Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Study of Dross in Ductile Cast Iron Main Shafts
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Studie av Dross i Gjutna Axlar av Segjärn (Swedish)
Abstract [en]

The study of dross in ductile cast iron main shafts was performed at Global Castings Guldsmedshyttan AB and presented in this master thesis. The purpose of the study was to obtain answers to why dross defects were present in some of the foundry's casted main shafts, with the main problem located at the flange of the shaft. The chemical composition of the dross formations and which steps in the casting process that increased the dross formation were of interest. The study only included dross in main shafts manufactured at Global Castings Guldsmedshyttan AB.

Dross particles form when elements such as Mg, Ca, Si and Mn react with O. These elements, which are highly reactive to O, are used in ductile cast irons to achieve the spheroidal graphite nodules that regulate the cast materials ductile properties. If a higher amount of dross particles has formed, the particles will start to cluster, resulting in a growing dross formation. Dross formations works as surface crack initiation points and reduces the castings fatigue strength and ductility.

During the study it was seen that the cause of dross formations is a combination of many parameters increasing the melts exposure to O resulting in dross defects. The dross formations could be connected to worn out ladles, low melt temperatures, incorrect additions of Mg treatment, lack of an extra slag removal station and finally turbulence as the melt were poured into the mould.

At Global Castings Guldsmedshyttan AB a greater part of the main shafts containing dross defects were a result of worn out ladles and low melt temperatures. The types of dross found in the main shaft material were mainly Mg, Ca, Si and Al which had reacted with O. S bonded with Mg and Ca was also detected in the dross formations. It was shown that the dross particles could be derived from charge material, Mg treatment and inoculation.

To avoid dross defects the first step would be to set up an extra slag station, shorten the interval of maintenance of the ladles and to better adjust the melt temperature to the condition of the specific ladle. To minimize dross due to excess Mg a better controlled process would be recommended with an increased number of monitored manufacturing parameters.    

Abstract [sv]

Studien av dross i axlar tillverkade av segjärn gjordes hos Global Castings Guldsmedshyttan AB och presenteras i denna examensrapport. Syftet med studien var att hitta anledningar till varför drossdefekter bildas i flänsen på vissa av gjuteriets tillverkade axlar. Drossens kemiska komposition likväl de steg i tillverkningsprocessen som inverkade på drossbildning var av intresse. Studien inkluderade endast drossdefekter i axlar tillverkade av Global Castings Guldsmedshyttan AB.

Drosspartiklas bildas när till exempel Mg, Ca, Si och Mg reagerar med O. Dessa ämnen, vilka är väldigt reaktiva med syre, används vid framställning av segjärn för att de sfäriska grafitnodulerna som starkt reglerar materialets duktila egenskaper ska bildas. Ett större antal drosspartiklar i en smälta leder till kluster av dross vilka växer i takt med att nya partiklar bildas. Dross fungerar som sprickinitieringspunkter i gjutgodsytor och reducerar godsets utmattningshållfasthet och duktilitet.  

Under studien kunde det ses att dross bildas på grund av en kombination av parametrar som ökar smältans exponering av syre vilket resulterar i drossdefekter. Drossdefekter kunde kopplas till slitna skänkar, låga smälttemperaturer, felaktig mängd magnesiumbehandling, brist på en extra slaggstation och slutligen turbulens när smätan hälls i formen.

Hos Global Castings Guldsmedshyttan AB är en stor del av axlarna med drossdefekter ett resultat av framför allt slitna skänkar och låga smälttemperaturer. Vid analys sågs det att ett antal olika typer av drosspartiklar kan bildas i det duktila gjutjärn som används till axlarna; främst Mg, Ca, Si och Al som reagerat med O. Mg och Ca som bundit med S kunde också hittas i vissa av de studerade drossformationerna. Det kunde visas att den kemiska kompositionen i drosspartiklarna var härrörande från grundmaterialet, magnesiumbehandlingen och ympmedlet. 

Ett första steg Global Castings Guldsmedshyttan AB skulle kunna ta för att undvika drossdefekter är att ha en extra slaggstation, införa tätare underhåll av skänkarna och bättre anpassa smälttemperaturen till skicket på den specifika skänken. För att minimera dross som bildats på grund av ett överskott av Mg skulle en mer kontrollerad process rekommenderas med ett ökat antal bevakade tillverkningsparametrar. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 71 p.
Keyword [en]
Dross, Mg treatment, Main shafts, Ductile cast iron
National Category
Metallurgy and Metallic Materials
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-37148OAI: oai:DiVA.org:kau-37148DiVA: diva2:842278
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Engineering: Mechanical Engineering, spec. in Materials Engineering (300 ECTS credits)
Presentation
2015-06-10, 21A342, Karlstads universitet, Karlstad, 08:30 (Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-09-04 Created: 2015-07-17 Last updated: 2015-09-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2518 kB)712 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2518 kBChecksum SHA-512
c99c5b844d1a17ea5000a6c94f9a9ddf863dee7ede757264d2e001b1258faa0eea345b128d9ffa96b6aab33f9a0b73a4a10269ec4458ff2ed7fc8d2f46547e7e
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Andersson, Sofia
By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Metallurgy and Metallic Materials

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 712 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 305 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf