DE2655183A1

DE2655183A1 - Verfahren zum befestigen eines formkoerpers aus feuerfestem material an der innenflaeche einer blockform

Info

Publication number: DE2655183A1
Application number: DE19762655183
Authority: DE
Inventors: Bryan William Edwards
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-16
Also published as: GB1499367A; JPS5269821A; NL7613509A; AU2028276A; BR7608069A; FR2333595A1; LU76323A1; SE7613552L; BE849075A; AU497276B2; US4061174A; FR2333595B1; ES453921A1; ZA767226B

Description

P/ifcMTANWiLTe

DR. E. WIEGAMD DIPL-IN'?. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 55547d - 8000 M ö N C H E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT "5 MATH ILDENSTRASSE TELEX: 529068 KARPD

6. Dezember 1976

W. 42 683/76 12/se

FOSECO INTERNATIONAL LIMITED Birmingham (England)

Verfahren zum Befestigen eines Formkörpers aus feuerfestem Material an der Innenfläche einer Blockform.

Die Erfindung bezieht sich auf das Befestigen von Formkörpern an Metallgießformen für den Zweck der Identifizierung.

In der US-PS 3 934 639 ist ein Verfahren zum Markieren eines Gußblockes beschrieben, gemäß welchem ein Markierungskörper an einer oder mehreren Innenflächen einer Blockform angeordnet wird, bevor die Schmelze in die Form gegossen wird. Jeder Markierungskörper ist aus einem Schaumkunststoffsubstrat gebildet, in welchem und an welchem feuerfestes Ma-

709824/0776

Ή-

terial gebunden ist und welcher durch eine Vielzahl von Techniken an der Wand der Blockform befestigt werden kann, beispielsweise durch Nägel, die aus einer geeigneten Pistole eingeschossen werden, oder durch Klebmittel.

Es sind verschiedene Arten von Klebmittel vorgeschlagen worden. Jedoch können sie alle die strengen Anforderungen nicht erfüllen, die darin bestehen, daß sie trotz der verschiedenen Betriebsbedingungen der Blockform immer zufriedenstellend wirken sollen. In der Praxis kann der Zustand der Formwand stark unterschiedlich sein. Die Wand kann glatt und relativ sauber sein, oder sie kann verschmutzt sein, Risse bzw. Spalte oder dgl. aufweisen oder mit einer Formschlichte überzogen sein. Es ist nicht praktisch, zu fordern, daß der Stahlwerker die Fläche der Wand der Blockform zuvor reinigt, an der die Markierungskörper befestigt werden sollen, da dies zu teuer und zu zeitraubend ist. Weiterhin kann die Temperatur der Formwand sich in großem Ausmaß ändern, beispielsweise in einem Bereich von etwa 2o C bis höher als 25o C.

Es sind gewisse Zweikomponentenklebmittel verfügbar, jedoch können diese nur an dem Ort des Gebrauchs gemischt werden im Hinblick darauf, daß sie, wenn sie einmal gemischt sind, nur begrenzt lagerfähig sind. Solche Klebmittel sind daher unzweckmäßig, und sie sind auch teuer. Es ist auch bekannt, ein Kontaktklebmittel in Verbindung mit einer Schicht aus vulkanisierbarem Kautschuk zu verwenden. Mit einem solchen System können angemessene Klebeigenschaften unter einigen Gebrauchsbedingungen erhalten werden, jedoch nicht unter allen Gebrauchsbedingungen, und die Anwendung dieses System auf Markierungskörper während ihrer Herstellung kann zu zeitraubend sein.

Es ist möglich, die Formwand mit einem Primer

709824/0776

vorzubehandeln, · um loses Oberflächenmaterial zu binden und zu bewirken, daß es an dem gesunden Metall der Form anhaftet. Durch die Verwendung eines Primers können die Anforderungen an das Klebmittel herabgesetzt werden, jedoch umfaßt diese Verwendung einen zusätzlichen Arbeitsvorgang, der arbeitsintensiv und teuer ist. Weiterhin sind Primerzusammensetzungen üblicherweise insofern nachteilig, als sie giftige und entflammbare Dämpfe freisetzen können.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Befestigen eines Formkörpers aus feuerfestem Material an der Innenfläche einer Blockform geschaffen, und dieses Verfahren umfaßt das Aufbringen eines Gemischs, welches im wesentlichen aus wässrigem Alkalisilikat und einem teilchenförmigen feuerfesten Material besteht, auf den Formkörper oder die Formfläche oder auf beide, wobei das Gemisch eine Viskosität von wenigstens 2ooo poise hat, gemessen an einem Brookfield Viscometer Modell RVT, bei 2o C, und das Gegeneinanderdrucken des Formkörpers und der Formfläche.

Der Formkörper kann an einer Fläche einer Blockform irgendwo im Inneren der Form befestigt werden, beispielsweise an einer Wand der Form einschließlich einer Wand eines Fortnkopfes, oder an einer Blockauf sat z auskleidung, und zwar derart, daß er zur Identifizierung eines Gußblocks in der Form dienen kann. Vorzugsweise wird jedoch der Formkörper an einer Innenfläche einer Wand der Form selbst befestigt.

Das Alkalisilikat kann beispielsweise Natriumsilikat, Kaliumsilikat oder Lithiumsilikat sein. Natriumsilikat wird bevorzugt, und insbesondere werden Natriumsilikate bevorzugt mit hohem Molverhältnis von SiO : Na₀O, beispielsweise mit einem Molverhältnis von größer als 3 : 1, da solche Silikate schneller abbinden» Das teilchenförmige feuerfeste Material sollte

709824/0776

allgemein einen Schmelzpunkt von wenigstens 9°° C haben, und es kann aus einem großen Bereich von Materialien ausgewählt werden. Beispiele geeigneter teilchenförmiger feuerfester Materialien umfassen Porzellanerde, Siliciumdioxyd und Zirkon. Porzellanerde wird bevorzugt, da sie zur Festigkeit der Bindung beiträgt, die zwischen dem Formkörper und der Viand der Blockform erzeugt ist.

Die Viskosität des Klebmittelgemisches aus Silikat und feuerfestem Material, gemessen an einem Brookfield Viscometer Modell RVT liegt vorzugsweise im Bereich von 2ooo bis 2800 poise bei 2o C.

Das Klebmittelgemisch kann hergestellt werden, indem einfach genügend teilchenförmiges feuerfestes Material in das wässrige Alkalisilikat gerührt wird, um eine Zusammensetzung zu erzeugen, welche die gewünschte Viskosität hat. Es ist jedoch zu bemerken, daß es erwünscht ist, die Komponenten des Gemisches schnell zusammenzumischen, um vorzeitige Reaktion des Alkalisilikats mit Kohlendioxyd in der Luft zu verhindern.

Obwohl das Klebmittelgemisch auf den Formkörper oder auf eine Innenfläche der Form aufgebracht werden kann, wird das Aufbringen auf den Formkörper bevorzugt. Das Aufbringen beispielsweise auf die Formwand leidet unter Nachteilen, weil sich Schwierigkeiten bei der richtigen Anordnung des Formkörpers ergeben können, übermäßige Verwendung des Klebmittelgemischs auftreten kann, und weil, wenn die Form heiß ist, vorzeitiges Härten des Klebmittels stattfinden kann mit der Bildung einer Oberflächenhaut, welche ein "enetzen der Fläche des Formkörpers verhindert.

Die Dicke der Klebmittelschicht, die auf dem Formkörper aufgebracht ist, kann sich ändern, jedoch ist üblicherweise eine Schicht mit einer Dicke von 5 bis Io mm ausreichend. Für beste Ergebnisse wird Vorzugs-

709824/0776

■weise die gesamte Fläche des Formkörpers, die der Innenfläche der Form benachbart liegen soll, mit einer Schicht des Klebmittelgemisches versehen.

Das Klebmittel kann auf den Formkörper oder auf die Innenfläche der Form mittels eines Werkzeuges aufgebracht werden, beispielsweise mittels einer Kelle oder eines Streichbrettes. Vorzugsweise -wird jedoch das Klebmittel in Form von Strängen oder "Klecksen" aufgebracht unter Verwendung einer Druckpistole, die mit einer geeigneten Düse versehen ist.

Nach dem Aufbringen des Klebmittelgemiscb.es kann der Formkörper gegen die Innenfläche der Form gedrückt werden, und zwar von Hand oder mittels einer mechanischen Aufbringeinrichtung. Üblicherweise ist ein Andrücken von Hand oder der Druck einer Aufbringeinrichtung während etwa zehn Sekunden ausreichend, um sicheres Haften des Formkörpers an der Innenfläche der Form zu gewährleisten.

Der Formkörper, der beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, kann irgendeine Gestalt haben, die für das Markieren eines Gußblocks zum Zweck seiner Identifizierung geeignet ist. Demgemäß kann der Körper ein oder mehrere Zeichen oder Buchstaben, Ziffern oder Zahlen oder andere Identifizierungssymbole aufweisen.

Der Formkörper kann ein Markierungskörper sein, der aus einem Schaumkunststoffsubstrat gebildet ist, welches überall eine Zusammensetzung hat, die teilchenförmiges feuerfestes Material umfaßt, welches mit einem feuerfesten Binder gebunden ist, wie es in der US-PS 3 934 639 beschrieben ist.

Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Gießen flüssiger Metallschmelze zum Schaffen eines markierten Gußblocks, und dieses Verfahren vjifaßt das Gießen der flüssigen Metallschmelze in eine Blockform, bei welcher an einer ihrer Innenflächen ein Körper aus feuerfestem

709824/0776

Material mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung befestigt ist. Die Erfindung umfaßt auch einen gegossenen markierten Gußblock.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. Die Beispiele 1 und 2 sind Vergleichsbeispiele, -welche die Verwendung von Klebmitteln beschreiben, die unter sich in großem Ausmaß ändernden industriellen Bedingungen nicht geeignet sind. Beispiel 3 beschreibt die Verwendung eines Klebmittels gemäß der Erfindung.

Beispiel 1

Es wurden Ziffern hergestellt, die aus einem Polyurethanschaumsubstrat gebildet waren, welches überall eine Zusammensetzung aufwies aus teilchenförmigen! feuerfesten Material, das mit einem feuerfesten Binder gebunden war, wie es in der US-PS 3 93^ 639 beschrieben ist.

Diejenige Fläche jeder Ziffer, die an der Wand einer Blockform befestigt werden sollte, wurde mit einer Schicht aus natürlichem nicht-vulkanisierten Kautschuk einer Dicke von l,o bis 1,5 mm überzogen. Auf diese Schicht wurde eine Schicht aus Poly (2-äthylhexyl)-acrylat aufgetragen, und die auf diese Weise überzogene Fläche wurde mit einem Schutzüberzug aus silikonisiertem Trennpapier versehen. Der Papierüberzug wurde dann entfernt und jede Ziffer wurde unter einer Vielzahl von Bedingungen von Hand gegen eine Fläche einer Wand der Blockform gedrückt.

Es wurde gefunden, daß die Ziffern sowohl an kalten als auch an heißen Formen zufriedenstellend hafteten, vorausgesetzt, daß die Formwandfläche vor dem Aufbringen der Ziffern gereinigt wurde. Wenn die Formwand mit einer Lage aus losem Schmutz bedeckt war, fiel die Ziffer von der Wand ab, nachdem der von Hand ausgeübte Druck aufgehoben wurde.

709824/0778

Beispiel 2

Es wurde ein Klebmittel hergestellt, welches aus 71,5 Gew.-% wässriger Natriumsilikatlösung und 28,5 Gew.-96 Porzellanerde bestand, indem die Porzellanerde in die Natriumsilikatlösung gerührt wurde. Die verwendete wässrige Natriumsilikatlösung hatte ein Verhältnis von SiO : Na 0 von 3»3 ' 1· Sie enthielt 8,8 Gew.-% Na₀O, hatte eine Dichte von 1,39 bis I₁ ko g/cm^J und ihr Gesamtfeststoffgehalt betrug 37,9 Gew.-% Die Viskosität des Klebmittels betrug l6o poise, gemessen an einem Brookfield Viscometer Modell RVT, bei 2o°C

Das Klebmittel wurde auf eine Anzahl von Ziffern der in Beispiel 1 beschriebenen Art derart aufgebracht, daß eine Schicht einer Dicke von 5 "ho erhalten wurde. Jede Ziffer wurde unter verschiedenen Temperaturen von Hand gegen eine Fläche an einer Wand einer Blockform gedrückt. Bei Temperaturen unterhalb etwa 5° C rutschten die Ziffern unter ihrem Eigengewicht nach unten.

Beispiel 3

Es wurde ein Klebmittel hergestellt, welches 6o Gew.-% der wässrigen Natriumsilikatlösung gemäß Beispiel 2, und 'io Gew.-96 Porzellanerde enthielt, wobei die Porzellanerde in die Natriumsilikatlösung gerührt wurde. Die Viskosität des Klebmittels betrug 2600 poise, gemessen an einem Brookfield Viscometer Modell RVT, bei 2o°C.

Bei Prüfung in der gleichen Weise wie bei dem Klebmittel gemäß Beispiel 2 wurde gefunden, daß unabhängig von der Temperatur der Formwand die Ziffern, die mit dem Klebmittel überzogen waren, an ihrer Stelle verblieben, nachdem während etwa Io Sekunden Druck von Hand angelegt wurde.' Weiterhin war dieses Klebmittel ungleich dem Klebmittel gemäß Beispiel 1 wirksam, Ziffern festzulegen, selbst wenn die Formwand mit einer Lage

709824/0776

aus losem Schmutz bedeckt war.

Ähnliche gute Ergebnisse wurden erhalten bei Verwendung anderer Gemische aus wässrigem Alkalisilikat und Porzellanerde oder anderem teilchenförmigen feuerfesten Material, wobei die Gemische eine Viskosität von wenigstens 2ooo poise, gemessen gemäß vorstehender Beschreibung, hatten.

Es ist ersichtlich, daß bei Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung es möglich ist, Ziffern an Blockformwänden unter praktischen Bedigungen zu befestigen, wenn der Zustand der Formwände oder die Temperatur der Formen andere Befestigungsverfahren unwirksam machen.

709824/0776

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Befestigen eines Fortnkörpers aus einem feuerfesten Material an einer Innenfläche einer Blockform, bei welchem eine Klebmittelzusammensetzung auf den Formkörper oder die Formfläche oder auf beide aufgebracht wird und der Formkörper und die Formfläche gegeneinander gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebmittelzusammensetzung ein Gemisch verwendet wird, welches im wesentlichen aus wässrigem Alkalisilikat und einem teilchenförmigen feuerfesten Material besteht und welches eine Viskosi'-tät von wenigstens 2ooo poise hat, gemessen an einem Brookfield Viscometer Modell RVT bei 2o°C.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper aus feuerfestem Material an einer Innenfläche einer Wand der Form befestigt •wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalisilikat ein Natriumsilikat verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Natriumsilikat verwendet wird, welches ein Molverhältnis von SiO : Na_nO von größer als 3 : 1 hat.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als tailchenförmiges feuerfestes Material Porzellanerde, S±Jiciumdioxyd oder Zirkon verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Gemisches aus Silikat und feuerfestem Material bei Messung gemäß Anspruch 1 im Bereich von 2ooo bis 2δοο poise liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

709824/0776

Λ'

dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Silikat und feuerfestem Material auf eine Fläche des Formkörpers aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als eine Schicht einer Dicke von 5 bis Io mm aufgebracht wird.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkörper aus feuerfestem Material ein Markierungskörper verwendet wird, der aus einem Schaumkunststoffsubstrat gebildet ist, welches überall eine Zusammensetzung aufweist, die teilchenförmiges feuerfestes Material umfaßti das mit einem feuerfesten Binder gebunden ist.

lo. Verfahren zum Gießen flüssiger Metallschmelze zur Schaffung eines markierten Gußblocks, bei welchem flüssige Metallschmelze in eine Blockform gegossen wird, wobei an einer Innenfläche der Form ein Formkörper aus feuerfestem Material befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper an der Formfläche nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 befestigt wird.

709824/077$