DE1934078A1

DE1934078A1 - Formmasse

Info

Publication number: DE1934078A1
Application number: DE19691934078
Authority: DE
Inventors: Dzurilla Robert Richard; Yendrek Michael Robert
Original assignee: Foseco Trading AG
Current assignee: Foseco Trading AG
Priority date: 1968-07-04
Filing date: 1969-07-04
Publication date: 1970-01-15
Also published as: FR2012309A1; JPS5020545B1; US3558591A; GB1281684A

Description

DR. E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEAAANN 1934078

DR. M. KÖHLER DiPL-ING-CGERNHARDT

MÜNCHEN HAMBURG

TELEFON= 555O« 8000 MONCHEN 15 4. Juli 1969

TELEGRAMME:KARPATENT . NUSSBAUMSTRASSE 10

¥.. 14 346/69 7/RS

Poseco Trading A.G.
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

909883/1328

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,

909883/1328

*,- ■■-,-■ 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.

909883/1328

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 Ao^c/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.

9 803/132^

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.

909883/1328 · -^ ''

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.

Beispiel 1

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/

909 883/1328

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.

909883/132 8
ÖAO ORlGiWAL

Claims

Patentansprüche'

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»

09883/1328 ■

BAD ORIGINAL