DE2058308C3

DE2058308C3 - Verwendung von getrocknetem Kaffeesatz als Lunkerpulver

Info

Publication number: DE2058308C3
Application number: DE2058308A
Authority: DE
Inventors: Y Ito; S Matsuyama
Original assignee: Aikoh Co Ltd
Current assignee: Aikoh Co Ltd
Priority date: 1970-07-03
Filing date: 1970-11-27
Publication date: 1974-01-03
Also published as: ZA707755B; JPS4946451B1; US3612155A; GB1337566A; SE375028B; DE2058308B2; FR2097155A1; FR2097155B1; CA939396A; AT317457B; DE2058308A1

Description

Beim Vergießen von Blöcken ist es bekannt, Kokillen zu verwenden, die am Kopf beispielsweise mittels einer Haube mit einer exothermen oder wärmedäninienden Masse versehen sind und in die nach dem Gießen ein exothermes Lunkerpulver auf den Badspiegel gegeben wird, im die Erstarrung des Blockkopfes zu verzögern und auf diese Weise die Bildung von Schrumpfungshohlräumen bzw. Lunkern zu verhindern. Auf diese Weise ergeben sich gesunde Blöcke und ein hohes Ausbringen beim Walzen.

Als Lunkerpulver sind die verschiedensten Massen und Mischungen bckumii. so ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1097 625 ein Lunkermittel bekannt, das aus pulverförmigem oder kugeligem Aluminium, sauerstoffabgebenden Mitteln, Bindemitteln und weiteren Zusätzen besteht. Ein derartiges Lunkermittel kann neben Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen auch Aluminiumkrätze und Ferrioxyd, Kaliumchlorat, Braunstein, Holzkohlepulver. Magnesiumpulver, Bentonit oder Ton sowie Pech, Dextrin oder Sulfitablauge als Bindemittel enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lunkerpulver vorzuschlagen, mit dem es gelingt, den Blockkopf in stärkerem Maße warmzuhalten als das bislang möglich war, um auf diese Weise eine Lunkerbildung weitestgehend zu unterdrücken. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Verwendung von getrocknetem Kaffeesatz als Lunkerpulver '.der als organischer Zuschlagstoff in Mengen \on mindestens 5° ₀ zu Lunkerpulvern bekannter Zusammensetzung zum Abdecken von Blockköpfen von Stahlgußblöcken vorgeschlagen.

Das erfindungsgeniäße Lunkerpulver kann außer Kaffeesatz als weitere Komponenten noch leicht oxydierbare Metallpulver, pulverförmiges Metalloxyd, Kohlungsmittel, Faserstoffe, Fluoride, Nitrate, nichtporöse und poröse feuerfeste Stoffe sowie andere wirksame Bestandteile enthalten.

Das erfindungsgemäße Lunkerpulver läßt sich in der Weise anwenden, daß eine Mischung aus leicht oxydierbaren Metallpulvern, pulverförmigen Metalloxyden, Kohlungsmitteln, Faserstoffen, Fluoriden, Nitraten, nichtporösen und porösen feuerfesten Stoffen sowie anderen wirksamen Bestandteilen nach dem Vergießen des Stahls in eine Kokille mit einer exothermen oder wärmedämmenden Haube unmittelbar auf den Badspiegel gebracht und anschließend Kaffeesatz aufgegeben wird, um den Blockkopf während der Blockerstarrung flüssig zu halten.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, bei einem Stahl, der in Kokillen in einer Haube vergössen wird, die exotherm oder mit einem wärmedämmenden Material ausgekleidet ist, den Kaffeesatz unmittelbar nach Gießende auf den flüssigen Stahl zu geben, um den Blockkopf während der Blockerstarrung flüssig zu halten.

Das erfindungsgemäße Lunkerpulver und dessen Anwendung eignen sich in allen Fällen beim Abgießen von Blöcken in Kokillen, deren Kopf oder oberer Teil innen aus einer exothermen oder wärmedämmenden Haube besteht.

Der im Rahmen der Erfindung zur Verwendung kommende Kaffeesatz fällt in den Abgasen beim lösten von Kaffeebohnen und beim Herstellen von Getränken an, bei dem Kaffeemehl mit heißem Wasser bei hohem Druck und hoher Temperatur extrahiert wird, um ein Extrakt mit mehr als 30% Feststoff zu gewinnen. Obgleich sich die Bestandteile des Kaffeesatzes je nach Art des Rohkaffees, der Röstbedingungen und der verschiedenen Extraktions- und Filtrationsbedingungen bzw. -verfahren voneinander unterscheiden, liegt der Ölgehalt (Ätherextrakt) im allgemeinen bei etwa 20 °₀ und der Kohlenstoffgehalt bei etwa 60° ₀. Mithin besitzt ein derartiges Kaffeemehl einen hohen Heizwert im Vergleich zu Sägemehl mit einem Heizwert von etwa 6300calg. Da das Kaffeemehl auch ausgezeichnet brennt und in großen Mengen preisgünstig anfällt, ergeben sich eine Reihe wesentlicher Vorteile bei der Verwendung als Lunkerpulver.

Als leicht oxydierbares Metallpulver für die exotherme Masse eignen sich unter anderem Aluminiumpulver, feinkörniges Aluminium, feingemahlene Aluminiumfolien,, deren Granalien und Schuppen, Magnaliumpulver und Kalzium-Silizium-Pulver. Als Oxydationsmittel eignen sich beispielsweise folgende Metalloxyde: Eisenoxydul, Eisenoxyd, und deren Mischungen sowie Mangan-Dioxyd. Als Kohlungsmittel bzw. als leicht zündliche Bestandteile sind beispielsweise pulverförmiger oder feingemahlener Koks, Kohle und feinkörnige verkohlte Pflanzen geeignet. Als organische oder anorganische Faserstoffe kommen unter anderem Sägemehl, Asbest, Steinwolle, Glaswolle und Fasern in Frage, die beim Versprühen von feuerfestem Ton entstehen. Das Lunkerpulver enthält außerdem als Reaktionsbeschleuniger beispielsweise Natrium- oder Natrium-Aluminium-Fluoride sowie als Zündmittel Nitrate, beispielsweise Natrium-, Kalium- und Barium-Nitrat.

Zu den nichtporösen feuerfesten Stoffen gehören beispielsweise Aluminiumoxyd, Aluminiumasche und Magnesiumoxyd, zu den porösen Oxyden Diatomeen-Erde, Bimsstein, thermisch expandierbarer oder expandierter Vermikulit, Obsidian, Perlit, Flint- bzw. Feuerstein und Schieferton.

Zum Absorbieren des Gases und zum Wärmedämmen dient häufig Kalziumborat; außerdem kommen andere Stoffe zur Verwendung, die zum Warmhalten des Blockkopfes geeignet sind und den Stahl nicht beeinflussen.

Das Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Kaffeesatz ein unerläßlicher Bestandteil des Lunkerpulvers ist, der der exothermen Mischung aus den obenerwähnten Pulvern entweder von vornherein beigemischt oder zusammen mit diesem oder auch unabhängig von diesem verwendet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert:

Beispiel 1

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen mehrerer erfindungsgemäßer Lunkerpulver zusammengestellt.

Tabelle 1

Aluminiumpulver..
Aluminiumkorn ..

Eisenoxydul

Eisenoxyd

Koksgrus

Diatomeen-Erde ..
Natriumfluorid ...

Natriumnitrat

Aluminiumasche ..
Kaffeesatz

1	2	3	4
(7.)	(7o>	<%■) -	<"/.,)
6	6	5	4
12	U	11	10
12	12	11	12
8	7	8	7
3	3	3	3
4	4	4	4
2	2	2	->
3	3	3	2
45	45	41	40
5	7	12	16

4
9

11
8
3
4
2
2

36
21

Beispiel 2

Bei zwei weiteren Versuchsreihen C und D wurden Stahiblöcke in 6,5-t-Kokillen mit quadratischem Querschnitt abgegossen, die jeweils eine wärmedämmende Haube derselben Zusammensetzung und Form und einer Wärmekapazität von 10,4°/₀ aufwiesen. Unmittelbar nach Gießende wurden bei der Versuchsreihe C auf den Badspiegel zunächst 8 kg exothermes

ίο Lunkerpulver und danach 4 kg Kaffeesatz, d. h. insgesamt 12 kg aufgegeben. Bei der Versuchsreihe D wurden dagegen 12 kg desselben exothermen Lunkerpulvers unmittelbar nach Gießende auf den Badspiegel gegeben. Das Ausbringen bei den Versuchsreihen C und D ist in der nachfolgenden Tabelle III zus-?mmen-

Bei Vergleichsversuchen wurden in 3-t-Kokillen mit quadratischem Querschnitt, deren Kopf aus einer wärmedämmenden Haube jeweils derselben Zusammensetzung und Form von 9,6 °/„ der Wärmekapazität, Stahlblöcke vergossen. Bei einer Versuchsreihe A wurden als exotherme Masse jeweils 6 kg der Lunkerpulver 1 bis 5 unmittelbar nach Gießende auf den Badspiegel gegeben, während bei einer Versuchsreihe B als exotherme Masse die Lunkerpulver 1 bis 5, jedoch mit Sägemehl an Stelle von Kaffeesatz zur Verwendung kamen. Das Ausbringen bei den Versuchsreihen A und B ist in der nachfolgenden Tabelle 11 zusammengestellt.

Tabelle II

	1 <7„>	2 (·/.)	3 (7,)	4 (7u)	5 (7»;
A B	86,8 86,1	87,2 86,3	87,1 85,9	86,9 86,0	86,4 85,3

Bei den in Tabelle II zusammengestellten Daten handelt es sich um Durchschnittswerte von jeweils 30 Blöcke/i; sie zeigen, daß sich bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Lunkerpulvers eine Erhöhung des Ausbringens zwischen 0,7 und 1,2 °/₀, d. h. von durchschnittlich 0,96°/₀, im Vergleich zu den Blöcken ergibt, die unter Verwendung eines Lunkerpulvers abgegossen wurden, das an Stelle von Kaffeemehl gleiche Mengen Sägemehl enthielt.

	1 (7.,)	2 (7..)	Tabelle 111	4 ("/„)	5 ("'„)	6 (7°)	7 ("■«)	8 (7.,)
	80,6 86,4	86,4 86,3	3 (";„)	86,8 86,8	85,9 86,0	86,7 86,9	86,6 86,2	86,2 86,1
C D		86,4 86,5

Die Daten der Tabelle III zeigen, daß das Ausbringen b?i der Verwendung von 8 kg eines üblichen exothermen Lunkerpulvers und 4 kg Kaffeepulver einerseits sowie 12 kg eines üblichen exothermen Lunkerpulvers andererseits in etwa gleich ist. Demzufolge kann festgestellt werden, daß das erfindungsjo gemäße Verfahren äußerst wirtschaftlich ist und zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.

Beispiel 3

Bei drei weiteren Versuchsreihen E, F und G wurden in Kokillen mit einem rechteckigen Querschnitt und einem Seitenverhältnis von 1 : 1,9 mit jeweils einer Haube derselben Zusammensetzung und Form sowie einer Wärmekapazität von 12% 18-t-Brammtn abgegossen. Jeweils unmittelbar nach dem Vergießen wurden ber der Versuchsreihe E in zwei Portionen von 20 kg insgesamt 40 kg Kaffeesatz auf den Badspiegel gegeben, während bei der Versuchsreihe F insgesamt 40 kg Strohasche in zwei Portionen von je 20 kg sowie bei der Versuchsreihe G insgesamt 40 kg Häcksel auf den Badspiegel gegeben wurden. Das bei den Versuchsreihen E bis G erzielte Ausbringen ist in der nachfolgenden Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV	E F G	1 <7o)	2 (V.)	3 (7„)	4 (7„)	5 (7„)	6 (7o)	7 (7o>	8 <7„)	Durchschnitt (V₀)
	86,2 85,7 85,9	86,0 85,8 85,9	86,3 85,8 86,2	86,1 85,7 85,8	86,1 85,9 86,0	86,4 85,8 85,8	86,0 85,6 85,8	86,2 85,5 85,9	86,26 85,73 85,91

Die Daten der Tabelle IV zeigen, daß sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Kaffeesatz das Ausbringen im Vergleich zu der Verwendung von Strohasche und Häcksel um 0,35 °/₀ und 0,53 °/₀ erhöht.

Der Anteil an Kaffeesatz in dem erfindungsgemäßen Lunkerpulver für Stahlblöcke sollte mindestens 5°/₀ betragen. Obgleich sich auch bei Gehalten unter 5°/₀ ein höheres Ausbringen ergibt, wird der Einfluß des Kaffeesatzes jedoch erst bei Gehalten über 5°/₀ signifikant.

Der Kaffeesatz kann der exothermen Masse beigemischt werden; er kann jedoch auch zusammen mit dieser aufgegeben oder unabhängig von dieser verwandt werden. Der besondere Vorteil der Verwendung von Kaffeesatz besteht darin, daß er mindestens dieselbe Wirkung ausübt wie herkömmliche Lunkerpulver, in jedem Falle aber die Herstellungskosten

verringert. Außerdem ist der Kaffeesatz leicht zu Lagerhaltung und die Handhabung sehr einfach,

beschaffen und zu handhaben, beispielsweise mit be- insbesondere- ist der Kaffeesatz über längere Zeit-

stimmter Menge in einem Beutel, während Strohasche räume haltbar, so daß er sich in hervorragender Weise

und Häcksel insbesondere schwer zusammenzufassen, als Bestandteil eines Lunkerpulvers bzw. zusammen

zu lagern und zu handhaben sind. Demzufolge ist die 5 nit einem Lunkerpulver verwenden läßt.

Claims

Patentanspruch:

1. Verwendung von getrocknetem Kaffeesatz als Lunkerpulver oder als organischer Zuschlagstoff in Mengen von mindestens 5^U'_O zu Lunkerpulvern bekannter Zusammensetzung zum Abdecken von Blockköpfen von Stahlguliblöcken.