DE1934078A1 - Formmasse - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/06—Ingot moulds or their manufacture
- B22D7/10—Hot tops therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S525/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
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Description
DR. E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEAAANN 1934078
DR. M. KÖHLER DiPL-ING-CGERNHARDT
TELEFON= 555O« 8000 MONCHEN 15 4. Juli 1969
¥.. 14 346/69 7/RS
Poseco Trading A.G.
Chur, Graubünden (Schweiz)
Chur, Graubünden (Schweiz)
Formmasse
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet· des Giessens
von geschmolzenem Metall und insbesondere auf Wärmeisolatoren zur Verwendung bei der Herstellung von Metallgußstücken in der Gießereipraxis. Die Erfindung wird insbesondere mit Bezug hierauf näher erläutert* Die Wärmeisolatoren
können jedoch auch in Verbindung mit der Herstellung von Stahlblöcken Anwendung finden.:
Beim Gießen von geschmolzenem Metall in eine Form
zur Bildung eines Metallgußstückes ist es wichtig, zu gewährleisten, daß das Kopfmetall, d.h. das Metall in den
Gießaufsätzen, Gießköpfen, Steigern oder ähnlichen Teilen der Form sich nicht zu rasch verfestigt, da, wenn dies der
zur Bildung eines Metallgußstückes ist es wichtig, zu gewährleisten, daß das Kopfmetall, d.h. das Metall in den
Gießaufsätzen, Gießköpfen, Steigern oder ähnlichen Teilen der Form sich nicht zu rasch verfestigt, da, wenn dies der
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Fall ist, die Nachspeisung von geschmolzenem Metall zur
Kompensierung der Zusammenziehung des Hauptkörpers des gegossenen
Metalls beim Abkühlen und Verfestigen behindert wird und das sich ergebende Gußstück Unvollkommenheiten,
wie Risse oder Hohlräume, enthalten kann. Es ist demgemäß übliche Praxis, die Grießaufsätze, Gießköpfe, Steiger
od.dgl. von Gießformen mit einer Masse abzukleideh, die
als eine Schranke gegenüber dem Verlust von Wärme aus dem
Kopfmetall wirkt, z.B. einer wärmeisolierenden Masse oder
einer Masse, die Bestandteile enthält, welche exotherm reagieren, wenn sie durch die Hitze des geschmolzenen Metalls in Brand gesetzt sind und dadurch positiv Wärme dem
Kopfmetall zuführen.
In den letzten Jahren haben für Auskleidungszwecke Mas«-
sen steigend Verwendung gefunden, die ein körniges oder
pulverförmiges feuerfestes, wärmeisolierendes Material,
organisches Fasermaterial und ein Binde-material umfassen.
Wahrend, verschiedene organische Fasermaterialien Anwendung
gefunden haben, ist es, wie gefunden wurde, sehr zweckmäßig,
aus Wirtschaftlichkeitsgrüriden entweder ein von sich aus
billiges organisches·Fasermaterial, wie Papierbrei, odereinen Abfall von synthetischem Fasermaterial zu verwenden.
Es ist auch vorgeschlagen worden, in solchen Hassen einen
geringen Anteil von feuerfestem Fasermaterial, z.B, Asbest, Schlackenwolle oder Mineralwolle, einzuschließen·
Die in Betracht kommenden Massen müssen, um sehr wirksam zu sein, im wesentlichen homogene Beschaffenheit auf—
weisen, und die Arbeitsweise, die allgemeine Annahme gefunden hat, besteht daher darin, einen wäßrigen Schlamm
herzustellen, der das körnige oder pulverförmiger feuerfeste
Material, das organische Fäsermaterial, gewünschtenfalls
feuerfestes Fasermaterial und Bindemittei, enthält,
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*,- ■■-,-■ T-
und dann durch Auspressen der Flüssigkeit aus dem Schlamm
geeignete Formlinge, z.B. Buchsen, aus den festen Bestandteilen
-herzustellen, die, wenn sie getrocknet und vorzugs-Atfeise
im Ofen behandelt sind, feste Gebilde sind, wobei das
Bindemittel dazu dient, die anderen Bestandteile zusammenzubinden. So kann z.B. der Schlamm gegen ein Drahtsieb oder
Drahtnetz gebracht werden und die Flüssigkeit durch das Sieb ausgedrückt werden, so daß ein Körper aus den festen
Bestandteilen, die nicht durch das Sieb gehen, auf der Sieboberfläche aufgebaut wird.
Das Bindemittel kann aus irgendeinem Material bestehen, das an sich zur Verwendung bei der Herstellung von Formkörpern aus feuerfestem Material für den hier angegebenen
Zweck bekannt ist, z.B. aus einem anorganischen Bindemittel, wie Uatriumsilicat, oder einem organischen Bindemittel,
wie einem natürlichen Gummi, z.B. Dextrin, oder einem
Getreidemehl, z.B. Weizenmehl, oder einem synthetischen harzartigen Material, vorzugsweise einem wärmehärte"nden
Harz,.wie einem Harnstoff-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd-
oder Furanharz.>
Während Massen, die, wie vorstehend beschrieben, zusammengesetzt sind, Aveite Anwendung gefunden und auch viele
Vorteile haben, weisen sie nicht immer .einen genügend hohen
Grad von Feuerfestigkeit zur Verwendung bei hoch schmelzenden Metallen auf. Insbesondere sind ihre Isoliereigenschaften
nicht immer so gut wie dies erwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von neuen Massen, die zum Auskleiden von Gießaufsätzen, Gießköpfen,
Steigern od.dgl. bei Metallgießformen geeignet sind und
verbesserte] Eigenschaften, insbesondere bei Anwendung in
Verbindung mit hoch schmelzenden Metallen haben.
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Gemäß der-Erfindung ist daher eine Masse vorgesehen,
die zur Verwendung bei der Herstellung von Auskleidungen
od.dgl.., wie vorstehend beschrieben, geeignet ist und .15 bis 5o Gew,$ Fasermaterial, 4o bis. 8o Gew. C/O feuerfesten
Füllstoff und o,5 bis Io Gew.% eines Binde-materials umfaßt,
wobei das Fasermaterial ganz aus anorganischem Fasermaterial besteht oder bis zu Aoc/o seines Gewichtes organisches
Fasermaterial/"enthält und der feuerfeste Füllstoff ganz
oder teilweise aus einem Leichtgewichtfüllstoff aus M-atomeenerde (Kieselgur), Blasenaluminiumoxyd (bubble
fe alumina), hohlen Siliciumdioxyd-Mikrokügelchen, calcinierten
Reisschalen und Pozzolana (Blasenaluminosilicat (bubbled aluminosilicate)) besteht.
Vorzugsweise beträgt gemäß der Erfindung der Gehalt
an Fasermaterial 2o bis 3o Gew./o der Masse. ,
Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren für die
Herstellung von geformten Elementen, die zur Verwendung für die vorgenannten Zwecke geeignet sind, vor, bei welchem
man.einen wäßrigen Schlamm der Bestandteile einer Masse, wie sie vorstehend angegeben ist, bildet und die
Flüssigkeit aus ihm ausdrückt, um einen Körper aus den
P festen Bestandteilen in der erforderlichen Gestalt abzusetzen. ·
Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Auskleiden eines Gießaufsatzes , eines Gießkopfes, eines
Stelgers od.dgl. einer Metallgießform' vor, bei dem man
die Auskleidung aus einem oder·mehreren geformten Elementen bildet, die aus einer Masse, wie sie vorstellend angegeben ist, gebildet sind und vorzugsweise nach dem
vorstehend "besehriebenen Verfahren hergestellt werden.
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Innerhalb des Bereiches von Hassen gemäß der Erfindung
können solche Massen vorgesehen werden, die genügend
feuerfest sind, um bei geschmolzenem Stahl Anwendung finden zu können, die wirtschaftlich herzustellen
sind (infolge ihres leichten Gewichts und des Umstandes, daß ein wesentlicher Anteil der verhältnismäßig
teuren anorganischen Fasernaterialien durch verhältnismäßig billige organische Fasermaterialien ersetzt werden
kann) und die ein hohes Wärmeisoliervermögen haben.
Bezüglich der einzelnen Bestandteile der Kasse ist · zu beachten,; djaß der feuerfeste Füllstoff aus einem oder
mehreren der oben angegebenen Leichtgewichtfüllstoffe
allein oder in Verbindung mit anderen körnigen oder pulverförmiger!
nicht-kohlenstoffhaltigen, feuerfesten Füllstoffen,
z.B. Siliciumdioxydmehl, Olivin, Schamotte,^ Aluminiumoxyd, oder irgendeinem feuerfesten Silicat besteht.
Die Korngröße des feuerfesten Füllstoffs kann in
weitem Umfang variieren. Es ist jedoch gefunden worden.,
daß ein Material, das durch ein Sieb von 325 BSS-Maschen
geht, sich als besonders zufriedenstellend erwiesen hat.
Das Fasermaterial, das in den Massen gemäß der Erfindung eingeschlossen ist, besteht zweckmäßig in einem
Ausmaß von wenigstens 60$ seines Gewichtes aus anorga- .
nischen Fasern, wie Calciumsilicat, Aluminiumsilicat oder
(bevorzugt) Aluminosilicatfasern, Asbest, Schlackenwolle, Steinwolle, Mineralwolle oder Metallfasern.
Organisches Fas.ermaterial kann, wenn es vorhanden ·'
ist, z.B. aus Holzbrei (Papierbrei) oder Holzmehl beistehen.
Es kann jedoch gewünschtenfalls auch größeresv^as.e^mäim·'·· =.·■*,
rial Anwendung finden,. z.B. Baumwollabfall, I/timpjenirfaferial
(Hadern) oder Abfall von synthetischen Stapelfasern, z.B.
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Polyamid- (Nylon-), Polyester- oder Aerylnitrilfasern.
.. er- ,
Es ist ersichtlich, daß die langfaserigen Materialien
wirksamer hinsichtlich der Erhöhung der Festigkeit in
der endgültigen Hasse sind.
Das Bindematerial kann aus irgendeinem zur Verwendung bei der Herstellung von geformten Elementen für
die angegebenen Zwecke an sich bekannten Bindemittel bestehen, z.B.' Natriumsilicat, Gummiarten, Getreidemehlen
oder wärmehärtbarem Harz. Vorzugsweise werden wärmehärtbare
Harze angewendet,und allgemein hat sich eine
Kombination von Phenol-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehydharzen als "besonders -geeignet erwiesen.
Gewünschtenfalls kann den geformten Elementen, die
aus den Massen gemäß der Erfindung hergestellt sind, ein Oberflächenüberzug aus einem dichten, keramischen, feuerfesten
Material gegeben werden, z.B. ein solcher, der aus einer Zirkonmehl umfassenden Schlichte abgesetzt
ist, um den Y/iderstand der Elemente gegenüber Eindringen
von Metall zu erhöhen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es wird ein wäßriger Schlamm aus 9o Gew.Teilen Wasser und Io Gew.Teilen einer Zusammensetzung aus den folgenden
Bestandteilen hergestellt:
Diatomeenerde (-325 BSS-Maschen) ........ 5o
Papierfaser Io Gew.^
Mineralwolle ..........................:Z.V 3o Gew.$
Phenol-Formaldehyd-Harz ................. 8 Gew. c/o
Harns t off-F ο rmaldehyd-HarZ ..... V........ 2 Gew.$,
90988371328 . 5
Der Schlamm wurde gegen ein Drahtnetz entwässert, um seine festen Bestandteile in Form einer dichten Platto
abzusetzen.- Die Platte wurde getrocknet-und im Ofen
Avährend 3 bis 4 Stunden bei 18o°G behandelt. So hergestellte Platten haben, wie gefunden wurde, eine Durchlässigkeit
von 13,ο AFS-Einheiten, eine Bruch- oder Biegefestigkeit von etwa 4,6 kg/cm (65 psi) und eine Dichte
von o,31 g/cm .
Es .Avurde,- gefunden, daß so hergestellte Platten bei
Verwendung zur Auskleidung des Gießkopfes einer Sandform
zum Gießen von Stahl von 1575 G eine ausgezeichnete Wärmeisolierung liefert, ohne daß ein Blasen des geschmolzenen
Metalls eintrat.
Beispiel 2 " ".'---'
Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle der Diatomeenerde das gleiche Gewicht an
calcinierten Reisschalen verwendet wurde. Die Durchlässigkeit der Platte war sehr hoch, die Bruch- oder Biege-
festigkeit betrug etwa 5,3 kg/cm (75 psi) und die Dichte o,37 g/cm , ,
Die Leistung des Gießkopfes war ähnlich derjenigen des Materials gemäß Beispiel 1. . *
- · ' Beispiel 3 . .
Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle der Diatomeenerde das gleiche Gewicht an calcinierter
Pozzolana verwendet wurde. Die Durchlässigkeit der Platte war. sehr hoch, die Bruch— oder Biegefestigkeit
betrug etwa-4,9 kg/cm (7o psi) und die Dichte o,35 g/
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BAD ORIGINAL
Die Leistung elco Gießkopfes war ähnlich dor j eiligen
.■ei et: Hatοrials cvniiü Be ic pi el 1. -
7/;ihrend die Erf iii-lim/- vorstehend insbesondere mit Bezug
auf die Verwendung bei ,-'.,Gtallgießformen besehrieben worden
ist.,', ist ersichtlich, daß ,die Hassen" auch zum Auskleiden
des Kopfes einer Blockform oder zum Auskleiden eines Blockauf satses, der auf eine solche Form genützt ist, Anwendung
finden kann.
Es ist gefunden worden, daß die Gegenwart von Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigem Füllstoff (z.B. Koksstaub)
in Buchsen für Steiger oder ähnlichen Formungen nicht erwünscht
ist, wenn -utahl gegossen wird; bei Gegenwart von
Kohlenstoff besteht die neigung zu einer Beeinträchtigung
der endgültigen Masse und der Eigenschaften des gegossenen Metalls.
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ÖAO ORlGiWAL
ÖAO ORlGiWAL
Claims (4)
1. Poriüm.'4.TJGü zur Verwendung boi aer Λοη; I'ellung von
ί icßauf Gat:;auskieio.ungen od.dgl. mit 15 bio 5o GewV/o' FaaeiTi£teria.l,
4o bis 8o,J fcuorfestern 51UIIgLoIT- und o,5 bis
io;o einen Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß das
I'Yinerna'toriiil vollständig aus anorganischem Fasermaterial
besteht oder bis zu 4o/>
seines Gewichts or.jar.Inc}ies Paserniuierial
enthält undua.3 der i\uu;rf oste· PU. 1 - toff gans oder
ui'ilweioe aus LeicxgewichbrüllntoLT, bestellend aus. Diatomeener.te
, Blasenaluminiurnoxyd, hohlen öiliciumdioxydnikrok;i?'elcheri,
caleinierxen Reissoiialt-ri' oder Poszolana (BIaooi.£-.i-U]ainosilicat)
besteht*
2. Pormmasoo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
i.ct, dan :1εΐ3 Paoerr.^tex-ial in einem Ausmai3 von wenigstens
00-/0 seines Gewichtes aus anorganischen Pasern, bestehend
■ u;s Calciumsilicatj Aluniniumsilicat und Aluminosiliüai;-fasern,
Asbest, Sclilackenwoile, Mineral\>/ol].e oder Me tallfasern
besteht,
3. Formmasse nach Anspruch 1 oder r, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel aus einer l.i^chung von Phenol-,
und Harnstoff-Pormaldehydharzen besteht,
4. Verfahren zur Herstellung von Pornielementen zur
Verwendung als Gieiiaufsatzauskleidungen u.a,agl., dadurch
ekennzeichnet, daß man einen wäßrigen Schlamm aus den Bestandteilen
einer Nasse gemäß einer der Ansprüche 1 bis 3
bildet und die Flüssigkeit aus diesem austreibt, um einen Körper aus den festen Bestandteilen in der erforderlichen
Gestalt abzusetzen»
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BAD ORIGINAL
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