EP0219607B1 - Verfahren zum Mischen von Giesserei-Formstoffen - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22C5/04—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by grinding, blending, mixing, kneading, or stirring
- B22C5/0409—Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
Definitions
- the invention relates to a process for mixing wet molding materials, in particular wet molding sands, for foundry purposes, by premixing the dry components in a container with a free surface, adding the wet components after dry mixing and then homogenizing them with the dry components by further mixing to give the wet molding material.
- Mixing processes for foundry molding materials of the aforementioned type are carried out in different mixer designs (DE-A 2 318 692, DE-A 2 603 057).
- Common to these mixers is always a standing or revolving, trough-like container, which is provided with a discharge opening on the circumferential or bottom side and engages in different types of mixing tools from above.
- the filling with dry components and the addition of the moist components takes place from above (see also US Pat. No. 3,134,576, US Pat. No. 3,228,664).
- the dry components are composed of granular, free-flowing bulk materials, such as new sand and processed old sand, as well as dusty, likewise almost dry bulk materials, such as coal dust, etc.
- the primary binder used is sodium bentonite, which consists of mineral layer particles that are activated when water is added and swell in the process. The process is due to an incorporation of the water molecules in the layer mineral. Water glass is also sometimes used as a binder, which dries under the influence of air and creates the bond.
- the binders or the binder components like the dry components, are applied to the free surface from above.
- the wet molding material is produced in batches, with particular emphasis being placed on short mixing times in order to be able to continuously provide the wet molding material on the molding machine.
- the entire mixing cycle which is essentially determined by the type of mixing tools and the circulation speed within the mixer, is at least two minutes.
- the object of the invention is to reduce the mixing time for a given mixer design and to achieve a better mixing result.
- the process according to the invention achieves a further advantage which is important for the mixer operation and the mixing result:
- the moist components are added to the free surface of the material to be mixed, the parts of the mixer lying above the surface inevitably also occur.
- caking occurs in the areas of the mixer wetted in the previous batch, which steadily increase over a longer operating period.
- These cakes gradually dry out from the contact surface and break off from time to time. They are then transported under the mix and are no longer dissolved there, so that there are inhomogeneities, which in turn lead to shape and casting errors.
- the wet components can be injected or injected into the dry mix, the overpressure being of course chosen so that the wet components cannot or only can penetrate to the surface.
- the moist components are added to the dry mix at a number of locations, preferably evenly distributed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Naßformstoffen, insbesondere Naßformsanden, für Gießereizwecke, indem die trockenen Komponenten in einem Behälter bei freier Oberfläche vorgemischt, nach dem Trockenmischen die Feuchtkomponenten zugegeben und anschließend mit den trockenen Komponenten durch weiteres Mischen zu dem Naßformstoff homogenisiert werden.
- Mischverfahren für Gießerei-Formstoffe der vorgenannten Art werden in unterschiedlichen Mischer-Konstruktionen durchgeführt (DE-A 2 318 692, DE-A 2 603 057). Gemeinsam ist diesen Mischern stets ein stehender oder umlaufender, trogartiger Behälter, der umfangsseitig oder bodenseitig mit einer Austragsöffnung versehen ist und in den von oben Mischwerkzeuge unterschiedlicher Art eingreifen. Das Befüllen mit trockenen Komponenten und die Zugabe der Feuchtkomponenten geschieht von oben her (siehe auch US-A 3 134 576, US-A 3 228 664). Die Trockenkomponenten setzen sich einerseits aus körnigen, rieselfähigen Schüttstoffen, wie Neusand und aufbereiteter Altsand, sowie aus staubförmigen, gleichfalls nahezu trockenen Schüttstoffen, wie Kohlenstaub etc. zusammen. Als Binder wird in erster Linie Natrium-Bentonit verwendet, das aus mineralischen Schichtpartikeln besteht, die bei Zugabe von Wasser aktiviert werden und dabei aufquellen. Der Vorgang ist auf eine Einlagerung der Wassermoleküle in das Schichtmineral zurückzuführen. Ferner wird als Binder zuweilen auch Wasserglas verwendet, das unter Lufteinfluß trocknet und die Bindung herstellt. Die Bindemittel bzw. die Bindemittelkomponenten werden, wie die Trockenkomponenten, von oben auf die freie Oberfläche aufgegeben.
- Bei dem beschriebenen bekannten Mischverfahren erfolgt die Herstellung des Naßformstoffs chargenweise, wobei auf kurze Mischzeiten besonderer Wert gelegt wird, um ständig den Naßformstoff an der Formmaschine bereitstellen zu können. Dabei liegt der gesamte Mischzyklus, der im wesentlichen durch die Art der Mischwerkzeuge und die Umwälzgeschwindigkeit innerhalb des Mischers bestimmt wird, bei wenigstens zwei Minuten.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer vorgegebenen Mischer-Konstruktion die Mischzeit zu verringern und ein besseres Mischergebnis zu erreichen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche in das trockene Mischgut unter Überdruck zugegeben werden.
- Im Gegensatz zu den bekannten Mischverfahren mit freier Oberfläche werden also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche in die vorgemischten Trockenkomponenten eingeschleust. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Mischdauer im Bereich des Naßmischzyklus' um bis zu einer halben Minute gesenkt werden kann, und zwar unabhängig davon, ob Bentonit- oder Wasserglas-gebundene Formstoffe eingesetzt werden. Ferner hat sich gezeigt, daß es wesentlich weniger Schwierigkeiten bereitet, eine absolut homogene Mischung zu erreichen. Als Ursache hierfür kommen folgende Überlegungen in Frage:
- Bei der Zugabe der Feuchtkomponenten auf die freie Oberfläche bilden sich dort sehr schnell Agglomerate, die vornehmlich aus den Feuchtkomponenten und den staubförmigen Partikeln bestehen. Die Feuchtkomponenten sind somit von einem weitgehend trockenen Mantel umgeben. Dies führt im Extremfall zur Knollenbildung, wobei die Knollen im Inneren einen hohen Feuchtegehalt aufweisen. Diese Knollen lassen sich nur noch schwerlich untermischen und auch nur schwerlich zerstören, so daß sie einerseits zu Inhomogenitäten im Mischgut führen, andererseits eine Uberdosierung an Feuchtkomponenten erforderlich machen. Dies ist insbesondere kritisch bei bentonit-gebundenen Formstoffen, da diese Knollen nicht nur das Bindewasser, sondern vor allem auch die staubförmigen Bentonitpartikel binden. Diese Knollen führen zu Formfehlern und beim Abgießen zu Gußfehlern. Durch die Zugabe der Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche wird die Perlen- und Knollenbildung, die durch Abrollbewegung der Feuchtkomponenten auf der freien Oberfläche verursacht ist, vollständig unterbunden, da die in das Mischgut unter Überdruck eindringenden Feuchtkomponenten eine Art Kapillarsystem vorfinden, in welchem sie sich vom Ort ihrer Aufgabe aus gleichmäßig verteilen.
- Bei bentonit-gebundenen Formstoffen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Reduzierung der Mischdauer, sondern - bei gleicher Mischdauer - zur Verbesserung des Mischergebnisses heranziehen. Untersuchungen haben gezeigt, daß das Quellvermögen von Betonit zeitabhängig ist. Etwa 70% des Quellvermögens werden innerhalb von 90 sec ab Beginn der Benetzung der Bentonit-Partikel erreicht, während eine 100%-ige Quellung erst nach etwa 20 bis 30 min erfolgt ist. Nutzt man also die an sich mögliche Verkürzung der Mischzeit dazu, dem Quellprozeß entsprechend mehr Zeit zu lassen, so wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine bessere Bindung erreicht.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein weiterer für den Mischerbetrieb und das Mischergebnis bedeutsamer Vorteil erreicht: Bei der Zugabe der Feuchtkomponenten auf die freie Oberfläche des Mischgutes tritt zwangsläufig auch eine Benetzung der oberhalb der Oberfläche liegenden Teile des Mischers ein. Dadurch entstehen bei Zugabe der Trockenkomponenten und in der Trockenmischphase Anbackungen in den bei der vorangegangenen Charge benetzten Bereichen des Mischers, die bei längerer Betriebsdauer stetig anwachsen. Diese Anbackungen trocknen von der Anlagerfläche her allmählich aus und brechen von Zeit zu Zeit ab. Sie werden dann unter das Mischgut transportiert und dort nicht mehr aufgelöst, so daß es zu Inhomogenitäten kommt, die wiederum zu Form- und Gußfehlern führen. In besonderem Maße treten diese Anbackungen bei wasserglas-gebundenen Formstoffen auf, wobei sie dort zudem besonders kritisch sind, weil die Anbackungen glashart werden und im Mischer nicht mehr zerkleinert werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch dieses Problem weitestgehend beseitigt, so daß einerseits die angesprochenen Inhomogenitäten im Mischgut nicht entstehen, andererseits die bei dem bekannten Mischverfahren von Zeit zu Zeit notwendigen Reinigungsmaßnahmen nicht mehr erforderlich sind bzw. nur noch in wesentlich größeren Zeitabständen durchzuführen sind.
- Die Feuchtkomponenten können in das trockene Mischgut eingespritzt bzw. eingedüst werden, wobei der Überdruck natürlich so gewählt wird, daß die Feuchtkomponenten nicht oder gerade nur bis zur Oberfläche vordringen können.
- Ferner ist es von Vorteil, wenn die Feuchtkomponenten an mehreren, vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordneten Stellen dem trockenen Mischgut zugegeben werden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Mischen von Naßformstoffen, insbesondere Naßformsanden, für Gießereizwecke, indem die trockenen Komponenten in einem Behälter bei freier Oberfläche vorgemischt, nach dem Trockenmischen die Feuchtkomponenten zugegeben und anschließend mit den trockenen Komponenten durch weiteres Mischen zu dem Naßformstoff homogenisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche in das trockene Mischgut unter Überdruck zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Feuchtkomponenten in das trockene Mischgut eingespritzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtkomponenten an mehreren,vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordneten Stellen dem trockenen Mischgut zugegeben werden.
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