlungstemperatur und von Änderungen
der Auslegung der Pfanne. Der Ausgangswert von 2,0% Zugabemenge entspricht einer
Situation mit 0,03% Schwefel und einer Behandlungstemperatur von 1520°C.