DE2045757A1 - Hardener compsn - contg hexavalent chromium cpds for moulding sand bonded by sulphite waste liquor - Google Patents

Hardener compsn - contg hexavalent chromium cpds for moulding sand bonded by sulphite waste liquor

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DE2045757A1 DE19702045757 DE2045757A DE2045757A1 DE 2045757 A1 DE2045757 A1 DE 2045757A1 DE 19702045757 DE19702045757 DE 19702045757 DE 2045757 A DE2045757 A DE 2045757A DE 2045757 A1 DE2045757 A1 DE 2045757A1
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Walerij A. Sadomskij. Alexandr L.; Sokolow Anatohj E.; Meerson-Nosowa Ehsaweta M.; Juchimez Alexandr A.; Studsinskaja Walentina W.; Kiew Anderson (Sowjetunion) M
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Wsesojusnyj projektno-konstruktorsko technologitscheskij Institut Strojdormasch, Kiew (Sowjetunion)
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    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B22C1/10—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives for influencing the hardening tendency of the mould material

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Abstract

Hardener for casting mould and core mfr. using liquid, self-hardening water-contg. moulding composns. consisting of quartz sand with added sulphite waste liquor as binder hardeners and foaming agents, contains water-soluble inorganic Cr (VI) cpds and/or peroxydisulphates in combination with water-soluble inorganic Cu-, Fe- or Al salts. Pref. composn. contains, in wt. pts. 92-100 quartz sand, 0-8 refractory clay, 3.5-8 sulphite waste liquor with 45-55% solids, 0.1-0.6 foaming agent, 0.1-1.5 hardener, 0.1-2 Cu, Fe r Al salt, water up to 5.

Description

VERFAHREN ZUR HERSUELLUNG VON GIESSFORMEN UND GIESSKERNEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen und Gießkernen unter Anwendung flüssiger, selbsthärtender Gießmassen. METHOD OF MANUFACTURING CASTING FORMS AND CORES The invention relates to a method of making casting molds and cores using liquid, self-hardening casting compounds.

Aus der italienischen Patentschrift 849 600 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen und Gießkernen unter Anwendung von flüssigen, selbsthärtenden wasserhaltigen Gießmassen bekannt, die durch Vermischen von Füllstoff, Sulfitablauge als Bindemittel sowie einem Schäumer und einer Verbindung des 6-wertigen Chroms als Härter für das Bindemittel erhalten werden.From the Italian patent 849 600 is a method for Manufacture of casting molds and casting cores using liquid, self-hardening water-containing casting compounds known by mixing filler, sulphite waste liquor as a binder as well as a foamer and a compound of hexavalent chromium can be obtained as a hardener for the binder.

Die nach diesem Verfahren erhaltenen Formen und Kerne geben zwar sehr genau die Gestalt der vorgelegten Ausrüstung wieder, erhärten gleichzeitig im gesamten Umfang, sind leicht aus den Gußstückhohlräumen zu entfernen und ermöglichen die Gewinnung von Gußrohlingen, deren Oberfläche frei vonAnbrand ist; die verbrauchben Gießmassen können sowohl zum Herstellen von Mischungen der gleichen Zusammensetzung wie auch von Xon-Sand-Gemischen verwendet werden. Jedoch weisen diese Gießmassen die unzureichende Erhärtungsgeschwindigkeit und eine geringe (nur bis 5 kp/cm²) Festigkeit nach der Wärmetrocknung auf, wodurch Schwierigkeiten beim Erzeugen von Gußstücken großer Abmessungen entstehen.The molds and cores obtained by this process give a lot exactly the shape of the presented equipment again, harden at the same time throughout Circumference, are easy to remove from the casting cavities and allow the Extraction of cast blanks, the surface of which is free from scorch; who consume Casting compounds can be used both for the production of mixtures same Composition as well as Xon sand mixtures can be used. However wise these casting compounds the insufficient hardening speed and a low (only up to 5 kp / cm²) strength after heat drying, which causes difficulties in Production of castings of large dimensions arise.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Beseitigung der erwähnten Nachteile durch Entwickeln von flüssigen selbsthärtenden Gießmassen unter Anwendung von neuen Härtern für das Bindemittel und neuen Katalysatoren für den Härtungsvorgang, welche eine in weitem Bereich regelbarer Erhärtungsgeschwindigkeit der Gießmassen und die Gewinnung von Formen und Kernen mit hoher Endfestigkeit ermöglichen.The object on which the invention is based is to eliminate the disadvantages mentioned by developing liquid self-hardening casting compounds using new hardeners for the binder and new catalysts for the hardening process, which has a hardening speed that can be regulated over a wide range of casting compounds and the production of molds and cores with high final strength.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der bekannten Herstellung von Gießformen und Gießkernen unter Anwendung von flüssigen, selbsthärtenden, wasserhaltigen Gießmassen aus, die im wesentlichen aus Quarzsand unter Zusatz von Sulfitablage als Bindemittel sowie Härtern für das Bindemittel und Schäumern bestehen, wobei erfindungsgemäß wasserlösliche anorganische Chrom(VI)-Verbindungen und/oder Peroxydisulfate in Kombination mit wasserlöslichen anorganischen Kupf er-, Eisen- oder Aluminiumsalzen verwendet werden.The method according to the invention is based on the known production of casting molds and casting cores using liquid, self-hardening, water-based Casting compounds consisting essentially of quartz sand with the addition of sulphite deposits exist as binders and hardeners for the binders and foaming agents, wherein Inorganic chromium (VI) compounds and / or peroxydisulfates which are water-soluble according to the invention in combination with water-soluble inorganic copper, iron or aluminum salts be used.

Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Gießmassen der Susamsier^ setzung in Gewichtsteilen angewandt: Quarzsand 92 bis 100 feuerfester Ton 0 bis 8,0 Sulfitablauge (mit 45 bis 55 % Feststoff) 3,5 bis 8,0 Schäumer 0,1 bis 0,6 Härter 0,1 bis 1,5 Kupf er-, Eisen- oder Aluminiumsalz 0,1 bis 2,0 Wasser bis 5,0 Die Anwendung derartiger Gießmassen ermöglicht es, eine in weitem Bereich regelbarer Erhärtungsgeschwindigkeit sowie Formen und kerne hoher Endfestigkeit zu erhalten.According to the invention, casting compounds of the Susamsier setting are preferably used in parts by weight: quartz sand 92 to 100 refractory clay 0 to 8.0 Waste sulphite liquor (with 45 to 55% solids) 3.5 to 8.0 Foam 0.1 to 0.6 Hardener 0.1 to 1.5 Copper, iron or aluminum salt 0.1 to 2.0 Water to 5.0 The use of such casting compounds enables a hardening speed that can be regulated over a wide range as well To obtain molds and cores of high final strength.

Der technologische Prozeß bei der Mischungsherstellung verläuft folgendermaßen: In einen periodisch arbeitenden Mischer werden trockener Quarz sand und Ton ( oder toniger Sand oder Quarzsand und verbrauchte Mischung ) eingegeben und im Laufe von 1 bis 2 Minuten ( mit Mischerwellendrehzahl von 40 bis 60 U/min ) durchgemischt.The technological process in the production of the mixture is as follows: In an intermittent mixer, dry quartz sand and clay (or clayey sand or quartz sand and used mixture) entered and over the course of Mix for 1 to 2 minutes (with mixer shaft speed of 40 to 60 rpm).

Dann wird in den Nischor bereits vorbereitete, wäßrige Lösung aus schaumbildendem Stoff und Salze der Lignosulfonsäuren enthaltendem Stoff ( Komposition Nr. 1), eingegossen und 2 bis 3 Minuten durchgemischt. Then prepared, aqueous solution of foam-forming substance and salts of the substance containing lignosulfonic acids (composition no. 1) is poured into the nischor and mixed for 2 to 3 minutes.

In die auf diese Weise verrührte Mischung wird die Härter lösung (Komposition Nr. 2), die aus einer Verbindung des sechswertigen Chroms einem Salz der Peroxydischwefelsaure besteht, eingeführt und dann so lange durchgemischt, bis die Mischung eine stabile Beweglichkeit erhält. Die Kupfer-, Eisen- und Aluminiumverbindungen werden zusammen mit der Komposition Nr. 1 oder Nr. 2 in die Mischung eingerührt. Die zum Durchmischen der Mischung erforderliche Gesamtzeit beträgt 4 bis 6 Minuten. Die fertige Mischung wird in die Ausrüstung gegossen.The hardener solution (composition no. 2), which consists of a compound of the hexavalent chromium a salt of peroxydisulfuric acid, introduced and then mixed until the mixture has a stable mobility. The copper, iron and aluminum compounds are stirred into the mixture together with composition No. 1 or No. 2. The total time required to mix the mixture is 4 to 6 minutes. The finished mixture is poured into the equipment.

Die Komponenten werden, wenn zur Mischungsherstellung kontinuierlich arbeit ende Mischer verwendet werden, ununt erbrochen zugefuhrt. The components become continuous when used to produce the mixture working mixers are used, fed continuously.

Die physikalisch-mechanischen Hauptkennwerte der kischung sind folgende: Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 30 Minuten ...................... 1,2...2,0 kp/cm² Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 2 Stunde .........................2,0...3,5 kp/cm² Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach dem Trocknen im Laufe von 30 min bei 200°C Temperatur ................. bis 20 kp/cm² Höchste Schubspannung ................ 1500...2500 dyn/cm² Feuchtigkeit der mischung ............ The main physical-mechanical characteristics of the mixture are as follows: Compressive strength of the normal test specimen after 30 minutes ...................... 1.2 ... 2.0 kp / cm² compressive strength of the normal test specimen after 2 hours ......................... 2.0 ... 3.5 kp / cm² compressive strength of the normal test specimen after drying in the course of 30 minutes at 200 ° C temperature ................. up to 20 kp / cm² highest shear stress ................ 1500 ... 2500 dyn / cm² humidity of the mixture ............

Der Normalprüfkörper ist ein aus der Mischung gefertigter Prüfkörper mit den Abmessungen d=50 mm, H=50 flua, der in einer teilbaren Hülse mit p=1,3...1,4 kp Zusatzlast, was dem Druck entspricht, der auf die Mischungafläche mit 50 a Dmr. The normal test body is a test body made from the mixture with the dimensions d = 50 mm, H = 50 flua, which is in a divisible sleeve with p = 1.3 ... 1.4 kp additional load, which corresponds to the pressure on the mixing area with 50 a diameter.

in 500 mm Tiefe wirkt, hergestellt wird.acts at a depth of 500 mm.

Es werden, um stabile Gasdurchlässigkeit zu erhalten, Kerne und Formen im Laufe von 1...2 Stunden bei t=200...220°C Temperatur getrocknet.In order to obtain stable gas permeability, cores and molds are used dried in the course of 1 ... 2 hours at t = 200 ... 220 ° C temperature.

Beispiel 1 686 kg Quarzsand werden mit 14 kg feuerfestem gemahlenem Ton im Laufe von ein-zwei Minuten gemische. Dann wird Komposition Nr. 1 zugeführt, die aus 35 kg Sulfitablauge mit 1,25 g/cm2 Dichte 7 Litern Wasser und 3,5 Litern sowjetischem raffiniertem Alkylarylsulfonat (Handelsbezeichnung "Detergent") besteht. Example 1 686 kg of quartz sand are mixed with 14 kg of refractory ground Mix the clay over the course of a minute or two. Then it will be composition No. 1, which consists of 35 kg of sulphite waste liquor with a density of 1.25 g / cm2 and 7 liters of water and 3.5 liters of Soviet Refined Alkylarylsulfonate (trade name "Detergent") consists.

Nach dreiminutigem Durchmischen wird Komposition Nr. 2 zugeführt. After three minutes of mixing, composition No. 2 is added.

Komposition Nr. 2 wird zubereitet, indem 2,1 kg Chromsäureanhydrid und 2,1 kg Kupfervitriol in 14 Litern Wasser gelöst werden. Composition No. 2 is prepared by adding 2.1 kg of chromic anhydride and 2.1 kg of vitriol are dissolved in 14 liters of water.

Die fertige flüssige Mischung wird nach einminutigem Durchmischen mit Komposition Nr. 2 in die vorbereitete Ausrüstung gegossen. The finished liquid mixture is after one minute of mixing with Composition No. 2 poured into the prepared equipment.

Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 30 min .......................... 1,5...1,8 kp/cm² Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 1 Stunde ........................ 2,5...2,8 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach dem Trocknen im Laufe von 30 min bei t=200°C .......... ...... .......... 15.. .18 kp/c12 Beispiel 2 686 kg Quarzsand werden im Laufe von 1...2 äLin mit 14 kg feuerfestem gemahlenem Ton durchgemischt. Compressive strength of the normal test specimen after 30 min .......................... 1.5 ... 1.8 kp / cm² Compressive strength of the normal test specimen after 1 hour ........................ 2.5 ... 2.8 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after drying in the course of 30 min at t = 200 ° C .......... ...... .......... 15 ... .18 kp / c12 Example 2 686 kg of quartz sand are mixed with 14 kg of refractory ground clay in the course of 1 ... 2 ‰ mixed.

s wird Komposition Nr. 1 eingegossen, die aus 35 kg Sulfitablauge mit 1,25 g/cm³ Dichte, 7 Litern Wasser und 3,5 Litern sowjetischem raffiniertem Alkylarylsulfonat besteht. Composition no. 1 is poured in, made from 35 kg of sulphite waste liquor with 1.25 g / cm³ density, 7 liters of water and 3.5 liters Soviet refined alkyl aryl sulfonate.

Nach dreiminutigem Durchmischen wird Komposition Nr. 2 eingefiihrt. Letztere wird zu bereitet, index 2,8 kg Natriumdichromat und 3,5 kg Kupfervitriol in 14 Litern Wasser gelöst werden. After three minutes of mixing, composition No. 2 is introduced. The latter is prepared, index 2.8 kg sodium dichromate and 3.5 kg copper vitriol can be dissolved in 14 liters of water.

Die fertige Mischung wird nach 1...2 minutiger Durchmigehen in die Ausrüstung gegossen. The finished mixture will be poured into the Cast equipment.

Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 30 min ........................... 1,2...1,6 kp/cm² Druckfestigkeit des Normalprüfkörpers nach 1 Stunde ......................... 1,8...2,2 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach d« Trocknen ii Laufe von 30 Min bei t=200°C ................... 12-15 kp/cm² Beispiel 3 686 kg Quarzsand werden mit 14 kg feuerfestem gemahlenem Ton gemischt. Sie werden 1...2 in durchgemischt. Dann wird Ko#position Nr. 1 zugeführt, die aus 35 kg Sulfitablauge mit 1,25 g/cm² Dichte, 3,5 kg sowjetischen raffiniertem Alkylarylsulfonat, 14 Litern Wasser und 3,5 kg Kupfervitriol besteht. Compressive strength of the normal test body after 30 min ........................... 1.2 ... 1.6 kp / cm² Compressive strength of the normal test specimen after 1 hour ......................... 1.8 ... 2.2 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after drying in the course of 30 minutes at t = 200 ° C ................... 12-15 kp / cm² Example 3 686 kg of quartz sand are mixed with 14 kg of refractory ground clay. They are mixed 1 ... 2 in. Then Ko # position No. 1 is fed, which consists of 35 kg of sulphite waste liquor at 1.25 g / cm² Density, 3.5 kg of Soviet refined alkylarylsulfonate, 14 liters of water and 3.5 kg of copper vitriol.

Nach dreiminutigem Durchmischen wird Komposition Xr. 2 zugeführt.After three minutes of mixing, Composition Xr. 2 supplied.

Komposition Nr. 2 wird folgendermaßen zubereitet. 4,2 kg Ammoniumperoxydisulfat wird in 7 Litern Wasser gelöst. Composition No. 2 is prepared as follows. 4.2 kg of ammonium peroxydisulfate is dissolved in 7 liters of water.

Nach 1...2minutigem Durchmischen ist die Mischung zum Ausgießen aus dem Mischer fertig. After 1 ... 2 minutes of mixing, the mixture is ready for pouring out the mixer ready.

Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 30 min ............... 1,5...1,8 kp/cm2 Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 1 Stunde ............ 1,9...2,0 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach dem Trocknen im Laufe von 30 min bei t=200°C ........ 18...20 kp/cm² Beispiel 4 686 kg Quarzsand werden mit 14 kg feuerfestem genshlenem Ton im Laufe von 1...2 Minuten gemischt. Es wird Somposition Nr. 1 eingegossen, die durch Mischen von 7 Litern Wasser, 3,5 Liter sowjetischem raffiniertem Alkylarylsulfonat und 35 kg Sulfitablauge mit 1,25 g/cm3 Dichte erhalten wird. Compressive strength of the normal pressure body after 30 min ............... 1.5 ... 1.8 kp / cm2 Compressive strength of the normal pressure body after 1 hour ............ 1.9 ... 2.0 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after drying in the course of 30 min at t = 200 ° C ........ 18 ... 20 kp / cm² Example 4 686 kg of quartz sand become mixed with 14 kg of fireproof clay in the course of 1 ... 2 minutes. It will Composition No. 1 poured by mixing 7 liters of water to 3.5 liters Soviet refined alkylarylsulphonate and 35 kg sulphite waste liquor with 1.25 g / cm3 Density is obtained.

Nach dreiminutigem Durchmischen wird Komposition Nr. 2 zugeführt. Letztere wird folgendermaßen zubereitet: 2,8 kg an Eisenchlorid und 2,8 kg Chromansäure/hydrid werden in 14 Litern Wasser gelöst. Nach dem Zuführen der Komposition Nr. 2 wird die Mischung noch 1...2 min durchgemischt und in die vorbereitete Ausrüstung gegossen. After three minutes of mixing, composition No. 2 is added. The latter is prepared as follows: 2.8 kg of ferric chloride and 2.8 kg of chromanic acid / hydride are dissolved in 14 liters of water. After feeding the composition no. 2 will be the mixture mixed for another 1 ... 2 min and poured into the prepared equipment.

Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 30 min ............................ 1,2...1,4 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 1 Stunde .......................... 1,7...2,0 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach dem Trocknen im Laufe von 30 Minuten bei t=200°C ...................... 14-16 kp/cm² Beispiel 5 686 kg Quarzsand werden mit 14 kg feuerfestem gemahlene Ton gemischt. Sie werden 1...2 Minuten durchgemischt. Es wird Komposition Nr. 1 eingegossen, die aus 35 kg Sulfitablauge mit 1,25 g/cma Dichte, 3,5 kg sowjetischem raffiniertem Alkylarylsulfonat und 7 Litern Wasser besteht. Compressive strength of the normal pressure body after 30 min ............................ 1.2 ... 1.4 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after 1 hour .......................... 1.7 ... 2.0 kgf / cm² Compressive strength of the normal pressure body according to the Drying in the course of 30 minutes at t = 200 ° C ...................... 14-16 kp / cm² Example 5 686 kg of quartz sand are mixed with 14 kg of refractory ground clay. They are mixed for 1 ... 2 minutes. Composition No. 1 is poured into it, the from 35 kg of sulphite waste liquor with 1.25 g / cma density, 3.5 kg of Soviet refined Alkyl aryl sulfonate and 7 liters of water.

Nach 2...3 minutiger Durchmischen wird Komposition Nr. 2 zugeführt. After 2 ... 3 minutes of mixing, composition No. 2 is added.

Komposition Nr. 2 wird aus 3,5 kg Aluminiumchlorid, 2,8 kg Chromsäureanhydrid und 14 Litern Wasser zubereitet. Composition No. 2 is made from 3.5 kg of aluminum chloride and 2.8 kg of chromic anhydride and 14 liters of water.

Naoh 1a..2 minutigem Durchmischen wird die Sertige Mischung in die Ausrüstung gegossen. Naoh 1a..2 minutes of mixing, the ready mixture is in the Cast equipment.

Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 30 min ............................ 1,5...1,8 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach 1 Stunde .......................... 1,8...2,0 kp/cm² Druckfestigkeit des Normaldruckkörpers nach dem Trocknen ii Laufe von30 Minuten bei t = 200°C .................... 10...15 kp/cm² Compressive strength of the normal pressure body after 30 min ............................ 1.5 ... 1.8 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after 1 hour .......................... 1.8 ... 2.0 kp / cm² compressive strength of the normal pressure body after drying ii run of 30 minutes at t = 200 ° C .................... 10 ... 15 kp / cm²

Claims (2)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen und Gießkernen unter Anwendung flüssiger, selbsthärtender, wasserhaltiger Gießmassen, bestehend im wesentlichen aus Quarzsand unter Zusatz von Sulfitablauge als Bindemittel sowie Härtern und Schäumern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als Härter wasserlösliche anorganische Chrom (VI) -Verbindungen und/oder Peroxydisulfate in Kombination mit wasserlöslichen anorganischen Kupf er-, Eisen- oder Aluminiumsalzen verwendet werden. Claims 1. A method for producing casting molds and casting cores using liquid, self-hardening, water-based casting compounds, consisting of essentially made of quartz sand with the addition of sulphite waste liquor as a binder as well Hardening and foaming, that is not indicated as hardeners water-soluble inorganic chromium (VI) compounds and / or peroxydisulfates in Combination with water-soluble inorganic copper, iron or aluminum salts be used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gießmassen der Zusammensetzung ( in Gewichtteilen ): Quarzsand 92 bis 100 feuerfester Ton 0 bis 8,0 Sulfitablauge (mit 45 bis 55 * Feststoff) 3,5 bis 8,0 Schäumer 0,1 bis 0,6 Härter 0,1 bis 1,5 Cu-, Fe- oder Al-Salz 0,1 bis 2,0 Wasser angewandt werden,2. The method according to claim 1, characterized in that casting compounds the composition (in parts by weight): quartz sand 92 to 100 refractory clay 0 up to 8.0 sulphite waste liquor (with 45 to 55 * solids) 3.5 to 8.0 Foamer 0.1 to 0.6 hardener 0.1 to 1.5 Cu, Fe or Al salt 0.1 to 2.0 water applied will,
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