DE2026114C - Verfahren zum Herstellen umhüllten Sandes - Google Patents
Verfahren zum Herstellen umhüllten SandesInfo
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Description
gewünschten Wert erhält. Wasserglas kann als drei hindurchgeblasen wird.
Bestandteile, nämlich SiO2, eine Alkalikomponente 55 Die auf diese Weise hergestellten Gießformen sind
Na2O und Wasser, enthaltend angesehen werden. höchst luftdurchlässig, so daß suh mit ihnen Uuü-
In üblichem Wasserglas oder auch in anderen stücke erzielen lassen, die praktisch fret sind von
Natriumsilikatlösungen läßt sich die Bildung des für Gußlunkern und Sandstellen,
die Ablagerung des Überzugs auf den Sandkörnchen Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren gemaU
erforderlichen kristallinen Natriumsilikats begünstigen, 60 der Erfindung näher erläutern,
indem das Molverhältnis von SiO2 zu Na2O durch
Zugabe von Natriumhydroxid auf 1 oder weniger Beispiel 1
gesenkt wird. Es hat sich gezeigt, daß die nach den
bekannten Verfahren durchgeführte Beschichtung der Die freien Fließeigenschaften verschiedener benan-Sandkörner
mit Alkalimetallsilikatlösungen viel zu 65 delter Sandsorten wurden untersucht. Die Schuttlange dauert, da die Kristallisation des Alkalimetall-, dichte jeder Probe wurde durch Abwiegen eines 350-mlz.
B. Natriumsilikats, auf den Sandkörnern selbst Behälters bestimmt, in welchen der behandelte Sand
beim Rühren der Beschichtungslösung oder Erwärmen unter Schwerkrafteinfluß eingeschüttet worden war.
Die Einzelheiten der verwendeten Proben und die erzielten Ergebnisse finden sich in der nachstehenden
Tabelle 1. Der bei allen Proben verwendete Sand bestand aus einem kieselsäurehaltigen Sand (Kiesel-Sand).
Bei sämtlichen Versuchen wurden jeweils 100 Teile dieses Sandes verwendet. Das angegebene
Molverhältnis bezieht steh auf das von SiO1 zu Na1O.
|
Ver
such Nr. |
Mischung | Schatt dichte |
| a | Kiesel-Sand ohne Zusatz | 1,40 |
| b | Kiesel-Sand -f 5 Teile Wasserglas | 0,85 |
| (Molverhältnis 2,3) | ||
| Kiesel-Sand } 4 Teile Natrium | 1,27 | |
| metasilikat (Kristall) | ||
| + 1,5TeUeFe-Si | ||
| J | Kiesel-Sand | 3,6 Teile Natrium- | 1,25 |
| silikatlösung (Molverhältnis 1,0) | ||
| + 1,5 Teile Fe-Si | ||
| Kiesel-Sand +- 3,6 Teile Natrium | 1,38 | |
| silikatlösung (Molverhältnis 1,0) | ||
| + 0,2 Teile Methanol | ||
| + 1,5TeUeFe-Si | ||
| f | Kiesel-Sand + 3,6 Teile Natrium- | 1,31 |
| silikatlösune (Molverhältnis 1,0) | ||
| ■\- 0,2 Teile Natriumaluminat | ||
| (30°/0ige Lösung) | ||
| + 1,5 Teile FcSi | ||
| g | KicSvl-Sand f 3,6 Teile Natrium | 1,32 |
| silikatlösung (Molverhältnis 1,0) | ||
| -r 0,2 Teile NaCl-Lösung | ||
| (2O0Z0IgC Lösung) | ||
| -f 1,5Te1IeFe-Si | ||
| h | Kiesel-Sand + 3,6 Teile Natrium | 1,35 |
| silikatlösung (Molverhältnis 1,0) | ||
| + 0,1 Teil NaCl-Lösung | ||
| (20°/cige Lösung) | ||
| -> 1,5TeHeFe-Si | ||
| i | Kiesel-Sand + 3,6 Teile Natrium | 1,38 |
| silikatlösung + 0,1 Teil Methanol | ||
| und 0,; Teil Natriumaluminat | ||
| (30%ige Lösung) und | ||
| 0,1 Teii NaCl-Lösung | ||
| (200/oige Lösung) | ||
| 4- 1,5 Teile Fe-Si |
55
Beim herkömmlichen Kohlendiox;,dverfahren unter
Verwendung von Wasserglas als Bindemittel muß der Sand normalerweise auf eine Schüttdichte von 1,20
oder höher verdichtet werden. Wie aus der Tabelle hervorgeht, besitzen alle ernndungsgeffiäß behandelten
Proben eine Schüttdichte von über 1,20. Mithin kann unter Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelten Sands unter Einwitkung hochstens geringfügiger äußerer Kräfte eine Gießform
hergestellt werden.
Es wurden die folgenden. verschiedenen Proben durch Zugabe von Natriumsilikat zu jeweils 100 Teile
betraeenden Portionen des Kiesel-Sandes von Beispiel 1 mit unterschiedlichem Verhältnis von SiO1
zu NaxO zubereitet:
j Dem Sand wurden 3,6 Teile Nairiumsilikat zugegeben.
Das Gemisch wurde 5 Minuten in einem Mischer gemischt, worauf 1,8 Teile Ferrosilizium
zugegeben wurden und das Gemisch weitere 2 Minuten lang gemischt wurde.
k Dem Sand wurden 3,6 Teile Natriumsilikat zugesetzt. Das Gemisch wurde 3 Minuten lang in
einem Mischer gemischt, mit 0,2 Teilen Methanol versetzt, 2 Minuten lang gemischt, mit 1,8 Teilen
Ferrosilizium versetzt und das so erhaltene Gemisch weitere 2 Minuten lang gemischt.
1 Das unter k beschriebene Verfahren wurde wiederholt, nur mit dem. Unterschied, daß an
Stelle des Methanols 0,2 Teile Natriumaluminat verwendet wurden.
ao Die Schüttdichte der Probei. wurde nach dem Verfahren
semäß Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in F i g. 1 wiedergegeben, die eine graphische
Darstellung der Schüttdichte und des Molverhältnisses voii SiO1 zu Na1O darstellt. Die Kurven j, k und /
stellen die bei 15 bis 18°C gemessenen Schüttdichten
dar. Die Kurve k' gibt die Schüttdichte der Proben k bei 30 bis 32°C an. Der graphischen Darstellung
ist ohne weiteres zu entnehmen, daß die Schüttdichte eines mit einer Alkalimetallsilikatlösung (Verhältnis
SiO,: M1O = 0,7 bis 1,1) und einem aus Methanol
oder Natriumaluminat bestehenden Kristallisationsbeschleuniger behandelten Kiesel-Sandes deutlich
höher ist (Kurven k, k' und /) als die Schüttdichte eines lediglich mit der Alkalimetallsilikatlösung behandelten
Sandes.
Es wurden die folgenden verschiedenen Proben durch Zugabe von Natriumsilikatlösung zu jiweils
Teile betragenden Portionen des Kiesel-Sandes von Beispiel 1 zubereitet:
m Dem Sand wurden 3,6 Teile Natriumsilikatlösung vom Molverhältnis 1 zugesetzt, worauf das Gemisch
5 Minuten lang in einer Simpson-Mühle gemischt wurde. Dieses Gemisch wurde mit 1,8 Teiten Ferrosilizium versetzt und weitere
2 Minuten lang gemischt.
η Dem Sand wurden 3,5 Teile Natriumsilikatlösung vom Molverhältnis 1,0 zugegeben, worauf das
Gemisch 3 Minuten lang gemischt und mit 0,2 Teilen
Methanol versetzt wurde. Das Gemisch wurde dann weitere 2 Minuten lang gemischt,
mit 1,8 Teilen Ferrosilizium versetzt und erneut 2 Minuten lang gemischt.
ρ Das unter η beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei jedoch an Stelle des Methanols
0,2 Teile Natriumchlorid (20%ige) Lösung verwendet wurden.
Die Proben wurden jeweils in einen Metall-Formrahmen mit einem Innendurchmesser von 50 mm
und einer Höhe von 50 mm geschüttet und zur Herstellung von Gießformen 20 Minuten lang auf 1000C
erwärmt. Es wurden die Druckfestigkeit und die Luftdurchlässigkeit der erhaltenen Gießformen bestimmt;
die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2.
35
40
45
5
Tabelle 2
Tabelle 2
|
Versuch
Nr. |
Kristallisierungs
beschleuniger |
Druck
festigkeit (kg/cm1) |
Luft
durch lässigkeit |
| m η P |
Methanol NaCl-Lösung (20%ige Lösung) |
26,5 31,5 28,4 |
280 242 250 |
Es wurden die folgenden verschiedenen Proben durch Zugabe von Natriumsilikatlösung zu jeweils
Teile betragenden Portionen des Kiesel-Sandes von Beispiel 1 zubereitet:
q Dem Sand wurden 3,5 Teile Natriumsilikatlösung mit einem Molverhältnis von SiO2 zu Na2O von
0,95 zugegeben, worauf das Gemisch 5 Minuten lang mit einer Simpson-Mühle gemischt wurde.
Sodann wurden 1,8 Teile Ferrosiliziumpulver zugesetzt und das erhaltene Gemisch weitere
2 Minuten lang durchgemischt.
r Der Sand wurde mit 3,5 Teilen Natriumsilikatlösung mit einem Molverhältnis SiO2: Na2O
von 0,95 versetzt, worauf das Gemisch 3 Minuten lang gemischt und mit 0,2 Teilen Methanol versetzt
wurde. Das Mischen wurde 2 Minuten lang fortgesetzt, worauf 1,5 Teile Ferrosilizium
zugegeben wurden und das Gemisch weitere 2 Minuten lang durchgemischt wurde.
s Das unter r beschriebene Verfahren wurde mit der Abwandlung wiederholt, daß 0,3 Teile Methanol
verwendet wurden.
Die Proben wurden einzeln in einen 1-Liter-Becher
eingebracht; sodann wurde die Temperatur am Mittelpunkt jeder Probe gemessen. Die Ergebnisse sind aus
is der in F i g. 2 gezeigten graphischen Darstellung der
Probentemperatur gegen die Zeit zu entnehmen. Ersichtlicherweise besaß die Probe q, die kein Methanol
enthielt, eine höhere Anfangstemperatur als die Proben r und s, die Methanoi enthielten. Die
ao Proben r und s werden mithin bevorzugt, da sie, wie
aus F i g. 2 hervorgeht, eine Induktionszeit von etwa
10 Minuten besitzen, so daß der Sand eingeschüttet
werden kann, bevor die Härtung beginnt.
Der erfindungsgemäß behandelte Sand kann zur
as Herstellung einer Gießform auch mit pulverisiertem
Holz, kohlenstoffhaltigen Substanzen und Pech versetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen umhüllten Sandes Sandkörner infolge Restwassers v,el zu lange klebrig
durch Behandeln mit einer wäßrigen Lösung eines sind. nwaschenderweise gefunden, daß
Alkalimetallsilikats, in der das Verhältnis von 5 Es wurde nun uter^^ 7^X3°^
SiO1 zu M1O im Bereich von 0,7 bis 1,1 liegt, sich die Ablagerung knst^Amal^taUs^kaU
dadurchgekennzeichnet.daßderSand auf der Oberflache der
gleichzeitig mit einem Kristallisationsbeschleuni- und optimieren und ^jH^^J^
|er, bestehend aus einem Alkohol, NaCl oder wortliche Restwasser besemgen ÜÜJt, *^n ™^n das
Natriumaluminat, behandelt wird. io Beschichten in Gegenwart besümmter Knstalhsations-
2. Verfahren nach Anspruch 1, oadurch ge- ^hleuniSerA cTh,.,,«, !ς. C0nUt ein Verfahren
kennzeichnet, daß jeweüs 100 TeUe Sand mit 0,1 Gegenstand der ^""t Jf^* ^T ßehanS
SÄS"——SSSSSS
11SSsSSS
von 0,7 bis 1,1 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sand gleichzeitig mit einem Knstalhsatjons-
Die Erfindung Vtrifft ein Verfahren zum Her- beschleuniger, bestehend aus emem Alkohol, NaC!
stellen umhüllten Sandes durch Behandeln mit einer oder Natnumalum.nat, ^hanueu wira.
wäßrigen Lösung eines Alkal.metallsil.kats, in der ao Be. der Durchfuhrung des Verfahrens gemäß d
das Veihältnis von S,O2 zu M2O im Bereich von Erfindung erhäU man in kürzester Art einen mit einen
0 7 bis 1 1 ließt Alkalimetallsilikatübeizug versehenen Sand der sul.
E? ist' bekannt, beispielsweise aus der deutschen durch weit bessere F.ießf»^^ggf^
Auslegeschrift 1 291 860, Süiciumdiovidsand mit einer zeichnet als nach üblichen bekannten Verfahren rx
NatriumsHikatlösung mit einem Verhältnis SiO2: Na2O a5 schichteter Sand.
von 0,5 bis 1,2: 1 zu vermischen und das erhaltene Der erfindungsgemaß umhüllte Sand laßt sich .u
Gemisch unter Verdampfung des Lösungsmittels einer Gießform verarbeiten^ndem er zusammen m,
zu einem mit Natriumsilikat umhüllten, frei fließenden einem Koagulierungvnittel, »««Ρ'βΙ"Τ« 15I*1"*".^ ^
Sand zu trocknen. Das Härten bzw. die Verfestigung aus Silizium, Siliziumlegierung wie rerrosihz.um.
des umhüllten Sandes im Fcrmrah ien bzw. Kern- 30 Silizid oder einem Gemisch d.eser Stoffe ir.einen
kasten erfolgt im Rahmen des bekannten Verfahrens Formrahmen bzw. Kernkasten ßes™u"f "nd
mit CO.-Gas. In der deutschen Auslegeschrift üblicher Weise gehartet w.rd. Em bevorzugtes Koagu
1 291 860 wird auch vorgeschlagen, zum Umhüllen lierungsmittel ist Ferrosilizium mit 75 /0 bi und e ne
von Sand Natriumaluminat zu verwenden. Es ist Teilchengröße von höchstens 0,074 mm. Dieses Mitttl
ferner aus der französischen Zusatzpatentschrift 35 wurde in allen nachstehend beschriebenen Beisp.ele»
92 701 bekannt, daß der Zusatz von etwa 0,5 Ge- verwendet. .... t!llt t^it7. :.. keine
wichtsprozent Natriumnitrat zu der zum Umhüllen Wenn die Form einfache Gesult besitzt, ist keine
der Sandkörnchen dienenden Alkalimetallsilikatbe- Verdichtung erforderlich. Falls die Form komplizierte
Schichtungslösung die Ansprechbatkeit des Alkali- Gestalt besitzt, kann von außen e.ne Kraft, beispielsmetallsilikatüberzugs
auf das zur Verfestigung ver- 40 weise in Form von Schwingungen, einwirken gelassen
wendete Kohlendioxid erhöht. Schließlich ist es aus werden.
der französischen Patentschrift 1 485 154 auch noch Das Härten kann dadurch erfolgen daß man den
bekannt, daß mit Alkalimetallsilikaten überzogener Inhalt des Formrahmens bzw. des Kernkastens einfach
Sand mit Suiziden oder Ferrosilicium gehärtet werden eine genügend lange Zeitspanne stehenlallt, wani-
kann 45 wejre und vorzugsweise wird die Gießform durch
Die wäßrige Lösung des zum Überziehen der Sand- Erwärmung auf eine über dem Schmelzpunkt des
körnchen dienenden Aikalimetallsilikats läßt sich kristallinen Alkalisilikats liegende Temperatur oder
ohne weiteres und billig dadurch herstellen, daß man durch Erwärmung der Musterplatte des Formrahmens
von einer Lösung von billigem Natrium- oder Kalium- odei des Kernkastens auf eine über dem fcchmelz-
silikat, insbesondere handelsüblichem Wasserglas, 50 punkt des kristallinen Alkalis.hkats liegende Tem-
ausgeht und dieser Lösung soviel Alkali, wie Natrium- peratur gehärtet, bevor die behandelten feuerfesten
oder Kaliumhydroxid, zusetzt, daß das Molverhältnis Teilchen in den Formrahmen bzw Kernkasten ge-
zwischen Natrium oder Kalium und Silizium den schüttet werden und durch dessen Schlitze Heibluit
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| JP4110869A JPS5026498B1 (de) | 1969-05-27 | 1969-05-27 | |
| JP4110869 | 1969-05-27 | ||
| JP8911069 | 1969-11-07 | ||
| JP8911069A JPS5020543B1 (de) | 1969-11-07 | 1969-11-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2026114A1 DE2026114A1 (de) | 1971-08-05 |
| DE2026114C true DE2026114C (de) | 1973-01-25 |
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