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Form- und Kernsandgemisch zur Herstellung von Stücken aus Eisenguß
Die Erfindung bezieht sich auf ein Form- und Kernsandgemilch sur Herstellung von
Gußstücken aus Eisen. Die bekannten Form- und Kernsandgemische bestehen aus Quarz,
einem Bindemittel, meist Bentonit, das mit Wasser aufbereitet wird, und einem Zusatzstoff,
der dazu dient, das Anbrennen des Sandes am Guß stück zu verhindern. Als Zusatz
stoffe, die in Mengen von einigen Gewichtsprozent, z.B. 5 Gew.-%, zugegeben werden,
sind Steinkohlenstaub oder gemahlenes Pech oder Bitumen oder Gemische aus Steinkohlenstaub
und Pech oder Bitumen bekannt. Man hat für den gleichen Zweck auch schon Kunstharze
und Öle verwendet, wobei es allgemein darauf ankommt, daß die Stoffe Kohlenwasserstoffe
enthalten.
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Die Wirkung der kohlenwasserstoffhaltigen Ibterialien ist auf die
Bildung von Glanzkohlenstoff zurückzuführen.
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Dieser entsteht aus den flüchtigen Bestandteilen, die beim Erhitzen
entweichen und sich oberhalb ü5o0 C auf heißen Oberflächen, insbesondere auf den
Oberflächen der quarzkörner, abscheiden. Der abgeschiedene Glanzkohlenstoff bildet
einen Schutzfilm, der von der Eisenschmelze nicht benetzt wird, so daß es nicht
zu einer Eisen-Quarz-Reaktion kommen kann, und Sandanbrennungen vermieden werden
Die kohlenwasserstoffhaltige Substanz hat darüber
hinaus noch die
Aufgabe, Sandausdehnungsfehler, wie Schülpen und Rattenschwänze, zu verhindern.
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Bei der Erwärmung bleibt, nachdem die flüchtigen Bestandteile entwichen
sind, ein Rückstand, der vorwiegend aus Kohlenstoff besteht, also ein Koks bzw.
je nach der Ausgangssubstanz ein koksartiges Gebilde ist. Die Koksrückstände können,
da sie zerreiblich sind, dem Ausdehnungsdruck des Quarzes nachgeben und die Ausdehnung
des Quarzes bei der Umwandlung von fl- Quarz in ½-Quarz, die bei einer Temperatur
von 575° C stattfindet, aufnehmen. Das Sandsystem wird also durch die Koksrückstände
abgepuffert. Die Koksrückstände hat man daher auch als "Pufferstoffe" bezeichnet.
Der Anteil an Pufferstoffen ist bei den verschiedenen Zusatzstoffen unterschiedlich.
Beispielsweise bildet Steinkohlenstaub einen Koksrückstand von etwa 70 %, während
eine kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit, also ein Öl, nur etwa 5 % Pufferstoffe
bildeü. Es kann daher ein Mangel an Pufferstoffen im Formsandsystem auftreten, der
dadurch ausgeglichen wird, daß zusätzlich Pufferstoffe in das System eingeführt
werden.
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Beispielsweise ist es bekannt, dem Formsandgemisch Holzmehl, Braunkohle,
Torfmehl und Koksgruß als Pufferstoffe zuzusetzen, gegebenenfalls die Stoffe mit
Öl zu mischen oder zu imprägnieren. Dadurch wird gleichzeitig ein zu hoher Wassergehalt
im Formsand vermieden.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, ein Form-
und Kernsandgemisch zu entwickeln, mit dem Sandausdehnungsfehler und Sandanbrennungen
durch 7usatz eines Pufferstoffes vermieden werden, der während des Be-
triebs leicht zu handhaben ist Bei einem Form- und Kernsandgemisch aus Quarz, Bindemittel
und einem Zusatzstoff zur Vermeidung von Sandanbrennungen,
wie z.B.
Kohlenstaub oder einem kohlenwasserstoffhaltigen Material, in Mengen bis zu einigen
Prozent, vorzugsweise von 5 %, besteht die Erfindung darin, daß das Form- und Kernsandgemisch
als Pufferstoff einen Zusatz von Fluid-Petrolkoks in Mengen von 0,03 bis 0,3 % enthält.
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Fluid-Petrolkoks entsteht bei der Aufarbeitung von Erdölen aus den
Destillationsrückständen durch kontinuierliches Cracken im Fließbett, wobei der
Fluid-Petrolkoks im Kreislauf gefahren wird. Er liegt in einer Körnung im wesentlichen
unter 1 mm vor. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß beim Zusatz von geringen
Mengen, z.B.
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von 0,08 Gew.-% Fluid-Petrolkoks, zu mit Bentonit gebundenem Formsand,
Sandausdehnungsfehler, wie Schülpen und Rattenschwänze, mit Sicherheit vermieden
werden.
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Der Zusatz von Fluid-Petrolkoks kann sowohl zum Neusandgemisch als
auch zu dem in der GieRerei umlaufenden Altsandgemisch erfolgen. Dabei genügt es,
welm das Altsandgemisch von Zeit zu Zeit mit Fluid-Petrolkoks angereichert wird.
Neben der Vermeidung von Sandausdehnungsfehlern hat der Zusatz von Fluid-Petrolkoks
den Vorteil, daß er die Verwendung von kohlenwasserstoffhaltigen Ölen als weiteren
Zusatz stoff zur Vermeidung von Sandanbrennung en ermöglicht. Die Verwendung von
kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten hat gegenüber Steinkohlenstaub und Pech
den Vorteil, daß beim Abgießen eine nur geringe, häufig sogar keine Rauchschwadenbildung
erfolgt, wodurch die Gießerei sauberer als bisher gehalten werden kann. Darüber
hin@us erfolgt durch den Zusatz von Flüssigkeiten bekanntli@@ eine Staubbindung;
entsprechende Messungen haben ergeben, daß bei der Verwendung von Ölen anstelle
von Steinkohlenstaub Staubverminderungen von ca. 30 % erzielt wurden. Der Finsatz
von Olen im Formsand trägt
daher wesentlich zum allgemeinen Umweltschutz
bei.
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Die Verwendung von Ölen als Zusatzstoffe zur Vermeidung von Sandanbrennungen
gehört zum Stand der Technik, hat sich aber dadurch in vielen Fällen als unzweckmäßig
erwiesen, daß nach längeren oder kürzeren Zeiträumen Sandausdehnungsfehler, wie
Schülpen und Rattenschwänze, nicht vermieden werden konnten, die dann auftraten,
wenn der Formsand ausgebrannt war, d.h. keine oder nur geringe Mengen an Verkokungsrückständen
enthielt. Die Verkokungsrückstände, die man dem ausgebrannten Altsandgemisch zusetzte,
bestanden ausschließlich aus Stoffen, die zur Entwicklung von Rauchschwaden neigen,
beispielsweise aus Steinkohlenstaub und Pech. Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung
dadurch, daß dem Altsandgemisch Fluid-Petrolkoks und Öl in geringen Mengen zugesetzt
werden, wodurch sowohl Sandanbrennungen als auch die Bildung von Sandausdehnungsfehlern
vermieden werden, ohne daß in der Gießerei Belästigungen durch Rauchachwaden auftreten.
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Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von Fluid-Petrolkoks
in Mengen von 0,03 bis 0,3 /o als Zusatz stoff zu Kern- und Formsandgemischen zum
Zwecke der Vermeidung von Sandausdehnungsfehlern, sowie die Verwendung von Fluid-Petrolkoks
zusammen mit einem kohlenwasserstoffhaltigen Öl, das in geringen Mengen zwischen
0,05 und 0>15 % zugesetzt wird, als Zusatzstoffe zu Kern-und Formsandgemischen
zur Vermeidung von Sandausdehnungsfehlern und Sandanbrennungen.
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Ausführungsbeispiele: 1. Einem aus einem Neusandgemisch aus 89 O/o
Neusand, 6 % Bentonit und 5 % Steinkohlenstaub entstandenen Altsandgemisch wurden
folgende Stoffe zugesetzt:
0,25 So Bentonit, 0,08 ß eines kohlenwasserstoffhaltigen
Öles, 0,05 % Fluid-Petrolkoks, 3 % Wasser 2. Einem Altsandgemisch wie in Beispiel
1 wurden folgende Stoffe zugesetzt; 0,6 so Bentonit, 0,4 % Steinkohlenstaub, 0,03
% Fluid-Petrolkoks Mit den Altsandgemischen, die gemäß den Beispielen 1 und 2 aufbereitet
wurden, wurden in üblicher Weise Gußstücke abgegossen. Diese zeigten eine glatte
Oberfläche und waren völlig frei von Sandausdehnungsfehlern, insbesondere von Schülpen
und Rattenschwänzen.
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Patentansprüche