DE852739C

DE852739C - Process for the manufacture of a binder for foundry purposes

Info

Publication number: DE852739C
Application number: DEH3007D
Authority: DE
Inventors: Carl Lorenz Dr Phil Huettenes
Original assignee: HUETTENES KOMMANDITGESELLSCHAF
Current assignee: HUETTENES KOMMANDITGESELLSCHAF
Priority date: 1944-05-21
Filing date: 1944-05-21
Publication date: 1952-10-16

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels für Gießereizwecke .'11s ßindeinittel für Gießereisande sind bereits Stoffe verschiedenster Art im Gebrauch oder zum Gebrauch vorgeschlagen. Es handelt sich dabei um solche tierischer, pflanzlicher oder mineralischer Herkunft. Als Beispiel für Bindemittel tierischer Herkunft seien der Sardinentran und das Menhadenöl als besonders gut erwähnt. Von Stoffen pflanzlichen Ursprungs sind besonders erwähnenswert das Leinöl, das Holzöl, das Sojaöl und das Perillaöl. Von diesen Stoffen zeichnen sich Sardinentran, Leinöl und Perillaöl dadurch aus, daß sie Kerne von sehr guter Festigkeit ergeben, die sich auch gut abgießen lassen. Diesen Vorteilen stehen jedoch Nachteile gegenüber, über die schon lange Klage geführt wird. Die tierischen und pflanzlichen öle und Fette sind bekanntlich Verbindungen aus höheren Fettsäuren und Glycerin. Werden mit ihrer Hilfe Gießereikerne hergestellt, so müssen diese bei höherer Temperatur gebacken werden. Dabei entsteht aus (lern Glycerin das äußerst agressive, die Schleimhäute heftig reizendeAkrolein. Doch könnte man durch gute Abführung der Dämpfe aus den Kerntrockenöfen diese Plage, wenn nicht vollständig beseitigen, so doch auf ein erträgliches Maß herabsetzen. Allein die Trocknung kann nie soweit durchgeführt werden, daß nicht auch beim Abgießen wieder unangenehme und schädliche Dämpfe entstehen, die z. B. in Radiatorengießereien, wo viel Leinöl gebraucht wird, den Aufenthalt unerträglich machen können. Ein weiterer Nachteil der genannter. Öle ist darin zu erblicken, daß sie eine längere Trockenzeit bei höhererTemperatur erfordern. Vom Leinöl ist weiterhin bekannt, daß Personen, die häufig und längere Zeit damit zu tun haben, leicht von einem Hautausschlag befallen werden, der als sogeriannte Leinölkrätze bekannt ist.Process for producing a binder for foundry purposes .'11s Various types of substances are already in use for foundry sands or suggested for use. These are animal, vegetable or mineral origin. As an example of binders of animal origin are the sardine oil and menhaden oil are mentioned as particularly good. Of substances vegetable Of particular note are the linseed oil, the wood oil, the soybean oil and the Perilla oil. Of these substances, sardine oil, linseed oil and perilla oil stand out from the fact that they result in cores of very good strength, which also pour off easily permit. However, these advantages are offset by disadvantages that have been about for a long time Lawsuit is brought. The animal and vegetable oils and fats are well known Compounds of higher fatty acids and glycerin. With their help become foundry cores made, they have to be baked at a higher temperature. This creates from (learn glycerine, the extremely aggressive acrolein, which is extremely irritating to the mucous membranes. However, if the vapors from the core drying ovens are properly discharged, this plague, if not completely eliminated, then at least to a tolerable level reduce. The drying alone can never be carried out so far that not even when pouring unpleasant and harmful vapors arise again, which z. B. in radiator foundries, where a lot of linseed oil is needed can make the stay unbearable. Another Disadvantage of the above. Oils can be seen in the fact that they have a longer drying time require at higher temperature. It is also known of linseed oil that people who have been exposed to it frequently and for long periods of time are easily affected by a rash known as linseed oil dross.

Weiterhin sind aus dem Pflanzenreich stammende wasserlösliche Bindemittel bekannt. Genannt seien Cellulosederivate, wie das Alkylin, das eine methylierte Cellulose darstellt, ferner Quellstärken, Dextrine und Sulfitlauge. Diese wasserlöslichen Bindemittel pflanzlicher Herkunft haben sämtlich den Nachteil, daß sie, was die Festigkeit der damit hergestellten Kerne anbetrifft, den Anforderungen in vielen Fälien nicht genügen.. Die Festigkeit ist beispielsweise mit der Festigkeit von ölkernen kaum vergleichbar und erreicht unter gleichen Bedingungen (gleicher Sand, gleiche Zusatzmenge usw.) noch nicht einmal ein Drittel des Wertes der Ölkerne. Ein anderer Nachteil dieser wasserlöslichen Binder ist, daß die damit hergestellten Kerne wasserlöslich b)eiben und daher für Naßgießformen nicht verwendbar sind.Furthermore, water-soluble binders from the plant kingdom are used known. Cellulose derivatives such as alkylin, which is methylated, may be mentioned Cellulose represents, also swelling starches, dextrins and sulphite liquor. These water soluble Binders of vegetable origin all have the disadvantage that they what the Concerning the strength of the cores produced with it, the requirements in many Fälien are not enough .. The strength is, for example, with the strength of oil cores are hardly comparable and, under the same conditions (same sand, same additional amount, etc.) not even a third of the value of the oil seeds. Another disadvantage of these water-soluble binders is that those made with them Cores are water-soluble and therefore cannot be used for wet casting molds.

Von mineralischen Bindern sei der Zement ,erwähnt, der sich als Kern- und Formbindemittel aber nie recht durchsetzen konnte, obwohl nicht zu verkennen ist, daß besonders in jüngster Zeit die Verwendung von hydraulischen Bindemitteln unter dem Zwang der Verhältnisse zugenommen hat. Jedoch ist die Verwendung auf bestimmte Gießereien mit besonderen Verhältnissen beschränkt geblieben. Das hat folgende Gründe: Zementkerne, die einigermaßen brauchbar sein sollen, bedürfen eines Zusatzes von i2 % gegenüber etwa i'/f bis 2'/o bei Ölen oder 2 bis 4% bei wasserlöslichen Bindern. Dieser hohe prozentuale Anteil an Bindemittel bewirkt es, daß diese Kerne viel weniger gasdurchlässig sind, da der Zement die Poren verstopft. Das führt in vielen Fällen zu Gußausschuß. Ein weiterer Nachteil, nicht nur des Zements, sondern auch anderer hydraulischer Bindemittel ist darin zu sehen, claß sie nicht sofort im Ofen getrocknet werden können, sondern längere Abbindezeit benötigen. Mindestens dürfte im Durchschnitt mit 24 Stunden Abbindezeit gerechnet werden müssen.Of the mineral binders, mention should be made of cement, which is the core and molding binders, however, never really caught on, although not to be misunderstood is that especially recently the use of hydraulic binders has increased under the compulsion of circumstances. However, its use is specific Foundries with special circumstances remained limited. This has the following reasons: Cement cores, which should be reasonably useful, require the addition of i2% compared to about i '/ f to 2' / o for oils or 2 to 4% for water-soluble binders. This high percentage of binder causes these cores to be much less are gas-permeable as the cement clogs the pores. That leads in many cases to casting committee. Another disadvantage, not only of the cement, but others too Hydraulic binder can be seen in the fact that it is not oven-dried immediately but require a longer setting time. At least should be on average 24 hours of setting time must be expected.

Da diese Erfindung sich mit der Verwendung von Stärke oder stärkehaltigen Stoffen befaßt, sei noch etwas näher auf den Stand der Technik, soweit er sich auf Stärkebinder bezieht, eingegangen: Die bisher im Handel befindlichen stärkehaltigen Binder sind ausnahmslos pulverförmiger Art. Sie werden hergestellt, indem Stärke durch Hitze oder durch Zusatz von Chemikalien aufgeschlossen wird. Als Beispiel für die erste Arbeitsweise sei erwähnt das Kartoffelwalzmehl, das dadurch entsteht, daß Kartoffeln gekocht, gequetscht und dann getrocknet und zu Pulver vermahlen werden. Ein weiteres Beispiel für Hitzeaufschluß ist die sögenannte Quellstärke. Mit Alkalien aufgeschlossen sind die sogenannten Alkalistärken, die bereits aufgeschlossen in den Handel kommen, oder auch solche Stärken, die mit dem Aufschlußmittel vermischt sind, ohne aufgeschlossen zu sein, deren Aufschluß dann bei Zugabe von Wasser zu dem Gießereisand in der Mischmaschine erfolgt. Diese Produkte sind zum Teil recht brauchbar. Aber die damit, hergestellten Kerne erreichen auch nur Festigkeiten; die viel zu wünschen übriglassen. Außerdem sind alle Kerne, die mit den bisher im Handel befindlichen Stärkebindern hergestellt werden, mehr oder minder empfindlich gegen Feuchtigkeit, was wiederum ihre Verwendung in Naßgießformen ausschließt.As this invention deals with the use of starch or starchy Substances concerned, should be a little closer to the state of the art, as far as it relates to Starch binders received, received: The starch-containing ones previously on the market Binders are invariably powdered in nature. They are made by adding starch is digested by heat or the addition of chemicals. As an an example For the first working method, the rolled potato flour should be mentioned, which is created by that potatoes are boiled, squashed and then dried and ground into powder. Another example of heat digestion is the so-called swelling starch. With alkalis The so-called alkaline strengths that are already unlocked in come on the market, or those starches that are mixed with the digesting agent are, without being digested, their digestion then with the addition of water the foundry sand in the mixer. Some of these products are right useful. But the cores produced with it only achieve strength; which leave a lot to be desired. In addition, all cores that were previously in the Commercially available starch binders are produced, more or less sensitive against moisture, which in turn precludes their use in wet casting molds.

Demgegenüber gestattet die vorliegende Erfindung auf einfachem Wege Kerne herzustellen, deren Festigkeit die der ölkerne erreicht oder übertrifft. Diese Kerne haben den besonderen Vorteil, daß zwar das aus in besonderer Weise hergerichteter Stärke oder stärkehaltigen Stoffen bestehende Bindemittel, aus dem sie hergestellt werden, wasserlöslich ist, daß die Kerne jedbch nach dem Trocknen im Ofen wasserfest sind. Als Beispiel sei erwähnt, daß ein Probekern, mit diesem Bindemittel hergestellt, ¢ Tage unter technischen Bedingungen in einer Form gelagert hatte, ohne daß er durch die Feuchtigkeit der Form gelitten hatte. Die erreichbaren Festigkeiten betrugen bei einem Zusatz von 4% Bindemittel gemäß vorliegender Erfindung gleich 2% Stärkestoffen 58 kg/cm2. Beim gleichen Sand wurden mit Leinöl Festigkeiten von 65 kg, bei Sojaöl von etwa 45 kg/cm2 erzielt. Es ist damit die Festigkeit des Leinöls, das in bezug auf diese Eigenschaft als bisher bester Binder gilt, beinahe erreicht und die Festigkeit der Kerne mit anderen Ölen, wie z. B. Sojaöl oder Tran, stark überschritten.In contrast, the present invention allows in a simple way To produce cores whose strength equals or exceeds that of the oil cores. These Cores have the particular advantage that they are made up in a special way Starch or starch-containing substances consisting of the binder from which they are made is water-soluble that the cores are waterproof after drying in the oven are. As an example it should be mentioned that a test core made with this binding agent ¢ had been stored in a mold under technical conditions for days without being through the mold's dampness had suffered. The achievable strengths were with an addition of 4% binder according to the present invention, this equates to 2% starch 58 kg / cm2. With linseed oil, strengths of 65 kg were achieved with the same sand, with soybean oil of about 45 kg / cm2 is achieved. It is thus the strength of the linseed oil that is related to on this property is considered the best binder to date, almost achieved and the strength the kernels with other oils, such as B. soybean oil or oil, heavily exceeded.

Ein anderer Vorteil des Binders nach dieser Erfindung gegenüber den Ölbindern ist der, daß man auch grubenfeuchten Sand verwenden kann. Dieser bedingt bei Ölkernen eine . Verminderung der Festigkeit um etwa 2o %. Diesen Nachteil hat der neue Binder, der ja wasserlöslich ist, nicht.Another advantage of the binder of this invention over the Oil binder is that you can also use pit-moist sand. This is conditional with oil cores one. Decrease in strength by about 20%. Has this disadvantage the new binder, which is water-soluble, isn't.

Durch Veränderung der zugesetzten Wassermenge hat man es in der Hand, dünnflüssige, viskose bis pastenartige Produkte zu erhalten. Das ist wichtig, weil man durch Verwendung dieser verschiedenen Abarten des Binders gemäß der Erfindung auch Sandmischungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erzielen vermag.By changing the amount of water added you have it in your hand, To obtain thin, viscous to paste-like products. This is important because by using these different varieties of the binder according to the invention is also able to achieve sand mixtures with different properties.

Dünnflüssiger Binder ist beispielsweise besonders geeignet für sogenannten Schüttsand. Das ist ein Sand, der nur lose in die Kernform eingefüllt und angedrückt wird. Als Beispiel seien die Formschalen für Radiiatoren erwähnt. Werden aber an das Stehvermögen der Kerne besondere Anforderungen gestellt, so ist es vorteilhaft, sogenannten Stampfsand zu verwenden. Dieser Sand verlangt eine kräftige Verdichtung durch Stampfarbeit. Für diesen Zweck eignen sich die viskosen oder pastösen Produkte gemäß der Erfindung.Low-viscosity binder is particularly suitable, for example, for so-called Loose sand. This is a sand that is only loosely poured into the core form and pressed on will. The molded shells for radiators are mentioned as an example. But are on the stamina of the cores has special requirements, it is advantageous to to use so-called rammed sand. This sand requires strong compaction by stamping work. The viscous or pasty products are suitable for this purpose according to the invention.

Die Arbeitsweise zur Herstellung dieses Kern- Bindemittels, die im folgenden beschrieben wird, ist denkbar einfach: Die Stärke wird in einem Druckgefäß mit Wasser längere Zeit auf Temperaturen erhitzt, die oberhalb 10o° C liegen, jedoch nicht 18o0 C überschreiten sollen. Der dabei entstehende Druck ist durch die Wasser- oder Dampftemperatur zwangsläufig gegeben und beträgt vorteilhaft etwa 6 atii.The procedure for producing this core Binder, which is described in the following is very simple: The strength is in one Pressure vessel with water heated to temperatures above 10o ° C for a longer period of time but should not exceed 18o0 C. The resulting pressure is inevitably given by the water or steam temperature and is advantageous about 6 atii.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of a binder for foundry cores and molds made from starch or starch-containing substances, characterized in that the Starch and the starchy substances with water under pressure to a level below 18o0 C.