DE1196819B

DE1196819B - Attachment for block molds or the like, and method for its production

Info

Publication number: DE1196819B
Application number: DES76426A
Authority: DE
Inventors: Per Davidson
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1960-10-26
Filing date: 1961-10-25
Publication date: 1965-07-15

Description

Aufsatz für Blockgießformen od. dgl., und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft Aufsätze für Blockgießformen od. dgl. zum Gießen von Stahl oder anderen Metallen. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Aufsätze.Attachment for block casting molds or the like, and method for its production The invention relates to attachments for block casting molds or the like for casting steel or other metals. The invention also relates to a method for Manufacture of such articles.

Es besteht seit langer Zeit die Forderung nach Blockformaufsätzen, die sowohl bezüglich ihrer Zusammensetzungsbestandteile, d. h. ihres Ausgangsmaterials, als auch bezüglich ihrer Herstellung preiswert sind, ein gutes Wärmeisolationsvermögen besitzen, eine glatte Oberäche auf dem gegossenen Werkstück, frei von Einschlüssen, Fugen, Blasen od. dgl. gewährleisten und eine hohe Formbeständigkeit sowie lange Lagerfähigkeit aufweisen. Bisher verfügbare Aufsätze sind jedoch in einem oder mehreren dieser Punkte nicht zufriedenstellend. Der Aufsatz nach der Erfindung weist dagegen die erwünschten, oben aufgezählten Eigenschaften auf und besitzt, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt, darüber hinaus weitere Vorteile. Die erfindungsgemäßen Aufsätze weisen ein gesondertes, dünnes und wärmeisolierendes Auskleidungsgehäuse auf, das aus einem Stück in Form einer Haube od. dgl. oder aus verschiedenen Teilen bestehen kann.There has been a demand for block-shaped attachments for a long time, which both in terms of their constituent parts, d. H. their source material, as well as being inexpensive to manufacture, have good thermal insulation properties have a smooth surface on the cast workpiece, free of inclusions, Joints, bubbles or the like. Ensure high dimensional stability and long Have shelf life. However, so far available essays are in one or more these points are not satisfactory. The article according to the invention points against it and possesses the desired properties enumerated above, as can be seen from the The following description also gives further advantages. The invention Attachments have a separate, thin and thermally insulating liner housing on, that od in one piece in the form of a hood. The like. Or from different parts can exist.

Der erfindungsgemäße Aufsatz besteht aus einer Mischung von 82 bis 94 Gewichtsprozent feinkörnigem, feuerfestem, in der Hitze nicht zerfallendem Material, wie Quarz, Sand, wärmebeständigen Silikaten, gebranntem Dolomit und Schlacke, 3 bis 9% organischem Fasermaterial, 1 bis 8% organischem Bindemittel und möglicherweise einer kleinen Menge, vorzugsweise höchstens 2,5% Asbest oder ähnlichem feuerfestem Fasermaterial. Das Verfahren zur Herstellung des Aufsatzes ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmasse mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit zu einer Suspension oder einer Aufschwemmung vermischt, dann die Aufschwemmung in einer Schicht entsprechend der Gestalt des Aufsatzes oder eines Teiles davon auf einer Modellform abgelagert und schließlich die erhaltene Schicht bei einer Temperatur zwischen 120 und 2001 C, vorzugsweise 140 bis 160° C, getrocknet wird. Der auf die beschriebene Weise zusammengesetzte und hergestellte Aufsatz weist eine poröse Innenstruktur auf, die durch die Faserbestandteile fest zusammengehalten wird und besitzt gleichzeitig eine vergleichsmäßig glatte und harte Oberfläche. Der Aufsatz wird auf die Blockform aufgesetzt, und zwar meist nach geeignetem Abschrägen seiner Unterkante, so daß eine ebene Berührungsfläche mit einem entsprechenden Teil des Oberendes der Blockform entsteht. Das feinkörnige, feuerfeste Material ist ein in der Hitze nicht zerfallendes Material, vorzugsweise Quarz und/oder Quarzpulver, das eine kleine Beimengung anderen Ursprunggesteins enthalten kann als normalerweise mit natürlichen Quarzablagerungen verbundener Quarz. Es haben sich aber auch andere in der Hitze nicht zerfallende Materialien als geeignet erwiesen. Als Beispiel für basische Materialien können gebrannter Dolomit, bestimmte Schlackensorten und Sand angeführt werden. Die mittlere Korngröße des feuerfesten Materials sollte unter 1 mm liegen, zweckmäßigerweise unter 0,3 mm und oft sogar unter 0,2 mm. Im allgemeinen ist eine mittlere Korngröße für zumindest den Hauptteil des Materials von 0,6 bis 0;02 mm zu wählen; mittlere Korngrößen von 0,6 bis 0,05 mm haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen. Die Korngröße kann auch so festgelegt werden, daß definitionsgemäß der größere Teil des Materials unter 0,35 mm oder vorzugsweise unter 0,15 mm liegen soll. Vorzugsweise soll das gesamte oder zumindest ein wesentlicher Teil des feinkörnigen hitzebeständigen Materials eine Korngröße aufweisen, die größer ist als diejenige von Tonteilchen, d. h. etwa 2 [,, und es ist oft wünschenswert, daß ein wesentlicher Teil sogar über 20 u liegt. Damit wird die Porosität und das Wärmeisolationsvermögen des Aufsatzes erhöht und das Trocknen während der Herstellung erleichtert. Ein Material mit im wesentlichen sehr kleinen Teilchen, wie beispielsweise Lehm, hat sich als ungeeignet erwiesen, da es Sprünge in dem Aufsatz erzeugt, was zu einer wesentlichen Verminderung der Wärmeisolation und der mechanischen Belastbarkeit führt.The essay according to the invention consists of a mixture of 82 to 94 percent by weight of fine-grained, refractory material that does not disintegrate in the heat, such as quartz, sand, heat-resistant silicates, burnt dolomite and slag, 3 up to 9% organic fiber material, 1 to 8% organic binder and possibly a small amount, preferably at most 2.5% asbestos or similar refractory Fiber material. The method for producing the attachment is characterized by that the starting material with water or another liquid to form a suspension or mixed with a suspension, then the suspension in one layer accordingly the shape of the attachment or a part thereof deposited on a model form and finally the layer obtained at a temperature between 120 and 2001 C, preferably 140 to 160 ° C, is dried. The way described The assembled and manufactured attachment has a porous internal structure that is held together firmly by the fiber components and has at the same time a comparatively smooth and hard surface. The essay is on the block shape put on, mostly after suitable chamfering of its lower edge, so that a planar contact surface with a corresponding part of the top of the block shape arises. The fine-grained, refractory material does not disintegrate in the heat Material, preferably quartz and / or quartz powder, which is a small admixture of others May contain native rocks than normally with natural quartz deposits connected quartz. But there are also others that do not disintegrate in the heat Materials proven to be suitable. As an example of basic materials can Burned dolomite, certain types of slag and sand are listed. The middle The grain size of the refractory material should be less than 1 mm, expediently less than 0.3 mm and often even less than 0.2 mm. Generally is a mean grain size to choose from 0.6 to 0.02 mm for at least the main part of the material; middle Grain sizes from 0.6 to 0.05 mm have proven to be particularly useful. the Grain size can also be determined so that, by definition, the greater part of the material should be below 0.35 mm or preferably below 0.15 mm. Preferably intended to be all or at least a substantial part of the fine-grained heat-resistant Material have a grain size that is larger than that of clay particles, d. H. about 2 [,, and it is often desirable to have a substantial portion even about 20 u lies. This increases the porosity and the thermal insulation properties of the attachment increases and makes drying easier during manufacture. A material with im substantial very small particles, such as clay, has been found to be unsuitable proven to cause cracks in the essay, resulting in a essential Reduction of the thermal insulation and the mechanical strength leads.

Das organische Fasermaterial besteht üblicherweise aus Zellulose, Abfallpapier u. dgl., zum Beispiel aus Hohlschliff oder zermahlenem Papier, aus dem, meist mit einem Zusatz von auf chemischem Weg, beispielsweise nach dem Sulfat- oder Sulfitverfahren aufgeschlossenem Papier ein Brei gefertigt wird. Es können aber auch andere organische Fasermaterialien, entweder allein oder zusammen mit den obererwähnten Materialien, Verwendung finden.The organic fiber material usually consists of cellulose, Waste paper and the like, for example hollow ground or ground paper the, usually with the addition of chemically, for example after the sulfate or sulfite process pulping paper is made into a pulp. It can but also other organic fiber materials, either alone or together with the above-mentioned materials, use.

Außer den bisher erwähnten Bestandteilen enthält die Zusammensetzung für den Aufsatz außerdem ein organisches Bindemittel. Als Bindemittel wird vorzugsweise ein organischer Klebstoff verwendet, der beispielsweise Harz oder einen aus tierischen oder pflanzlichen Rohmaterialien hergestellten Leim, etwa Zelluloseleim, enthält. Geeignete Klebstoffe sind unter Umständen auch synthetische Harzleime, beispielsweise solche mit Karbamidharz. Der Klebstoff, beispielsweise synthetischer Harzleim, wird im allgemeinen in flüssiger Form zugegeben, kann aber selbstverständlich auch in Pulverform zugesetzt werden.In addition to the ingredients mentioned so far, the composition contains an organic binding agent for the attachment. The preferred binder is an organic adhesive is used, for example resin or one made from animal or glue made from vegetable raw materials, such as cellulose glue. Suitable adhesives are also synthetic resin sizes, for example those with carbamide resin. The adhesive, for example synthetic resin glue, is generally added in liquid form, but can of course also be added in Powder form can be added.

Es hat sich herausgestellt, daß es im allgemeinen zweckmäßig ist, zu den aufgezählten Bestandteilen auch eine kleine Menge, aber nicht mehr als 2,5% Asbest, Gesteinswolle oder ähnliches Fasermaterial hinzuzufügen, wodurch die Festigkeit und der Zusammenhalt des Aufsatzes weiter erhöht werden kann.It has been found that in general it is useful A small amount of the listed ingredients, but not more than 2.5% Add asbestos, rock wool or similar fiber material, increasing the strength and the cohesion of the essay can be further increased.

Die Aufsätze nach der Erfindung werden vorzugsweise aus einer Mischung hergestellt, die 85 bis 910/0 eines Pulvers, das im wesentlichen aus Quarz besteht, 4 bis 811/o organisches Fasermaterial, wie Papierabfall und/oder ähnliches Fasermaterial, 1 bis 7%, vorzugsweise 2 bis 6fl/o synthetischen Harzleim und bis zu 2%, vorzugsweise 0,4 bis 1,4% Asbest od.dgl. aufweist.The attachments according to the invention are preferably made from a mixture produced, the 85 to 910/0 of a powder, which consists essentially of quartz, 4 to 811 / o organic fiber material, such as paper waste and / or similar fiber material, 1 to 7%, preferably 2 to 6 fl / o synthetic resin glue and up to 2%, preferably 0.4 to 1.4% asbestos or the like. having.

Die verschiedenen Bestandteile werden, wie bereits erwähnt, in einer Flüssigkeit, wie etwa Wasser, geeignet vermischt, so daß eine Aufschwemmung entsteht. Die Mischung wird dann auf eine Modellform absitzen gelassen, und zwar in einer Schicht, deren Gestalt und Dicke dem zu fertigenden Aufsatz entspricht. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Modellform durchlöchert und in die flüssige Masse eingetaucht wird. Die Flüssigkeit wird dann so lange unter Druck gesetzt, bis sich eine Schicht gewünschter Dicke auf der Modellform abgesetzt hat, deren Innenwand mit einem Abfluß für die durch die Durchbohrungen hindurchgehende Flüssigkeit ausgestattet ist.The various components are, as already mentioned, in one Liquid, such as water, appropriately mixed to form a suspension. The mixture is then allowed to settle on a model mold, namely in a Layer, the shape and thickness of which corresponds to the article to be manufactured. This can can be achieved, for example, that the model shape perforated and into the liquid mass is immersed. The liquid is then under pressure for so long set until a layer of the desired thickness has settled on the model form, the inner wall of which has a drain for the one passing through the bores Liquid is equipped.

Die auf der Modellform befindliche und der Innenform oder einem Teil derselben entsprechende Schicht wird daraufhin getrocknet, beispielsweise 1 bis 5 Stunden, vorzugsweise 2 bis 3 Stunden, und zwar bei einer Temperatur zwischen 120 und 200° C, vorzugsweise 140 bis 160° C. Durch das Trocknen wird die glatte, harte Oberflächenschicht erzielt, die insbesondere für die innere Oberfläche des Aufsatzes, die mit dem Guß in Berührung kommt, eigentümlich ist. Als wesentlich für die Erreichung der erwähnten und weiterer vorteilhafter Eigenschaften des erfindungsgemäßen Aufsatzes hat sich herausgestellt, die erwähnten Trockentemperaturen genau einzuhalten.The one on the model shape and the inner shape or part the same corresponding layer is then dried, for example 1 to 5 hours, preferably 2 to 3 hours, at a temperature between 120 and 200 ° C, preferably 140 to 160 ° C. Drying the smooth, hard surface layer achieved, especially for the inner surface of the Essay that comes into contact with the casting is peculiar. As essential for achieving the mentioned and other advantageous properties of the invention It has been found that the mentioned drying temperatures should be strictly adhered to.

Erfindungsgemäß hergestellte Aufsätze weisen außerordentlich gute Eigenschaften auf; sie sind billig, und zwar sowohl was die verwendeten Mate= rialien betrifft, als auch bezüglich des eigentlichen Herstellungsverfahrens. Sie weisen eine gute Lagerfähigkeit auf, d. h., sie sind genügend fest und es besteht kaum die Gefahr eines Bruches bei der Behandlung, und sie zeigen während der Lagerung weder eine Formänderung noch andere Verschlechterungserscheinungen. Sie weisen eine sehr gute Wärmeisolierfähigkeit auf und gewährleisten glatte Oberflächen des gegossenen Stahls bzw. des gegossenen Metalls. Wenn z. B. Stahlblöcke mit Hilfe erfindungsgemäßer Aufsätze hergestellt werden, so weisen die Blockköpfe eine glatte Oberfläche auf, und gleichzeitig werden Lunker und Steigerungen vermieden. Das ist von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da nur ein unbeträchtlicher Teil des Stahls im Blockkopf als Ausschuß entfernt werden muß. Beispielsweise kann angeführt werden, daß die Blockausbeute mit Aufsätzen gemäß der Erfindung 94 % betrug, was beträchtlich höher ist, als mit den besten bisherigen Aufsätzen erzielt werden konnte.Articles produced according to the invention have extremely good results Properties on; they are cheap, both in terms of the materials used concerns, as well as with regard to the actual manufacturing process. You wise a good shelf life, d. that is, they are strong enough and hardly exist the risk of breakage during treatment and they show during storage neither a change in shape nor any other signs of deterioration. You assign one very good thermal insulation properties and ensure smooth surfaces of the cast Steel or cast metal. If z. B. steel blocks using the invention Attachments are produced, the block heads have a smooth surface, and at the same time voids and increases are avoided. That is of great economic importance Significance, since only an insignificant part of the steel in the block head is rejected must be removed. For example, it can be stated that the block yield with attachments according to the invention was 94%, which is considerably higher than with the best previous essays could be achieved.

Wie bereits angeführt, soll der Aufsatz 3 bis 9% organische Faserstoffe, 1 bis 8 0/0 organisches Bindemittel und als Rest feuerfestes Material enthalten. Auch zusätzliche kleine Mengen anderer Materialien können hinzugefügt werden. Als Beispiel organischen Fasermaterials geeigneter Eigenschaften wurde im obigen Holzfaserbrei, Abfallpapier od. dgl., beispielsweise mechanisch hergestellter Faserbrei oder ein Brei aus Papierabfall erwähnt, möglicherweise mit einem Zusatz an auf chemischen Weg hergestelltem Brei. Dieser Faserbrei ist für diese Zwecke geeignet, da er die Bindung oder das Binden des hitzebeständigen, körnigen oder pulverförmigen Materials, z. B. Quarz, erleichtert und gleichzeitig zur Erzielung einer Porosität der inneren Form beiträgt, was die Isolierfähigkeit des Ansatzes wesentlich erhöht. Es hat sich gezeigt, daß während des Gebrauchs eines derartigen Aufsatzes keine schädliche Gasbildung entsteht, wenn die obererwähnten Prozentsätze für das Fasermaterial genau eingehalten werden.As already mentioned, the article should contain 3 to 9% organic fibers, 1 to 8% organic binder and the remainder refractory material. Additional small amounts of other materials can also be added. as Example of organic fiber material with suitable properties was in the above wood pulp, Waste paper or the like, for example mechanically produced pulp or a Mashed paper waste mentioned, possibly with an addition on chemical Away made porridge. This pulp is suitable for these purposes because it has the Binding or binding of the heat-resistant, granular or powdery material, z. B. quartz, facilitated and at the same time to achieve a porosity of the inner Form contributes, which significantly increases the insulating capacity of the approach. It has shown that no harmful gas formation during the use of such an attachment arises when the above-mentioned percentages for the fiber material are strictly adhered to will.

Als dem Aufsatz zugegebenes Bindemittel ist, wie erwähnt, Klebstoff, wie synthetischer Leim, d. h. synthetisches Harz oder siliziumhaltiges Harz, oder ein Leim aus tierischen oder pflanzlichen Rohmaterialien, wie beispielsweise Zulluloseleim, geeignet. Im allgemeinen sollte nur so viel Klebstoff zugegeben werden, als für die erwünschte Festigkeit notwendig ist.As mentioned, the binding agent added to the attachment is adhesive, like synthetic glue, d. H. synthetic resin or silicon-containing resin, or a glue made from animal or vegetable raw materials, such as sugar-free glue, suitable. In general, only as much glue should be added as for the desired strength is necessary.

Im folgenden sind zwei Beispiele für geeignete Materialzusammensetzungen angegeben. Beispiel 1 Die Zusammensetzung wird hergestellt aus gewichtsmäßig 3 bis 9 % Papierabfall und/oder Holzschliff, möglicherweise vermischt mit einer kleinen Menge von chemisch hergestelltem Faserbrei, 2 bis 7 % synthetischem Harzklebstoff sowie feuerfestem Material, vorzugsweise Quarzpulver und/oder dergleichen und eventuell außerdem 0,5 bis 1,5 % Asbest od. dgl.The following are two examples of suitable material compositions specified. Example 1 The composition is prepared from 3 to by weight 9% paper waste and / or wood pulp, possibly mixed with a small one Amount of chemically made pulp, 2 to 7% synthetic resin adhesive as well as refractory material, preferably quartz powder and / or the like and possibly also 0.5 to 1.5% asbestos or the like.

Beispiel 2 Der Aufsatz wird aus einer beispielsweise mit einer Flüssigkeit vermischten Masse hergestellt, die aus 4 bis 8% Faserbrei und/oder Abfallpapier, 3 bis 611/o Klebemittel, vorzugsweise synthetischem Harzleim, und restlich aus feuerfestem Material, beispielsweise Quarzpulver sowie höchstens 2 % Asbest od. dgl. besteht.Example 2 The attachment is made of, for example, a liquid mixed mass made from 4 to 8% pulp and / or waste paper, 3 to 611 / o adhesive, preferably synthetic resin glue, and the remainder of fire-resistant Material, for example Quartz powder and a maximum of 2% asbestos or the like.

Der Aufsatz wird üblicherweise mit einer im wesentlichen konstanten Dicke hergestellt. Die Dicke beträgt im allgemeinen für kleinere Formen 6 bis 14 mm und für größere Formen 14 bis 25 mm. Als gegeigneten Wert für einen 1,7 t schweren Block kann eine Dicke von etwa 12 mm angenommen werden.The essay is usually with a substantially constant Thickness made. The thickness is generally 6-14 for smaller shapes mm and for larger shapes 14 to 25 mm. As a suitable value for a 1.7 t heavy Block can be assumed to be about 12 mm thick.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Of course, the invention is not limited to the embodiments described limited, but numerous modifications are possible without the scope of the Invention to leave.

Claims

Claims: 1. Attachment for block and other casting molds, thereby characterized in that it consists of a mixture of 82 to 94 percent by weight of fine-grained, refractory material that does not disintegrate when exposed to heat, such as quartz, sand, heat-resistant Silicates, burnt dolomite and slag, 3 to 9 0l0 organic fiber material, 1 to 8% organic binder and optionally a small amount, preferably consists of at most 2.5% asbestos or similar refractory fiber material.

2nd essay according to claim 1, characterized by 3 to 8% organic fiber material, such as waste paper or pulp.

3. Attachment according to claim 1 or 2, characterized by 2 up to 6% organic binder, such as synthetic resin glue.

4th essay after one of claims 1 to 3, characterized in that the content of asbestos or the like refractory fiber material up to 20%, preferably 0.4 to 1.4%.

5th essay according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is 85 to 91% refractory Contains material such as quartz.

6. Attachment according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the organic binder is a carbamide resin.

7. The method for producing an article according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mass used to produce the article is mixed in a liquid, such as water, to form a suspension or suspension, that this suspension or suspension on a model form in a layer is caused to settle which corresponds to the shape of the desired attachment or a part thereof and that the layer obtained is then dried at a temperature between 120 and 200 ° C, preferably between 140 and 160 ° C. B. The method according to claim 7, characterized in that the binder is added to the mixture in liquid form. Documents considered: German Patent No. 810 061; Austrian patent specifications No. 192 551, 198 901, 209 008; USA. Pat. No. 1819 364th