DE2716168A1 - Verfahren zur herstellung von giessformen oder giessformkernen und aus einem waesserigen gemisch aus formsand, bindemittel und kohlenstoffhaltigem material bestehender formwerkstoff zur verwendung bei diesem verfahren - Google Patents

Verfahren zur herstellung von giessformen oder giessformkernen und aus einem waesserigen gemisch aus formsand, bindemittel und kohlenstoffhaltigem material bestehender formwerkstoff zur verwendung bei diesem verfahren

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DE2716168A1
DE2716168A1 DE19772716168 DE2716168A DE2716168A1 DE 2716168 A1 DE2716168 A1 DE 2716168A1 DE 19772716168 DE19772716168 DE 19772716168 DE 2716168 A DE2716168 A DE 2716168A DE 2716168 A1 DE2716168 A1 DE 2716168A1
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Bert Karl Gustav
Urban Westin
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NYNAES PETROLEUM AB
Westin and Backlund AB
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NYNAES PETROLEUM AB
Westin and Backlund AB
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives

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Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-BOCK) MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstraßeIO
Dr. r.r. not. W. KÖRBER * TVfcTc ä
Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS *' Ιθ|0θ PATENTANWÄLTE »
1. AB NYNA'S-Petroleum,
Regeringsgatan 109,
S-I11 39 Stockholm/Schweden
2. AB WESTIN & BACKLUND,
LiIjeholmsvägen 8,
S-117 43 Stockholm/Schweden
Neue Patentanmeldung zu:
Verfahren zur Herstellung von Gießformen oder Gießformkernen und aus einem wässerigen Gemisch aus Formsand, Bindemittel und kohlenstoffhaltigem Material bestehender Formwerkstoff zur Verwendung bei diesem Verfahren
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Dipl.-In9. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22
Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10
Dr.r.r. not. W. KÖRBER & (089> '»«·♦
Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS i"l 1 6 1 6 PATENTANWÄLTE
1. AB NYNÄS-PETROLEUM,
Regeringsgatan 109,
S-111 39 Stockholm/Schweden
2. AB WESTIN & BACKLUND,
LiIjeholmsvägen 8,
S-I17 43 Stockholm/Schweden
Patentanmeldung
Verfahren zur Herstellung von Gießformen oder Gießformkernen und aus einem wässerigen Gemisch aus Formsand, Bindemittel und kohlenstoffhaltigem Material bestehender Formwerkstoff zur Verwendung bei diesem Verfahren
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formen oder Formkernen aus einem wässerigen Gemisch aus Formsand, Bindemittel und einem kohlenstoffhaltigen Material, das glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, ohne zuvor gehärtet oder getrocknet gewesen zu sein, wobei das Formmaterial oder der Formwerkstoff sowie der Formkernwerkstoff nach einem Gießvorgang wiederverwendet wird, um eine weitere Form oder einen weiteren Formkern herzustellen, während gleichzeitig zusätzliche Mengen des Bindemittels und des kohlenstoffhaltigen Materials zugegeben werden, um das Bindemittel sowie das kohlenstoffhaltigen Material zu ersetzen, welche während eines vorhergehenden Gießvorganges verbraucht sind. Das Verfahren bezieht sich insbesondere auf die Herstellung Grünsandformen und Grünsandformkernen, d.h. Formen oder Formkerne aus magerem oder nassem oder grünem Formsand, welcher unmittelbar nach ihrer Bildung ohne vorherige Trocknung und Härtung gebraucht werden können, wobei der Sand derselben wiederverwendet werden kann, nachdem das Gußstück sich verfestigt hat. Der Ausdruck "Metall", wie vorliegend verwendet, bezieht sich vor allem auf Eisen-und auf Kupfer- und Aluminiumlegierungen oder auf andere Metalle, deren wichtige Eigenschaften durch die Berührung der Metalle mit dem Kohlenstoff nicht beeinflußt bzw. beeinträchtigt sind. Unter "Formsand" wird vorliegend an erster Stelle "Quarzsand" versstanden, obwohl der Ausdruck Formsand genauso Chromit-, Olivin- und Zirkonsand beinhalten kann. Das zuvor beschriebene Verfahren zur Herstellung von Formen oder Formkernen ist in der Technik bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren ist in bezug auf das Gießen von Eisen
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und anderen Metallen bekannt, den Formsand mit Schwarzkohle in Pulverform zu vermischen, welche hier nachfolgend als Schwarzkohlemehl genannt wird, wobei dieses Material glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einem geschmolznen Metall oder mit Metallschmelze erhitzt wird. Das Schwarzkohlemehl hindert u.a. den Sand daran, am Gußstück zu haften, wodurch gewährleistet wird, daß das Gußstück glatte Oberflächen erhält. Das Schwarzkohlemehl hat auch die Wirkung einer Herabsetzung der Entstehung fehlerhafter Gußstücke infolge von Sandbukkeln, Sandscharfkanten und so weiter.
Viele Theorien sind hinsichtlich der Wirkung des Schwarzkohlemehls auf eine Grünsandform entwickelt worden. In dieser Hinsicht sind die nachfolgenden Tatsachen festgestellt worden, wovon jede zur günstigen Wirkung des Schwarzkohlemehls auf die Eigenschaften des Formsandes beiträgt:
1. Eine Gasschicht wird zwischen der Wand der Form und der Metallschmelze gebildet, wobei diese Schicht das Metall daran hindert, die Formwand naß zu machen oder anzufeuchten und mit dem Quarz und mit den Silikaten in dem Formsand umgesetzt zu werden oder zu reagieren.
2. Das durch das Schwarzkohlemehl erzeugte Gas ist ein Reduziergas, welches in die heiße Luft in der Form eindringt, um eine Oxidierung des darin vorhandenen Metalls zu verhindern.
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3. Das Schwarzkohlemehl erleichtert die Expansion oder Ausdehnung des Quarzes.
4. Innerhalb eines Temperaturbereiches von 650 bis 1200" C wird die Schwarzkohle auf die Quarzteilchen in dem Sand niedergeschlagen, wobei sich eine Haut durch den thermischen Zerfall der Kohlenwasserstoffe bildet. Diese Schwarzkohlehaut isoliert die Sandteilen von dem Metall in der Form und verhindert jegliche Umsetzung oder Reaktion zwischen Metalloxiden, wie z.B. FeO und Quarz.
5. Bei einer Temperatur von annähernd 1000/1100° C wird das Schwarzkohlemehl einem Trockendestillationsprozeß unterworfen, wodurch Koksteilchen gebildet werden. Diese Teilchen sind porös und wasseradsorbierend, wenn der Sand zur gewünschten Formzusammensetzung oder Formmasse gemischt wird.
Das zuvor unter 5.) beschriebene Verfahren bewirkt, daß Wasser in den Koksteilchen, Bentonit und das Feinkornmaterial abgetrieben werden, wenn die Temperatur während eines Gießvorganges ansteigt und durch die Wand der Form in Richtung auf den Formhohlraum anzusteigen, wobei dies zwei wichtige Folgen hat:
a. Das in der Formzusammensetzung oder Formmasse anwesende Bindemittel - normalerweise das Tonmineralbentonit - wird daran gehindert, auszutrocknen und gewisse Haftungseigenschaften desselben zu verlieren.
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b. Wenn der Dampf den Formhohlraum erreicht, so werden die Oberflächen der Sandteilchen und des fließenden oder laufenden Metalls abgekühlt.
Diese Dampfbildung ist der erste Prozeß, welcher stattfindet, wenn eine Form gegossen wird. Die oben unter Bezugsnahme auf das Schwarzkohlemehl oder -pulver erwähnten, übrigen Reaktionen finden nachfolgend oder nachträglich statt, wenn die Temperatur in der Formwand ansteigt. Sämtliche Phasen tragen zur Erzeugung eines fehlerlosen oder perfekten Gußstückes bei.
Ein Vorteil, der mit der Verwendung von Schwarzkohlepulver als kohlenstoffhaltigem Material, welches glänzenden Kohlenstoff bilden kann, verbunden ist, besteht darin, daß das Pulver trocken sein muß, wenn es mit dem Sand gemischt wird und daß es eine hochgradige Feinheit aufweisen muß. Wenn dieses sehr feine Material behandelt wird, so wird eine außerordentlich staubige Atmosphäre erzeugt, wodurch die Arbeitsumgebung in der Gießerei beträchtlich beeinträchtigt wird. Darüber hinaus enthält Schwarzkohle krebserzeugende, aromatische Vielkernkohlenwasserstoffe, wie z.B. Benzo-a-Pyren, so daß sie mit der Haut nicht in Berührung kommen dürfen, sie dürfen auch nicht inhaliert werden.
Infolge der schädlichen Wirkung des Schwarzkohlemehls auf die Umgebung sind Versuche gemacht worden, Ersatzmaterialien aufzufinden, welche das Schwarzkohlemehl im vorliegenden Zusammenhang ersetzen können. Beispiele derartiger Ersatzmaterialien umfassen Petrolpech, kohlenstoff reiche chemische Erzeugnisse, wie z.B. Polystyrol
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und Asphalt, Lignin und Kohlenstofföle. Die letzteren enthalten häufig Gemische aus Erzeugnissen aus den Petrol-, Kohlen-, Holz- und Ölindustrien und haben hohe Prozentsätze aromatischer naphthenischer und aliphatischer Kohlenwasserstoffe sowie Asche, wobei der Aschegehalt normalerweise geringer als 4 Gew.% und insbesondere geringer als annähernd 2 Gew.% ist.
Sämtliche der zuvor erwähnten Ersatzmaterialien haben Eigenschaften, welche sie verhältnismäßig ungeeignet zum Mischen mit Formsand zur Herstellung günstiger Formmassen oder Formzusammensetzungen machen. Infolge deren hohen Gasgehalts und hohen Gehalts an glänzendem Kohlenstoff werden sie mit dem Formsand in verhältnismäßig kleinen Mengen im Vergleich mit dem Schwarzkohlepulver vermischt. Wenn sie entgast werden, bilden sie darüber hinaus verhältnismäßig geringe Mengen von Koks desselben oder ähnlichen Typs, wie der bei der Bildung mit Schwarzkohlepulver bestehende. Bei Verwendung derartiger Ersatzmaterialien ist der Prozentsatz des Feinmaterials in dem Formwerkstoff sehr gering, was ein Nachteil ist.
Wenn das Schwarzkohlemehl durch ein Ersatzmaterial ersetzt wird, so werden das Ersatzmaterial und die Mengen, in welchen es verwendet wird, so ausgewählt, daß die Eigenschaften des Formmaterials im wesentlichen dieselben wie jene eines Formmaterials mit Schwarzkohlemehl sind.
Wenn solche Ersatzmaterialien verwendet werden, so wird jedoch das Formmaterial fortschreitend an Koksteilchen während seiner wiederholten Verwendung entleert. Wobei diese Koksteilchen verbraucht sind. Auf diese Weise
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verliert das Formmaterial die Wasserreserve und den Gehalt feiner Teilchen, welche erforderlich sind, um einen zufriedenstellenden Gießvorgang zu erzielen.
Bei Verwendung derartiger Ersatzmaterialien sind somit die Eigenschaften der Formmasse allmählich beeinträchtigt, was auch die Beeinträchtigung der Güte der Gußstücke zur Folge hat. Der Prozentsatz der Gußstücke, die abgewiesen werden müssen, erhöht sich somit. Um diesen Nachteil zu überwinden , welcher auftritt, wenn die besagten Ersatzmaterialien verwendet werden, ist der Formsand mit zusätzlichen Mengen von Schwarzkohlemel vermischt worden, um frische Koksteilchen zu bilden, welche das adsorbierte Wasser halten können. Ein ernsthafter Nachteil, welcher dann auftritt, wenn Ersatzmaterialien verwendet werden, besteht darin, daß das Ersatzmaterial nicht eine ausreichende Menge von Koks unter den herrschenden Gußbedingungen bilden kann, welcher Koks erforderlich ist, um das adsorbierte Wasser zu halten.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die im Zusammenhang mit dem Schwarzkohlemehl auftretenden Nachteile zu überwinden, wenn dieses als Zusatz zum Formsand verwendet wird, wobei gleichzeitig die Hydrophileigenschaften des Formmaterials beibehalten werden.
Bei den Untersuchungen, welche zur vorliegenden Erfindung geführt hatten, sind die Ersatzstoffe, durch deren Verwendung bei der vorliegenden Erfindung die Nachteile beseitigt werden, welche dann auftreten, wenn Schwarzkohlemehl verwendet wird, systematisch untersucht worden. Diese Ersatzmaterialien haben einen
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Kohlenstoffgehalt, der niedriger ist als jener der bekannten Schwarzkohle. Darüber hinaus haben sie einen verhältnismäßig hohen Wasserstoffgehalt, und einen verhältnismäßig niedrigen Aschengehalt. Insbesondere beruht die vorliegende Erfindung auf der Verwendung von Materialien, welche Kohlenwasserstoffe enthalten und die nachfolgenden Zusammensetzungen aufweisen:
Kohlenstoffgehalt 50 - 90%
Kohlenwasserstoffgehalt höher als 6,8% Aschengehalt niedriger als 4,0%
Dank ihrem verhältnismäßig hohen Wasserstoffgehalt erzeugen die hier in Frage stehenden Materialien dann, wenn sie erhitzt werden, einen verhältnismäßig hohen Gehalt flüchtiger Bestandteile, normalerweise über 45%. Der Prozentsatz der flüchtigen Bestandteile, welche durch die Schwarzkohle erzeugt werden, liegt praktisch stets unterhalb dieses Wertes. Darüber hinaus enthält die Schwarzkohle Wasser in Prozentsätzen von etwa 2 - 15%, was keines der verwendbaren Ersatzmaterialien tut. Beispiele von Erzeugnissen, die unter die zuvor angegebene zahlenmäßige Zusammensetzung fallen, umfassen die zuvor erwähnten Ersatzmaterialien. Ein wichtiger Vorteil, der durch gewisse der zuvor erwähnten Materialien erzielt wird, vom Gesichtspunkt der Verhütung von Schaden und vom Schutz der Umgebung besteht darin, daß diese Materialien keine krebserzeugende, aromatische Vielkernkohlewasserstoffe enthalten oder höchstens nur geringe Mengen derartigen Kohlenwasserstoffe aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltiges Material, welches glänzenden
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Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, ein kohlenwasserstoffhaltiger und wasserfreier Stoff verwendet wird, der einen Kohlenstoffgehalt von 50-95%, einen Wasserstoffgehalt von mehr als 6,8% und einen Aschengehalt von weniger als 4,0% aufweist, wobei dieser Stoff, wenn erhitzt, kleine Mengen Koks und keine oder höchstens geringe Mengen von krebserzeugenden, aromatischen Vielkernkohlenwasserstoffen bildet, beispielsweise Benzo-a-Pyren und daß zum Ausgleich des geringen Vermögens des Formmaterials, Wasser zu halten, infolge der kleinen Koksmenge, die gebildet ist, oder des geringen Vermögens des gebildeten Kokses, Wasser zu binden, wird dem Formmaterial eine Menge eines feinkörnigen, porösen, hydrophilen, wärmebeständigen anorganischen Materials zugeführt, d.h. das Formmaterial wird mit diesem anorganischen Material vermischt, welches freie oder offene Poren und einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens 100 m2/g hat.
Die folgenden Vorteile werden erzielt, wenn ein derartiges Ersatzmaterial verwendet wird:
1. Das Material kann in Form von Pillen oder Tabletten verwendet werden, so daß kein Staub entsteht.
2. Wenn kein Schwarzkohlemehl verwendet wird,
so enthält das Formmaterial keine krebserzeugende aromatische Vielkernkohlenwasserstoffe oder wenn schon, so nur geringe Mengen derartiger Kohlenwasserstoffe.
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3. Das Formmaterial enthält einen hohen Prozentsatz glänzenden Kohlenstoffes. Dieser Gehalt beträgt das fünffache bis sechsfache des bei Verwendung von Schwarzkohlemehl erzielten.
4. Das Formmaterial hat einen hohen Gasgehalt. Dieser Gasgehalt kann 2,5 - 3mal größer sein als jener, der bei Verwendung von Schwarzkohlemehl erzielt wird.
5. Das Formmaterial hat einen niedrigen Aschengehalt.
6. Das in Form von Pillen oder Tabletten vorliegende Material kann leichter mit dem Formsand vermischt werden.
Somit wird erfindungsgemäß anstelle von wasseradsorbierendem Koks, der durch Schwarzkohlemehl gebildet wird, wenn während eines Gießvorganges erhitzt, ein feines, poröses, hydrophiles, hitzebeständiges, anorganisches Material mit einer Teilchengrößenverteilung verwendet, wodurch in bezug auf den verwendeten Formsand ein geeignetes Material erhalten wird, das eine zweckmäßige duchschnittliche Teilchengröße und eine zweckmäßige Menge feinkörnigen Materials hat. Die gewünschten Wasseradsorbtionseigenschaften können mit einem Material mit einem spezifischen Oberflächenbereich von zumindest 100 m2/g erhalten werden, wobei der Wert des spezifischen Oberflächenbereiches eti Maß der Adsorptionseigenschaften des Materials darstellt.
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Der Gehalt an feinem, porösem, hydrophilen, hitzebeständigem Material kann erhalten werden, indem ein Material zugegeben wird, das durch die Ausdehnung eines wässerigen Minerals erhalten wird. So z.B. kann der gewünschte Gehalt durch die Zugabe expandierten Perlite erhalten werden.
Expandiertes Perlit ist ein geeignabes Material zur Erzielung des erfindungsgemäßes Zieles. Ein Rohmaterial, aus welchem das expandierte Perlit erhalten werden kann, ist vulkanisches Gestein mit annähernd 2-5% Wasser, welches, chemisch betrachtet, Aluminiumsilikat aufweist. Bei Erhitzen auf 1260° C gibt das Aluminiumsilikat sein Kristallisationswasser und dehnt sich beträchlich aus. Das ausgedehnt Perlit ist porös und adsorbiert mehr Wasser als sein eigenes Gewicht. Es ist hitzebe ständig bei einer Temperatur von annähernd 1300° C und hat geringe Dichte und ist absolut sicher vom Ge sichtspunkt der Umgebung. Die anwesende Kieselerde bzw. -säure ist in Silikatform vollständig gebunden.
Das gedehnte oder besser gestreckte Perlit hat die folgende chemische Zusammensetzung:
76-78% SiO2
11-13,5% Al2O3
0,7% Fe3O3
0,2-1,3% CaO
ca. 0,5% MgO
7-10% K2O, Na2O
Andere Materialien, welche im obigen Zusammenhang eis Zusätze geeignet sind, sind gestrecktes Vermiculit oder Schlacke oder calzinierte Diatomeenerde oder Bimsstein.
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Bentonit ist ein geeignetes Bindemittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Formmaterial zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Formmaterial enthält ein wässeriges Gemisch aus Formsand, Bindemittel und kohlenstoffhaltigem Material, das glänzenden Kohlenstoff bilden, wenn die Form oder der Formkern in Kontakt mit geschmolzenem Metall erhitzt wird. Erfindungsgemäß enthält das kohlenstoffhaltige Material, welches glänzenden Kohlenstoff biläen kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, einen wasserfreien Stoff, der Kohlenwasserstoffe enthält und einen Kohlenstoffgehalt von 50 - 95%, einen Wasserstoffgehalt von mehr als 6,5% und einen Aschengehalt von weniger als 4,5% hat und dann, wenn erhitzt, geringe Mengen Koks und überhaupt keine oder, wenn schon, dann nur geringfügige Mengen krebsbildender, aromatischer Vielkernkohlenwasserstoffe, wie z.B. Benzo-a-Pyren, aber ein feines, poröses, hydrophiles, hitzebständiges, anorganisches Material bildet, das offene oder freie und einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens 100 m2/g hat, um die geringe Fähigkeit des Formmaterials Wasser zu halten, infolge der kleinen Koksmenge, oder das geringe Vermögen des gebildeten Kokses, Wasser zu binden, auszugleichen.
Kohlenstoffhaltige Materialien, welche glänzenden Kohlenstoff gemäß dem zuvor Beschriebenen bilden können, weisen Harzprodukte auf, die durch oxidierende Polymerisation von Mineralöldestillaten und/oder Lösungsmittelextrakten mit einem Gehalt von aromatisch
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gebundenem Kohlenstoff entsprechend einem ViskosMts-Schwerkraft-Wert von mindestens 0,85 und mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 150-600 erhalten sind und einen Anfangssiedepunkt von mindestens 3O0*C bei 760 mm/Quecksilbersäule haben.
DJeMehrzahl der kohlenwasserstoffhaltigen Materialien mit einem Kohlenstoffgehalt von 50-95% und einem verhältnismäßig hohen Wasserstoffgehalt von zumindest 6,8% hat normalerweise einen verhältnismäßig geringen Aschengehalt höchstens im Bereich von 2%. Materialien mit einem so geringen Aschengehalt sind im vorliegenden Zusammenhang vorteilhaft, da sie die Teilchenverteilung des Gießereisandes nich zu einem derartigen Ausmaß ändern, wie die Materialien mit einem höheren Aschengehalt, beispielsweise einem Aschengehalt über 4% hinaus. Bei Verwendung nach der vorliegenden Erfindung müssen daher für Materialien mit verhältnismäßig hohen Aschenprozentsatz keine übermäßig umfassende Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der richtigen Teilchengrößeverteilung in dem Gießereisandmaterial getroffen we^^n. Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Petrolharze sind
in den schwedischen Patentschriften
(Schwedische PS 7406252-4 und 7512352-1) näher beschrieben, wobei die für die vorliegende Erfindung relevanten Stellen dieser Patentanmeldungen einen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden.
Für oxidative Polymerisationsverfahren geeignete Extrakte werden durch das sog. Doppellösungsmittelverfahren erhalten, wobei gegenseitig nicht mischbare Lösungsmittel verwendet werden, wie z.B. Cresol und Propan. Bevorzugt sind insbesondere Edeleann- und Furfuralextrakte von Petroldestillat, d.h. Extrakte, welche durch die
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Verwendung von flüsigem Schwefeldioxid in Verbindung mit Benzin oder die mit Furfural erhalten werden. Die Extrakte sind Materialien mit einem hohen Siedepunkt, wobei diese Materialien im allgemeinen Flüssigkeiten oder hochzähflüssige oder viskose Materialien sein können. Extrakte mit einem Siedepunkt über 300° C bei TeOmm/Quecksilbersäule und mit mehr als 30% aromatisch gebundenen Kohlenstoffes sind für das Oxidierungsverfahren am besten geeignet.
Nach einer wichtigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das in Frage stehende Petrolharz in sprühgekühlter Form verwendet werden, wodurch die Neigung des Harzes, Staub zu bilden, herabgesetzt wird, und die Anwesenheit von Staub in den Gießereien aus Gesundheitsgründen äußerst unerwünscht ist.
Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das verwendete Harzprodukt ein Erzeugnis mit hohem Anfangssiedepunkt sein, d.h. einem Anfangssiedepunkt von mindestens 400° C.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formmaterial aus einem Gemisch aus Formsand, einem Bindemittel und einem Material, das glänzenden Kohlenstoff bilden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, welches glänzenden Kohlenstoff bilden kann, das zuvor genannte Petrolharz enthält.
Der Patentanwalt
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Claims (16)

271616a Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen oder Gießformkernen aus einem wässerigen Gemisch aus Formsand, einem Bindemittel und kohlenstoffhaltigem Material, das glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, ohne vorherige Härtung oder Trockung, dadurch gekennzeichnet, daß das Formmaterial oder das Formkernmaterial zur Herstellung neuer Formen oder Formkerne unter gleichzeitiger Zugabe zusätzlichen Bindemittels und kohlenstoffhaltigen Materials, die während eines vorhergehenden Gießvorganges verbraucht sind, wiederverwendet wird, daß das kohlenstoffhaltige Material, welches glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, die Form eines wasserfreien, kohlenwasserstoffhaltigen Stoffes hat, der einen Kohlenstoffgehalt von 50-95%, einen Wasserstoffgehalt von mehr als 6,8% und einen Aschengehalt von weniger 4,0% hat, wobei dieser Stoff bei Erhitzung geringe Mengen Koks und überhaupt keine, oder wenn schon, dann nur geringe Mengen von krebserzeugendem, aromatischem Vielkernkohlenwasserstoff, wie z.B. Benzo-a-Pyren bildet, und daß zum Ausgleich des geringen Vermögens des Formmaterials, Wasser zu halten, die Folge der geringen Koksmenge, die gebildet wird, oder des geringen Vermögens des gebildeten Kokses, Wasser zu binden, eine Menge eines feinen, porösen hydrophilen, hitzebeständigen, anorganischen Materials mit offenen oder
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freien Poren und einen spezifischen Oberflächenbereich von zumindest 100m2/g zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an feinem, porösem, hydrophilem, hitzebeständigem, anorganischem Material durch die Zugabe eines Materials erhalten wird, das durch das Strecken wässeriger Materialien erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an feinem, porösem, hydrophilem, hitzebeständigem, anorganischem Material durch die Zugabe von gestrecktem Perlit erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an feinem, porösem, hydrophilem, hitzebeständigem, anorganischem Material durch die Zugabe von gestrecktem Vermiculit oder Schlacke oder calzinierter Diatomeenerde erhalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an feinem, porösem, hydrophilem, hitzebeständigem, anorganischem Material durch die Zugabe von Bimsstein erhalten wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Bentonit ist.
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7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Gemisch aus Formsand, Bindemittel und einem einen glänzenden Kohlenstoff bildenden Material ein Gemisch darstellt, bei welchem das Material, welches den glänzenden Kohlenstoff bildet, ein Harzprodukt ist, das durch die oxidative Polymerisation mit oder ohne Katalysatoren von Mineralöldistillat und/oder Lösungsmittelextrakt erhalten ist, mit einem Gehalt von aromatisch gebundenem Kohlenstoff entsprechend einem Viskositäts-Schwerkraft-Konstanten-Wert von zumindest 0,85 und mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 150-600 erhalten ist, wobei das Harzprodukt einen Anfangssiedepunkt von mindestens 300° C bei 760 mm Quecksilbersäule hat.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzprodukt in spülgekühlter Form verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzprodukt einen tiefsten oder niedrigsten Siedepunkt von 4000C bei 760 mm Quecksilbersäule hat.
10. Formmaterial zur Verwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse ein wässeriges Gemisch aus Formsand, einem Bindemittel und einem kohlenstoffhaltigen Material besteht, das glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einem geschmolzenen
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Material erhitzt wird, daß das kohlenstoffhaltige Material, welches glänzenden Kohlenstoff bilden kann, wenn die Form oder der Formkern in Berührung mit einer Metallschmelze erhitzt wird, einen Kohlenwasserstoff mit einer wasserfreien Substanz mit einem Kohlenwasserstoffgehalt von 50-95%, einem Wasserstoffgehalt mit mehr als 6,8% und einem Aschengehalt von weniger als 4,0% enthält, wobei diese Substanz bei Erhitzung geringe Koksmengen und keine oder nur geringe Mengen von kanzer- oder krebsbildenden, aromatischen, Vielkernkohlenwasserstoffen, wie z.B. Benzo-a-Pyren, aber ein feines, poröses, hydrophiles, hitzebeständiges, anorganisches Material bildet, welches offene oder freie Poren und einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens 100 m2/g hat, um das geringe Vermögen des Formmaterials, Wasser zu halten, infolge des gebildeten Kokses, oder das geringe Vermögen, des gebildeten Kokses Wasser zu binden, auszugleichen.
11. Formmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feine, poröse, hydrophile, hitzebeständige, anorganische Material ein Material aufweist, das durch Strecken von wässerigen Mineralien erhalten wird.
12. Formmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feine, poröse, hydrophile, hitzebeständige, anorganische Material gestrecktes Perlit enthält.
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13. Formmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet:, daß das poröse, feine, hydrophile, hitzebeständige, anorganische Material Vermiculit oder Schlacke oder calzinierte Diatomeenerde enthält.
14. Formmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feine, poröse, hydrophile, hitzebeständige, anorganische Material Bimsstein enthält.
15. Formmaterial nach den Ansprüchen 6-11, dadurch gekennze ichnet, daß das Bindemittel Bentolit ist.
16. Formmaterial nach den Ansprüchen 10 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, welches glänzenden Kohlenstoff bildet, ein Harzprodukt aufweist, das durch die Oxidierung von Mineralöldistillat oder Lösungsmittelextrakten erhalten ist, welche einen Gehalt eines aromatisch gebundenen Kohlenstoffes entsprechend einem Viskositäts-Schwerkraft-Konstanten-Wert von mindestens 0,85 und mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 150 - 600 haben, wobei das Harzprodukt einen Anfangssiedepunkt von mindestens 300° C bei 760 nun/Quecksilbersäule hat.
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DE19772716168 1976-04-12 1977-04-12 Verfahren zur herstellung von giessformen oder giessformkernen und aus einem waesserigen gemisch aus formsand, bindemittel und kohlenstoffhaltigem material bestehender formwerkstoff zur verwendung bei diesem verfahren Withdrawn DE2716168A1 (de)

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