DE2138481A1

DE2138481A1 - Verfahren zur Herstellung von Muffen oder Tafeln für Gießköpfe sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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Publication number: DE2138481A1
Application number: DE19712138481
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-07
Filing date: 1971-07-31
Publication date: 1972-03-16
Also published as: US3776992A; GB1339483A; FR2106342B1; DE2138481B2; DE2138481C3; FR2106342A1

Description

I Verfahren zur Herstellung von Muffen oder Tafeln j für Gießköpfe sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Muffen oder Tafeln für Gießköpfe aus Metallguß. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

j Anwendungsgebiet der Erfindung ist die kontinuierliche Her-■ Stellung von u-ärmeab gebenden oder wärmeisolierenden Muffen oder , Tafeln für Gießköpfe an Gußstücken. Diese Muffen oder Tafeln ι sollen große Mengen von Faserstoffen enthalten.

j Zur Herstellung von Muffen für Gießköpfe sind bereits verschiej dene wärmeabgebende oder wärmeisolierende Stoffe bekannt. Diese Muffen- werden für Gießköpfe an Gußstücken, insbesondere bei Gußstahl, Gußeisen und ärß.. benötigt. Außerdem sind solche . *"· Stoffe zui¹ Herstellung von Tafeln oder Platten für die Einfassung von Gießköpfen bekannt, die in Formen für Stahlblöcke ausgebildet werden. Hinsichtlich der. Formgebung, des Aufbaus und der Herstellung solcher Muffen, Tafeln oder Platten sind vMe Einzelheiten verfügbar. Neuerdings werden jedoch wesentlich höhere Anforderungen an solche Muffen oder Tafeln hin sichtlich der V/ärmeisolation, der Gewichtserleichterung, der Festigkeitserhöhung und insbesondere einer höheren. Biegsamkeit

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j gestellt, damit man mit größerem Wirkungsgrad und in wirtschaftlicherer Weise Gießköpfe erhält, Anstrengungen sind auf die · Entwicklung eines neuen Werkstoffes für die Herstellung solcher Muffen oder Tafeln durch Zusatz preiswerter organischer oder anorganischer Faserstoffe gerichtet. Die Entwicklung ist weniger auf einen preiswerten wärmeabgebenden Stoff für den feuerj festen Stoff gerichtet. Insgesamt soll ein leichteres Gewicht, ; j eine höhere Festigkeit und eine erhöhte Porosität des feuerj festen Stoffes erreicht, werden.

j Doch selbst wenn es gelingt, durch Zusatz einer großen Menge von Faserstoffen zu dem feuerfesten Stoff das scheinbare spezifische Gewicht der Muffe oder Tafel auf einen Wert unterhalb* 1 zu senken, so daß die Muffe leichter als Wasser ist, ergeben sich bei der Ausfommng der Zubereitung zu einer Muffe oder Tafel große Schwierigkeiten. Denn in allen Fällen ist eine große Wassermenge erforderlich, damit man gleichförmige, schlammige oder pastöse und dicke- Gemische des feuerfesten Stoffes in Pulver- oder Granulatform mit dem großen Anteil der Faserstoffe erhält. Dabei kann ein Zusatz eines wärmeabgebenden Stoffes, eines Oxidationsmittels oder dgl. vorhanden sein oder fehlen. Dieses Wasser muß in der Ausformstufe entfernt werden, v/as' große Schwierigkeiten und Umstände bereitet. Die herkömmliche Ausformtechnik greift zu einer Vakuumeinrichtung zur Entfernung des Wassers. Danach erfolgt die Ausformung unter Verwendung von Hegativformen, wobei das Wasser durch eine Vakuum einrichtung abgesaugt wird. Dine danach erhaltene .Muffe oder Tafel ist weniger fest als eine Muffe oder Tafel, die gepreßt ist. Außerdem ist jede Arbeitsweise unter Anwendung einer Vakuumeinrichtung zur Wasserentfernung für die Serienproduktion von Muffen oder Tafeln ungeeignet. Deshalb ist eine Sonderform zum Pressen nach einer Preßformstufe entwickelt worden. Damit lassen sich Muffen höherer Festigkeit erhalten, doch eine Serienproduktion solcher Muffen ist wirtschaftlich nicht möglich.

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Entsprechend herkömmlichen Arbeitsweisen unter Verwendung einer iVakuumeinrichtung oder einer besonderen Preßform ist die Aus-Iformung schwierig, weil eine große Wassermenge entfernt werden muß. Besonders schwierig ist die Formung mit Metallformen in Muffengestalt, weil sich die.schlammigen Stoffe in den Formen festsetzen können und weil die Formen selbst zum Brechen neigen. Infolgedessen ist der Zusatz einer großen Menge wasserförmiger Stoffe im Rahmen herkömmlicher Ausformverfahren schwierig. Folglich ist die Herstellung von Muffen oder Tafeln mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht kleiner -als 1 für Gießkqpfe schwierig, wenn diese Muffen oder Tafeln eine hohe Festigkeit haben sollen. Theoretisch mag die Herstellung zwar möglich sein, doch" besteht keine praktische Möglichkeit für .die Anwendung solcher Muffen in wirtschaftlicher Weise beim Metallgießen unter Verwendung einer Kerneinschußmaschine, einer Formmaschine oder dgl

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für eine-wirtschaftliche Serienproduktion von wärmeabgebenden oder wärmeisolierenden Muffen oder Tafeln für Gießköpfe beim Metallgießen, welche Muffen oder Tafeln ein scheinbares spezifisches Gewicht kleiner als 1 sowie eine" hohe Festigkeit, eine gute Wärmeisolation, eine Feuchtigkeitsabweisung haben.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die,.folgenden Verfahrensschritte gelöst: ·

a) Vermengen eines Ausgangsetoffgemischs"aus

T. zwischen 10 und 50 Gewichts-% mindestens eines feuerfesten Stoffes in Granulat- oder Pulverform,

2. 15 Gewichts-% mindestens eines kurzen anorganischen Faserstoffes.

3. mindestens 5 Gewichts-?⁷} mindestens eines organischen Faserstoffes und . .

4. zwischen 5 und 10 Gewichts-% eines wasserunlöslichen : Bindemittels; ·

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b) Aufschluß der Fasern und Mischen des anorganischen und organischen Faserstoffes zusammen mit dem Ausgangsstoffgemisch durch Umrühren in trockenem Zustand ohne Wasserzusatz, damit eine sorgfältige Mischung mit dem feuerfesten Stoff erfolgt;

C) Durchkneten der erhaltenen Mischung mit weniger als 150 Gewichts-% der Mischung ,an Wasser, damit die Mischung in fester Form mit geringster Fließfähigkeit verbleibt;

d) Gießen dieser Mischung in fester Form in die gewünschte Gestalt durch Preßformung im wesentlichen ohne, daß Wasser oder andere Bestandteile entfernt werden müssen;

e) Trocknung der geformten Mischung bei einer Temperatur von - etwa 180°C zwecks Verfestigung.

Die Erfindung stellt, somit ein Verfahren zur Serienproduktion für Muffen für Gießköpfe beim Gießen von Platten oder Brammen bereit. Im einzelnen erfolgt damit eine Einfassung von Gießköpfen in Formsn für_Stahlblöcke. Solche Muffen oder Tafeln enthalten eine Mischung aus feuerfesten Stoffen in Pulver- oder Granulatform mit großen Mengen von anorganischen und organischen Faserstoffen. Die Muffen, Tafeln oder Platten werden durch Preßformung unter Verwendung eines Kerneinschußgeräts, einer Kernherstellungsmaschine oder dgl. erhalten.

Weitere.Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsfonnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 ein Arbeitsdiagramin zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2(A) einen schematischen Schnitt durch die Preßformeinrichtung im Rahmen der Erfindung,

Fig. 2 (B) eine vergrößerte Ansicht der» Ausschnitts HB in Fig. 2(A),

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Muffe und einer

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-5 - 213848t

. Tafel entsprechend der Erfindung, Fig. 4 Diagramme zum Vergleich der Wärmeisolation yon

Muffen nach der Erfindung mit herkömmlichen Muffen/ und
Fig. 5 jeweils Schnittbilder von Gießköpfen, die unter Verwendung von Muffen nach der Erfindung und herkömmlichen Muffen erhalten sind.

Die Arbeitsweise nach der Erfindung wird anhand der Fig. 1 unter Bezugnahme auf eine kontinuierliche Einrichtung erläutert. Ia Rahmen der Erfindung ist eine solche kontinuierliche Einrichtung nicht erforderlich, vielmehr ist auch ein chargenweiser. Betrieb-möglich.

Die gesamte Arbeitsweise nach der Erfindung läßt sich in vier oder fünf Stufen unterteilen: die .erste Stufe betrifft die Vermengung der Ausgangsstoffe (erforderlichenfalls kann diese Stufe auch ausgelassen werden); die zweite Stufe betrifft den Faseraufschluß: die dritte Stufe betrifft das Durchkneten; die vierte Stufe betrifft die Formung; die fünfte Stufe die Trocknung. Für wänneisolierende Huffen mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht kleiner als 1 werden, im Rahmen der ersten Verfahrensstufe die folgenden Ausgangsstoffe miteinander vermengt :

a) feuerfeste Stoffe 10-50 Gewichts-%

b) anorganische Faserstoffe Λ5 - 60 Gowichts-%

c) organische Faserstoffe 5- ~ 30 Gewichts-%

d) Bindemittel 5-30 Gewichts-%

Im Rahmen dieser Zusammensetzung soll der Gesamtanteil der anorganischen Faserstoffe und der organischen Faserstoffe mehr als 30 % ausmachen. FUr wärmeabgebende und wärmeisolierende Muffen müssen die feuerfesten Stoffe einen exothermen Stoff und ein Oxidationsmittel für denselben enthalten.

Die obengenannten Bestandteile werden in vermengtem .oder unver-

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mengtem Zustand mithilfe eines Kübelaufzugs 1 in einen Rill- " trichter 2 eingefüllt. Die Stoffe werden dann durch eine Schneideinrichtung 3 kontinuierlich aus dem Fülltrichter 2 aus-* gexragen. Es wird jeweils eine Charge der gewünschten Größe ausgetragen. Die Charge kommt für die zweite Verfahrensstufe in einen Mischer 4 für den Faseraufschluß. Die erste Verfahrensstufe kann ausgelassen werden, so daß dann die Ausgangsstoffe unmittelbar in den Mischer 4 eingefüllt werden, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Der Mischer 4 ist mit einer Schraube 5, die Mischflügel trägt, ausgestattet, damit die Faserstoffe zerschnitten und aufgeschlossen werden. Außerdem ist ein Rührbalken 6 vorhanden. Der Mischer 4 ist von einem kopfseitig angeordneten Motor 7 angetrieben, er zerhackt die Mischung der Ausgangsstoffe und schließt .die Fasern sehr gut auf und zwar in trockenem Zustand. Die aufgeschlossenen Faserstoffe werden mit den anderen pulver- oder granulatförmigen Bestandteilen gut vermischt. Der Aufschluß der Fasern in dieser zweiten Behandlungsstufe ist neuartig gegenüber herkömmlichen Verfahren. Sodann erreicht die Mischung mit den aufgeschlossenen Faserstoffen" das Fußende des Mischers 4 und gelangt in einen Einfülltrichter 9 am einen Ende eines Kneters 8. Der Einfülltrichter 9 .ist zum Vermischen mit Wasser eingerichtet. Mittels einer Pumpe 10 werden dem Gemisch weniger als 150 %, vorzugsweise zwischen 75 und 100 %,Wasser zugeführt. Die Durchknetung erfolgt mithilfe einer Förderschnecke 11, die. von einem Motor am linken Ende des Kneters 8 angetrieben ist. Am rechten Ende fällt die Mischung in einen v/eiteren Fülltrichter 13.

Da ein Faseraufschluß und eine gute Durchmischung des Gemischs gegeben sind, kann die Durchknetung in dem Kneter.8 mit einem

'kleinen Wasseranteil bis zu 150 % erfolgen, so daß für diese Durchknetung keine große Wassermenge erforderlich ist. Infolgedessen bleibt die durchknetete' Mischung in der ursprünglichen Pulver- oder Granulatform erhalten. Dies bedeutet eine wesent-

jliehe Verbesserung gegenüber bekannten Arbeitsweisen.

!Die Aufbereitung einer solchen Mischung in Pulver-, Granulat- ·

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oder Feststofform rait Wasser., ohne daß die Mischung schlammig oder pastös und trübe wird, ist im Rahmen herkömmlicher Ar- · beitsweisen nicht möglich. Hierin liegt ein überraschender Vorteil der Erfindung. Gerade dieses Merkmal ermöglicht eine kontinuierliche Preßforraung von Muffen in der folgenden vierten Bearbeitungsstufe.

Die pulver- oder granulatförmige Mischung innerhalb des FUIlj tr-ichters 13 gelangt für die weitere Verarbeitung über eine { Stellplatte 14 wechselweise in einen Fülltrichter 17 odter 18, die jeweils zu einer Formmaschine 19 bzw. 20 gehören. Die Formung in dieser Formmaschine 19 bzw. 20 im Rahmen der vierten Bearbeitungsstufe erfolgt gemäß Fig. 2(A). Da die beiden Formvorgänge jeweils in gleicher Weise erfolgen, wird nur ein Formvorgang erläutert. Die pulver- oder granulatförmige Mischung in dem einen Fülltrichter 18 wird in Formen 22, 23 eingefüllt, dsren Inhalt dem Volumen'einer Charge gleich ist, die durch einen Schieber 26 abgetrennt ist. Wenn die Formen mit der Mischung 25 gefüllt sind, wird der Schieber 26 geschlossen. Die eingefüllte Mischung wird von oben nach unten unter einem Druck von 5 oder 5 kg/cm durch Druckluft 27 vertireßt.

Für diese Formung beaufschlagt Druckluft die Mischung 25. Die Druckluft strömt aus der Mischung 25 durch eine große Anzahl von Luft-Wasser-Entlüftungsöffnungen 24, 24' ab, die in den Formteilen 22 und 23 'angeordnet sind. Die Formung erfolgt in einfacher und schneller-Weise ebenso wie bei der Herstellung von Gießkernen. Wenn mehr Wasser als notwendig in der zu pressenden Mischung vorhanden ist, tritt dieses überschüssige Wasser zusammen mit der Luft durch die Entlüftungsöffnungen 24 aus. Doch muß nur eine sehr kleine Wassermenge entfernt werden, wenn j die Arbeitsweise nach der Erfindung zur Anwendung kommt. Wenn selrr viel Wasser entfernt werden muß", kann ebenfalls das Preßverfahren nach der Erfindung mit entsprechenden Abwandlungen zur Anwendung kommen. Nach der Erfindung wird eine Mischung innerhalb der¹ Durchknotungsstufe durchgeknotet, jedoch so, daß sie nicht schla^jriig oder pastön oder trübe wird, sondern viel-¹

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mehr ihre Pulver-, Granulat- oder Feststofform beibehält. Dieses ist der Fall, wenn weniger als 150 % Wasser in der angegebenen Weise zugesetzt werden. Eine solche Mischung macht eine konti- · nuierliche Preßformung unter Verwendung von Druckluft möglich. Nach Fig. 2{B) besteht jede Entlüftungsöffnung 24 aus einer Gruppe einer großen Anzahl kleiner Durchgänge 24', damit die Pulver- oder Gr.anulatmischung nicht austreten kann.

Eine solche, Preßformung ist auch mit einem geringen Druck möglich, entweder von Hand oder mithilf.e einer Maschine, womit die Verwendung von Druckluft umgangen wird. Anstelle der dargestellten Ausführungsform einer Schneideinrichtung 3, ei'nes Mischers 4 und eines Kneters 8 kann man auch .gleichwirkende andere Geräte einsetzen. . -

Die in der beschriebenen Weise formgepreßten Muffen werden bei einer Temperatur von "etwa 180⁰C innerhalb einer Trockeneinrichtung im Rahmen der fünften Verfahrensstufe getrocknet. Während dieser Trocknung schmilzt das zugemischte Bindemittel, bspw. ein Phenolharz, und umschließt die Granuli des pulvereförmigen Materials, damit dieselben zusammenbinden und man eine feste Muffe erhält. Außerdem macht ein Überzug dieses Bindemittel· die fertige Muffe wasserabstoßend, so daß dieselbe feuchtigkeitsabweisend ist.

Die physikalischen Eigenschaften einer derartigen wärmeisoliereni den Muffe gemäß Fig. 3,1 sindr Biegefestigkeit etwa 20 kg/cm"" j (etwa gleichwertig wie nach herkömmlichen Verfahren); scheinbares spezifisches Gewicht 0,7 - 0,9 (gegenüber 1,1 - 1,5 bei herkömmlichen Muffen); im wesentlichen keine Feuchtigkeitsaufnahme entgegen herkömmlichen Muffen. Die zum Vergleich angegebenen herkömmlichen Muffen enthalten keine Faserstoffe.

Neben der Herstellung von Erzeugnisnen, die sonst nur mit !Schwierigkeiten durch Formpressunf; hergestellt werden können, läßt sich das Verfahren nach der Erfindung auch leicht für die !Herstellung von Tafeln anwenden, die ohne Mühe unter Verwendung

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einer Einrichtung gepreßt werden können, die zur Herstellung •von Tafeln gemäß Fig. 3? II geeignet ist. ■ ,

lim folgenden sind "besondere Einzelheiten der Mischungskomponenten im Rahmen der Erfindung angegeben:

Als feuerfeste Stoffe in Granulatform sind "brauchbar Silicastein, Tonerde, Schamotte, Ziegelpulver, Flugasche, Kieselerde usw.. Erforderlichenfalls kann man exotherme Stoffe wie Aluminium

/Die

und ein dafür erforderliches Oxidationsmittel beifügen. .Korngröße aller dieser Bestandteile muß'"-zwischen Oy 2 und 1" mm liegen. Als anorganische Faserstoffe lassen sich benutzen Gesteinswolle, Glaswolle, Erzflocken, Asbest und dgl. jeweils mit Größenabmessungen von 3 - 5 mm in Längsrichtung. Als organische Faserstoffe lassen sich benutzen Holzspäne, Holzmark, Fasern und/oder Papier jeweils mit Größenabmessungen zwischen 0,5 und 5 mm in Längsrichtung. Als Bindemittel läßt sich ein wasserunlösliches Kunstharz benutzen, bspw. ein Phenolharz.

Die Mischung der genannten Ausgangsstoffe hat folgende Wirkungen. Die feuerfesten Stoffe wie Kieselerde und Ziegelpulver !machen das Produkt feuerfest und verleihen ihm im Gebrauch eine Formstabilität; die anorganischen Faserstoffe wie Asbest oder 2rzflocken machen das Produkt fest und leicht; die organischen Faserstoffe wie Holzpulver und Holzmark machen das Produkt leicht und porös. Damit das scheinbare spezifische Gewicht kleiner als 1 ist, muß der "Gesamtanteil der anorganischen und organischen Faserstoffe mindestens 30 Gewichts-% der Mischung ausmachen. Ein Bindemittel wie ein Phenolharz wird zugegeben, deirait dasselbe, in der Formungsstufe schmilzt und die genannte Mischung umkleidet. Die kornförmigen Teile werden dadurch gebunden und das Erzeugnis wird wasserabstoßend und feuchtigkeitsbeständig.

In Rahmen der Erfindung werden große Anteile anorganischer und organischer Faserstoffe gemischt, damit das scheinbare spezifische Gewicht des Endprodukts kleiner-als 1 1st, d,.h* damit das

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!Endprodukt leichter als Wasser ist. Außerdem soll dadurch die j Festigkeit des Endprodukts erhöht werden. Infolge des leichten •Gewichts hat das Endprodukt eine hohe Wärmaisolation; infolge J der Verwendung eines Bindemittels ist die Feuchtigkeitsbestänjdigkeit gut. Dadurch werden die günstigen Einflüsse des Erzeugnisses auf Gießköpfe nicht nur gesteigert, ε-ondern auch die j Herstellungskosten gesenkt.

I ' . ■

j Wenn große Mengen faserformiger Stoffe mit feuerfesten Stoffen j in Pulver- oder Granulatform gemischt v/erden, wird es ,schwierig, eine selche Mischung auszuformen, die mit Wasserglas oder dgl. anstelle eines Wasserzusatzes durchgeknetet worden ist. Ein solches Durchkneten ist in herkömmlichen Arbeitsweisen üblich, wc nur feuerfeste Stoffe ohne Zusatz größerer Anteile von Faserjstoffen benutzt werden. Deshalb ist nach herkömmlichen Verfahren zum Durchkneten einer Mischung mit einem großen Anteil von Faserstoffen eine große Wassermenge, bspw. 500 - 700 % als Zusatz erforderlich, damit die' Mischung flüssig, pastös und trübe wird und damit eine gute Mischwirkung erzielt wird. Dies macht es erforderlich, eine derart große Wasserinenge in der Formungsstufe zu entfernen, wodurch das Formungsverfahren umständlich und schwierig wird.

Demgegenüber v/ird nach der Erfindung eine Mischung der Ausgangsstoffe faseraufgeschlossen- und in trockenem Zustand gut durchmischt, bevor eine Durchknetung mit Wasser erfolgt. Infolgedessen bleibt die Mischung nahezu in gleichem Zustand wie eine Mischung, die nur feuerfeste Stoffe gemäß dem Stand der Technik enthält. Das Ausgangspulver oder -granulat v/ird durch den Zusatz von weniger als 150 % Wasser, vorzugsweise zwischen 75 und 100 % Wasser beim Durchkneten nicht flüssig. Infolgedessen kann die Preßformung ohne besondere Maßnahmen zur Entfernung überflüssigen Wassers durchgeführt werden. Man kann ein Preßformverfahren anwenden, so daß eine Serienproduktion von Muffen unter Verwendung einer Kernherstellungsmaschine oder dgl. möglich ist. Außerdem werden die Muffen stark und wärme!solierenct.

Im Rahmen der Erfindung und unter Anwendung der Einrichtung der j Erfindung kann. man.leicht und kontinuierlich Muffen oder Tafeln mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht kleiner als 1 herstellen. Bas· Verfahren nach de.r Erfindung ist jedoch nicht auf die Herstellung solcher Muffen oder Tafeln eingeschränkt. Man kann auch Muffen oder Tafeln mit einem scheinbaren spezifischen Gewicht größer als 1 herstellen, auch wenn große-Anteile von j Faserstoffen den feuerfesten Stoffen zugegeben sind. Auch in j diesem Fall kommt der Verfahrensschritt nach der Erfindung zum I Aufschluß der Fasern der zugesetzten Faserstoffe zur Anwendung. Bs erfolgt; eine sorgfältige Durchmischung mit den anderen Bestandteilen wie den feuerfesten Stoffen, damit die erhaltene Mischung ohne Wasserentfernung preßgeformt werden kann, obgleich eine Durchknetung mit einem gewissen Wasserzusatz erfolgt ist. Damit kann man serienmäßig Produkte durch Preßformung herstellen, die eine verstärkte Festigkeit haben.

Auch im Rahmen des Standes der Technik werden Faserstoffe in der /uafangsstufe den feuerfesten Stoffen in Granulatform oder anderen Stoffen beigemischt, wobei jedoch eine große Wassermenge von 500 - 700 % zugesetzt werden muß, damit die Mischung für die Durchknetung pastös und trübe wird. Infolgedessen muß man ein Formverfahren mit einer Entfernung einer großen Wasserj menge durch Vakuumabsaugung oder durch Zentrifugaltrennung 1 anwenden. Im Vergleich zu einem -nach.'der Erfindung hergestellten Produkt ist ein Produkt nach der herkömmlichen Technik ziemlich unterschiedlich im Aussehen und in der Festigkeit sowie' in der'Preßfcrmung. Sin' auf herkömmliche "Weise geformtes Produkt, aus dem Wasser mittels einer Vakuumeinrichtung abgesaugt ist, besitzt eine unregelmäßige Oberfläche und eine geringe Festigkeit. Demgegenüber hat ein Produkt nach der Erfindung eine glatte Oberfläche und eins wesentliche höhere Festigkeit.

Im folgenden ist ein Einzelbeispiel der Erfindung erläutert. Die angegebenen Prozentsätze sind jeweils Gewichts-%, wenn nichts anderes vermerkt ist. '

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^Mischung (A) (zur Herstellung von. wäriaeisqlierenden Muffen (A))

{Kieselerde ■feuerfeste Ziegel-

studio

(0,2 ■■ 1 Kr.) Durchmesser) (unter 100 Mas

sAsbest

!Holz späne (Zusätze:

!phenolharz

IV/asser

(.kleiner als 5 - 5 mm im Durchmesser u id :in Längs richtung)

(unter 20 Maschin)

30% 20%

40% 1096

der gerannten Mischuag »

75% j der gekannten Mischung i

jMischung (B)(zur Herstellung adiabatischer, wärmeabgebender Ϊ Muffen (B))

'Kieselerde jAluminiumpulver jMangandi oxid !.Asbest

Zusätze: Phenolharz

!Wasser

(kleiner als j5 - 5 mm im Durchmesser und in Längsrichtung)

25% 18% 15% 42%

der genannten Mischung

100% der genannten Mischung

!Mit diesen Mischungen (A) und (B) v/erden Muffen I nach Fig. 3 !ri.it einem Außendurclimesser von 170 mm, einem Innendurchmesser von 120"mm und einer Höhe von 120 mm hergestellt. Das Zusatzvolurnen an Wasser zum Einknoten in der dritten -=Verfahrensstufe {beträgt 75 - 100 %. Die Preßformung erfolgt mittels einer Kemherstellungsrnaschine mit der gleichen Taktgeschwindigkeit wie die Herstellung von Kernen herkömmlicher Art unter Verwendung dieser Maschine. In einem Gastrockengerät erfolgt während einer Dauer von 2 h eine Trocknung bei einer Temperatur von 180⁰C.

JKszi erhält eine warmeisolierende Muffe (A) und eine wärmeabwärmaisolierende Muffe (B) mit ausreichender. Festigkeit

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Diese Versuchswerte v/erden mit Versuchswerten anhand von Muffen nach herkömmlichen Verfahren verglichen.

Tabelle 1 vergleicht das scheinbare spezifische Gewicht der verschiedenen Stoffe, jeweils berechnet nach der Formel:

Muff, engewicht Muffenvolumen

Tabelle 1

Erfindung;

Probe

B-

Scheinbares

spez. Gewicht 0,85 0,i

herkömmliche Verfahren C D

Bemerkung: 1) Die Muffe.'. (C) nach einer herkömmlichen Technik enthält keinen Faserstoffzusatz; es handelt sich um eine wärmeisolierendo, wärmeabgebende Muffe. Sie hat nahezu die gleiche Größe wie die Muffe nach der Erfindung.

2) Die Muffe (D) enthält ebenfalls keine Faserstoffe; es ist ■eine wärmeisolierende, wärmeabgebende Muffe von nahezu gleicher Größe wie die Muffe nach der Erfindung.

3) Mischung für die Muffe (C): Aluminiumpulver 20%, Aluminiumasche 33%, Eisenoxid 9%, Kaliumnitrat 9%, Kieselerdepulver 26%, Kryclithpulver 5%. Zusätzlich, zu der genannten Mischung: Wasserglas 10 Gewichts-%, verfestigt nach dem Kohlensäuregasverfahren und getrocknet bei einer Temperatur yon 120⁰C.

4) Mischung für die Muffe (D): Aluminiumpulver 15%, Aluminiuinabfälle und Pulver 5%, Aluminiumasche 42%, Eisenoxid 15%, Kaliumnitrat 10%, Perlitpulver 10%, Kryolithpulver 3%« Zusätze zu der genannten Mischung: Wasserglas 10 Gewichts-%, verfestigt nach dem Kohlensäuregasverfahren. und getrocknet bei einer Temperatur von 120⁰ C. '

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Tabelle 2 gibt zum Vergleich die Werte für die Feuchtigkeits· beständigkei.t dieser Stoffe an.

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■ pSrf indung

OD l

.!!Erfindung

^ !!Stand der jTechnik

¹ Stand der '!Technik L

,D

Tabelle 2

Feuchtigkeitsbeständigkoit bei Luftzutritt: V/asserabstoßüng

durch ■ V/&ssGrnbsorx>tlon ^c,i 'fin yassurl

durch V/e.ssc-r.obsorption %

(in V/asser)

anntittel- !5 h
bsr nach

Trocknung i ·

15 h ii Tag !2 Tage ! 7 Tage j 30 Tago danach!danaphidanach ί danach j danach .

Zustand beim "Einbringen in Vasser

\ 0% ι '0,7;- ' 1-5% ί 2,0# I 2,0?ό j Schwimmend langer ! · . ■' . ! i !als 4S h

-Q9i

C,

fr/ ί

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0,5P, 1,5S^ j 2,O^r5 ί Ϊ

2'. O/o j Schwimmend länger als 24 h" ·

Beim Einbringen

über j zer-2,0';"j J setzt

Festigkeit: Ein Probekörper von 25 mm Breite und 25 mm Dicke sowie 140 mm Länge wird aus jeder Probemuffe ausgeschnitten. Die Biegefestigkeit wird, an vier Probekörpern gemessen:

Probekörper (A) nach der Erfindung: ' 20-25 kg/cm

* P

Probekörper (B) nach der Erfindung: 20 - 25 kg/cm Probekörper (C) nach dem Stand der Technik: 25 - 28 kg/cm^

Probekörper (D) nach dem Stand der Technik: 16 - 20 kg/cm"

Wärmeisolation: Ein Probekörper von 210 mm Länge χ 210 mm "Breite χ 30 nm Dicke wird aus jeder Probemuffe ausgeschnitten. Die Wärmeisolation wird an vier Probekörpern gemessen. Eine Oberfläche wird auf 900⁰C - 1 000⁰C erhitzt. Der Temperaturanstieg der gegenüberliegenden Oberfläche wird gemessen, jeweils in Abhängigkeit von der Zeit. Die Meßwerte sind in Fig. 4 aufgetragen. Die Probekörper (A) und (B) nach der Erfindung zeigen einen v/es entlich geringeren Temperaturanstieg als die Probekörper (C) und (D) nach des* Stand der Technik, so daß also eine Muffe nach der Erfindung eine gute Wärmeisolation zeigt.

In Fig. k geben jeweils die Kurven im oberen Teil die Temperatur der erhitzten Seite der Probekörper an, die Kurven im un- i teren Teil geben jeweils den Temperaturanstieg auf der gegenüberliegenden Seitenfläche v/ieder.

Weitere Versuche: Das Ergebnis der Verwendung der Muffe (B) nach.der· Erfindung beim Gießen von Gußstahl ist so gut, daß man nach Fig. 5 einen Gießkopf (F) erhält, der im wesentlichen kein Aufkochen der Stahlschmelze zeigt. Die Oberfläche ist gleichmäßig, die Lunkerhohlräume 28 sind klein. Im Vergleich zu den Gießköpfen (E) und (G), die unter Verwendung der Muffen (D) und (C) erhalten sind, zeigt sich im wesentlichen kein Aussintern,

DJ.« jeweiligen Gießköpfe (E), (F) und (G) sind von den Gußstücken abgeschnitten.

Muffen und .Tafeln nach der Erfindung zeigen nur eine geringe Wasserabsorption * Infolgedessen ist kein Schutzüberzug zum Feuchtigkeitsschutz erforderlich. Die Muffen können ohne v/eitere Behandlung sofort in Formen eingesetzt werden. Sie können auch für längere Zeit gelagert werden. Infolge ihres geringen Gewichts lassen sie sich ohne Schwierigkeiten handhaben und transportieren. Infolge ihrer guten Wärmeisolation· aufgrund des geringen Gewichts lcann ein Gießkopf seine Temperatur während einer langen Zeitdauer beibehalten. Infolge der geringen Wärmeaufnahme geben sie nur langsam Wärme ab_x so daß man ein im wesentlichen rauchfreies Gemisch erhält. Dieses ist zur Verhinderung von Luftverschmutzung sehr wichtig, Die Erfindung bringt überraschende Vorteile für die kontinuierliche und automatische Herstellung von Muffen zu weitgehend verringerten j Herstellungskosten. - " -

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Muffen oder Tafeln für Gießköpfe aus Metallguß, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte : - " ■

1. zwischen 10 und 50 Gewichts-% mindestens eines feuerfesten Stoffes in Granulat- oder Pulverform,

2. 15 Gewichts-% mindestens eines kurzen anorganischen Faser-i stoffes,

3. mindestens 5 Gewichts-% mindestens' eines organischen Faserstoffes und

4. zv/ischen 5 und 10 Gewichts-% eines wasserunlöslichen Bindemittels;

b) Aufschluß der Fasern und Mischen des anorganischen und or- ! ganischen Faserstoffes zusammen mit dem Ausgangsstoffgemisch j durch Umrühren in trockenem Zustand ohne Wasserzusatz, damit ; eine sorgfältige Mischung mit dem feuerfesten Stoff erfolgt; I

c) Durchkneten der erhaltenen Mischung mit weniger als 150 Ge- | wichts-% der Mischung an V/asser, damit die Mischung in fester¹ Form mit geringster Fließfähigkeit verbleibt; ]

d) Gießen dieser Mischung in fester Form in die gewünschte Gestalt durch Preßformung im wesentlichen ohne, dap Wasser oder andere Bestandteile entfernt werden müssen;

e; Trocknung der geformten Mischung bei einer Temperatur von etwa 180⁰C zwecks Verfestigung.

2. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verciengung a) gleichzeitig mit dem Aufschluß der Fasern und der Mischung b) durchgeführt wird.

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3. Verfahren.nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsanteile der feuerfesten Stoffe, der anörga- , nisehen Faserstoffe und der organischen Faserstoffe jeweils zu 10 - 15, 15 - 60 bzw. 5 - 30 Gewichts-% gewählt werden.

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesarctanteil der anorganischen und organischen Faserstoffe, die in der Verraengungsstufe eingemengt werden, kleiner als 30 Gewichts-% ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den feuerfesten Stoffen, die in der Vermengungsstufe eingemengt werden, ein exothermer Stoff und ein dazu passendes Oxidationsmittel zugegeben v/erden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermengungsbehandlung a) und die Behandlung b) zum Aufschluß der Fasern und zur Vermischung gesondert durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während der Durchknetungsbchandlung Wasser "in . einem Anteil zwischen75 und 100 Gewichts-% zugefügt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßformung in muffehförmigen Formen unter : Verwendung von Druckluft mit einem Druck von 5 bis 7 kg/cm durchgeführt wird. '."."-

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch· gekennzeichnet, daß als feuerfester Stoff für die Vermengung, Silicastein, Tonerde. Schamottesteinpulver, Flugasche und/oder Kieselerde mit einer Korngröße von etwa 0,2 bis 1 mm verwendet werden.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganische Faserstoffe Gesteinswolle, Glaswolle, Erzflocken und/oder Asbest mit einer Korngröße zwischen 3 bis 5 hihi verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Faserstoffe Holzspäne, Holzmark, Fasern und/oder Papier in einer Korngröße zwischen 0,5 und

5 mm, verwendet werden.

12. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem dar Ansprüche 1 bis. 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aus gangs st of f-Zufuhrteil aus einem Fülltrichter (2) zur Aufnahme einer Mischung anorganischer und organischer Fasern in großer Menge zusammen j mit einem feuerfesten Stoff und aus einer kontinuierlich arbei-- i tenden Schneideinrichtung (3) für die Ausgangsstoffe vorgesehen ist, daß ein Mischer (A) mit Mischflügeln (5) zum Aufschluß der Fasern und zur Mischung der Faserstoffe in trockenem ·

Zustand ausgerüstet ist, daß ein Feuchtkneter (8) einen Einf ül 3 -.; trichter (9) sur Aufnahme der faseraufgeschlossenen und ge- i mischten Ausgangsstoffe aus dem Mischer und eine Schnecke aufweist, die kontinuierlich die eingefüllten Bestandteile mit- ; nimmt, und daß eine Einrichtung zur kontinuierlichen Preß- ! formung der gekneteten.Mischung in Formen'mithilfe von Druckluft nachgeschaltet ist, wobei diese Einrichtung einen Fülltrichter (13) zur Aufnahme der gekneteten Ausgangsstoffe aus dem Feuchtkneter aufweist.

BAD

L e e rs e i t e