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Verfahren zum Herstellen eines für Gießformen geeigneten feuerfesten
Materials Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen feuerfester Materialien
und daraus gefertigter Formen, insbesondere für Auskleidungen und Metallgießformen.
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Präzisions-Gußstücke aus Metall und anderen Arten von Materialien,
die im geschmolzenen Zustand vergossen werden, finden in vielen Industrien Anwendung.
Gewöhnlich werden derartige Gußstücke in verwerfbaren Formen hergestellt. Es gibt
drei allgemeine Verfahrensarten zum Herstellen verwerfbarer Formen, die man als
die Verfahren mit verlorenem Wachs, einfache Auskleidungsform und doppelte Auskleidungsform
bezeichnen kann. Alle diese Verfahrensweisen haben die einmalige Benutzung von Formen
gemeinsam, wobei die Form allgemein bei dem Entfernen des Gußstückes aus derselben
zerstört wird. Um ein wirtschaftliches Verfahren zu erstellen, wird zunächst eine
Urform oder Modell hergestellt, von der aus eine Vielzahl feuerfester Formen nach
einem der angegebenen Verfahren hergestellt wird. Derartige Formen bestehen allgemein
aus einem feuerfesten Material und einem Bindemittel. Auf dem einschlägigen Gebiet
zum Herstellen der Materialien für derartige Formen ist es bisher erforderlich gewesen,
mit Präzision zu arbeiten und erfahrenes Personal für das Vermischen der Materialien
und Herstellen der verwerfbaren Formen anzustellen.
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Ganz allgemein stellte die Zubereitung eines Bindemittels den kritischen
Teil des Verfahrens dar, da dasselbe nach sehr genauer Vorschrift sorgfältig zubereitet
werden muß. Eine übliche Bindemittelart stellt ein Gemisch aus einem Alkohol, einer
Säure und einem organischen Silikat dar, wobei gelegentlich ein weiterer Bestandteil
zugesetzt wird. Um eine richtige Bindung zu erzielen und ein Abtrennen der flüssigen
Bestandteile des Bindemittels und die Ausbildung von Gasblasen u. dgl. zu verhindern,
ist eine große Sorgfalt erforderlich, wobei sehr geschicktes Fachpersonal nicht
nur für die Zubereitung der Materialien, sondern auch für das eigentliche Herstellen
der Formen angestellt werden muß.
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Die gleichen Schwierigkeiten bezüglich des Erzielens reproduzierbarer
Ergebnisse treten auch nach zwei weiteren vorbekannten Verfahrensweisen auf. Hierbei
handelt es sich einmal darum, daß die Sandkörner mit einer dünnen Schicht eines
Klebemittels in Form eines Natur- oder Kunstharzes überzogen werden, wobei das Klebemittel
in Form einer Lösung oder Emulsion in einem Lösungsmittel vorliegen kann.
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Zum anderen ist man spezifisch bezüglich des Kunstharz-Klebemittels
so verfahren, daß ein wärmehärtbares Kunstharz in Form einer Lösung in einem flüchtigen
Lösungsmittel angewandt wird (französische Patentschriften 1096 662 und 1
123 455). Erfindungsgemäß wird ein vereinfachtes Verfahren zum Herstellen von Formen
sowie neuartigen Materialien zum Herstellen derartiger Formen vorgeschlagen. Das
Herstellen der Formen kann genau und präzise durch relativ ungelernte Arbeitskräfte
erfolgen, die in der Lage sind, ausgehend von Urformen, eine Vielzahl an einheitlichen
und präzisen Formen herzustellen.
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Erfindungsgemäß werden zunächst feuerfeste Körner einheitlich mit
einem gelierenden Material überzogen. Die so behandelten feuerfesten Körner bilden
auf Grund einer Umsetzung mit einer Bindemittellösung ein einheitliches Gel in der
gesamten Masse der Form, und es ergibt sich die Möglichkeit, genau die Gelierungszeit
zu steuern, wodurch optimale Ergebnisse bei der Ausbildung verwertbarer Formen erzielt
werden, in die geschmolzenes Metall od. dgl. gegossen werden soll.
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Das erfindungsgemäß in Anwendung kommende feuerfeste Material gibt
die Möglichkeit, in vereinfachter Weise einheitliche Formen unter optimalen
Zeitbedingungen
herzustellen. Erfindungsgemäß wird weiterhin ein feuerfestes Material für Formen
in Vorschlag gebracht, das gute Stabilität und hohe Lagerbeständigkeit aufweist.
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Das erfindungsgemäße neuartige feuerfeste Material stellt feuerfeste
Körner dar, die praktisch insgesamt mit einem sehr dünnen Uberzug eines GelierLingsmittels
überzogen sind. Dieses überzogene feuerfeste Material besitzt hohe Lagerbeständigkeit,
da es unter normalen Lagerungsbedingungen stabil ist. Erfindungsgemäß gelingt es,
in wirtschaftlicher Weise feuerfeste Formen einheitlicher Beschaffenheit unter gesteuerten
Zeitbedingungen herzustellen.
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Der sehr dünne Uberzug des Gelierungsmittels führt zur Ausbildung
eines einheitlichen Gels in einer Form unabhängig von der Umrißform der Form und
ermöglicht es, die Gelierungszeit des feuerfesten Bindemittelgemisches in der Form
vorherzubestimmen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen feuerfester Formen ist
gegenüber dem Stande der Technik stark vereinfacht und ermöglicht in wirtschaftlicher
Weise die Herstellung reproduzierbarer, einheitlicher, feuerfester Formen aus einem
Zweikomponentensystem. Erfindungsgemäß werden zwei Komponenten hergestellt, deren
jede eine gute Stabilität für die normale Lagerung aufweist und zum Ausbilden der
einheitlichen Formen bei normaler Arbeitsweise zur Verfügung steht, ohne daß sehr
erfahrene Fachleute notwendig sind und ohne eine bisher erforderliche Präzisionsmeß-
und Steueranordnung anzuwenden. Das zum Herstellen der Formen in Anwendung kommende
feuerfeste Material kann jedes herkömmliche feuerfeste Material einschließlich feuerfester
Materialien auf der Grundlage von Metalloxyden sein, das gegenüber dem geschmolzenen
Metall und anderen ähnlichen Materialien chemisch inert ist, die in die Form gegossen
werden sollen. Beispiele eines geeigneten feuerfesten Materials sind Tonerde (99,9
Gewichtsprozent Al-,O:3 auf der Grundlage der Oxydanalyse), kalzinierter Ton (bestehend
größtenteils aus SiO2 und AI-2Os). Mullit, Kieselerde, geschmolzenes Corundmaterial,
Sillimanit, verschiedene Spinelmineralien, wie Chromerz, Zirkondioxyd (vorzugsweise
stabilisiertes Zirkondioxyd), usw. Die zum Herstellen derartiger Formen angewandten
feuerfesten Materialien werden gewöhnlich sorgfältig abgesiebt, um so ein einheitliches
Produkt zu erhalten. Für viele Zwecke können die Körner allgemein eine derartige
Größe aufweisen, das etwa 50" u durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
3,36 mm hindurchgehen und durch üin Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59
mm zurückgehalten werden (im folgenden werden die entsprechenden Werte abgekürzt
und die vorangehenden Werte, als Beispiel bezogen. abgekürzt -3,36 --0.59 mm wiedergegeben),
wobei der restliche Anteil --0.59--0,074 mm ist, sowie der restliche Anteil kleiner
als 0,074 mm ist. Es können auch andere Größenverteilung in Ubereinstimmung mit
den Anforderungen des speziell vorliegenden Problems angewandt werden.
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Das feuerfeste Material wird mit einer Lösung eines flüchtigen organischen
Lösungsmittels und einer organischen Base behandelt. Das Lösungsmittel wird verdampft,
wodurch jedes der behandelten feuerfesten Körner mit einem dünnen Uberzug der organischen
Base bedeckt wird. Die organische Base ist ein Amin mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, oder es handelt sich um die Alkali- oder
Erdalkalisal: ; organischer Basen, wie es weiter unten erläutert ist. Die organischen
Basen widerstehen der Polymerisation und sind praktisch inert gegenüber dem organischen
Lösungsmittel, in dem dieselben gelöst sind. Die organische Base setzt sich mit
der Säure in dem fließfähigen Bindemittel um, wodurch der pH-Wert erhöht und ein
Gelieren des Bindemittels, gewöhnlich eines organischen Silikates, bedingt wird.
Daher muß sich die Base mit der Säure in dem fließfähigen Bindemittel umsetzen,
wobei vorzugsweise die vorliegende Säure neutralisiert wird, und gewöhnlich wird
der pH-Wert von etwa 2 auf etwa 4 bis 7 erhöht, wodurch das Gelieren bedingt wird.
Ein Kriterium der Base ist deren Stabilität in Luft bei Normaltemperaturen. Die
organische Base muß gegen Luft stabil sein und einen ausreichend niedrigen Dampfdruck
bei Normaltemperaturen besitzen, so daß eine entsprechende Lagerbeständigkeit nach
der Verarbeitung vorliegt. Allgemein sollte die organische Base einen Dampfdruck
in der Größenordnung von etwa 10 mm Hg oder darunter bei einem Luftdruck von 760
mm Hg besitzen. Die Base ist vorzugsweise eine etwa bei Raumtemperatur feste oder
halbfeste Verbindung und sollte normalerweise bis 70C fest oder seifenartig sein.
Beispiele für die Amine sind mono-, di-und trialkylsubstituierte Amine. Bestimmte
Ringverbindungen, die ein Stickstoffatom aufweisen, sind basischer Natur und deshalb
anwendbar, wie die Pyridine, Chinoline, alkylsubstituierten Chinoline. Anwendbar
sind ebenfalls primäre, sekundäre und tertiäre Amine und bestimmte weitere mono-,
Di-und Triamine, die geradkettige Alkylgruppen aufweisen, oder eine Kombination
der Alkylkette oder aliphatischen Kette und cyclische Verbindungen, wie z. B. Dimethylphenylamine.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform entsprechen langkettige Amine
und Diamine, die bei Normaltemperaturen wachsartig oder seifenartig sind, den angegebenen
Anforderungen. Derartige Verbindungen, die zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen,
sind unter anderem Dodecylamin, Octadecylamin sowie Fettsäurediamine, z. B. Kokosnußölabkömmling
des 1,3-Propylendiamins (eine bevorzugte Ausführungsform). Diese Fettsäurediamine
weisen den allgemeinen Aufbau R-HN.CH2.CH.=-CH=.NH., auf, wobei R eine von einer
Fettsäure abgeleitete Alkylgruppe ist, z. B. Kokosnußölabkömmling, Sojabohnenölabkömmling,
Ölsäureabkömmling, Talgabkömmling usw. Da dieselben sowohl primäre als auch sekundäre
Amingruppen enthalten, stellen sie starke difunktionelle Basen dar.
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Alkaloide vermögen ebenfalls zu einem Gelieren zu führen. Der Kostenpunkt
stellt jedoch den begrenzenden Faktor für deren Anwendung dar. Es können feste quaternäre
Ammoniumverbindungen, die starke Basen sind und die Säure des fließfähigen Bindemittels
neutralisieren, als Gelierungsmittel für den Uberzug des feuerfesten Materials angewandt
werden. Weitere organische Basen mit ausreichend niedrigem Dampfdruck bei Normaldruck,
die für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind, sind unter
anderem Diäthylaminopropylamin,
Diäthylentriamin, Triäthylentetramin,
Tetraäthylenpentamin, Iminobispropylamin, Dibutylamin, 2-Äthylhexylamin, Di-(2-äthylhexyl)-amin,
Diäthylaminopropylamin usw. In allen Fällen sind die Produkte basisch und stabil
und weisen bei den Lagerungstemperaturen und Drücken niedrigen Dampfdruck auf.
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Die feuerfesten Körner werden durch Behandeln derselben mit dem in
einem flüchtigen Lösungsmittel gelösten Amin überzogen, wobei als Lösungsmittel
niedermolekulare Alkohole, Acetone, Methyläthylketon usw. oder dergleichen zum Ausbilden
einer schwachen Aminlösung in dem Lösungsmittel angewandt werden. Die Lösung kann
1 bis etwa 25°/0 des Amins in dem Lösungsmittel enthalten. Die Menge an Amin pro
Kilogramm der feuerfesten Körner wird sorgfältig gesteuert, und die Gesamtmenge
an Amin kann sich auf 0,1 bis etwa 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,3 bis 0,7"/0,
des feuerfesten Materials belaufen. Nachdem die Körner mit der Lösung behandelt
worden sind, wird das Lösungsmittel verdampft. Es verbleibt so ein Film oder Überzug
des Amins auf den Körnern.
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Unmittelbar vor dem Ausformen einer Form wird das behandelte feuerfeste
Material mit einem -elierenden Bindemittel aufgeschlämmt. Es wird einyvorhydrolysiertes
Äthylsilikat in Alkohol für die meisten der weiter unten angegebenen Prüfungen angewandt.
Es können jedoch ebenfalls auch andere Alkylsilikate oder andere Bindemittel angewandt
werden, die durch den Zusatz der alkalischen Substanzen unter Ausbilden der Aufschlämmung
Geliert werden können, wie sie üblicherweise auf dem einschlägigen Gebiet angewandt
werden. Zum Ausbilden der Aufschlämmung wird dieselbe um die Urform gegossen, und
man läßt sie gelieren. Nachdem ein ausreichendes Abbinden eingetreten ist, kann
der Körper entfernt werden und gegebenenfalls bis zu einer Temperatur von etwa
1100 C gebrannt werden, wenn man eine gewisse keramische Bindung ausbilden
und somit eine größere Festigkeit erzielen will.
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Für die im folgenden wiedergegebenen Untersuchungen wird insbesondere
ein kalzinierter Flintton handelsüblicher Sorte, Mullit und Gemische derselben als
die feuerfesten Materialien angewandt. Der Mullit ist kalzinierter Alabama-Bauxit.
der auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt worden ist, um so eine ausgedehnte
Umsetzung zwischen der darin vorliegenden Tonerde und Kieselerde unter Ausbilden
von Mullitkristallen zu induzieren. Gewöhnlich stellt in derartigen Gemischen der
Mullit die Fraktion mit -0.2l mm dar. Diese zwei feuerfesten Materialien werden
unter Erzielen der folgenden beispielsweisen Siebanalysen abgesiebt: -3.36-1,4l
mm ........... 10 bis 20°'0 -1,41-0,59 mm . . . . . . . . . . . 20 bis 50F-0 -0,59-0,074
mm . . . . . . . . . . 45 bis 84°/o Der restliche Anteil des Materials geht durch
ein Sieb mit 0,074 mm hindurch. Die -0,074-mm-Fraktion kann in der Größenordnung
von 30 Gewichtsprozent vorliegen.
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Das in der Größe klassierte feuerfeste Material wird während des Vermischens
oder Umwälzens besprüht, so daß dasselbe mit einer Lösung der Aminbase in einem
flüchtigen organischen Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, wie z. B. einer
10°ioigen Lösung eines Cocosölfettsäurediamins in denaturiertem Äthylalkohol. Das
Vermischen wird in einem Betonmischer od. dgl. durchgeführt, um so eine einheitliche
Verteilung der Aminlösung in dem gesamten feuerfesten Material zu erzielen. Die
Lösungsmenge wird vorbestimmt oder vorberechnet, so daß die erforderliche Aminmenge
dem absoluten feuerfesten Material zugesetzt wird. Nachdem praktisch die Gesamtmenge
der Aminlösung auf die feuerfesten Körner aufgesprüht oder aufgebracht und hiermit
vollständig vermischt worden ist, läßt man das Lösungsmittel verdampfen. Das Verdampfen
kann in einem Trockner oder einfach an Luft erzielt werden. Hierdurch ergibt sich
ein dünner Restfilm oder Uberzug des Amins auf den feuerfesten Oberflächen. Die
Aminmenge auf den feuerfesten Körnern ist für die einzelnen Untersuchungen in den
folgenden Tabellen wiedergegeben, die die Aminmenge in Gewichtsprozent, bezogen
auf das feuerfeste Material, wiedergeben. In den niederen Bereichen, d. h. bei Mengen
von 0,1 bis etwa 0,50-0 Amin, stellt der Überzug auf dem feuerfesten Material praktisch
einen monomolekularen Film dar, der einen Hauptanteil 1500/0 oder mehr) der feuerfesten
Oberfläche bedeckt. Hierdurch ergibt sich eine breite Verteilung dieses Gelierungsmittels
in einem Ansatz dieser feuerfesten Körner.
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Die behandelten feuerfesten Körner werden mit verschiedenen Gemischen
einer vorhydrolysierten Alkylsilikatlösung und vorzugsweise Äthylsilikatlösungen
aufgeschlämmt, die in den folgenden Tabellen durch A, B und C gekennzeichnet sind.
Dieselben enthalten alle etwa 18 Gewichtsprozent Si0,2, und der Hydrolysierungsgrad
beläuft sich auf 83, 75 bzw. 670'0. Es wird von der Annahme aus-gegangen,
daß es wichtig ist, daß überschüssiges Wasser in der Äthylsilikatlösung über diejenige
Menge hinausgehend vorliegt, die gerade für die vollständige Hydrolysierung erforderlich
ist, um so das gewünschte Maß der Stabilität in dem Produkt zu erzielen.
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Indem die Aminmenge pro Kilogramm des feuerfesten Materials verändert
wird, können die Gelierungszeiten eine Abänderung erfahren. Diese Abänderung beläuft
sich z. B. von etwa 2,5 bis auf über 20 Minuten und länger, falls dies erforderlich
ist. Die längeren Gelierungszeiten werden als etwas unzweckmäßig erachtet, da die
gelierten Materialien für ein erfolgreiches Entfernen der Urform selbst nach recht
landen Zeitspannen zu gummiartig sind. Das Entfernen der Urform scheint am besten
nach etwa 2- bis 5fachen der GeIierungszeit des speziellen Gemisches zu sein. Bevorzugt
ist das Entfernen etwa nach dem 3fachen der Gelierung des speziellen Gemisches.
Die hierbei tatsächlich verstreichende Zeit hängt natürlich von der Gelierungszeit
ab. Wenn z. B. ein Gemisch in einer Minute geliert, ist ein Abwarten von 3 bis 5
Minuten für das Entfernen der Form aus der Urform zufriedenstellend. Wenn sich die
Gelierungszeit auf etwa 0,5 Stunden beläuft, könnte eine Abbindezeit von 2,5 Stunden
zu einigen Schwierigkeiten bei dem Entfernen des gegossenen Gegenstandes aus der
Urform führen. Der Abschluß des Gelierens kann durch Fingerdruck festgestellt werden,
so beginnt z. B. das Material gerade dem Fingerdruck zu widerstehen und fließt nicht.
Die
Temperatur hat eine Wirkung auf die Gelierungszeit. Die für das Gelieren erforderliche
Zeitspanne wird durch höhere Temperaturen verringert. Zusätzlich kann die Gelierungszeit
durch den Zusatz geringer Mengen destillierten Wassers zu der vorhydrolysierten
Äthylsilikatlösung herabgesetzt werden. Dort, wo die Gelierungszeit zu kurz ist,
auf Grund einer hohen Temperatur oder einer langen Misch- und Gießzeit, kann dieselbe
durch Anwenden eines Anteils des nicht behandelten feuerfesten Materials verlängert
werden, durch das sich eine Verlängerung der Menge an Gelierungsmittel ergibt, die
pro Gewichtseinheit des feuerfesten Materials vorliegt. Die vorhydrolysierte Äthylsilikatlösung
ist ein Gemisch aus (1) Äthylsilikat (40°/o Si02 nach einer bevorzugten Ausführungsform)
und (2) Äthylalkohol mit einer geringen Menge an (3) Wasser und einer geringen Menge
an (4) einer Säure, die gewöhnlich Salzsäure oder Schwefelsäure ist.
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Die folgenden Tabellen zeigen die Wirkung der Menge an Gelierungsmittel
auf das feuerfeste Korn und die Gelierungszeit. Diese Untersuchungen werden durchgeführt,
indem zunächst die feuerfesten Körner mit der gewünschten Aminmenge überzogen werden
und sodann das behandelte feuerfeste Material mit der Bindemittellösung in der beschriebenen
Weise aufgeschlämmt wird.
| Tabelle I |
| Beginnendes Abschließendes |
| Gelierungsmittel Gelieren Gelieren |
| Feuerfestes Korn |
| a!o* Minuten Minuten |
| (Steifwerden) (Abbinden) |
| 400 g kalzinierter Flintton -- Mullit . . . . . . . . . . .
. . .. . . 0,33 7 15* |
| kein ............................................. 0,4 8,25
9 |
| kein ............................................. 0,5 5,25
6,75 |
| kein ............................................. 0,7 3,50
4,50 |
| 400 g kalzinierter Flintton - Mullit . . . . . . . . . . .
. . . . . . 0,7 3 6 |
| 500 g Mullit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .. . . 0,8 3 5 |
| kein ............................................. 0,9 2,5
4 |
| 400 g kalzinierter Flintton - Mullit . . . . . . . . . . .
. . .. . . 1,0 2,5 4 |
| 400 g kalzinierter Flintton - Mullit . . . . . . . . . . .
. . .. . . 1,3 2 3 |
| * Cocosölfettsäurediamin. Bindemittel A, angewandt bei etwa
27-C. |
Hieraus ergibt sich, daß je größer die Menge an Amin (Gelierungsmittel bezeichnet),
desto kürzer die für das Gelieren erforderliche Zeitspanne. Dies trifft nicht nur
auf das anfängliche Gelieren, sondern auch auf die Ausgelierungszeit zu. Bei diesen
Prüfungen handelt es sich um das Bindemittel »A« der oben definierten Art bei einer
Temperatur von etwa 27"C.
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Es ist als bevorzugt angegeben worden, daß das ausgewählte Amin in
Wasser unlöslich ist. Dies ist jedoch nicht besonders kritisch, solange kein überschüssiges
Wasser (größere Wassermenge, als für das vollständige Vorhydrolysieren des Äthylsilikates
erforderlich ist) in dem Bindemittel vorhanden ist. So ist z. B. Diäthylentriamin
vollständig mit Wasser in allen Anteilen mischbar, dasselbe ist jedoch für die Durchführung
der Erfindung ein ausgezeichnetes Gelierungsmittel. Die wesentlichen Kriterien liegen
hier darin, daß das Amin einen niedrigen Dampfdruck (weniger als 10 mm Hg) aufweist
und in dem ausgewählten organischen Lösungsmittel (z. B. Äthylalkohol) löslich ist.
Weiterhin ist eine feste oder halbfeste seifenartige Konsistenz des Amins bevorzugt.
Dieses Diäthylentriamin, das sich etwas seifenartig anfühlt, ist recht gut fließfähig.
| Tabelle II |
| Beginnendes Abschließendes |
| Feuerfestes Korn Mittel Temperatur Gelieren Gelieren |
| °/" C (Steifwerden) (Abbinden) |
| 425 g kalzinierter Flintton - Mullit ...... 1,4 29 7
n. d.* |
| 425 g kalzinierter Flintton - Mullit ...... 1,4
24 7,5 n. d.* |
| 425 2 k,ilzinirrter Flintton -- Mullit ...... 1,4 v
27 6 12 |
| * Nach 15 Minuten kein Abbinden. |
Die Temperatur des Gemisches hat eine ausgeprägte Wirkung auf die Gelierungzeit.
Allgemein bedingt eine erhöhte Temperatur eine verkürzte Gelierungszeit. Dies ergibt
sich auf Grund der obigen Tabelle. Es wird keine Bestimmung der ersten zwei Gemische
angegeben. Bei diesen Versuchen wurden stets die Bindemittelmischung »C« und das
Cocosölfettsäurediamin als Amin angewendet.
In der obigen Tabelle ist das Ergebnis des Wasserzusatzes auf die Gelierungszeit
wiedergegeben, wenn verschiedene Wassermengen zugesetzt werden. Das Bindemittel
für diese Untersuchungen ist wiederum das Produkt »C«, und das Amin ist Cocosölfettsäurediamin.
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Die Gelierungszeit kann durch Zusatz eines nicht behandelten feuerfesten
Materials, wie in der folgenden Tabelle IV gezeigt, verringert werden. Das Bindemittel
ist bei diesen Untersuchungen wieder das Produkt »A« und das Amin das Cocosölfettsäurediamin.
| Tabelle IV |
| Behandeltes Unbehandeltes Gelierungsmittel Beginnendes Gelieren
Abschließendes Gelieren |
| feuerfestes Korn feuerfestes Korn o/1, Minuten Minuten |
| 400 0 1,3 2 3 |
| 300 100 1,0 2,5 4 |
| 200 200 0,6 3 6 |
| 100 3000 0,3 7 15* |
| * Etwas Flüssigkeit in Form von Alkohol auf Grund langsamen
Abbindens zugesetzt. |
Wie in der folgenden Tabelle gezeigt, beeinflußt die Menge an Kieselerde in der
Bindemittellösung nicht die Gelierungszeit.
| Tabelle V |
| Lösung und Gelierungsmittel Beginnendes Gelieren Abschließendes
Gelieren |
| Kieselerdegehalt Feuerfestes Korn und Menge |
| Minuten Minuten |
| X*- 7,6°/o kein 0,7 3,5 4,5 |
| A - 18"/" kein 0,7 3,5 4,5 |
| A - 18",.n 400 g kalzinierter Flintton 0,7 3 6 |
| -_- Mullit |
| A - 18'/u 500 g Mullit 0,8 3 5 |
| A - 18'170 kein 0,9 2,5 4 |
| X*- 7,60!o I kein 0,9 2,5 4 |
| A - 18'/o 400 g kalzinierter Flintton 1,0 2,5 4 |
| Mullit |
| B - 18'l" 400 g kalzinierter Flintton 1,0 3 bis 3,5 5 bis 5,5 |
| - Mullit |
| * lm Laboratorium hergestellt. |
Unter Anwenden der erfindungsgemäßen Materialien und des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es selbst Personal mit geringen technischen Kenntnissen leicht möglich, die
Formmaterialien an der Arbeitsstelle ohne verwickelte Ausrüstungen oder Arbeitsweisen
zu vermischen. Die zubereiteten Körner können grob abgemessen werden, wobei z. B.
eine entsprechende Anzahl Liter der mit Amin behandelten Körner benutzt werden,
die in der Nähe der Anwendungsstelle zubereitet, in Säcke gefüllt und gelagert werden.
Das Bindemittel kann ebenfalls grob abgemessen werden, wobei eine entsprechende
Anzahl halber Liter der Lösung benutzt werden. Die zwei Komponenten werden sodann
unter Ausbilden einer Aufschlämmung vermischt, die in die Urform gegossen wird.
Nach
dem Gelieren bis zu dem abschließenden Abbinden wird die Form entfernt. Für einige
Formen kann ein Vibrieren erforderlich sein, um so ein Einschließen von Luftblasen
usw. zu verhindern.
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Die Mengen der speziellen Bestandteile des Bindemittel- und behandelten
(überzogenen) feuerfesten Materialgemisches belaufen sich beispielsweise etwa auf
die folgenden Werte: 400 g eines feuerfesten Materials, bestehend im wesentlichen
aus 2015 -2,38-0,59 mm kalziniertem Flintton, wobei der restliche Anteil -0,179
mm Mullit ist, wobei das feuerfeste Material mit 0,55 Gewichtsprozent Cocosölfettsäurediamin
überzogen ist, wird mit 100 ml einer Bindemittellösung vermischt, die 18
Gewichtsprozent Si0-z enthält, das aus Äthylsilikat (40% Si022-Gehalt) herstammt.
Das Wasser in diesen 100 ml der Bindemittellösung, durch die sich eine 830!oige
Hydrolysierung ergibt, beläuft sich auf etwa 6 ml. Die Menge an Salzsäure (bevorzugt)
oder einer anderen anorganischen Säure, wie Schwefelsäure oder Salpetersäure, zwecks
Erzielens eines pH-Wertes von etwa 2 beläuft sich auf etwa 1 ml. Um die 18 Gewichtsprozent
Si0.= zu erhalten, werden etwa 40 ml des 40gewichtsprozentigen Äthylsilikates mit
etwa 50 ml Äthylalkohol vermischt. Nach einem gründlichen Vermischen des überzogenen
Kornmaterials und der Bindemittellösung wird die erhaltene Aufschlämmung über eine
Urform gegossen, und das Gelieren tritt in etwa 3 Minuten bei einer Temperatur von
24-C ein.