EP2117749B1 - Thermal regeneration of foundry sand - Google Patents

Thermal regeneration of foundry sand Download PDF

Info

Publication number
EP2117749B1
EP2117749B1 EP08707774.9A EP08707774A EP2117749B1 EP 2117749 B1 EP2117749 B1 EP 2117749B1 EP 08707774 A EP08707774 A EP 08707774A EP 2117749 B1 EP2117749 B1 EP 2117749B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sand
casting
foundry sand
material mixture
thermal treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP08707774.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2117749A1 (en
Inventor
Diether Koch
Jens Müller
Marcus Frohn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASK Chemicals GmbH
Original Assignee
ASK Chemicals GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASK Chemicals GmbH filed Critical ASK Chemicals GmbH
Priority to EP10015725.4A priority Critical patent/EP2329900B1/en
Priority to PL10015725T priority patent/PL2329900T3/en
Priority to PL08707774T priority patent/PL2117749T3/en
Publication of EP2117749A1 publication Critical patent/EP2117749A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2117749B1 publication Critical patent/EP2117749B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/08Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/06Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sieving or magnetic separating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/08Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying
    • B22C5/085Cooling or drying the sand together with the castings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing casting molds with the reprocessing of foundry sands which are contaminated with water glass.
  • Casting molds for the production of metal bodies are essentially produced in two versions.
  • the so-called cores or forms form a first group.
  • the casting mold which essentially represents the negative shape of the casting to be produced, is assembled from these.
  • a second group consists of hollow bodies, so-called feeders, which act as compensation reservoirs. These absorb liquid metal, whereby appropriate measures are taken to ensure that the metal remains in the liquid phase longer than the metal that is in the casting mold that forms the negative mold. If the metal solidifies in the negative mold, liquid metal can flow in from the compensation reservoir in order to compensate for the volume contraction that occurs when the metal solidifies.
  • Casting molds consist of a refractory material, for example quartz sand, the grains of which are produced after the casting mold has been formed be connected by a suitable binding agent in order to ensure sufficient mechanical strength of the casting mold.
  • a foundry sand is used that has been treated with a suitable binding agent.
  • the refractory basic molding material is preferably in a free-flowing form so that it can be filled into a suitable hollow mold and compacted there.
  • the binding agent creates a firm bond between the particles of the basic molding material, so that the casting mold has the required mechanical stability.
  • Casting molds have to meet various requirements. During the casting process itself, they must first have sufficient stability and temperature resistance in order to accommodate the liquid metal in the hollow mold formed from one or more casting (part) forms. After the solidification process has started, the mechanical stability of the casting mold is ensured by a solidified metal layer that is formed along the walls of the hollow mold. The material of the casting mold must now decompose under the influence of the heat given off by the metal in such a way that it loses its mechanical strength, i.e. the cohesion between individual particles of the refractory material is broken. This is achieved in that, for example, the binder decomposes under the action of heat. After cooling, the solidified casting is shaken, and in the ideal case the material of the casting molds disintegrates again into fine sand, which can be poured out of the cavities of the metal mold.
  • Both organic and inorganic binders can be used to produce the casting molds, and they can be hardened by cold or hot processes.
  • Cold processes are processes that are carried out essentially at room temperature without heating the casting mold become.
  • the curing usually takes place through a chemical reaction, which is triggered, for example, when a gas as a catalyst is passed through the mold to be cured.
  • hot processes the molding material mixture is heated to a sufficiently high temperature after molding, for example to drive out the solvent contained in the binder or to initiate a chemical reaction by which the binder is cured, for example by crosslinking.
  • organic binders are often used for the production of casting molds in which the hardening reaction is accelerated by a gaseous catalyst or which are hardened by reaction with a gaseous hardener. These processes are referred to as "cold box” processes.
  • polyurethane cold box process is a two-component system.
  • the first component consists of a solution of a polyol, usually a phenolic resin.
  • the second component is a solution of a polyisocyanate. So according to the U.S. 3,409,579 A caused the two components of the polyurethane binder to react by passing a gaseous tertiary amine through the mixture of molding base material and binder after molding.
  • the curing reaction of polyurethane binders is a polyaddition, ie a reaction without splitting off by-products such as water.
  • Other advantages of this cold box process include good productivity, dimensional accuracy of the casting molds and good technical properties, such as the strength of the casting molds, the processing time of the mixture of mold base material and binding agent, etc.
  • the hot-curing organic processes include the hot-box process based on phenolic or furan resins and the warm-box process based on furan resins and the Croning process based on phenol novolak resins.
  • liquid resins are processed into a molding material mixture with a latent hardener that only becomes effective at elevated temperatures.
  • basic mold materials such as quartz, chrome ore, zircon sands, etc. are coated at a temperature of approx. 100 to 160 ° C with a phenol novolak resin that is liquid at this temperature. Hexamethylenetetramine is added as a reaction partner for the subsequent hardening.
  • the shaping and curing takes place in heatable tools that are heated to a temperature of up to 300 ° C.
  • binder systems In order to avoid the emission of decomposition products during the casting process, binders must be used that are based on inorganic materials or that contain at most a very small proportion of organic compounds. Such binder systems have been known for a long time. Binder systems have been developed which can be hardened by introducing gases. Such a system is for example in the GB 782 205 described in which an alkali water glass is used as a binder that can be cured by introducing CO 2. In the DE 199 25 167 an exothermic feeder mass is described which contains an alkali silicate as a binder. Furthermore, binder systems have been developed which are self-curing at room temperature. Such a system based on phosphoric acid and metal oxides is, for example, in U.S.
  • thermosetting binder systems are, for example, from U.S. 5,474,606 known, in which a binder system consisting of alkali water glass and aluminum silicate is described.
  • overflow sand i.e. sand that was mixed with binding agent but not hardened, as well as for cores or core lumps that did not reach the casting.
  • the most widespread is mechanical regeneration, in which the binder residues or decomposition products remaining on the used foundry sand after casting are removed by rubbing.
  • the sand can be moved vigorously, for example, so that the binding agent residues adhering to them are detached when neighboring grains of sand collide.
  • the binder residues can then be separated from the sand by sieving and dedusting.
  • mechanical regeneration often fails to completely separate the binder residues from the sand. Furthermore, due to the strong forces involved in mechanical regeneration act on the grains of sand, strong abrasion occurs or the grains of sand can splinter. The sand processed by mechanical regeneration is therefore usually not of the same quality as new sand. If the mechanically regenerated sand is therefore used for the production of casting molds, this can lead to castings of inferior quality being obtained.
  • the used foundry sand can be heated with access to air, so that the binder residues burn.
  • a device for the continuous regeneration of synthetic resin-bonded foundry sands described After mechanical pre-cleaning, the used foundry sand is fed to a thermal regeneration stage in which the organic binder residues remaining on the sand grains are burned off.
  • This thermal regeneration stage comprises a sand preheater, a cascade furnace that works continuously on the countercurrent principle with fluidized beds lying on top of one another on individual levels, and a sand cooler.
  • the cooling air which is forced through the sand cooler in coiled tubes, is fed to the furnace as hot air for swirling. It is also used as burner air.
  • the hot air from the interior of the sand cooler is fed to the sand preheater for heating the sand. This achieves a temperature distribution in the furnace that does not lead to incomplete and therefore harmful exhaust gases at any point in combustion.
  • the used sand is usually separated from the casting before reprocessing.
  • a method is also known in which the castings together with the cores and molds produced using organic binders are heated in an oven for a prolonged period of time to a temperature of about 400 to 550 ° C. immediately after casting. Due to the thermal Treatment, in addition to removing the organic binder, also brings about a metallurgical modification of the casting.
  • Used foundry sands that are contaminated with inorganic binders, such as water glass, can be reprocessed by mechanical regeneration.
  • a thermal pretreatment of the used sand can embrittlement the binder film surrounding the sand grain, so that the binder film can be rubbed off mechanically more easily.
  • a thermal treatment of foundry sand contaminated with water glass is described.
  • the used foundry sand is obtained from molds that have been hardened with acid gases, usually carbon dioxide.
  • the used foundry sand is first mechanically crushed and then heated to a temperature exceeding 200 ° C.
  • the thermal treatment destroys disruptive components or transforms them in such a way that the foundry sand is suitable for a further molding process.
  • the description does not include examples so that the exact implementation of the procedure remains unclear. In particular, it does not describe whether the binder is mechanically rubbed off the sand grains after the thermal treatment of the used sand.
  • a method for the regeneration of foundry used sands is also described, in which the used sand is first annealed and then specially treated to remove binder residues. All used foundry sands can be used, regardless of whether they have been bound by organic or inorganic binders. Processing by washing with water is only recommended for cement-bound foundry sands. To remove binding agent residues from the annealed used foundry sand, the annealed sand is first cooled and any remaining binding agent residues are removed from them by gently rubbing or impacting the sand grains. The sand is then sifted and dusted.
  • the annealed sand is shock-cooled by water to a temperature of a little over 100 ° C, whereby shrinkage stresses are triggered in the binder residues and the binder residues are burst open by the sudden formation of steam from the surface of the sand grains, whereby the binder residues can more easily be detached from the sand grains .
  • the author uses the Na 2 O content of the regenerated sand as a benchmark for reprocessing, ie the removal of the binding agent from the used sand. After the sand has been circulated several times, an equilibrium of the Na 2 O content is established in the regenerated used sand from around the seventh circulation. During the thermal treatment, the used sand is heated to around 200 ° C. This prevents the grains of sand from sintering. In microscopic images of the thermally treated sand grains, embrittlement and tearing of the binder film can be observed, so that it can be mechanically rubbed off the sand grain.
  • the regenerated used sand has a number of disadvantages.
  • the regenerated used sand is more difficult to shoot on conventional core shooters. This can be seen, for example, in the lower density of the moldings made from regenerated waste sand.
  • the moldings produced from regenerated waste sand also show a lower strength.
  • the processing time of molding material mixtures made from regenerated used sand is shorter than that of mixtures made using new sand.
  • the processing time of such molding material mixtures produced from mechanically regenerated waste sand can be improved by adding about 0.1 to 0.5% by weight of water, which may contain a surfactant, to the molding material mixture.
  • water which may contain a surfactant
  • This measure can also improve the strength of the molded bodies produced from this molding material mixture.
  • the regenerated used sand does not achieve the quality of new sand.
  • the results are only reproducible to a limited extent, so that in the process of manufacturing casting molds, imponderables arise that cannot be accepted in industrial production.
  • Inorganic binders in particular those based on water glass, are still largely water-soluble even after the casting mold has cured.
  • the foundry sand can therefore also be worked up by washing off residues of the inorganic binder on the sand with water.
  • the water can already be used to clean the casting of adhering used sand.
  • the EP 1 626 830 production line described before a wet core removal is not discussed.
  • the DE 10 2005 029 742 describes a method for treating foundry molding materials, in which part of the used foundry sand is washed with water.
  • the used sand which is bound with an inorganic binder, is separated dry from the casting after pouring. Lumpy parts are crushed dry. The crushed sand is sieved to a certain grain size and unwanted fine particles are removed.
  • the screened sand is separated into two partial flows, one partial flow being fed to an interim storage facility. The other partial flow is washed with water until the grain surface is sufficiently cleaned of residues of the binding agent and products of the casting process. After washing, the washing water is separated off and the sand is dried. A portion of the screened used sand removed from the interim storage facility can then be added to the washed sand.
  • the used sand can be subjected to a thermal treatment before the ultrasonic treatment. 400 to 1200 ° C., particularly preferably 600 to 950 ° C., are specified as preferred temperature ranges for the thermal pretreatment.
  • the examples describe the processing of used sand to which bentonite / carbon adheres as binder residues.
  • the thermal treatment is used to remove carbon, which accumulates in the bentonite in the form of polyaromatic carbons in a concentration that does not allow direct reuse.
  • the invention was therefore based on the object of providing a method for producing casting molds which comprises a method for reprocessing foundry sands contaminated with water glass, which can be carried out simply and cheaply, so that the sand is of high quality for the even after repeated reprocessing Has production of foundry molds.
  • the cohesion between the grains of a foundry sand decreases significantly when the used casting mold, as it is after the metal casting, is heated to a temperature of at least 200 ° C. for a longer period of time.
  • the molding sand reconditioned by thermal treatment shows no premature hardening when it is used again with a water glass-based binder.
  • the processing time of regenerated used sand is comparable to the processing time of new sand. It is not necessary for the binder to be mechanically rubbed off the sand grains after the thermal treatment.
  • a classification can also be carried out, for example by sieving or air sifting.
  • the inventors assume that when the used sand is regenerated by mechanical abrasion of the binding agent from the grain of sand or during at least partial wet processing, small amounts of the particulate metal oxide, in particular silicon dioxide, are dragged into a newly prepared molding material mixture with the regenerated used sand.
  • the particulate metal oxide can presumably trigger premature hardening of the water glass, which significantly shortens the processing time of the molding material mixture.
  • the particulate metal oxide present in the binder adhering to the grain of sand presumably causes the adhering water glass to be vitrified.
  • a vitreous layer forms from the water glass on the grain of sand, which has only a low reactivity. This can also be seen, for example, in the fact that the amount of extractable sodium ions decreases during the regeneration of the sand and is very low in the regenerated sand.
  • the strength of the used casting mold decreases significantly, so that it disintegrates even with little mechanical impact.
  • the mechanism of the decay is unclear.
  • the inventors assume, however, that the water glass adhering to the foundry sand at least partially reacts with the grain of sand and, under the influence of the particulate metal oxide, can form a thin glass envelope on its surface.
  • the surface of the grain of sand is smoothed so that it can easily be incorporated into a molding material mixture after it has been incorporated again
  • Core shooters can be processed into moldings.
  • the water glass remaining on the grain of sand only leads to an insignificant increase in grain size, so that the foundry sand can also go through several cycles before the reprocessed grains of sand are separated, for example in a classification following the thermal regeneration, such as a sieving step, due to excessive increase in size.
  • the progress of the regeneration of the used foundry sand can be followed, for example, by determining the acid consumption, which is a measure of the extractable sodium ions still present in the used sand. If the foundry sand includes larger aggregates, these are first crushed, for example with the help of a hammer. The foundry sand can then also be sifted through a sieve which, for example, has a mesh size of 1 mm. Then a certain amount of the foundry sand is suspended in water and reacted with a defined amount of hydrochloric acid. The amount of acid that has not reacted with the foundry sand or with the water glass adhering to the foundry sand can then be determined by back titration with NaOH. The acid consumption of the foundry sand can then be determined from the difference between the amount of acid used and the amount of acid that has been back-titrated.
  • the acid consumption is a measure of the extractable sodium ions still present in the used sand. If the
  • the pH value or the conductivity of a slurry of the foundry sand can be used.
  • the suspension can be prepared, for example, by slurrying 50 g of the foundry sand in one liter of distilled water.
  • the sand bodies are given a smooth surface. The flowability of the sand can therefore also be used as a parameter, for example.
  • properties of a molding material mixture produced from the regenerated foundry sand for example its processing time, or properties of a molding produced from this molding material mixture, for example its density or flexural strength, can also be used to assess the thermal treatment of the used foundry sand.
  • Samples of the used foundry sand can be thermally processed, with the treatment temperature and the treatment time being systematically varied.
  • the acid consumption can then be determined for the thermally reprocessed samples.
  • a molding material mixture is then produced from the individual samples and their processing time is determined.
  • test specimens are produced from the molding material mixture and their density or flexural strength is determined. From the sample bodies, those whose properties meet the requirements are then selected and then, for example, the acid consumption of the relevant reprocessed foundry sand sample is used as a criterion for the thermal treatment on a larger scale.
  • the method according to the invention for reprocessing used foundry sands is simple to carry out and does not require any complicated devices per se.
  • the reclaimed foundry sand obtained with the process according to the invention has approximately the same properties as new sand, ie the molded bodies produced from the reclaimed foundry sand have a comparable strength and a comparable density.
  • one from the regenerated foundry sand Molding material mixture produced by adding water glass has approximately the same processing time as a molding material mixture based on new sand.
  • the method according to the invention for producing casting molds which comprises a method for reprocessing used foundry sands which are contaminated with water glass, is carried out according to claim 1.
  • Used foundry sand is understood to mean any foundry sand contaminated with water glass that is to be reprocessed, with a particulate metal oxide being added to the water glass in the previous production cycle to improve the initial strength of the casting mold.
  • the binder coating adhering to the used foundry sand therefore still contains the particulate metal oxide.
  • the used foundry sand comes from a used casting mold.
  • the used foundry mold can be present in its entirety or it can also be broken into several parts or chunks.
  • the used foundry mold can also have been crushed to the extent that that it is back in the form of a foundry sand with a water glass.
  • a used mold can be a mold that has already been used for metal casting.
  • a used casting mold can, however, also be a casting mold that was not used for metal casting, for example because it is redundant or defective. Partial forms of casting molds are also included.
  • permanent molds so-called chill molds, can also be used for metal casting, which are used in combination with a casting mold made of foundry sand solidified with water glass. The latter can be processed again with the method according to the invention.
  • Used foundry sand is also understood to mean overflow sand which, for example, has remained in the storage bunker or in feed lines of a core shooting device and has not yet hardened.
  • the water glass which is contained as a binder in the used foundry sand, contains the particulate metal oxide.
  • this metal oxide was added to the waterglass binder in order to improve the initial strength of a mold produced from the molding mixture.
  • the used foundry sand can consist entirely of foundry sand contaminated with such a binder. But it is also possible to regenerate other used foundry sands together with the used foundry sand described above.
  • Such other used foundry sands can be, for example, foundry sands that are contaminated with an organic binder, or foundry sands that are contaminated with a waterglass-based binder to which no particulate metal oxide has been added.
  • the proportion of the used foundry sand which is contaminated with a water glass-based binder to which the particulate metal oxide has been added is preferably greater than 20% by weight, preferably greater than 40% by weight, particularly preferably greater than 60% by weight , particularly preferably greater than 80% by weight, based on the amount of foundry sand to be regenerated.
  • a particulate metal oxide is understood to mean a very finely divided metal oxide, the primary particles of which preferably have an average diameter of less than 1.5 ⁇ m , particularly preferably between 0.10 ⁇ m and 1 ⁇ m .
  • agglomeration of the primary particles can also result in larger particles.
  • the majority of the used foundry sand is obtained from the reprocessing of used casting molds.
  • the used foundry sand is therefore in the form of a used casting mold with which a metal casting has already been carried out.
  • the used foundry mold can still contain the casting according to a first embodiment of the method according to the invention.
  • the used casting mold can therefore be used directly in the form in which it is obtained after the metal casting.
  • the casting mold with the casting contained therein is subjected as a whole to a thermal treatment.
  • the casting mold with the casting can be transferred to a suitably dimensioned furnace.
  • the thermal treatment weakens the cohesion between the grains of the used foundry sand.
  • the casting mold disintegrates and the foundry sand can, for example, by means of suitable devices collected in the oven.
  • the disintegration of the casting mold in the furnace can be supported by machining the casting mold.
  • the casting mold can be shaken, for example.
  • the used casting mold is first separated from the casting and then the used casting mold is reprocessed separately from the casting.
  • the used foundry sand contaminated with water glass is produced in the usual process of manufacturing castings in foundries.
  • the casting mold for metal casting which is solidified with a binding agent based on water glass, can in itself have been produced in a known manner.
  • the water-glass-containing binder, to which a particulate metal oxide is added, is thermally cured.
  • the casting mold is solidified by removing water from the water-glass-containing binder.
  • the casting mold can be constructed from a single molded body. But it is also possible that the
  • Casting mold is made up of several moldings, which may be produced in separate work steps and then put together to form a casting mold.
  • the casting mold can also comprise sections that have not been solidified with water glass as a binder but, for example, with an organic binder, such as a cold box binder.
  • the casting mold is partly formed from permanent molds. Those parts of the casting mold which consist of foundry sand solidified with water glass can then be reprocessed using the method according to the invention.
  • the casting mold comprises, for example, only one core, which consists of foundry sand solidified with water glass as a binding agent, while the mold is made of so-called green sand. In the used casting mold, the parts which contain the foundry sand contaminated with water glass are then separated off and reprocessed using the method according to the invention.
  • the casting mold for metal casting is used in the usual way, with a used casting mold being obtained after the metal has cooled, which can be reprocessed using the method according to the invention.
  • the casting mold is heated to a temperature of at least 200 ° C.
  • the entire volume of the casting mold should reach this temperature so that a uniform disintegration of the casting mold is achieved.
  • the duration for which the casting mold is subjected to a thermal treatment depends, for example, on the size of the casting mold or also on the amount of the water-glass-containing binder and can be determined by taking a sample. The sample taken should disintegrate into loose sand under slight mechanical impact, such as occurs when the casting mold is shaken.
  • the cohesion between the grains of the foundry sand should be weakened so far be that the thermally treated foundry sand can be sieved without any problems in order to separate larger aggregates or impurities.
  • the duration of the thermal treatment can be chosen to be relatively short for small casting molds, especially if the temperature is chosen to be higher. For larger casting molds, especially if these still contain the casting, the treatment time can also be chosen to be significantly longer, up to several hours. The period of time within which the thermal treatment is carried out is preferably chosen between 5 minutes and 8 hours.
  • the progress of the thermal regeneration can be followed, for example, by determining the acid consumption on samples of the thermally treated foundry sand. Foundry sands, such as chromite sand, can themselves have basic properties, so that the foundry sand influences acid consumption. However, the relative acid consumption can be used as a parameter for the progress of the regeneration.
  • the acid consumption of the used foundry sand intended for reprocessing is first determined.
  • the acid consumption of the regenerated foundry sand is determined and related to the acid consumption of the used foundry sand.
  • the acid consumption for the regenerated foundry sand preferably decreases by at least 10%.
  • the thermal treatment is preferably continued until the acid consumption compared to the acid consumption of the used foundry sand has decreased by at least 20%, in particular at least 40%, particularly preferably at least 60% and particularly preferably by at least 80%.
  • the acid consumption is given in ml of acid consumed per 50 g of the foundry sand, the determination with 0.1 N hydrochloric acid analogous to the method given in VDG Merkblatt P 28 (May 1979) is determined.
  • the method for determining the acid consumption is detailed in the examples.
  • the casting mold can be heated by any desired method. For example, it is possible to expose the casting mold to microwave radiation. However, other methods can also be used to heat the casting mold. It is also conceivable that an exothermic material is added to the used foundry sand, which provides the temperature required for the treatment alone or in combination with other heat sources.
  • the duration of the thermal treatment can be influenced by the temperature to which the casting mold is heated. Decomposition can already be observed at temperatures of around 200 ° C. The temperature chosen is preferably higher than 250.degree. C., in particular higher than 300.degree.
  • the upper limit for the temperature used in the thermal treatment corresponds to the sintering temperature of the sand. Usually, however, the temperature is limited by the design of the device in which the thermal treatment is carried out.
  • the temperature for the thermal treatment is preferably selected to be less than 1300 ° C., particularly preferably less than 1100 ° C. and particularly preferably less than 1000 ° C. If the casting mold also contains organic impurities in addition to the water glass-containing binder, the temperature is preferably selected so high that the organic impurities burn.
  • the temperature can be kept constant during the thermal treatment. However, it is also possible that a temperature program is run through during the thermal treatment, in which the temperature is changed in a predetermined manner.
  • the thermal treatment can initially be carried out at a relatively high temperature, for example at a temperature of more than 500 ° C., in order to remove organic impurities to burn and accelerate the disintegration of the used casting mold. The temperature can then be gradually reduced, for example in order to adjust the acid consumption to the desired value.
  • the casting mold can be subjected to the thermal treatment in a state in which it has not yet been separated from the casting.
  • both the casting mold and the casting experience a thermal treatment.
  • the casting mold is separated from the casting before the thermal treatment.
  • Customary procedures can be used for this purpose.
  • the casting mold can be smashed by mechanical action or the casting mold can be shaken so that it breaks up into several fragments.
  • the casting mold is preferably broken into at least coarse fragments, which have a diameter of about 20 cm or less, for example.
  • the fragments preferably have a largest dimension of less than 10 cm, particularly preferably less than 5 cm, particularly preferably less than 3 cm.
  • Conventional devices for example lump breakers, can be used to break the casting mold. Chunks of a corresponding size can also be obtained, for example, if the casting mold is separated from the casting by means of a jackhammer or a chisel or by shaking.
  • a mechanical treatment of the foundry sand for grain separation is carried out before or after the thermal treatment.
  • the mold can do this for example ground, crushed by rubbing or impacting and the sand obtained in this way can be sieved.
  • Conventional devices can be used for this, such as those that have already been used, for example, in the mechanical processing of foundry sands.
  • the foundry sand can be passed through a fluidized bed in which the sand grains are held in suspension by means of a stream of compressed air. As a result of the collision of the grains of sand, the outer shell made of water glass binder is rubbed off.
  • the sand grains can, however, also be directed against a baffle plate by means of an air stream, with the outer shell of the sand grain formed from water glass binding agent being removed upon impact on the baffle plate or other sand grains.
  • thermal treatment of the thermally regenerated used sand is preferably dispensed with and only oversized grains are removed by means of an appropriate classification. This avoids mechanical damage to the sand, for example through splinters, and smooth, easily pourable sand grains are obtained.
  • foundry sand regenerated in this way essentially no shortening of the processing time is observed when compared to new sand when this is processed again to form a molding material mixture with water glass as a binder.
  • the temperature required for the thermal treatment can initially be set in any manner per se.
  • the thermal treatment is preferably carried out in such a way that the casting mold, possibly in comminuted form, is transferred to an oven for the thermal treatment.
  • the furnace can be designed as desired, provided that uniform heating of the material of the casting mold is guaranteed.
  • the furnace can be designed so that the thermal Treatment is carried out discontinuously, so the furnace is charged, for example, batchwise with the, possibly crushed, casting mold and the thermally treated material is removed from the furnace before the furnace is then filled with the next batch.
  • the furnace can be designed, for example, in the form of a road or a tunnel through which the used casting mold is transported, for example by means of a conveyor belt.
  • ovens can be used, as are known from the thermal regeneration of used foundry sands contaminated with organic binders.
  • the used foundry sand is moved during the thermal treatment.
  • the movement can take place, for example, by moving the casting mold or the chunks obtained from it around the three spatial axes, so that the casting mold or the chunks execute rolling movements through which a further comminution of the casting mold or the smaller casting sand aggregates resulting from it is achieved .
  • Such a movement can be achieved, for example, by moving the smaller foundry sand aggregates produced from the casting mold by means of a stirrer or in a rotating drum.
  • the movement can also take place by holding the sand in suspension in a fluidized bed by means of a heated stream of compressed air.
  • a rotary kiln is used for the thermal treatment of the used foundry sand. It has been shown that even with a coarse pre-shredding the casting mold during the passage through the rotary kiln a substantial disintegration of the used casting mold can be achieved. If even larger aggregates remain in the regenerated foundry sand after leaving the rotary kiln, they can be separated by sieving, for example.
  • the thermal treatment can per se also be carried out under an inert gas atmosphere.
  • the thermal treatment is advantageously carried out with admission of air. On the one hand, this reduces the effort involved in the thermal treatment, since no special measures have to be taken in order to exclude the ingress of oxygen.
  • Another advantage of thermal treatment with access to air is that organic contaminants that contaminate the used foundry sand are burned so that further cleaning is achieved.
  • the method according to the invention for reprocessing foundry sand can per se also be combined with other reprocessing processes.
  • the thermal treatment can be preceded by a mechanical treatment in which part of the water glass is rubbed off the sand grains and removed by sieving and / or dedusting.
  • a wet treatment process before or after the thermal treatment according to the invention.
  • the used foundry sand can be washed with water before the thermal treatment in order to remove a portion of the water glass. Because of the considerable effort that such a wet treatment requires, the sand must be dried after washing and the contaminated washing water must be treated, the method according to the invention is, however, preferably carried out dry, that is to say without a wet step.
  • Another advantage of dry reprocessing is that any contaminants that may still remain in the foundry sand after thermal processing can be removed from the The resulting layer of water glass can be firmly bound to the grain of sand. If the foundry sand is therefore discharged after several cycles, for example because the grain size has increased too much, a comparatively simple disposal of the sand is therefore possible.
  • the reprocessed foundry sand is preferably sieved in order to separate larger aggregates and dedusted.
  • Known devices can be used for this, as are known, for example, from the mechanical regeneration of used foundry sands or the thermal regeneration of organically bound foundry sands.
  • the result of the reconditioning can already be positively influenced by the process with which the casting mold for metal casting is produced.
  • the production of the new casting mold and the subsequent metal casting take place according to known processes.
  • the molding material mixture is produced by moving the foundry sand and then applying the particulate metal oxide or water glass in any order. The mixture is moved on until the grains of the foundry sand are evenly covered with the water glass.
  • foundry sand Conventional materials for the production of casting molds can be used as foundry sand.
  • quartz or zircon sand are suitable.
  • Fibrous refractory molding raw materials, such as fireclay fibers, are also suitable.
  • Other suitable foundry sands are, for example, olivine, chrome ore sand, vermiculite.
  • artificial mold base materials can also be used as foundry sand, such as, for example, hollow aluminum silicate spheres (so-called microspheres) or spherical ceramic mold base materials known under the name "Cerabeads®” or "Carboaccucast®".
  • these artificial mold raw materials are preferably only added in part to the foundry sand.
  • the synthetic mold base materials are preferably used in a proportion of less than 80% by weight, preferably less than 60% by weight.
  • These spherical ceramic mold base materials contain, for example, mullite, corundum and ⁇ -cristobalite in various proportions as minerals. They contain aluminum oxide and silicon dioxide as essential components.
  • Typical compositions contain, for example, Al 2 O 3 and SiO 2 in approximately equal proportions. In addition, other constituents can also be contained in proportions of ⁇ 10%, such as TiO 2 , Fe 2 O 3 .
  • the diameter of the spherical Mold base materials are preferably less than 1000 ⁇ m, in particular less than 600 ⁇ m.
  • These artificial mold base materials do not go back to a natural origin and can also have been subjected to a special molding process, such as in the production of aluminum silicate micro hollow spheres or spherical ceramic mold base materials.
  • glass materials are used as refractory, artificial basic molding materials. These are used in particular either as glass spheres or as glass granules.
  • Conventional glasses can be used as the glass, glasses which have a high melting point being preferred.
  • glass beads and / or glass granules made from broken glass are suitable.
  • Borate glasses are also suitable. The composition of such glasses is given by way of example in the table below.
  • glasses listed in the table it is also possible to use other glasses whose content of the above-mentioned compounds is outside the stated ranges.
  • special glasses can also be used which, in addition to the oxides mentioned, also contain other elements or their oxides.
  • the diameter of the glass spheres is preferably 1 to 1000 ⁇ m, more preferably 5 to 500 ⁇ m and particularly preferably 10 to 400 ⁇ m.
  • the preferred proportion of artificial mold base materials is at least about 3% by weight, particularly preferably at least 5% by weight, especially preferably at least 10% by weight, preferably at least about 15% by weight, particularly preferably at least about 20% by weight , based on the total amount of foundry sand.
  • the foundry sand preferably has a free-flowing state, so that the molding material mixture can be processed in conventional core shooters.
  • the foundry sand can be formed by new sand, which has not yet been used for metal casting.
  • the foundry sand which is used for the production of the molding material mixture preferably comprises at least a portion of reclaimed foundry sand, in particular a reclaimed foundry sand as obtained with the method according to the invention.
  • the proportion of reclaimed foundry sand can be chosen anywhere between 0 and 100%.
  • the method is particularly preferably carried out in such a way that only the portion of the foundry sand that is lost in the reprocessing according to the invention, for example during screening, is supplemented by new sand or another suitable sand.
  • thermally regenerated sand originally bound with an organic binder is also suitable.
  • Mechanically regenerated foundry sands can also be used, provided that the organic binder still adhering to them does not accelerate the hardening of the waterglass binder. Mechanically regenerated foundry sands that are still contaminated with organic binders that have been acid-hardened are unsuitable, for example. The method according to the invention therefore does not necessarily require that a separate circuit be set up for foundry sand bound with water glass.
  • the molding material mixture comprises a binder based on water glass.
  • Conventional water glasses can be used as the water glass, as they have already been used up to now be used as binders in molding mixtures. These water glasses contain dissolved sodium or potassium silicates and can be made by dissolving vitreous potassium and sodium silicates in water.
  • the water glass preferably has a module SiO 2 / M 2 O in the range from 1.6 to 4.0, in particular 2.0 to 3.5, where M stands for sodium and / or potassium.
  • the water glasses preferably have a solids content in the range from 30 to 60% by weight. The solids content relates to the amount of SiO 2 and M 2 O contained in the water glass.
  • the procedure is generally such that first the foundry sand is initially introduced and then the binding agent and the particulate metal oxide are added with stirring.
  • the binding agent can only consist of water glass.
  • additives can be added to the water glass or the foundry sand, which have a positive effect on the properties of the casting mold or the regenerated foundry sand.
  • the additives can be added in solid or also in liquid form, for example as a solution, in particular as an aqueous solution. Suitable additives are described below.
  • the foundry sand is placed in a mixer and then, if provided, the solid component (s) of the binder are preferably first added and mixed with the foundry sand.
  • the mixing time is chosen so that the foundry sand and solid binder components are thoroughly mixed.
  • the mixing time depends on the amount of molding material mixture to be produced and on the mixing unit used.
  • the mixing time is preferably chosen between 5 seconds and 5 minutes.
  • the liquid component of the binder is then added, preferably with further agitation of the mixture, and the mixture is then further mixed until the grains of the foundry sand become uniform Has formed a layer of the binder.
  • the mixing time depends on the amount of molding material mixture to be produced and on the mixing unit used.
  • the duration for the mixing process is preferably chosen between 5 seconds and 5 minutes.
  • a liquid component is understood to mean both a mixture of various liquid components and the entirety of all liquid individual components, the latter also being able to be added individually.
  • a solid component is also understood to mean both the mixture of individual or all solid components and the entirety of all solid individual components, it being possible for the latter to be added to the molding material mixture together or one after the other.
  • the molding material mixture is then brought into the desired shape.
  • the usual methods are used for the shaping.
  • the molding material mixture can be shot into the molding tool by means of a core shooter with the aid of compressed air.
  • the molded molding material mixture is then cured. All customary methods can be used for this.
  • the mold can be gassed with carbon dioxide in order to solidify the molding material mixture. This fumigation is preferably carried out at room temperature, ie in a cold mold.
  • the duration of the gassing depends, among other things, on the size of the molded part to be produced and is usually selected in the range from 10 seconds to 2 minutes. Longer gassing times, for example up to 5 minutes, are also possible for larger molded parts. However, shorter or longer gassing times are also possible.
  • the molding is cured by supplying heat, which means that the water contained in the binder is evaporated.
  • the heating can take place in the molding tool, for example.
  • the mold is heated, preferably to temperatures of up to 300.degree. C., particularly preferably to a temperature in the range from 100 to 250.degree. It is possible to cure the casting mold completely in the molding tool. However, it is also possible to cure the casting mold only in its edge area, so that it has sufficient strength to be able to be removed from the molding tool. If necessary, the casting mold can then be completely cured by removing further water from it. This can be done in an oven, for example, as described above. The removal of water can also take place, for example, by evaporating the water under reduced pressure.
  • the hardening of the casting molds can be accelerated by blowing heated air into the mold.
  • the water contained in the binding agent is quickly transported away, as a result of which the casting mold is solidified in periods of time suitable for industrial use.
  • the temperature of the blown air is preferably 100 ° C to 180 ° C, particularly preferably 120 ° C to 150 ° C.
  • the flow rate of the heated air is preferably adjusted so that the casting mold is cured in periods of time suitable for industrial use.
  • the time periods depend on the size of the molds made. The aim is to cure in less than 5 minutes, preferably less than 2 minutes. However, longer periods of time may be required for very large molds.
  • the water can also be removed from the molding material mixture in such a way that the molding material mixture is heated by irradiating microwaves.
  • the irradiation of the microwaves is preferably carried out after the casting mold has been removed from the molding tool.
  • the casting mold must already have sufficient strength. As already explained, this can be achieved, for example, in that at least one outer shell of the casting mold is already cured in the molding tool.
  • the casting mold consists of several partial molds, these are put together in a suitable manner to form the casting mold, it also being possible for supply lines and compensation reservoirs to be attached to the casting mold.
  • the casting mold is then used in the usual way for metal casting.
  • the metal casting can be carried out with any metals.
  • cast iron or cast aluminum is suitable.
  • the casting mold is then reprocessed in the manner already described by thermal treatment.
  • the properties of the casting mold as well as the regenerated sand can be improved by adding additives to the molding material mixture.
  • the particulate metal oxide is added to the water glass used as a binder.
  • the particulate metal oxide does not match foundry sand. It also has a smaller mean particle size than foundry sand.
  • the molding material mixture contains a proportion of the particulate metal oxide.
  • the strength of the casting mold can be influenced by adding this particulate metal oxide.
  • the average primary particle size of the particulate metal oxide can be between 0.10 ⁇ m and 1 ⁇ m. Because of the agglomeration of the primary particles, however, the particle size of the metal oxide is preferably less than 300 ⁇ m, more preferably less than 200 ⁇ m, particularly preferably less than 100 ⁇ m. It is preferably in the range from 5 to 90 ⁇ m, particularly preferably from 10 to 80 ⁇ m and very particularly preferably in the range from 15 to 50 ⁇ m.
  • the particle size can be determined, for example, by sieve analysis.
  • the sieve residue on a sieve with a mesh size of 63 ⁇ m is particularly preferably less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight.
  • particulate metal oxide synthetically produced amorphous silica is used.
  • Precipitated silica and / or fumed silica is preferably used as the particulate silicon dioxide.
  • Precipitated silica is obtained by reacting an aqueous alkali silicate solution with mineral acids. The resulting precipitate is then separated off, dried and ground.
  • Pyrogenic silicas are understood as meaning silicas which are obtained from the gas phase by coagulation at high temperatures become. Fumed silica can be produced, for example, by flame hydrolysis of silicon tetrachloride or in an electric arc furnace by reducing quartz sand with coke or anthracite to form silicon monoxide gas with subsequent oxidation to form silicon dioxide.
  • the pyrogenic silicas produced by the electric arc furnace process can also contain carbon.
  • Precipitated silica and pyrogenic silica are equally well suited for the molding material mixture according to the invention. These silicas are referred to below as "synthetic amorphous silicon dioxide”.
  • the inventors assume that the strongly alkaline water glass can react with the silanol groups arranged on the surface of the synthetically produced amorphous silicon dioxide and that when the water evaporates, an intensive bond is established between the silicon dioxide and the then solid water glass.
  • At least one organic additive is added to the molding material mixture.
  • An organic additive is preferably used which has a melting point in the range from 40 to 180 ° C., preferably 50 to 175 ° C., that is to say is solid at room temperature.
  • Organic additives are understood to mean compounds whose molecular structure is predominantly made up of carbon atoms, for example organic polymers.
  • the quality of the surface of the casting can be further improved by adding the organic additives.
  • the mechanism of action of the organic additives has not been clarified. Without wishing to be bound by this theory, the inventors assume, however, that at least some of the organic additives burns during the casting process, creating a thin gas cushion between the liquid metal and the foundry sand forming the wall of the casting mold and thus a reaction between liquid metal and Foundry sand prevented becomes.
  • the inventors also assume that some of the organic additives form a thin layer of so-called lustrous carbon under the reducing atmosphere prevailing during casting, which likewise prevents a reaction between metal and foundry sand.
  • the addition of the organic additives can increase the strength of the casting mold after curing.
  • the organic additives are preferably used in an amount of 0.01 to 1.5% by weight, particularly preferably 0.05 to 1.3% by weight, particularly preferably 0.1 to 1.0% by weight, each based on the foundry sand, added.
  • organic additives are, for example, phenol-formaldehyde resins such as novolaks, epoxy resins such as bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins or epoxidized novolaks, polyols such as polyethylene glycols or polypropylene glycols, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, copolymers Olefins such as ethylene or propylene, and other comonomers such as vinyl acetate, polyamides such as polyamide-6, polyamide-12 or polyamide-6,6, natural resins such as gum resin, fatty acids such as stearic acid, fatty acid esters such as cetyl palmitate , Fatty acid amides, such as, for example, ethylenediamine bisstearamide, and metal soaps, such as, for example, stearates or oleates of mono- to trivalent metals.
  • the organic additives can be contained either as a
  • At least one carbohydrate is used as the organic additive.
  • the addition of carbohydrates gives the casting mold a high level of strength, both immediately after production and during longer storage. Furthermore, after the metal casting, a casting with a very high surface quality is obtained, so that only a slight post-processing of the surface of the casting is required after the casting mold has been removed. This is an essential advantage, since in this way the costs for the production of a casting can be reduced significantly. If carbohydrates are used as an organic additive, significantly lower smoke development is observed during casting compared to other organic additives such as acrylic resins, polystyrene, polyvinyl esters or polyalkyl compounds, so that the workload for those employed there can be significantly reduced.
  • the carbohydrates can be used both as a single compound and as a mixture of different carbohydrates. No excessive demands are made on the purity of the carbohydrates used. It is sufficient if the carbohydrates, based on the dry weight, are present in a purity of more than 80% by weight, particularly preferably more than 90% by weight, particularly preferably more than 95% by weight, in each case based on the Dry weight.
  • the monosaccharide units of the carbohydrates can be linked in any way.
  • the carbohydrates preferably have a linear structure, for example an ⁇ - or ⁇ -glycosidic 1,4 linkage.
  • the carbohydrates can also be fully or partially 1,6-linked, such as. B. amylopectin, which has up to 6% ⁇ -1,6 bonds.
  • the amount of carbohydrate can be chosen to be relatively small, in order to observe a clear effect on the strength of the casting molds before casting or a clear improvement in the quality of the surface.
  • the proportion is preferred of the carbohydrate, based on the foundry sand, in the range from 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.02 to 5% by weight, particularly preferably 0.05 to 2.5% by weight and very particularly preferred selected in the range from 0.1 to 0.5% by weight. Even small proportions of carbohydrates in the range of about 0.1% by weight lead to clear effects.
  • the carbohydrate is used in underivatized form.
  • Such carbohydrates can be obtained inexpensively from natural sources such as plants, for example cereals or potatoes.
  • the molecular weight of such carbohydrates obtained from natural sources can be reduced, for example, by chemical or enzymatic hydrolysis in order, for example, to improve the solubility in water.
  • underivatized carbohydrates which are only made up of carbon, oxygen and hydrogen
  • derivatized carbohydrates in which, for example, some or all of the hydroxyl groups are etherified with, for example, alkyl groups.
  • Suitable derivatized carbohydrates are, for example, ethyl cellulose or carboxymethyl cellulose.
  • oligo- or polysaccharides can be used per se.
  • examples are glucose or sucrose.
  • the advantageous effects are observed in particular when using oligo- or polysaccharides.
  • An oligo- or polysaccharide is therefore particularly preferably used as the carbohydrate.
  • the oligo- or polysaccharide has a molar mass in the range from 1,000 to 100,000 g / mol, preferably 2,000 and 30,000 g / mol.
  • the carbohydrate has a molar mass in the range from 5,000 to 20,000 g / mol, a significant increase in the strength of the casting mold is observed, so that the casting mold is easy to manufacture can be removed from the mold and transported. Even after prolonged storage, the casting mold shows very good strength, so that storage of the casting molds, which is necessary for series production of castings, is also possible without any problems, even for several days with ingress of atmospheric moisture.
  • the resistance to the action of water as is unavoidable when applying a size to the casting mold, for example, is very good.
  • the polysaccharide is preferably built up from glucose units, these being particularly preferably linked ⁇ - or ⁇ -glycosidically 1,4.
  • carbohydrate compounds which contain other monosaccharides in addition to glucose, such as galactose or fructose, as an organic additive.
  • suitable carbohydrates are lactose ( ⁇ - or ⁇ -1,4-linked disaccharide from galactose and glucose) and sucrose (disaccharide from ⁇ -glucose and ⁇ -fructose).
  • the carbohydrate is particularly preferably selected from the group of cellulose, starch and dextrins and derivatives of these carbohydrates.
  • Suitable derivatives are, for example, derivatives completely or partially etherified with alkyl groups.
  • other derivatizations can also be carried out, for example esterifications with inorganic or organic acids.
  • a further optimization of the stability of the casting mold and the surface of the casting can be achieved if special carbohydrates and especially starches, dextrins (hydrolyzate product of starches) and their derivatives are used as additives for the molding material mixture.
  • Naturally occurring starches such as potato, corn, rice, pea, banana, horse chestnut or wheat starch can be used as starches.
  • modified starches such as swelling starch, thin-boiling starch, oxidized starch, citrate starch, acetate starch, starch ethers, starch esters or starch phosphates. There is no restriction in the choice of strength per se.
  • the starch can, for example, be of low viscosity, medium viscosity or high viscosity, cationic or anionic, soluble in cold water or soluble in hot water.
  • the dextrin is particularly preferably selected from the group of potato dextrin, corn dextrin, yellow dextrin, white dextrin, borax dextrin, cyclodextrin and maltodextrin.
  • the molding material mixture preferably additionally comprises a phosphorus-containing compound.
  • a phosphorus-containing compound Both organic and inorganic phosphorus compounds can be used per se.
  • the phosphorus in the phosphorus-containing compounds is preferably in the V oxidation state.
  • the stability of the casting mold can be further increased by adding phosphorus-containing compounds. This is particularly important when, during metal casting, the liquid metal hits an inclined surface and there, due to the high metallostatic pressure, exerts a high erosion effect or can lead to deformations, particularly in thin-walled sections of the casting mold.
  • the phosphorus-containing compound is preferably in the form of a phosphate or phosphorus oxide.
  • the phosphate can be in the form of an alkali metal phosphate or an alkaline earth metal phosphate, the sodium salts being particularly preferred. Ammonium phosphates or phosphates of other metal ions can also be used per se.
  • the alkali metal or alkaline earth metal phosphates mentioned as preferred are, however, easily accessible and inexpensively available in any amount.
  • the phosphorus oxide is preferably in the form of phosphorus pentoxide.
  • phosphorus trioxide and phosphorus tetroxide can also be used.
  • the phosphorus-containing compound can be added to the molding material mixture in the form of the salts of the fluorophosphoric acids.
  • the salts of monofluorophosphoric acid are particularly preferred here.
  • the sodium salt is particularly preferred.
  • organic phosphates are added to the molding material mixture as the phosphorus-containing compound.
  • Alkyl or aryl phosphates are preferred here.
  • the alkyl groups here preferably comprise 1 to 10 carbon atoms and can be straight-chain or branched.
  • the aryl groups preferably contain 6 to 18 carbon atoms, it also being possible for the aryl groups to be substituted by alkyl groups.
  • Phosphate compounds derived from monomeric or polymeric carbohydrates such as glucose, cellulose or starch are particularly preferred.
  • the use of a phosphorus-containing organic component as an additive is advantageous in two respects. On the one hand, the necessary thermal stability of the casting mold can be achieved through the phosphorus content and, on the other hand, the surface quality of the corresponding casting is positively influenced by the organic content.
  • Both orthophosphates and polyphosphates, pyrophosphates or metaphosphates can be used as phosphates.
  • the phosphates can be prepared, for example, by neutralizing the corresponding acids with a corresponding base, for example an alkali metal or an alkaline earth metal base such as NaOH, it not necessarily being necessary for all negative charges of the phosphate ion to be satisfied by metal ions.
  • Both the metal phosphates and the metal hydrogen phosphates can be used and the metal dihydrogen phosphates can be used, such as Na 3 PO 4 , Na 2 HPO 4 and NaH 2 PO 4 .
  • the anhydrous phosphates as well as hydrates of the phosphates can also be used.
  • the phosphates can be introduced into the molding material mixture either in crystalline or in amorphous form.
  • Polyphosphates are understood to mean, in particular, linear phosphates which comprise more than one phosphorus atom, the phosphorus atoms each being connected via oxygen bridges. Polyphosphates are obtained by condensation of orthophosphate ions with elimination of water, so that a linear chain of PO 4 tetrahedra is obtained, each of which is connected by corners. Polyphosphates have the general formula (O (PO 3 ) n ) (n + 2) - , where n corresponds to the chain length. A polyphosphate can comprise up to several hundred PO 4 tetrahedra. However, preference is given to using polyphosphates with shorter chain lengths. N preferably has values from 2 to 100, particularly preferably 5 to 50. It is also possible to use more highly condensed polyphosphates, ie polyphosphates in which the PO 4 tetrahedra are connected to one another via more than two corners and therefore show polymerization in two or three dimensions.
  • Metaphosphates are understood to mean cyclic structures that are built up from PO 4 tetrahedra, each of which is connected via corners. Metaphosphates have the general formula ((PO 3 ) n ) n- , where n is at least 3. N preferably has values from 3 to 10.
  • Both individual phosphates and mixtures of different phosphates and / or phosphorus oxides can be used.
  • the preferred proportion of the phosphorus-containing compound is between 0.05 and 1.0% by weight. If the proportion is less than 0.05% by weight, none is clearer Determine the influence on the dimensional stability of the casting mold. If the proportion of phosphate exceeds 1.0% by weight, the hot strength of the casting mold is greatly reduced.
  • the proportion of the phosphorus-containing compound is preferably chosen between 0.10 and 0.5% by weight.
  • the phosphorus-containing compound preferably contains between 0.5 and 90% by weight of phosphorus, calculated as P 2 O 5 . If inorganic phosphorus compounds are used, they preferably contain 40 to 90% by weight, particularly preferably 50 to 80% by weight, of phosphorus, calculated as P 2 O 5 . If organic phosphorus compounds are used, they preferably contain 0.5 to 30% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight, of phosphorus, calculated as P 2 O 5 .
  • the phosphorus-containing compound can itself be added to the molding material mixture in solid or dissolved form.
  • the phosphorus-containing compound is preferably added to the molding material mixture as a solid. If the phosphorus-containing compound is added in dissolved form, water is preferred as the solvent.
  • the molding material mixture is an intensive mixture of water glass, foundry sand and possibly the above-mentioned constituents.
  • the particles of the foundry sand are preferably coated with a layer of the binder.
  • the binder ie the water glass as well as the particulate metal oxide, in particular synthetic amorphous silicon dioxide, and / or the organic additive is preferably present in the molding material mixture in a proportion of less than 20% by weight, particularly preferably in a range from 1 to 15% by weight. -% contain.
  • the proportion of the binder relates to the solid content of the binder. If pure foundry sand is used, such as quartz sand, for example, the binder is preferably used in a proportion of less than 10% by weight contain less than 8% by weight, particularly preferably less than 5% by weight. If the foundry sand also contains other refractory mold base materials which have a low density, such as hollow microspheres, the percentage of the binder increases accordingly.
  • the particulate metal oxide in particular the synthetic amorphous silicon dioxide, is contained, based on the total weight of the binder, preferably in a proportion of 2 to 80% by weight, preferably between 3 and 60% by weight, particularly preferably between 4 and 50% by weight .-%.
  • the ratio of water glass to particulate metal oxide, in particular synthetic amorphous silicon dioxide can be varied within wide limits. This offers the advantage of improving the initial strength of the casting mold, i.e. the strength immediately after removal from the hot tool, and the moisture resistance, without significantly increasing the final strength, i.e. the strength after the casting mold has cooled down, compared to a water glass binder without synthetically produced amorphous silicon dioxide influence. This is of particular interest in light metal casting.
  • high initial strengths are desired so that after the casting mold has been produced, it can be easily transported or assembled with other casting molds.
  • the final strength after hardening should not be too high in order to avoid difficulties in the case of binder disintegration after casting, i.e. the foundry sand should be able to be easily removed from cavities in the casting mold after casting.
  • the foundry sand contained in the molding material mixture can contain at least a portion of hollow microspheres.
  • the diameter of the hollow microspheres is usually in the range of 5 to 500 ⁇ m, preferably in the range of 10 to 350 ⁇ m, and the thickness of the shell is usually in the range of 5 to 15% of the diameter of the microspheres.
  • These microspheres have a very low specific weight, so that the casting molds produced using hollow microspheres have a low weight.
  • the insulating effect of the hollow microspheres is particularly advantageous. The hollow microspheres are therefore used in particular for the production of casting molds when these are to have an increased insulating effect.
  • Such casting molds are, for example, the feeders already described in the introduction, which act as equalizing reservoirs and contain liquid metal, the metal being kept in a liquid state until the metal filled into the hollow mold has solidified.
  • Another field of application of casting molds which contain hollow microspheres is, for example, sections of a casting mold which correspond to particularly thin-walled sections of the finished casting mold. The insulating effect of the hollow microspheres ensures that the metal in the thin-walled sections does not solidify prematurely and thus block the paths within the casting mold.
  • the binder is used, due to the low density of these hollow microspheres, preferably in a proportion in the range of preferably less than 20% by weight, particularly preferably in the range of 10 to 18% by weight.
  • the values relate to the solids content of the binder.
  • the hollow microspheres preferably consist of an aluminum silicate. These hollow aluminum silicate microspheres preferably have an aluminum oxide content of more than 20% by weight, but can also have a content of more than 40% by weight. Such hollow microspheres are available, for example, from Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt, under the names Omega-Spheres® SG with an aluminum oxide content of approx. 28-33%, Omega-Spheres® WSG with an aluminum oxide content of approx. 35 - 39% and E-Spheres® with an aluminum oxide content of approx. 43% are brought onto the market. Corresponding products are available from PQ Corporation (USA) under the name "Extendospheres®".
  • hollow microspheres made of glass are used as the refractory basic molding material.
  • the hollow microspheres consist of a borosilicate glass.
  • the borosilicate glass has a boron content, calculated as B 2 O 3 , of more than 3% by weight.
  • the proportion of hollow microspheres is preferably selected to be less than 20% by weight, based on the molding material mixture. If borosilicate glass hollow microspheres are used, a low proportion is preferably selected. This is preferably less than 5% by weight, preferably less than 3% by weight, and is particularly preferably in the range from 0.01 to 2% by weight.
  • the molding material mixture contains at least a proportion of glass granulate and / or glass beads as the refractory molding base material.
  • the molding material mixture contains an oxidizable metal and a suitable oxidizing agent.
  • the oxidizable metals preferably make up a proportion of 15 to 35% by weight.
  • the oxidizing agent is preferably added in a proportion of 20 to 30% by weight, based on the molding material mixture.
  • Suitable oxidizable metals are, for example, aluminum or magnesium.
  • Suitable oxidizing agents are, for example, iron oxide or potassium nitrate. Contains the used Foundry sand residues of exothermic feeders are preferably removed before the thermal treatment. If the exothermic risers are not completely burned down, there is otherwise the risk of ignition during the thermal treatment.
  • the molding material mixture contains a proportion of lubricants, preferably lamellar lubricants, in particular graphite, MoS 2 , talc and / or pyrophillite.
  • lubricants preferably lamellar lubricants, in particular graphite, MoS 2 , talc and / or pyrophillite.
  • liquid lubricants such as mineral oils or silicone oils can also be used.
  • the amount of flake-form lubricant added, in particular graphite is preferably 0.05% by weight to 1% by weight, based on the foundry sand.
  • the molding material mixture can also comprise further additives.
  • internal release agents can be added, which facilitate the detachment of the casting molds from the mold. Suitable internal release agents are, for example, calcium stearate, fatty acid esters, waxes, natural resins or special alkyd resins.
  • silanes can also be added to the molding material mixture according to the invention.
  • the molding material mixture contains a proportion of at least one silane.
  • Suitable silanes are, for example, aminosilanes, epoxysilanes, mercaptosilanes, hydroxysilanes, methacrylsilanes, ureidosilanes and polysiloxanes.
  • silanes examples include ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - 3-oxytrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - 3-propyltrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - 3-oxytrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - 3-oxytrimethoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) - ⁇ - 3-
  • silane Based on the particulate metal oxide, about 5-50% silane is typically used, preferably about 7-45%, particularly preferably about 10-40%.
  • the additives described above can be added to the molding material mixture in any form. They can be added individually or as a mixture. They can be added in the form of a solid, but also in the form of solutions, pastes or dispersions. If it is added as a solution, paste or dispersion, water is the preferred solvent. It is also possible to use the waterglass used as a binder as a solvent or dispersing medium for the additives.
  • the binder is provided as a two-component system, a first liquid component containing the water glass and a second solid component containing the particulate metal oxide.
  • the solid component can further include, for example, the phosphate and, if appropriate, a lubricant such as a platelet-shaped lubricant. If the carbohydrate is added to the molding material mixture in solid form, it can also be added to the solid component.
  • Water-soluble organic additives can be used in the form of an aqueous solution. If the organic additives are soluble in the binder and are stable in storage for several months without being decomposed, they can also be dissolved in the binder and thus added to the foundry sand together with it. Water-insoluble additives can be used in the form of a dispersion or a paste. The dispersions or pastes preferably contain water as a dispersing medium. As such, solutions or pastes of the organic additives can also be produced in organic solvents. However, if a solvent is used to add the organic additives, then preferably water is used.
  • the organic additives are preferably added as a powder or as short fibers, the mean particle size or the fiber length preferably being selected so that it does not exceed the size of the foundry sand particles.
  • the organic additives can particularly preferably be sieved through a sieve with a mesh size of approx. 0.3 mm.
  • the particulate metal oxide and the organic additive (s) are preferably not added separately to the molding sand, but rather mixed beforehand.
  • the molding material mixture contains silanes or siloxanes, they are usually added in such a way that they are incorporated into the binder beforehand.
  • the silanes or siloxanes can also be added to the foundry sand as a separate component.
  • it is particularly advantageous to silanize the particulate metal oxide ie to mix the metal oxide with the silane or siloxane so that its surface is provided with a thin layer of silane or siloxane. If the particulate metal oxide pretreated in this way is used, the strengths are increased compared with the untreated metal oxide as well as improved resistance to high humidity. If, as described, an organic additive is added to the molding material mixture or the particulate metal oxide, it is expedient to do this before the silanization.
  • the reclaimed foundry sand obtained with the method according to the invention approximately achieves the properties of new sand and can be used for the production of moldings which have a density and strength comparable to moldings made from new sand.
  • the invention therefore also relates to reconditioned foundry sand, as is obtained with the method described above.
  • This sand consists of a grain of sand that is surrounded by a thin layer of glass.
  • the layer thickness is preferably between 0.1 and 2 ⁇ m.
  • AFS number The AFS number was determined in accordance with VDG leaflet P 27 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, October 1999).
  • Average grain size The average grain size was determined in accordance with VDG leaflet P 27 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, October 1999).
  • Acid consumption The acid consumption was determined analogously to the regulation from the VDG leaflet P 28 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, May 1979).
  • foundry sand contains even larger aggregates of bound foundry sand, these aggregates are crushed, for example with the aid of a hammer, and the foundry sand is sieved through a sieve with a mesh size of 1 mm.
  • quartz sand H 32 100 parts by weight of quartz sand H 32 were first intensively mixed with 0.5 part by weight of amorphous silicon dioxide (Elkem Microsilica 971) and then with 2.0 parts by weight of the commercially available alkali water glass binder INOTEC® EP 3973 and the molding material mixture was cured at a temperature of 200 ° C.
  • amorphous silicon dioxide Elkem Microsilica 971
  • INOTEC® EP 3973 commercially available alkali water glass binder
  • the cured molding material mixtures produced according to 1.1 and 1.2 were first coarsely comminuted and then in a working according to the impact principle, with a dedusting regeneration system provided by Neuhof G corderei- und heattechnik GmbH, Freudenberg, is mechanically regenerated and the dust that is created in the process is removed.
  • the analytical data, AFS number, mean grain size and acid consumption of the two regenerates are listed in Table 1.
  • Table 1 The granulometric data of the starting molding material H 32 and the acid consumption of the two cured molding material mixtures before regeneration are given.
  • the acid consumption is a measure of the alkalinity of a foundry sand. ⁇ u> Table 1 ⁇ /u> H 32 Molding material mixture 1 Molding material mixture 2 mechan. Regenerate 1 (a) mechan. Reclaim 2 (b) AFS number 45 - - 44 45 Mean grain size (mm) 0.32 - - 0.34 0.32 Acid consumption (ml / 50 mg molding material) - 43.7 41.0 38.7 32.9 (a) starting from molding material mixture 1 (b) starting from molding material mixture 2
  • the cured molding material mixtures 1 and 2 were thermally treated at 900 ° C. after coarse comminution without prior mechanical regeneration.
  • the acid consumption of the thermal regenerates was determined analytically (see Tab. 2) ⁇ u> Table 2 ⁇ /u> thermal regenerate Source material Treatment time (h) Treatment temperature (° C) Acid consumption (ml / 50 g) 1 mechanical. Regenerate 1 3rd 900 2.8 2 mechanical. Regenerate 1 3rd 350 18.2 3rd mechanical. Regenerate 1 6th 350 9.9 4th hardened molding material mixture 1 * 3rd 900 4.3 5 mechanical. Regenerate 2 3rd 900 2.0 6th mechanical. Regenerate 2 3rd 350 14.4 7th mechanical. Regenerate 2 6th 350 7.8 8th hardened molding material mixture 2 * 3rd 900 3.7 * The sample was crushed, but not mechanically regenerated
  • Georg Fischer test bars were produced to test the mechanically regenerated foundry sands. Georg Fischer test bars are to be understood as cuboid test bars with dimensions of 150 mm x 22.36 mm x 22.36 mm.
  • the freshly produced molding material mixtures were transferred to the storage bunker of an H 2.5 hot box core shooting machine from Röperwerk - G understandereimaschinen GmbH, Viersen, the mold of which was heated to 200.degree.
  • the molding material mixtures were introduced into the molding tool by means of compressed air (5 bar) and remained in the molding tool for a further 35 seconds.
  • hot air (2 bar, 120 ° C. when entering the tool) was passed through the tool for the last 20 seconds; The mold was opened and the test bar removed.
  • the process was repeated three hours after the mixture was produced, the molding material mixture being kept in a closed vessel during the waiting time in order to prevent the mixture from drying out and the ingress of CO 2.
  • test bars were placed in a Georg Fischer strength tester equipped with a 3-point bending device (DISA Industrie AG, Schaffhausen, CH) and the force that led to the breakage of the test bars was measured.
  • Table 3 Composition of the molding material mixtures (comparative examples) sand amorphous silica (a) Binder (b) Ex. 1 100 GT H 32 (c) - 2.0 GT Ex. 2 100 GT H 32 (c) 0.5 GT 2.0 Gt Ex. 3 100 GT mechan. Regenerate 1 0.5 GT 2.0 GT Ex. 4 100 GT mechan.
  • Example 3 In the mechanically regenerated foundry sand used in Example 3, which was produced from a foundry sand that had been solidified with a water glass which did not contain any particulate amorphous silicon dioxide (mechanical regenerated material 1), a 3-hour-old mixture can still be used. However, test bars are obtained which, compared to Examples 1 and 2, have a poorer strength.
  • the mechanically regenerated foundry sand contains a binding agent which contains amorphous silicon dioxide (example 4), the 3-hour-old mixture has hardened and can no longer be sealed. This shows that used foundry sands which contain a water glass as a binding agent to which a particulate metal oxide has been added are not suitable for mechanical regeneration.
  • composition of the molding mixtures is shown in Table 5, the strengths and core weights are summarized in Table 6.
  • Tab. 5 Composition of the molding material mixtures (according to the invention) sand amorphous silica (a) Binder (b) Ex. 5 100 GT thermal regenerate 1 0.5 GT 2.0 GT Ex. 6 100 GT thermal regenerate 2 0.5 GT 2.0 GT Ex. 7 100 GT thermal regenerate 3 0.5 GT 2.0 GT Ex. 8 100 GT thermal regenerate 4 0.5 GT 2.0 GT Ex. 9 100 GT thermal regenerate 5 0.5 GT 2.0 GT Ex. 10 100 GT thermal regenerate 6 0.5 GT 2.0 GT Ex. 11 100 GT thermal regenerate 7 0.5 GT 2.0 GT Ex.
  • thermal regenerates originating from molding material mixture 1 were used.
  • a water glass that does not contain amorphous silicon dioxide was used as the binder for this molding material mixture.
  • the molding material mixtures produced from the regrind can still be sealed very easily even after 3 hours.
  • the test bars show very good strength.
  • thermal regenerates 5 to 8 as Examples 9 to 12 show.
  • the regenerates used in these examples are based on the molding material mixture 2, which contains water glass as a binder to which amorphous silicon dioxide is added. Even after a standing time of 3 hours, the molding material mixture can be sealed very well. The test bars obtained show very good strength.
  • the weight of the test bars produced with the thermally regenerated foundry sands is higher than that of test bars produced with mechanically regenerated foundry sands, i.e. the flowability of the molding material mixtures has increased due to the thermal regeneration.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen unter Wiederaufbereitung von Gießereisanden, welche mit Wasserglas behaftet sind.The invention relates to a method for producing casting molds with the reprocessing of foundry sands which are contaminated with water glass.

Gießformen für die Herstellung von Metallkörpern werden im Wesentlichen in zwei Ausführungen hergestellt. Eine erste Gruppe bilden die so genannten Kerne oder Formen. Aus diesen wird die Gießform zusammengesetzt, welche im Wesentlichen die Negativform des herzustellenden Gussstücks darstellt. Eine zweite Gruppe bilden Hohlkörper, sog. Speiser, welche als Ausgleichsreservoir wirken. Diese nehmen flüssiges Metall auf, wobei durch entsprechende Maßnahmen dafür gesorgt wird, dass das Metall länger in der flüssigen Phase verbleibt, als das Metall, das sich in der die Negativform bildenden Gießform befindet. Erstarrt das Metall in der Negativform, kann flüssiges Metall aus dem Ausgleichsreservoir nachfließen, um die beim Erstarren des Metalls auftretende Volumenkontraktion auszugleichen.Casting molds for the production of metal bodies are essentially produced in two versions. The so-called cores or forms form a first group. The casting mold, which essentially represents the negative shape of the casting to be produced, is assembled from these. A second group consists of hollow bodies, so-called feeders, which act as compensation reservoirs. These absorb liquid metal, whereby appropriate measures are taken to ensure that the metal remains in the liquid phase longer than the metal that is in the casting mold that forms the negative mold. If the metal solidifies in the negative mold, liquid metal can flow in from the compensation reservoir in order to compensate for the volume contraction that occurs when the metal solidifies.

Gießformen bestehen aus einem feuerfesten Material, beispielsweise Quarzsand, dessen Körner nach dem Ausformen der Gießform durch ein geeignetes Bindemittel verbunden werden, um eine ausreichende mechanische Festigkeit der Gießform zu gewährleisten. Für die Herstellung von Gießformen verwendet man also einen Gie-ßereisand, welcher mit einem geeigneten Bindemittel behandelt wurde. Der feuerfeste Formgrundstoff liegt bevorzugt in einer rieselfähigen Form vor, so dass er in eine geeignete Hohlform eingefüllt und dort verdichtet werden kann. Durch das Bindemittel wird ein fester Zusammenhalt zwischen den Partikeln des Formgrundstoffs erzeugt, so dass die Gießform die erforderliche mechanische Stabilität erhält.Casting molds consist of a refractory material, for example quartz sand, the grains of which are produced after the casting mold has been formed be connected by a suitable binding agent in order to ensure sufficient mechanical strength of the casting mold. For the production of casting molds, a foundry sand is used that has been treated with a suitable binding agent. The refractory basic molding material is preferably in a free-flowing form so that it can be filled into a suitable hollow mold and compacted there. The binding agent creates a firm bond between the particles of the basic molding material, so that the casting mold has the required mechanical stability.

Gießformen müssen verschiedene Anforderungen erfüllen. Beim Gießvorgang selbst müssen sie zunächst eine ausreichende Stabilität und Temperaturbeständigkeit aufweisen, um das flüssige Metall in die aus einem oder mehreren Gieß(teil)formen gebildete Hohlform aufzunehmen. Nach Beginn des Erstarrungsvorgangs wird die mechanische Stabilität der Gießform durch eine erstarrte Metallschicht gewährleistet, die sich entlang der Wände der Hohlform ausbildet. Das Material der Gießform muss sich nun unter dem Einfluss der vom Metall abgegebenen Hitze in der Weise zersetzen, dass es seine mechanische Festigkeit verliert, also der Zusammenhalt zwischen einzelnen Partikeln des feuerfesten Materials aufgehoben wird. Dies wird erreicht, indem sich beispielsweise das Bindemittel unter Hitzeeinwirkung zersetzt. Nach dem Abkühlen wird das erstarrte Gussstück gerüttelt, wobei im Idealfall das Material der Gießformen wieder zu einem feinen Sand zerfällt, der sich aus den Hohlräumen der Metallform ausgießen lässt.Casting molds have to meet various requirements. During the casting process itself, they must first have sufficient stability and temperature resistance in order to accommodate the liquid metal in the hollow mold formed from one or more casting (part) forms. After the solidification process has started, the mechanical stability of the casting mold is ensured by a solidified metal layer that is formed along the walls of the hollow mold. The material of the casting mold must now decompose under the influence of the heat given off by the metal in such a way that it loses its mechanical strength, i.e. the cohesion between individual particles of the refractory material is broken. This is achieved in that, for example, the binder decomposes under the action of heat. After cooling, the solidified casting is shaken, and in the ideal case the material of the casting molds disintegrates again into fine sand, which can be poured out of the cavities of the metal mold.

Zur Herstellung der Gießformen können sowohl organische als auch anorganische Bindemittel eingesetzt werden, deren Aushärtung jeweils durch kalte oder heiße Verfahren erfolgen kann. Als kalte Verfahren bezeichnet man dabei Verfahren, welche im Wesentlichen bei Raumtemperatur ohne Erhitzen der Gießform durchgeführt werden. Die Aushärtung erfolgt dabei meist durch eine chemische Reaktion, die beispielsweise dadurch ausgelöst wird, dass ein Gas als Katalysator durch die zu härtende Form geleitet wird. Bei heißen Verfahren wird die Formstoffmischung nach der Formgebung auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, um beispielsweise das im Bindemittel enthaltene Lösungsmittel auszutreiben oder um eine chemische Reaktion zu initiieren, durch welche das Bindemittel beispielsweise durch Vernetzen ausgehärtet wird.Both organic and inorganic binders can be used to produce the casting molds, and they can be hardened by cold or hot processes. Cold processes are processes that are carried out essentially at room temperature without heating the casting mold become. The curing usually takes place through a chemical reaction, which is triggered, for example, when a gas as a catalyst is passed through the mold to be cured. In hot processes, the molding material mixture is heated to a sufficiently high temperature after molding, for example to drive out the solvent contained in the binder or to initiate a chemical reaction by which the binder is cured, for example by crosslinking.

Gegenwärtig werden für die Herstellung von Gießformen vielfach solche organischen Bindemittel eingesetzt, bei denen die Härtungsreaktion durch einen gasförmigen Katalysator beschleunigt wird oder die durch Reaktion mit einem gasförmigen Härter ausgehärtet werden. Diese Verfahren werden als "Cold-Box"-Verfahren bezeichnet.At present, organic binders are often used for the production of casting molds in which the hardening reaction is accelerated by a gaseous catalyst or which are hardened by reaction with a gaseous hardener. These processes are referred to as "cold box" processes.

Ein Beispiel für die Herstellung von Gießformen unter Verwendung organischer Bindemittel ist das so genannte Polyurethan-Cold-Box-Verfahren. Es handelt sich dabei um ein Zweikomponenten-System. Die erste Komponente besteht aus der Lösung eines Polyols, meistens eines Phenolharzes. Die zweite Komponente ist die Lösung eines Polyisocyanates. So werden gemäß der US 3,409,579 A die beiden Komponenten des Polyurethanbinders zur Reaktion gebracht, indem nach der Formgebung ein gasförmiges tertiäres Amin durch das Gemisch aus Formgrundstoff und Bindemittel geleitet wird. Bei der Aushärtereaktion von Polyurethanbindern handelt es sich um eine Polyaddition, d.h. eine Reaktion ohne Abspaltung von Nebenprodukten, wie z.B. Wasser. Zu den weiteren Vorteilen dieses Cold-Box-Verfahrens gehören gute Produktivität, Maßgenauigkeit der Gießformen sowie gute technische Eigenschaften, wie die Festigkeit der Gießformen, die Verarbeitungszeit des Gemisches aus Formgrundstoff und Bindemittel, usw.One example of the production of casting molds using organic binders is the so-called polyurethane cold box process. It is a two-component system. The first component consists of a solution of a polyol, usually a phenolic resin. The second component is a solution of a polyisocyanate. So according to the U.S. 3,409,579 A caused the two components of the polyurethane binder to react by passing a gaseous tertiary amine through the mixture of molding base material and binder after molding. The curing reaction of polyurethane binders is a polyaddition, ie a reaction without splitting off by-products such as water. Other advantages of this cold box process include good productivity, dimensional accuracy of the casting molds and good technical properties, such as the strength of the casting molds, the processing time of the mixture of mold base material and binding agent, etc.

Zu den heißhärtenden organischen Verfahren gehört das Hot-Box-Verfahren auf Basis von Phenol- oder Furanharzen das Warm-Box-Verfahren auf Basis von Furanharzen und das Croning-Verfahren auf Basis von Phenol-Novolak-Harzen. Beim Hot-Box- sowie beim Warm-Box-Verfahren werden flüssige Harze mit einem latenten, erst bei erhöhter Temperatur wirksamen Härter zu einer Formstoffmischung verarbeitet. Beim Croning-Verfahren werden Formgrundstoffe, wie Quarz, Chromerz-, Zirkonsande, etc. bei einer Temperatur von ca. 100 bis 160 °C mit einem bei dieser Temperatur flüssigen Phenol-Novolak-Harz umhüllt. Als Reaktionspartner für die spätere Aushärtung wird Hexamethylentetramin zugegeben. Bei den oben genannten heißhärtenden Technologien findet die Formgebung und Aushärtung in beheizbaren Werkzeugen statt, die auf eine Temperatur von bis zu 300 °C aufgeheizt werden.The hot-curing organic processes include the hot-box process based on phenolic or furan resins and the warm-box process based on furan resins and the Croning process based on phenol novolak resins. In the hot box and warm box processes, liquid resins are processed into a molding material mixture with a latent hardener that only becomes effective at elevated temperatures. In the Croning process, basic mold materials such as quartz, chrome ore, zircon sands, etc. are coated at a temperature of approx. 100 to 160 ° C with a phenol novolak resin that is liquid at this temperature. Hexamethylenetetramine is added as a reaction partner for the subsequent hardening. In the case of the above-mentioned hot-curing technologies, the shaping and curing takes place in heatable tools that are heated to a temperature of up to 300 ° C.

Unabhängig vom Aushärtemechanismus ist allen organischen Systemen gemeinsam, dass sie sich beim Einfüllen des flüssigen Metalls in die Gießform thermisch zersetzen und dabei Schadstoffe, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylole, Phenol, Formaldehyd und höhere, teilweise nicht identifizierte Crackprodukte freisetzen können. Es ist zwar durch verschiedene Maßnahmen gelungen, diese Emissionen zu minimieren, völlig vermeiden lassen sie sich bei organischen Bindemitteln jedoch nicht. Auch bei anorganischorganischen Hybridsystemen, die, wie die z.B. beim Resol-CO2-Verfahren eingesetzten Bindemittel, einen Anteil an organischen Verbindungen enthalten, treten solche unerwünschten Emissionen beim Gießen der Metalle auf.Regardless of the hardening mechanism, what all organic systems have in common is that they thermally decompose when the liquid metal is poured into the casting mold, releasing harmful substances such as benzene, toluene, xylenes, phenol, formaldehyde and higher, partially unidentified cracking products. Various measures have succeeded in minimizing these emissions, but they cannot be completely avoided with organic binders. Such undesired emissions also occur in the case of inorganic- organic hybrid systems which, like the binders used, for example, in the resol-CO 2 process, contain a proportion of organic compounds.

Um die Emission von Zersetzungsprodukten während des Gießvorgangs zu vermeiden, müssen Bindemittel verwendet werden, die auf anorganischen Materialien beruhen bzw. die höchstens einen sehr geringen Anteil an organischen Verbindungen enthalten. Solche Bindemittelsysteme sind bereits seit längerem bekannt. Es sind Bindemittelsysteme entwickelt worden, welche sich durch Einleitung von Gasen aushärten lassen. Ein derartiges System ist beispielsweise in der GB 782 205 beschrieben, in welchem ein Alkaliwasserglas als Bindemittel verwendet wird, das durch Einleitung von CO2 ausgehärtet werden kann. In der DE 199 25 167 wird eine exotherme Speisermasse beschrieben, die ein Alkalisilikat als Bindemittel enthält. Ferner sind Bindemittelsysteme entwickelt worden, welche bei Raumtemperatur selbsthärtend sind. Ein solches, auf Phosphorsäure und Metalloxiden beruhendes System ist z.B. in der US 5,582,232 beschrieben. Schließlich sind noch anorganische Bindemittelsysteme bekannt, die bei höheren Temperaturen ausgehärtet werden, beispielsweise in einem heißen Werkzeug. Solche heißhärtenden Bindemittelsysteme sind beispielsweise aus der US 5,474,606 bekannt, in welcher ein aus Alkaliwasserglas und Aluminiumsilikat bestehendes Bindemittelsystem beschrieben wird.In order to avoid the emission of decomposition products during the casting process, binders must be used that are based on inorganic materials or that contain at most a very small proportion of organic compounds. Such binder systems have been known for a long time. Binder systems have been developed which can be hardened by introducing gases. Such a system is for example in the GB 782 205 described in which an alkali water glass is used as a binder that can be cured by introducing CO 2. In the DE 199 25 167 an exothermic feeder mass is described which contains an alkali silicate as a binder. Furthermore, binder systems have been developed which are self-curing at room temperature. Such a system based on phosphoric acid and metal oxides is, for example, in U.S. 5,582,232 described. Finally, inorganic binder systems are also known which are cured at higher temperatures, for example in a hot tool. Such thermosetting binder systems are, for example, from U.S. 5,474,606 known, in which a binder system consisting of alkali water glass and aluminum silicate is described.

Bei der Herstellung von Gussstücken fallen große Mengen von gebrauchtem Gießereisand an, die mit Bindemittelresten behaftet sind. Diese gebrauchten Sande müssen entweder deponiert oder in geeigneter Weise aufbereitet werden, sodass sie ggf. erneut zur Herstellung von Gießformen eingesetzt werden können. Das gleiche gilt für so genannten Überfallsand, d.h. Sand, der zwar mit Bindemittel vermischt, aber nicht ausgehärtet wurde sowie für Kerne oder Kernbrocken, die nicht zum Abguss gelangt sind.During the production of castings, large quantities of used foundry sand are produced, which are contaminated with binding agent residues. These used sands must either be dumped or processed in a suitable manner so that they can be used again for the production of casting molds if necessary. The same applies to so-called overflow sand, i.e. sand that was mixed with binding agent but not hardened, as well as for cores or core lumps that did not reach the casting.

Am weitesten verbreitet ist die mechanische Regenerierung, bei der die nach dem Abguss auf dem gebrauchten Gießereisand verbliebenen Bindemittelreste bzw. Zersetzungsprodukte durch Reiben entfernt werden. Dazu kann der Sand beispielsweise stark bewegt werden, sodass durch Kollision benachbarter Sandkörner die an diesen haftenden Bindemittelresten abgelöst werden. Die Bindemittelreste lassen sich dann durch Sieben und Entstauben vom Sand abtrennen.The most widespread is mechanical regeneration, in which the binder residues or decomposition products remaining on the used foundry sand after casting are removed by rubbing. For this purpose, the sand can be moved vigorously, for example, so that the binding agent residues adhering to them are detached when neighboring grains of sand collide. The binder residues can then be separated from the sand by sieving and dedusting.

Häufig gelingt es jedoch nicht, durch die mechanische Regenerierung die Bindemittelreste vollständig vom Sand abzutrennen. Ferner kann durch die starken Kräfte, die bei der mechanischen Regenerierung auf die Sandkörner wirken, ein starker Abrieb auftreten oder die Sandkörner können splittern. Der durch mechanische Regenerierung aufbereitete Sand weist daher meist nicht die gleiche Qualität auf wie Neusand. Wird der mechanisch regenerierte Sand daher zur Herstellung von Gießformen verwendet, kann dies dazu führen, dass Gussstücke minderer Qualität erhalten werden.However, mechanical regeneration often fails to completely separate the binder residues from the sand. Furthermore, due to the strong forces involved in mechanical regeneration act on the grains of sand, strong abrasion occurs or the grains of sand can splinter. The sand processed by mechanical regeneration is therefore usually not of the same quality as new sand. If the mechanically regenerated sand is therefore used for the production of casting molds, this can lead to castings of inferior quality being obtained.

Zur Entfernung von Resten organischer Bindemittel kann der gebrauchte Gießereisand unter Luftzutritt erhitzt werden, sodass die Bindemittelreste verbrennen. So wird in der DE 41 11 643 eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Regenerierung kunstharzgebundener Gießereialtsande beschrieben. Dabei wird der gebrauchte Gießereisand nach einer mechanischen Vorreinigung einer thermischen Regenerierungsstufe zugeführt, in welcher die an den Sandkörnern verbliebenen organischen Bindemittelreste verbrannt werden. Diese thermische Regenerierungsstufe umfasst einen Sandvorwärmer, einen kontinuierlich im Gegenstromprinzip arbeitenden Kaskadenofen mit in einzelnen Etagen übereinander liegenden Wirbelschichten sowie einem Sandkühler. Die den Sandkühler in Rohrschlangen forciert durchströmende Kühlluft wird als Heißluft zur Verwirbelung dem Ofen zugeführt. Sie wird auch als Brennerluft eingesetzt. Ferner wird die Heißluft aus dem Innenraum des Sandkühlers dem Sandvorwärmer zur Erhitzung des Sandes zugeführt. Damit wird eine Temperaturverteilung im Ofen erreicht, die an keiner Stelle zu einer unvollständigen und daher schädliche Abgase bildenden Verbrennung führt.To remove residues of organic binders, the used foundry sand can be heated with access to air, so that the binder residues burn. So in the DE 41 11 643 a device for the continuous regeneration of synthetic resin-bonded foundry sands described. After mechanical pre-cleaning, the used foundry sand is fed to a thermal regeneration stage in which the organic binder residues remaining on the sand grains are burned off. This thermal regeneration stage comprises a sand preheater, a cascade furnace that works continuously on the countercurrent principle with fluidized beds lying on top of one another on individual levels, and a sand cooler. The cooling air, which is forced through the sand cooler in coiled tubes, is fed to the furnace as hot air for swirling. It is also used as burner air. Furthermore, the hot air from the interior of the sand cooler is fed to the sand preheater for heating the sand. This achieves a temperature distribution in the furnace that does not lead to incomplete and therefore harmful exhaust gases at any point in combustion.

Üblicherweise wird der Altsand vor der Wiederaufbereitung vom Gussstück abgetrennt. Es ist jedoch auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Gussstücke zusammen mit den unter Verwendung organischer Bindemittel hergestellten Kernen und Formen unmittelbar nach dem Abguss in einem Ofen über längere Zeit auf eine Temperatur von etwa 400 bis 550 °C erhitzt werden. Durch die thermische Behandlung wird neben der Entfernung des organischen Bindemittels auch eine metallurgische Modifikation des Gussstücks bewirkt.The used sand is usually separated from the casting before reprocessing. However, a method is also known in which the castings together with the cores and molds produced using organic binders are heated in an oven for a prolonged period of time to a temperature of about 400 to 550 ° C. immediately after casting. Due to the thermal Treatment, in addition to removing the organic binder, also brings about a metallurgical modification of the casting.

So wird in der EP 0 612 276 B2 ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Gussstücks mit einem daran anhaftenden Sandkern, der mit einem ausbrennbaren Bindemittel gebundenen Sand umfasst, beschrieben, mit welchem der Sand aus dem Sandkern zurückgewonnen werden kann. Dabei wird das Gussstück in einen Ofen eingeführt und der Ofen erhitzt, sodass Teile des Sandkerns vom Gussstück losgelöst werden. Die losgelösten Sandteilchen, die innerhalb des Ofens gesammelt werden, werden zurückgewonnen. Der Verfahrensschritt der Rückgewinnung umfasst dabei zumindest ein Fluidisieren der losgelösten Sandkernteile innerhalb des Ofens. Das Fluidisieren der losgelösten Sandkernteile kann beispielsweise durch Einleiten von Druckluft erfolgen, mit welcher die Sandteilchen in der Schwebe gehalten werden.So in the EP 0 612 276 B2 a method for heat treatment of a casting with an adhering sand core comprising sand bound with a burn-out binder, with which the sand can be recovered from the sand core. The casting is inserted into a furnace and the furnace is heated so that parts of the sand core are detached from the casting. The loosened sand particles that are collected inside the furnace are recovered. The process step of recovery includes at least a fluidization of the detached sand core parts within the furnace. The detached sand core parts can be fluidized, for example, by introducing compressed air, with which the sand particles are kept in suspension.

Gebrauchte Gießereisande, die mit anorganischen Bindemitteln verunreinigt sind, wie beispielsweise Wasserglas, können durch mechanische Regenerierung wiederaufbereitet werden. Dabei kann durch eine thermische Vorbehandlung des gebrauchten Sandes eine Versprödung des das Sandkorn umgebenden Bindemittelfilms erreicht werden, sodass sich der Bindemittelfilm leichter mechanisch abreiben lässt.Used foundry sands that are contaminated with inorganic binders, such as water glass, can be reprocessed by mechanical regeneration. A thermal pretreatment of the used sand can embrittlement the binder film surrounding the sand grain, so that the binder film can be rubbed off mechanically more easily.

In der DE 43 06 007 A1 wird eine thermische Aufbereitung von mit Wasserglas verunreinigtem Gießereisand beschrieben. Der gebrauchte Gießereisand wird aus Formen erhalten, die mit sauren Gasen, meist Kohlendioxid, ausgehärtet wurden. Der gebrauchte Gießereisand wird zunächst mechanisch zerkleinert und dann auf eine 200 °C übersteigende Temperatur erhitzt. Durch die thermische Behandlung werden störende Bestandteile zerstört oder derart umgewandelt, dass der Gießereisand für einen weiteren Formprozess geeignet ist. Die Beschreibung umfasst keine Beispiele, sodass die genaue Durchführung des Verfahrens unklar bleibt. Insbesondere wird nicht beschrieben, ob nach der thermischen Behandlung des Altsandes das Bindemittel mechanisch von den Sandkörnern abgerieben wird.In the DE 43 06 007 A1 a thermal treatment of foundry sand contaminated with water glass is described. The used foundry sand is obtained from molds that have been hardened with acid gases, usually carbon dioxide. The used foundry sand is first mechanically crushed and then heated to a temperature exceeding 200 ° C. The thermal treatment destroys disruptive components or transforms them in such a way that the foundry sand is suitable for a further molding process. The description does not include examples so that the exact implementation of the procedure remains unclear. In particular, it does not describe whether the binder is mechanically rubbed off the sand grains after the thermal treatment of the used sand.

In der DE 1 806 842 A wird ebenfalls ein Verfahren zur Regenerierung von Gießerei-Altsanden beschrieben, bei welchem der Altsand zunächst geglüht und danach zum Entfernen von Bindemittelrückständen besonders behandelt wird. Es können dabei an sich alle gebrauchten Gießereisande eingesetzt werden, unabhängig davon, ob diese durch organische oder anorganische Bindemittel gebunden worden sind. Lediglich für zementgebundene Gießereisande wird eine Aufarbeitung durch Waschen mit Wasser empfohlen. Zur Entfernung von Bindemittelresten aus dem geglühten gebrauchten Gießereisand wird der geglühte Sand zunächst abgekühlt und eventuell noch vorhandene Bindemittelreste durch schonendes Reiben oder Prallen der Sandkörner von diesen entfernt. Der Sand wird anschließend gesichtet und entstaubt. Bevorzugt wird der geglühte Sand durch Wasser schockartig auf eine Temperatur von etwas über 100 °C gekühlt, wobei in den Bindemittelresten Schrumpfspannungen ausgelöst und durch die plötzliche Dampfbildung aus der Oberfläche der Sandkörner die Bindemittelreste aufgesprengt werden, wodurch die Bindemittelreste leichter von den Sandkörnern abgelöst werden können.In the DE 1 806 842 A a method for the regeneration of foundry used sands is also described, in which the used sand is first annealed and then specially treated to remove binder residues. All used foundry sands can be used, regardless of whether they have been bound by organic or inorganic binders. Processing by washing with water is only recommended for cement-bound foundry sands. To remove binding agent residues from the annealed used foundry sand, the annealed sand is first cooled and any remaining binding agent residues are removed from them by gently rubbing or impacting the sand grains. The sand is then sifted and dusted. Preferably, the annealed sand is shock-cooled by water to a temperature of a little over 100 ° C, whereby shrinkage stresses are triggered in the binder residues and the binder residues are burst open by the sudden formation of steam from the surface of the sand grains, whereby the binder residues can more easily be detached from the sand grains .

M. Ruzbehi, Giesserei 74, 1987, S. 318 - 321 , berichtet über Untersuchungen zur thermo-mechanischen Regenerierung von Formstoffen mit einem Wasserglas-Ester-Bindersystem. Durch thermische Behandlung des Altsandes versprödet das als Bindemittel verwendete Wasserglas-Ester-System und lässt sich daher leichter mechanisch von den Sandkörnern abreiben. Der Autor geht davon aus, dass für die Regenerierung von wasserglasgebundenem Sand der Na2O-Gehalt entscheidend ist. Mit steigendem Na2O-Gehalt nimmt die Feuerfestigkeit des Sandes ab. Die bei Anwendung des Wasserglas-Ester-Bindersystems im gebrauchten Sand verbleibenden Esterreste führen bei dessen Wiederverwendung zu unkontrolliertem Härtungsverlauf. Da sich die Konzentration der Esterreste im gebrauchten Sand nur schwer bestimmen lässt, verwendet der Autor den Na2O-Gehalt des regenerierten Sandes als Maßstab für die Wiederaufarbeitung, d.h. die Entfernung des Bindemittels aus dem Altsand. Nach mehrmaligem Umlauf des Sandes stellt sich ab etwa dem siebten Umlauf ein Gleichgewicht des Na2O-Gehalts im regenerierten Altsand ein. Bei der thermischen Behandlung wird der Altsand auf etwa 200 °C erhitzt. Dadurch kommt es nicht zu einem Sintern der Sandkörner. In mikroskopischen Aufnahmen der thermisch behandelten Sandkörner lässt sich ein Verspröden und Aufreißen des Bindemittelfilms beobachten, sodass dieser mechanisch vom Sandkorn abgerieben werden kann. M. Ruzbehi, Giesserei 74, 1987, pp. 318 - 321 , reports on investigations into the thermo-mechanical regeneration of molding materials with a water glass ester binder system. Thermal treatment of the used sand embrittles the water glass ester system used as a binder and can therefore be rubbed off the sand grains mechanically more easily. The author assumes that the Na 2 O content is decisive for the regeneration of water-glass-bound sand. The fire resistance of the sand decreases with increasing Na 2 O content. When using the Water glass ester binder system remaining in the used sand lead to an uncontrolled hardening process when it is reused. Since the concentration of ester residues in the used sand is difficult to determine, the author uses the Na 2 O content of the regenerated sand as a benchmark for reprocessing, ie the removal of the binding agent from the used sand. After the sand has been circulated several times, an equilibrium of the Na 2 O content is established in the regenerated used sand from around the seventh circulation. During the thermal treatment, the used sand is heated to around 200 ° C. This prevents the grains of sand from sintering. In microscopic images of the thermally treated sand grains, embrittlement and tearing of the binder film can be observed, so that it can be mechanically rubbed off the sand grain.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Abrieb des Bindemittels nur sehr unvollständig erfolgt und die Körner nach der Behandlung eine raue Oberfläche aufweisen. Im Vergleich zu Neusand weist der regenerierte Altsand eine Reihe von Nachteilen auf. So lässt sich der regenerierte Altsand auf üblichen Kernschießmaschinen schlechter verschießen. Dies zeigt sich beispielsweise in der geringeren Dichte der aus regeneriertem Altsand hergestellten Formkörper. Auch zeigen die aus regeneriertem Altsand hergestellten Formkörper eine geringere Festigkeit. Schließlich ist auch die Verarbeitungszeit von aus regeneriertem Altsand hergestellten Formstoffmischungen kürzer als bei Mischungen, die unter Verwendung von Neusand hergestellt wurden. Die aus mechanisch regeneriertem Altsand hergestellten Formstoffmischungen verkrusten deutlich schneller.However, it has been shown that the abrasion of the binding agent occurs only very incompletely and the grains have a rough surface after the treatment. Compared to new sand, the regenerated used sand has a number of disadvantages. The regenerated used sand is more difficult to shoot on conventional core shooters. This can be seen, for example, in the lower density of the moldings made from regenerated waste sand. The moldings produced from regenerated waste sand also show a lower strength. Finally, the processing time of molding material mixtures made from regenerated used sand is shorter than that of mixtures made using new sand. The molding material mixtures made from mechanically regenerated waste sand encrust significantly faster.

Die Verarbeitungszeit solcher aus mechanisch regeneriertem Altsand hergestellten Formstoffmischungen lässt sich zwar verbessern, indem etwa 0,1 bis 0,5 Gew.-% Wasser, das ggf. mit einem Tensid versetzt ist, zur Formstoffmischung gegeben werden. Durch diese Maßnahme lässt sich auch die Festigkeit der aus dieser Formstoffmischung hergestellten Formkörper verbessern. Allerdings erreicht der regenerierte Altsand durch diese Maßnahme nicht die Qualität von Neusand. Ferner sind die Ergebnisse nur beschränkt reproduzierbar, sodass im Prozess der Herstellung von Gießformen Unwägbarkeiten auftreten, die bei einer industriellen Produktion an sich nicht in Kauf genommen werden können.The processing time of such molding material mixtures produced from mechanically regenerated waste sand can be improved by adding about 0.1 to 0.5% by weight of water, which may contain a surfactant, to the molding material mixture. By this measure can also improve the strength of the molded bodies produced from this molding material mixture. However, as a result of this measure, the regenerated used sand does not achieve the quality of new sand. Furthermore, the results are only reproducible to a limited extent, so that in the process of manufacturing casting molds, imponderables arise that cannot be accepted in industrial production.

Anorganische Bindemittel, insbesondere solche auf der Basis von Wasserglas, sind auch nach der Aushärtung der Gießform noch weitgehend wasserlöslich. Die Aufarbeitung des Gießereisandes kann daher auch erfolgen, indem Reste des anorganischen Bindemittels auf dem Sand mit Wasser abgewaschen werden. Das Wasser kann bereits dazu genutzt werden, das Gussstück von anhaftendem Altsand zu reinigen. So sieht beispielsweise die in der EP 1 626 830 beschriebene Fertigungslinie eine Nassentkernung vor. Die Regenerierung des Altsandes wird allerdings nicht diskutiert.Inorganic binders, in particular those based on water glass, are still largely water-soluble even after the casting mold has cured. The foundry sand can therefore also be worked up by washing off residues of the inorganic binder on the sand with water. The water can already be used to clean the casting of adhering used sand. For example, the EP 1 626 830 production line described before a wet core removal. However, the regeneration of the used sand is not discussed.

In der DE 10 2005 029 742 wird ein Verfahren zur Behandlung von Gießereiformstoffen beschrieben, wobei ein Teil des gebrauchten Gießereisandes mit Wasser gewaschen wird. Dazu wird der mit anorganischem Bindemittel gebundene Altsand nach dem Gießen trocken vom Gussstück getrennt. Stückige Teile werden trocken zerkleinert. Der zerkleinerte Sand wird auf eine bestimmte Korngröße abgesiebt und unerwünschte Feinteile entfernt. Der gesiebte Sand wird in zwei Teilströme aufgetrennt, wobei der eine Teilstrom einem Zwischenlager zugeführt wird. Der andere Teilstrom wird mit Wasser gewaschen, bis die Kornoberfläche ausreichend von Resten des Bindemittels und Produkten des Gießvorganges gereinigt ist. Nach dem Waschen wird das Waschwasser abgetrennt und der Sand getrocknet. Dem gewaschenen Sand kann dann wieder ein Anteil des aus dem Zwischenlager entnommenen gesiebten Altsandes beigemischt werden.In the DE 10 2005 029 742 describes a method for treating foundry molding materials, in which part of the used foundry sand is washed with water. For this purpose, the used sand, which is bound with an inorganic binder, is separated dry from the casting after pouring. Lumpy parts are crushed dry. The crushed sand is sieved to a certain grain size and unwanted fine particles are removed. The screened sand is separated into two partial flows, one partial flow being fed to an interim storage facility. The other partial flow is washed with water until the grain surface is sufficiently cleaned of residues of the binding agent and products of the casting process. After washing, the washing water is separated off and the sand is dried. A portion of the screened used sand removed from the interim storage facility can then be added to the washed sand.

Die Nassreinigung des gebrauchten Gießereisandes ist an sich sehr wirkungsvoll. Die Festigkeiten von Kernen, die aus dem gewaschenen Altsandregenerat hergestellt werden, entsprechen ungefähr den Werten, wie sie auch bei der Verwendung von Neusand erreicht werden. Allerdings ist die Verarbeitungszeit dieser aus regeneriertem Altsand hergestellten Formstoffmischungen etwas geringer als bei Verwendung von neuem Sand. Die Reinigung des Altsandes ist jedoch sehr aufwändig, da große Mengen an Waschwasser anfallen, die wieder gereinigt werden müssen. Als weiterer Nachteil muss der nasse Sand vor der erneuten Verwendung noch getrocknet werden.Wet cleaning of the used foundry sand is very effective in itself. The strengths of cores that are made from the washed reclaimed sand are roughly the same as those achieved when using new sand. However, the processing time of these molding mixtures made from regenerated used sand is somewhat shorter than when using new sand. The cleaning of the used sand, however, is very time-consuming, since large amounts of washing water arise that have to be cleaned again. Another disadvantage is that the wet sand has to be dried before it can be used again.

In der DE 38 15 877 C1 wird schließlich ein Verfahren zur Abtrennung von anorganischen Bindemittelsystemen bei der Regenerierung von Gießerei-Altsanden beschrieben, bei welchem eine Aufschlämmung des Altsandes in beispielsweise Wasser mit Ultraschall behandelt wird. Als beispielhafte Bindemittelsysteme werden Bentonit, Wasserglas und Zement angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Altsand vor der Ultraschallbehandlung einer thermischen Aufbereitung unterzogen werden. Als bevorzugte Temperaturbereiche für die thermische Vorbehandlung werden 400 bis 1200 °C, insbesondere bevorzugt 600 bis 950°C angegeben. In den Beispielen wird die Aufarbeitung von Altsand beschrieben, welchem Bentonit/Kohlenstoff als Bindemittelreste anhaften. Die thermische Behandlung dient dem Entfernen von Kohlenstoff, der sich in Form von polyaromatischen Kohlenstoffen in einer Konzentration im Bentonit anreichert, die eine direkte Wiederverwendung nicht ermöglicht.In the DE 38 15 877 C1 Finally, a method for the separation of inorganic binder systems in the regeneration of foundry used sand is described, in which a slurry of the used sand in, for example, water is treated with ultrasound. Bentonite, water glass and cement are given as exemplary binder systems. According to a preferred embodiment, the used sand can be subjected to a thermal treatment before the ultrasonic treatment. 400 to 1200 ° C., particularly preferably 600 to 950 ° C., are specified as preferred temperature ranges for the thermal pretreatment. The examples describe the processing of used sand to which bentonite / carbon adheres as binder residues. The thermal treatment is used to remove carbon, which accumulates in the bentonite in the form of polyaromatic carbons in a concentration that does not allow direct reuse.

T. Oehlerking (Gießerei Verlag Düsseldorf, Bd. 80, Nr. 21, 1. November 1993, Seiten 721-728, ISSN: 0016-9765 ) untersuchte die Regenerierbarkeit von gebrauchten Formsanden abgebunden mit organischen Bindemitteln. Diese werden Hitze und Luft ausgesetzt und es werden CO und CO2, H2O und oder andere Pyrolysegase gebildet. Im Gegensatz dazu können anorganische Bindemittel so nicht entfernt werden. Wasser als Lösungsmittel verdampft, aber die anorganischen Brückenbindungen bleiben aufrechterhalten. T. Oehlerking (Foundry Verlag Düsseldorf, Vol. 80, No. 21, November 1, 1993, pages 721-728, ISSN: 0016-9765 ) investigated the regenerability of used molding sands bound with organic binders. These are exposed to heat and air and CO and CO 2 , H 2 O and or other pyrolysis gases are formed. In contrast, inorganic binders cannot be removed in this way. Water evaporates as a solvent, but the inorganic bridges remain intact.

Wie oben erläutert, nimmt die Bedeutung von Bindemitteln auf Wasserglasbasis für die Herstellung von Gießformen zu, da auf diese Weise schädliche Emissionen beim Gießvorgang deutlich verringert werden können. Es sind nun in jüngerer Zeit für die Gießereiindustrie sehr leistungsfähigen Bindemittel auf Wasserglasbasis entwickelt worden, die Anteile eines feinteiligen Metalloxids enthalten, insbesondere feinteiliges Siliziumdioxid. Diese Bindemittel werden heiß ausgehärtet, d.h. durch Verdampfen des im Wasserglas enthaltenen Wassers. Durch den Zusatz des feinteiligen Metalloxids werden unter anderem die Festigkeiten unmittelbar nach der Entnahme aus dem heißen Werkzeug gesteigert, sodass auch sehr komplizierte Kerne unter Verwendung dieses anorganischen Bindemittels hergestellt werden können. Ein derartiges Bindemittel auf Wasserglasbasis wird beispielsweise in der WO 2006/024540 A beschrieben.As explained above, the importance of waterglass-based binders for the production of casting molds is increasing, since in this way harmful emissions during the casting process can be significantly reduced. Recently, very powerful binders based on water glass have been used in the foundry industry have been developed which contain proportions of a finely divided metal oxide, in particular finely divided silicon dioxide. These binders are cured while hot, ie by evaporation of the water contained in the water glass. The addition of the finely divided metal oxide, among other things, increases the strength immediately after removal from the hot tool, so that even very complex cores can be produced using this inorganic binder. Such a binder based on water glass is, for example, in WO 2006/024540 A described.

Bei der Regenerierung von Altsanden, die zuvor mit einem derartigen Bindemittel auf Wasserglasbasis heiß verfestigt worden waren, wurde allerdings beobachtet, dass der regenerierte Altsand bei der erneuten Verwendung mit einem Bindemittel auf Wasserglasbasis eine verkürzte Verarbeitungszeit aufweist. Um diesem Problem zu begegnen und eine für eine industrielle Anwendungen geeignete Verarbeitungszeit zu erreichen, kann man dem regenerierten Altsand beispielsweise eine höhere Menge an Neusand zugeben, um den relativen Anteil des mit dem regenerierten Altsand eingeschleppten Bindemittels zu verringern. Es ist auch möglich, den regenerierten Altsand mit anderen regenerierten Altsanden zu vermischen, die andere Eigenschaften aufweisen. Die Altsande werden so ausgewählt, dass nach erneuter Zugabe eines wasserglashaltigen Bindemittels eine zufrieden stellende Verarbeitungszeit erreicht wird.In the regeneration of used sands which had previously been hot-solidified with such a waterglass-based binder, it was observed, however, that the regenerated used sand has a shortened processing time when it is used again with a waterglass-based binder. In order to counteract this problem and to achieve a processing time suitable for industrial use, a larger amount of new sand can, for example, be added to the regenerated used sand in order to reduce the relative proportion of the binder carried over with the regenerated used sand. It is also possible to mix the regenerated used sand with other regenerated used sands that have different properties. The used sands are selected in such a way that a satisfactory processing time is achieved after adding a more water-glass-containing binding agent.

Durch die Verwendung der neu entwickelten Bindemittel auf Basis von Wasserglas ist wie bereits beschrieben auch die Herstellung von Kernen und Formen mit sehr komplexer Geometrie möglich. Da durch die zunehmend strengeren Emissions- und Arbeitsschutzverordnungen zu erwarten ist, dass die Bedeutung anorganischer Bindemittel für die Gießereiindustrie steigt, werden in Zukunft größere Mengen an mit Wasserglas behafteten Altsanden anfallen, die wieder aufbereitet werden müssen. Daher besteht ein hoher Bedarf an Verfahren zur Regenerierung von gebrauchtem Formsand, wobei diese einfach durchführbar sein sollten und eine reproduzierbare Qualität des regenerierten Altsandes zur Verfügung stellen müssen, d. h. der regenerierte Altsand sollte sich im Wesentlichen in der gleichen Weise verarbeiten lassen wie Neusand.By using the newly developed binding agent based on water glass, as already described, it is also possible to manufacture cores and molds with very complex geometries. Since the increasingly stricter emission and occupational health and safety regulations can be expected to increase the importance of inorganic binders for the foundry industry, larger amounts of used sands with water glass will arise in the future. that have to be reprocessed. There is therefore a great need for methods for the regeneration of used molding sand, which should be easy to carry out and have to provide a reproducible quality of the regenerated used sand, ie the regenerated used sand should be able to be processed essentially in the same way as new sand.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen zur Verfügung zu stellen, das ein Verfahren zur Wiederaufbereitung von mit Wasserglas behafteten Gießereisandenumfasst, das einfach und günstig durchgeführt werden kann, sodass der Sand auch nach mehrmaliger Wiederaufbereitung eine hohe Qualität für die Herstellung von Gießereiformen aufweist. Dabei sollen insbesondere auch solche Altsande mit dem Verfahren regeneriert werden können, die zuvor mit einem Bindemittel auf Wasserglas-Basis verfestigt wurden, dem unter Anderem zur Festigkeitssteigerung ein teilchenförmiges Metalloxid,, wobei das teilchenförmige Metalloxid synthetisch hergestelltes amorphes Siliciumdioxid ist und wenn nachfolgend "teilchenförmiges Metalloxid" genannt wird, dieser Begriff für "ein teilchenförmiges Metalloxid das synthetisch hergestelltes amorphes Siliciumdioxid ist" steht.The invention was therefore based on the object of providing a method for producing casting molds which comprises a method for reprocessing foundry sands contaminated with water glass, which can be carried out simply and cheaply, so that the sand is of high quality for the even after repeated reprocessing Has production of foundry molds. In particular, it should also be possible to regenerate those used sands with the process that have previously been solidified with a waterglass-based binder, including a particulate metal oxide to increase strength, the particulate metal oxide being synthetically produced amorphous silicon dioxide and, if subsequently, "particulate metal oxide "is mentioned, this term stands for" a particulate metal oxide that is synthetically produced amorphous silica ".

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of the dependent claims.

Überraschend wurde gefunden, dass der Zusammenhalt zwischen Körnern eines Gießereisandes deutlich abnimmt, wenn die gebrauchte Gießform, wie sie nach dem Metallguss vorliegt, längere Zeit auf eine Temperatur von mindestens 200 °C erhitzt wird. Der durch thermische Behandlung wieder aufbereitete Formsand zeigt bei einer erneuten Verwendung mit einem Bindemittel auf Wasserglas-basis keine vorzeitige Aushärtung. Die Verarbeitungszeit des regenerierten Altsandes ist vergleichbar mit der Verarbeitungszeit von Neusand. Es ist dabei nicht erforderlich, dass nach der thermischen Behandlung das Bindemittel mechanisch von den Sandkörnern abgerieben wird.Surprisingly, it has been found that the cohesion between the grains of a foundry sand decreases significantly when the used casting mold, as it is after the metal casting, is heated to a temperature of at least 200 ° C. for a longer period of time. The molding sand reconditioned by thermal treatment shows no premature hardening when it is used again with a water glass-based binder. The processing time of regenerated used sand is comparable to the processing time of new sand. It is not necessary for the binder to be mechanically rubbed off the sand grains after the thermal treatment.

Zur Entfernung von Überkorn kann ggf. noch eine Klassifizierung durchgeführt werden, beispielsweise durch Sieben oder Windsichten.To remove oversized grain, a classification can also be carried out, for example by sieving or air sifting.

Die Erfinder nehmen an, dass bei einer Regeneration des Altsandes durch mechanisches Abreiben des Bindemittels vom Sandkorn oder bei einer zumindest teilweisen nassen Aufarbeitung geringe Mengen des teilchenförmigen Metalloxids, insbesondere Siliziumdioxids, mit dem regenerierten Altsand in eine neu zubereitete Formstoffmischung eingeschleppt werden. Das teilchenförmige Metalloxid kann vermutlich eine vorzeitige Aushärtung des Wasserglases auslösen, durch welche die Verarbeitungszeit der Formstoffmischung deutlich verkürzt wird.The inventors assume that when the used sand is regenerated by mechanical abrasion of the binding agent from the grain of sand or during at least partial wet processing, small amounts of the particulate metal oxide, in particular silicon dioxide, are dragged into a newly prepared molding material mixture with the regenerated used sand. The particulate metal oxide can presumably trigger premature hardening of the water glass, which significantly shortens the processing time of the molding material mixture.

Wird der Altsand jedoch wie beim erfindungsgemäßen Verfahren thermisch behandelt, bewirkt das im an den Sandkorn anhaftenden Bindemittel vorhandene teilchenförmige Metalloxid vermutlich eine Verglasung des anhaftenden Wasserglases. Es bildet sich aus dem Wasserglas auf dem Sandkorn eine glasartige Schicht aus, die nur noch eine geringe Reaktionsfähigkeit besitzt. Dies zeigt sich beispielsweise auch darin, dass die Menge an extrahierbaren Natriumionen während der Regeneration des Sandes abnimmt und beim regenerierten Sand sehr gering ist.However, if the used sand is thermally treated as in the process according to the invention, the particulate metal oxide present in the binder adhering to the grain of sand presumably causes the adhering water glass to be vitrified. A vitreous layer forms from the water glass on the grain of sand, which has only a low reactivity. This can also be seen, for example, in the fact that the amount of extractable sodium ions decreases during the regeneration of the sand and is very low in the regenerated sand.

Durch die thermische Behandlung nimmt die Festigkeit der gebrauchten Gießform deutlich ab, sodass sie bereits bei geringer mechanischer Einwirkung zerfällt. Der Mechanismus des Zerfalls ist dabei unklar. Es wird von den Erfindern jedoch angenommen, dass das auf dem Gießereisand haftende Wasserglas zumindest teilweise mit dem Sandkorn reagieren und unter dem Einfluss des teilchenförmigen Metalloxids eine dünne Glashülle auf dessen Oberfläche ausbilden kann. Die Oberfläche des Sandkorns wird dabei geglättet, sodass es sich nach erneuter Einarbeitung in eine Formstoffmischung problemlos inDue to the thermal treatment, the strength of the used casting mold decreases significantly, so that it disintegrates even with little mechanical impact. The mechanism of the decay is unclear. The inventors assume, however, that the water glass adhering to the foundry sand at least partially reacts with the grain of sand and, under the influence of the particulate metal oxide, can form a thin glass envelope on its surface. The surface of the grain of sand is smoothed so that it can easily be incorporated into a molding material mixture after it has been incorporated again

Kernschießmaschinen zu Formkörpern verarbeiten lässt. Das auf dem Sandkorn verbleibende Wasserglas führt nur zu einer unwesentlichen Zunahme der Korngröße, sodass der Gießereisand auch mehrere Zyklen durchlaufen kann, ehe die wieder aufgearbeiteten Sandkörner beispielsweise bei einer der thermischen Regenerierung nachgeschalteten Klassifizierung, wie einem Siebschritt, wegen übermäßiger Größenzunahme abgetrennt werden.Core shooters can be processed into moldings. The water glass remaining on the grain of sand only leads to an insignificant increase in grain size, so that the foundry sand can also go through several cycles before the reprocessed grains of sand are separated, for example in a classification following the thermal regeneration, such as a sieving step, due to excessive increase in size.

Der Fortgang der Regenerierung des gebrauchten Gießereisandes kann beispielsweise durch die Bestimmung des Säureverbrauchs verfolgt werden, welcher ein Maß für die noch im Altsand vorhandenes extrahierbaren Natriumionen ist. Sofern der Gießereisand noch größere Aggregate umfasst, werden diese zunächst zerkleinert, beispielsweise mit Hilfe eines Hammers. Der Gießereisand kann dann noch durch ein Sieb, welches beispielsweise eine Maschenweite von 1 mm aufweist, gesiebt werden. Dann wird eine bestimmte Menge des Gießereisandes in Wasser aufgeschlämmt und mit einer definierten Menge an Salzsäure umgesetzt. Die Säuremenge, welche nicht mit dem Gießereisand bzw. mit dem am Gießereisand anhaftenden Wasserglas reagiert hat, lässt sich dann durch Rücktitration mit NaOH bestimmen. Aus der Differenz zwischen eingesetzter und rücktitrierter Säuremenge lässt sich dann der Säureverbrauch des Gießereisandes bestimmen.The progress of the regeneration of the used foundry sand can be followed, for example, by determining the acid consumption, which is a measure of the extractable sodium ions still present in the used sand. If the foundry sand includes larger aggregates, these are first crushed, for example with the help of a hammer. The foundry sand can then also be sifted through a sieve which, for example, has a mesh size of 1 mm. Then a certain amount of the foundry sand is suspended in water and reacted with a defined amount of hydrochloric acid. The amount of acid that has not reacted with the foundry sand or with the water glass adhering to the foundry sand can then be determined by back titration with NaOH. The acid consumption of the foundry sand can then be determined from the difference between the amount of acid used and the amount of acid that has been back-titrated.

Neben dem Säureverbrauch können aber auch andere Parameter verwendet werden, um den Fortgang der thermischen Behandlung zu verfolgen. Beispielsweise kann der pH-Wert oder die Leitfähigkeit einer Aufschlämmung des Gießereisandes herangezogen werden. Die Suspension kann hergestellt werden, indem beispielsweise 50 g des Gießereisandes in einem Liter destilliertem Wasser aufgeschlämmt werden. Während der thermischen Behandlung erhalten die Sandkörper eine glatte Oberfläche. Es kann daher beispielsweise auch die Rieselfähigkeit des Sandes als Parameter herangezogen werden.In addition to the acid consumption, other parameters can also be used to monitor the progress of the thermal treatment. For example, the pH value or the conductivity of a slurry of the foundry sand can be used. The suspension can be prepared, for example, by slurrying 50 g of the foundry sand in one liter of distilled water. During the thermal treatment, the sand bodies are given a smooth surface. The flowability of the sand can therefore also be used as a parameter, for example.

Weiter können zur Beurteilung der thermischen Behandlung des gebrauchten Gießereisandes auch Eigenschaften einer Formstoffmischung herangezogen werden, die aus dem regenerierten Gießereisand hergestellt wurde, beispielsweise deren Verarbeitungszeit, oder auch Eigenschaften eines Formkörpers, welcher aus dieser Formstoffmischung hergestellt wird, beispielsweise dessen Dichte oder Biegefestigkeit.In addition, properties of a molding material mixture produced from the regenerated foundry sand, for example its processing time, or properties of a molding produced from this molding material mixture, for example its density or flexural strength, can also be used to assess the thermal treatment of the used foundry sand.

Bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine industrielle Anwendung kann beispielsweise in der Weise vorgegangen werden, dass die Parameter durch systematische Reihenversuche ermittelt werden.When implementing the method according to the invention for an industrial application, it is possible, for example, to proceed in such a way that the parameters are determined by systematic series tests.

So können Proben des gebrauchten Gießereisands thermisch aufbereitet werden, wobei die Behandlungstemperatur sowie die Behandlungszeit systematisch variiert wird. Für die thermisch wieder aufbereiteten Proben kann dann jeweils der Säureverbrauch ermittelt werden. Aus den einzelnen Proben wird dann jeweils eine Formstoffmischung hergestellt und deren Verarbeitungszeit bestimmt. Ferner werden aus der Formstoffmischung Probenkörper hergestellt und deren Dichte bzw. Biegefestigkeit bestimmt. Aus den Probenkörpern werden dann diejenigen ausgewählt, deren Eigenschaften den Anforderungen entsprechen und dann beispielsweise der Säureverbrauch der betreffenden wieder aufbereiteten Gießereisandprobe als Kriterium für die thermisches Behandlung im größeren Maßstab herangezogen.Samples of the used foundry sand can be thermally processed, with the treatment temperature and the treatment time being systematically varied. The acid consumption can then be determined for the thermally reprocessed samples. A molding material mixture is then produced from the individual samples and their processing time is determined. Furthermore, test specimens are produced from the molding material mixture and their density or flexural strength is determined. From the sample bodies, those whose properties meet the requirements are then selected and then, for example, the acid consumption of the relevant reprocessed foundry sand sample is used as a criterion for the thermal treatment on a larger scale.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederaufbereitung gebrauchter Gießereisande ist einfach durchzuführen und erfordert an sich keine komplizierten Vorrichtungen. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene wieder aufgearbeitete Gießereisand hat annähernd die gleichen Eigenschaften wie Neusand, d.h. die aus dem wieder aufbereiteten Gießereisand hergestellten Formkörper weisen eine vergleichbare Festigkeit und eine vergleichbare Dichte auf. Ferner weist eine aus dem regenerierten Gießereisand durch Zugabe von Wasserglas hergestellte Formstoffmischung annähernd die gleiche Verarbeitungszeit auf wie eine Formstoffmischung aufn Basis von Neusand. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren steht damit eine einfache und ökonomische Methode zur Verfügung, mit welcher gebrauchter Gießereisand, der mit wasserglashaltigem Bindemittel behaftet ist, wieder aufgearbeitet werden kann, wobei die Formstoffmischung bzw. der gebrauchte Gießereisand das teilchenförmige Metalloxid enthält.The method according to the invention for reprocessing used foundry sands is simple to carry out and does not require any complicated devices per se. The reclaimed foundry sand obtained with the process according to the invention has approximately the same properties as new sand, ie the molded bodies produced from the reclaimed foundry sand have a comparable strength and a comparable density. Furthermore, one from the regenerated foundry sand Molding material mixture produced by adding water glass has approximately the same processing time as a molding material mixture based on new sand. With the method according to the invention, a simple and economical method is available with which used foundry sand that is adhered with waterglass-containing binder can be reprocessed, the molding material mixture or the used foundry sand containing the particulate metal oxide.

Im Einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Gießformen, das ein Verfahren zur Wiederaufbereitung gebrauchter Gießereisande, welche mit Wasserglas behaftet sind, umfasst, durchgeführt gemäß Anspruch 1.In detail, the method according to the invention for producing casting molds, which comprises a method for reprocessing used foundry sands which are contaminated with water glass, is carried out according to claim 1.

Unter einem gebrauchten Gießereisand wird an sich jeder mit Wasserglas behaftete Gießereisand verstanden, der einer Wiederaufarbeitung zugeführt werden soll, wobei dem Wasserglas im vorherigen Produktionszyklus zur Verbesserung der Anfangsfestigkeit der Gießform ein teilchenförmiges Metalloxid zugesetzt wurde. Die auf dem gebrauchten Gießereisand haftende Bindemittelhülle enthält daher noch das teilchenförmige Metalloxid. Der gebrauchte Gießereisand stammt aus einer gebrauchten Gießform. Die gebrauchte Gießereiform kann dabei vollständig vorliegen oder auch in mehrere Teile oder Brocken zerbrochen sein. Die gebrauchte Gießereiform kann auch soweit zerkleinert worden sein, dass sie wieder in Form eines mit Wasserglas behafteten Gießereisandes vorliegt. Eine gebrauchte Gießform kann eine Gießform sein, die bereits für den Metallguss verwendet worden ist. Eine gebrauchte Gießform kann jedoch auch eine Gießform sein, die nicht für den Metallguss verwendet wurde, etwa weil sie überzählig oder fehlerhaft ist. Ebenso sind Teilformen von Gießformen umfasst. Beispielsweise können für den Metallguss auch Dauerformen, sogenannte Kokillen, verwendet werden, die in Kombination mit einer Gießform verwendet werden, die aus einem mit Wasserglas verfestigten Gießereisand besteht. Letztere lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aufbereiten. Unter einem gebrauchten Gießereisand wird auch Überfallsand verstanden, der beispielsweise im Vorratsbunker oder in Zuleitungen einer Kernschießvorrichtung verblieben und noch nicht ausgehärtet worden ist.Used foundry sand is understood to mean any foundry sand contaminated with water glass that is to be reprocessed, with a particulate metal oxide being added to the water glass in the previous production cycle to improve the initial strength of the casting mold. The binder coating adhering to the used foundry sand therefore still contains the particulate metal oxide. The used foundry sand comes from a used casting mold. The used foundry mold can be present in its entirety or it can also be broken into several parts or chunks. The used foundry mold can also have been crushed to the extent that that it is back in the form of a foundry sand with a water glass. A used mold can be a mold that has already been used for metal casting. A used casting mold can, however, also be a casting mold that was not used for metal casting, for example because it is redundant or defective. Partial forms of casting molds are also included. For example, permanent molds, so-called chill molds, can also be used for metal casting, which are used in combination with a casting mold made of foundry sand solidified with water glass. The latter can be processed again with the method according to the invention. Used foundry sand is also understood to mean overflow sand which, for example, has remained in the storage bunker or in feed lines of a core shooting device and has not yet hardened.

Das Wasserglas, welches als Bindemittel im gebrauchten Gießereisand enthalten ist, enthält das teilchenförmige Metalloxid. Dieses Metalloxid ist bei der vorhergehenden Anwendung des Gießereisandes bei der Herstellung der Formstoffmischung dem Bindemittel Wasserglas zugesetzt worden, um die Anfangsfestigkeit einer aus der Formstoffmischung hergestellten Form zu verbessern. Der gebrauchte Gießereisand kann vollständig aus Gießereisand bestehen, der mit einem derartigen Bindemittel verunreinigt ist. Es ist aber auch möglich, andere gebrauchte Gießereisande zusammen mit dem oben geschilderten gebrauchten Gießereisand zu regenerieren. Derartige andere gebrauchte Gießereisande können beispielsweise Gießereisande sein, die mit organischem Bindemittel verunreinigt sind, oder Gießereisande, die mit einem Bindemittel auf Wasserglasbasis verunreinigt sind, dem kein teilchenförmiges Metalloxid zugesetzt wurde. Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzen zu können, insbesondere den Entfall der Notwendigkeit, nach der thermischen Regeneration das verbliebene Bindemittel mechanisch vom Sandkorn abzureiben, wird der Anteil des gebrauchten Gießereisandes, welcher mit einem Bindemittel auf Wasserglasbasis verunreinigt ist, dem das teilchenförmige Metalloxid zugesetzt ist, vorzugsweise größer als 20 Gew.-%, bevorzugt größer als 40 Gew.-%, besonders bevorzugt größer als 60 Gew.-%, insbesondere bevorzugt größer als 80 Gew.-% gewählt, bezogen auf die Menge des zu regenerierenden Gießereisandes.The water glass, which is contained as a binder in the used foundry sand, contains the particulate metal oxide. During the previous use of the foundry sand in the production of the molding mixture, this metal oxide was added to the waterglass binder in order to improve the initial strength of a mold produced from the molding mixture. The used foundry sand can consist entirely of foundry sand contaminated with such a binder. But it is also possible to regenerate other used foundry sands together with the used foundry sand described above. Such other used foundry sands can be, for example, foundry sands that are contaminated with an organic binder, or foundry sands that are contaminated with a waterglass-based binder to which no particulate metal oxide has been added. In order to be able to use the advantages of the method according to the invention, in particular the elimination of the need to mechanically rub the remaining binder from the grain of sand after the thermal regeneration, the proportion of the used foundry sand which is contaminated with a water glass-based binder to which the particulate metal oxide has been added is preferably greater than 20% by weight, preferably greater than 40% by weight, particularly preferably greater than 60% by weight , particularly preferably greater than 80% by weight, based on the amount of foundry sand to be regenerated.

Unter einem teilchenförmigen Metalloxid wird dabei ein sehr feinteiliges Metalloxid verstanden, dessen Primärpartikel bevorzugt einen mittleren Durchmesser von weniger als 1,5 µm, besonders bevorzugt zwischen 0,10 µm und 1 µm aufweisen. Durch Agglomeration der Primärpartikel können aber auch größere Teilchen entstehen.A particulate metal oxide is understood to mean a very finely divided metal oxide, the primary particles of which preferably have an average diameter of less than 1.5 μm , particularly preferably between 0.10 μm and 1 μm . However, agglomeration of the primary particles can also result in larger particles.

Bei der praktischen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens fällt der überwiegende Teil des gebrauchten Gießereisandes bei der Wiederaufbereitung gebrauchter Gießformen an. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt der gebrauchte Gießereisand daher in Form einer gebrauchten Gießform vor, mit welcher bereits ein Metallguss durchgeführt worden ist.In the practical implementation of the method according to the invention, the majority of the used foundry sand is obtained from the reprocessing of used casting molds. According to a preferred embodiment, the used foundry sand is therefore in the form of a used casting mold with which a metal casting has already been carried out.

Sofern der gebrauchte Gießereisand in Form einer Gießform bereitgestellt wird, die bereits für den Metallguss verwendet worden ist, kann die gebrauchte Gießereiform gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Gussstück noch enthalten. Für die thermische Behandlung kann die gebrauchte Gießform also direkt in der Form verwendet werden, wie sie nach dem Metallguss erhalten wird. Die Gießform mit dem darin enthaltenen Gussstück wird als ganzes einer thermischen Behandlung unterworfen. Dazu kann die Gießform mit dem Gussstück in einen geeignet dimensionierten Ofen überführt werden. Durch die thermische Behandlung wird der Zusammenhalt zwischen den Körnern des gebrauchten Gießereisandes geschwächt. Die Gießform zerfällt und der Gießereisand kann mittels geeigneter Vorrichtungen beispielsweise im Ofen gesammelt werden. Der Zerfall der Gießform im Ofen kann unterstützt werden, indem die Gießform mechanisch bearbeitet wird. Dazu kann die Gießform beispielsweise gerüttelt werden.If the used foundry sand is provided in the form of a casting mold that has already been used for metal casting, the used foundry mold can still contain the casting according to a first embodiment of the method according to the invention. For the thermal treatment, the used casting mold can therefore be used directly in the form in which it is obtained after the metal casting. The casting mold with the casting contained therein is subjected as a whole to a thermal treatment. For this purpose, the casting mold with the casting can be transferred to a suitably dimensioned furnace. The thermal treatment weakens the cohesion between the grains of the used foundry sand. The casting mold disintegrates and the foundry sand can, for example, by means of suitable devices collected in the oven. The disintegration of the casting mold in the furnace can be supported by machining the casting mold. For this purpose, the casting mold can be shaken, for example.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also nicht erforderlich, die Gießform von dem Gussstück abzutrennen. Ggf. kann durch die thermische Behandlung der gebrauchten Gießform auch gleichzeitig eine metallurgische Verbesserung des Gussstücks erreicht werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die gebrauchte Gießform jedoch zunächst vom Gussstück abgetrennt und dann die gebrauchte Gießform getrennt vom Gussstück wieder aufbereitet.In order to carry out the method according to the invention, it is therefore not necessary to separate the casting mold from the casting. If necessary, a metallurgical improvement of the casting can also be achieved at the same time through the thermal treatment of the used casting mold. According to a further embodiment of the method according to the invention, however, the used casting mold is first separated from the casting and then the used casting mold is reprocessed separately from the casting.

Der gebrauchte mit Wasserglas behaftete Gießereisand fällt beim üblichen Ablauf der Herstellung von Gussstücken in Gießereien an. Die mit einem auf Wasserglas basierenden Bindemittel verfestigte Gießform für den Metallguss kann an sich auf bekannte Weise hergestellt worden sein. Das wasserglashaltige Bindemittel, welchem ein teilchenförmiges Metalloxid zugesetzt ist wird thermisch ausgehärtet.Die Gießform wird hierbei verfestigt, indem dem wasserglashaltigen Bindemittel Wasser entzogen wird. Die Gießform kann aus einem einzelnen Formkörper aufgebaut sein. Es ist aber auch möglich, dass dieThe used foundry sand contaminated with water glass is produced in the usual process of manufacturing castings in foundries. The casting mold for metal casting, which is solidified with a binding agent based on water glass, can in itself have been produced in a known manner. The water-glass-containing binder, to which a particulate metal oxide is added, is thermally cured. The casting mold is solidified by removing water from the water-glass-containing binder. The casting mold can be constructed from a single molded body. But it is also possible that the

Gießform aus mehreren Formkörpern aufgebaut ist, die ggf. in getrennten Arbeitsschritten hergestellt und dann zu einer Gießform zusammengesetzt werden. Die Gießform kann auch Abschnitte umfassen, die nicht mit Wasserglas als Bindemittel sondern beispielsweise mit einem organischen Bindemittel, wie einem Cold-Box-Bindemittel, verfestigt worden sind. Ebenso ist möglich, dass die Gießform zum Teil aus Dauerformen gebildet ist. Diejenigen Teile der Gießform, welche aus mit Wasserglas verfestigtem Gießereisand bestehen, können dann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aufbereitet werden. Es ist auch möglich, dass die Gießform beispielsweise nur einen Kern umfasst, welcher aus mit Wasserglas als Bindemittel verfestigtem Gießereisand besteht, während die Form aus so genanntem Grünsand hergestellt ist. Bei der gebrauchten Gießform werden dann die Teile abgetrennt, welche den mit Wasserglas behafteten Gießereisand enthalten und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aufbereitet.Casting mold is made up of several moldings, which may be produced in separate work steps and then put together to form a casting mold. The casting mold can also comprise sections that have not been solidified with water glass as a binder but, for example, with an organic binder, such as a cold box binder. It is also possible that the casting mold is partly formed from permanent molds. Those parts of the casting mold which consist of foundry sand solidified with water glass can then be reprocessed using the method according to the invention. It is also possible that the casting mold comprises, for example, only one core, which consists of foundry sand solidified with water glass as a binding agent, while the mold is made of so-called green sand. In the used casting mold, the parts which contain the foundry sand contaminated with water glass are then separated off and reprocessed using the method according to the invention.

Die Gießform für den Metallguss wird in üblicher Weise verwendet, wobei nach dem Erkalten des Metalls eine gebrauchte Gießform erhalten wird, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder aufbereitet werden kann.The casting mold for metal casting is used in the usual way, with a used casting mold being obtained after the metal has cooled, which can be reprocessed using the method according to the invention.

Zur Wiederaufarbeitung wird die Gießform auf eine Temperatur von mindestens 200 °C erhitzt. Dabei sollte das gesamte Volumen der Gießform diese Temperatur erreichen, sodass ein gleichmäßiger Zerfall der Gießform erreicht wird. Die Dauer, für welche die Gießform einer thermischen Behandlung unterworfen wird, hängt beispielsweise von der Größe der Gießform oder auch der Menge des wasserglashaltigen Bindemittels ab und kann durch Probennahme bestimmt werden. Die entnommene Probe sollte bei leichter mechanischer Einwirkung, wie sie beispielsweise beim Rütteln der Gießform auftritt, zu losem Sand zerfallen. Der Zusammenhalt zwischen den Körnern des Gießereisandes sollte soweit geschwächt sein, dass sich der thermisch behandelte Gießereisand problemlos Sieben lässt, um größere Aggregate oder Verunreinigungen abzutrennen.For reprocessing, the casting mold is heated to a temperature of at least 200 ° C. The entire volume of the casting mold should reach this temperature so that a uniform disintegration of the casting mold is achieved. The duration for which the casting mold is subjected to a thermal treatment depends, for example, on the size of the casting mold or also on the amount of the water-glass-containing binder and can be determined by taking a sample. The sample taken should disintegrate into loose sand under slight mechanical impact, such as occurs when the casting mold is shaken. The cohesion between the grains of the foundry sand should be weakened so far be that the thermally treated foundry sand can be sieved without any problems in order to separate larger aggregates or impurities.

Die Dauer der thermischen Behandlung kann für kleine Gießformen relativ kurz gewählt werden, insbesondere wenn die Temperatur höher gewählt wird. Für größere Gießformen, insbesondere wenn diese das Gussstück noch enthalten, kann die Behandlungszeit auch deutlich länger gewählt werden, bis hin zu mehreren Stunden. Bevorzugt wird die Zeitspanne, innerhalb der die thermische Behandlung durchgeführt wird, zwischen 5 Minuten und 8 Stunden gewählt. Der Fortschritt der thermischen Regenerierung lässt sich beispielsweise verfolgen, indem an Proben des thermisch behandelten Gießereisandes der Säureverbrauch bestimmt wird. Gießereisande, wie Chromitsand, können selbst basische Eigenschaften aufweisen, sodass der Gießereisand den Säureverbrauch beeinflusst. Es kann jedoch der relative Säureverbrauch als Parameter für den Fortgang der Regenerierung herangezogen werden. Dazu wird zunächst der Säureverbrauch des für die Wiederaufbereitung vorgesehenen gebrauchten Gießereisandes bestimmt. Zur Beobachtung der Regenerierung wird der Säureverbrauch des regenerierten Gießereisandes bestimmt und zum Säureverbrauch des gebrauchten Gießereisandes in Beziehung gesetzt. Durch die beim erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte thermische Behandlung nimmt der Säureverbrauch für den regenerierten Gießereisand vorzugsweise um zumindest 10 % ab. Bevorzugt wird die thermische Behandlung fortgesetzt, bis der Säureverbrauch im Vergleich zum Säureverbrauch des gebrauchten Gießereisandes um zumindest 20 %, insbesondere zumindest 40 %, besonders bevorzugt zumindest 60 % und insbesondere bevorzugt um zumindest 80 % abgenommen hat. Der Säureverbrauch wird in ml verbrauchter Säure pro 50 g des Gießereisandes angegeben, wobei die Bestimmung mit 0,1 n Salzsäure analog zu der im VDG Merkblatt P 28 (Mai 1979) angegebenen Methode bestimmt wird. Das Verfahren zur Bestimmung des Säureverbrauchs ist bei den Beispielen genauer ausgeführt.The duration of the thermal treatment can be chosen to be relatively short for small casting molds, especially if the temperature is chosen to be higher. For larger casting molds, especially if these still contain the casting, the treatment time can also be chosen to be significantly longer, up to several hours. The period of time within which the thermal treatment is carried out is preferably chosen between 5 minutes and 8 hours. The progress of the thermal regeneration can be followed, for example, by determining the acid consumption on samples of the thermally treated foundry sand. Foundry sands, such as chromite sand, can themselves have basic properties, so that the foundry sand influences acid consumption. However, the relative acid consumption can be used as a parameter for the progress of the regeneration. For this purpose, the acid consumption of the used foundry sand intended for reprocessing is first determined. To observe the regeneration, the acid consumption of the regenerated foundry sand is determined and related to the acid consumption of the used foundry sand. As a result of the thermal treatment carried out in the method according to the invention, the acid consumption for the regenerated foundry sand preferably decreases by at least 10%. The thermal treatment is preferably continued until the acid consumption compared to the acid consumption of the used foundry sand has decreased by at least 20%, in particular at least 40%, particularly preferably at least 60% and particularly preferably by at least 80%. The acid consumption is given in ml of acid consumed per 50 g of the foundry sand, the determination with 0.1 N hydrochloric acid analogous to the method given in VDG Merkblatt P 28 (May 1979) is determined. The method for determining the acid consumption is detailed in the examples.

Die Erwärmung der Gießform kann an sich nach beliebigen Verfahren erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, die Gießform einer Mikrowellenstrahlung auszusetzen. Es können aber auch andere Verfahren eingesetzt werden, um die Gießform zu erwärmen. Denkbar ist auch, dass dem gebrauchten Gießereisand ein exothermes Material zugesetzt wird, welches die zur Behandlung erforderliche Temperatur allein oder in Kombination mit anderen Wärmequellen zur Verfügung stellt. Die Dauer der thermischen Behandlung kann durch die Temperatur beeinflusst werden, auf welche die Gießform erwärmt wird. Ein Zerfall kann bereits bei Temperaturen von etwa 200 °C beobachtet werden. Bevorzugt wird die Temperatur höher als 250 °C, insbesondere höher als 300 °C gewählt. Die Obergrenze für die bei der thermischen Behandlung verwendeten Temperatur entspricht an sich der Sintertemperatur des Sandes. Meist wird die Temperatur jedoch durch die Auslegung der Vorrichtung begrenzt, in welcher die thermische Behandlung durchgeführt wird. Bevorzugt wird die Temperatur für die thermische Behandlung geringer als 1300 °C, besonders bevorzugt geringer als 1100 °C und insbesondere bevorzugt geringer als 1000 °C gewählt. Enthält die Gießform neben dem wasserglashaltigen Bindemittel noch organische Verunreinigungen, so wird die Temperatur bevorzugt so hoch gewählt, dass die organischen Verunreinigungen verbrennen.The casting mold can be heated by any desired method. For example, it is possible to expose the casting mold to microwave radiation. However, other methods can also be used to heat the casting mold. It is also conceivable that an exothermic material is added to the used foundry sand, which provides the temperature required for the treatment alone or in combination with other heat sources. The duration of the thermal treatment can be influenced by the temperature to which the casting mold is heated. Decomposition can already be observed at temperatures of around 200 ° C. The temperature chosen is preferably higher than 250.degree. C., in particular higher than 300.degree. The upper limit for the temperature used in the thermal treatment corresponds to the sintering temperature of the sand. Usually, however, the temperature is limited by the design of the device in which the thermal treatment is carried out. The temperature for the thermal treatment is preferably selected to be less than 1300 ° C., particularly preferably less than 1100 ° C. and particularly preferably less than 1000 ° C. If the casting mold also contains organic impurities in addition to the water glass-containing binder, the temperature is preferably selected so high that the organic impurities burn.

Die Temperatur kann während der thermischen Behandlung konstant gehalten werden. Es ist aber auch möglich, dass während der thermischen Behandlung ein Temperaturprogramm durchlaufen wird, bei welchem die Temperatur in vorgegebener Weise geändert wird. Beispielsweise kann die thermische Behandlung zunächst bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt werden, z.B. bei einer Temperatur von mehr als 500 °C, um organische Verunreinigungen zu verbrennen und den Zerfall der gebrauchten Gießform zu beschleunigen. Anschließend kann die Temperatur dann schrittweise erniedrigt werden, um beispielsweise den Säureverbrauch auf den gewünschten Wert einzustellen.The temperature can be kept constant during the thermal treatment. However, it is also possible that a temperature program is run through during the thermal treatment, in which the temperature is changed in a predetermined manner. For example, the thermal treatment can initially be carried out at a relatively high temperature, for example at a temperature of more than 500 ° C., in order to remove organic impurities to burn and accelerate the disintegration of the used casting mold. The temperature can then be gradually reduced, for example in order to adjust the acid consumption to the desired value.

Wie bereits weiter oben erläutert, kann die Gießform gemäß einer ersten Ausführungsform der thermischen Behandlung in einem Zustand unterworfen werden, in welchem sie noch nicht vom Gussstück abgetrennt worden ist. In diesem Fall erfahren also sowohl die Gießform als auch das Gussstück eine thermische Behandlung.As already explained further above, according to a first embodiment, the casting mold can be subjected to the thermal treatment in a state in which it has not yet been separated from the casting. In this case, both the casting mold and the casting experience a thermal treatment.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die Gießform vor der thermischen Behandlung vom Gussstück getrennt. Dazu können übliche Verfahren angewendet werden. Beispielsweise kann die Gießform durch mechanische Einwirkung zerschlagen werden oder die Gießform gerüttelt werden, sodass sie in mehrere Bruchstücke zerfällt.According to a second embodiment, the casting mold is separated from the casting before the thermal treatment. Customary procedures can be used for this purpose. For example, the casting mold can be smashed by mechanical action or the casting mold can be shaken so that it breaks up into several fragments.

Um bei der thermischen Behandlung eine gleichmäßige Erwärmung der Gießform bzw. der aus dieser entstandenen größeren Aggregate zu gewährleisten, wird die Gießform bevorzugt zumindest in grobe Bruchstücke gebrochen, die beispielsweise einen Durchmesser von etwa 20 cm oder darunter aufweisen. Bevorzugt weisen die Bruchstücke eine größte Ausdehnung von weniger als 10 cm, besonders bevorzugt weniger als 5 cm, insbesondere bevorzugt weniger als 3 cm auf. Zum Zerbrechen der Gießform können übliche Vorrichtungen verwendet werden, beispielsweise Knollenbrecher. Brocken entsprechender Größe können beispielsweise auch erhalten werden, wenn die Gießform mittels eines Presslufthammers oder eines Meißels oder auch durch Rütteln vom Gussstück abgetrennt wird.In order to ensure uniform heating of the casting mold or the larger aggregates resulting from it during the thermal treatment, the casting mold is preferably broken into at least coarse fragments, which have a diameter of about 20 cm or less, for example. The fragments preferably have a largest dimension of less than 10 cm, particularly preferably less than 5 cm, particularly preferably less than 3 cm. Conventional devices, for example lump breakers, can be used to break the casting mold. Chunks of a corresponding size can also be obtained, for example, if the casting mold is separated from the casting by means of a jackhammer or a chisel or by shaking.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vor oder nach der thermischen Behandlung eine mechanische Behandlung des Gießereisandes zur Kornvereinzelung durchgeführt. Dazu kann die Gießform beispielsweise gemahlen, durch Reiben oder Prallen zerkleinert und der dabei erhaltene Sand gesiebt werden. Dazu können übliche Vorrichtungen verwendet werden, wie sie beispielsweise bereits bisher bei der mechanischen Aufarbeitung von Gießereisanden eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Gießereisand durch ein Wirbelbett geführt werden, in welchem die Sandkörner mittels eines Druckluftstroms in der Schwebe gehalten werden. Durch die Kollision der Sandkörner wird die äußere aus Wasserglasbindemittel gebildete Hülle abgerieben. Die Sandkörner können jedoch auch mittels eines Luftstroms gegen eine Prallplatte gelenkt werden, wobei beim Aufprall auf die Prallplatte oder andere Sandkörner die äußere, aus Wasserglasbindemittel gebildete Hülle des Sandkorns abgetragen wird.According to a further embodiment, a mechanical treatment of the foundry sand for grain separation is carried out before or after the thermal treatment. The mold can do this for example ground, crushed by rubbing or impacting and the sand obtained in this way can be sieved. Conventional devices can be used for this, such as those that have already been used, for example, in the mechanical processing of foundry sands. For example, the foundry sand can be passed through a fluidized bed in which the sand grains are held in suspension by means of a stream of compressed air. As a result of the collision of the grains of sand, the outer shell made of water glass binder is rubbed off. The sand grains can, however, also be directed against a baffle plate by means of an air stream, with the outer shell of the sand grain formed from water glass binding agent being removed upon impact on the baffle plate or other sand grains.

Bevorzugt wird jedoch auf eine mechanische Behandlung des thermisch regenerierten Altsandes verzichtet und lediglich Überkorn durch eine entsprechende Klassifizierung entfernt. Dadurch wird eine mechanische Beschädigung des Sandes, beispielsweise durch Splittern, vermieden und es werden glatte, gut rieselfähige Sandkörner erhalten. Bei Verwendung eines derart regenerierten Gießereisandes wird im Vergleich zu Neusand im Wesentlichen keine Verkürzung der Verarbeitungszeit beobachtet, wenn dieser erneut mit Wasserglas als Bindemittel zu einer Formstoffmischung verarbeitet wird.However, mechanical treatment of the thermally regenerated used sand is preferably dispensed with and only oversized grains are removed by means of an appropriate classification. This avoids mechanical damage to the sand, for example through splinters, and smooth, easily pourable sand grains are obtained. When using foundry sand regenerated in this way, essentially no shortening of the processing time is observed when compared to new sand when this is processed again to form a molding material mixture with water glass as a binder.

Die für die thermische Behandlung erforderliche Temperatur kann zunächst auf an sich beliebige Weise eingestellt werden. Neben Verfahren, wie einer Behandlung mit Mikrowellen, wird die thermische Behandlung bevorzugt in der Weise durchgeführt, dass die Gießform, ggf. in zerkleinerter Form, für die thermische Behandlung in einen Ofen überführt wird.The temperature required for the thermal treatment can initially be set in any manner per se. In addition to methods such as treatment with microwaves, the thermal treatment is preferably carried out in such a way that the casting mold, possibly in comminuted form, is transferred to an oven for the thermal treatment.

Der Ofen kann dabei an sich beliebig ausgestaltet sein, sofern eine gleichmäßige Erwärmung des Materials der Gießform gewährleistet ist. Der Ofen kann so ausgestaltet sein, dass die thermische Behandlung diskontinuierlich durchgeführt wird, also der Ofen beispielsweise chargenweise mit der, ggf. zerkleinerten, Gießform beladen wird und das thermisch behandelte Material wieder aus dem Ofen entnommen wird, ehe dann der Ofen mit der nächsten Charge gefüllt wird. Es ist aber auch möglich, einen Ofen vorzusehen, der eine kontinuierliche Prozessführung ermöglicht. Dazu kann der Ofen beispielsweise in Form einer Straße oder eines Tunnels ausgebildet sein durch welche die gebrauchte Gießform, beispielsweise mittels eines Förderbandes, transportiert wird. An sich kann für die Behandlung des mit Wasserglas behafteten gebrauchten Gießereisandes auf Öfen zurückgegriffen werden, wie sie aus der thermischen Regenerierung von mit organischen Bindemitteln behafteten gebrauchten Gießereisanden bekannt sind.The furnace can be designed as desired, provided that uniform heating of the material of the casting mold is guaranteed. The furnace can be designed so that the thermal Treatment is carried out discontinuously, so the furnace is charged, for example, batchwise with the, possibly crushed, casting mold and the thermally treated material is removed from the furnace before the furnace is then filled with the next batch. However, it is also possible to provide a furnace that enables the process to be carried out continuously. For this purpose, the furnace can be designed, for example, in the form of a road or a tunnel through which the used casting mold is transported, for example by means of a conveyor belt. For the treatment of the used foundry sand contaminated with water glass, ovens can be used, as are known from the thermal regeneration of used foundry sands contaminated with organic binders.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der gebrauchte Gießereisand während der thermischen Behandlung bewegt wird. Die Bewegung kann beispielsweise erfolgen, indem die Gießform oder die aus dieser erhaltenen Brocken um die drei Raumachsen bewegt werden, sodass die Gießform bzw. die Brocken rollende Bewegungen ausführen, durch die eine weitere Zerkleinerung der Gießform bzw. der aus dieser entstandenen kleineren Gießsandaggregate erreicht wird. Eine solche Bewegung kann beispielsweise erreicht werden, indem die aus der Gießform entstandenen kleineren Gießereisandaggregate mittels eines Rührers oder in einer rotierenden Trommel bewegt werden. Ist der gebrauchte Gießereisand bereits soweit zerkleinert worden, dass er in Form eines Sandes vorliegt, kann die Bewegung auch erfolgen, indem der Sand mittels eines erhitzten Druckluftstroms in einem Wirbelbett in der Schwebe gehalten wird.It is preferably provided that the used foundry sand is moved during the thermal treatment. The movement can take place, for example, by moving the casting mold or the chunks obtained from it around the three spatial axes, so that the casting mold or the chunks execute rolling movements through which a further comminution of the casting mold or the smaller casting sand aggregates resulting from it is achieved . Such a movement can be achieved, for example, by moving the smaller foundry sand aggregates produced from the casting mold by means of a stirrer or in a rotating drum. If the used foundry sand has already been comminuted to such an extent that it is in the form of sand, the movement can also take place by holding the sand in suspension in a fluidized bed by means of a heated stream of compressed air.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird für die thermische Behandlung des gebrauchten Gießereisandes ein Drehrohrofen verwendet. Es hat sich gezeigt, dass bereits bei einer groben Vorzerkleinerung der Gießform während der Passage durch den Drehrohrofen ein weitgehender Zerfall der gebrauchten Gießform erreicht werden kann. Sofern nach dem Verlassen des Drehrohrofens noch größere Aggregate im regenerierten Gießereisand verbleiben, können diese beispielsweise durch Sieben abgetrennt werden.According to a preferred embodiment, a rotary kiln is used for the thermal treatment of the used foundry sand. It has been shown that even with a coarse pre-shredding the casting mold during the passage through the rotary kiln a substantial disintegration of the used casting mold can be achieved. If even larger aggregates remain in the regenerated foundry sand after leaving the rotary kiln, they can be separated by sieving, for example.

Die thermische Behandlung kann an sich auch unter einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden. Vorteilhaft wird die thermische Behandlung jedoch unter Luftzutritt durchgeführt. Dies verringert zum einen den Aufwand bei der thermischen Behandlung, da keine besonderen Maßnahmen ergriffen werden müssen, um einen Sauerstoffzutritt auszuschließen. Als weiterer Vorteil werden bei einer thermischen Behandlung unter Luftzutritt organische Verunreinigungen, die den gebrauchten Gießereisand verunreinigen, verbrannt, sodass eine weitere Reinigung erreicht wird.The thermal treatment can per se also be carried out under an inert gas atmosphere. However, the thermal treatment is advantageously carried out with admission of air. On the one hand, this reduces the effort involved in the thermal treatment, since no special measures have to be taken in order to exclude the ingress of oxygen. Another advantage of thermal treatment with access to air is that organic contaminants that contaminate the used foundry sand are burned so that further cleaning is achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederaufbereitung von Gießereisand kann an sich auch mit anderen Aufbereitungsverfahren kombiniert werden. So kann der thermischen Behandlung beispielsweise eine mechanische Aufbereitung vorangestellt werden, in welcher ein Teil des Wasserglases von den Sandkörnern abgerieben und durch Sieben und/oder Entstauben entfernt wird. Ebenso ist es möglich, vor oder nach der erfindungsgemäßen thermischen Behandlung ein nasses Aufbereitungsverfahren durchzuführen. So kann beispielsweise vor der thermischen Behandlung der gebrauchte Gießereisand mit Wasser gewaschen werden, um einen Anteil des Wasserglases zu entfernen. Wegen des erheblichen Aufwands, den eine derartige nasse Behandlung erfordert, der Sand muss nach der Wäsche getrocknet werden und das verunreinigte Waschwasser muss aufbereitet werden, wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch bevorzugt trocken durchgeführt, das heißt ohne einen Nassschritt. Ein weiterer Vorteil der trockenen Wiederaufbereitung liegt darin, dass ggf. Störstoffe, die nach der thermischen Aufbereitung noch im Gießereisand verbleiben, in der aus dem Wasserglas entstandenen Schicht fest am Sandkorn gebunden werden können. Wird der Gießereisand daher nach mehreren Zyklen ausgeschleust, beispielsweise weil die Korngröße zu stark zugenommen hat, ist daher eine vergleichsweise einfache Deponierung des Sandes möglich.The method according to the invention for reprocessing foundry sand can per se also be combined with other reprocessing processes. For example, the thermal treatment can be preceded by a mechanical treatment in which part of the water glass is rubbed off the sand grains and removed by sieving and / or dedusting. It is also possible to carry out a wet treatment process before or after the thermal treatment according to the invention. For example, the used foundry sand can be washed with water before the thermal treatment in order to remove a portion of the water glass. Because of the considerable effort that such a wet treatment requires, the sand must be dried after washing and the contaminated washing water must be treated, the method according to the invention is, however, preferably carried out dry, that is to say without a wet step. Another advantage of dry reprocessing is that any contaminants that may still remain in the foundry sand after thermal processing can be removed from the The resulting layer of water glass can be firmly bound to the grain of sand. If the foundry sand is therefore discharged after several cycles, for example because the grain size has increased too much, a comparatively simple disposal of the sand is therefore possible.

Nach der thermischen Behandlung bzw. vor einer erneuten Verwendung als Gießereisand für die Herstellung einer neuen Gießform wird der wieder aufbereitete Gießereisand bevorzugt gesiebt, um größere Aggregate abzutrennen, sowie entstaubt. Hierzu können bekannte Vorrichtungen verwendet werden, wie sie beispielsweise auch aus der mechanischen Regenerierung gebrauchter Gießereisande oder der thermischen Regenerierung organisch gebundener Gießereisande bekannt sind.After the thermal treatment or before it is used again as foundry sand for the production of a new casting mold, the reprocessed foundry sand is preferably sieved in order to separate larger aggregates and dedusted. Known devices can be used for this, as are known, for example, from the mechanical regeneration of used foundry sands or the thermal regeneration of organically bound foundry sands.

Das Ergebnis der Wiederaufbereitung kann bereits durch das Verfahren positiv beeinflusst werden, mit welchem die Gießform für den Metallguss hergestellt wird.The result of the reconditioning can already be positively influenced by the process with which the casting mold for metal casting is produced.

Bei der Verfahrensführung wird als Bindemittel im Wesentlichen Wasserglas verwendet, dem ein Anteil eines teilchenförmigen Metalloxids zugesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform wird daher die gebrauchte Gießform mit dem Gussstück bereitgestellt, indem

  • eine Formstoffmischung bereitgestellt wird, welche zumindest einen Gießereisand und zumindest ein wasserglashaltiges Bindemittel umfasst, welchem das teilchenförmige Metalloxid zugesetzt ist,
  • die Formstoffmischung zu einer neuen Gießform verarbeitet und ausgehärtet wird, und
  • mit der neuen Gießform ein Metallguss durchgeführt wird, sodass eine gebrauchte Gießform mit einem Gussstück erhalten wird.
When the process is carried out, water glass is essentially used as the binder, to which a portion of a particulate metal oxide has been added. In this embodiment, the used casting mold is therefore provided with the casting by
  • a molding material mixture is provided which comprises at least one foundry sand and at least one water glass-containing binder to which the particulate metal oxide is added,
  • the molding material mixture is processed into a new casting mold and cured, and
  • a metal casting is carried out with the new casting mold, so that a used casting mold with a casting is obtained.

Die Herstellung der neuen Gießform und der anschließende Metallguss erfolgt an sich nach bekannten Verfahren. Die Formstoffmischung wird hergestellt, indem der Gießereisand bewegt und dann das teilchenförmige Metalloxid bzw. das Wasserglas in an sich beliebiger Reihenfolge aufgegeben wird. Die Mischung wird solange weiterbewegt, bis die Körner des Gießereisandes gleichmäßig mit dem Wasserglas umhüllt sind.The production of the new casting mold and the subsequent metal casting take place according to known processes. The molding material mixture is produced by moving the foundry sand and then applying the particulate metal oxide or water glass in any order. The mixture is moved on until the grains of the foundry sand are evenly covered with the water glass.

Als Gießereisand können für die Herstellung von Gießformen übliche Materialien verwendet werden. Geeignet sind beispielsweise Quarz- oder Zirkonsand. Weiter sind auch faserförmige feuerfeste Formgrundstoffe geeignet, wie beispielsweise Schamottefasern. Weitere geeignete Gießereisande sind beispielsweise Olivin, Chromerzsand, Vermiculit.Conventional materials for the production of casting molds can be used as foundry sand. For example, quartz or zircon sand are suitable. Fibrous refractory molding raw materials, such as fireclay fibers, are also suitable. Other suitable foundry sands are, for example, olivine, chrome ore sand, vermiculite.

Weiter können als Gießereisand auch künstliche Formgrundstoffe verwendet werden, wie z.B. Aluminiumsilikathohlkugeln (sog. Microspheres) oder unter der Bezeichnung "Cerabeads®" bzw. "Carboaccucast®" bekannte kugelförmige keramische Formgrundstoffe. Aus wirtschaftlichen Gründen werden diese künstlichen Formgrundstoffe dem Gießereisand bevorzugt nur in einem Anteil zugesetzt. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Gießereisandes werden die künstlichen Formgrundstoffe bevorzugt in einem Anteil von weniger als 80 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-% eingesetzt. Diese kugelförmigen keramischen Formgrundstoffe enthalten als Mineralien beispielsweise Mullit, Korund, β-Cristobalit in unterschiedlichen Anteilen. Sie enthalten als wesentliche Anteile Aluminiumoxid und Siliciumdioxid. Typische Zusammensetzungen enthalten beispielsweise Al2O3 und SiO2 in etwa gleichen Anteilen. Daneben können noch weitere Bestandteile in Anteilen von < 10 % enthalten sein, wie TiO2, Fe2O3. Der Durchmesser der kugelförmigen Formgrundstoffe beträgt vorzugsweise weniger als 1000 µm, insbesondere weniger als 600 µm. Geeignet sind auch synthetisch hergestellte feuerfeste Formgrundstoffe, wie beispielsweise Mullit (x Al2O3 · y SiO2, mit x = 2 bis 3, y = 1 bis 2; ideale Formel: Al2SiO5). Diese künstlichen Formgrundstoffe gehen nicht auf einen natürlichen Ursprung zurück und können auch einem besonderen Formgebungsverfahren unterworfen worden sein, wie beispielsweise bei der Herstellung von Aluminiumsilikatmikrohohlkugeln oder kugelförmigen keramischen Formgrundstoffen.Furthermore, artificial mold base materials can also be used as foundry sand, such as, for example, hollow aluminum silicate spheres (so-called microspheres) or spherical ceramic mold base materials known under the name "Cerabeads®" or "Carboaccucast®". For economic reasons, these artificial mold raw materials are preferably only added in part to the foundry sand. Based on the total weight of the foundry sand, the synthetic mold base materials are preferably used in a proportion of less than 80% by weight, preferably less than 60% by weight. These spherical ceramic mold base materials contain, for example, mullite, corundum and β-cristobalite in various proportions as minerals. They contain aluminum oxide and silicon dioxide as essential components. Typical compositions contain, for example, Al 2 O 3 and SiO 2 in approximately equal proportions. In addition, other constituents can also be contained in proportions of <10%, such as TiO 2 , Fe 2 O 3 . The diameter of the spherical Mold base materials are preferably less than 1000 μm, in particular less than 600 μm. Synthetically produced refractory mold base materials are also suitable, such as, for example, mullite (x Al 2 O 3 · y SiO 2 , with x = 2 to 3, y = 1 to 2; ideal formula: Al 2 SiO 5 ). These artificial mold base materials do not go back to a natural origin and can also have been subjected to a special molding process, such as in the production of aluminum silicate micro hollow spheres or spherical ceramic mold base materials.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als feuerfeste künstliche Formgrundstoffe Glasmaterialien verwendet. Diese werden insbesondere entweder als Glaskugeln oder als Glasgranulat eingesetzt. Als Glas können übliche Gläser verwendet werden, wobei Gläser, die einen hohen Schmelzpunkt zeigen, bevorzugt sind. Geeignet sind beispielsweise Glasperlen und/oder Glasgranulat, das aus Glasbruch hergestellt wird. Ebenfalls geeignet sind Boratgläser. Die Zusammensetzung derartiger Gläser ist beispielhaft in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Tabelle: Zusammensetzung von Gläsern Bestandteil Glasbruch Boratglas SiO2 50 - 80 % 50 - 80 % Al2O3 0 -15 % 0 - 15 % Fe2O3 < 2 % < 2 % MIIO 0 - 25 % 0 - 25 % MI 2O 5 - 25 % 1 - 10 % B2O3 < 15 % Sonst. < 10 % < 10 % MII : Erdalkalimetall, z.B. Mg, Ca, Ba
MI : Alkalimetall, z.B. Na, K
According to a further embodiment of the method according to the invention, glass materials are used as refractory, artificial basic molding materials. These are used in particular either as glass spheres or as glass granules. Conventional glasses can be used as the glass, glasses which have a high melting point being preferred. For example, glass beads and / or glass granules made from broken glass are suitable. Borate glasses are also suitable. The composition of such glasses is given by way of example in the table below. Table: Composition of glasses component Broken glass Borate glass SiO 2 50-80% 50-80% Al 2 O 3 0 -15% 0-15% Fe 2 O 3 <2% <2% M II O 0 - 25% 0 - 25% M I 2 O 5 - 25% 1 - 10% B 2 O 3 <15% Otherwise. <10% <10% M II : alkaline earth metal, e.g. Mg, Ca, Ba
M I : alkali metal, e.g. Na, K

Neben den in der Tabelle aufgeführten Gläsern können jedoch auch andere Gläser verwendet werden, deren Gehalt an den oben genannten Verbindungen außerhalb der genannten Bereiche liegt. Ebenso können auch Spezialgläser verwendet werden, die neben den genannten Oxiden auch andere Elemente bzw. deren Oxide enthalten.In addition to the glasses listed in the table, it is also possible to use other glasses whose content of the above-mentioned compounds is outside the stated ranges. Likewise, special glasses can also be used which, in addition to the oxides mentioned, also contain other elements or their oxides.

Der Durchmesser der Glaskugeln beträgt vorzugsweise 1 bis 1000 µm, bevorzugt 5 bis 500 µm und besonders bevorzugt 10 bis 400 µm.The diameter of the glass spheres is preferably 1 to 1000 μm, more preferably 5 to 500 μm and particularly preferably 10 to 400 μm.

In Gießversuchen mit Aluminium wurde gefunden, dass bei Verwendung künstlicher Formgrundstoffe, vor allem bei Glasperlen, Glasgranulat bzw. Microspheres, nach dem Gießen weniger gebrauchter Gießereisand an der Metalloberfläche haften bleibt als bei Verwendung von reinem Quarzsand. Der Einsatz künstlicher Formgrundstoffe ermöglicht daher die Erzeugung glatter Gussoberflächen, wobei eine aufwändige Nachbehandlung durch Strahlen nicht oder zumindest in erheblich geringerem Ausmaß erforderlich ist.In casting tests with aluminum it was found that when using artificial mold base materials, especially with glass beads, glass granulate or microspheres, less used foundry sand adheres to the metal surface after casting than when using pure quartz sand. The use of artificial mold base materials therefore enables the production of smooth cast surfaces, with a complex post-treatment by blasting not or at least to a much lesser extent necessary.

Es ist nicht notwendig, den gesamten Gießereisand aus den künstlichen Formarundstoffen zu bilden. Der bevorzugte Anteil der künstlichen Formgrundstoffe liegt bei mindestens etwa 3 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise bei mindestens etwa 15 Gew.-%, besonders bevorzugt bei mindestens etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Menge des Gießereisandes. Der Gießereisand weist vorzugsweise einen rieselfähigen Zustand auf, so dass die Formstoffmischung in üblichen Kernschießmaschinen verarbeitet werden kann. Der Gießereisand kann durch Neusand gebildet werden, der also noch nicht für den Metallguss verwendet worden ist. Bevorzugt umfasst der Gießereisand, welcher für die Herstellung der Formstoffmischung verwendet wird, jedoch zumindest einen Anteil an wiederaufbereitetem Gießereisand, insbesondere einen wiederaufbereiteten Gießereisand, wie er mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird. Der Anteil des wiederaufbereiteten Gießereisandes kann an sich beliebig zwischen 0 und 100 % gewählt werden. Besonders bevorzugt wird das Verfahren in der Weise geführt, dass lediglich der Anteil des Gießereisandes, der bei der erfindungsgemäßen Wiederaufarbeitung beispielsweise während des Absiebens verloren geht, durch Neusand oder einen anderen geeigneten Sand ergänzt wird. Geeignet ist z.B. auch ein thermisch regenerierter, ursprünglich mit einem organischen Bindemittel gebundener Sand. Es können auch mechanisch regenerierte Gießereisande verwendet werden, sofern das noch an ihnen haftende organische Bindemittel die Aushärtung des Wasserglasbindemittels nicht beschleunigt. Ungeeignet sind beispielsweise mechanisch regenerierte Gießereisande, die noch mit organischen Bindemitteln behaftet sind, die sauer ausgehärtet wurden. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert also nicht zwangsweise, dass für mit Wasserglas gebundenen Gießereisand ein getrennter Kreislauf eingerichtet wird.It is not necessary to form all of the foundry sand from the artificial molding raw materials. The preferred proportion of artificial mold base materials is at least about 3% by weight, particularly preferably at least 5% by weight, especially preferably at least 10% by weight, preferably at least about 15% by weight, particularly preferably at least about 20% by weight , based on the total amount of foundry sand. The foundry sand preferably has a free-flowing state, so that the molding material mixture can be processed in conventional core shooters. The foundry sand can be formed by new sand, which has not yet been used for metal casting. However, the foundry sand which is used for the production of the molding material mixture preferably comprises at least a portion of reclaimed foundry sand, in particular a reclaimed foundry sand as obtained with the method according to the invention. The proportion of reclaimed foundry sand can be chosen anywhere between 0 and 100%. The method is particularly preferably carried out in such a way that only the portion of the foundry sand that is lost in the reprocessing according to the invention, for example during screening, is supplemented by new sand or another suitable sand. For example, thermally regenerated sand originally bound with an organic binder is also suitable. Mechanically regenerated foundry sands can also be used, provided that the organic binder still adhering to them does not accelerate the hardening of the waterglass binder. Mechanically regenerated foundry sands that are still contaminated with organic binders that have been acid-hardened are unsuitable, for example. The method according to the invention therefore does not necessarily require that a separate circuit be set up for foundry sand bound with water glass.

Als weitere Komponente umfasst die Formstoffmischung ein auf Wasserglas basierendes Bindemittel. Als Wasserglas können dabei übliche Wassergläser verwendet werden, wie sie bereits bisher als Bindemittel in Formstoffmischungen verwendet werden. Diese Wassergläser enthalten gelöste Natrium- oder Kaliumsilikate und können durch Lösen von glasartigen Kalium- und Natriumsilikaten in Wasser hergestellt werden. Das Wasserglas weist vorzugsweise ein Modul SiO2/M2O im Bereich von 1,6 bis 4,0, insbesondere 2,0 bis 3,5, auf, wobei M für Natrium und/oder Kalium steht. Die Wassergläser weisen vorzugsweise einen Feststoffanteil im Bereich von 30 bis 60 Gew.-% auf. Der Feststoffanteil bezieht sich auf die im Wasserglas enthaltene Menge an SiO2 und M2O.As a further component, the molding material mixture comprises a binder based on water glass. Conventional water glasses can be used as the water glass, as they have already been used up to now be used as binders in molding mixtures. These water glasses contain dissolved sodium or potassium silicates and can be made by dissolving vitreous potassium and sodium silicates in water. The water glass preferably has a module SiO 2 / M 2 O in the range from 1.6 to 4.0, in particular 2.0 to 3.5, where M stands for sodium and / or potassium. The water glasses preferably have a solids content in the range from 30 to 60% by weight. The solids content relates to the amount of SiO 2 and M 2 O contained in the water glass.

Bei der Herstellung der Formstoffmischung wird im Allgemeinen so vorgegangen, dass zunächst der Gießereisand vorgelegt und dann unter Rühren das Bindemittel sowie das teilchenförmige Metalloxid zugegeben wird. Das Bindemittel kann lediglich aus Wasserglas bestehen. Es ist aber auch möglich, dem Wasserglas oder dem Gießereisand Additive zuzugeben, welche die Eigenschaften der Gießform bzw. des regenerierten Gießereisandes positiv beeinflussen. Die Additive können in fester oder auch in flüssiger Form zugegeben werden, beispielsweise als Lösung, insbesondere als wässrige Lösung. Geeignete Additive werden weiter unten beschrieben.In the production of the molding material mixture, the procedure is generally such that first the foundry sand is initially introduced and then the binding agent and the particulate metal oxide are added with stirring. The binding agent can only consist of water glass. However, it is also possible to add additives to the water glass or the foundry sand, which have a positive effect on the properties of the casting mold or the regenerated foundry sand. The additives can be added in solid or also in liquid form, for example as a solution, in particular as an aqueous solution. Suitable additives are described below.

Bei der Herstellung der Formstoffmischung wird der Gießereisand in einem Mischer vorgelegt und dann, sofern vorgesehen, bevorzugt zunächst die feste(n) Komponente(n) des Bindemittels zugegeben und mit dem Gießereisand vermischt. Die Mischdauer wird so gewählt, dass eine innige Durchmischung von Gießereisand und fester Bindemittelkomponente erfolgt. Die Mischdauer ist abhängig von der Menge der herzustellenden Formstoffmischung sowie vom verwendeten Mischaggregat. Bevorzugt wird die Mischdauer zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten gewählt. Unter bevorzugt weiterem Bewegen der Mischung wird dann die flüssige Komponente des Bindemittels zugegeben und dann die Mischung solange weiter vermischt, bis sich auf den Körnern des Gießereisandes eine gleichmäßige Schicht des Bindemittels ausgebildet hat. Auch hier ist die Mischdauer von der Menge der herzustellenden Formstoffmischung sowie vom verwendeten Mischaggregat abhängig. Bevorzugt wird die Dauer für den Mischvorgang zwischen 5 Sekunden und 5 Minuten gewählt. Unter einer flüssigen Komponente wird sowohl eine Mischung verschiedener flüssiger Komponenten als auch die Gesamtheit aller flüssiger Einzelkomponenten verstanden, wobei letztere auch einzeln zugegeben werden können. Ebenso wird unter einer festen Komponente sowohl das Gemisch einzelner oder aller fester Komponenten als auch die Gesamtheit aller fester Einzelkomponenten verstanden, wobei letztere gemeinsam oder auch nacheinander zur Formstoffmischung gegeben werden können.During the production of the molding material mixture, the foundry sand is placed in a mixer and then, if provided, the solid component (s) of the binder are preferably first added and mixed with the foundry sand. The mixing time is chosen so that the foundry sand and solid binder components are thoroughly mixed. The mixing time depends on the amount of molding material mixture to be produced and on the mixing unit used. The mixing time is preferably chosen between 5 seconds and 5 minutes. The liquid component of the binder is then added, preferably with further agitation of the mixture, and the mixture is then further mixed until the grains of the foundry sand become uniform Has formed a layer of the binder. Here, too, the mixing time depends on the amount of molding material mixture to be produced and on the mixing unit used. The duration for the mixing process is preferably chosen between 5 seconds and 5 minutes. A liquid component is understood to mean both a mixture of various liquid components and the entirety of all liquid individual components, the latter also being able to be added individually. A solid component is also understood to mean both the mixture of individual or all solid components and the entirety of all solid individual components, it being possible for the latter to be added to the molding material mixture together or one after the other.

Es ist auch möglich, zunächst die flüssige Komponente des Bindemittels zum Gießereisand zu geben und erst dann, sofern vorgesehen, die feste Komponente der Mischung zuzuführen. Gemäß einer Ausführungsform wird zunächst 0,05 bis 0,3 % Wasser, bezogen auf das Gewicht des Gießereisandes, zum Gießereisand gegeben und erst anschließend die festen und flüssigen Komponenten des Bindemittels zugegeben. Bei dieser Ausführungsform kann ein überraschender positiver Effekt auf die Verarbeitungszeit der Formstoffmischung erzielt werden. Die Erfinder nehmen an, dass die wasserentziehende Wirkung der festen Komponenten des Bindemittels auf diese Weise reduziert und der Aushärtevorgang dadurch verzögert wird.It is also possible to first add the liquid component of the binder to the foundry sand and only then, if provided, to add the solid component to the mixture. According to one embodiment, 0.05 to 0.3% water, based on the weight of the foundry sand, is first added to the foundry sand and only then are the solid and liquid components of the binder added. In this embodiment, a surprisingly positive effect on the processing time of the molding material mixture can be achieved. The inventors assume that the dehydrating effect of the solid components of the binder is reduced in this way and the hardening process is delayed as a result.

Die Formstoffmischung wird anschließend in die gewünschte Form gebracht. Dabei werden für die Formgebung übliche Verfahren verwendet. Beispielsweise kann die Formstoffmischung mittels einer Kernschießmaschine mit Hilfe von Druckluft in das Formwerkzeug geschossen werden. Die geformte Formstoffmischung wird anschließend ausgehärtet. Dazu können an sich alle üblichen Verfahren verwendet werden. So kann die Form mit Kohlendioxid begast werden, um die Formstoffmischung zu verfestigen. Diese Begasung wird bevorzugt bei Raumtemperatur, d.h. in einem kalten Werkzeug ausgeführt. Die Begasungsdauer hängt unter anderem von der Größe des herzustellenden Formteils ab und wird üblicherweise im Bereich von 10 Sekunden bis 2 Minuten gewählt. Für größere Formteile sind auch längere Begasungszeiten möglich, beispielsweise bis zu 5 Minuten. Es sind aber auch kürzere oder längere Begasungszeiten möglich.The molding material mixture is then brought into the desired shape. The usual methods are used for the shaping. For example, the molding material mixture can be shot into the molding tool by means of a core shooter with the aid of compressed air. The molded molding material mixture is then cured. All customary methods can be used for this. The mold can be gassed with carbon dioxide in order to solidify the molding material mixture. This fumigation is preferably carried out at room temperature, ie in a cold mold. The duration of the gassing depends, among other things, on the size of the molded part to be produced and is usually selected in the range from 10 seconds to 2 minutes. Longer gassing times, for example up to 5 minutes, are also possible for larger molded parts. However, shorter or longer gassing times are also possible.

Die Aushärtung des Formkörpers erfolgt durch Wärmezufuhr, wodurch das im Bindemittel enthaltene Wasser verdampft wird. Das Erwärmen kann beispielsweise im Formwerkzeug erfolgen. Dazu wird das Formwerkzeug erwärmt, vorzugsweise auf Temperaturen von bis zu 300 °C, insbesondere bevorzugt auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 250 °C. Es ist möglich, die Gießform bereits im Formwerkzeug vollständig auszuhärten. Es ist aber auch möglich, die Gießform nur in ihrem Randbereich auszuhärten, so dass sie eine ausreichende Festigkeit aufweist, um aus dem Formwerkzeug entnommen werden zu können. Die Gießform kann ggf. anschließend vollständig ausgehärtet werden, indem ihr weiteres Wasser entzogen wird. Dies kann beispielsweise wie oben beschrieben in einem Ofen erfolgen. Der Wasserentzug kann beispielsweise auch erfolgen, indem das Wasser bei vermindertem Druck verdampft wird.The molding is cured by supplying heat, which means that the water contained in the binder is evaporated. The heating can take place in the molding tool, for example. For this purpose, the mold is heated, preferably to temperatures of up to 300.degree. C., particularly preferably to a temperature in the range from 100 to 250.degree. It is possible to cure the casting mold completely in the molding tool. However, it is also possible to cure the casting mold only in its edge area, so that it has sufficient strength to be able to be removed from the molding tool. If necessary, the casting mold can then be completely cured by removing further water from it. This can be done in an oven, for example, as described above. The removal of water can also take place, for example, by evaporating the water under reduced pressure.

Die Aushärtung der Gießformen kann durch Einblasen von erhitzter Luft in das Formwerkzeug beschleunigt werden. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird ein rascher Abtransport des im Bindemittel enthaltenen Wassers erreicht, wodurch die Gießform in für eine industrielle Anwendung geeigneten Zeiträumen verfestigt wird. Die Temperatur der eingeblasenen Luft beträgt vorzugsweise 100 °C bis 180 °C, insbesondere bevorzugt 120 °C bis 150 °C. Die Strömungsgeschwindigkeit der erhitzten Luft wird vorzugsweise so eingestellt, dass eine Aushärtung der Gießform in für eine industrielle Anwendung geeigneten Zeiträumen erfolgt. Die Zeiträume hängen von der Größe der hergestellten Gießformen ab. Angestrebt wird eine Aushärtung im Zeitraum von weniger als 5 Minuten, vorzugsweise weniger als 2 Minuten. Bei sehr großen Gießformen können jedoch auch längere Zeiträume erforderlich sein.The hardening of the casting molds can be accelerated by blowing heated air into the mold. In this embodiment of the process, the water contained in the binding agent is quickly transported away, as a result of which the casting mold is solidified in periods of time suitable for industrial use. The temperature of the blown air is preferably 100 ° C to 180 ° C, particularly preferably 120 ° C to 150 ° C. The flow rate of the heated air is preferably adjusted so that the casting mold is cured in periods of time suitable for industrial use. The time periods depend on the size of the molds made. The aim is to cure in less than 5 minutes, preferably less than 2 minutes. However, longer periods of time may be required for very large molds.

Die Entfernung des Wassers aus der Formstoffmischung kann auch in der Weise erfolgen, dass das Erwärmen der Formstoffmischung durch Einstrahlen von Mikrowellen bewirkt wird. Die Einstrahlung der Mikrowellen wird aber bevorzugt vorgenommen, nachdem die Gießform aus dem Formwerkzeug entnommen wurde. Dazu muss die Gießform jedoch bereits eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Wie bereits erläutert, kann dies beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass zumindest eine äußere Schale der Gießform bereits im Formwerkzeug ausgehärtet wird.The water can also be removed from the molding material mixture in such a way that the molding material mixture is heated by irradiating microwaves. However, the irradiation of the microwaves is preferably carried out after the casting mold has been removed from the molding tool. For this, however, the casting mold must already have sufficient strength. As already explained, this can be achieved, for example, in that at least one outer shell of the casting mold is already cured in the molding tool.

Besteht die Gießform aus mehreren Teilformen, werden diese geeignet zur Gießform zusammengesetzt, wobei auch Zuleitungen und Ausgleichsreservoirs an die Gießform angesetzt werden können.If the casting mold consists of several partial molds, these are put together in a suitable manner to form the casting mold, it also being possible for supply lines and compensation reservoirs to be attached to the casting mold.

Die Gießform wird dann in üblicher Weise für den Metallguss verwendet. Der Metallguss kann an sich mit beliebigen Metallen durchgeführt werden. Geeignet ist beispielsweise ein Eisenguss oder ein Aluminiumguss. Nach dem Erstarren bzw. Abkühlen des Metalls wird die Gießform dann in der bereits beschriebenen Weise durch thermische Behandlung wieder aufbereitet.The casting mold is then used in the usual way for metal casting. The metal casting can be carried out with any metals. For example, cast iron or cast aluminum is suitable. After the metal has solidified or cooled, the casting mold is then reprocessed in the manner already described by thermal treatment.

Die Eigenschaften der Gießform sowie auch des regenerierten Sandes können durch Zugabe von Additiven zur Formstoffmischung verbessert werden.The properties of the casting mold as well as the regenerated sand can be improved by adding additives to the molding material mixture.

Wie bereits erläutert, ist dem als Bindemittel verwendeten Wasserglas dasteilchenförmige Metalloxid zugesetzt. Das teilchenförmige Metalloxid entspricht nicht dem Gießereisand. Es weist auch eine geringe mittlere Partikelgröße auf als der Gießereisand.As already explained, the particulate metal oxide is added to the water glass used as a binder. The particulate metal oxide does not match foundry sand. It also has a smaller mean particle size than foundry sand.

Die Formstoffmischung enthält einen Anteil des teilchenförmigen Metalloxids. Durch den Zusatz dieses teilchenförmigen Metalloxids kann die Festigkeit der Gießform beeinflusst werden.The molding material mixture contains a proportion of the particulate metal oxide. The strength of the casting mold can be influenced by adding this particulate metal oxide.

Die durchschnittliche Primärpartikelgröße des teilchenförmigen Metalloxids kann zwischen 0,10 µm und 1 µm betragen. Wegen der Agglomeration der Primärpartikel beträgt jedoch die Teilchengröße des Metalloxids vorzugsweise weniger als 300 µm, bevorzugt weniger als 200 µm, insbesondere bevorzugt weniger als 100 µm. Sie liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 90 µm, insbesondere bevorzugt 10 bis 80 µm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 50 µm. Die Teilchengröße lässt sich beispielsweise durch Siebanalyse bestimmen. Besonders bevorzugt beträgt der Siebrückstand auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 63 µm weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 8 Gew.-%.The average primary particle size of the particulate metal oxide can be between 0.10 µm and 1 µm. Because of the agglomeration of the primary particles, however, the particle size of the metal oxide is preferably less than 300 μm, more preferably less than 200 μm, particularly preferably less than 100 μm. It is preferably in the range from 5 to 90 μm, particularly preferably from 10 to 80 μm and very particularly preferably in the range from 15 to 50 μm. The particle size can be determined, for example, by sieve analysis. The sieve residue on a sieve with a mesh size of 63 μm is particularly preferably less than 10% by weight, preferably less than 8% by weight.

Als teilchenförmige Metalloxid wird synthetisch hergestelltes amorphes Siliciumdioxidverwendet.As the particulate metal oxide, synthetically produced amorphous silica is used.

Als teilchenförmiges Siliciumdioxid wird vorzugsweise Fällungskieselsäure und/oder pyrogene Kieselsäure verwendet. Fällungskieselsäure wird durch Reaktion einer wässrigen Alkalisilikatlösung mit Mineralsäuren erhalten. Der dabei anfallende Niederschlag wird anschließend abgetrennt, getrocknet und vermahlen. Unter pyrogenen Kieselsäuren werden Kieselsäuren verstanden, die bei hohen Temperaturen durch Koagulation aus der Gasphase gewonnen werden. Die Herstellung pyrogener Kieselsäure kann beispielsweise durch Flammhydrolyse von Siliciumtetrachlorid oder im Lichtbogenofen durch Reduktion von Quarzsand mit Koks oder Anthrazit zu Siliciummonoxidgas mit anschließender Oxidation zu Siliciumdioxid erfolgen. Die nach dem Lichtbogenofen-Verfahren hergestellten pyrogenen Kieselsäuren können noch Kohlenstoff enthalten. Fällungskieselsäure und pyrogene Kieselsäure sind für die erfindungsgemäße Formstoffmischung gleich gut geeignet. Diese Kieselsäuren werden im Weiteren als "synthetisches amorphes Siliciumdioxid" bezeichnet.Precipitated silica and / or fumed silica is preferably used as the particulate silicon dioxide. Precipitated silica is obtained by reacting an aqueous alkali silicate solution with mineral acids. The resulting precipitate is then separated off, dried and ground. Pyrogenic silicas are understood as meaning silicas which are obtained from the gas phase by coagulation at high temperatures become. Fumed silica can be produced, for example, by flame hydrolysis of silicon tetrachloride or in an electric arc furnace by reducing quartz sand with coke or anthracite to form silicon monoxide gas with subsequent oxidation to form silicon dioxide. The pyrogenic silicas produced by the electric arc furnace process can also contain carbon. Precipitated silica and pyrogenic silica are equally well suited for the molding material mixture according to the invention. These silicas are referred to below as "synthetic amorphous silicon dioxide".

Die Erfinder nehmen an, dass das stark alkalische Wasserglas mit den an der Oberfläche des synthetisch hergestellten amorphen Siliciumdioxids angeordneten Silanolgruppen reagieren kann und dass beim Verdampfen des Wassers eine intensive Verbindung zwischen dem Siliciumdioxid und dem dann festen Wasserglas hergestellt wird.The inventors assume that the strongly alkaline water glass can react with the silanol groups arranged on the surface of the synthetically produced amorphous silicon dioxide and that when the water evaporates, an intensive bond is established between the silicon dioxide and the then solid water glass.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Formstoffmischung zumindest ein organisches Additiv beigegeben.According to a further embodiment, at least one organic additive is added to the molding material mixture.

Bevorzugt wird ein organisches Additiv verwendet, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 180 °C, vorzugsweise 50 bis 175 °C aufweist, also bei Raumtemperatur fest ist. Unter organischen Additiven werden dabei Verbindungen verstanden, deren Molekülgerüst überwiegend aus Kohlenstoffatomen aufgebaut ist, also beispielsweise organische Polymere. Durch die Zugabe der organischen Additive kann die Güte der Oberfläche des Gussstücks weiter verbessert werden. Der Wirkmechanismus der organischen Additive ist nicht geklärt. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, nehmen die Erfinder jedoch an, dass zumindest ein Teil der organischen Additive beim Gießvorgang verbrennt und dabei ein dünnes Gaspolster zwischen flüssigem Metall und dem die Wand der Gießform bildenden Gießereisand entsteht und so eine Reaktion zwischen flüssigem Metall und Gießereisand verhindert wird. Ferner nehmen die Erfinder an, dass ein Teil der organischen Additive unter der beim Gießen herrschenden reduzierenden Atmosphäre eine dünne Schicht von so genanntem Glanzkohlenstoff bildet, der ebenfalls eine Reaktion zwischen Metall und Gießereisand verhindert. Als weitere vorteilhafte Wirkung kann durch die Zugabe der organischen Additive eine Steigerung der Festigkeit der Gießform nach dem Aushärten erreicht werden.An organic additive is preferably used which has a melting point in the range from 40 to 180 ° C., preferably 50 to 175 ° C., that is to say is solid at room temperature. Organic additives are understood to mean compounds whose molecular structure is predominantly made up of carbon atoms, for example organic polymers. The quality of the surface of the casting can be further improved by adding the organic additives. The mechanism of action of the organic additives has not been clarified. Without wishing to be bound by this theory, the inventors assume, however, that at least some of the organic additives burns during the casting process, creating a thin gas cushion between the liquid metal and the foundry sand forming the wall of the casting mold and thus a reaction between liquid metal and Foundry sand prevented becomes. The inventors also assume that some of the organic additives form a thin layer of so-called lustrous carbon under the reducing atmosphere prevailing during casting, which likewise prevents a reaction between metal and foundry sand. As a further advantageous effect, the addition of the organic additives can increase the strength of the casting mold after curing.

Die organischen Additive werden bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,05 bis 1,3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gießereisand, zugegeben.The organic additives are preferably used in an amount of 0.01 to 1.5% by weight, particularly preferably 0.05 to 1.3% by weight, particularly preferably 0.1 to 1.0% by weight, each based on the foundry sand, added.

Eine Verbesserung der Oberfläche des Gussstücks kann mit sehr unterschiedlichen organischen Additiven erreicht werden. Geeignete organische Additive sind beispielsweise Phenol-Formaldehydharze, wie z.B. Novolake, Epoxidharze, wie beispielsweise Bisphenol-A-Epoxidharze, Bisphenol-F-Epoxidharze oder epoxidierte Novolake, Polyole, wie beispielsweise Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole, Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, Copolymere aus Olefinen, wie Ethylen oder Propylen, und weiteren Comonomeren, wie Vinylacetat, Polyamide, wie beispielsweise Polyamid-6, Polyamid-12 oder Polyamid-6,6, natürliche Harze, wie beispielsweise Balsamharz, Fettsäuren, wie beispielsweise Stearinsäure, Fettsäureester, wie beispielsweise Cetylpalmitat, Fettsäureamide, wie beispielsweise Ethylendiaminbisstearamid, sowie Metallseifen, wie beispielsweise Stearate oder Oleate ein- bis dreiwertiger Metalle. Die organischen Additive können sowohl als reiner Stoff enthalten sein, als auch als Gemisch verschiedener organischer Verbindungen.The surface of the casting can be improved with very different organic additives. Suitable organic additives are, for example, phenol-formaldehyde resins such as novolaks, epoxy resins such as bisphenol A epoxy resins, bisphenol F epoxy resins or epoxidized novolaks, polyols such as polyethylene glycols or polypropylene glycols, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, copolymers Olefins such as ethylene or propylene, and other comonomers such as vinyl acetate, polyamides such as polyamide-6, polyamide-12 or polyamide-6,6, natural resins such as gum resin, fatty acids such as stearic acid, fatty acid esters such as cetyl palmitate , Fatty acid amides, such as, for example, ethylenediamine bisstearamide, and metal soaps, such as, for example, stearates or oleates of mono- to trivalent metals. The organic additives can be contained either as a pure substance or as a mixture of various organic compounds.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als organisches Additiv zumindest ein Kohlenhydrat verwendet. Durch die Zugabe von Kohlenhydraten erhält die Gießform eine hohe Festigkeit sowohl unmittelbar nach der Herstellung als auch bei längerer Lagerung. Ferner wird nach dem Metallguss ein Gussstück mit sehr hoher Oberflächenqualität erhalten, sodass nach der Entfernung der Gießform nur eine geringe Nachbearbeitung der Oberfläche des Gussstücks erforderlich ist. Dieses ist ein wesentlicher Vorteil, da sich auf diese Weise die Kosten für die Herstellung eines Gussstücks deutlich senken lassen. Werden Kohlenhydrate als organisches Additiv verwendet, wird beim Guss im Vergleich zu anderen organischen Zusätzen, wie Acrylharzen, Polystyrol, Polyvinylestern oder Polyalkylverbindungen eine deutlich geringere Rauchentwicklung beobachtet, sodass die Belastung am Arbeitsplatz für die dort Beschäftigten wesentlich verringert werden kann.According to a further embodiment, at least one carbohydrate is used as the organic additive. The addition of carbohydrates gives the casting mold a high level of strength, both immediately after production and during longer storage. Furthermore, after the metal casting, a casting with a very high surface quality is obtained, so that only a slight post-processing of the surface of the casting is required after the casting mold has been removed. This is an essential advantage, since in this way the costs for the production of a casting can be reduced significantly. If carbohydrates are used as an organic additive, significantly lower smoke development is observed during casting compared to other organic additives such as acrylic resins, polystyrene, polyvinyl esters or polyalkyl compounds, so that the workload for those employed there can be significantly reduced.

Dabei können sowohl Mono- oder Disaccharide als auch höhermolekulare Oligo- bzw. Polysaccharide verwendet werden. Die Kohlenhydrate können sowohl als einzelne Verbindung als auch als Gemisch verschiedener Kohlenhydrate eingesetzt werden. An die Reinheit der eingesetzten Kohlenhydrate werden an sich keine übermäßigen Anforderungen gestellt. Es ist ausreichend, wenn die Kohlenhydrate, bezogen auf das Trockengewicht, in einer Reinheit von mehr als 80 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mehr als 95 Gew.-% vorliegen, jeweils bezogen auf das Trockengewicht. Die Monosaccharideinheiten der Kohlenhydrate können an sich beliebig verknüpft sein. Die Kohlenhydrate weisen bevorzugt eine lineare Struktur auf, beispielsweise eine α- oder β-glycosidische 1,4-Verknüpfung. Die Kohlenhydrate können aber auch ganz oder teilweise 1,6-verknüpft sein, wie z. B. das Amylopectin, das bis zu 6 % α-1,6-Bindungen aufweist.Both mono- or disaccharides and higher molecular weight oligo- or polysaccharides can be used. The carbohydrates can be used both as a single compound and as a mixture of different carbohydrates. No excessive demands are made on the purity of the carbohydrates used. It is sufficient if the carbohydrates, based on the dry weight, are present in a purity of more than 80% by weight, particularly preferably more than 90% by weight, particularly preferably more than 95% by weight, in each case based on the Dry weight. The monosaccharide units of the carbohydrates can be linked in any way. The carbohydrates preferably have a linear structure, for example an α- or β-glycosidic 1,4 linkage. The carbohydrates can also be fully or partially 1,6-linked, such as. B. amylopectin, which has up to 6% α-1,6 bonds.

Die Menge des Kohlenhydrats kann an sich relativ gering gewählt werden, um bereits einen deutlichen Effekt bei der Festigkeit der Gießformen vor dem Guss bzw. eine deutliche Verbesserung bei der Güte der Oberfläche zu beobachten. Bevorzugt wird der Anteil des Kohlenhydrats, bezogen auf den Gießereisand, im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,02 bis 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,05 bis 2,5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,5 Gew.-% gewählt. Bereits geringe Anteile an Kohlenhydraten im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% führen zu deutlichen Effekten.The amount of carbohydrate can be chosen to be relatively small, in order to observe a clear effect on the strength of the casting molds before casting or a clear improvement in the quality of the surface. The proportion is preferred of the carbohydrate, based on the foundry sand, in the range from 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.02 to 5% by weight, particularly preferably 0.05 to 2.5% by weight and very particularly preferred selected in the range from 0.1 to 0.5% by weight. Even small proportions of carbohydrates in the range of about 0.1% by weight lead to clear effects.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Kohlenhydrat in underivatisierter Form eingesetzt. Derartige Kohlenhydrate lassen sich günstig aus natürlichen Quellen, wie Pflanzen, beispielsweise Getreide oder Kartoffeln, gewinnen. Das Molekülgewicht derartiger aus natürlichen Quellen gewonnener Kohlenhydrate lässt sich beispielsweise durch chemische oder enzymatische Hydrolyse erniedrigen, um beispielsweise die Löslichkeit in Wasser zu verbessern. Neben underivatisierten Kohlenhydraten, die also nur aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff aufgebaut sind, können jedoch auch derivatisierte Kohlenhydrate eingesetzt werden, bei denen beispielsweise ein Teil oder alle Hydroxygruppen mit z.B. Alkylgruppen verethert sind. Geeignete derivatisierte Kohlenhydrate sind beispielsweise Ethylcellulose oder Carboxymethylcellulose.According to a further embodiment of the invention, the carbohydrate is used in underivatized form. Such carbohydrates can be obtained inexpensively from natural sources such as plants, for example cereals or potatoes. The molecular weight of such carbohydrates obtained from natural sources can be reduced, for example, by chemical or enzymatic hydrolysis in order, for example, to improve the solubility in water. In addition to underivatized carbohydrates, which are only made up of carbon, oxygen and hydrogen, it is also possible to use derivatized carbohydrates in which, for example, some or all of the hydroxyl groups are etherified with, for example, alkyl groups. Suitable derivatized carbohydrates are, for example, ethyl cellulose or carboxymethyl cellulose.

An sich können bereits niedermolekulare Kohlenwasserstoffe, wie Mono- oder Disaccharide eingesetzt werden. Beispiele sind Glucose oder Saccharose. Die vorteilhaften Effekte werden aber insbesondere bei der Verwendung von Oligo- oder Polysacchariden beobachtet. Besonders bevorzugt wird daher als Kohlenhydrat ein Oligo- oder Polysaccharid eingesetzt.Already low molecular weight hydrocarbons, such as mono- or disaccharides, can be used per se. Examples are glucose or sucrose. The advantageous effects are observed in particular when using oligo- or polysaccharides. An oligo- or polysaccharide is therefore particularly preferably used as the carbohydrate.

Hierbei ist bevorzugt, dass das Oligo- oder Polysaccharid eine Molmasse im Bereich von 1.000 bis 100.000 g/mol, vorzugsweise 2.000 und 30.000 g/mol aufweist. Insbesondere wenn das Kohlenhydrat eine Molmasse im Bereich von 5.000 bis 20.000 g/mol aufweist, wird eine deutliche Erhöhung der Festigkeit der Gießform beobachtet, sodass sich die Gießform bei der Herstellung leicht aus der Form entnehmen und transportieren lässt. Auch bei längerer Lagerung zeigt die Gießform eine sehr gute Festigkeit, sodass auch eine für eine Serienproduktion von Gussstücken erforderliche Lagerung der Gießformen, auch über mehrere Tage hinweg bei Zutritt von Luftfeuchtigkeit, ohne weiteres möglich ist. Auch die Beständigkeit bei Einwirkung von Wasser, wie sie beispielsweise beim Auftragen einer Schlichte auf die Gießform unvermeidlich ist, ist sehr gut.It is preferred here that the oligo- or polysaccharide has a molar mass in the range from 1,000 to 100,000 g / mol, preferably 2,000 and 30,000 g / mol. In particular, when the carbohydrate has a molar mass in the range from 5,000 to 20,000 g / mol, a significant increase in the strength of the casting mold is observed, so that the casting mold is easy to manufacture can be removed from the mold and transported. Even after prolonged storage, the casting mold shows very good strength, so that storage of the casting molds, which is necessary for series production of castings, is also possible without any problems, even for several days with ingress of atmospheric moisture. The resistance to the action of water, as is unavoidable when applying a size to the casting mold, for example, is very good.

Bevorzugt ist das Polysaccharid aus Glucoseeinheiten aufgebaut, wobei diese insbesondere bevorzugt α- oder β-glycosidisch 1,4 verknüpft sind. Es ist jedoch auch möglich, Kohlenhydratverbindungen, die neben Glucose andere Monosaccharide enthalten, wie etwa Galactose oder Fructose, als organisches Additiv zu verwenden. Beispiele geeigneter Kohlenhydrate sind Lactose (α- oder β-1,4-verknüpftes Disaccharid aus Galactose und Glucose) und Saccharose (Disaccharid aus α-Glucose und β-Fructose).The polysaccharide is preferably built up from glucose units, these being particularly preferably linked α- or β-glycosidically 1,4. However, it is also possible to use carbohydrate compounds which contain other monosaccharides in addition to glucose, such as galactose or fructose, as an organic additive. Examples of suitable carbohydrates are lactose (α- or β-1,4-linked disaccharide from galactose and glucose) and sucrose (disaccharide from α-glucose and β-fructose).

Besonders bevorzugt ist das Kohlenhydrat ausgewählt aus der Gruppe von Cellulose, Stärke und Dextrinen sowie Derivaten dieser Kohlenhydrate. Geeignete Derivate sind beispielsweise ganz oder teilweise mit Alkylgruppen veretherte Derivate. Es können aber auch andere Derivatisierungen durchgeführt werden, beispielsweise Veresterungen mit anorganischen oder organischen Säuren.The carbohydrate is particularly preferably selected from the group of cellulose, starch and dextrins and derivatives of these carbohydrates. Suitable derivatives are, for example, derivatives completely or partially etherified with alkyl groups. However, other derivatizations can also be carried out, for example esterifications with inorganic or organic acids.

Eine weitere Optimierung der Stabilität der Gießform sowie der Oberfläche des Gussstücks kann erreicht werden, wenn spezielle Kohlenhydrate und hierbei insbesondere bevorzugt Stärken, Dextrine (Hydrolysatprodukt der Stärken) und deren Derivate als Additiv für die Formstoffmischung verwendet werden. Als Stärken können insbesondere die natürlich vorkommenden Stärken, wie etwa Kartoffel-, Mais-, Reis-, Erbsen, Bananen-, Rosskastanien- oder Weizenstärke verwendet werden. Es ist aber auch möglich, modifizierte Stärken einzusetzen, wie beispielsweise Quellstärke, dünnkochende Stärke, oxidierte Stärke, Citratstärke, Acetatstärke, Stärkeether, Stärkeester oder auch Stärkephosphate. Eine Beschränkung in der Auswahl der Stärke besteht an sich nicht. Die Stärke kann beispielsweise niedriegviskos, mittelviskos oder hochviskos sein, kationisch oder anionisch, kaltwasserlöslich oder heißwasserlöslich. Das Dextrin ist insbesondere bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Kartoffeldextrin, Maisdextrin, Gelbdextrin, Weißdextrin, Boraxdextrin, Cyclodextrin und Maltodextrin.A further optimization of the stability of the casting mold and the surface of the casting can be achieved if special carbohydrates and especially starches, dextrins (hydrolyzate product of starches) and their derivatives are used as additives for the molding material mixture. Naturally occurring starches such as potato, corn, rice, pea, banana, horse chestnut or wheat starch can be used as starches. But it is also possible to use modified starches, such as swelling starch, thin-boiling starch, oxidized starch, citrate starch, acetate starch, starch ethers, starch esters or starch phosphates. There is no restriction in the choice of strength per se. The starch can, for example, be of low viscosity, medium viscosity or high viscosity, cationic or anionic, soluble in cold water or soluble in hot water. The dextrin is particularly preferably selected from the group of potato dextrin, corn dextrin, yellow dextrin, white dextrin, borax dextrin, cyclodextrin and maltodextrin.

Insbesondere bei der Herstellung von Gießformen mit sehr dünnwandigen Abschnitten umfasst die Formstoffmischung bevorzugt zusätzlich eine phosphorhaltige Verbindung. Dabei können an sich sowohl organische als auch anorganische Phosphorverbindungen verwendet werden. Um beim Metallguss keine unerwünschten Nebenreaktionen auszulösen ist ferner bevorzugt, dass der Phosphor in den phosphorhaltigen Verbindungen bevorzugt in der Oxidationsstufe V vorliegt. Durch den Zusatz phosphorhaltiger Verbindungen kann die Stabilität der Gießform weiter gesteigert werden. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn beim Metallguss das flüssige Metall auf eine schräge Fläche trifft und dort wegen des hohen metallostatischen Drucks eine hohe Erosionswirkung ausübt bzw. zu Verformungen insbesondere dünnwandiger Abschnitte der Gießform führen kann.In particular when producing casting molds with very thin-walled sections, the molding material mixture preferably additionally comprises a phosphorus-containing compound. Both organic and inorganic phosphorus compounds can be used per se. In order not to trigger any undesired side reactions during metal casting, it is also preferred that the phosphorus in the phosphorus-containing compounds is preferably in the V oxidation state. The stability of the casting mold can be further increased by adding phosphorus-containing compounds. This is particularly important when, during metal casting, the liquid metal hits an inclined surface and there, due to the high metallostatic pressure, exerts a high erosion effect or can lead to deformations, particularly in thin-walled sections of the casting mold.

Die phosphorhaltige Verbindung liegt dabei bevorzugt in Form eines Phosphats oder Phosphoroxides vor. Das Phosphat kann dabei als Alkali- bzw. als Erdalkalimetallphosphat vorliegen, wobei die Natriumsalze besonders bevorzugt sind. An sich können auch Ammoniumphosphate oder Phosphate anderer Metallionen verwendet werden. Die als bevorzugt genannten Alkali- bzw. Erdalkalimetallphosphate sind jedoch leicht zugänglich und in an sich beliebigen Mengen kostengünstig verfügbar.The phosphorus-containing compound is preferably in the form of a phosphate or phosphorus oxide. The phosphate can be in the form of an alkali metal phosphate or an alkaline earth metal phosphate, the sodium salts being particularly preferred. Ammonium phosphates or phosphates of other metal ions can also be used per se. The alkali metal or alkaline earth metal phosphates mentioned as preferred are, however, easily accessible and inexpensively available in any amount.

Wird die phosphorhaltige Verbindung der Formstoffmischung in Form eines Phosphoroxids zugesetzt, liegt das Phosphoroxid bevorzugt in Form von Phosphorpentoxid vor. Es können jedoch auch Phosphortri- und Phosphortetroxid Verwendung finden.If the phosphorus-containing compound is added to the molding material mixture in the form of a phosphorus oxide, the phosphorus oxide is preferably in the form of phosphorus pentoxide. However, phosphorus trioxide and phosphorus tetroxide can also be used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Formstoffmischung die phosphorhaltige Verbindung in Form der Salze der Fluorophosphorsäuren zugesetzt sein. Besonders bevorzugt sind hierbei die Salze der Monofluorophosphorsäure. Insbesondere bevorzugt ist das Natriumsalz.According to a further embodiment, the phosphorus-containing compound can be added to the molding material mixture in the form of the salts of the fluorophosphoric acids. The salts of monofluorophosphoric acid are particularly preferred here. The sodium salt is particularly preferred.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Formstoffmischung als phosphorhaltige Verbindung organische Phosphate zugesetzt. Bevorzugt sind hierbei Alkyl- oder Arylphosphate. Die Alkylgruppen umfassen dabei bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatome und können geradkettig oder verzweigt sein. Die Arylgruppen umfassen bevorzugt 6 bis 18 Kohlenstoffatome, wobei die Arylgruppen auch durch Alkylgruppen substituiert sein können. Besonders bevorzugt sind Phosphatverbindungen, die sich von monomeren oder polymeren Kohlehydraten wie etwa Glucose, Cellulose oder Stärke ableiten. Die Verwendung einer phosphorhaltigen organischen Komponente als Additiv ist in zweierlei Hinsicht vorteilhaft. Zum Einen kann durch den Phosphoranteil die nötige thermische Stabilität der Gießform erzielt werden und zum Anderen wird durch den organischen Anteil die Oberflächenqualität des entsprechenden Gussstückes positiv beeinflusst.According to a preferred embodiment, organic phosphates are added to the molding material mixture as the phosphorus-containing compound. Alkyl or aryl phosphates are preferred here. The alkyl groups here preferably comprise 1 to 10 carbon atoms and can be straight-chain or branched. The aryl groups preferably contain 6 to 18 carbon atoms, it also being possible for the aryl groups to be substituted by alkyl groups. Phosphate compounds derived from monomeric or polymeric carbohydrates such as glucose, cellulose or starch are particularly preferred. The use of a phosphorus-containing organic component as an additive is advantageous in two respects. On the one hand, the necessary thermal stability of the casting mold can be achieved through the phosphorus content and, on the other hand, the surface quality of the corresponding casting is positively influenced by the organic content.

Als Phosphate können sowohl Orthophosphate als auch Polyphosphate, Pyrophosphate oder Metaphosphate eingesetzt werden. Die Phosphate können beispielsweise durch Neutralisation der entsprechenden Säuren mit einer entsprechenden Base, beispielsweise einer Alkalimetall- oder einer Erdalkalimetallbase, wie NaOH, hergestellt werden, wobei nicht notwendigerweise alle negativen Ladungen des Phosphations durch Metallionen abgesättigt sein müssen. Es können sowohl die Metallphosphate als auch die Metallhydrogenphosphate sowie die Metalldihydrogenphosphate eingesetzt werden, wie beispielsweise Na3PO4, Na2HPO4 und NaH2PO4. Ebenso können die wasserfreien Phosphate wie auch Hydrate der Phosphate eingesetzt werden. Die Phosphate können sowohl in kristalliner als auch in amorpher Form in die Formstoffmischung eingebracht sein.Both orthophosphates and polyphosphates, pyrophosphates or metaphosphates can be used as phosphates. The phosphates can be prepared, for example, by neutralizing the corresponding acids with a corresponding base, for example an alkali metal or an alkaline earth metal base such as NaOH, it not necessarily being necessary for all negative charges of the phosphate ion to be satisfied by metal ions. Both the metal phosphates and the metal hydrogen phosphates can be used and the metal dihydrogen phosphates can be used, such as Na 3 PO 4 , Na 2 HPO 4 and NaH 2 PO 4 . The anhydrous phosphates as well as hydrates of the phosphates can also be used. The phosphates can be introduced into the molding material mixture either in crystalline or in amorphous form.

Unter Polyphosphaten werden insbesondere lineare Phosphate verstanden, die mehr als ein Phosphoratom umfassen, wobei die Phosphoratome jeweils über Sauerstoffbrücken verbunden sind. Polyphosphate werden durch Kondensation von Orthophosphationen unter Wasserabspaltung erhalten, sodass eine lineare Kette von PO4-Tetraedern erhalten wird, die jeweils über Ecken verbunden sind. Polyphosphate weisen die allgemeine Formel (O (PO3)n) (n+2)- auf, wobei n der Kettenlänge entspricht. Ein Polyphosphat kann bis zu mehreren hundert PO4-Tetraeder umfassen. Bevorzugt werden jedoch Polyphosphate mit kürzeren Kettenlängen eingesetzt. Bevorzugt weist n Werte von 2 bis 100, insbesondere bevorzugt 5 bis 50 auf. Es können auch höher kondensierte Polyphosphate verwendet werden, d.h. Polyphosphate, in welchen die PO4-Tetraeder über mehr als zwei Ecken miteinander verbunden sind und daher eine Polymerisation in zwei bzw. drei Dimensionen zeigen.Polyphosphates are understood to mean, in particular, linear phosphates which comprise more than one phosphorus atom, the phosphorus atoms each being connected via oxygen bridges. Polyphosphates are obtained by condensation of orthophosphate ions with elimination of water, so that a linear chain of PO 4 tetrahedra is obtained, each of which is connected by corners. Polyphosphates have the general formula (O (PO 3 ) n ) (n + 2) - , where n corresponds to the chain length. A polyphosphate can comprise up to several hundred PO 4 tetrahedra. However, preference is given to using polyphosphates with shorter chain lengths. N preferably has values from 2 to 100, particularly preferably 5 to 50. It is also possible to use more highly condensed polyphosphates, ie polyphosphates in which the PO 4 tetrahedra are connected to one another via more than two corners and therefore show polymerization in two or three dimensions.

Unter Metaphosphaten werden zyklische Strukturen verstanden, die aus PO4-Tetraedern aufgebaut sind, die jeweils über Ecken verbunden sind. Metaphosphate weisen die allgemeine Formel ((PO3)n)n- auf, wobei n mindestens 3 beträgt. Bevorzugt weist n Werte von 3 bis 10 auf.Metaphosphates are understood to mean cyclic structures that are built up from PO 4 tetrahedra, each of which is connected via corners. Metaphosphates have the general formula ((PO 3 ) n ) n- , where n is at least 3. N preferably has values from 3 to 10.

Es können sowohl einzelne Phosphate verwendet werden als auch Gemische aus verschiedenen Phosphaten und/oder Phosphoroxiden.Both individual phosphates and mixtures of different phosphates and / or phosphorus oxides can be used.

Der bevorzugte Anteil der phosphorhaltigen Verbindung, bezogen auf den Gießereisand, beträgt zwischen 0,05 und 1,0 Gew.-%. Bei einem Anteil von weniger als 0,05 Gew.-% ist kein deutlicher Einfluss auf die Formbeständigkeit der Gießform festzustellen. Übersteigt der Anteil des Phosphats 1,0 Gew.-%, nimmt die Heißfestigkeit der Gießform stark ab. Bevorzugt wird der Anteil der phosphorhaltigen Verbindung zwischen 0,10 und 0,5 Gew.-% gewählt. Die phosphorhaltige Verbindung enthält bevorzugt zwischen 0,5 und 90 Gew.-% Phosphor, berechnet als P2O5. Werden anorganische Phosphorverbindungen verwendet, enthalten diese bevorzugt 40 bis 90 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 50 bis 80 Gew.-% Phosphor, berechnet als P2O5. Werden organische Phosphorverbindungen verwendet, enthalten diese bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% Phosphor, berechnet als P2O5.The preferred proportion of the phosphorus-containing compound, based on the foundry sand, is between 0.05 and 1.0% by weight. If the proportion is less than 0.05% by weight, none is clearer Determine the influence on the dimensional stability of the casting mold. If the proportion of phosphate exceeds 1.0% by weight, the hot strength of the casting mold is greatly reduced. The proportion of the phosphorus-containing compound is preferably chosen between 0.10 and 0.5% by weight. The phosphorus-containing compound preferably contains between 0.5 and 90% by weight of phosphorus, calculated as P 2 O 5 . If inorganic phosphorus compounds are used, they preferably contain 40 to 90% by weight, particularly preferably 50 to 80% by weight, of phosphorus, calculated as P 2 O 5 . If organic phosphorus compounds are used, they preferably contain 0.5 to 30% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight, of phosphorus, calculated as P 2 O 5 .

Die phosphorhaltige Verbindung kann an sich in fester oder gelöster Form der Formstoffmischung zugesetzt sein. Bevorzugt ist die phosphorhaltige Verbindung der Formstoffmischung als Feststoff zugesetzt. Wird die phosphorhaltige Verbindung in gelöster Form zugegeben, ist Wasser als Lösungsmittel bevorzugt.The phosphorus-containing compound can itself be added to the molding material mixture in solid or dissolved form. The phosphorus-containing compound is preferably added to the molding material mixture as a solid. If the phosphorus-containing compound is added in dissolved form, water is preferred as the solvent.

Die Formstoffmischung stellt eine intensive Mischung aus Wasserglas, Gießereisand und ggf. den oben genannten Bestandteilen dar. Dabei sind die Teilchen des Gießereisands vorzugsweise mit einer Schicht des Bindemittels überzogen. Durch Verdampfen des im Bindemittel vorhandenen Wassers (ca. 40 - 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels) kann dann ein fester Zusammenhalt zwischen den Teilchen des Gießereisands erreicht werden.The molding material mixture is an intensive mixture of water glass, foundry sand and possibly the above-mentioned constituents. The particles of the foundry sand are preferably coated with a layer of the binder. By evaporating the water present in the binding agent (approx. 40-70% by weight, based on the weight of the binding agent), firm cohesion between the particles of the foundry sand can then be achieved.

Das Bindemittel, d.h. das Wasserglas sowie das teilchenförmige Metalloxid, insbesondere synthetisches amorphes Siliciumdioxid, und/oder das organische Additiv ist in der Formstoffmischung bevorzugt in einem Anteil von weniger als 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-% enthalten. Der Anteil des Bindemittels bezieht sich dabei auf den Feststoffanteil des Bindemittels. Wird reiner Gießereisand verwendet, wie beispielsweise Quarzsand, ist das Bindemittel vorzugsweise in einem Anteil von weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 8 Gew.-%, insbesondere bevorzugt weniger als 5 Gew.-% enthalten. Enthält der Gießereisand noch weitere feuerfeste Formgrundstoffe, welche eine geringe Dichte aufweisen, wie beispielsweise Mikrohohlkugeln, erhöht sich der prozentuale Anteil des Bindemittels entsprechend.The binder, ie the water glass as well as the particulate metal oxide, in particular synthetic amorphous silicon dioxide, and / or the organic additive is preferably present in the molding material mixture in a proportion of less than 20% by weight, particularly preferably in a range from 1 to 15% by weight. -% contain. The proportion of the binder relates to the solid content of the binder. If pure foundry sand is used, such as quartz sand, for example, the binder is preferably used in a proportion of less than 10% by weight contain less than 8% by weight, particularly preferably less than 5% by weight. If the foundry sand also contains other refractory mold base materials which have a low density, such as hollow microspheres, the percentage of the binder increases accordingly.

Das teilchenförmige Metalloxid, insbesondere das synthetische amorphe Siliciumdioxid, ist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels, vorzugsweise in einem Anteil von 2 bis 80 Gew.-% enthalten, vorzugsweise zwischen 3 und 60 Gew.-%, insbesondere bevorzugt zwischen 4 und 50 Gew.-%.The particulate metal oxide, in particular the synthetic amorphous silicon dioxide, is contained, based on the total weight of the binder, preferably in a proportion of 2 to 80% by weight, preferably between 3 and 60% by weight, particularly preferably between 4 and 50% by weight .-%.

Das Verhältnis von Wasserglas zu teilchenförmigem Metalloxid, insbesondere synthetischem amorphem Siliciumdioxid, kann innerhalb weiter Bereiche variiert werden. Dies bietet den Vorteil, die Anfangsfestigkeit der Gießform, d.h. die Festigkeit unmittelbar nach Entnahme aus dem heißen Werkzeug, und die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verbessern, ohne die Endfestigkeiten, d.h. die Festigkeiten nach dem Erkalten der Gießform, gegenüber einem Wasserglasbindemittel ohne synthetisch hergestelltes amorphes Siliciumdioxid wesentlich zu beeinflussen. Dies ist vor allem im Leichtmetallguss von großem Interesse. Auf der einen Seite sind hohe Anfangsfestigkeiten erwünscht, um nach der Herstellung der Gießform diese problemlos transportieren oder mit anderen Gießformen zusammensetzen zu können. Auf der anderen Seite sollte die Endfestigkeit nach dem Aushärten nicht zu hoch sein, um Schwierigkeiten beim Binderzerfall nach dem Abguss zu vermeiden, d.h. der Gießereisand sollte nach dem Gießen problemlos aus Hohlräumen der Gussform entfernt werden können.The ratio of water glass to particulate metal oxide, in particular synthetic amorphous silicon dioxide, can be varied within wide limits. This offers the advantage of improving the initial strength of the casting mold, i.e. the strength immediately after removal from the hot tool, and the moisture resistance, without significantly increasing the final strength, i.e. the strength after the casting mold has cooled down, compared to a water glass binder without synthetically produced amorphous silicon dioxide influence. This is of particular interest in light metal casting. On the one hand, high initial strengths are desired so that after the casting mold has been produced, it can be easily transported or assembled with other casting molds. On the other hand, the final strength after hardening should not be too high in order to avoid difficulties in the case of binder disintegration after casting, i.e. the foundry sand should be able to be easily removed from cavities in the casting mold after casting.

Der in der Formstoffmischung enthaltene Gießereisand kann in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest einen Anteil von Mikrohohlkugeln enthalten. Der Durchmesser der Mikrohohlkugeln liegt normalerweise im Bereich von 5 bis 500 µm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 350 µm, und die Dicke der Schale liegt gewöhnlich im Bereich von 5 bis 15 % des Durchmessers der Mikrokugeln. Diese Mikrokugeln weisen ein sehr geringes spezifisches Gewicht auf, so dass die unter Verwendung von Mikrohohlkugeln hergestellten Gießformen ein niedriges Gewicht aufweisen. Besonders vorteilhaft ist die Isolierwirkung der Mikrohohlkugeln. Die Mikrohohlkugeln werden daher insbesondere dann für die Herstellung von Gießformen verwendet, wenn diese eine erhöhte Isolierwirkung aufweisen sollen. Solche Gießformen sind beispielsweise die bereits in der Einleitung beschriebenen Speiser, welche als Ausgleichsreservoir wirken und flüssiges Metall enthalten, wobei das Metall solange in einem flüssigen Zustand gehalten werden soll, bis das in die Hohlform eingefüllte Metall erstarrt ist. Ein anderes Anwendungsgebiet von Gießformen, welche Mikrohohlkugeln enthalten, sind beispielsweise Abschnitte einer Gießform, welche besonders dünnwandigen Abschnitten der fertigen Gussform entsprechen. Durch die isolierende Wirkung der Mikrohohlkugeln wird sichergestellt, dass das Metall in den dünnwandigen Abschnitten nicht vorzeitig erstarrt und damit die Wege innerhalb der Gießform verstopft.In one embodiment of the invention, the foundry sand contained in the molding material mixture can contain at least a portion of hollow microspheres. The diameter of the hollow microspheres is usually in the range of 5 to 500 µm, preferably in the range of 10 to 350 µm, and the thickness of the shell is usually in the range of 5 to 15% of the diameter of the microspheres. These microspheres have a very low specific weight, so that the casting molds produced using hollow microspheres have a low weight. The insulating effect of the hollow microspheres is particularly advantageous. The hollow microspheres are therefore used in particular for the production of casting molds when these are to have an increased insulating effect. Such casting molds are, for example, the feeders already described in the introduction, which act as equalizing reservoirs and contain liquid metal, the metal being kept in a liquid state until the metal filled into the hollow mold has solidified. Another field of application of casting molds which contain hollow microspheres is, for example, sections of a casting mold which correspond to particularly thin-walled sections of the finished casting mold. The insulating effect of the hollow microspheres ensures that the metal in the thin-walled sections does not solidify prematurely and thus block the paths within the casting mold.

Werden Mikrohohlkugeln verwendet, wird das Bindemittel, bedingt durch die geringe Dichte dieser Mikrohohlkugeln, vorzugsweise in einem Anteil im Bereich von vorzugsweise weniger als 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt im Bereich von 10 bis 18 Gew.-% verwendet. Die Werte beziehen sich auf den Feststoffanteil des Bindemittels.If hollow microspheres are used, the binder is used, due to the low density of these hollow microspheres, preferably in a proportion in the range of preferably less than 20% by weight, particularly preferably in the range of 10 to 18% by weight. The values relate to the solids content of the binder.

Die Mikrohohlkugeln bestehen vorzugsweise aus einem Aluminiumsilikat. Diese Aluminiumsilikatmikrohohlkugeln weisen vorzugsweise einen Gehalt an Aluminiumoxid von mehr als 20 Gew.-% auf, können jedoch auch einen Gehalt von mehr als 40 Gew.-% aufweisen. Solche Mikrohohlkugeln werden beispielsweise von der Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt, unter den Bezeichnungen Omega-Spheres® SG mit einem Aluminiumoxidgehalt von ca. 28 - 33 %, Omega-Spheres® WSG mit einem Aluminiumoxidgehalt von ca. 35 - 39 % und E-Spheres® mit einem Aluminiumoxidgehalt von ca. 43 % in den Handel gebracht. Entsprechende Produkte sind bei der PQ Corporation (USA) unter der Bezeichnung "Extendospheres®" erhältlich.The hollow microspheres preferably consist of an aluminum silicate. These hollow aluminum silicate microspheres preferably have an aluminum oxide content of more than 20% by weight, but can also have a content of more than 40% by weight. Such hollow microspheres are available, for example, from Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt, under the names Omega-Spheres® SG with an aluminum oxide content of approx. 28-33%, Omega-Spheres® WSG with an aluminum oxide content of approx. 35 - 39% and E-Spheres® with an aluminum oxide content of approx. 43% are brought onto the market. Corresponding products are available from PQ Corporation (USA) under the name "Extendospheres®".

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden Mikrohohlkugeln als feuerfester Formgrundstoff verwendet, welche aus Glas aufgebaut sind.According to a further embodiment, hollow microspheres made of glass are used as the refractory basic molding material.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die Mikrohohlkugeln aus einem Borsilikatglas. Das Borsilikatglas weist dabei einen Anteil an Bor, berechnet als B2O3, von mehr als 3 Gew.-% auf. Der Anteil der Mikrohohlkugeln wird vorzugsweise kleiner als 20 Gew.-% gewählt, bezogen auf die Formstoffmischung. Bei Verwendung von Borsilikatglas-Mikrohohlkugeln wird bevorzugt ein geringer Anteil gewählt. Dieser beträgt vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt weniger als 3 Gew.-%, und liegt insbesondere bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 2 Gew.-%.According to a particularly preferred embodiment, the hollow microspheres consist of a borosilicate glass. The borosilicate glass has a boron content, calculated as B 2 O 3 , of more than 3% by weight. The proportion of hollow microspheres is preferably selected to be less than 20% by weight, based on the molding material mixture. If borosilicate glass hollow microspheres are used, a low proportion is preferably selected. This is preferably less than 5% by weight, preferably less than 3% by weight, and is particularly preferably in the range from 0.01 to 2% by weight.

Wie bereits erläutert, enthält die Formstoffmischung in einer Ausführungsform zumindest einen Anteil an Glasgranulat und/oder Glasperlen als feuerfesten Formgrundstoff.As already explained, in one embodiment the molding material mixture contains at least a proportion of glass granulate and / or glass beads as the refractory molding base material.

Es ist auch möglich, die Formstoffmischung als exotherme Formstoffmischung auszubilden, die beispielsweise für die Herstellung exothermer Speiser geeignet ist. Dazu enthält die Formstoffmischung ein oxidierbares Metall und ein geeignetes Oxidationsmittel. Bezogen auf die Gesamtmasse der Formstoffmischung bilden die oxidierbaren Metalle bevorzugt einen Anteil von 15 bis 35 Gew.-%. Das Oxidationsmittel wird bevorzugt in einem Anteil von 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Formstoffmischung zugesetzt. Geeignete oxidierbare Metalle sind beispielsweise Aluminium oder Magnesium. Geeignete Oxidationsmittel sind beispielsweise Eisenoxid oder Kaliumnitrat. Enthält der gebrauchte Gießereisand Reste exothermer Speiser, werden diese vorzugsweise vor der thermischen Behandlung entfernt. Bei nicht völlig abgebrannten exothermen Speisern besteht sonst die Gefahr einer Entzündung während der thermischen Behandlung.It is also possible to design the molding material mixture as an exothermic molding material mixture which is suitable, for example, for the production of exothermic feeders. For this purpose, the molding material mixture contains an oxidizable metal and a suitable oxidizing agent. Based on the total mass of the molding material mixture, the oxidizable metals preferably make up a proportion of 15 to 35% by weight. The oxidizing agent is preferably added in a proportion of 20 to 30% by weight, based on the molding material mixture. Suitable oxidizable metals are, for example, aluminum or magnesium. Suitable oxidizing agents are, for example, iron oxide or potassium nitrate. Contains the used Foundry sand residues of exothermic feeders are preferably removed before the thermal treatment. If the exothermic risers are not completely burned down, there is otherwise the risk of ignition during the thermal treatment.

Bindemittel, welche Wasser enthalten, weisen im Vergleich zu Bindemitteln auf Basis organischer Lösungsmittel eine schlechtere Fließfähigkeit auf. Dies bedeutet, dass sich Formwerkzeuge mit engen Durchgängen und mehreren Umlenkungen schlechter füllen lassen. Als Folge davon besitzen die Gießformen Abschnitte mit ungenügender Verdichtung, was wiederum beim Abguss zu Gussfehlern führen kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform enthält die Formstoffmischung einen Anteil an Schmiermitteln, bevorzugt plättchenförmigen Schmiermitteln, insbesondere Grafit, MoS2, Talkum und/oder Pyrophillit. Neben den plättchenförmigen Schmiermitteln können jedoch auch flüssige Schmiermittel verwendet werden, wie Mineralöle oder Silikonöle. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Zusatz derartiger Schmiermittel, insbesondere von Grafit, auch komplexe Formen mit dünnwandigen Abschnitten hergestellt werden können, wobei die Gießformen durchgängig eine gleichmäßig hohe Dichte und Festigkeit aufweisen, so dass beim Gießen im Wesentlichen keine Gussfehler beobachtet werden. Die Menge des zugesetzten plättchenförmigen Schmiermittels, insbesondere Grafits, beträgt vorzugsweise 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bezogen auf den Gießereisand.In comparison to binders based on organic solvents, binders which contain water have poorer flowability. This means that molds with narrow passages and multiple deflections are more difficult to fill. As a result, the casting molds have sections with insufficient compression, which in turn can lead to casting defects during casting. According to an advantageous embodiment, the molding material mixture contains a proportion of lubricants, preferably lamellar lubricants, in particular graphite, MoS 2 , talc and / or pyrophillite. In addition to the flake-form lubricants, however, liquid lubricants such as mineral oils or silicone oils can also be used. It has been shown that when such lubricants, in particular graphite, are added, even complex shapes with thin-walled sections can be produced, the casting molds consistently having a uniformly high density and strength, so that essentially no casting defects are observed during casting. The amount of flake-form lubricant added, in particular graphite, is preferably 0.05% by weight to 1% by weight, based on the foundry sand.

Neben den genannten Bestandteilen kann die Formstoffmischung noch weitere Zusätze umfassen. Beispielsweise können interne Trennmittel zugesetzt werden, welche die Ablösung der Gießformen aus dem Formwerkzeug erleichtern. Geeignete interne Trennmittel sind z.B. Calciumstearat, Fettsäureester, Wachse, Naturharze oder spezielle Alkydharze. Weiter können auch Silane zur erfindungsgemäßen Formstoffmischung gegeben werden.In addition to the constituents mentioned, the molding material mixture can also comprise further additives. For example, internal release agents can be added, which facilitate the detachment of the casting molds from the mold. Suitable internal release agents are, for example, calcium stearate, fatty acid esters, waxes, natural resins or special alkyd resins. Furthermore, silanes can also be added to the molding material mixture according to the invention.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Formstoffmischung einen Anteil zumindest eines Silans. Geeignete Silane sind beispielsweise Aminosilane, Epoxysilane, Mercaptosilane, Hydroxysilane, Methacrylsilane, Ureidosilane und Polysiloxane. Beispiele für geeignete Silane sind γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Hydroxypropyltrimethoxysilan, 3-Ureidopropyltriethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-trimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und N-β(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan.According to a further preferred embodiment, the molding material mixture contains a proportion of at least one silane. Suitable silanes are, for example, aminosilanes, epoxysilanes, mercaptosilanes, hydroxysilanes, methacrylsilanes, ureidosilanes and polysiloxanes. Examples of suitable silanes are γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- 3-oxytrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- 3-propyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- 3-oxytrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- (3,4-epoxycyclohexyl) -β- 3-oxytrimethoxysilane. aminopropyltrimethoxysilane.

Bezogen auf das teilchenförmige Metalloxid werden typischerweise ca. 5 - 50 % Silan eingesetzt, vorzugsweise ca. 7 - 45 %, besonders bevorzugt ca. 10 - 40 %.Based on the particulate metal oxide, about 5-50% silane is typically used, preferably about 7-45%, particularly preferably about 10-40%.

Die oben beschriebenen Additive können an sich in jeglicher Form der Formstoffmischung zugesetzt werden. Sie können einzeln oder auch als Mischung zudosiert werden. Sie können in Form eines Feststoffes zugesetzt werden, aber auch in Form von Lösungen, Pasten oder Dispersionen. Erfolgt die Zugabe als Lösung, Paste oder Dispersion, ist Wasser als Lösungsmittel bevorzugt. Ebenfalls ist es möglich, das als Bindemittel eingesetzte Wasserglas als Lösungs- oder Dispergiermedium für die Additive zu nutzen.The additives described above can be added to the molding material mixture in any form. They can be added individually or as a mixture. They can be added in the form of a solid, but also in the form of solutions, pastes or dispersions. If it is added as a solution, paste or dispersion, water is the preferred solvent. It is also possible to use the waterglass used as a binder as a solvent or dispersing medium for the additives.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bindemittel als Zwei-Komponenten-System bereitgestellt, wobei eine erste flüssige Komponente das Wasserglas enthält und eine zweite feste Komponente das teilchenförmige Metalloxid. Die feste Komponente kann weiterhin beispielsweise das Phosphat sowie ggf. einen Schmierstoff, wie einen plättchenförmigen Schmierstoff umfassen. Wird das Kohlenhydrat in fester Form zur Formstoffmischung gegeben, kann dieses ebenfalls der festen Komponente zugeschlagen werden.According to a preferred embodiment, the binder is provided as a two-component system, a first liquid component containing the water glass and a second solid component containing the particulate metal oxide. The solid component can further include, for example, the phosphate and, if appropriate, a lubricant such as a platelet-shaped lubricant. If the carbohydrate is added to the molding material mixture in solid form, it can also be added to the solid component.

Wasserlösliche organische Additive können in Form einer wässrigen Lösung eingesetzt werden. Sofern die organischen Additive im Bindemittel löslich und darin unzersetzt über mehrere Monate lagerstabil sind, können sie auch im Bindemittel gelöst und so gemeinsam mit diesem dem Gießereisand zugegeben werden. Wasserunlösliche Additive können in Form einer Dispersion oder einer Paste verwendet werden. Die Dispersionen oder Pasten enthalten bevorzugt Wasser als Dispergiermedium. An sich können Lösungen oder Pasten der organischen Additive auch in organischen Lösemitteln hergestellt werden. Wird für die Zugabe der organischen Additive jedoch ein Lösungsmittel verwendet, so wird vorzugsweise Wasser eingesetzt.Water-soluble organic additives can be used in the form of an aqueous solution. If the organic additives are soluble in the binder and are stable in storage for several months without being decomposed, they can also be dissolved in the binder and thus added to the foundry sand together with it. Water-insoluble additives can be used in the form of a dispersion or a paste. The dispersions or pastes preferably contain water as a dispersing medium. As such, solutions or pastes of the organic additives can also be produced in organic solvents. However, if a solvent is used to add the organic additives, then preferably water is used.

Vorzugsweise erfolgt die Zugabe der organischen Additive als Pulver oder als Kurzfaser, wobei die mittlere Teilchengröße bzw. die Faserlänge bevorzugt so gewählt wird, dass sie die Größe der Gießereisandpartikel nicht übersteigt. Besonders bevorzugt lassen sich die organischen Additive durch ein Sieb mit der Maschenweite von ca. 0,3 mm sieben. Um die Anzahl der dem Gießereisand zugegebenen Komponenten zu reduzieren, werden das teilchenförmige Metalloxid und das bzw. die organischen Additive dem Formsand vorzugsweise nicht getrennt zugesetzt, sondern vorab gemischt.The organic additives are preferably added as a powder or as short fibers, the mean particle size or the fiber length preferably being selected so that it does not exceed the size of the foundry sand particles. The organic additives can particularly preferably be sieved through a sieve with a mesh size of approx. 0.3 mm. In order to reduce the number of components added to the foundry sand, the particulate metal oxide and the organic additive (s) are preferably not added separately to the molding sand, but rather mixed beforehand.

Enthält die Formstoffmischung Silane oder Siloxane, so erfolgt deren Zugabe üblicherweise in der Form, dass sie vorab in das Bindemittel eingearbeitet werden. Die Silane oder Siloxane können dem Gießereisand aber auch als getrennte Komponente zugegeben werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, das teilchenförmige Metalloxid zu silanisieren, d.h. das Metalloxid mit dem Silan oder Siloxan zu mischen, so dass seine Oberfläche mit einer dünnen Silan- oder Siloxanschicht versehen ist. Setzt man das so vorbehandelte teilchenförmige Metalloxid ein, so findet man gegenüber dem unbehandelten Metalloxid erhöhte Festigkeiten sowie eine verbesserte Resistenz gegen hohe Luftfeuchtigkeit. Setzt man, wie beschrieben, der Formstoffmischung bzw. dem teilchenförmigen Metalloxid ein organisches Additiv zu, ist es zweckmäßig, dies vor der Silanisierung zu tun.If the molding material mixture contains silanes or siloxanes, they are usually added in such a way that they are incorporated into the binder beforehand. The silanes or siloxanes can also be added to the foundry sand as a separate component. However, it is particularly advantageous to silanize the particulate metal oxide, ie to mix the metal oxide with the silane or siloxane so that its surface is provided with a thin layer of silane or siloxane. If the particulate metal oxide pretreated in this way is used, the strengths are increased compared with the untreated metal oxide as well as improved resistance to high humidity. If, as described, an organic additive is added to the molding material mixture or the particulate metal oxide, it is expedient to do this before the silanization.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene wieder aufbereitete Gießereisand erreicht annähernd die Eigenschaften von Neusand und lässt sich für die Herstellung von Formkörpern verwenden, die eine vergleichbare Dichte sowie Festigkeit aufweisen wie Formkörper, die aus Neusand hergestellt worden sind. Die Erfindung betrifft daher auch einen wieder aufbereiteten Gießereisand, wie er mit dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wird. Dieser Sand besteht aus einem Sandkorn, das von einer dünnen Hülle aus einer Glasschicht umgeben ist. Die Schichtdicke beträgt dabei vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 µm.The reclaimed foundry sand obtained with the method according to the invention approximately achieves the properties of new sand and can be used for the production of moldings which have a density and strength comparable to moldings made from new sand. The invention therefore also relates to reconditioned foundry sand, as is obtained with the method described above. This sand consists of a grain of sand that is surrounded by a thin layer of glass. The layer thickness is preferably between 0.1 and 2 μm.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of examples.

Verwendete Meßverfahren:Measurement methods used:

AFS-Zahl: Die AFS-Zahl wurde entsprechend dem VDG-Merkblatt P 27 (Verein Deutscher Gießereifachleute, Düsseldorf, Oktober 1999) bestimmt. AFS number: The AFS number was determined in accordance with VDG leaflet P 27 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, October 1999).

Mittlere Korngröße: Die mittlere Korngröße wurde entsprechend dem VDG-Merkblatt P 27 (Verein Deutscher Gießereifachleute, Düsseldorf, Oktober 1999) bestimmt. Average grain size: The average grain size was determined in accordance with VDG leaflet P 27 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, October 1999).

Säureverbrauch: Der Säureverbrauch wurde analog zur Vorschrift aus dem VDG-Merkblatt P 28 (Verein deutscher Gießereifachleute, Düsseldorf, Mai 1979) bestimmt. Acid consumption: The acid consumption was determined analogously to the regulation from the VDG leaflet P 28 (Association of German Foundry Experts, Düsseldorf, May 1979).

Reagenzien und Geräte:Reagents and equipment:

Salzsäure 0,1 n
Natronlauge 0,1 n
Methylorange 0,1 %
250 ml Kunststoffflaschen (Polyethylen)
geeichte Vollpipetten
Hydrochloric acid 0.1 n
Sodium hydroxide solution 0.1 n
Methyl orange 0.1%
250 ml plastic bottles (polyethylene)
calibrated volumetric pipettes

Durchführung der Bestimmung:Execution of the determination:

Sofern der Gießereisand noch größere Aggregate von gebundenem Gießereisand enthält, werden diese Aggregate beispielsweise mit Hilfe eines Hammers zerkleinert und der Gießereisand durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm gesiebt.If the foundry sand contains even larger aggregates of bound foundry sand, these aggregates are crushed, for example with the aid of a hammer, and the foundry sand is sieved through a sieve with a mesh size of 1 mm.

In die Kunststoffflasche werden 50 ml destilliertes Wasser und 50 ml 0,1 n Salzsäure pipettiert. Anschließend werden unter Verwendung eines Trichters 50,0 g des zu untersuchenden Gießereisands in die Flasche gegeben und diese verschlossen. In den ersten 5 Minuten wird je Minute 5 Sekunden lang, danach alle 30 Minuten wieder jeweils 5 Sekunden lang kräftig geschüttelt. Nach jedem Schütteln lässt man den Sand einige Sekunden absetzen und spült durch kurzes Schwenken den an der Flaschenwand haftenden Sand herunter. Während der Ruhepausen bleibt die Flasche bei Raumtemperatur stehen. Nach 3 Stunden wird durch ein mittleres Filter (Weißband, Durchmesser 12,5 cm) abfiltriert. Der Trichter und das zum Auffangen verwendete Becherglas müssen trocken sein. Die ersten ml des Filtrates werden verworfen. 50 ml des Filtrats werden in einen 300 ml Titrierkolben pipettiert und mit 3 Tropfen Methylorange als Indikator versetzt. Anschließend wird mit einer 0,1 n Natronlauge von rot auf gelb titriert.50 ml of distilled water and 50 ml of 0.1N hydrochloric acid are pipetted into the plastic bottle. Then, using a funnel, 50.0 g of the foundry sand to be examined are added to the bottle and the bottle is closed. In the first 5 minutes, shake vigorously for 5 seconds every minute, then every 30 minutes again for 5 seconds each time. After each shaking, the sand is allowed to settle for a few seconds and the sand adhering to the bottle wall is rinsed off by swirling it briefly. The bottle remains at room temperature during the rest periods. After 3 hours, it is filtered through a medium filter (white tape, diameter 12.5 cm). The funnel and the beaker used to collect it must be dry. The first ml of the filtrate are discarded. 50 ml of the filtrate are pipetted into a 300 ml titration flask and 3 drops of methyl orange are added as an indicator. Then it is titrated from red to yellow with a 0.1 N sodium hydroxide solution.

Berechnung:Calculation:

(25,0 ml Salzsäure 0,1 n - verbrauchte ml Natronlauge 0,1 n) x 2 = ml Säureverbrauch / 50 g Gießereisand(25.0 ml hydrochloric acid 0.1 n - ml sodium hydroxide solution 0.1 n used) x 2 = ml acid consumption / 50 g foundry sand

BeispieleExamples 1. Herstellung und Aushärtung von mit Wasserglas gebundenen Formstoffmischungen1. Production and curing of molding material mixtures bound with water glass 1.1 Formstoffmischung 11.1 Molding material mixture 1

100 Gew. Teile (GT) Quarzsand H 32 (Quarzwerke GmbH, Frechen) wurden mit 2,0 GT des handelsüblichen Alkaliwasserglasbinders INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH) intensiv vermischt und die Formstoffmischung bei einer Temperatur von 200 °C ausgehärtet.100 parts by weight (GT) of quartz sand H 32 (Quarzwerke GmbH, Frechen) were intensively mixed with 2.0 parts by weight of the commercially available alkali water glass binder INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH) and the molding material mixture was cured at a temperature of 200 ° C .

1.2 Formstoffmischung 21.2 Molding material mixture 2

100 GT Quarzsand H 32 wurden zuerst mit 0,5 GT amorphem Siliciumdioxid (Elkem Microsilica 971) und anschließend mit 2,0 GT des handelsüblichen Alkaliwasserglasbinders INOTEC® EP 3973 intensiv vermischt und die Formstoffmischung bei einer Temperatur von 200 °C ausgehärtet.100 parts by weight of quartz sand H 32 were first intensively mixed with 0.5 part by weight of amorphous silicon dioxide (Elkem Microsilica 971) and then with 2.0 parts by weight of the commercially available alkali water glass binder INOTEC® EP 3973 and the molding material mixture was cured at a temperature of 200 ° C.

2. Regenerierung der mit Wasserglas gebundenen ausgehärteten Formstoffmischungen.2. Regeneration of the hardened molding material mixtures bound with water glass. 2.1. Mechanische Regenerierung (Vergleich, nicht erfindungsgemäß)2.1. Mechanical regeneration (comparison, not according to the invention)

Die nach 1.1 und 1.2 hergestellten ausgehärteten Formstoffmischungen wurden zuerst grob zerkleinert und anschließend in einer nach dem Prallprinzip arbeitenden, mit einer Entstaubung versehenen Regenerierungsanlage der Fa. Neuhof Gießerei- und Fördertechnik GmbH, Freudenberg, mechanisch regeneriert und die dabei entstehenden Staubanteile entfernt.The cured molding material mixtures produced according to 1.1 and 1.2 were first coarsely comminuted and then in a working according to the impact principle, with a dedusting regeneration system provided by Neuhof Gießerei- und Fördertechnik GmbH, Freudenberg, is mechanically regenerated and the dust that is created in the process is removed.

Die analytischen Daten, AFS-Zahl, Mittlere Korngröße und Säureverbrauch der beiden Regenerate sind in der Tabelle 1 aufgelistet. Zum Vergleich sind die granulometrischen Daten des Ausgangsformstoffs H 32 sowie der Säureverbrauch der beiden ausgehärteten Formstoffmischungen vor der Regenerierung angegeben. Der Säureverbrauch ist ein Maß für die Alkalität eines Gießereisandes. Tabelle 1 H 32 Formstoffmischung 1 Formstoffmischung 2 mechan. Regenerat 1(a) mechan. Regenerat 2(b) AFS-Zahl 45 -- -- 44 45 Mittlere Korngröße (mm) 0,32 -- -- 0,34 0,32 Säureverbrauch (ml/50 mg Formstoff) -- 43,7 41,0 38,7 32,9 (a) ausgehend von Formstoffmischung 1
(b) ausgehend von Formstoffmischung 2
The analytical data, AFS number, mean grain size and acid consumption of the two regenerates are listed in Table 1. For comparison, the granulometric data of the starting molding material H 32 and the acid consumption of the two cured molding material mixtures before regeneration are given. The acid consumption is a measure of the alkalinity of a foundry sand. <u> Table 1 </u> H 32 Molding material mixture 1 Molding material mixture 2 mechan. Regenerate 1 (a) mechan. Reclaim 2 (b) AFS number 45 - - 44 45 Mean grain size (mm) 0.32 - - 0.34 0.32 Acid consumption (ml / 50 mg molding material) - 43.7 41.0 38.7 32.9 (a) starting from molding material mixture 1
(b) starting from molding material mixture 2

2.2 Thermische Regenerierung2.2 Thermal regeneration

Jeweils ca. 6 kg der mechanischen Regenerate 1 und 2 wurden in einem Muffelofen der Fa. Nabertherm GmbH, Lilienthal, Temperaturen von 350 °C bzw. 900 °C ausgesetzt.Approx. 6 kg each of the mechanical regenerates 1 and 2 were exposed to temperatures of 350 ° C. and 900 ° C. in a muffle furnace from Nabertherm GmbH, Lilienthal.

In gleicher Weise wurden die ausgehärteten Formstoffmischungen 1 und 2 nach einer groben Zerkleinerung ohne vorgeschaltete mechanische Regenerierung bei 900 °C thermisch behandelt.In the same way, the cured molding material mixtures 1 and 2 were thermally treated at 900 ° C. after coarse comminution without prior mechanical regeneration.

Nach dem Abkühlen wurden die Sande ohne Siebung für die weiteren Prüfungen eingesetzt. Aus diesem Grund wurde auf die Bestimmung der AFS-Zahl und der mittleren Korngröße verzichtet.After cooling, the sands were used for further tests without sieving. For this reason, the AFS number and the mean grain size were not determined.

Analytisch wurde der Säureverbrauch der thermischen Regenerate bestimmt (s. Tab. 2) Tabelle 2 therm. Regenerat Ausgangsmaterial Behandlungsdauer (h) Behandlungstemperatur (°C) Säureverbrauch (ml/50 g) 1 mechanisches. Regenerat 1 3 900 2,8 2 mechanisches. Regenerat 1 3 350 18,2 3 mechanisches. Regenerat 1 6 350 9,9 4 ausgehärtete Formstoffmischung 1* 3 900 4,3 5 mechanisches. Regenerat 2 3 900 2,0 6 mechanisches. Regenerat 2 3 350 14,4 7 mechanisches. Regenerat 2 6 350 7,8 8 ausgehärtete Formstoffmischung 2* 3 900 3,7 * Probe wurde zerkleinert, jedoch nicht mechanisch regeneriert The acid consumption of the thermal regenerates was determined analytically (see Tab. 2) <u> Table 2 </u> thermal regenerate Source material Treatment time (h) Treatment temperature (° C) Acid consumption (ml / 50 g) 1 mechanical. Regenerate 1 3rd 900 2.8 2 mechanical. Regenerate 1 3rd 350 18.2 3rd mechanical. Regenerate 1 6th 350 9.9 4th hardened molding material mixture 1 * 3rd 900 4.3 5 mechanical. Regenerate 2 3rd 900 2.0 6th mechanical. Regenerate 2 3rd 350 14.4 7th mechanical. Regenerate 2 6th 350 7.8 8th hardened molding material mixture 2 * 3rd 900 3.7 * The sample was crushed, but not mechanically regenerated

3. Kernherstellung mit den regenerierten Gießereisanden3. Core production with the regenerated foundry sands 3.1 Mechanisch regenerierte Gießereisande (Vergleich)3.1 Mechanically regenerated foundry sands (comparison)

Zur Prüfung der mechanisch regenerierten Gießereisande wurden sog. Georg-Fischer-Prüfriegel hergestellt. Unter Georg-Fischer-Prüfriegeln werden quaderförmige Prüfriegel mit den Abmessungen 150 mm x 22,36 mm x 22, 36 mm verstanden.So-called Georg Fischer test bars were produced to test the mechanically regenerated foundry sands. Georg Fischer test bars are to be understood as cuboid test bars with dimensions of 150 mm x 22.36 mm x 22.36 mm.

Die Zusammensetzung der Formstoffmischungen ist in Tab. 3 angegeben.The composition of the molding material mixtures is given in Tab. 3.

Zur Herstellung der Georg-Fischer-Prüfriegel wurde wie folgt vorgegangen:
Die in Tabelle 3 aufgeführten Komponenten wurden in einem Laborflügelmischer (Fa. Vogel & Schemmann AG, Hagen) gemischt. Dazu wurde zunächst das Regenerat vorgelegt. Anschließend wurde, sofern angegeben, unter Rühren das amorphe Siliciumdioxid (Elkem Mikrosilica 971) zugesetzt und nach einer Mischzeit von ca. einer Minute als letztes der handelsübliche Wasserglasbinder INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH) zugegeben. Die Mischung wurde anschließend noch eine weitere Minute gerührt.
The following procedure was used to manufacture the Georg Fischer test bars:
The components listed in Table 3 were mixed in a laboratory paddle mixer (Vogel & Schemmann AG, Hagen). For this purpose, the regenerate was initially presented. Then, if indicated, the amorphous silicon dioxide (Elkem Mikrosilica 971) was added while stirring and, after a mixing time of about one minute, the commercially available water glass binder INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH) was added last. The mixture was then stirred for a further minute.

Die frisch hergestellten Formstoffmischungen wurden in den Vorratsbunker einer H 2,5 Hot-Box-Kernschießmaschine der Fa. Röperwerk - Gießereimaschinen GmbH, Viersen, überführt, deren Formwerkzeug auf 200 °C erwärmt war.The freshly produced molding material mixtures were transferred to the storage bunker of an H 2.5 hot box core shooting machine from Röperwerk - Gießereimaschinen GmbH, Viersen, the mold of which was heated to 200.degree.

Die Formstoffmischungen wurden mittels Druckluft (5 bar) in das Formwerkzeug eingebracht und verblieben für weitere 35 Sek. im Formwerkzeug.The molding material mixtures were introduced into the molding tool by means of compressed air (5 bar) and remained in the molding tool for a further 35 seconds.

Zur Beschleunigung der Aushärtung der Mischungen wurde während der letzten 20 Sekunden Heißluft (2 bar, 120 °C beim Eintritt in das Werkzeug) durch das Werkzeug geleitet;
Das Formwerkzeug wurde geöffnet und die Prüfriegel entnommen.
To accelerate the hardening of the mixtures, hot air (2 bar, 120 ° C. when entering the tool) was passed through the tool for the last 20 seconds;
The mold was opened and the test bar removed.

Zur Prüfung der Verarbeitungszeit der Formstoffmischungen wurde der Vorgang drei Stunden nach der Mischungsherstellung wiederholt, wobei die Formstoffmischung während der Wartezeit in einem verschlossenen Gefäß aufbewahrt wurde, um das Austrocknen der Mischung und den Zutritt von CO2 zu verhindern.To test the processing time of the molding material mixtures, the process was repeated three hours after the mixture was produced, the molding material mixture being kept in a closed vessel during the waiting time in order to prevent the mixture from drying out and the ingress of CO 2.

Zur Bestimmung der Biegefestigkeiten wurden die Prüfriegel in ein Georg-Fischer-Festigkeitsprüfgerät, ausgerüstet mit einer 3-Punkt-Biegevorrichtung (DISA Industrie AG, Schaffhausen, CH) eingelegt und die Kraft gemessen, welche zum Bruch der Prüfriegel führte.To determine the flexural strengths, the test bars were placed in a Georg Fischer strength tester equipped with a 3-point bending device (DISA Industrie AG, Schaffhausen, CH) and the force that led to the breakage of the test bars was measured.

Die Biegefestigkeiten wurden nach folgendem Schema gemessen:

  • 10 Sekunden nach der Entnahme (Heißfestigkeiten)
  • ca. 1 Std. nach der Entnahme (Kaltfestigkeiten)
The flexural strengths were measured according to the following scheme:
  • 10 seconds after removal (heat strength)
  • approx. 1 hour after removal (cold strengths)

Die gemessenen Festigkeiten sind in Tab. 4 zusammengefasst.The measured strengths are summarized in Tab. 4.

Als weiteres Prüfkriterium wurde das Gewicht der Prüfriegel bestimmt. Dies ist ebenfalls in Tab. 4 aufgeführt. Tabelle 3: Zusammensetzung der Formstoffmischungen (Vergleichsbeispiele) Sand amorphes Siliciumdioxid (a) Bindemittel (b) Bsp. 1 100 GT H 32 (c) -- 2,0 GT Bsp. 2 100 GT H 32 (c) 0,5 GT 2,0 Gt Bsp. 3 100 GT mechan. Regenerat 1 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 4 100 GT mechan. Regenerat 2 0,5 GT 2,0 GT (a) Elkem Microsilica 971
(b) INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH)
(c) Quarzwerke GmbH, Frechen
Tabelle 4: Festigkeiten (N/cm2) und Kerngewichte (g) (Vergleichsbeispiele) Heißfestigkeit (frische Mischung) Kaltfestigkeit (frische Mischung) Kerngewicht (frische Mischung) Heißfestigkeit(3 h alte Mischung) Kaltfestigkeit (3 h alte Mischung) Kerngewicht(3 h alte Mischung) Bsp. 1 60 350 127,0 50 300 126,2 Bsp. 2 155 440 127,6 140 420 126,9 Bsp. 3 125 420 120,3 40 200 117,2 Bsp. 4 120 410 117,9 (n) (n) (n) (n): nicht mehr verschießbar
The weight of the test bars was determined as a further test criterion. This is also listed in Tab. 4. Table 3: Composition of the molding material mixtures (comparative examples) sand amorphous silica (a) Binder (b) Ex. 1 100 GT H 32 (c) - 2.0 GT Ex. 2 100 GT H 32 (c) 0.5 GT 2.0 Gt Ex. 3 100 GT mechan. Regenerate 1 0.5 GT 2.0 GT Ex. 4 100 GT mechan. Regenerate 2 0.5 GT 2.0 GT (a) Elkem Microsilica 971
(b) INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH)
(c) Quarzwerke GmbH, Frechen
Hot strength (fresh mix) Cold strength (fresh mix) Core weight (fresh mix) Hot strength (3 h old mixture) Cold strength (3 h old mixture) Core weight (3 h old mixture) Ex. 1 60 350 127.0 50 300 126.2 Ex. 2 155 440 127.6 140 420 126.9 Ex. 3 125 420 120.3 40 200 117.2 Ex. 4 120 410 117.9 (n) (n) (n) (n): no longer lockable

Bei dem in Beispiel 3 verwendeten mechanisch regenerierten Gie-βereisand, welcher aus einem Gießereisand hergestellt wurde, der mit einem Wasserglas verfestigt worden war, das kein teilchenförmiges amorphes Siliziumdioxid enthielt (mechanisches Regenerrat 1) ist eine 3 Stunden alte Mischung noch verschießar. Es werden jedoch Prüfriegel erhalten, die im Vergleich zu Beispiel 1 und 2 eine schlechtere Festigkeit aufweisen.In the mechanically regenerated foundry sand used in Example 3, which was produced from a foundry sand that had been solidified with a water glass which did not contain any particulate amorphous silicon dioxide (mechanical regenerated material 1), a 3-hour-old mixture can still be used. However, test bars are obtained which, compared to Examples 1 and 2, have a poorer strength.

Enthält der mechanisch regenerierte Gießereisand ein Bindemittel, welches amorphes Siliziumdioxid enthält (Beispiel 4), so ist die 3 Stunden alte Mischung ausgehärtet und lässt sich nicht mehr verschießen. Dies zeigt, dass gebrauchte Gießereisande, die ein Wasserglas als Bindemittel enthalten, welches mit einem teilchenförmigen Metalloxid versetzt ist, für eine mechnische Regenerierung nicht geeignet sind.If the mechanically regenerated foundry sand contains a binding agent which contains amorphous silicon dioxide (example 4), the 3-hour-old mixture has hardened and can no longer be sealed. This shows that used foundry sands which contain a water glass as a binding agent to which a particulate metal oxide has been added are not suitable for mechanical regeneration.

3.2. Thermisch regenerierter Gießereisand3.2. Thermally regenerated foundry sand

Bei der Prüfung der thermisch regenerierten Gießereisande wurde analog vorgegangen, wie bei den mechanisch regenerierten Gießereisanden.When testing the thermally regenerated foundry sands, the procedure was analogous to that used for the mechanically regenerated foundry sands.

Die Zusammensetzung der Formstoffmischungen ist in Tabelle 5, die Festigkeiten und die Kerngewichte sind in Tabelle 6 zusammengefasst. Tab. 5 Zusammensetzung der Formstoffmischungen (erfindungsgemäß) Sand amorphes Siliciumdioxid (a) Bindemittel (b) Bsp. 5 100 GT therm. Regenerat 1 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 6 100 GT therm. Regenerat 2 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 7 100 GT therm. Regenerat 3 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 8 100 GT therm. Regenerat 4 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 9 100 GT therm. Regenerat 5 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 10 100 GT therm. Regenerat 6 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 11 100 GT therm. Regenerat 7 0,5 GT 2,0 GT Bsp. 12 100 GT therm. Regenerat 8 0,5 GT 2,0 GT (a) Elkem Microsilica 971
(b) INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GMBH)
Tab. 6 Festigkeiten (N/cm2) und Kerngewichte (g) Heißfestigkeit (frische Mischung) Kaltfestigkeit (frische Mischung) Kerngewicht (frische Mischung) Heißfestigkeit (3 h alte Mischung) Kaltfestigkeit (3 h alte Mischung) Kerngewicht (3 h alte Mischung) Bsp. 5 145 450 124,4 135 410 123,6 Bsp. 6 135 425 123,3 125 385 121,9 Bsp. 7 140 435 123,4 125 390 122,2 Bsp. 8 130 415 123,1 130 400 122,4 Bsp. 9 150 445 123,1 135 405 122,7 Bsp. 10 140 420 122,9 130 395 122,3 Bsp. 11 140 430 123,1 125 405 122,6 Bsp. 12 135 425 123,2 130 390 122,5
The composition of the molding mixtures is shown in Table 5, the strengths and core weights are summarized in Table 6. Tab. 5 Composition of the molding material mixtures (according to the invention) sand amorphous silica (a) Binder (b) Ex. 5 100 GT thermal regenerate 1 0.5 GT 2.0 GT Ex. 6 100 GT thermal regenerate 2 0.5 GT 2.0 GT Ex. 7 100 GT thermal regenerate 3 0.5 GT 2.0 GT Ex. 8 100 GT thermal regenerate 4 0.5 GT 2.0 GT Ex. 9 100 GT thermal regenerate 5 0.5 GT 2.0 GT Ex. 10 100 GT thermal regenerate 6 0.5 GT 2.0 GT Ex. 11 100 GT thermal regenerate 7 0.5 GT 2.0 GT Ex. 12 100 GT thermal regenerate 8 0.5 GT 2.0 GT (a) Elkem Microsilica 971
(b) INOTEC® EP 3973 (Ashland-Südchemie-Kernfest GMBH)
Hot strength (fresh mix) Cold strength (fresh mix) Core weight (fresh mix) Hot strength (3 h old mixture) Cold strength (3 h old mixture) Core weight (3 h old mixture) Ex. 5 145 450 124.4 135 410 123.6 Ex. 6 135 425 123.3 125 385 121.9 Ex. 7 140 435 123.4 125 390 122.2 Ex. 8 130 415 123.1 130 400 122.4 Ex. 9 150 445 123.1 135 405 122.7 Ex. 10 140 420 122.9 130 395 122.3 Ex. 11 140 430 123.1 125 405 122.6 Ex. 12 135 425 123.2 130 390 122.5

In den Beispielen 5 bis 8 wurden thermische Regenerate verwendet, die auf die Formstoffmischung 1 zurückgehen. Bei dieser Formstoffmischung wurde ein Wasserglas als Bindemittel verwendet, welches kein amorphes Siliziumdioxid enthält. Die aus dem Regenerat hergestellten Formstoffmischungen sind auch nach 3 Stunden noch sehr gut verschießbar. Die Prüfriegel zeigen eine sehr gute Festigkeit.In Examples 5 to 8, thermal regenerates originating from molding material mixture 1 were used. A water glass that does not contain amorphous silicon dioxide was used as the binder for this molding material mixture. The molding material mixtures produced from the regrind can still be sealed very easily even after 3 hours. The test bars show very good strength.

Das gleiche Ergebnis wird mit den thermischen Regeneraten 5 bis 8 erreicht, wie die Beispiele 9 bis 12 zeigen. Die in diesen Beispielen verwendeten Regenerate gehen auf die Formstoffmischung 2 zurück, welche als Bindemittel Wasserglas enthält, das mit amorphem Siliziumdioxid versetzt ist. Auch nach einer Standzeit von 3 Stunden ist die Formstoffmischung sehr gut verschießbar. Die erhaltenen Prüfriegel zeigen eine sehr gute Festigkeit.The same result is achieved with thermal regenerates 5 to 8, as Examples 9 to 12 show. The regenerates used in these examples are based on the molding material mixture 2, which contains water glass as a binder to which amorphous silicon dioxide is added. Even after a standing time of 3 hours, the molding material mixture can be sealed very well. The test bars obtained show very good strength.

Ergebnis:Result: Vergleich der Tabellen 1 und 2:Comparison of Tables 1 and 2:

Man erkennt, dass der Säureverbrauch der Formstoffe durch die Wärmezufuhr erheblich stärker gesenkt wird als bei der mechanischen Regenerierung. Die Bestimmung des Säureverbrauchs stellt gleichzeitig eine einfache Methode dar, den Fortschritt der thermischen Regenerierung zu verfolgen.It can be seen that the acid consumption of the molding materials is reduced considerably more by the supply of heat than with mechanical regeneration. The determination of the acid consumption is also a simple method to follow the progress of the thermal regeneration.

Vergleich der Tabellen 4 und 6:Comparison of Tables 4 and 6:

Man erkennt, dass die Verarbeitbarkeit der Formstoffmischungen bei der Verwendung von thermisch regenerierten Gießereisanden deutlich länger ist als bei der Verwendung von mechanisch regenerierten Gießereisanden, und zwar unabhängig davon, ob eine mechanische Regenerierung der thermischen Behandlung vorgeschaltet wurde oder nicht.It can be seen that the processability of the molding material mixtures when using thermally regenerated foundry sands is significantly longer than when using mechanically regenerated foundry sands, regardless of whether or not mechanical regeneration was carried out before the thermal treatment.

Außerdem erkennt man, dass das Gewicht der mit den thermisch regenerierten Gießereisanden hergestellten Prüfriegel über dem von solchen Prüfriegeln liegt, die mit mechanisch regenerierten Gießereisanden hergestellt wurden, d.h. die Fließfähigkeit der Formstoffmischungen hat durch die thermische Regenerierung zugenommen. It can also be seen that the weight of the test bars produced with the thermally regenerated foundry sands is higher than that of test bars produced with mechanically regenerated foundry sands, i.e. the flowability of the molding material mixtures has increased due to the thermal regeneration.

Claims (12)

  1. A method for producing of casting moulds by application of used foundry sand comprising at least the following steps:
    (a) providing a first mould material mixture comprising at least a first foundry sand and at least a binder based on water glass and a particulate metal oxide, wherein the particulate metal oxide is synthetically produced amorphous silicon dioxide, processing the mould material mixture and curing to a first casting mould, conducting a metal casting within the first casting mould so that a used casting mould and a casting is obtained and the used foundry sand is present in the form of a casting mould,
    (b) subjecting the used foundry sand, which is adhered with a binder based on water glass and with the particulate metal oxide added, to a thermal treatment, in which the used foundry sand is heated to a temperature of at least 200°C, wherein the thermal treatment is carried out until the acid consumption of the foundry sand, measured by the consumption of 0.1 n HCl in a 50 g quantity of foundry sand, has decreased by at least 10%, whereby regenerated foundry sand is obtained,
    and
    (c) producing a second mould material mixture by using a second foundry sand, wherein at least a part of the second foundry sand is from the regenerated foundry sand and wherein at least a binder based on water glass and a particulate metal oxide is added to the second foundry sand and wherein the particulate metal oxide is synthetically produced amorphous silicon dioxide, and
    curing of the second mould material mixture to a second casting mould in a tool, wherein the curing is carried by heating the tool containing the second mould material mixture to a temperature of 100 to 300°C or by blowing heated air having a temperature of 100 to 180°C into the tool.
  2. The method according to claim 1, wherein the thermal treatment consists inheating the used foundry sand to a temperature of above 300°C.
  3. The method according to claim 1, wherein the first casting mould is fractured into coarse fragments before the thermal treatment.
  4. The method according to claim 3, wherein the first casting mould is separated from the casting before the thermal treatment.
  5. The method according to any one of claims 3 or 4, wherein the first casting mould is transferred to a furnace for the thermal treatment.
  6. The method according to any one of the preceding claims, characterised by one or more of the following features:
    a) wherein the used foundry sand is agitated during the thermal treatment,
    b) wherein the thermal treatment is carried out under admission of air,
    c) wherein the regeneration is carried out dry or
    d) wherein before or after the thermal treatment a mechanical treatment is conducted to the moulding sand for grain singulation.
  7. The method according to claim 1, wherein the curing of the first and the second mould is a thermal curing, wherein water is extracted from the binder based on water glass.
  8. The method according to claim 1, wherein the water glass has an SiO2/M2O modulus in the range of 1.6 to 4.0, in particular 2.0 to 3.5, wherein M denotes sodium ions and potassium ions.
  9. The method according to claim 8, wherein the water glass has a solid content of SiO2 and M2O in the range of 30 to 60 wt.%.
  10. The method according to any one of claims 1, 8 or 9, wherein the particulate metal oxide is selected from the group of precipitated silicic acid and pyrogenic silicic acid.
  11. The method according to any one of claims 1 or 8 to 10, wherein an organic additive is added to the second mould material mixture, and wherein the organic additive is particularly a carbohydrate.
  12. The method according to any one of claims 1 or 8 to 11, wherein a phosphorus-containing additive is added to the second mould material mixture.
EP08707774.9A 2007-02-19 2008-02-19 Thermal regeneration of foundry sand Active EP2117749B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10015725.4A EP2329900B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand
PL10015725T PL2329900T3 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand
PL08707774T PL2117749T3 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal regeneration of foundry sand

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007008149A DE102007008149A1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 Thermal regeneration of foundry sand
PCT/EP2008/001286 WO2008101668A1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal regeneration of foundry sand

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10015725.4A Division-Into EP2329900B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand
EP10015725.4A Division EP2329900B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2117749A1 EP2117749A1 (en) 2009-11-18
EP2117749B1 true EP2117749B1 (en) 2021-05-26

Family

ID=39365568

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10015725.4A Active EP2329900B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand
EP08707774.9A Active EP2117749B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal regeneration of foundry sand

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10015725.4A Active EP2329900B1 (en) 2007-02-19 2008-02-19 Thermal recorery of casting sand

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9737927B2 (en)
EP (2) EP2329900B1 (en)
JP (1) JP5401325B2 (en)
KR (1) KR101548219B1 (en)
CN (1) CN101663112B (en)
AU (1) AU2008217190C1 (en)
BR (1) BRPI0807534A2 (en)
CA (1) CA2678292C (en)
DE (2) DE102007008149A1 (en)
MX (1) MX2009008857A (en)
PL (2) PL2329900T3 (en)
RU (1) RU2496599C2 (en)
UA (1) UA100853C2 (en)
WO (1) WO2008101668A1 (en)
ZA (1) ZA200905640B (en)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5297731B2 (en) * 2007-09-12 2013-09-25 花王株式会社 Recycled casting sand manufacturing method
DE102007051850A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Molding compound with improved flowability
CN101869965B (en) * 2010-06-21 2011-11-23 余钟泉 Method for recycling cast waste sand
DE102010037441A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Horn Dietmar Method and device for the production of molded parts and granules
CN103717289A (en) 2011-04-11 2014-04-09 Ada-Es股份有限公司 Fluidized bed method and system for gas component capture
DE102011075631B4 (en) * 2011-05-11 2021-10-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Procedure for testing the quality of reclaimed sand
DE102011075630B4 (en) * 2011-05-11 2022-03-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Procedure for testing the quality of regenerated sand
DE102011081530A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for the regeneration of the sand from sand molds and cores
CN102310157A (en) * 2011-10-13 2012-01-11 李华山 Blending ratio of mud core molding sand
DE102012103705A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Ask Chemicals Gmbh Method for producing molds and cores for casting metal, and molds and cores produced by this method
DE102012104934A1 (en) 2012-06-06 2013-12-12 Ask Chemicals Gmbh Forstoffmischungen containing barium sulfate
DE102012211650B3 (en) * 2012-07-04 2013-10-10 R. Scheuchl Gmbh Method for determining quality of recycled foundry sand, involves assigning recycled foundry sand to two given classes in dependence of spacing between color locus defined by color coordinates and reference value
CN102825212B (en) * 2012-09-10 2014-10-22 曲险峰 Method and apparatus for removing moisture and solid impurities in pattern material for investment casting by way of coalescence under pressure
WO2014047354A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
DE102012020509A1 (en) 2012-10-19 2014-06-12 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012020510B4 (en) 2012-10-19 2019-02-14 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012020511A1 (en) 2012-10-19 2014-04-24 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012113073A1 (en) 2012-12-22 2014-07-10 Ask Chemicals Gmbh Molding mixtures containing aluminum oxides and / or aluminum / silicon mixed oxides in particulate form
DE102012113074A1 (en) 2012-12-22 2014-07-10 Ask Chemicals Gmbh Mixtures of molding materials containing metal oxides of aluminum and zirconium in particulate form
JP5355805B1 (en) * 2013-02-19 2013-11-27 伊藤忠セラテック株式会社 Method for modifying refractory particles for mold, refractory particles for mold obtained thereby, and method for producing mold
DE102013106276A1 (en) 2013-06-17 2014-12-18 Ask Chemicals Gmbh Lithium-containing molding material mixtures based on an inorganic binder for the production of molds and cores for metal casting
DE102014004914A1 (en) * 2013-08-26 2015-02-26 Gebrüder Dorfner GmbH & Co. Kaolin- und Kristallquarzsand-Werke KG Casting mold or a casting core made of coated molding sand for metal casting
DE102013111626A1 (en) 2013-10-22 2015-04-23 Ask Chemicals Gmbh Mixtures of molding materials containing an oxidic boron compound and methods for producing molds and cores
DE102013114581A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Ask Chemicals Gmbh A method of producing molds and cores for metal casting using a carbonyl compound, and molds and cores produced by this method
DE102014118577A1 (en) 2014-12-12 2016-06-16 Ask Chemicals Gmbh Process for the layered formation of molds and cores with a glass-glass-containing binder and a water glass-containing binder
JP5819551B1 (en) * 2015-02-18 2015-11-24 山川産業株式会社 Artificial sand and sand containing binder for mold
EP3103561A4 (en) * 2015-03-09 2017-06-21 Technology Research Association For Future Additive Manufacturing Granular material, device for producing three-dimensional-laminate moulding mould, and method for producing three-dimensional-laminate moulding mould
CN104942220A (en) * 2015-06-13 2015-09-30 开封东立高压阀门铸造有限公司 Thermo-curing core-making process by use of inorganic binder
CN105081213B (en) * 2015-09-08 2017-03-29 台州市陈氏铜业有限公司 Precoated sand recycles production technology
JP6354728B2 (en) 2015-10-19 2018-07-11 トヨタ自動車株式会社 Reuse method and reuse device for core sand
PL3202927T3 (en) 2016-02-08 2018-08-31 Klein Anlagenbau Ag Method of and device for regeneration of foundry sand
CN106607546A (en) * 2016-08-31 2017-05-03 圣固(江苏)机械有限公司 Coated sand recycling method
CN107812881A (en) * 2017-10-30 2018-03-20 合肥仁创铸造材料有限公司 A kind of inorganic sand renovation process and inorganic reclaimed sand
JP6458845B2 (en) * 2017-11-01 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 Reusing core sand
JP6458846B2 (en) * 2017-11-01 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 Reusing core sand
JP6564837B2 (en) * 2017-12-19 2019-08-21 山川産業株式会社 Binder-containing sand for mold, raw material sand for its production, mold and method for producing raw material sand
HUE054926T2 (en) 2018-06-29 2021-10-28 Nemak Sab De Cv Method for preparing a foundry sand mixture
JP6865715B2 (en) * 2018-07-09 2021-04-28 花王株式会社 Fire resistant aggregate
ES2883555T3 (en) 2018-09-07 2021-12-09 Huettenes Albertus Chemische Werke Gmbh Method for preparing a refractory particulate composition for use in the production of foundry molds and cores, corresponding uses and recovery mixture for heat treatment
MX2021011818A (en) * 2019-03-29 2021-10-22 Asahi Yukizai Corp Mold material composition and method for manufacturing mold using same.
CN109967693B (en) * 2019-05-06 2020-09-01 北京仁创砂业铸造材料有限公司 Additive for removing inert film of used casting sand and method for removing inert film of used casting sand
JP2020185608A (en) * 2019-05-17 2020-11-19 伊藤忠セラテック株式会社 Method of regenerating foundry sand
JP7134136B2 (en) * 2019-05-24 2022-09-09 Jfeミネラル株式会社 Method for recycling used foundry sand and roasting furnace for recycling
CN110125329B (en) * 2019-05-31 2020-08-04 南阳仁创砂业科技有限公司 Regeneration method of used sodium silicate sand
DE102019116702A1 (en) 2019-06-19 2020-12-24 Ask Chemicals Gmbh Sized casting molds obtainable from a molding material mixture containing an inorganic binder and phosphate and oxidic boron compounds, a process for their production and their use
CN110434280B (en) * 2019-09-03 2021-01-26 南阳仁创砂业科技有限公司 Regeneration method of inorganic used sand of water glass
JP7276178B2 (en) * 2020-01-28 2023-05-18 トヨタ自動車株式会社 Core manufacturing method
JP7171944B2 (en) * 2020-04-27 2022-11-15 ヤマハ発動機株式会社 Foundry sand regeneration method
CN112207229B (en) * 2020-10-20 2022-04-12 盐城仁创砂业科技有限公司 Treatment method and application of inorganic binder reclaimed sand
DE102021116930A1 (en) 2021-06-30 2023-01-05 Ask Chemicals Gmbh PROCESS FOR LAYERING UP OF MOLDS AND CORE WITH A BINDER CONTAINING WATER GLASS
CN114273604B (en) * 2021-11-15 2023-08-29 天阳新材料科技有限公司 Method for recycling precoated sand dust
FR3135908A1 (en) * 2022-05-30 2023-12-01 Safran Soluble core for manufacturing hollow parts

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB692030A (en) * 1949-11-25 1953-05-27 Vickers Electrical Co Ltd Improvements relating to moulding mixtures
US2682092A (en) * 1950-05-06 1954-06-29 John A Henricks Method of forming refractory molds for metal casting
US2881081A (en) * 1954-06-02 1959-04-07 John A Henricks Refractory binder for metal casting molds
GB782205A (en) 1955-03-07 1957-09-04 Foundry Services Ltd Improvements in or relating to sand cores
BE560558A (en) 1956-09-05
US3429848A (en) 1966-08-01 1969-02-25 Ashland Oil Inc Foundry binder composition comprising benzylic ether resin,polyisocyanate,and tertiary amine
DE1806842A1 (en) * 1968-11-04 1970-05-27 Wilhelm Schwiese Foundry sand regeneration
US4162238A (en) * 1973-07-17 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Foundry mold or core compositions and method
JPS53106385A (en) * 1977-02-28 1978-09-16 Hitachi Metals Ltd Method and apparatus for fluidizedly baking powder
ATE3821T1 (en) * 1980-06-05 1983-07-15 Foseco International Limited SAND REGENERATION.
SU931267A1 (en) * 1980-09-09 1982-05-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Угольного Машиностроения "Внииптуглемаш" Refractory filler for producing casting moulds and cores
JPS6483333A (en) * 1987-09-22 1989-03-29 Honda Motor Co Ltd Production of casting mold
DE3815877C1 (en) 1988-05-09 1989-08-31 Uraphos Chemie Gmbh, 6370 Oberursel, De A process for separating off inorganic binder systems in the regeneration of used foundry sands
DE4111643A1 (en) 1990-04-18 1991-10-24 Grundmann Gmbh Geb Continuous regeneration plant for resin-bound foundry sands - comprises thermal regeneration stage and counterflow cascade oven allowing continuous sand recovery with min. energy consumption
CH681283A5 (en) * 1990-08-16 1993-02-26 Fischer Ag Georg
BR9305607A (en) * 1992-08-13 1995-06-13 Cons Eng Co Apparatus and process for heat treating die casting with sand core, and apparatus for treating heat die casting
FR2696367B1 (en) * 1992-10-07 1994-12-23 Fm Ind Method and installation for regenerating heterogeneous foundry sands.
DE4306007A1 (en) * 1993-02-26 1994-09-01 Dietmar Domnick Fa Method for regenerating water-glass-bonded used foundry sands
US5747606A (en) * 1993-04-21 1998-05-05 Ciba Specialty Chemicals Corporation Increasing the molecular weight of polyesters and premix useful for this process
JP2548674B2 (en) * 1993-06-07 1996-10-30 長崎県 Reclaiming method of sodium silicate casting sand
US5382289A (en) 1993-09-17 1995-01-17 Ashland Oil, Inc. Inorganic foundry binder systems and their uses
JP3305471B2 (en) * 1993-12-29 2002-07-22 中部電力株式会社 Mold of microwave heat curing mold
US5474606A (en) 1994-03-25 1995-12-12 Ashland Inc. Heat curable foundry binder systems
DE19918316A1 (en) * 1998-04-22 1999-12-09 Cs Dental Gmbh Preparation of an embedding material useful in, e.g., dentistry, by a more rapid and economical process
DE19925167A1 (en) * 1999-06-01 2000-12-14 Luengen Gmbh & Co Kg As Exothermic feeder mass
CN1323779C (en) * 2002-09-13 2007-07-04 李明星 Renovation and reclamation process for silicate-bonded sand
DE10360694B3 (en) 2003-12-19 2005-06-30 Hydro Aluminium Alucast Gmbh Production line and method for the continuous production of castings from a metallic melt, in particular a light metal melt
DE102004042535B4 (en) * 2004-09-02 2019-05-29 Ask Chemicals Gmbh Molding material mixture for the production of casting molds for metal processing, process and use
DE102005029742B3 (en) 2005-06-24 2006-08-24 Klein Anlagenbau Ag Treating foundry molding material containing core sand and inorganic binder, to regenerate the core sand, by crushing, screening, wet-regenerating part of product and recombining with remainder
CN1322947C (en) * 2005-12-19 2007-06-27 华中科技大学 Method for regenerating water-glass old sand

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2496599C2 (en) 2013-10-27
JP5401325B2 (en) 2014-01-29
PL2329900T3 (en) 2021-12-20
CN101663112B (en) 2012-06-27
AU2008217190B2 (en) 2013-06-13
EP2329900A3 (en) 2012-12-12
KR20090113877A (en) 2009-11-02
AU2008217190C1 (en) 2013-11-28
AU2008217190A1 (en) 2008-08-28
CA2678292C (en) 2014-10-28
DE202008018001U1 (en) 2011-04-14
JP2010519042A (en) 2010-06-03
PL2117749T3 (en) 2021-11-22
US20100173767A1 (en) 2010-07-08
RU2009134089A (en) 2011-03-27
ZA200905640B (en) 2010-04-28
EP2117749A1 (en) 2009-11-18
BRPI0807534A2 (en) 2014-06-10
EP2329900B1 (en) 2021-07-07
US9737927B2 (en) 2017-08-22
UA100853C2 (en) 2013-02-11
WO2008101668A1 (en) 2008-08-28
CA2678292A1 (en) 2008-08-28
DE102007008149A1 (en) 2008-08-21
MX2009008857A (en) 2009-11-10
CN101663112A (en) 2010-03-03
KR101548219B1 (en) 2015-08-28
EP2329900A2 (en) 2011-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2117749B1 (en) Thermal regeneration of foundry sand
EP2209572B1 (en) Mould material mixture having improved flowability
EP2097192B2 (en) Moulding material mixture containing phosphorus for producing casting moulds for machining metal
EP2104580B1 (en) Moulding material mixture containing carbohydrates
EP1802409B1 (en) Material mixture for producing casting moulds for machining metal
DE102007045649B4 (en) A method of making a mold and / or a core using comminuted natural particulate amorphous silicic materials in the foundry area and binder composition
EP3010669B1 (en) Method for producing a lithium-containing molding material mixture based on an inorganic binder for producing molds and cores for metal casting
EP3606690B1 (en) Method for producing casting molds, cores and basic mold materials regenerated therefrom
EP3950168A1 (en) Mould material mixtures on the basis of inorganic binders, and method for producing moulds and cores for metal casting
WO2015058737A2 (en) Molding material mixtures containing an oxidic boron compound and method for the production of molds and cores
DE102012020511A1 (en) Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102006061876A1 (en) Molding material mixture, useful for producing casting molds for metal processing, comprises a fireproof molding base material, a binder based on water glass, a particulate metal oxide, e.g. silicon dioxide and further a carbohydrate

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090818

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: FROHN, MARCUS

Inventor name: MUELLER, JENS

Inventor name: KOCH, DIETHER

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20120530

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ASK CHEMICALS GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20201208

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502008017208

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1395704

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210615

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: T3

Ref document number: E 37934

Country of ref document: SK

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210826

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20210526

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210827

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210926

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210826

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210927

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502008017208

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20220301

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210926

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210526

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20220228

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20220219

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220219

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220228

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220219

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220219

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220228

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Payment date: 20230208

Year of fee payment: 16

Ref country code: AT

Payment date: 20230215

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Payment date: 20230206

Year of fee payment: 16

Ref country code: PL

Payment date: 20230118

Year of fee payment: 16

Ref country code: IT

Payment date: 20230228

Year of fee payment: 16

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230517

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20230426

Year of fee payment: 16

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20080219