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Form- und Kernsandzusatzmittel Es ist bereits bekannt, Gießereigebrauchssanden
in Gestalt von Form- und Kernsanden Steinkohlenstaubzusätze in Anteilen von 2 bid
i o % zu vermitteln. Aufgabe dieser Zusätze ist es, während des Abgießens der aus
einem derartigen Sand hergestellten Formen ein Anbrennen des Formmaterials in die
Gußoberfl.äche zu -verhindern. Dieser Zusatz ist sowohl bei getrockneten wie bei
grünen Formen üblich, doch ist in letzterem Fall wegen der infolge des Wassergehalts
erhöhten Reaktionsfähigkeit der Steinkohlenstaubzusatz bedeutend höher zu nehmen.
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Ein Maßstab für die Brauchbarkeit der handelsüblichen Steinkohlenstaube
ist deren Gasgehalt. Daneben spielt für die Bewertung der Gehalt .an unerwünschten
Nebenbestandteilen, wie Asche, Schwefel, Chlor und Wasser, eine erhebliche Rolle.
Beste Steinkohlenstaube haben einen Gasgehalt an flüchtigen Kohlenwasserstoffen
um 3o% herum. Neben der absoluten Menge des Gasgehalts ist für die gießereitechnische
Wirksamkeit maßgebend der spezifische Reduktionswert der entwickelten Gase. Bei
Steinkohlenstauben verschiedener Herkunft kann man im allgemeinen zwar von einer
besonderen Ermittlung dieses Reduktionswertes absehen, da die verhältnismäßige Zusammensetzung
von aus Steinkohlenstauben entwickelten Gasen, wenigstens soweit es sich um überhaupt
für diese Zwecke geeignete Steinkohle handelt, keine großen Unterschiede zeigt.
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Nach dem Vorangegangenen ist @es einleuchtend, daß etwa ein Zusatz
von Koksstaub zum Formsand nicht geeignet wäre, das Einbrennen des Formmaterials
in die Gußstückob:erfläche zu verhindern. Vorgeschlagen wurde dagegen, dem Formsand
statt Steinkohlenstaub staubförmigen Halbkoks zuzusetzen. Doch muß natürlich die
Wirksamkeit eines derartigen, schon . teilweise entgasten Materials weit geringer
sein als diejenige, welche voll gashaltiger Steinkohlenstaub sitzt. Auch hat man
versucht, Steinkohlenstaub durch Braunkohlenpulver zu ersetzen.
Der
beträchtliche Aschegehalt von Braunkohle, der viel höher ist als bei Steinkohle,
ebenso -wie die wenig günstige qualitative Zusammensetzung der aus Braunkohle entwickelten
Gase hinsichtlich ihres Reduktionsivertes, hat jedoch diesem Vorschlag den Erfolg
versagt. Die gleichen Gesichtspunkte, die gegen die Verwendung von Braunkohlenstaub
sprechen, sind auch gegen die Verwendung von Torfpulver zu erheben. Es ist weiter
ein Verfahren angegeben worden, dem Formsand Holzmehl zuzusetzen. Infolge der chemischen
Zusammensetzung des Holzes, dessen Hauptbestandteil die stark sauerstoffhaltige
Cellulose bildet, sind die von dem Holzstaub abgegebenen Gase stärker in ihrem Reduktionsvermögen
abgesättigt als bei Steinkohle.
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In Übereinstimmung mit diesen Darlegungen hat sich keines dieser Mittel
in die Praxis einführen lassen.
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In anderem Zusammenhang, nämlich zur Herstellung einer genügenden
Bindefestigkeit des Formsandes, besonders in getrocknetem Zustand, setzt man dem
Formsand auch Bindestoite organischer Beschaffenheit zu. Z. B. ist vorgeschlagen
worden, dem Formsand einen wäßrigen Brei von Raps- bzw. Leinkuchen zuzusetzen. Wenngleich
solche Stoffe während des Abgiel.')ens auch reduzierende Gase entwickeln, so doch
nicht in einem Umfang, daß sie die Aufgabe, welche dem Steinkohlenstaub zufällt,
mit zu übernehmen vermöchten.
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Demgemäß ist der Zusatz von Steinkohlenstaub allein praxisüblich.
Auf die Beschaffenheit des Formsandes wirkt sich dieser Zusatz in verschiedener
Richtung ungünstig .aus. Besonders wichtig ist sein Einfluß auf die Höhe der Gasdurchlässigkeit
des Formmaterials. Beträgt z. B. die Gasdurchlässigkeit eines Formsandes ohne Steinkohlenstaubzusatz
i i o der üblichen Einheiten, so ;wird diese bei beispielsweise 60'o Steinkohlenstaubzu,satz
auf 4.o Einheiten heruntergesetzt, bei 80 'o Steinkohleiistaubzusatz sogar
auf 25 Einheiten.
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Dazu kommt, daß seit einiger Zeit Möglichkeiten entwickelt worden
sind, dem beim Abgießen entstehenden Altsand unter Vermeidung von Neusandzusätzen
seine Bindeeigenschaften wiederzugeben. Diese Möglichkeit findet lediglich ihre
Grenze daran, daß der Steinkohlenstaubzusatz koksartige Staubreste im Altsand hinterläßt.
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Bei einer auf die dauernde Wiederverwendung des Altsandes abgestellten
Gebrauchssandherstellung, bei der also verstaubende Sandbestandteile nicht wie sonst
durch immer wiederholte Neusandzusätze in zulässigen Grenzen gehalten werden, führt
diese Tatsacke sehr bald zu einer weitgehenden Anreicherung staubartiger Bestandteile
im umlaufenden Sandvolumen. Mit der Anreicherung Staubartiger Bestandteile geht
in diesem Fall &n , parallel eine Anreicherung mineralisdier Bestandteile, herrührend
aus dem Aschedes Steinkohlenstaubs. Solange ein `grober Teil des umlaufenden Sandvolumens
bei der Auffrischung immer wieder durch Neusand ersetzt wird, kann der praxisüblich
zugelassene Aschegehalt von Steinkohlenstauben im Gebrauchssand nicht zu einer solchen
Anreicherung von als Flußmittel wirkenden mineralischen Bestandteilen führen, daß
die Feuerfestigkeit des Formmaterials beeinträchtigt wird. Wird dagegen die dauernde
Wiederverwendung des Altsandes angestrebt, so muß vermieden werden, daß Bestandteile
in den Formsand gelangen, die einmal die Gasdurchlässigkeit herabsetzen und dann
eine die Feuerfestigkeit des Formmaterials beeinträchtigende Wirkung ausüben.
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Praktisch bedeutet dies, daß infolge des bisherigen Fehlens eines
Mittels, das unter diesen Gesichtspunkten bessere Eigenschaften besitzt als Steinkohlenstaub,
die Möglichkeiten einer Altsandwiederverwertung nicht so ausgeschöpft werden konnten,
wie die anderen zu Gebote stehenden technischen Mittel dies gestattet hätten.
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Wir haben nun gefunden, daß die chemischen Aufschlußrückstände ligninhaltiger
Naturerzeugnisse, wie sie z. B. bei den in neuerer Zeit in großem Umfange durchgeführten
Holzverzuckerungsverfahren anfallen, hervorragend geeignet sind, statt Steinkohlenstaub
dem Formsand zugesetzt zu werden. Es hat sich aus unseren Versuchen ergeben, daß
derart meist aus nahezu reinem Lignin bestehende Stoffe einen Gasgehalt bis 6oo/p
und darüber, bezogen auf die wasserfreie Substanz, haben. Diese Gase besitzen gleichzeitig
einen außerordentlich hohen Reduktionswert und übertreffen demnach die gi,eß Breitechnische
Eignung handelsüblicher Steinkohlenstaube ganz außerordentlich. Ebenso wichtig ist
ihr geringer Schwefelgehalt und ihr geringer Aschegehalt. Bei dem außerordentlich
geringen Aschegehalt, der zurückzuführen ist auf die Einwirkung der bei dein chemischen
Holzaufschluß wirkenden Agenzien, entfällt die Möglichkeit einer schädlichen Anreicherung
leicht schmelzbarer Mineralbestandteile. Der hohe Gasgehalt gestattet es zudem,
mit einem Zusatz auszukomm-en, der mengenmäßig weniger als die Hälfte des Zusatzes
beträgt, der bei Steinkohlenstaub erforderlich ist. So erhält matt im Rahmen des
oben gegebenen Beispiels Gasdurchlässigkeitswerte von 75 bzw. 6oEinheiten statt
q.o bzw. 25 Einheiten, bei Steinkohlenstaub.
Die Aufschlußrückstände
werden auf !entsprechende Mahlfeinheiten gebracht. Damit sind die Mittel gegeben,
bei gleichzeitig weitestgehender Nutzbarmachung des Altsandes, beste Sandeigenschaften
zu erreichen.
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Eine Verwertung für diese chemischen Aufschlußrückstände war bisher
nicht gefunden worden, vielmehr ergab sich bei den chemischen Holzaufschlußverfahren
bisher nur eine Verwertung für den Celluloseanteil des Holzes, während eine Verwertung
des in Gestalt dieser Aufschlußrückstände anfallenden Ligninanteils noch nicht gelungen
war.