CN114269490A - 制备用在铸造工业中的制品的方法、对应的粒料以及套件、设备和用途 - Google Patents

制备用在铸造工业中的制品的方法、对应的粒料以及套件、设备和用途 Download PDF

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Abstract

在此描述了一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，该制品选自由以下项组成的组：用于制备可倾注添加剂的粒料，可倾注固态添加剂，无机粘合剂和模具材料混合物。在此还描述了一种包括粒状无定形二氧化硅的对应的粒料以及一种用于制备无机粘合剂的套件。此外还描述了一种用于执行本发明方法的设备以及粒状无定形二氧化硅的对应用途和粒料的对应用途。

Description

制备用在铸造工业中的制品的方法、对应的粒料以及套件、设 备和用途
本发明涉及一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，该制品选自由以下项组成的组：用于制备可倾注添加剂的粒料，可倾注固态添加剂，无机粘合剂和模具材料混合物。本发明方法的其他细节由所附权利要求以及以下的说明书得出。本发明还涉及一种对应的粒料，该粒料包括粒状无定形二氧化硅。本发明另外涉及一种用于制备无机粘合剂的套件。本发明此外还涉及一种用于执行本发明方法的设备。本发明另外涉及粒状无定形二氧化硅的对应的用途。本发明还涉及粒料的对应的用途。特点分别由所附权利要求和以下的说明书得出。
在消失模中铸造是广泛用于制备接近最终轮廓的构件的方法。在铸造之后将模具摧毁，并且取出铸件。消失模是铸造模具并且因此是阴模，它包含待浇铸的空腔，该空腔产生了待制成的铸件。将来的铸件的内部轮廓由模芯形成。在制备铸造模具时借助于待制成的铸件的模型将空腔成形到模具材料中。
与在铸造之后为了取出铸件而摧毁铸造模具(消失模)的砂模铸造方法不同，金属永久模具(模口)例如可以由铸铁或钢制成，在取出铸件之后可以将其重新用于下次铸造。还可以在压铸中进行加工，其中液态的金属熔体在高压下以较高的模具填充速度被压入到压铸模具中。上述铸造方法在本发明的范围内也是优选的。对于(在具有消失模的砂模方法中的)铸造模具和模芯而言，大多使用防火的粗粒型材料作为模具基础材料，例如经清洗、分级的石英砂。为了制备铸造模具，将模具基础材料用无机或有机粘合剂粘合。通过粘合剂产生了模具基础材料的微粒之间的牢固结合，使得铸造模具或模芯获得所需的机械稳定性。与粘合剂预先混合的防火模具基础材料优选以松散形式存在，使得该模具基础材料可以被填入适合的中空模具中并且在那里被致密化。将模具材料致密化以便提高强度。
铸造模具和模芯必须满足不同的要求。在实际的铸造过程期间，它们首先必须具有足够的强度和耐温性，以便能够将液态金属接收到由一个或多个铸造(子)模具构成的空腔中。在固化过程开始之后，通过经固化的金属层来保证铸件的机械稳定性，该金属层沿着铸造模具的壁部形成。
现在，铸造模具的材料应在由金属放出的热量的影响下变化，从而赋予其机械强度，即增强防火材料的各个微粒之间的结合。在理想状况下，铸造模具和模芯重新粉碎成细砂，该细砂可以毫不费力地从铸件上去除并且对应地具有便利的粉碎特性。
无机粘合剂是长久以来已知的，尤其基于水玻璃的那些无机粘合剂。尤其提供三种不同的方法来将水玻璃固化，也可以将这些方法组合：(i)将气体、例如CO2、空气或两者的组合引导通过；(ii)加入液态或固态的固化剂，例如某些酯，以及(iii)热固化，例如在所谓的热箱法中或通过微波处理。
然而使用无机粘合剂体系通常与其他典型的缺点相关联：
于是，当没有采取适合的特殊措施时，由无机粘合剂制备的铸造模具体相对常见地具有较低的强度。这特别明显地在刚从工具中去除模芯或铸造模具或模具体之后出现。在这个时间点的强度(“热强度”或“即刻强度(Sofortfestigkeit)”)对于在从工具中取出时安全地处理模芯或模具而言是特别重要的。较高的所谓“冷强度”(也就是说在模芯或铸造模具完全固化之后的强度)也是重要的，由此可以在尽可能没有铸造缺陷的情况下制备所希望的铸件。
文件EP 1 802 409 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、基于水玻璃的粘合剂，其特征在于，向该模具材料混合物加入一定比例的合成粒状无定形二氧化硅。
文件DE 10 2013 111 626 A1公开了一种用于制备模具或模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、作为粘合剂的水玻璃、微粒状的无定形二氧化硅以及一种或多种粉末状的氧化物型硼化合物。该文件还公开了，向该模具材料混合物加入硼化合物改进了由此制备的模芯和模具的湿气稳定性。
文件WO 2014/202042 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括防火的模具基础材料、微粒状的无定形SiO2、水玻璃以及锂化合物。该文件还公开了，向该模具材料混合物加入锂化合物改进了由此制备的模具体的湿气稳定性。
文件DE 10 2012 104 934 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、基于水玻璃的粘合剂和硫酸钡。
文件DE 10 2012 113 073 A1公开了一种用于制备用于金属加工的模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：a)防火的模具基础材料；b)无机粘合剂和c)至少一种微粒状金属氧化物，其中该微粒状金属氧化物包括至少一种处于α相的氧化铝和/或至少一种铝/硅混合氧化物(除了具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外)。
文件DE 10 2012 113 074 A1公开了一种用于制备用于金属加工的模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；无机粘合剂和至少一种微粒状的混合金属氧化物。以特定的方式添加了铝的氧化物和锆的氧化物。
文件DE 10 2017 107 531 A1公开了一种用于制造铸造模具、模芯和由其再生的模具基础材料的方法。以特定的方式添加了微粒状的层状硅酸盐。
文件EP 2 104 580 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；基于水玻璃的粘合剂；一定比例的粒状金属氧化物，该金属氧化物选自由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和氧化锌组成的组。向该模具材料混合物中加入碳水化合物。
文件EP 2 097 192 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；基于水玻璃的粘合剂；一定比例的粒状金属氧化物，该金属氧化物选自由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和氧化锌组成的组。向该模具材料混合物中加入一定比例的含磷化合物。
文件DE 10 2012 020 509 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能够通过将ZrSiO4热分解成ZrO2和SiO2来制备的微粒状无定形SiO2。
文件DE 10 2012 020 510 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备的微粒状无定形SiO2。
文件DE 10 2012 020 511 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能够通过将晶态石英熔化并快速重新冷却来制备的微粒状无定形SiO2。
文件DE 10 2012 020 073 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备的微粒状无定形SiO2。
文件WO 2009/056320公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；基于水玻璃的粘合剂；一定比例的粒状金属氧化物，该金属氧化物选自由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和氧化锌组成的组。向该模具材料混合物中加入一定比例的表面活性物质。
从上文讨论的专利文件中已知包含微粒状无定形SiO2的模具材料混合物。从中还已知，从一定的基础配制品出发，通过加入所选的添加剂来影响模具材料混合物和由其产生的模具体的特性。
在铸造工业中需要使用包含粒状无定形二氧化硅和任选地其他固态添加剂的粘合剂和模具材料混合物，但是同时需要使单独计量和混合(以往在实践中另外还与有害健康的呼吸空气污染相关联)的耗费最小化。在此应保证，以重复方式制备的粘合剂和模具材料混合物具有一直相同的组成和一直相同的产品特性。
另外，还需要使用那些在水玻璃中非长期稳定的凝胶状或液态物质作为对应粘合剂和模具材料混合物的组成成分，而无需附加的计量步骤。
此外还需要使用具有分别极为不同的粒径分布的微粒状物质作为用于模具材料混合物的添加剂，而不需要附加的计量步骤且不会例如取决于在微粒状物质的储备容器中的填充水平而造成所产生的模具材料混合物的组成上的区别。
此外需要以固定限定的相互间的相对比例并且借助于各个共用计量步骤来向模具材料混合物添加用于模具材料混合物的固态和液态的添加剂。
非常特别地，需要能够将用于模具材料混合物的添加剂的已知有利的特性组合，而同时不需要对于每种加入的组分进行附加的计量步骤并且不需要考虑到在存放添加剂时的附加问题。
本发明在权利要求中受到限定并且在下文中进行详细说明。
本发明在其类别上涉及一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法、一种粒料、一种用于执行方法的设备、粒状无定形二氧化硅的用途和粒料的用途。结合这些类别说明或作为优选说明的实施方式、方面或特性分别对应地或有意义地还适用于分别其他的类别，反之亦然。
只要没有另外说明，本发明及其不同类别的优选方面或实施方式与本发明及其不同类别的其他方面或实施方式、尤其其他优选方面或实施方式可以进行组合。分别优选的方面或实施方式的彼此组合分别再次产生了本发明的优选方面或实施方式。
根据本发明的一个主要方面，上文提出的任务和问题完全或部分地通过一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法来解决，
该制品选自由以下项组成的组：
-用于制备可倾注添加剂的粒料，该可倾注添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体(尤其模芯、铸造模具和进料器)，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
该方法具有以下的用于制备该制品的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm。
该粒料、该可倾注固态添加剂、该无机粘合剂以及该模具材料混合物分别为中间产品，如在制备铸造模具或模芯时(以给定的顺序)先后制备的。这些中间产品中的每一种都可以被单独储存或运输。
由此，在上述定义的范围内，术语“粒料”理解为多个粗粒的整体，如上文所定义的。
粗粒在此为按照计划进行的增大步骤的产品并且包含粒状无定形二氧化硅(以及任选地其他物质)。粗粒由此分别为复合物，例如聚结物或团聚物。
术语“粒状”优选是指固态粉末(包括粉尘)的微粒，该粉末优选为可倾注的且由此还是可过筛的。
作为粒状无定形二氧化硅，既可以使用合成制备的类型(例如在开篇讨论的现有技术中定义的)也可以使用天然存在的类型。后者例如由DE 10 2007 045 649中已知，但它们不是优选的，因为它们常常包含显著的晶态部分并且因此被分类为致癌的。
“以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅”优选为合成粒状无定形二氧化硅。依据来源或制备方法不同，天然和/或合成的无定形二氧化硅包含最多50重量％的次要组成成分，也就是说晶态二氧化硅和/或不是二氧化硅的材料。于是，可商购的(合成或天然的)“粒状无定形二氧化硅”除了二氧化硅之外典型地还包括一定比例的一种或多种其他无机氧化物和不可避免的杂质。在本发明的范围内优选的是如下的合成无定形二氧化硅，该合成无定形二氧化硅以小于30重量％的比例包含次要组成成分和/或以至少80重量％的比例包含二氧化硅，非常特别优选的是如下的合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅以小于20重量％的比例包含次要组成成分和/或以至少90重量％的比例包含二氧化硅，分别相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量。
通常并且在某些情况下，所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括呈粉尘形式的颗粒(微粒)。
可以(根据对应的样品准备方式，尤其根据VDG数据表第27页，见下)例如根据DINEN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析来测定或确认、任选地与光学和/或谱学方法和/或湿化学方法组合地来测定或确认该粒料的粗粒中的粒状无定形二氧化硅的比例；本领域技术人员优选在了解在该方法中所使用的材料的情况下选择适合的确定方法。
所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
在很多情况下优选的是如下方法，其中对于所产生的粒料而言，在旋转法之后的粉尘形成的度量值小于所制备或所提供的粒状无定形二氧化硅的度量值，优选小至少15％、特别优选小至少25％、非常特别优选小至少40％，优选分别根据DIN 55992-1(2006年六月版)类型I转鼓原理(Rotating drum principle，例如在使用Heubach粉尘测量装置的情况下)测定。
“合成制备的”粒状无定形二氧化硅在本文中表示，该无定形二氧化硅：
-为按照计划执行的用于工艺合成无定形二氧化硅的化学反应过程的目标产物
或者
-为按照计划执行的用于工艺合成并非无定形二氧化硅的目标产物的化学反应过程的副产物。
以无定形二氧化硅为目标产物的反应过程的例子是四氯化硅的火焰热解。根据这种方法制备的无定形SiO2(“二氧化硅”)还被称为“热解SiO2”(“热解二氧化硅”)或者热解硅酸或者“气相二氧化硅”(CAS RN 112945-52-5)。
作为副产物形成无定形二氧化硅的反应过程的例子是石英与例如焦炭在电弧炉中用于制备作为目标产物的硅或硅铁合金的还原反应。如此制备的无定形SiO2(“二氧化硅”)还被称为硅粉、二氧化硅粉或者SiO2凝烟或者“硅灰”或者微硅粉(CAS RN 69012-64-2)。
合成制备无定形二氧化硅的另一种反应过程是在电弧炉中将ZrSiO4热分解为ZrO2和SiO2。
在文献中通常不仅将通过火焰热解四氯化硅形成的无定形二氧化硅而且将在电弧炉中用例如焦炭还原石英时作为副产品产生的无定形二氧化硅以及通过ZrSiO4的热分解形成的无定形二氧化硅称作“热解SiO2”(“热解二氧化硅”)或热解硅酸。这些术语也应用于本申请的范围内。
在本发明的范围内可以特别优选使用的热解的、微粒状的、无定形的二氧化硅包括在本发明范围内被标记为CAS RN 69012-64-2和CAS RN 112945-52-5的那些类型的微粒状、无定形的二氧化硅。根据本发明可以特别优选使用的这些类型的热解的、微粒状的、无定形二氧化硅可以以简单方式制备，尤其通过在电弧炉中用碳(例如焦炭)还原石英以及随后氧化成二氧化硅(优选在制备硅铁合金和硅的情况下)。同样特别优选的是通过将ZrSiO4热分解成ZrO2而由ZrSiO4制备的SiO2和通过四氯化硅的火焰热解获得的SiO2。
通过在电弧炉中用碳(例如焦炭)还原石英(在制备硅铁合金和硅的情况下)制备的类型的微粒状的、无定形的二氧化硅包含碳。通过ZrSiO4的热分解制备的类型的微粒状的、无定形的二氧化硅包含氧化物型的锆化合物。
能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备的合成粒状无定形二氧化硅以及能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备的合成粒状无定形二氧化硅为仅带有少的不可避免杂质的非常纯的SiO2。
非常特别优选地，可以根据本发明优选使用的热解的、微粒状的、无定形的二氧化硅包括被标记为CAS RN 69012-64-2类型的微粒状无定形二氧化硅。这种类型优选通过在电弧炉中用碳(例如焦炭)还原石英(例如在制备硅铁合金和硅时)制备或者在制备硅铁合金和硅时作为副产物(硅灰)产生。同样非常特别优选的是通过将ZrSiO4热分解成ZrO2而由ZrSiO4制备的SiO2。这种类型的微粒状的无定形二氧化硅在专业领域中还被称为“微硅粉”。
“CAS RN”在此代表CAS注册号和CAS登记号(英文CAS Registry Number)，CAS＝Chemical Abstracts Service，化学文摘服务社。
不同的方法适合于在增大步骤中将粒状无定形二氧化硅的微粒(以及任选地其他物质)连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料。作为方法适合的是例如制丸、制饼、制片、粒化、聚结、挤出等等。
作者为Gerald Heinze的“聚结技术手册(Handbuch derAgglomerationstechnik)”(WILEY-VCH出版社股份有限公司，2000，ISBN:3-527-29788-X)公开了来自聚结技术领域的方法和产物。
EP 1 602 425 A1公开了由具有至少90％无定形SiO2含量的二氧化硅粉末在加水的情况下通过粒化、尤其通过制丸并且随后干燥而可获得的粒料。
在前文定义的发明意义上的“模具材料混合物”包括模具基础材料作为多种组成成分之一。模具基础材料再次优选为防火模具基础材料。根据本领域技术人员的通常理解，“防火”在本文中是指在铁熔体(大多数情况下为铸铁)的铸造或固化时至少可以短期承受温度负载的物质、材料和矿物。适合作为(防火的)模具基础材料的是天然的以及人工的模具基础材料，如石英砂、锆砂或铬矿砂、橄榄石、蛭石、铝土矿或耐火粘土，及其混合物。
在此，在制备模具材料混合物或带有添加剂的模具材料混合物时向其他的组成成分中加入添加剂的时间点是任意的并且可以自由选择。于是例如可以将添加剂最后加入到在其他方面已经制成的模具材料混合物中或者首先与所述的组成成分中的一种或多种预混合，然后接着混入到模具材料混合物的一种或多种组成成分中。
可倾注的固态添加剂被理解为以可倾注的形式和量的块状批料存在的用于模具材料混合物的添加剂，其中这种批料的各个块具有借助于筛网测定的小于0.2mm的大小。
在本发明的上述定义的意义上，“无机粘合剂”通常是一种多组分粘合剂体系，该粘合剂体系包括添加剂、至少包括粒状无定形二氧化硅以及包含水玻璃的溶液或分散体。所述的组成成分在此作为两种或更多种空间上分离的组分或者作为混合物存在。除了粒状无定形二氧化硅之外，“无机粘合剂”还可以包含其他的微粒状材料和/或其他的液态或凝胶状材料(分别作为混合物的一部分和/或作为空间上分离地存在的组分)。
即使作为单独组分本来在铸造过程中不可接受的混合物组成成分(例如被分级为致癌的可吸入的晶态SiO2)在有些情况下(即便不是优选的)也可以根据本发明用在粒料中，因为可以有效避免或大幅度减少将其作为粉尘释放。
“连接”在概念上包括将粒状无定形二氧化硅的微粒彼此连接并且任选地还与其他的组成成分连接(见下)。
本发明的方法适合用于制备所有对于金属铸造而言常用的模具体，即例如模芯、铸造模具和进料器。在此特别优选地还可以制备包括非常薄壁的区段的模具体。同样特别优选地可以制备将尽可能高的相对模具体重量(相对于具有预定几何形状的所给出的模具体的体积而言的重量；在模芯的情况下称为模芯重量)与特别高的小时强度(Stundenfestigkeit)相组合的模具体。
本发明以其各种方面尤其且优选涉及一种方法(如上所述，优选如上文称为“优选的”部分所述)，该方法用于制备用在铸造工业中的制品，该制品选自由以下项组成的组：
-可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，该方法具有以下步骤：
-根据如上所述的方法、优选如上文称为“优选的”部分所述的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
本领域技术人员可以从许多方法中选择以便粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。粉碎优选包括磨碎或打碎。但是还可以以其他方式粉碎粒料。
在一个优选的实施方式中，粉碎、优选磨碎或打碎在封闭的设备中进行，使得此时不向设备的外部释放显著量的粉尘和/或细粉而污染呼吸空气。然后优选将所产生的可倾注固态添加剂定量加入到无机粘合剂或模具材料混合物的其他组成成分中，使得此时也不释放粉尘和/或细粉。
本发明尤其且优选涉及一种方法(如上所述，优选如上文称为“优选的”部分所述)，该方法用于制备用在铸造工业中的制品，
该制品选自由以下项组成的组：
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
(i)该方法具有以下步骤：
-根据如上定义的本发明方法(优选根据被称为“优选的”的设计方案)制备可倾注固态添加剂，
-将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中
或者
(ii)该方法具有以下步骤：
-按照如上定义的本发明方法制备粒料
-在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒。
例如可以通过在高压釜中在高温下将玻璃状的硅酸钠和硅酸钾溶解在水中或者在水热法中由硅酸铝来制备水玻璃。根据本发明可以使用包含所提及的碱金属离子中的一种、两种或更多种的水玻璃。在本发明的范围内，水玻璃在模具材料混合物中的比例优选在0.6至3重量％的范围内。
在变体(i)中进行的将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中的前提条件是，预先制备的粒料首先通过粉碎、优选通过磨碎或打碎被加工成可倾注固态添加剂。即，由粒料制备的可倾注固态添加剂与水玻璃发生接触或悬浮在其中。特别优选地，所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃的接触如此进行，使得首先放置防火的模具基础材料，然后加入可倾注固态添加剂，最后加入水玻璃，其中同时和/或随后进行所有所加入组分的混合，直到这些组分优选彼此均匀地共混。在次优选的实施方式中，还可以改变顺序，使得例如首先放置防火的模具基础材料，然后加入水玻璃并且之后才加入可倾注固态添加剂，并且同时和/或随后进行所有所加入组分的混合，直到这些组分彼此均匀地共混。在另一个实施方式中将可倾注固态添加剂与水玻璃一起混合成悬浮液，然后将这个悬浮液加入所放置的防火的模具基础材料中，其中同时和/或随后进行所有所加入组分的混合，直到这些组分彼此均匀地共混。
在变体(ii)中进行的在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒是指，使该粒料的(首先未粉碎的)粗粒与水玻璃进行接触。依据具体的实际状况，本领域技术人员能够通过将搅拌条件适配于具体需求而在将所制备的粒料与水玻璃进行接触和混合时实现对粗粒的粉碎。依据具体的实际状况，本领域技术人员同样能够通过适配搅拌条件而将粒料与水玻璃混合，从而基本上停止对粒料的各粗粒的粉碎。在此，在这两种情况下都可以在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下进行所制备的粒料与水玻璃的接触和混合。当所制备的粒料与水玻璃在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下接触时，优选的是在接触时(或者在刚接触之后)进行混合并且在这种混合时粉碎粒料的粗粒。
在变体(i)和(ii)中可以分别使用在与一种或多种添加剂的混合物(例如包括水玻璃和一种或多种表面活性剂的混合物)中存在的水玻璃。
与现有技术不同，在本发明的方法中不直接使用粒状无定形SiO2来制备无机粘合剂或模具材料混合物，而是仅仅使用所制备的粒料或由其制备的可倾注固态添加剂。
上文中结合本发明方法展示的效果和优点在此以特殊的方式实现。
本发明尤其且优选地涉及一种根据本发明的方法(如上所述，优选如上文称为“优选的”部分所述)，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，
该方法具有以下步骤：
-根据如上定义的本发明方法(优选根据被称为“优选的”的设计方案)制备无机粘合剂，
以及
(i)同时将用于制备该无机粘合剂的组成成分与防火的模具基础材料混合
和/或
(ii)随后将所制备的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合。
模具材料混合物的制备可以如下进行，使得用于制备无机粘合剂的各个组成成分在存在防火的模具基础材料的情况下彼此混合成模具材料混合物。模具材料混合物的制备同样可以如此进行，使得首先通过将无机粘合剂的组成成分混合来制备无机粘合剂并且将制成的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合成模具材料混合物。依据具体的要求，可以分别优选这两种变体之一或这两种变体的组合。
防火的模具基础材料优选组成模具材料混合物的总质量的大于80重量％、优选大于90重量％、特别优选大于95重量％。可以根据本发明使用的防火的模具基础材料优选以粒状(微粒状)存在。该模具基础材料优选是松散的。
防火的模具基础材料优选具有在30至100范围内的AFS颗粒细度值。AFS颗粒细度值在此根据1999年十月的VDG数据表(“德国铸造专业人员协会”数据表)第34页，第5.2点来测定。其中通过公式给出了AFS颗粒细度值。
Figure BDA0003497079590000141
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中连接步骤中，在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，通过筛网测定的(所产生的)该粒料的平均粗粒直径大于0.5mm、优选大于1mm。
这种优选的本发明方法由此产生了粒料，其粗粒具有大于0.5mm的平均粗粒直径、优选大于1mm的平均粗粒直径(通过筛网测定)并且分别包括至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的比例的粒状无定形二氧化硅(如上所述)。根据这种方法制备的粒料具有以下特性的特别有利的组合：均匀的组成、高散装密度、良好的可流动性、良好的可运送性、良好的可计量性、少灰尘、避免脱混合现象、可粉碎性、可用其制备的模具体的较大的模具体重量、可用其制备的模具体的提高的湿气稳定性(湿气耐受性)。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅完全或部分地由合成粒状无定形二氧化硅组成。
依据具体的需要，特别有利的是(以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的)该粒状无定形二氧化硅完全或仅部分地由合成粒状无定形二氧化硅组成。通过一般优选地使用合成无定形二氧化硅可以以保持不变的可预测的质量来实现待由其获得的模具体的特别有利的特性组合。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％。
二氧化硅在全部粒料中以及在粒料的各粗粒中的比例根据DIN EN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析来获得。(平均)粗粒直径根据1999年十月的VDG数据表(即，“德国铸造专业人员协会”的数据表)第27页，第4.3点通过筛选来测定，该数据表规定使用根据DIN ISO 3310的测试筛网。(借助于X光荧光分析测定的)该二氧化硅在全部粒料中的比例以及(借助于X光荧光分析测定的)该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm(借助于筛网测定)、优选大于0.5mm(借助于筛网测定)、特别优选大于0.2mm(借助于筛网测定)的粗粒的至少90％中的比例(相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例)相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％，意味着，具有这个(最小)尺寸的粒料粗粒在其组成上是粒料的整体组成的良好代表并且由此是所使用的材料的整体的良好代表。依据具体情况，所给出的最大差异(30％、20％、10％)中的每一个还可以是对于所给出的尺寸(1mm、0.5mm、0.2mm)中的每一个而言相关且有利的。由此，根据具体的要求，所产生的尺寸与最大差异的每种组合都是优选的。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中在该增大步骤中，将该粒状无定形二氧化硅的微粒与一种、两种或更多种其他的材料混合和/或接触，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-液体，包括凝胶状物质，优选液态润湿剂和/或悬浮剂，优选水，
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-流变添加剂(增稠剂、调节剂)，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
优选在增大步骤中将粒状无定形二氧化硅与一种、两种或更多种其他的材料(这些材料自身不是粒状无定形二氧化硅)混合和/或接触。与粒状无定形二氧化硅在增大步骤中混合和/或接触的该一种、两种或更多种其他的材料的选择彼此独立地从上述清单中进行，也就是说第一种材料的选择对后续一种或多种材料的选择没有影响。
这种或这些表面活性剂优选彼此独立地选自由以下项组成的组：油基硫酸盐、硬脂基硫酸盐、棕榈基硫酸盐、肉豆蔻基硫酸盐、月桂基硫酸盐、癸基硫酸盐、辛基硫酸盐、2-乙基己基硫酸盐、2-乙基辛基硫酸盐、2-乙基癸基硫酸盐、棕榈油基硫酸盐、亚油基硫酸盐、月桂基磺酸盐、2-乙基癸基磺酸盐、棕榈基磺酸盐、硬脂基磺酸盐、2-乙基硬脂基磺酸盐、亚油基磺酸盐、己基磷酸盐、2-乙基己基磷酸盐、癸酰基磷酸盐、月桂基磷酸盐、肉豆蔻基磷酸盐、棕榈基磷酸盐、棕榈油基磷酸盐、油基磷酸盐、硬脂基磷酸盐、聚-(1,2-乙烷二基-)-酚羟基磷酸盐、聚(1,2-乙烷二基-)-硬脂基磷酸盐、聚(1,2-乙烷二基-)-油基磷酸盐、水中的聚羧酸醚(例如巴斯夫(BASF)公司的Melpers 0030)、水中的改性聚丙烯酸酯(例如巴斯夫公司的Melpers VP 4547/240L)、水中的2-乙基己基硫酸盐(例如科宁(Cognis)公司的Texapon EHS)、水中的聚葡萄糖苷(例如科宁公司的Glukopon 225DK)、水中的辛基硫酸钠(例如雷克兰(Lakeland)公司的Texapon 842)、改性的羧酸醚(例如巴斯夫公司的Castament ES 60，固体)。
这种或这些成膜剂优选彼此独立地选自由以下项组成的组或包括：聚乙烯醇和丙烯酸。
这种或这些流变添加剂(增稠剂、调节剂)优选彼此独立地选自由以下项组成的组或包括：
-可溶胀的粘土，优选钠基膨润土或阿塔凝胶/坡缕石，
-可溶胀的聚合物，优选纤维素衍生物，尤其羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素，植物粘液(Pflanzensehleime)，聚乙烯基吡咯烷酮，果胶，明胶，琼脂，多肽和/或藻酸盐。
这种或这些疏水剂优选彼此独立地选自由以下项组成的组或包括：优选有机硅化合物，硅烷，硅醇，优选三甲基硅醇，硅酮和硅氧烷，优选聚二甲基硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂。
上文列出的材料是在本发明的范围内是优选的材料。依据具体的要求同样可以使用其他材料。
因此上述材料还可以用在本发明的方法中，而无需在铸造厂中的附加计量步骤或附加储存容器。在水玻璃中缺乏长期稳定性的那些组分、优选还有那些液态(包括凝胶状)组分由此可以在没有附加计量步骤的情况下被引入根据本发明制备的模具材料混合物中，其方式为将这些组分在增大步骤中结合到所产生的粒料中。
术语碳水化合物在本文的范围内理解为醛糖(聚羟基醛)和酮糖(聚羟基酮)以及可以通过水解转化为此类化合物的高分子化合物。在本发明范围内使用的碳水化合物为具有n>2的链长的寡聚物和聚合物。本发明还涉及一种根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，
(i)包括粒状无定形二氧化硅以及在该增大步骤中存在的其他固态材料中的一种、两种、多于两种或所有材料
和/或
(ii)包括粒状无定形二氧化硅以及一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-流变添加剂(增稠剂、调节剂)，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
二氧化硅在粒料的各粗粒中的比例或存在与否根据DIN EN ISO 12677、DIN51001借助于X光荧光分析来获得。粗粒直径根据1999年十月的VDG数据表(即，“德国铸造专业人员协会”的数据表)第27页，第4.3点通过筛选来测定，该数据表规定使用根据DIN ISO3310的测试筛网。同样可以(尤其在根据VDG数据表第27页，见上，筛选之后)例如根据DINEN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析来测定或确认、任选地与光学和/或谱学方法和/或湿化学方法组合地来测定或确认在增大步骤中存在的该一种、两种、多于两种或所有其他固态材料在粒料的粗粒中的存在。本领域技术人员优选在了解在该方法中所使用的材料的情况下选择适合的确定方法。
该粒料的(分别借助于筛网测定的)粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒、优选该粒料的上述粗粒至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及其他在增大步骤中存在的固态材料中的一种、两种、多于两种或全部，意味着，其他在增大步骤中存在的固态材料中的一种、两种、多于两种或全部都是所产生的粒料的组成成分，优选是粒料的(粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的)粗粒的至少90％的一部分。即优选的是，其他在增大步骤中存在的固态材料中的一种、两种、多于两种或全部都是该粒料的一部分、特别优选都均匀地分布在该粒料中，使得这些材料存在于该粒料的(分别借助于筛网测定的)粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒的至少90％中。
除粒状无定形二氧化硅以外的其他在增大步骤中存在的材料中的该一种、两种、多于两种或全部都是彼此独立地选择的。依据具体的要求，可能产生的组合中的每一种组合都实现了能够由其制备的模具零件的特别有利的特性或特性组合。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中
制备粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，包括以下步骤：
-将两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅混合，其中该两种或更多种类型的区别在于其优选借助于激光散射测定的粒径分布、例如在于其借助于激光散射测定的粒径分布的中值和/或其化学组成。
在此，这两种类型的微粒状无定形二氧化硅可以被选择为使其在化学上不同并且附加地具有不同的粒径分布。替代地，这两种类型可以被选择为使其在相同的化学组成下仅仅具有不同的粒径分布。另外，这两种类型的微粒状无定形二氧化硅可以被选择为使其在化学上不同，然而具有相同的粒径分布。
粒径分布的中值理解为是以下值：其中所研究的微粒群的一半具有比这个值小的尺寸，而所研究的微粒群的另一半具有比这个值大的尺寸。这个值优选如再下文中实施例1中对于可商购材料所描述的那样获得。
“借助于激光散射测定的”是指(在此以及在下文中)，以类似于实施例1的规定(见下)来预处理待研究的微粒状材料的样品(如果有必要)，然后如实施例1(见下)中一样借助于激光散射来测定经如此预处理的材料的粒径分布。
本发明还涉及一种根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，
(i)-其中第一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布，
以及
-其中另一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布，
和/或
(ii)其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组(化学上不同的材料)
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的两种或至少两种，优选(根据对应的样品处理方式，尤其根据VDG数据表第27页，见下)例如根据DINEN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析、任选地与光学和/或谱学方法和/或湿化学方法组合地进行测定或确认；本领域技术人员优选在了解在该方法中所使用的材料的情况下选择适合的确定方法。
优选的是根据本发明的方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)，其中该增大步骤包括一种或多种措施，这些措施彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒化
-挤出
以及
-聚结，优选压制聚结。
用于执行增大步骤的其他方法是从现有技术中已知的并且同样可以根据本发明替代地或附加地使用，即例如制丸、制饼、制片等等。参考上文的实施方案。
本发明还涉及一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括(优选合成的)粒状无定形二氧化硅，
(a)其中该粒料另外包括
一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物，
其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及上述其他的材料中的一种、两种或更多种
和/或
(b)其中该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，其中优选该粒状无定形二氧化硅全部或部分由合成粒状无定形二氧化硅组成
和/或
(c)其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％
和/或
(d)其中在该粒料中该粒状无定形二氧化硅包括两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅，其中这两种或更多种类型的区别在于其化学组成，优选(尤其根据VDG数据表第27页，见上)根据DIN EN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析、任选地与光学和/或谱学方法和/或湿化学方法组合地进行测定或确认；本领域技术人员优选在了解在该方法中所使用的材料的情况下选择适合的确定方法，
其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型优选地选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备
和/或
(e)其中该粒料可以根据如上所述的方法、优选如上文称为“优选的”部分所述的方法制备。
如此定义的粒料(即特定粗粒的总体，见上)具有以下特性的特别有利的组合：均匀的组成、高散装密度、少灰尘、良好的可流动性、良好的可运送性、良好的可计量性、少灰尘、避免脱混合现象、可粉碎性、可由其制备的模具体的较大的模具体重量、可由其制备的模具体的提高的湿气稳定性(湿气耐受性)。
设计方案(a)和(e)是在经济上相关性特别高的并且因此在很多情况下是优选的。
本发明还涉及一种套件，该套件包括粒料(如上所述的粒料，优选如上文称为“优选的”部分所述的粒料)作为空间上彼此分离地布置的组分。
本发明还涉及一种套件，该套件用于制备无机粘合剂(如上所述的无机粘合剂，优选如上文称为“优选的”部分所述的无机粘合剂)、特别优选包括无机多组分粘合剂体系和/或由无机多组分粘合剂体系组成的粘合剂，该无机多组分粘合剂体系至少包括以下项作为空间上彼此分离地布置的组分：
-粒料(如上所述的粒料，优选如上文称为“优选的”部分所述的粒料)，
以及
-包括水玻璃的溶液或分散体。
本发明的套件特别适合于执行本发明的用于制备粒料的后续产品(粘合剂；模具材料混合物；模具体)的方法。
上文中结合本发明方法和本发明粒料展示的效果和优点在使用本发明套件的情况下以特殊的方式实现。
本发明还涉及一种用于执行本发明方法(如上所述的方法，优选如上文称为“优选的”部分所述的方法)的设备，该设备包括：
-包含粒状无定形二氧化硅的储备容器，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，
-混合装置或接触装置，该混合装置或接触装置用于使该粒状无定形二氧化硅与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触
-用于将与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触的粒状无定形二氧化硅粒化、挤出和/或聚结的装置。
本发明的设备特别适合于执行本发明方法并且适合于制备本发明粒料。
上文中结合本发明方法和本发明粒料展示的效果和优点可以在使用本发明设备的情况下实现并且根据具体的要求来设定。
优选的是如下的本发明设备(如上所述的设备，优选如上文称为“优选的”部分所述的设备)，该设备附加地包括一个或多个选自由以下项组成的组的设备元件：
-用于将粒状无定形二氧化硅从该储备容器转移到该混合设备或接触设备中的装置，
-一个或多个包含液体的储备容器，该液体优选为液态润湿剂和/或悬浮剂、优选水，
-一个或多个包含粒状材料的储备容器，该粒状材料优选为粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-一个或多个包含溶于水的材料的储备容器，
-包含一种或多种表面活性剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种疏水剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种碳水化合物的一个或多个储备容器。
依据具体的要求，优选的设备(设施)特别有利地适合于执行本发明的方法并且适合于制备本发明的粒料。
优选的是如下的本发明设备(如上所述的设备，优选如上文称为“优选的”部分所述的设备)，该设备附加地包括用于灌装或运输所制备的粒料的装置。
本发明还涉及(优选合成的)粒状无定形二氧化硅用于制备粒料或用作粒料的组成成分的对应用途(如上所述的用途，优选如上文称为“优选的”部分所述的用途)。
通过根据本发明使用粒状无定形二氧化硅来制备粒料或作为粒料的组成成分，取决于该粒状无定形二氧化硅的粒径分布，用由其制备的模具材料混合物制备了具有特定的、优选特别高的相对模具体重量(在模芯的情况下：模芯重量)的模具体。通过根据本发明使用粒状无定形二氧化硅来制备粒料或作为粒料的组成成分，取决于该粒状无定形二氧化硅的粒径分布，用由其制备的模具材料混合物制备了具有优选特别高的湿气稳定性的模具体。
本发明还涉及粒料(如上所述的粒料，优选如上文称为“优选的”部分所述的粒料)用于制备具有经均匀化的粗粒组成的可倾注固态添加剂的用途，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分。
下面给出本发明的优选方面。
1.一种用于制备粒料的方法，该粒料用于制备可倾注添加剂，该可倾注添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
该方法具有以下的用于制备该粒料的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm，
其中所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
这种方法的产物是上述粒料。
2.一种用于制备可倾注固态添加剂的方法，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
该方法具有以下的(和其他的)用于制备可倾注固态添加剂的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm，
其中所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
3.一种用于制备用在铸造工业中的无机粘合剂的方法，
该方法具有以下的(和其他的)用于制备无机粘合剂的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm，
其中所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
4.一种用于制备模具材料混合物的方法，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
该方法具有以下的(和其他的)用于制备模具材料混合物的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm，
其中所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
5.一种用于制备模具体的方法，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
该方法具有以下的(和其他的)用于制备模具体的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例、优选以至少90重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm，
其中所制备的或所提供的粒状无定形二氧化硅优选包括借助于扫描电子显微镜(REM)或激光散射测定的具有小于20μm大小的微粒、特别优选具有0.1μm至5μm大小的微粒、非常特别优选具有0.1μm至1.5μm大小的微粒。
6.根据第2方面的用于制备可倾注固态添加剂的方法，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
该方法具有以下步骤：
-按照根据第1方面的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
7.根据第3方面的用于制备用在铸造工业中的无机粘合剂的方法，该方法具有以下步骤：
-按照根据第1方面的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
8.根据第4方面的用于制备模具材料混合物的方法，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
该方法具有以下步骤：
-按照根据第1方面的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
9.根据第5方面的用于制备模具体的方法，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
该方法具有以下步骤：
-按照根据第1方面的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
10.根据以上第3方面或第7方面的用于制备用在铸造工业中的无机粘合剂的方法，
该方法具有以下步骤：
-根据第2方面或第6方面之一所述的方法制备该可倾注固态添加剂，
-将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中
11.根据以上第3方面、第7方面或第10方面的用于制备用在铸造工业中的无机粘合剂的方法，
该方法具有以下步骤：
-根据第1方面至第9方面之一所述的方法制备粒料，
-在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒。
12.根据以上第4方面或第8方面的用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物的方法，该模具材料混合物包括无机粘合剂，
该方法具有以下步骤：
-根据第2方面、第6方面或第10方面之一所述的方法制备该可倾注固态添加剂，
-将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中。
13.根据以上第4方面、第8方面或第12方面的用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物的方法，该模具材料混合物包括无机粘合剂，
该方法具有以下步骤：
-根据第1方面至第9方面至第11方面之一所述的方法制备粒料，
-在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒。
14.根据以上第5方面或第9方面之一的用于制备模具体的方法，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用。
该方法具有以下步骤：
-根据第2方面、第6方面或第10方面之一所述的方法制备该可倾注固态添加剂，
-将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中。
15根据以上第5方面、第9方面或第14方面之一的用于制备模具体的方法，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用。
该方法具有以下步骤：
-根据第1方面至第9方面、第11方面或第13方面之一所述的方法制备粒料，
-在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒。
16.根据以上第4方面、第8方面、第12方面或第13方面之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，
该方法具有以下步骤：
-根据第3方面、第7方面、第10方面或第11方面之一制备无机粘合剂
以及
-同时将用于制备该无机粘合剂的组成成分与防火的模具基础材料混合。
17.根据以上第4方面、第8方面、第12方面、第13方面或第16方面之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，
该方法具有以下步骤：
-根据第3方面、第7方面、第10方面、第11方面或第16方面之一制备无机粘合剂
以及
-同时将用于制备该无机粘合剂的组成成分与防火的模具基础材料混合
以及
-随后将所制备的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合。
18.根据以上第4方面、第8方面、第12方面、第13方面、第16方面或第17方面之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，
该方法具有以下步骤：
-根据第3方面、第7方面、第10方面、第11方面、第16方面、第17方面之一制备无机粘合剂
以及
-随后将所制备的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合。
19.根据第1方面至第5方面之一所述的方法，其中在以下步骤中：
在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，
通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.5mm、优选大于1mm。
20.根据以上方面之一所述的方法，其中以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅完全地由合成粒状无定形二氧化硅组成。
21.根据以上方面之一所述的方法，其中以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅部分地由合成粒状无定形二氧化硅组成。
22.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％。
23.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于20％。
24.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于10％。
25.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.5mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％。
26.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.5mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于20％。
27.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.5mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于10％。
28.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％。
29.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于20％。
30.根据以上方面之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于10％。
31.根据以上方面之一所述的方法，其中在该增大步骤中，将该粒状无定形二氧化硅的微粒与一种、两种或更多种其他的材料混合和/或接触，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-液体，优选液态润湿剂和/或悬浮剂，优选水，
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
32.根据第31方面所述的方法，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，
(i)包括粒状无定形二氧化硅以及在该增大步骤中存在的其他固态材料中的一种、两种、多于两种或所有材料
以及
(ii)包括粒状无定形二氧化硅以及一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
33.根据第31方面所述的方法，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，
-包括粒状无定形二氧化硅以及在该增大步骤中存在的其他固态材料中的一种、两种、多于两种或所有材料。
34.根据第31方面所述的方法，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，
-包括粒状无定形二氧化硅以及一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
35.根据以上方面之一所述的方法，其中
制备粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，包括以下步骤：
-将两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅混合，其中这两种或更多种类型的区别在于其粒径分布和/或其化学组成。
36.根据第35方面所述的方法，其中
-一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布。
37.根据第35方面所述的方法，其中
-一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布。
38.根据第35方面所述的方法，其中
这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
39.根据第35方面所述的方法，
-其中第一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布，
以及
-其中另一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布。
40.根据第35方面所述的方法，
-其中第一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布，
以及
-其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
41.根据第35方面所述的方法，
-其中第一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布，
以及
-其中另一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布，
以及
-其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
42.根据第35方面所述的方法，
-其中另一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布，
以及
-其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
43.根据第35方面至第42方面之一所述的方法，其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的两种或至少两种，优选(尤其根据VDG数据表第27页，见上)例如根据DIN EN ISO 12677、DIN 51001借助于X光荧光分析、任选地与光学和/或谱学方法和/或湿化学方法组合地进行测定或确认；本领域技术人员优选在了解在该方法中所使用的材料的情况下选择适合的确定方法。
44.根据以上方面之一所述的方法，其中该增大步骤包括一种或多种措施，这些措施彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒化
-挤出
以及
-聚结。
45.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
(a)其中该粒料另外包括
一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物，
其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及上述其他的材料中的一种、两种或更多种
和/或
(b)其中该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，其中优选该粒状无定形二氧化硅全部或部分由合成粒状无定形二氧化硅组成
和/或
(c)其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％
和/或
(d)其中在该粒料中该粒状无定形二氧化硅包括两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅，其中这两种或更多种类型的区别在于其化学组成，
其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型优选地选自或彼此独立地选自由以下项组成的组：
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备
和/或
(e)其中该粒料能够按照根据第1方面至第9方面或第20方面至第44方面之一所述的方法制备。
46.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
(a)其中该粒料另外包括
一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物，
其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及上述其他的材料中的一种、两种或更多种
以及
(b)其中该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，其中优选该粒状无定形二氧化硅全部或部分由合成粒状无定形二氧化硅组成
以及
(c)其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％
以及
(d)其中在该粒料中该粒状无定形二氧化硅包括两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅，其中这两种或更多种类型的区别在于其化学组成，
其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型优选地选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备
以及
(e)其中该粒料能够按照根据第1方面至第9方面或第20方面至第44方面之一所述的方法制备。
47.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
其中该粒料另外包括
一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物，
其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及上述其他的材料中的一种、两种或更多种。
48.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
其中该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，其中优选该粒状无定形二氧化硅全部或部分由合成粒状无定形二氧化硅组成。
49.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％。
50.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
其中在该粒料中该粒状无定形二氧化硅包括两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅，其中这两种或更多种类型的区别在于其化学组成，
其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型优选地选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
51.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
其中该粒料能够按照根据第1方面至第9方面或第20方面至第44方面之一所述的方法制备。
52.一种套件，该套件包括以下项作为空间上彼此分离地布置的组分：根据第45方面至第51方面之一所述的粒料，优选
该套件用于制备无机粘合剂、优选包括无机多组分粘合剂体系和/或由无机多组分粘合剂体系组成的粘合剂，该无机多组分粘合剂体系至少包括以下项作为空间上彼此分离地布置的组分：
-根据第45方面至第51方面之一所述的粒料
以及
-包括水玻璃的溶液或分散体。
53.一种用于执行根据第1方面至第44方面之一所述的方法的设备，该设备包括
-包含粒状无定形二氧化硅的储备容器，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，
-混合装置或接触装置，该混合装置或接触装置用于使该粒状无定形二氧化硅与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触
-用于将与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触的粒状无定形二氧化硅粒化、挤出和/或聚结的装置。
54.根据第53方面所述的设备，该设备附加地包括选自由以下项组成的组的一个或多个设备元件
-用于将粒状无定形二氧化硅从该储备容器转移到该混合设备或接触设备中的装置
-一个或多个包含液体的储备容器，该液体优选为液态润湿剂和/或悬浮剂、优选水，
-一个或多个包含粒状材料的储备容器，该粒状材料优选为粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-一个或多个包含溶于水的材料的储备容器，
-包含一种或多种表面活性剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种疏水剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种碳水化合物的一个或多个储备容器。
55.根据第53方面或第54方面所述的设备，该设备附加地包括用于灌装或运输所制备的粒料的装置。
56.粒状无定形二氧化硅用于制备根据第45方面至第51方面所述的粒料或作为该粒料的组成成分的用途。
57.根据第45方面至第51方面之一所述的粒料的用途，用于制备具有经均匀化的粗粒组成的可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分。
下面借助附图详细阐释本发明。
图1以流程图示出本发明的用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物107的方法100的第一实施方式。
在方法100的第一步骤101中制备或提供了粒状无定形二氧化硅，如上文所定义的。
在第二(增大)步骤102中将粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生上文定义的粒料103，该粒料包括多个单独的粗粒。
所制备的粒料已经是本发明方法的产品。
在另一个步骤104中，使所制备的粒料直接与水接触，从而产生无机粘合剂105。所制备的无机粘合剂同样是本发明方法的产品。
在附加的步骤106中，将所制备的无机粘合剂105与防火的模具基础材料混合，从而产生模具材料混合物107作为本发明方法的产品。
在另一个步骤108中，将所制备的模具材料混合物107成形并且(至少部分)固化，从而产生模具体109作为本发明方法的产品。
图2以流程图示出本发明的用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物209的方法200的第二实施方式。
在方法200的第一步骤201中制备或提供了粒状无定形二氧化硅，如上文所定义的。
在第二(增大)步骤202中将粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生上文定义的粒料203，该粒料包括多个单独的粗粒。所制备的粒料已经是本发明方法的产品。
在下一个步骤204中，将粒料203的粗粒粉碎，从而产生可倾注固态添加剂205。所制备的粘合剂同样是本发明方法的产品。
在另一个步骤206中，使所制备的粒料与水接触，从而产生无机粘合剂207。所制备的无机粘合剂同样是本发明方法的产品。
在附加的步骤208中，将所制备的无机粘合剂207与防火的模具基础材料混合，从而产生模具材料混合物209作为本发明方法的产品。
在另一个步骤210中，将所制备的模具材料混合物209成形并且(至少部分)固化，从而产生模具体211作为本发明方法的产品。
图3以流程图示出本发明的用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物309的方法300的替代实施方式。
在方法300的第一步骤301中制备或提供了粒状无定形二氧化硅，如上文所定义的。
在一个分开的步骤301a中制备或提供其他材料(如在第27方面中和以上说明书中所定义的)。
在下一个(增大)步骤302中，将粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，其中在步骤301a中制备或提供的其他材料被预先或在步骤302a中同时加入，使得粒状无定形二氧化硅的微粒在增大步骤中与这些其他材料混合和/或接触，从而由增大步骤产生上文定义的粒料303，该粒料包括多个单独的粗粒。这些单独的粗粒包括粒状无定形二氧化硅以及这些其他的材料。所制备的粒料已经是本发明方法的产品。
在后续步骤304中，将粒料303的粗粒粉碎，从而产生可倾注固态添加剂305。所制备的粘合剂同样是本发明方法的产品。
在另一个步骤306中，使所制备的粒料与水接触，从而产生无机粘合剂307。所制备的无机粘合剂同样是本发明方法的产品。
在下一个步骤308中，将所制备的无机粘合剂307与防火的模具基础材料混合，从而产生模具材料混合物309作为本发明方法的产品。
在另一个步骤310中，将所制备的模具材料混合物309成形并且(至少部分)固化，从而产生模具体311作为本发明方法的产品。
在图1、2和3中所示的步骤102、202或302代表对于本发明方法的相应实施方式而言重要的步骤。这样的步骤在现有技术中没有先例。
实施例1-借助于激光散射确定粒径分布的方法
在这个实施例中的物质选择仅仅是示例性的，并且可以在本发明范围内使用的粒状(微粒状)物质种类的粒径分布或中值可以根据本实施例中的工作方式借助于激光散射来测定。
1.1试样准备：
示例性地测定来自Si制备过程的可商购(RW硅股份有限公司)且以粉末形式粒状存在的硅灰微粒(CAS编号69012-64-2，粒状无定形二氧化硅)的粒径分布。
分别将约1茶匙的这种粒状无定形二氧化硅与约100mL全脱盐(VE)水混合并且将如此产生的混合物用磁力搅拌器(IKAMAG RET)在500转每分钟的搅拌速度下搅拌30秒。随后将设置到100％幅值的配备有声波发生器S26d7(Hielscher公司)的超声波指形件(Hielscher公司；型号UP200HT)浸入到试样中并且由此将试样用声波处理。在此声波处理连续地进行(不是脉冲式)。对于所研究的硅灰微粒，最优的声波处理时间选择为300秒，如下文实施例1的第1.3点描述的那样预先获知。
1.2激光散射测量：
用Horiba LA-960测量仪(以下称为LA-960)进行测量。为了进行测量，将循环速度设定为6，搅拌速度设定为8，试样的数据采集设定为30000，收敛系数设定为15，体积和折射率(R)分布类型设定为1.50-0.01i(分散介质VE水为1.33)并且折射率(B)设定为1.50-0.01i(分散介质VE水为1.33)。激光散射测量在室温(20℃至25℃)下进行。
用VE水将LA-960的测量室填充至四分之三(最高填充水平)。然后用所给出的设定值开始搅拌、启动循环并且将水脱气。随后以所给出的参数进行零值测量。
然后在超声波处理之后直接从根据实施例1的第1.1点准备的试样从中央以一次性滴管取出0.5-3.0mL试样。随后将滴管的全部内容物放入测量室中，使得红色激光的透射率介于80％与90％之间并且蓝色激光的透射率介于70％与90％之间。然后开始测量。对测量值的分析基于所给出的参数自动化进行。
对于所研究的来自Si制备过程的硅灰微粒，获得了具有舍入到小数点后两位的中值的粒径分布。
1.3获取最优声波处理时间：
通过对于每种粒状物质种类以不同声波处理时间来进行测量序列，获取了取决于试样类型的最优超声波处理持续时间。在此，声波处理时间从10秒开始，对于每个另外的试样分别延长10秒并且直接在声波处理之后分别借助于激光散射(LA-960)测定粒径分布，如在实施例1的第1.2点下说明的。在此，随着逐渐增大的声波处理时长，所获取的粒径分布的中值首先降低直至其在更长的声波处理时间下最终再次增大。对于在实施例1的第1.1点下说明的声波处理选择以下声波处理时间：在这种声波处理时间下在用于这些微粒物质种类的测量序列中测定了粒径分布的最小中值；这个声波处理时间是“最优的”声波处理时间。
实施例2-粒料的形成规程
将10kg的合成粒状无定形二氧化硅(呈粉末形状，粒径<1.5μm；例如微硅粉POS B-W 90LD(Possehl Erzkontor股份有限公司)或硅灰(Doral Fused Materials私人有限公司)；制备过程分别为：由ZrSiO4生产ZrO2和SiO2)放入犁刀混合器(Gebrüder
Figure BDA0003497079590000511
机械制造股份有限公司，型号L50)并且操作犁刀混合器以180转每分钟的犁刀轴旋转速度和3000转每分钟的测量器头旋转速度进行混合。在混合器件经由多个步骤向合成粒状无定形二氧化硅中加入水：0.25kg水，随后的混合时间为60秒，然后再加入0.5kg水，随后的混合时间为再240秒，然后再加入0.5kg水，随后的混合时间为再120秒，然后再加入1.0kg水，随后的混合时间未在另外的混合时间之后180秒。
借助于滴管将如此制备的悬浮液以单独液滴滴加到用加热板加热到250℃的可商购的(且任选地喷涂有脱模剂的)铝箔上并且干燥，使得所使用的粉末的微粒互相连接成粗粒并且产生根据本发明的粒料。加热板在此优选用另外的(布置在与悬浮液接触的层下方的)层来包括铝箔免受脏污。
借助于激光散射测定的具有小于20μm尺寸的微粒的质量比例在粒料中小于粒状无定形二氧化硅中的质量比例。
实施例3-散装密度；减少的粉尘形成
用实验室天平(测量误差±0.1g)、具有(100±0.5)mL体积和(45±5)mm内径的金属测量筒，以及具有下端开口封闭件的漏斗(根据DIN EN ISO 60)进行散装密度的测定。
漏斗在中央处通过测量筒以20mm至30mm的高度固定并且将试样充分混合。将试样的约120mL至130mL放入漏斗中。将漏斗的封闭件迅速打开，使得试样材料落入筒中。借助于直边物体从筒上刮下残留的试样材料并且随后称量筒的内容物，筒的内容物的质量为m试样。
经由以下公式进行分析：
Figure BDA0003497079590000521
结果以1g/L给出。
根据实施例2从具有550g/L散装密度的合成粒状无定形二氧化硅制备了粒料。在干燥之后，如此获得的本发明粒料具有6mm的平均粗粒直径和950g/L的散装密度。
在倾注时，该粒料显示出比初始材料(即具有550g/L散装密度的合成粒状无定形二氧化硅)少得多的(细)粉尘形成。
实施例4-对不同测试棒的小时强度的研究
4.1制备模具材料混合物4-A
将0.80重量份的具有约550g/L散装密度的合成粒状无定形二氧化硅(粉末状；未制粒；例如微硅粉POS B-W 90LD(Possehl Erzkontor股份有限公司)或硅灰(Doral FusedMaterials私人有限公司)；制备过程分别为：由ZrSiO4生产ZrO2和SiO2)用手与100重量份的H-S00232砂(石英砂，Quarzweke股份有限公司，AFS颗粒细度编号47)混合。然后加入2.00重量份的基于水玻璃的液态粘合剂(商品名称为Cordis 9032的材料；Hüttenes-Albertus化学品股份有限公司)并且在220转每分钟下在Bull混合器(TYP RN 10/20，Morek Multiserw公司)中混合120秒，使得所使用的材料均由分布并且由此产生模具材料混合物。
4.2制备模具材料混合物4-B
根据实施例2由具有550g/L散装密度的合成粒状无定形二氧化硅(与在实施例4.1中使用的材料完全相同)和水来制备粒料。将如此制备的粒料在混合器附件(Bosch公司，通用料理机Plus MUM 6N11)研磨10秒，从而产生可倾倒固态添加剂。
将0.80重量份的这种可倾倒固态添加剂用手与100重量份的H-S00232砂(石英砂，Quarzweke股份有限公司，AFS颗粒细度编号47)混合。然后加入2.00重量份的基于水玻璃的液态粘合剂(商品名称为Cordis 9032的材料；Hüttenes-Albertus化学品股份有限公司)并且在220转每分钟下在Bull混合器(TYP RN 10/20，Morek Multiserw公司)中混合120秒，使得所使用的材料均由分布并且由此产生模具材料混合物。
4.3制备模具材料混合物4-C
由20.05kg的具有约550g/L散装密度的合成粒状无定形二氧化硅(与在实施例4.1中使用的材料完全相同)放入犁刀混合器中(Gebrüder
Figure BDA0003497079590000531
机械制造股份有限公司，型号L50)。向合成粒状无定形二氧化硅中加入3kg水，并且以180转每分钟的犁刀轴旋转速度和3000转每分钟的测量器头旋转速度操作犁刀混合器持续120秒。然后关闭测量器头并且用180转每分钟的犁刀轴旋转速度继续混合，从而形成软粒料。
仍潮湿的软粒料的一部分随后在105℃下被干燥直至重量恒定，从而产生(干燥的)粒料。随后借助于筛塔对应于1999年十月的VDG数据表第27页标准将经冷却、干燥的材料分类并且丢弃<125μm的级分。在筛选时的产率约为85％。
在倾注时，经分类的粒料显示出比初始材料(即具有约550g/L散装密度的粒状无定形二氧化硅)少得多的(细)粉尘形成。
将如此制备的经分类的粒料在混合器附件(Bosch公司，通用料理机Plus MUM6N11)研磨10秒，从而产生可倾倒固态添加剂。
将0.80重量份的这种可倾倒固态添加剂用手与100重量份的H-S00232砂(石英砂，Quarzweke股份有限公司，AFS颗粒细度编号47)混合。然后加入2.00重量份的基于水玻璃的液态粘合剂(商品名称为Cordis 9032的材料；Hüttenes-Albertus化学品股份有限公司)并且在220转每分钟下在Bull混合器(TYP RN 10/20，MorekMultiserw公司)中混合120秒，使得所使用的材料均由分布并且由此产生模具材料混合物。
4.4测试棒的制备
根据实施例4的第4.1、4.2和4.3点制备的模具材料混合物4-A、4-B和4-C分别成形为具有尺度22.4mm×22.4mm×185mm的测试棒。相应的模具材料混合物为此以压缩空气(4巴)和3秒的注射时间被引入到具有160℃温度的用于测试棒的模具工具中。随后在160℃下在没有通气的情况下将测试棒热固化30秒。然后打开模具工具、取出经固化的测试棒并且储存以便冷却。
4.5测定小时强度
在一个小时的冷却时间之后，将根据实施例4的第4.4点由模具材料混合物4-A、4-B和4-C制备的测试棒放入Georg-Fischer强度测试仪(配备有3点弯曲设备(MorekMultiserw公司))中并且测量导致测试棒断裂的力。所读出的值(以N/cm2计)给出了小时强度。结果展现在表1中，其中关于小时强度的相应数值对应于来自6个单独测量值的中值。
表1
Figure BDA0003497079590000541
Figure BDA0003497079590000551
在表1中详述的结果显示出，使用(根据本发明方法制备的)粒料或(根据本发明方法制备的)可倾注固态添加剂制备的测试棒出人意料地具有提高的小时强度。
实施例5-制备具有均匀分布的多种添加剂的粒料
类似于来自实施例2的形成规程，在自己的多个实验中制备了粒料，其中除了所使用的粒状无定形二氧化硅之外还分别加入以下物质中的一种或多种作为其他材料：
-液体，优选液态悬浮剂，优选水，
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，优选地选自由以下项组成的组：
-油基硫酸盐、硬脂基硫酸盐、棕榈基硫酸盐、肉豆蔻基硫酸盐、月桂基硫酸盐、癸基硫酸盐、辛基硫酸盐、2-乙基己基硫酸盐、2-乙基辛基硫酸盐、2-乙基癸基硫酸盐、棕榈油基硫酸盐、亚油基硫酸盐、月桂基磺酸盐、2-乙基癸基磺酸盐、棕榈基磺酸盐、硬脂基磺酸盐、2-乙基硬脂基磺酸盐、亚油基磺酸盐、己基磷酸盐、2-乙基己基磷酸盐、癸酰基磷酸盐、月桂基磷酸盐、肉豆蔻基磷酸盐、棕榈基磷酸盐、棕榈油基磷酸盐、油基磷酸盐、硬脂基磷酸盐、聚-(1,2-乙烷二基-)-酚羟基磷酸盐、聚(1,2-乙烷二基-)-硬脂基磷酸盐、聚(1,2-乙烷二基-)-油基磷酸盐、水中的聚羧酸醚(巴斯夫公司的Melpers 0030)、水中的改性聚丙烯酸酯(巴斯夫公司的Melpers VP 4547/240L)、水中的2-乙基己基硫酸盐(科宁公司的TexaponEHS)、水中的聚葡萄糖苷(科宁公司的Glukopon 225DK)、水中的辛基硫酸钠(雷克兰公司的Texapon 842)、改性的羧酸醚(巴斯夫公司的Castament ES 60，固体)，
-成膜剂，优选聚乙烯醇和/或丙烯酸，
-流变添加剂(增稠剂、调节剂)，优选地选自由以下项组成的组：
-可溶胀的粘土，优选钠基膨润土或阿塔凝胶/坡缕石，
-可溶胀的聚合物，优选纤维素衍生物，尤其羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素，植物粘液，聚乙烯基吡咯烷酮，果胶，明胶，琼脂，多肽和/或藻酸盐，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅醇优选三甲基硅醇、硅酮和硅氧烷优选聚二甲基硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
分别以类似方式获得了粒料。所获得的粒料可以分别通过磨碎而加工成可倾注固态添加剂。粒料或可倾注固态添加剂分别成功地被加工成模具材料混合物并且将其进一步加工成测试棒。

Claims (20)

1.一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，
该制品选自由以下项组成的组
-用于制备可倾注添加剂的粒料，该可倾注添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
该方法具有以下的用于制备该制品的步骤：
-制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，
-在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm。
2.根据权利要求1所述的方法，用于制备用在铸造工业中的制品，
该制品选自由以下项组成的组
-可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
该方法具有以下步骤：
-按照根据权利要求1所述的方法制备粒料，
-粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。
3.根据以上权利要求之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的制品，
该制品选自由以下项组成的组
-用在铸造工业中的无机粘合剂，
-模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，
以及
-模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，
(i)该方法具有以下步骤：
-根据权利要求1至2之一所述的方法制备该可倾注固态添加剂，
-将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中
或者
(ii)该方法具有以下步骤：
-根据权利要求1至2之一所述的方法制备粒料，
-在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且同时或随后粉碎该粒料的粗粒。
4.根据以上权利要求之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，
该方法具有以下步骤：
-根据权利要求1至3之一制备无机粘合剂
以及
(i)同时将用于制备该无机粘合剂的组成成分与防火的模具基础材料混合
和/或
(ii)随后将所制备的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在以下步骤中：
在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，
通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.5mm、优选大于1mm。
6.根据以上权利要求之一所述的方法，其中以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅完全或部分地由合成粒状无定形二氧化硅组成。
7.根据以上权利要求之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％。
8.根据以上权利要求之一所述的方法，其中在该增大步骤中，将该粒状无定形二氧化硅的微粒与一种、两种或更多种其他的材料混合和/或接触，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-液体，优选液态润湿剂和/或悬浮剂，优选水，
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，
(i)包括粒状无定形二氧化硅以及在该增大步骤中存在的其他固态材料中的一种、两种、多于两种或所有材料
和/或
(ii)包括粒状无定形二氧化硅以及一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物。
10.根据以上权利要求之一所述的方法，其中
制备粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，包括以下步骤：
-将两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅混合，其中这两种或更多种类型的区别在于其粒径分布和/或其化学组成。
11.根据权利要求10所述的方法，
(i)-其中第一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.1μm至0.4μm范围内的粒径分布，
并且
-其中另一类粒状无定形二氧化硅具有借助于激光散射测定的中值在0.7μm至1.5μm范围内的粒径分布，
和/或
(ii)-其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备。
12.根据权利要求10至11之一所述的方法，其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的两种或至少两种。
13.根据权利要求1至12之一所述的方法，其中该增大步骤包括一种或多种措施，这些措施彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒化
-挤出
以及
-聚结。
14.一种粒料，通过筛网测定的其平均粗粒直径大于0.2mm，该粒料用于制备在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分的可倾注添加剂，该粒料包括粒状无定形二氧化硅，
(a)其中该粒料另外包括
一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
-粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-溶于水的材料，
-碱金属氢氧化物，
-表面活性剂，
-成膜剂，
-疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，
以及
-碳水化合物，
其中该粒料的分别借助于筛网测定的粗粒直径大于0.2mm、优选大于0.5mm、特别优选大于1mm的粗粒的至少90％包括粒状无定形二氧化硅以及上述其他的材料中的一种、两种或更多种
和/或
(b)其中该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，其中优选该粒状无定形二氧化硅全部或部分由合成粒状无定形二氧化硅组成
和/或
(c)其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％
和/或
(d)其中在该粒料中该粒状无定形二氧化硅包括两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅，其中这两种或更多种类型的区别在于其化学组成。
其中这些不同类型的粒状无定形二氧化硅中的一种、两种、多于两种或所有类型优选地选自或彼此独立地选自由以下项组成的组
-合成粒状无定形二氧化硅，相对于该合成粒状无定形二氧化硅的总质量该合成粒状无定形二氧化硅以至少80重量％的比例包含二氧化硅并且至少包含碳、优选能够通过在电弧炉中还原石英来制备的碳作为次要组成成分；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅包括氧化物型锆作为次要组成成分并且优选能够通过热分解ZrSiO4来制备
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备；
-合成粒状无定形二氧化硅，该合成粒状无定形二氧化硅能够通过将二氧化硅熔体骤冷来制备
和/或
(e)其中该粒料能够按照根据权利要求1或权利要求6至13之一所述的方法制备。
15.一种用于制备无机粘合剂的套件，该套件至少包括以下项作为空间上彼此分离地布置的组分
-根据权利要求14所述的粒料，
以及
-包括水玻璃的溶液或分散体。
16.一种用于执行根据权利要求1至13之一所述的方法的设备，该设备包括
-包含粒状无定形二氧化硅的储备容器，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，
-混合装置或接触装置，该混合装置或接触装置用于使该粒状无定形二氧化硅与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触
-用于将与一种、两种或更多种其他的材料混合或接触的粒状无定形二氧化硅粒化、挤出和/或聚结的装置。
17.根据权利要求16所述的设备，该设备附加地包括选自由以下项组成的组的一个或多个设备元件
-用于将粒状无定形二氧化硅从该储备容器转移到该混合设备或接触设备中的装置，
-一个或多个包含液体的储备容器，该液体优选为液态润湿剂和/或悬浮剂、优选水，
-一个或多个包含粒状材料的储备容器，该粒状材料优选为粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
-一个或多个包含溶于水的材料的储备容器，
-包含一种或多种表面活性剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种疏水剂的一个或多个储备容器，
-包含一种或多种碳水化合物的一个或多个储备容器。
18.根据权利要求16或17所述的设备，该设备附加地包括用于灌装或运输所制备的粒料的装置。
19.粒状无定形二氧化硅用于制备根据权利要求14所述的粒料或作为该粒料的组成成分的用途。
20.根据权利要求14所述的粒料的用途，用于制备具有经均匀化的粗粒组成的可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分。
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