DE2848322A1

DE2848322A1 - Verfahren zur herstellung von gussformen

Info

Publication number: DE2848322A1
Application number: DE19782848322
Authority: DE
Inventors: Alexander Earnock Davis; Andrew Lindsay Rennie
Original assignee: BOC Ltd
Current assignee: BOC Ltd
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1979-05-10
Also published as: GB2009004B; FR2408409A1; IT1101022B; ES474833A1; US4334574A; AU524386B2; IT7829569A0; AU4123578A; CA1103885A; JPS54109024A; GB2009004A; BR7807375A

Description

Pafentanwöite

Dipl. Ing. ^T7i;iv>Jür:-on Müller „_.,„ Ί^/ΟΊΊ")

TtJ- r-ov „,ν* ·:-> > v.c.,.,OT₁Ht HJJYl/Na Δ O H, Q OZ./.

Dr. rer. n-i*. \1'·:·>...:.·, Uerendt
Dr.-Ing. lJivas Leyh

Lucile-Grolin-SiraDe 38 D 8 München 80

BOC Limited, London ¥6 9DX, Großbritannien

Verfahren zur Herstellung von Gußformen

309819/Ö9U

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlverfahren, insbesondere auf ein Verfahren, das Teil eines Verfahrens zur Herstellung von Formen (oder Teile derselben) durch Wiederverwendung teilchenförmigen Materials, insbesondere Sand, bildet, der aus Formen, die aus dem teilchenförmigen Material gebildet sind, gewonnen wird.

Es ist bereits bekannt, Sand oder anderes teilchenförmiges Material wiederzuverwenden, aus dem Formen zur Verwendung bei der Herstellung von Metallguß gebildet werden. Wenn ein Metallgußstück hergestellt ist, wird es aus der Form entnommen und das Formenmaterial wird vom G-ußstück abgebrochen. Dieses Material wird danach den Einfüllbehältern der G-ußmaschine zugeführt, in der die Formen hergestellt werden. Es ist üblich, diesen Sand durch Zufügen von beispielsweise frischem Sand, Wasser, Ton bzw. Lehm und Kohlenstaub zu behandeln, um eine frische "grüne" Sandzusammensetzung zu bilden, Metallteilchen aus dieser zu entfernen und diese derart zu mahlen, daß ein befriedigendes Material erzielt wird, aus dem Formen geformt werden können. Typischerweise wird das Wasser durch Aufsprühen bzw. Aufspritzen auf den Sand zugegeben. Es empfiehlt sich, daß der vom Metallgußstück entfernte Sand zu Anfang eine Temperatur von wesentlich mehr als der Umgebungstemperatur aufweist. Dadurch nehmen die Sprühstrahlen - durch Verdampfen von Wasser - Wärme vom Sand und der umgebenden Atmosphäre auf.

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In der Praxis ist es jedoch wichtig, daß der in die Formenmaschine eintretende Sand keine zu hohe Temperatur aufweist. Ist dies jedoch der Fall, so führt dies zu einer übermäßigen Wasserverdampfung und der nicht homogene Zustand des Sandes führt im Ergebnis zu einer Verminderung der physikalischen Festigkeit und anderer mechanischer Eigenschaften der Form. Andererseits können größere Wassermengen nicht verwendet werden, da übermäßige Wassermengen in der Form ebenfalls zu einer Verminderung der physikalischen Festigkeit und anderer mechanischer Eigenschaften der Form führen. Eine andere zu überwindende Schwierigkeit besteht darin, daß die Temperatur des Sandes, der vom Gußstück abgenommen ist, sehr stark variiert und zwar vom Relativverhältnis des Sandes zu Metall und der Kontakt zeit zwischen diesem.

Darüber hinaus variiert die Sandaufenthaltszeit zwischen der Station, an der der Sand vom Gußstück abgebrochen wird und den Formenmaschinen gemäß den Produktionsanforderungen sehr stark. Die Abkühlungsbedingungen variieren daher in einer Gießerei von Tag zu Tag und von Stunde zu Stunde.

Es wurden bereits Versuche unternommen, einige dieser Probleme durch Verwendung eines luft-Wasser-Kühlsystems zu lösen. Dieses System erfordert jedoch beträchtlichen Kapitalaufwand, der oft außerhalb der Möglichkeiten mancher Gießerei steht, und dies spricht darüber hinaus nicht auf Temperaturänderungen des eintreffenden Sandes oder der AufenthaItszeit des Sandes zwischen der Station, an der der Sand von den Gußstücken abgebrochen wird, und dem Einfüllbehälter der Formenmaschine .an.

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Ein Beispiel für ein vorbekanntes Verfahren, das die Verwendung von Wasser als Kühlmittel empfiehlt, ist das Verfahren nach der US-PS 3 221 381. Dieses Verfahren ist nach diesseitiger Auffassung jedoch nachteilig. Der Wasseranteil des Endsandes sollte nämlich innerhalb enger Grenzen, d.h. innerhalb eines relativ schmalen Bereichs, gehalten werden. Wenn der Sand nicht ausreichend feucht ist, neigt die daraus hergestellte Form dazu, unerwünscht trocken und bröckelig zu werden und sie ist daher ziemlich leicht Zerstörungen bei Gebrauch ausgesetzt. Wenn der Sand zu feucht ist, neigt die aus dem Sand hergestellte Form dazu, daß sie in unerwünschter Weise plastisch bzw. verformbar ist. Darüber hinaus besteht eine Tendenz, daß die Feuchtigkeit einer nicht unerheblichen Reaktion mit der Metallschmelze unterworfen wird, die in die Form eingegossen wird. Es ist daher bei den in der US-PS 3 221 381 beschriebenen Systemen wünschenswert, ein Steuersystem zu schaffen, das den Feuchtigkeitsgehalt des Sands innerhalb gewünschter Grenzen hält.

Mit Wasser als Kühlungsmittel ist es - wie diesseits angenommen wird - oft unmöglich, sowohl eine adäquate Feuchtigkeitssteuerung als auch eine annehmbare Temperatursteuerung zu erzielen. In den US-PS 3 324 566 und 3 519 252 und in der FR-PS 1 239 680 wird ebenfalls die Verwendung von Wasser als Kühlmittel beschrieben.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Formen, bei dem Sand oder ander« Teilchen- oder Granulatmaterial aus bereits benutzten Formen gewonnen wird, darin, daß das

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Material anschließend mit Hilfe eines beständigen bzw. permanenten Gases, im festen oder flüssigen Zustand - oder des Dampfes eines solchen verfestigten oder verflüssigten permanenten G-ases gekühlt wird.

Nach der Erfindung weist das Verfahren zur Herstellung von Formen die Verfahrensschritte.auf: Gewinnen von Sand oder anderen Teilchenmaterial aus benutzten Formen, die aus dem Sand oder anderen teilchenförmigen Material gebildet wurden; Befördern des Sends od.dgl. Material zu einer Station, an der Formen daraus geformt werden; Feststellen der Temperatur des Sands od.dgl. Materials an der genannten Station oder auf dem Wege zu dieser; Behandeln eines permanenten Gases in flüssigem oder festem Zustand derart, daß es in oder vor bzw. oberhalb eines Kühlbereichs verdampft;

Wärmeaustauschen zwischen dem so gebildeten Dampf und dem Sand od.dgl. Material in dem Kühlbereich oder auf dessen Weg zu der Station mit einer derartigen Steuerung des Wärmeaustausches, daß die kontrollierte Temperatur des Sands od.dgl. Materials bei oder unterhalb einer vorgewählten Temperatur gehalten wird.

Das bevorzugte Kühlmittel ist flüssiger Stickstoff. Bevorzugt werden Sprüheinrichtungen zum direkten Aufspritzen bzw. Aufsprühen des Flüssigstickstoffs auf den Sand oder Einrichtungen zum anderweitigen Bewirken des Wärmeaustausches zwischen dem Flüssigstickstoff (und/oder dessen Kaltdampf) und dem Sand verwendet. Solche Einrichtungen wirken vorzugsweise mit dem Inneren einer Kammer zusammen,durch die der Sand hindurchtritt. Es ist möglich, andere verflüssigte Gase als flüssigen Stickstoff zu verwenden. So kann z.B. flüssiges Argon verwendet werden. Bei manchen Gelegenheiten könnte es

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möglich sein, flüssiges oder festes Kohlendioxyd zu verwenden. Obwohl dies bevorzugt ist, ist kein Direkt kontakt zwischen dem Kühlmittel und dem Sand notwendig. Palis gewünscht kann das Kühlmittel, wenn es ein Fluid ist, durch eine Leitung geführt werden, durch die im Betrieb der Sand geführt und der resultierende Kaltdampf in den Kühlbereich eingeleitet wird .

Wenn das Kühlmittel Flüssigstickstoff oder anderes verflüssigtes Gas ist, wird bevorzugt, davon verdampften Kaltdampf wieder der Kammer (oder den Kammern) zuzuführen, in der das Kühlen stattfindet oder möglicherweise einen Behälter bzw. Zufuhrbehälter oder anderen Teilen des Sandbehandlungssystems vor bzw. oberhalb der Kammer (oder der Kammern),in die der Flüssigstickstoff oder anderes Kühlmittel eingeführt wird.

Die Kammer bzw. Kammern, in denen das Sandkühlen stattfindet, kann ein Teil eines bereits installierten Sandbehandlungssystems sein. Die Kammer kann insbesondere ein Disintegrator, eine Mühle bzw. Zerkleinerer, sein, der verwendet wird, um ein Endprodukt mit der Größe von agglomerisiertem Sand (oder anderen Partikeln) in dem bestehenden Sandbehandlungssystem zu schaffen. Falls erwünscht, kann das Gehäuse des Disintegrators thermisch isoliert sein. Es kann jedoch sein, daß kein solcher Disintegrator zur Einführung des Kühlmittels zur Verfügung steht. Falls dies zutrifft, kann eine Kammer oder Kühltunnel in das vorhandene Sandbehandlungssystem eingesetzt werden.

Vorzugsweise wird ein Bereich des von Sand oder anderen

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teilchenförmigen Material gefolgten Weges verhältnismäßig nahe der Formenstation zum Kühlen verwendet. Es ist gerade die Zeit, die der Sand beansprucht, um die Formenstationen zu erreichen, die von Bedeutung ist. Diese Zeit sollte relativ kurz sein. Die Stelle, an der das Kühlen stattfindet, sollte zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung nail bzw. unterhalb jeder Station sein, an der Sand für eine beträchtliche Zeitspanne auf seinem Weg zur Formenstation gespeichert gehalten wird. Nichts desto weniger kann es wünschenswert sein, den Sand mit dem verflüssigten Gas oder dessen Dampf oder beidqa in Kontakt zu bringen, wenn der Sand unter der Schwerkraft in einen Einfüllbehälter fällt. Bei einer typischen Ausbildung weist der Zuführbehälter oberhalb seines Einlasses ein Sieb, ein Gitter oder einen Schirm auf, und das Flüssiggas wird auf den Sand aufgesprüht oder anderweitig aufgebracht, wenn dieser durch den Behälter fällt.

Die Sandtemperatur wird vorzugsweise in Strömungsrichtung vor der Stelle festgestellt, an der das Kühlen stattfindet. Der Zweck des Kühlens besteht darin, daß eine annähernd konstante Sandtemperatur an der Pormenstation vorhanden ist. Dementsprechend könnte die Temperatur nach bzw. unterhalb des Bereichs oder der Bereiche kontrolliert werden, an der abgekühlt wird. Typischerweise wird die Temperatur in dem Behälter bzw. den Behältern einer oder mehrerer Pormenmaschinen festgestellt. Die vorgewählte Temperatur hängt von der

7ellchen-. Materials, aus dem

die Form gebildet wird, dessen Gehalt an anderen Materialien, wie Wasser, Kohlenstaub und Ton bzw. Lehm sowie metallurgischen und mechanischen Eigenschaften ab, die die in den Formen hergestellten Gußstücke haben sollen. Insofern ist es nicht möglich, eine

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universelle Yerallgemeinerung der Temperatur zu gehen, die vorhanden sein sollte. In vielen Fällen sollte die kontrollierte Temperatur jedoch immer unterhalt) 40⁰C bleiben. Es ist ein Vorteil des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung, wenn die vorgewählte Temperatur gemäß den Änderungen der oben erwähnten Parameter verändert wird.

Ein Temperaturfühler, der so angeordnet ist, daß er sich in gutem thermischen Kontakt mit dem Sand oder anderen dergleichen Material befindet, sollte betriebsmäßig mit mindestens einem Ventil bzw- Absperrkörper in einer Pipeline oder in Rohrleitungen stehen, durch die Flüssiggas zugeliefert wird. Nach einer bevorzugten Ausbildung ist eine Anzahl . automatisch wirksamer Flüssigkeitssteuerventile in Parallelschaltung vorhanden. Die Ventile werden so programmiert, daß sie die Geschwindigkeit bzw. die Menge, mit der Flüssiggas in Kontakt mit dem Sand od.dgl. Material gelangt,, entsprechend der Temperatur variieren, die vor bzw. in Strömungsrichtung oberhalb der Stelle festgestellt wird, an der das Kühlen stattfindet. Wenn daher die festgestellte Temperatur beispielsweise 10⁰G oberhalb der gewünschten Temperatur ist, mag gerade ein Ventil offen sein, und wenn sich die abgefüllte bzw. ermittelte Temperatur beispielsweise 20 oberhalb der gewünschten Temperatur befindet, könnten zwei Ventile offen|sein, um hierdurch die Durchgangsmenge des Flüssiggases zur Kühlzone zu verdoppeln.

Es wird angenommen, daß in der Praxis die Sandtemperatur sehr beträchtlich fluktuiert. So ist es wichtig, daß die Zeit, die der Sand od.dgl. Material

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"braucht, um von dem Bereich, in dem die Temperatur ermittelt wird, zu dem Bereich zu gelangen, in dem gekühlt wird, größer ist als die Ansprechzeit der Einrichtungen zum automatischen Steuern der Einführung des verflüssigten Gases in die Kühlzone.

Palis erforderlich, kann das Kühlen in einer zweiten Kühlzone ergänzt werden. Typischerweise sollte diese Zone im Einfülltehälter einer Formenmaschine an der Formenstation angeordnet werden. Wie oben erwähnt, wird "bevorzugt, daß sich ein Temperaturfühler in gutem thermischen Kontakt mit der Sando"berfläche (oder gerade unterhalb der Oberfläche) in dem Behälter befindet. Der Temperaturfühler kann in Wirkverbindung mit einem Yentil oder Ventilen bzw. Steueroder Regelaggregaten stehen, die das Aufsprühen von Flüssiggas auf den Sand steuern, der in den Behälter hineinfällt, nachdem er durch ein oberhalb der Behältermündung angeordnetes Sieb hindurchgefallen ist. Steuereinrichtungen für das Ventil bzw. die Ventile können so programmiert sein, daß das Aufsprühen nur dann stattfindet, wenn sich die abgefühlte Temperatur oberhalb eines ausgewählten Wertes befindet. Auf diese Weise ist es möglich, irgendwelche Unzulänglichkeiten bei der Hauptkühlung zu kompensieren.

Typischerweise wird der oder wird jeder Temperaturfühler, der zum Peststellen der Sandtemperatur vor der (Haupt) Sandkühlzone verwendet wird, von oder an einem schwenkbaren Arm gehalten, der gegen den Druck einer Feder bewegbar ist. Dies ermöglicht den Fühler immer in ungefähr der gleichen Tiefe unterhalb der Sandoberfläche auf einem Transportband als Teil der Sandbehandlungsanlage mit verschiedenen Sandansammlungen zu bleiben. Mit Rücksicht auf die abschleifende Wirkung des Sands od.dgl. Materials kann

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es erforderlich werden, den oder jeden Temperaturfühler nach "bestimmten Zeitabläufen auszutauschen.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen von Sand in einer vorhandenen "Grünsand"-Behandlungsanlage verwendet werden soll, ist typischerweise mindestens eine Mühle vorhanden, in der der wieder zu verwendende Sand mit frischem Sand, Lehm und anderen Zusätzen vermischt wird. Vorteilhafterweise wird das Kühlen (oder Hauptkühlen) nach bzw. in Stromrichtung hinter der oder jeder solcher Mühle durchgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Anzahl derjenigen Formen und Gußstücke niedrig zu halten,

die wegen Fehlern oder Defekte, wie schlechter Aus-Sandschorftriebe und bildung, zurückgewiesen werden, die von überhöhter Sandtemperatur herrühren. Das Verfahren hilft auch dazu, einen "Grünsand" zu formen, der einen kontrollierten Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Es erlaubt auch eine Verminderung des Verhältnisses von Zusätzen , die zur Bildung von "Grünsand" bzw. Naßsand zugesetzt werden müssen. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren bei einem vorhandenen Sandwiedergewinnungssystem mit relativ geringem Kapitalaufwand verwendet werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden in Form eines Beispiels anhand der Zeichnung beschrieben; darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Sandbehandlungsanlage zeigt ι

Fig. 2 eine schematische Ansicht - teilweise in Perspektive -, die den Disintegrator zeigt,

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der einen Teil der in Fig- 1 gezeigten Anlage bildet, und

Pig. 3 eine schematische Ansicht, die ein Flüssiggasversorgungssystem zur Verwendung bei der in Fig. 1 gezeigten Anlage veranschaulicht.

Gemäß Fig. 1 wird ein AusTorechrost bzw. .-gitter 2 so eingestellt, daß das Material von Sandformen von einem darin geformten Gußstück getrennt und der Sand in Stücke unterschiedlicher Größe während dieses Betriebs zerbrochen wird. Das Ausbrechgitter 2 hat eine Austrittsöffnung 4, die oberhalb eines Förderers 6 angeordnet ist. In Strömungsrichtung nach bzw. hinter dem Ausbrechgitter 2 und oberhalb des Förderers 6 befindet sich ein Magnetabscheider 8 bzw. eine magnetisch wirksame Trennanlage. Die Aufgabe dieser Trennanlage besteht darin, Metall, das infolge des Gießens in den Sand eingedrungen ist, von den Sandteilchen abzutrennen.

InFolge- bzw. Transportrichtung nach dem Magnetabschalter 8 endet der Förderer 6 oberhalb eines Behälters 12, der eine Austrittsrinne 14 aufweist, die im Gebrauch so eingestellt ist, daß sie die Sandstücke in eine Rotationstrommel 16 einführt, bei der ein Teil der Wände in Form von Maschen od.dgl. Material ausgebildet sind,so daß sie als Sieb wirken,und in der Ketten oder derartige Elemente zum Aufbrechen der Sandstücke angeordnet sein können.

Unterhalb der Dreh- bzw. Rotat ions trommel 16 ist ein anderer Förderer 18 angeordnet, auf (durch) den Sandpartikel fallen können. Oberhalb des Förderers 18 sind Düsen 20 zum Einführen von Wasser auf den Sand angeordnet, wenn dieser darunter vorbeitritt. Der Förderer

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endet in einem Einsatz 22 zu einem relativ großen Behälter 24, in dem erforderlichenfalls Sandmengen angesammelt werden können. Der Behälter 24 hat Austrittsöffnungen 26, die oberhalb eines anderen Förderers 28 angeordnet sind. Dadurch kann Sand aus dem Behälter 24 auf den Förderer 28 ausgebracht werden. Der Förderer 28 endet oberhalb einer Einfüllvorrichtung 30, deren Austritt 32 so eingerichtet ist, daß Sand in eine Drehdrallmühle 34 gebracht wird. Typischerweise können lehm bzw. Ton und Kohlenstaub zur "Rekonstitutionierung" in dieser Stufe dem Sand zugegeben werden.

Die Mühle 34 hat eine oberhalb eines Förderers 38 abgebende Austrittsrinne 36. Der Förderer 38 tritt durch einen Disintegrator 40 hindurch, der in Fig. 2 gezeigt wird. Am Ende oder nahe dessen Ende ist der Förderer 38 so ausgebildet, daß der Sand in die Behälter 42 der nicht gezeigten Formenmaschinen eingegeben wird, in denen neue Formen geformt werden.

Gemäß Fig. 2 weist der Disintegrator 40 eine Kammer auf, die mit geneigten Wänden 46, 48 versehen ist, die an deren Böden mit verkronten G-ummir ändern bzw. -schürzen 50, 52 gebildet sind, die an die Oberfläche des Förderers 38 so anschließen, daß Sand durch die Nuten, Schlitze bzw. Durchlässe der "Kronierung" in die Kammer 44 hindurchtreten kann. In der Kammer 44 ist ein Rotations-Flügel- bzw. Laufrad 54 angeordnet, dessen Flügelblätter 56 mit Zähnen 58 versehen sind. Falls erwünscht, können die Flügelblätter 56 mit Polytetrafluoräthylen überzogen sein. In Flußrichtung nach bzw. hinter dem Flügelrad 54 ist ein Sprühkopf 60 angeordnet. Die Kammer 44 kann mehr als einen Meter lang so ausgebildet sein, daß das Flügelrad 54 an einem Ende und der Sprühkopf 60 am anderen Ende angeordnet sind.

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Der Sprühkopf 60 ist an ein isoliertes Rohr 62 angeschlossen, das ein Magnetventil 64 aufweist· Das Magnetventil 64 ist in Einstellabhängigkeit mit einem Temperaturfühler 43 verbunden, der in Plußrichtung oberhalb "bzw. vor dem Disintegrator 40 und unterhalb bzw. nach der Mühle 34 in gutem thermischen Kontakt mit dem Sand angeordnet ist. wenn dieses längs des Förderers 38 befördert wird. Im Betrieb hilft das Flügelrad 54 zum Aufbrechen der Sandstücke, die in die Kammer 44 eintreten. Flüssige*¹ Stickstoff kann dann auf den Sand durch den Sprühkopf gesprüht werden, der mit einer nicht gezeigten Flüssigstickstoff quelle (oder einer Quelle anderen trockenem Permanentgases in flüssigem oder festem Zustand) über die Pipeline oder Leitung 62 verbunden ist. Das Ventil 64 steht mit dem Temperaturfühler 43 über nicht gezeigte elektronische Steuereinrichtungen so in Verbindung, daß Flüssigstickstoff nur dann in die Disintegratorkammer 44 gesprüht wird, wenn die abgefühlte Temperatur auf einen vorgegebenen Wert, z.B. 40⁰O, ansteigt. Die Einrichtung kann oft so arbeiten , daß das Ventil schließt, wenn die abgefühlte Temperatur unter einen unteren G-renzwert von beispielsweise 35°C abfällt.

Falls erwünscht, kann ein Temperaturfühler 41 in einen der Behälter der Formenmaschine angeordnet werden, um zu prüfen, ob derselbe ausreichend gekühlt ist.

Üblicherweise kann der auf den Förderer 6 fallende Sand eine Temperatur im Bereich von 80 - 200°0 aufweisen. Wenn dieser unter den Magneten 8 befördert wird, werden die Teilchen aus Eisenmetallen daraus entfernt. Danach wird der Sand in den Trichter 12 und anschließend in die Drehtrommel 16 auf dem Förderband 18 geführt. Danach wird der Sand unter die Wasserstrahlen 20 befördert. Die zugegebene Wassermenge beträgt üblicherweise

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zwischen 2 und 4 Qew.-'fo äes Sandes. Die Sand-Wasser-Mischung fällt dann in den Behälter 24 und wird auf den Förderer 28 aufgegeben und tritt dann in die Einfüll vorrichtung 30 für die Drehmühle 34 ein. Ausgewählte Ton- und Kohlenstaubanteile werden dann dem Sand in der Mühle 34 zugegeben. Die resultierende Mischung wird auf den Förderer 38 gegeben und tritt durch den Disintegrator 40 hindurch, indem er mit Hilfe von Flüssigstickstoff in der oben beschriebenen Weise gekühlt wird. Die gekühlte Mischung tritt dann durch die Behälter 42 hindurch, in denen deren Temperatur abgefühlt wird.

Falls erwünscht, kann im Disintegrator 40 verdampfender Sticksfcoffdampf einem nicht gezeigten Schacht zugeleitet werden, der mit dem Rotationssieb 16 verbunden ist.

Gemäß Fig. 3 weist ein typisches System zum Steuern des zugeführten Flüssigstickstoffs zum Sprühkopf 60 eine Leitung 70 in Verbindung mit einer nicht dargestellten Flüssigstickstoffquelle auf. Die Leitung 70 endet in einer Hauptleitung 72, die drei Zweigleitungen 74, 76, in Parallelanordnung zueinander speist. Die Zweigleitungen 74, 76, 78 enden sämtlich in einer anderen Hauptleitung 80, die in Verbindung mit einer Leitung steht, die im - in Fig. 3 nicht gezeigten - Sprühkopf endet.

Elektromagnetisch wirksame Durchflußsteuerorgane 84, 86, 88 sind in den Zweigleitungen 74, 76, 78 angeordnet. Das Öffnen und Schließen der Ventile 84, 86, wird durch ein Temperatursteueraggregat 90 gesteuert,

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das in Steuerabhängigkeit mit dem Temperaturfühler 43 steht,

Das Temperafcursteueraggregat 90 ist wie folgt programmiert Wenn die vom Temperaturfühler 43 abgefühlte Temperatur niedriger als eine vorgewählte Temperatur T1, z.B. 40⁰C, ist oder sich auf dieser Temperatur befindet, nehmen alle drei Ventile 84, 86, 88 ihre geschlossene Stellung ein. Wenn sich die abgefühlte Temperatur zwischen T1 und einer zweiten Temperatur T2 von z.B. 50⁰C befindet, nimmt das Ventil 84 seine geöffnete Stellung ein und die Ventile 86, 88 verbleiben in deren geschlossenen Stellung. Hierdurch tritt flüssiger Stickstoff durch das Ventil 84 zum Sprühkopf 60 mit einer vorgegebenen Menge hindurch. Wenn sich die abgefühlte Temperatur zwischen T2 und einer dritten Temperatur T3 von beispielsweise 60⁰C befindet, haben die Ventile 84, 86 ihre geöffnete Stellung eingenommen, während das Ventil 88 noch in der geschlossenen Stellung verbleibt. Hierdurch tritt flüssiger Stickstoff durch die Ventile 84, 86 zum Sprühkopf 60 mit doppelt so großer Menge, wie dann hindurch, wenn nur das Ventil geöffnet ist. Wenn nun die abgefühlte Temperatur über T3 ansteigt, öffnen alle drei Ventile 84, 86, 88 und flüssiger Stickstoff kann durch diese mit der dreifachen Menge hindurchtreten, wie wenn nur das Ventil 84 geöffnet ist. Hieraus wird verständlich, daß umso mehr flüssiger Stickstoff in Kontakt mit Sand gelangt, je heißer dieser ist.

Die zur Bewirkung des oben erwähnten Vorgangs der Ventile erforderliche elektrische Steuereinrichtung muß nicht beschrieben werden, da sie bekannt ist.

Die Erfindung wird noch anhand des folgenden Beispiels erläutert:

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Ein "Grünsand" bzw. Naßsand, der 4 Gew.-% Wasser, 10 Gew. -% Ton und zwischen 3 und 5 Gew.-?6 Kohlenstaubanteil aufweist, während der Rest aus SiOz- bzw. Quarzsand besteht, wurde in der Anlage von Fig. 1 hergestellt. Die Sandtemperatur wird unmittelbar vor und nach dem Disintegrator gemessen. Die "Vorlauftemperatur" ist in Tabelle I durch T1 und die Nachlauftemperatur durch T2 angegeben. Die Nachlauftemperatür nach dem Disintegrator wurde unterhalb 40⁰C gehalten.

Die Änderung der Vorlauf- und Nachlauftemperaturen ist in Tabelle I gezeigt. Die Eigenschaften des sich ergebenden "Grünsandes" sind in Tabelle II dargestellt.

Nachdem das Verfahren gemäß der Erfindung über einen Zeitraum von 3 Monaten lief, wurde festgestellt, daß der Anteil von ausgeschiedenen Formen 5 % im Vergleich zu 12 % betrug, wenn die in Fig. 1 gezeigte Anlage ohne das Flüssigstickstoffkühlen durchgeführt wurde.

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Tabelle I

Sand-Temperatur

Uhrzeit	T1	T 2	Uhrzeit	T1	T2
9-55	31	26	11 .48	37	33
10.00	38	30	1.00	38	34
10.05	35	22	1.05	40	25
10.08	35	17	1.15	35	22
10.13	32	24	1.25	35	27
10.16	40	24	1.35	33	28
10.20	39	21	1.41	37	27
11.00	35	28	1.50	38	26
11 .03	38	25	1.56	38	23
11 .05	38	20	2.03	36	22
11 .06	35	23	2.08	36	24
11 .10	39	24	2.20	38	24
11 .12	40	24	2.25	37	22
11.17	39	20	2.40	38	24
11 ,20	38	20	2.50	35	26
11.22	38	28	2.55	38	22
11.29	37	23	3.10	35	30
11.39	35	33	3.20	40	23
11.43	38	37	3.25	42	26

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Tabelle II

Sand-Eigenschaften	Feuchtig- keibsanteil (Gew.-^)	Grün- festigkeit (kg/cm²)	Durch lässig keit	Splitter- index
Uhrzeit	4.3	1,2	90	78
8.00	4.3	1,2	90	75
9.00	3-9	1,2	90	68
10-00	4.5	1,11	100	72
11.00	3-7	1,2	90	65
1 .00

Anzahl der ausgeschiedenen Formen: 8 Stck. pro Tag Gesamtanzahl hergestellter Kästen: 309 Gesamtstickstoffzeit: 2,0 Std. Gesamtstickstoffverbrauch: 1,26 · 10 ώΡ

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Claims

78Λ83?? Pat entansprüehe

1. Terfahren zur Herstellung von Gußformen mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Gewinnen τοη Sand oder anderem teilchenförmigen Material aus bereits benutzten, aus Sand od.dgl, Material gebildeten Formen;

b) Transportieren des Sands od.dgl. Materials zu einer Formenbildungsstation, in der die Formen oder Teile derselben geformt werden;

c) Kontrollieren bzw. Ermitteln der Temperatur des Sands od.dgl. Materials an der Formenbildungsstation oder auf dem Wege dahin,

gekennzeichnet durch folgende v/eitere Verfahrensschritte :

d) Verdampfen eines beständigen (permanenten) Gases im flüssigen oder festen Zustand vor oder in einem Kühlbereich;

e) Austauschen der Wärme des so gebildeten Dampfes mit dem Sand od.dgl. Material im Kühlbereich auf dem Wege zur Formenbildungsstation;

f) Steuern des Wärmeaustausches derart, daß die kontrollierte Sandtemperatur auf oder unterhalb einer gewählten Temperatur gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

Maximal- _o

daß eine> Temperatur von 40 0 gewählt wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als verflüssigtes Gas Flüssigstickstoff verwendet wird.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssiggas flüssiges Kohlendioxyd verwendet wird.

5- "Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssiggas auf den Sand gespritzt bzw. gesprüht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen des Sandes in einer oder mehreren Kammern durchgeführt wird.

7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur vor der Kühlkammer bzw. den Kühlkammern kontrolliert .bzw. ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulieferung von Kühlmitteln in den Kühlbereich automatisch dann bewirkt wird, wenn die ermittelte Temperatur einen vorgegebenen Wert erreicht.

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand zusammen mit frischem Sand und Zusätzen auf seinem Wege zur Formenstation durch eine oder mehrere Mühlen geführt wird und daß das Kühlen nach der Mühle bzw. nach jeder Mühle durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlbereich mit . einem Sandzerkleiner er, eine· Sandmühle bzw. einem Sanddisintegrator versehen wird.

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