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La présente invention esr relative à un procédé de fabrication de moules de fonderie à base de sable, dans lequel on mélange au sable un liant et une proportion d'eau suffisante pour le rendre moulable et on élimine du moule réalisé à l'aide de ce mélange, une partie de l'eau qu'il contient., telle que la proportion d'eau dans le moule prêt à la coulée soit au maximum égale à 1 % du poids du moule.
On sait que la proportion d'eau qu'un mélange de sable de liant et d'eau doit contenir pour être moulable peut varier entre certaines limi- tes. Souvent, cette proportion est voisine de 8% mais elle peut baisser jus- qu'à environ 3 % à condition d'ajouter certains liants au mélange. Ce n'est qu'exceptionnellement que cette proportion dépasse 12%.
On sait également qu'après moulage, il est indispensable de rédui- re la proportion initiale d'eau en vue d'augmenter la résistance mécanique du moule et de permettre la coulée du métal sans provoquer des vaporisations d'eau préjudiciables à la qualité de ce dernier par occlusion gazeuse ou par trempe superficielle. La proportion maximum d'eau qu'un moule prêt à la coulée peut contenir est, pour certaines pièces, d'environ 4% en moyenne mais toutefois inférieure à 1 % en surface. Dans un grand nombre d'applications et, en particulier, pour la coulée de pièces de métal épaisses, il est in- dispensable d'abaisser la teneur en eau en dessous de 1% en moyenne pour é- viter les inconvénients susdits.
Le séchage à l'air libre jusqu'à ce que la teneur maximum en eau désirée soit atteinte exige souvent quatre à sept jours, ce qui constitue un inconvénient grave auquel on a cherché à remédier par un chauffage des moules à l'étuve. Le transport de cexu- ci dans l'étùve provoque parfois leur détérioration.
Parmi les liants destinés à renforcer la résistance des moules, on a proposé d'incorporer au mélange à mouler, soit du silicate alcalin, soit du ciment.
Dans le cas d'emploi de silicate, on injecte superficiellement de l'anhydride carbonique dans le moule en y enfonçant des petits tubes perforés réunis à une bonbonne d'anhydride carbonique. Il se forme alors du carbonate alcalin qui rigidifie le moule et de la silice colloïdale qui joue le rôle d'agglomérant à froid.
Dans le cas d'emploi de ciment,une partie de l'eau qui a servi à rendre le mélange moulable, assure la prise du ciment. Un gard à la len- teur de cette prise, il faut encore attendre un jour avant de pouvoir trans- porter le moule.
Néanmoins, aussi bien après la prise du ciment qu'au moment où on transporte un. moule au silicate dans lequel on a injecté de l'anhydride carbonique, il se'produit encore parfois des détériorations. En outre, le séchage dans l'étuve augmente sensiblement la durée de la préparation.Ce séchage nécessite parfois encore deux jours pour des moules épais, et, même à la fin de l'étuvage, on n'est pas toujours certain que la teneur moyenne en eau a été abaissée jusqu'en-dessous de 1 %
La présente invention a comme objet un procédé qui permet de raccourcir considérablement la durée de la préparation d'un moule prêt à re- cevoir le métal en fusion, d'abaisser la teneur en eau à des valeurs non atteintes par les procédés utilisés en pratique jusqu'à présent,
d'augmenter la résistance mécanique au delà de ce qu'on a obtenu jusqu'à ce jour et tout cela sans nécessiter aucun transport.
Dans le procédé selon l'invention, on fait circuler à travers la masse du moule, un gaz qui entraîne l'eau excédentaire hors de ce moule.
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Afin de réduire considérablement le temps nécessaire à l'entraîne- ment de l'eau, on fait circuler à travers la masse du moule, de l'air qui est au minimum à 90 C à son entrée dans le moule et, de préférence à une température comprise entre 100 et 200 C.
Pour assurer la circulation à travers la masse peu perméable du moule, il est évidemment indispensable de soumettre à une différence de pression sensible la masse comprise entre l'entrée du gaz dans le moule ,et sa sortie de celui-ci.
Toutefois, il est recommandable de ne pas dépasser pour cetes dif- férence de pression deux kilos par centimètre carré afin de ne pas détériorer le moule sous l'effet de cette différence de -pression.
La différence de pression nécessaire à la circulation peut résul- ter soit d'une aspiration, soit d'un refoulemento Dans le premier cas, la dépression sera automatiquement inférieure à un kilo par centimètre carré.
Cette différence de pression peut être appliquée entre deux faces opposées du moule. Toutefois, dans une variante avantageuse du procédé, pen- dant le moulage, on dispose dans la masse de sable de liant et d'eau des gai- nes poreuses qu'on raccorde ensuite à une machine à une pression différente de la pression atmosphérique.
Dans cette variante, on utilise avantageusement une gaine poreuse et souple et de section presque constante telle que celle faisant l'objet du brevet belge n 5590484 du 24 juillet 1957.
Il résulte d'essais effectués par le demandeur que, lorsque la teneur en eau du mélange est supérieure à environ 13%, une aspiration donne lieu à un lent débit d'eau liquide, que lorsque cette teneur est inférieure à cette limite mais supérieure à environ 4%, l'aspiration donne lieu à un débit de vapeur d'eau comparable à celui que l'on obtient en fai- sant circuler cette vapeur à travers une masse peu perméable mais dont la perméabilité augmente cependant légèrement au fur et à mesure que la propor- tion d'eau diminue dans la masse et que, lorsque cette proportion diminue davantage, la perméabilité augmente rapidement et le débit de vapeur d'eau devient comparable à celui qui s'établit à travers une masse poreuse dont les intervalles entre les grains de sable ne sont pas remplis d'eau.
Le demandeur a supposé qu'à ce moment les grains de sable sont recouverts d'une couche superficielle d'eau qui ne remplit plus les interval- les susdits et que l'élimination de cette eau se fait alors par évaporation dans le courant gazeux aspiré à travers la masse.
Le chauffage au moyen de gaz chaud est avantageusement réalisé en plaçant une cloche étanche sur le moule, en raccordant cette cloche à une source de gaz chaud et en aspirant à travers la masse du moule le gaz chaud qui parvient dans la cloche et l'eau qu'il entraîne par son passage dans le moule.
On peut aussi chauffer le moule avant de faire circuler un gaz chaud à travers sa masse en faisant d'abord circuler un gaz chaud dans la gaine poreuse noyée dans cette masse.
Le chauffage au moyen drair chaud ou d'un autre gaz chaud est très intéressant dans le cas où, de manière connue, on incorpore du ciment à la masse. En effet, on constate que l'on obtient dans ces conditions au bout de très peu de temps, par exemple après une à trois heures de chauffage selon l'épaisseur des pièces, une résistance mécanique de loin supérieure à celle obtenue jusqu'à présent en chauffant le même iélange dans une étuve.,, pendant le même temps et à la même température.
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Selon une autre variante avantageuse du procédé selon l'invention utilisant un gaz chaud, on fait circuler un mélange chaud de gaz de combus- tion et d'air dans la masse du moule qui de manière connue, contient du si- licate alcalin,
Cette variante est économique parce que l'air de fonderie contient généralement un3 proportion importante d'anhydride carbonique, que les taz de combustion mélangés à l'air pour le chauffer contiennent également ce gaz et que, par conséquent, on peut faire réagir le silicate sans emploi coûteux d'anhydride carbonique provenant de bonbonnes sous pression.
L'invention est également relative à un procédé de fabrication de moules de fonderie à base de sable dans lequel on noie dans la masse pendant le moulage des dispositifs destinés à faciliter l'évacuation de la vapeur d'eau et de gaz qui se forment dans cette masse pendant la coulée du métal par suite de la vaporisation d'eau et de la décomposition de ma- tières incorporées à la masse.
On a proposé de disposer dans la masse du moule des mèches de fibres textiles aboutissant à l'exterieur du moule dans l'espoir que la vapeur d'eau et les gaz susdits pourraient se dégager facilement.en passant entre les fibres de ces mèches. L'expérience a montré le peu d'efficacité de ces mèches dans certains applications.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.
Suivant l'invention, on noie dans la masse de sable au moins un conduit perméable à la vapeur et aux gaz, qui est en communication avec l'extérieur du moule.
De préférence, on noie dans la masse au moins une gaine poreuse et souple qui conserve une section à peu près constante.
L'évacuation de la vapeur d'eau et des gaz susdits pendant'la coulée peut ainsi être réalisée facilement après avoir favorisé la fabri- cation du moule par circulation d'un courant gazeux chaud à travers sa masse en faisant emploi d'un conduit noyé dans la masse.
Mais on comprend que'ladisposition d'un tel conduit en vue de favoriser l'échappement de la vapeur d'eau et des gaz susdits pendant la coulée peut être prévue sans que ce conduit soit utilisé antérieurement pour pécher le moule par une circulation de gaz chaud, le séchage é'tant alors obtenu par d'autres moyens.
L'invention a également comme objet un moule de fonderie obtenu par ce procédé. Ce moule présente dans la masse de sable qui le constitue au moins un conduit, de préférence sous la forme d'ure gaine poreuse et sou- ple de section à peu près constante, qui est perméable à la vapeur d'eau et aux gaz et qui est en communication avec l'extérieur du moule.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui s schématisent différentes façons de réaliser ce procédé.
La figure 1 est une vue en perspective, après brisure partielle d'une installation pour l'aspiration de l'eau à froid à travers le fond d'un moule.
La figure 2 est une vue en perspective, après brisures partielles, d'une autre installation pour l'aspiration de l'eau d'un moule, pendant le chauffage de celui-ci , effectué par la circulation d'un gaz chaud à travers sa masse.
La figure 3 représente en perspective, après brisures partielles,
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une autre façon de réaliser le chauffage et le séchage d'un moule.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence dé- signent des éléments identiques.
A la figure 1, on voit un châssis 2 dans lequel on a préparé un moule 3 à base de sable contenant environ 8 % d'eau. Ce moule repose sur un fond perforé 4 dont les perforations 5 communiquent avec une chambre 6 dans laquelle on peut créer une dépression en raccordant une source de vide non représentée à une tubulure 70
Pour abaisser rapidement la proportion d'eau contenue dans ce mou- le, jusqu'à une teneur inférieure à 1 %, on aspire l'eau excédentaire en raccordant la tubulure 7 à la source de vidéo
Dans cette variante du procédé selon l'invention, le châssis 2 est immobilisé pendant toute la durée du séchage 0 On peut libérer une partie de ce châssis immédiatement après le moulage en rendant la partie de ses parois latérales au-dessus du fond 4 indépendante de celui-ci.
La séparation peut avoir lieu par exemple au niveau de la ligne en trait mixte 80
Avec 7,'installation représentée à la figure 2, on peut procéder facilement à un chauffage du moule après sa formation. Dans cette installa- tion , l'aspiration de l'eau excédentaire est effectuée parl'intermédiaire d'une gaine poreuse souple 9 qu'on a disposée au sein dù moule pendant le moulageo Une gaine qui convient à cet effet est décrite dans le brevet belge n 5590484 précité et comprend essentiellement une armature flexible constituée par l'enroulement en spirale d'un fil élastique, par exemple en acier doux, ladite armature servant de support à un tuyau tressé qui res- te tendu sur elle. Une telle gaine peut facilement être dispose aux endroits requis pendant le tassement du sable.
Pour chauffer le moule à sécher, on fait par exemple circuler un fluide gazeux chaud dans la gaine 9 Celle-ci est raccordée non seulement à la tubulure d'aspiration 7 mais également à une tubulure 10 qu'on peut raccorder à une source de gaz chaudAi lieu d'aspirer celui-ci, on peut aus- si le refouler par l'une ou l'autre des deux tubulures 7 et 100
Quand on estime que le chauffage du moule est suffisant, on aspire l'eau excédentaire qui reste dans le moule, en fermant un robinet 11 dont est pourvue la tubulure 10 Par le fait que la tension de vapeur dans le moule chauffé est plus élevée qu'à froid,
l'élimination de l'eau est foxte- ment accélérée par le courant d'air qui s'établit à travers la masse à sé- cher On peut aussi assurer la circulation du courant gazeux entraînant l'eau excédentaire dans la masse en refoulant un gaz chaud dans la gaine poreuse 9 après avoir fermé le robinet 11
Au lieu de chauffer le moule 3 par l'intérieur comme c'est le cas avec l'installation selon la figure 2, on peut aussi le chauffer à partir de l'extérieur, à l'aide d'un fluide gazeux chaud.
On utilise pour cela une installation telle que celle schématisée à la figure 3. Cette installation comprend une cloche 12 que l'on place au- dessus du moule à sécher et dont on assure l'étanchéité par exemple à l'aide d'un joint de sable 13On amen.- le gaz chaud à l'intérieur de cette cloche en raccordant sa source à une tubulure 14 pourvue d'un-- robinet 15 et on as- pire à travers le moule 3 en raccordant la tubulure 7 à une source de vide pendant que le ropient 11 est fermé.
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Si on utilise pour le chauffage un mélange d'air et de gaz chauds provenant -de la combustion d'hydrocarbures liquides, la proportion d'eau dans des gaz de combustion dans le mélange chauffant est insuffisante pour que, par condensation de cette eau, au contact du moule froid, la proportion d'eau dans ce moule puisse s'élever au-dessus de 13 %
Dans un cas particulier de chauffage à l'aide d'un mélange gazeux chaud, on opère comme suit :
On constitue une masse moulable comprenant en poids 100 parties de sable et 1,5 partie de résine synthétique telle que de l'acétate de vinyle ou du polystyrène en émulsion dans 4,5 à 7,5 parties d'eauo
Pendant la fabrication du moule, on dispose un tube poreux et flexible du type susdit au sein de la masse de façon que la distance de ce tube à la surface .extérieure n'excède pas 10 centimètres.
On raccorde ledit tube à une source d'air chaud à 120 Co Sous une pression de 1 kg /centimètre carré, on opère pendart une heure un réchauffement de la masse par circula- tion de l'air chaud dais le tube en laissant ouvert le robinet 11 de la figure 20 On ferme alors le robinet et on constate au bout de 1,30 heure à 2 heures un séchage tel que l'humidité restante au sein de la masse ne dépasse pas 0,5 % On constate , de plus, une polymérisation des résines employées due à la températureo
La résistance à la compression est de l'ordre de 20 kilos/centimè- tre carré.
Lorsqu'on utilise comme mélange gazeux chaud de l'air de fonderie qui a été réchauffe par mélange avec des gaz de combustion et qu'on le fait agir suren moule contenant du silicate alcalin dissous dans l'eau de moula- ge, ce mélange gazeux a comme effet d'augmenter le durcissement du moule non seulement parce qu'il élimine de l'eau mais également parce que 1' anhydride carbonique qu'il contient réagit, de manière connue, avec le silicate pour former du carbonate alcalin et de la silice colloïdale.
Cette variante du procédé selon l'invention est par exemple réalisée dans les conditions suivantes :
On constitue une masse moulable à l'aide de 100 parties en poids de sable, 4 parties en poids de silicate alcalin et 2 à 4 parties d'eau.
Le tube poreux est disposé comme indiqué dans l'exemple précédent.
Un mélange chaud contenant de 1 air et de l'anhydride carbonique à teneur de 20% de CO2 est admis sous une même pression, à la température de 120 C.
La solidification du moule s'opère pendant les 30 premières minuteso La résistance à la compression est à ce moment de l'ordre de 10 kilos/centimètre carré. Si l'on prolonge le traitement de 1,30 heure à 2 heu- res, on déshydrate le sable à un taux inférieur à 1% de sa masse, mais la résistance à la compression ne s'accrot pas sensiblement.
Une autre variante comporte l'emploi de gaz chaud exempt de CO2 L'air admis est de l'air chaud à 180 C' Dans ce cas, suivant une transfor- mation connue, le silicate se déshydrate sans autre décomposition et au bout de 2 à 3 heures, on constate un taux d'humidité inférieur à 1/2 % et des résistances à la/compression allant jusqu'à 100 kilos par centimètre car- ré
Si, au lieu de silicate alcalin, on incorpore au moule du ciment.,. la circulation du gaz chauffant permet d'obtenir en peu de temps une résis- tance mécanique due à la prise du ciment, bien supérieure à celle obtenue pendant le même temps lorsque le moule est chauffé sans entraînement de 1' eau à travers lui.
Il est curieux de constater que cette plus grande résis-
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tance à bref délai est obtenue, même quand la proportion d'eau restant dans le moule est inférieure à celle considérée jusqu'à présent comme indispensable pour une prise complète du ciment.
Ceci pourrait s'expliquer en admettant que seules les couches super- ficielles des grains de ciment interviennent pour l'élaboration des sels hydratés assurant les résistances.
Cette remarque conduit à utiliser des proportions de ciment à haute surface spécifique (au moins 4.000 blaines) permettant des conomies en poids de l'ordre de 35% par rapport à des ciments dont la surface spécifique est de 2. 600 blaines.
En appliquant cette dernière variante du procédé selon l'invention, on opère par exemple comme suit :
On constitue une asse moulable à l'aide de 100 parties en poids de sable, 10 parties .de ciment à surface spécifique de 2600 blaines, et 8 parties en poids d'eau de gachage et de mouillage. On coiffe le moule comme montré à la figure.3¯.après avoir disposé le tube flexible poreux à une distance maximum de 10 centimètres des faces extérieures. On laisse le. module au repos pendant 3 heures afin de laisser s'opérer un début de prise du ciment:. On envoie alors l'air chaud à 120 C sous la cloche et on relie le tube à une pompe à vide qui y crée une dépre sion supérieure à 500 millimètres de mercure.
On constate au bout de trois nouvelles heures un durcissement complet de la masse et un taux d'humidité dans celle-ci inférieur à 0,5%. La résistance à la compression est alors de 16 à 17 kilos par centimètre carré. il est à noter qu'en fin d'opération, la dépression à l'intérieur du tube est tombée à environ 200 millimètres de mercure.
Le procédé de fabrication d'un moule de fonderie décrit en se référant aux figures ci-jointes et aux exemples ci-dessus donne lieu à un moule qui facili- te l'évacuation de la vapeur d'eau et des gaz provenant de la décomposition des matières mélangées au sable.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de moules de fonderie à base de sabe, dans lequel on mélange au sable un liant et une proportion d'eau suffisante pour le ren dre moulable et on élimine du moule réalisé à l'aide de ce mélange, une:partie de l'eau qu'il contient telle que la proportion d'eau dans le moule prêt à la cou- lée soit au maximum égale à 1% du poids du moule, caractérisé en ce qu'on fait ci:!: culer à travers la masse du moule, un gaz qui entraine l'eau excédentaire hors de ce moule.
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The present invention relates to a method for manufacturing sand-based foundry molds, in which a binder and a sufficient proportion of water are mixed with the sand to make it moldable and the mold produced using this is removed from the mold. mixture, part of the water it contains., such that the proportion of water in the mold ready for casting is at most equal to 1% of the weight of the mold.
It is known that the proportion of water which a mixture of binder sand and water must contain in order to be moldable can vary between certain limits. Often, this proportion is around 8% but it can drop to around 3% on condition that certain binders are added to the mixture. It is only exceptionally that this proportion exceeds 12%.
It is also known that after molding, it is essential to reduce the initial proportion of water in order to increase the mechanical strength of the mold and to allow the metal to be cast without causing water vaporizations which are detrimental to the quality of the mold. the latter by gas occlusion or by surface quenching. The maximum proportion of water that a ready-to-pour mold can contain is, for certain parts, around 4% on average, but less than 1% on the surface. In a large number of applications and, in particular, for the casting of thick metal parts, it is essential to lower the water content below 1% on average in order to avoid the above drawbacks.
Drying in the open air until the desired maximum water content is reached often requires four to seven days, which is a serious drawback which attempts have been made to overcome by heating the molds in an oven. The transport of cexucine in the oven sometimes causes their deterioration.
Among the binders intended to reinforce the strength of the molds, it has been proposed to incorporate into the molding mixture either alkali silicate or cement.
In the case of silicate use, carbon dioxide is superficially injected into the mold by inserting small perforated tubes joined to a carbon dioxide cylinder. Alkaline carbonate is then formed which stiffens the mold and colloidal silica which acts as a cold bonding agent.
In the case of use of cement, part of the water used to make the mixture moldable, ensures the setting of the cement. In view of the slowness of this setting, it is still necessary to wait a day before being able to transport the mold.
However, both after setting the cement and when transporting a. silicate mold in which carbon dioxide was injected, it still sometimes occurs deterioration. In addition, drying in the oven significantly increases the preparation time. This drying sometimes requires another two days for thick molds, and, even at the end of the oven, it is not always certain that the content water mean has been lowered to below 1%
The object of the present invention is a process which makes it possible to considerably shorten the duration of the preparation of a mold ready to receive the molten metal, to lower the water content to values not reached by the processes used in practice. until now,
to increase mechanical resistance beyond what has been obtained to date and all this without requiring any transport.
In the process according to the invention, a gas is circulated through the mass of the mold, which entrains the excess water out of this mold.
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In order to considerably reduce the time necessary for the entrainment of the water, air which is at least 90 ° C. when it enters the mold and, preferably at 90 ° C., is circulated through the mass of the mold. a temperature between 100 and 200 C.
To ensure circulation through the low permeability mass of the mold, it is obviously essential to subject the mass between the gas entering the mold and its exit from the latter to a substantial pressure difference.
However, it is advisable not to exceed for this pressure difference two kilograms per square centimeter so as not to damage the mold under the effect of this pressure difference.
The pressure difference required for circulation can result from either suction or discharge. In the first case, the depression will automatically be less than one kilogram per square centimeter.
This pressure difference can be applied between two opposite sides of the mold. However, in an advantageous variant of the process, during molding, porous sheaths are placed in the mass of binder sand and water, which are then connected to a machine at a pressure other than atmospheric pressure.
In this variant, a porous and flexible sheath is advantageously used with an almost constant section such as that forming the subject of Belgian patent no.5590484 of July 24, 1957.
It results from tests carried out by the applicant that, when the water content of the mixture is greater than about 13%, a suction gives rise to a slow flow of liquid water, that when this content is less than this limit but greater than approximately 4%, the suction gives rise to a water vapor flow rate comparable to that obtained by circulating this vapor through a low permeability mass, but the permeability of which increases however slightly as time goes on that the proportion of water decreases in the mass and that, when this proportion decreases further, the permeability increases rapidly and the flow of water vapor becomes comparable to that which is established through a porous mass whose intervals between the grains of sand are not filled with water.
The applicant has assumed that at this moment the grains of sand are covered with a surface layer of water which no longer fills the above-mentioned intervals and that the elimination of this water is then effected by evaporation in the gas stream sucked in. through the mass.
The heating by means of hot gas is advantageously carried out by placing a sealed bell on the mold, by connecting this bell to a source of hot gas and by sucking through the mass of the mold the hot gas which reaches the bell and the water. which it entrains by its passage through the mold.
It is also possible to heat the mold before circulating a hot gas through its mass by first circulating a hot gas in the porous sheath embedded in this mass.
Heating by means of hot air or another hot gas is very advantageous in the case where, in a known manner, cement is incorporated into the mass. Indeed, it is observed that one obtains under these conditions after a very short time, for example after one to three hours of heating according to the thickness of the parts, a mechanical resistance far greater than that obtained until now. by heating the same mixture in an oven. ,, for the same time and at the same temperature.
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According to another advantageous variant of the process according to the invention using a hot gas, a hot mixture of combustion gas and air is circulated in the mass of the mold which, in a known manner, contains alkali silate,
This variant is economical because the foundry air generally contains a significant proportion of carbon dioxide, the flue gases mixed with the air to heat it also contain this gas and therefore the silicate can be reacted. without costly use of carbon dioxide from pressurized cylinders.
The invention also relates to a method of manufacturing sand-based foundry molds in which are embedded in the mass during the molding devices intended to facilitate the evacuation of the water vapor and gas which form in the mass. this mass during the casting of the metal as a result of the vaporization of water and the decomposition of materials incorporated in the mass.
It has been proposed to place in the mass of the mold rovings of textile fibers terminating on the outside of the mold in the hope that the water vapor and the aforesaid gases could easily be released by passing between the fibers of these rovings. Experience has shown the low efficiency of these wicks in certain applications.
The object of the present invention is to remedy this drawback.
According to the invention, at least one pipe permeable to vapor and gases, which is in communication with the outside of the mold, is embedded in the mass of sand.
Preferably, at least one porous and flexible sheath is embedded in the mass, which retains an approximately constant section.
The evacuation of the water vapor and the aforesaid gases during the casting can thus be carried out easily after having favored the manufacture of the mold by circulation of a hot gas stream through its mass by making use of a duct. drowned in the mass.
But it will be understood that the arrangement of such a duct with a view to promoting the escape of the water vapor and the aforementioned gases during the casting can be provided without this duct being used previously to cut the mold by a circulation of gas. hot, drying then being obtained by other means.
The invention also relates to a foundry mold obtained by this process. This mold is present in the mass of sand which constitutes it at least one duct, preferably in the form of a porous and flexible sheathing of approximately constant section, which is permeable to water vapor and to gases and which is in communication with the outside of the mold.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto, which show schematically different ways of carrying out this process.
FIG. 1 is a perspective view, after partial breaking of an installation for sucking cold water through the bottom of a mold.
Figure 2 is a perspective view, after partial breaks, of another installation for the suction of water from a mold, while the latter is heating, carried out by the circulation of a hot gas through its mass.
Figure 3 shows in perspective, after partial breaks,
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another way of heating and drying a mold.
In these different figures, the same reference notations denote identical elements.
In Figure 1, we see a frame 2 in which was prepared a mold 3 based on sand containing about 8% water. This mold rests on a perforated bottom 4 whose perforations 5 communicate with a chamber 6 in which a vacuum can be created by connecting a vacuum source, not shown, to a pipe 70.
To quickly reduce the proportion of water contained in this mold, to a content of less than 1%, the excess water is sucked up by connecting the tubing 7 to the video source.
In this variant of the process according to the invention, the frame 2 is immobilized throughout the drying period 0 A part of this frame can be released immediately after molding by making the part of its side walls above the bottom 4 independent of this one.
The separation can take place, for example, at the dashed line 80
With 7, the installation shown in Figure 2, it is easy to heat the mold after its formation. In this installation, the suction of the excess water is effected by means of a flexible porous sheath 9 which has been placed within the mold during molding. A sheath which is suitable for this purpose is described in the patent. Belgian no. 5590484 mentioned above and essentially comprises a flexible reinforcement constituted by the spiral winding of an elastic wire, for example of mild steel, said reinforcement serving as a support for a braided pipe which remains stretched over it. Such a sheath can easily be disposed at the required places during the settling of the sand.
To heat the mold to be dried, for example, a hot gaseous fluid is circulated in the sheath 9 This is connected not only to the suction pipe 7 but also to a pipe 10 which can be connected to a gas source. Instead of sucking it in, it can also be pumped back through one or the other of the two pipes 7 and 100
When it is considered that the heating of the mold is sufficient, the excess water which remains in the mold is sucked up, by closing a valve 11 with which the pipe 10 is provided. By the fact that the vapor pressure in the heated mold is higher than 'Cold,
the elimination of the water is strongly accelerated by the air current which is established through the mass to be dried. It is also possible to ensure the circulation of the gas stream carrying the excess water in the mass by pushing back a hot gas in the porous sheath 9 after closing the valve 11
Instead of heating the mold 3 from the inside as is the case with the installation according to FIG. 2, it can also be heated from the outside, using a hot gaseous fluid.
An installation such as that shown schematically in FIG. 3. This installation comprises a bell 12 which is placed above the mold to be dried and which is sealed for example by means of a gasket. The hot gas is brought into the interior of this bell by connecting its source to a pipe 14 provided with a tap 15 and it is sucked through the mold 3 by connecting the pipe 7 to a source vacuum while the ropient 11 is closed.
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If a mixture of air and hot gases from the combustion of liquid hydrocarbons is used for heating, the proportion of water in combustion gases in the heating mixture is insufficient so that, by condensation of this water, in contact with the cold mold, the proportion of water in this mold can rise above 13%
In a particular case of heating using a hot gas mixture, the procedure is as follows:
A moldable mass comprising by weight 100 parts of sand and 1.5 parts of synthetic resin such as vinyl acetate or polystyrene in emulsion in 4.5 to 7.5 parts of water is formed.
During the manufacture of the mold, a porous and flexible tube of the aforesaid type is placed within the mass so that the distance of this tube from the external surface does not exceed 10 centimeters.
Said tube is connected to a source of hot air at 120 Co. Under a pressure of 1 kg / square centimeter, the mass is heated for one hour by circulating hot air in the tube, leaving the tube open. valve 11 of Figure 20 The valve is then closed and after 1.30 hours to 2 hours drying is observed such that the remaining humidity within the mass does not exceed 0.5%. polymerization of the resins used due to the temperature
The compressive strength is of the order of 20 kilos / square centimeter.
When foundry air which has been heated by mixing with combustion gases is used as the hot gas mixture and is allowed to act on a mold containing alkali silicate dissolved in the molding water, this mixture gas has the effect of increasing the hardening of the mold not only because it removes water but also because the carbon dioxide it contains reacts, in a known manner, with the silicate to form alkali carbonate and colloidal silica.
This variant of the method according to the invention is for example carried out under the following conditions:
A moldable mass is formed using 100 parts by weight of sand, 4 parts by weight of alkali silicate and 2 to 4 parts of water.
The porous tube is arranged as indicated in the previous example.
A hot mixture containing 1 air and carbon dioxide with a content of 20% CO2 is admitted under the same pressure, at a temperature of 120 C.
The solidification of the mold takes place during the first 30 minutes o The compressive strength is at this time of the order of 10 kilos / square centimeter. If the treatment is extended from 1.30 hours to 2 hours, the sand is dehydrated to a rate of less than 1% by mass, but the compressive strength does not increase appreciably.
Another variant involves the use of hot gas free of CO2. The air admitted is hot air at 180 ° C. In this case, following a known transformation, the silicate dehydrates without further decomposition and after 2 at 3 hours, there is a moisture content of less than 1/2% and resistance to compression of up to 100 kilos per square centimeter
If, instead of alkali silicate, cement is incorporated into the mold.,. the circulation of the heating gas makes it possible to obtain in a short time a mechanical resistance due to the setting of the cement, much greater than that obtained during the same time when the mold is heated without entrainment of water through it.
It is curious to note that this greater resistance
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tance at short notice is obtained, even when the proportion of water remaining in the mold is less than that considered until now as essential for a complete setting of the cement.
This could be explained by admitting that only the surface layers of the cement grains are involved in the production of hydrated salts providing resistance.
This remark leads to the use of proportions of cement with a high specific surface (at least 4,000 blaines) allowing savings in weight of the order of 35% compared to cements with a specific surface area of 2,600 blaines.
By applying this last variant of the method according to the invention, the operation is carried out for example as follows:
A moldable base is formed using 100 parts by weight of sand, 10 parts of cement with a specific surface area of 2600 blaines, and 8 parts by weight of mixing and wetting water. The mold is capped as shown in figure 3¯. After having placed the porous flexible tube at a maximum distance of 10 centimeters from the outer faces. We leave it. modulus at rest for 3 hours in order to allow the start of setting of the cement :. The hot air at 120 C is then sent under the bell and the tube is connected to a vacuum pump which creates a depression therein greater than 500 millimeters of mercury.
After three more hours, a complete hardening of the mass and a humidity level in it of less than 0.5% is observed. The compressive strength is then 16 to 17 kilos per square centimeter. It should be noted that at the end of the operation, the vacuum inside the tube has fallen to approximately 200 millimeters of mercury.
The method of manufacturing a foundry mold described with reference to the accompanying figures and the above examples results in a mold which facilitates the removal of water vapor and gases from decomposition. materials mixed with sand.
CLAIMS
1.- A method of manufacturing foundry molds based on sabe, in which a binder and a sufficient proportion of water are mixed with the sand to make it moldable and one eliminates from the mold produced using this mixture, a : part of the water it contains such that the proportion of water in the ready-to-pour mold is at most equal to 1% of the weight of the mold, characterized in that the following is done:!: culer through the mass of the mold, a gas which entrains the excess water out of this mold.