DE2059538A1

DE2059538A1 - Verbesserte Kern- und Formsandgemische

Info

Publication number: DE2059538A1
Application number: DE19702059538
Authority: DE
Inventors: Gist William David
Original assignee: MINERALS BINDERS CLAYS PROPIET
Current assignee: MINERALS BINDERS CLAYS PROPIET
Priority date: 1969-11-17
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1971-06-09
Also published as: AU2236370A; GB1299779A; FR2068775A1

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 1. Dezember 1970 Ke/Ax

Minerals, Binders, Clays (Proprietary) limited,

38 Ha'rpur Avenue, Benoni, Transvaal (Republik Südafrika).

Verbesserte Kern- und Formsandgemische

Beim COp-Prozess zum Abbinden von Formsand werden ein Formsand und Natriumsilicat in einen geeigneten Formkasten gegeben, worauf Kohlendioxydgas in das Gemisch eingeleitet wird. Das Kohlendioxyd bewirkt, daß das Natriumsilicat erstarrt und den Sand unter Bildung der· gewünschten Form abbindet. Die Form ist nun fertig beispielsweise für den Guß von Metallteilen.

Eines der Probleme bei den nach diesem Verfahren hergestellten Formen ist die schlechte Zerdrückbarkeit der Form nach dem Gießen des geschmolzenen Metalls. Teile der Form pflegen nach dem Guß ihre Form zu behalten, so daß .umständliche und teure Reinigungsmaßnahmen erforderlich sind, urn das Gußstück zu reinigen.

Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Zusatzstoffe, z.B. Zucker, vorgeschlagen, aber diese Zusatzstoffe erwiesen sich nicht als gute Zerfallmittel.

Es wurde nun gefunden, daß Glucosesirup den bekannten Zorfallrnitteln überlegen ist und die oben genannten Nachteile ausschaltet.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Verwendung von Glucoaesirup al3 Zerfallmittel für Kern- und Formsand,

109824/1269

BAD ORIGINAL

2Q59538

der nach dem COp-Prozess abgebunden wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Formen, wobei man ein Gemisch aus Kern- oder Formsand und geeigneten Mengen eines Alkalisilicate und eines Glucosesirups in einen Kern- oder Formkasten gibt und das Gemisch mit gasförmigem Kohlendioxyd behandelt.

Die Erfindung umfaßt ferner ein zur Herstellung von Formen und Kernen geeignetes Gemisch, das 1 "bis 3 Gew.-^ Glucosesirup, 2 bis 7 Gew.-$ eines Alkalisilicats und eine genügende Menge eines Kern- oder Formsandes enthält.

Glucosesirup ist ein flüssiges Produkt, das durch Fermentation von Stärke erhalten wird, die aus Mais, Weizen, Reis und anderen Ausgangsmaterialien hergestellt wird. Glucosesirup dient in der Nahrungsmittelindustrie insbesondere zur Herstellung von Süßwaren« Der Hauptbestandteil ist Dextrosezucker, jedoch können auch andere Zucker vorhanden sein. Der Gesamtzucker wird mit dem Ausdruck "Dextroseäciuivalent" oder DE definiert.

Es wurde gefunden, daß ein Glucosesirup mit den folgenden Kennzahlen für die Zwecke der Erfindung ideal geeignet is ti

llaume 40 - 44

Feststoffgehalt 65 - 85$

Dextroseäquivalent 45 - 60

P_H-Wert 4,4 bis 6,2

Schwefeldioxydgehalt weniger als 40 Teile pro Million

Besonders bevorzugt wird ein Glucosesirup mit folgenden Kennzahlen:

Baume 42

Feststoff gehalt 78,870

DextroseäquivaLent 52 bis 55

Pjj-V/ert 5 bis 5,5

Kein Schwefeldioxyd

TOO UM/ 1269 BAD ORIGINAL

"Baume" ist ein Maß des spezifischen Gewichts des Glucosesirups. .

Als Alkalisilicat wird Natriumsilicat bevorzugt. Das Natriumsilicat kann in neutraler oder "basischer Form verwendet werden, jedoch wird die hasische Form bevorzugt. Besonders bevorzugt wird ein Natriumsilicat mit einer Twaddle-Zahl von 114. Ein solches Silicat hat ein Verhältnis von Siliciumdioxyd zu Natriumoxyd von 2,30 und einen Gesaratfeststoffgehalt von 49,39#.

Besonders gute Ergebnisse werden auch mit einem Natriumsilicat erhalten, das eine Twaddle-Zahl von 126 hat. Dieses Silieat hat ein Siliciumdioxyd/Natriumoxyd-Verhältnis ä

von 2,00 und einen Gesamtfeststoffgehalt von 50,06^. Diese speziell genannten Silicate sind lediglich Beispiele für Silicate, die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind. Die Wahl des Silicats ist jeweils dem Fachmann überlassen.

Die Kern- und Formsandmischung enthält 2 bis 7 Gew.-^ Silicat und 1 bis 3*0 Gew.-^ Glucosesirup, während der Kern- oder Formsand den Rest des Gemisches ausmacht. "Vorzugsweise ist der Glucosesirup in einer Menge von 1,75 bis 2 Gew.-$ der Mischung vorhanden. Das Natriumsilicat und der Glucosesirup können dem Sand gleichzeitig zugesetzt werden, jedoch wird die getrennte Zugabe bevorzugt. (( Das folgende Beispiel und die anschließende Tabelle veranschaulichen die Verwendung von Glucosesirup beim Abbinden von Kern- und Formsanden unter Anwendung des COg-Prozesses.

Beispiel

Unter Verwendung verschiedener, in der Tabelle genannter Anteile an Kern- und Formsand, Silicat und Zerfallmittel wurden Kerne und Formen nach dem CO^-Prozess hergestellt. Ein Formsand, z.B. ein Silicasand, Chromitsand oder Zirkonsand, wird in einen Mischer gegeben, worauf das

1S8824/1269

Silicat zugesetzt und die Mischung kurzzeitig durchgemengt wird. Anschließend wird das Zerfallmittel zugesetzt und das Gemisch erneut kurzzeitig durchgemengt, "bis es gleichmäßig ist. Die Mischung ist nun bereits in einen Formkasten oder Kernkasten gefüllt zu werden. Nach dem Pullen des Kastens mit der Mischung wird Kohlendioxyd in den Kasten eingeleitet, wodurch das Gemisch erhärtet. Das Kohlendioxyd wird unter einem Druck von etwa 1,4 kg/cm und in einer Menge von etwa 1,5 Gew*-$ der Mischung eingeführt. Es darf nur eine genügende Gasmenge verwendet werden, da eine zu große Menge nachteilig für den Prozess —ist. Die Mischung wird auf diese Weise bei Umgebungstemperatur behandelt.

Die auf diese Weise hergestellten verschiedenen Formen und Kerne wurden dann zur Herstellung von Gußstücken verwendet. Außerdem wurde die Güte jeder Form und jedes Kerns geprüft. Der Test wurde in der nachstehend beschriebenen Weise durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle als "Zerfallwirkung⁸¹ angegeben.

Die Zerfallwirkung wurde mit Hilfe eines Schlagsiebtests -gemessen. Die Probe bestand aus einem gestampften und begasten Standard-AFS-Zylinder von 5»08 cm Durchmesser und 5»08 cm Höhe. Diese Probe wurde auf einen Block von gleicher Querschnittsfläche gelegt und von einem Sieb --einer Maschenweite von 4,76 mm umgeben. Ein Block-von 0,454 kg wurde aus einer Höhe von etwa 1,5 m auf die Probe fallengelassen. Das Verhältnis des Gewichts des durch das Sieb fallenden Sandes zum ursprünglichen Gewicht der Probe ist als Zerfallwirkung (in ^) angegeben, d.h. ein hoher Prozentsatz läßt sehr gute Zerfalleigenschaften erkennen.

Es besteht eine enge Beziehung zwischen den Prüfergebnissen und dem Zerfall in einer Form oder einem Kern.

109824/1269

In der Tabelle beziehen sich alle Prozentsätze auf das Gewicht. Der Glucosesirup wurde in der oben beschriebenen besonders bevorzugten Form verwendet.

Wie die Werte in der Tabelle zeigen, sind die Zerfalleigenschaften von Formen und Kernen, in denen Glucosesirup als Zerfallmittel verwendet worden ist, den Zerfalleigenschaften von Formen und Kernen, in denen die bekann·? ten Zusätze, d.h. Saccharose oder Dextrose verwendet worden sind, weit überlegen. Ferner ist festzustellen, daß die aus den Mischungen gemäß der Erfindung hergestellten Formen und Kerne eine höhere Grünfestigkeit haben als die mit bekannten Form- und Kernsandmischungen hergestellten Formen und Kerne. Die Grünfestigkeit einer Form und eines Kerns ist ein Maß der Festigkeit der Form oder des Kerns während des Gusses» ·

.Nicht nur bei dem vorstehend beschriebenen Test, sondern auch in der Gießereipraxis wurde festgestellt, daß Formen und Kerne, die Glucosesirup enthielten, weit bessere Zerfalleigenschaften hatten als Formen und Kerne, die Saccharose oder reine Dextrose enthielten.

Form-	und Kernsandmischung	Zerfallmittel	Grünfestig	Zerfallwir
Sand	Natrium-		keit	kung, $
56		-
97	3	Saccharose 1	52	18
96		Saccharose 1	70	15
94	5	Dextrose 1	110	12
94	" 5"	Glucosesirup 1	114	14
95,5	3,5.	Glucosesirup 3	95	40
93,5	3,5	Gucosesirup 3	112	100
95	2	Glucosesirup 1	85	100
96,25	2	Glucosesirup 2	,75 80	100
95,5	2,5	Glucosesirup 2	,0 112	100
96,0	2	,0 90	ioo

90,0 7 Glucosesirup 3,0 202 96

109824/1269

Claims

Patentansprüche

l) Kern- und Pormsandgemische, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben einem Alkalisilicat Glucosesirup als Zerfallmittel enthalten.
2) Kern- und Pormsandgemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 2 bis 7 Gew.-^ eines Alkalisilicats und 1 bis 5 Gew.-% Glucosesirup enthalten.
3) "Kern- und Formsandgemische nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß sie einen Glucosesirup mit folgenden Kennzahlen enthalten:

Baume 40 bis 44,

Feststoffgehalt 65 bis 85 %, Dextroseäquivalent 45 bis 60, Pjj-Wert 4,4 bis 6,2

SOp-Gehalt weniger als 40 ppm,

vorzugsweise 42 vorzugsweise 78,8 % vorzugsweise 52 bis vorzugsweise 5 bis 5*5 vorzugsweise nichts

10S324/1269