EP2477766B1 - Foundry additive based on graphite - Google Patents

Foundry additive based on graphite Download PDF

Info

Publication number
EP2477766B1
EP2477766B1 EP10752733.5A EP10752733A EP2477766B1 EP 2477766 B1 EP2477766 B1 EP 2477766B1 EP 10752733 A EP10752733 A EP 10752733A EP 2477766 B1 EP2477766 B1 EP 2477766B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
graphite
foundry
bentonite
less
molding material
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.)
Revoked
Application number
EP10752733.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2477766A2 (en
Inventor
Thomas Engelhardt
Friedrich Ruf
Adnan Sefer
Klaus Bogisch
Daniel Schmid
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.)
Clariant International Ltd
Original Assignee
Clariant International Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43598189&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2477766(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Clariant International Ltd filed Critical Clariant International Ltd
Publication of EP2477766A2 publication Critical patent/EP2477766A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2477766B1 publication Critical patent/EP2477766B1/en
Revoked legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • 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
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B22C1/04Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives for protection of the casting, e.g. against decarbonisation
    • 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
    • B22C1/20Compositions 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 of organic agents
    • B22C1/26Compositions 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 of organic agents of carbohydrates; of distillation residues therefrom

Definitions

  • the invention relates to a foundry additive, a molding material mixture containing the foundry additive, a foundry mold of a granular refractory molding material containing the foundry additive, and the use of the foundry mold for metal casting.
  • the molten materials, ferrous metals or non-ferrous metals are converted into geometrically determined objects with specific workpiece properties.
  • the casting mold essentially represents a negative mold of the casting to be produced. Cavities inside the casting are represented by cores, while the outer boundary of the casting is represented by molding. Molds are made of a refractory molding material, such as quartz sand, whose grains are connected after molding by a suitable binder to ensure sufficient mechanical strength of the mold. For the production of molds so you use a refractory molding material, which is first mixed with a suitable binder.
  • the molding material mixture obtained from molding material and binder is preferably present in a free-flowing form, so that it can be filled into a suitable mold and compacted there.
  • a firm cohesion between the grains of the molding material is produced, so that the casting mold the required obtains mechanical stability.
  • organic binders are often used, which are cured after shaping by a chemical reaction initiated, for example, by fumigation with amines. More recently, water glass based inorganic binders have been increasingly used for the production of cores. Here, however, care must be taken that the cores disintegrate again after the casting into a fine sand.
  • clay is mostly used as a binder. In particular, sodium bentonites are important because of their good water absorption capacity and swelling capacity. In order to achieve a sufficient binding effect, the clay must have a certain moisture content. The binding effect of the clay unfolds by compacting the molding material mixture.
  • liquid metal is poured into the cavity of the mold. Upon contact with the mold, the liquid metal is quenched and forms a relatively stable peripheral shell, in which then the liquid metal is absorbed.
  • the surface of the casting mold must be sealed against the metal.
  • the surface of the casting cavity must still be so permeable that gaseous products, which in the contact of metal and casting mold through the hot metal are released, such as water vapor, can escape through the mold to the outside and do not pass into the liquid metal.
  • a sizing This is a slurry of finely ground inorganic ingredients in a suitable solvent, usually water or alcohol, which is applied to the wall of the cavity of the mold.
  • a suitable solvent usually water or alcohol
  • the application of the size requires a separate operation.
  • Another way to seal the pores of the mold from the casting cavity is to use lustrous carbon formers.
  • ground coal or synthetic and natural resins are used as the lustrous carbon formers.
  • these materials Upon contact with the liquid metal, these materials decompose in the then strongly reducing atmosphere, releasing low molecular weight fragments of organic compounds.
  • These gaseous organic compounds condense on the surface of the grains of the refractory molding material and form a thin carbon layer.
  • the carbon layer changes the wetting behavior of molten metals to quartz sand, thereby preventing the liquid metal between the grains of the refractory molding material from penetrating into the wall of the casting mold.
  • the molding sand is mixed with a humic acid-containing mineral, wherein the humic acid-containing mineral and activated carbon or graphite may be added.
  • Leonardite is preferably used as humic acid-containing mineral.
  • the humic acid-containing mineral and the carbon or graphite-containing additives preferably have a particle size of less than 1000 .mu.m, preferably less than 105 .mu.m and particularly preferably less than 74 .mu.m, in order to avoid surface defects in the castings.
  • the proportion of the humic acid-containing mineral which is added to the foundry sand is preferably in the range from 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, particularly preferably 0.25 to 0.5% by weight. % selected, based on the total weight of foundry sand and additives.
  • the examples describe a mixture containing graphite and leonardite. The graphite does not emit any organic compounds.
  • the graphite contained in the mixture is to be activated according to the inventors by the lignite or the Leonardite during the casting, so that the activated graphite absorbs a surprisingly high proportion of the emitted from the oxidized Leonardite benzene.
  • a method for producing a core and / or foundry sand for foundry purposes is described.
  • a mineral refractory molding material with an inorganic binder for example Bentonite, as well as an inorganic Blähadditiv mixed.
  • an organic blowing additive for example, expandable graphite can be used.
  • the core or molding sand can also contain macrocrystalline graphite.
  • the molding sand are added no organic additives. According to the inventors, the expanding graphite closes pores remaining in the casting mold during casting, whereby the roughness of the casting surface can be reduced.
  • the blowing additive acts as an adsorbent, so that separating oils, condensates or benzene, which are released during the casting, are bound.
  • the grain size of the mixture particles is preferably selected between 5 and 500 ⁇ m, particularly preferably between 10 and 200 ⁇ m.
  • the mean grain diameter can be, for example, about 65 microns.
  • Such an inorganic masterbatch is obtained by premixing the inorganic binder and the inorganic swelling additive. The mixture can then be added to the mold.
  • the grain size of the bulking additive is preferably selected in the range from 10 nm to 3000 nm.
  • the mean grain diameter should be about 1 micron.
  • a method for producing a molding sand, in particular recycled, for foundry purposes.
  • a porous, non-swellable in water material is added to the foundry sand, which has a very high specific surface area.
  • Exemplary materials include framework or tectosilicates, pumice, allophane, imogolite, kieselguhr, palygorskites, sepiolites, diatomaceous earth, and acid and / or heat treated clays.
  • the molding sand may additionally be supplemented by carbon products, such as lustrous carbon formers,
  • Coal dust or graphite may be added.
  • graphite By adding graphite, a better and faster absorption of the water by the non-swellable material or the bentonite is to be achieved. Furthermore, the flowability of the molding sand is improved by the Grafitzugabe.
  • the EP 0 279 031 A1 describes a process for accelerating the water adsorption of bentonite, in particular as an additive for molding sands.
  • the bentonite graphite slammed.
  • the graphite used may be natural graphite or an electro / synthetic graphite.
  • the carbonaceous material used is preferably a graphite mineral, in particular a natural graphite liberated from mineral constituents. Alternatively, synthetic graphites can also be used.
  • the particle size is preferably chosen to be less than 1 mm, particularly preferably less than 0.15 mm.
  • a mold is produced from a molding sand which is essentially free from lustrous carbon formers and pyrolytically decomposable organic constituents.
  • a sizing is then applied which contains the usual refractory inorganic constituents and is substantially free of pyrolytically decomposable organic constituents.
  • refractory inorganic constituents for example, clays, talc, quartz, mica, zirconium silicate, magnesite, aluminum silicate and chamotte can be used.
  • Inorganic constituents are also used graphite or coke.
  • the particle size of the refractory inorganic constituents is less than 75 ⁇ m and is preferably less than about 60 ⁇ m. Down the particle size is no limit.
  • the primary particle size of bentonite and kaolin can reach down to about 0.1 ⁇ m, with a maximum of primary particles in the range of about 1 ⁇ m, for example, for bentonite.
  • the carbonaceous material may comprise a core of graphite impregnated with a water-repellent high polymer residue such as that formed in the distillation of resin.
  • WO 99/28064 describes a liquid composition which produces lustrous carbon during metal casting.
  • the composition comprises particles of a lustrous carbon-forming agent in an aqueous carrier not coal.
  • Graphite is described only as a possible additive, for example to improve the flowability of the molding sand.
  • the particle size or the crystallinity of the graphite is not mentioned.
  • the expert can not refer to the description of the suitability of finely ground microcrystalline graphite.
  • the DE 30 17 119 A1 describes a process for producing a foundry sand of quartz sand, bentonite and water for iron foundry purposes, wherein the molding sand contains a lustrous carbon formers to avoid the burning of the liquid iron on the surface of the molding sand.
  • the lustrous carbonator is added to the mixture in the form of an agglomerate slurried in a liquid having a particle size of about 0.5 to 5 mm.
  • finely ground coal dust is used as a lustrous carbon former.
  • it may be mixed with further carbonaceous dust which does not contain a lustrous carbon generator.
  • charcoal dust, coke dust, wood flour, peat flour are suitable for this purpose or anthracite dust.
  • Graphite as a possible component is not mentioned. Again, this is already true DE 19 52 357 A1 Said. The expert can by DE 30 17 119 A1 are not led to the registration subject, since graphite itself is not a lustrous carbon generator and receives only by very fine milling properties corresponding to, so that it can serve as a substitute for a lustrous carbon.
  • graphite is widely used in the foundry industry. However, especially for cost reasons, relatively coarse-grained graphite powders are used. For example, graphite is used as a refractory material for the production of filters for the filtration of liquid metal, in particular aluminum. Graphite is also used to make refractory shapes.
  • the invention therefore an object of the invention to provide means that allow a further reduction of the emission of toxic substances during the casting process.
  • the uniformity of the graphite coating of the refractory base molding material is evident, for example, in the determination of the whiteness.
  • Microscopic investigations of the graphite-coated refractory mold raw materials show that the lower the whiteness, the more uniform the graphite coating is. This can be explained by the fact that a large part of the incident in the determination of the degree of whiteness of light radiation is adsorbed by the graphite.
  • the invention therefore provides a foundry additive which comprises a finely ground, microcrystalline or amorphous graphite having an average particle size D 50 of less than 100 ⁇ m and preferably an average crystallite size of less than 90 nm.
  • the finely ground graphite has an average particle size D 90 of less than 200 ⁇ m, according to another embodiment less than 50 ⁇ m, according to another embodiment less than 40 ⁇ m, according to another embodiment less than 30 ⁇ m, according to a further embodiment of less than 20 microns and according to yet another embodiment of less than 10 microns.
  • the finely ground graphite has an average particle size D 10 of less than 5 .mu.m, according to another embodiment of less than 3 .mu.m, according to another embodiment of less than 2 .mu.m, according to another embodiment of less than 1 .mu.m and according to yet another embodiment of less than 0.8 microns.
  • the distribution of the graphite particles can be quite wide, since the finely divided portion is sufficient to observe the effect of avoiding mineralization observed according to the invention.
  • the D 50 value and all other values D x for the description of the particle size distribution are related to the sample volume.
  • the size distribution of the particles may be monomodal or may comprise several maxima and be bimodal, for example. It is essential that a sufficient proportion of graphite particles with a diameter of less than 20 microns, according to an embodiment of less than 10 microns in the graphite additive is included in order to obtain the observed effect according to the invention.
  • the size distribution of the particles according to one embodiment corresponds to a Gaussian distribution.
  • the standard deviation of the D 50 value is less than 15 ⁇ m according to one embodiment, less than 10 ⁇ m in one embodiment and less than 8 ⁇ m according to another embodiment.
  • the particle size is determined as the mean value of the expansion of the particles in all three spatial directions.
  • a suitable method for determining the particle size distribution or the average particle sizes D 90 , D 50 , D 10 is, for example, laser diffractometry.
  • the mean particle size D 50 is less than 50 ⁇ m, and according to a further embodiment, less than 20 ⁇ m. According to one embodiment, the mean particle size D 50 is less than 10 ⁇ m, in accordance with a further embodiment the mean particle size D 50 is less than 5 ⁇ m.
  • Graphite can be ground by conventional methods up to an average particle size D 50 of about 1 micron. If the average particle size D 50 is to be lowered to values of less than 1 ⁇ m, this means a high outlay for the required devices and a high expenditure of time until the desired small particle size is reached. According to one embodiment, it is therefore provided that the mean particle size D 50 is more than 1 ⁇ m. However, it is also possible to use graphite with an average particle size D 50 of less than 1 ⁇ m. However, the grinding of the graphite is then difficult and expensive, so speak economic reasons against the use of such a finely ground graphite.
  • the graphite contained in the foundry additive preferably has a very low average crystallite size.
  • the mean crystallite size can be determined, for example, from the mean half-width of the reflections of the X-ray diffraction diagram.
  • the average crystallite size is preferably less than 90 nm, in one embodiment less than 80 nm, according to another embodiment less than 70 nm and according to yet another embodiment less than 50 nm.
  • the average crystallite size of the graphite is in the region of 20 up to 45 nm.
  • microcrystalline or amorphous graphite is used, that is to say the graphite produces very broad reflections in the X-ray diffraction diagram.
  • amorphous graphite here refers to a microcrystalline graphite with an extremely small crystallite size, which thus shows very broad reflections in the X-ray diffraction pattern, so that the determination of the crystallite size from the X-ray diagram can be associated with a relatively large error.
  • the transition between microcrystalline graphite and amorphous graphite is therefore fluid.
  • natural graphite can be referred to.
  • Natural graphite may contain minor minerals as well as impurities, making it difficult to determine a crystallite size.
  • the terms "amorphous graphite” and "microcrystalline graphite” are used in the following largely synonymous.
  • the graphite is provided in the form of an aqueous suspension. It has been shown that sandane sinterings on the casting can be significantly reduced if the graphite is not added in dry form but in the form of an aqueous suspension to the granular refractory molding material, in particular quartz sand.
  • the graphite is preferably present in the suspension in a proportion of between 20 and 50 parts by weight per 100 parts by weight of the suspension.
  • very finely divided graphite is used in the foundry additive, for example a graphite having an average particle size D 50 of less than 10 ⁇ m, it is preferred that the suspension contains dispersing aids in order to achieve complete wetting of the graphite particles.
  • dispersing aids make it possible to obtain graphite suspensions with a high proportion of graphite at comparatively low viscosities. It has also been found that the dispersing aid has an influence on the casting result, ie on the amount of sand sintered on the casting.
  • Suitable dispersing aids are, for example, anionic or nonionic surfactants.
  • Preferred anionic surfactants are, for example, alkali metal salts of polycarboxylic acids.
  • Preferred nonionic dispersing aids are, for example, fatty alcohol ethoxylates.
  • a suitable nonionic dispersing aid is, for example Pluronic ® PE 10400 Fa. BASF SE. Based on the dry graphite content, the dispersing aids are preferably present in a proportion of from 2 to 10% by weight in the suspension.
  • viscosity-adjusting additives may also be added to the suspension.
  • Suitable viscosity-regulating additives are, for example high molecular weight polyacrylates or natural thickeners, such as xanthan or cellulose ethers.
  • a suitable viscosity-regulating additive is, for example, sodium bentonite.
  • the addition of thickeners effectively prevents sedimentation of the graphite during storage. Based on the dry graphite content, the thickeners are preferably present in a proportion of less than 10% by weight, in one embodiment in a proportion of less than 5% by weight in the suspension.
  • the thickener in a proportion of at least 0.5 wt .-%, according to another embodiment in a proportion of at least 1 wt .-% and according to yet another embodiment in a proportion of more contained as 2 wt .-%, each based on the dry graphite content.
  • the further addition of fungicides or biocides makes sense.
  • clay-bound sands are preferably used as the refractory molding material.
  • a bentonite is added to the foundry additive.
  • the bentonite especially sodium bentonite or calcium bentonite, may be wholly or partially equivalent to the amount of binder used in a molding material mixture to make clay bonded molds.
  • This embodiment of the foundry additive according to the invention makes it possible to simultaneously introduce the binder bentonite and the finely ground graphite into the refractory molding material, usually quartz sand, in the production of a molding material mixture.
  • the foundry additive contains an intimate mixture of bentonite and finely ground, preferably microcrystalline or amorphous, graphite, so that in the production of a molding material mixture the bentonite, which may act as a binder, and the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite added simultaneously and evenly distributed in the granular refractory molding material, in particular quartz sand during mixing.
  • the proportion of the finely ground microcrystalline or amorphous graphite, based on the anhydrous foundry additive, according to one embodiment is greater than 1 wt .-%, according to another embodiment in the range of 2 to 20 wt .-%, and according to yet another embodiment in the range of 5 to 15% by weight.
  • the bentonite is preferably also added in finely ground form. According to one embodiment, the bentonite has a particle size D 100 of less than 300 ⁇ m, according to one embodiment of less than 200 ⁇ m.
  • the average particle size D 50 of the bentonite is preferably chosen to be less than 100 ⁇ m, and according to a further embodiment, less than 80 ⁇ m.
  • the average particle size D 50 of the bentonite is greater than 10 .mu.m, chosen according to a further embodiment greater than 20 microns.
  • the width of the particle size distribution can be set within wide limits.
  • the standard deviation of the D 50 value is, according to one embodiment, less than 50 ⁇ m, in one embodiment less than 30 ⁇ m.
  • the proportion of bentonite, based on the anhydrous foundry additive is preferably less than 99% by weight, in one embodiment in the range of 98 to 80% by weight and in another embodiment in the range of 95 to 85% by weight ,
  • an alkali bentonite particularly preferably a sodium bentonite
  • An alkali bentonite in particular sodium bentonite, is understood as meaning a bentonite which contains at least 40%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 60% of the cation exchange capacity in the form of exchangeable alkali ions, in particular sodium ions.
  • the bentonite used to make a molding mixture may be fully contained in the foundry additive. According to a further embodiment, however, it is also possible to proceed in such a way that only a part of the bentonite which acts as a binder in the molding material mixture is contained in the foundry additive and the remaining amount of bentonite is added separately to the granular refractory molding material.
  • the relative proportion of bentonite compared to the finely ground graphite can be chosen to be lower, so that the proportion of finely ground graphite in the anhydrous binder can assume values between 1 and 99 wt .-%.
  • the bentonite in particular sodium bentonite, also act as a thickener, which prevents settling of the graphite particles during storage. Since sodium bentonite has a strongly thickening effect even in small proportions, the proportion of bentonite, calculated as dry weight, in the suspension is preferably selected in the range from 1 to 10% by weight. In this embodiment, the bentonite is preferably used in a weight ratio of 10: 1 to 1: 10 to graphite.
  • the foundry additive is provided in the form of granules.
  • the finely ground microcrystalline or amorphous graphite and optionally other constituents of the foundry additive for example bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite, for example, intimately mixed and then formed into a granule.
  • the finely ground graphite in this embodiment is preferably distributed homogeneously in the volume of the granule.
  • a granulate can be very easily and accurately dose because of its flowability.
  • the mean diameter D 50 of the granules is selected according to an embodiment between 0.05 and 5 mm, according to another embodiment between 0.1 and 3 mm.
  • the size distribution of the granulate can be determined, for example, by sieve analysis. The information on the size distribution of the granulate relates in each case to the sample volume.
  • the granules may have a narrow size distribution.
  • the standard deviation of the D 50 value is less than 1 mm, in one embodiment less than 0.5 mm.
  • the granules can be produced by conventional means.
  • a suitable device is for example a pelletizing plate or an intensive mixer.
  • the granules are designed very fine-grained and preferably has a mean diameter D 50 of less than 1 mm.
  • Such fine granules can be prepared, for example, by spray drying.
  • a suspension can be prepared, which preferably has a proportion of 20 to 45 wt .-% finely ground graphite.
  • Such a suspension is preferably prepared by means of a high shear agitator. Water is preferably used as the liquid phase of the suspension.
  • the suspension may also be added to further constituents of the foundry auxiliary, for example bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite, which at the same time may also act as a binder for the granules.
  • the suspension may also contain an organic binder, for example cellulose ethers, polyvinyl alcohol, hot or cold water-soluble starches or dextrins.
  • an organic binder for example cellulose ethers, polyvinyl alcohol, hot or cold water-soluble starches or dextrins.
  • the proportion of the binder, based on the dry graphite, is preferably selected in the range between 1 and 10 wt .-%.
  • the suspension can then be subsequently dried in a conventional spray dryer under customary conditions.
  • the foundry additive can be dosed with the usual devices for refractory molding material and mix with this. In the foundry additive according to the invention, it is therefore not necessary to change work processes in the production of the casting mold.
  • the foundry additive comprises a bentonite granules which is coated with the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite.
  • a bentonite granules is first prepared, including conventional devices can be used.
  • the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite is then applied to the granules. This can be done in conventional mixers.
  • the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite can be added in dry form to the bentonite granules.
  • the finely ground microcrystalline or amorphous graphite is added in the form of a suspension to the bentonite granules.
  • the proportion of graphite, based on the dry granules, is preferably selected in the range of less than 20 wt .-%.
  • the proportion of finely ground microcrystalline or amorphous graphite in dry granules in a range of 0.1 to 10 wt .-% is selected according to another embodiment in proportion of 1 to 5 wt .-%.
  • the foundry additive in particular when used in the form of granules, has a moisture in the range from 15 to 35% by weight.
  • the constituents of the foundry additive, in particular when used as granules, in the production of the Formstoffmischung be dispersed very quickly and efficiently in the refractory molding material. If a moisture content of less than 10 wt .-% is selected, the mixing time increases significantly during the production of the molding material mixture, so that the process loses economic efficiency.
  • a foundry additive which has a very high moisture content, for example a moisture content of more than 40% by weight, the foundry additive is given a high tackiness so that the formation of lumps in the mixer can occur.
  • the moisture content of the foundry additive in particular if this is provided in the form of a granulate, can be adjusted, for example, by the water content of the graphite suspension, which according to one embodiment is used to produce the granules.
  • the aqueous graphite suspension can be used directly as a granulating agent or the moisture content of the granules is adjusted by coating the previously prepared bentonite granules with the aqueous graphite suspension.
  • the finely divided graphite can completely replace the lustrous carbon formers used in previous molding mixtures.
  • the foundry additive does not contain a lustrous carbon generator.
  • the foundry additive comprises a carbon support, preferably a finely ground carbon support.
  • the carbon support according to one embodiment has an average particle size D 50 of less than 300 microns, according to one embodiment, an average particle size D 50 of less than 200 microns.
  • the carbon support preferably has an average particle size D 50 of at least 20 ⁇ m.
  • the standard deviation of the D 50 value is less than 100 ⁇ m, in one embodiment less than 60 ⁇ m and according to another embodiment less than 30 ⁇ m.
  • the carbon support is selected from the group of coal, coke and activated carbon.
  • the proportion of the carbon support, based on the dry graphite in the range of 10 to 100 wt .-%, selected according to a further embodiment in the range of 20 to 80 wt .-%.
  • the foundry additive consists essentially of finely ground graphite and bentonite. "Substantially" means that the dry, i.
  • Anhydrous foundry additive comprises less than 5 wt .-%, preferably less than 2.5 wt .-% and according to another embodiment, less than 1 wt .-% further constituents. Further constituents are, for example, the dispersants already mentioned or also impurities.
  • the invention relates to the use of a finely ground microcrystalline or amorphous graphite as a foundry additive, in particular for the production of casting molds.
  • the properties of the graphite have already been described above with reference to the foundry additive.
  • the finely ground graphite is particularly preferably used in the form of a suspension.
  • the invention in another aspect, relates to a molding material composition containing a granular refractory molding material and the foundry additive described above.
  • a granular refractory molding material can all molding materials used in the field of foundry technology. Especially for the production of molds quartz sand is preferably used.
  • the granular refractory molding material has a grain size as commonly used for the production of molds.
  • the granular refractory molding material preferably has a particle size in the range of 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.7 mm. The adjustment of the particle size can be done, for example, by sieving or sifting.
  • the foundry additive is evenly distributed in the molding material mixture.
  • the proportion of finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite, based on the dry weight of the molding material mixture preferably in the range of 0.1 to 2 wt .-% and according to one embodiment in the range of 0.2 to 1.0 wt. % selected.
  • the molding material mixture contains a clay as a binder, with sodium bentonite being preferred.
  • the proportion of the binder (absolutely dry), in particular sodium bentonite, based on the dry molding material mixture between 5 and 15 wt .-%, according to one embodiment, between 6 and 10 wt .-%.
  • the molding material mixture in addition to the graphite contains less than 2 wt .-%, according to another embodiment, less than 1 wt .-% carbon, in particular lustrous carbon. According to one embodiment, the molding material mixture is free of lustrous carbon formers. The percentages are based on the weight of the molding material mixture.
  • each can itself microcrystalline or amorphous graphite can be used.
  • the average crystallite size of the graphite used as starting material may be less than 90 nm in one embodiment and less than 60 nm in another embodiment. According to one embodiment, the average crystallite size of the graphite used as starting material is between 15 and 45 nm Grafits conventional equipment can be used. Suitable mills are, for example, air jet mills. The effectiveness of the graphite becomes better, the lower the particle size. To obtain graphite having a particle size of less than 5 microns, preferably the graphite is ground wet. The grinding can also be done in several stages.
  • the graphite can first be ground dry to an average particle size D 50 of less than 100 .mu.m, preferably of less than 20 .mu.m, and then wet ground in a further step. Preferred embodiments of the graphite have already been described above.
  • the graphite is provided in the form of a suspension.
  • the suspension can be obtained directly by wet milling the graphite, for example, and optionally diluting the resulting suspension so that the suspension has a proportion of preferably 20 to 50 parts by weight of graphite per 100 parts by weight of the suspension.
  • dispersants may be added to the suspension. These can also be added during grinding. Suitable dispersants are, for example, anionic or nonionic surfactants. Exemplary surfactants have already been described above. The dispersants are preferably in a proportion of 2 to 10 wt .-%, based on the dry graphite, added to the suspension.
  • the foundry additive contains bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite.
  • the bentonite can be added to the graphite suspension, for example, or the graphite suspension can be added to a powdered bentonite, in particular calcium bentonite, wherein the moisture content of the mixture is adjusted according to one embodiment so that, for example, a granulate can be produced from the mixture.
  • a calcium bentonite is understood as meaning a bentonite which contains at least 40%, preferably at least 50% and, according to one embodiment, at least 60% of the cation exchange capacity as exchangeable calcium ions.
  • the bentonite in particular sodium bentonite or calcium bentonite, is first processed into a granulate. As already explained, this can be done with conventional devices, for example with a pelletizing plate or by means of an intensive mixer.
  • the granules should not have too high strength.
  • the bentonite is preferably applied with medium energy.
  • the bentonite can be introduced into an intensive vortex mixer and then the water is metered in at preferably maximum swirling speed.
  • a suitable intensive mixer is, for example, the R08 model from Eirich.
  • the amount of water is based on the bentonite used, preferably selected in the range of 20 to 30 wt .-%.
  • the granules are then preferably sieved to the desired size.
  • a suitable sieve has, for example, a mesh width of 2 mm.
  • the sieved fraction can then be dried in a drying oven to the desired moisture, for example to a moisture in the range of 10 to 20 wt .-%.
  • the graphite suspension is given up according to one embodiment. This can for example be done directly in the intensive mixer by the graphite suspension is applied to the moving granules, for example by the suspension is introduced in a thin stream into the mixing vessel of the intensive mixer.
  • the granules can be dried to set a moisture in the range specified above. According to a preferred embodiment, however, the water content of the suspension or the moisture content of the bentonite granules is adjusted prior to coating with the graphite such that the graphite-coated bentonite granules need not be dried after the coating in order to adjust the moisture content.
  • granules are obtained which can be distributed very easily and rapidly in the refractory molding material during the production of the molding material mixture.
  • the invention in another aspect, relates to a foundry mold of a granular refractory molding material containing the foundry additive described above.
  • the foundry mold is preferably formed as a mold, that is as the part of the foundry mold, which images the outer contour of the casting.
  • the production of the foundry mold is carried out in a conventional manner.
  • the foundry additive according to the invention is added while moving to the granular refractory molding material, preferably quartz sand being used as the refractory molding material.
  • the foundry additive is preferably added in a proportion to the refractory molding material, so that the molding material mixture has a proportion of finely divided graphite in the range of 0.1 to 2 wt .-%, based on the dry molding material mixture.
  • the molding material mixture is preferably a clay, in particular a bentonite, preferably sodium bentonite added. The proportion of sound is chosen in a common range.
  • the proportion of the clay in the molding material mixture is 5 to 15 wt .-%, based on the dry weight of the molding material mixture.
  • the molding material mixture has a conventional moisture content.
  • the molding material mixture has a water content in the range of 2 to 4 wt .-%.
  • the molding material mixture is placed in a corresponding molding box and compacted in the usual way. There then takes place an assembly of the casting mold, it being possible where appropriate to install cores in the casting cavity.
  • the mold is provided in a conventional manner with a feed system for the liquid metal and with feeders.
  • the invention relates to the use of the foundry mold for metal casting.
  • the foundry mold according to the invention can in itself replace all previously known foundry molds. It is suitable both for steel and cast iron as well as for the casting of non-ferrous metals, such as aluminum casting. After casting, the casting is demoulded in the usual way. The molding sand can then be recycled in the usual way and used again for the production of molds.
  • CEC cation exchange capacity
  • the cations released by the exchange are in the wash water (filtrate).
  • the proportion and the type of monovalent cations ("exchangeable cations") was determined spectroscopically in the filtrate according to DIN 38406, part 22.
  • the wash water (filtrate) is concentrated for AAS determination, transferred to a 250 ml volumetric flask and filled with deionized water to the measuring mark. Suitable measuring conditions for FAAS can be found in the following tables.
  • the water content of the products at 105 ° C is determined using the method DIN / ISO-787/2.
  • the wet tensile strength (NZF) and the green strength (DF) of the moldings were measured according to the test specification P38 of the Bund Irishr G deviser (BDG).
  • the molding sand mixture is molded on a model plate with four discs of a diameter of 100 mm and a height of 40 mm in an APM S1 vibrating press plant from Brunkel & Wagner.
  • a box with 350 mm x 310 mm x 100 mm is used.
  • Upper and lower box are then assembled into a mold.
  • a sufficient amount of lamellar graphite cast iron (GJL) is melted at about 3.5% C and poured into the casting mold at 1400 ° C. over a period of 10 to 12 seconds.
  • the iron / sand ratio is 1: 3.
  • the iron disc is placed on a mortar mill from the company Retsch (type RMO), wherein between the casting and porcelain mortar, a plastic lid is inserted, which carries the metal disc. Subsequently, brushing is carried out at a contact pressure of 0.07 N / cm 2 and a rotational speed of 90 rpm for 30 sec. This ensures that the loose and non-sintered sand is completely and evenly removed from the surface and not captured as sintered sand.
  • the thus pretreated iron disk is inserted into a metal ring, wherein the inner diameter of the metal ring is 11 cm.
  • a circular cut out sponge with a height of 1 cm is arranged on a base plate below the iron disk.
  • the sample surface is brushed off with a file brush Type 533 720 from LUX, which is clamped via an adapter into a laboratory stirrer over a period of 120 sec at 70 rpm.
  • the laboratory stirrer which is firmly connected to the file brush, is connected by a hinge to a sturdy stand. As a result, the surface of the metal disc is loaded with the weight of the stirrer including the file brush.
  • the face of the iron disk is then blasted with a steel granulate (1.0 - 1.6 mm) for 30 sec. Again, the proportion of sintered sand is determined by the weight difference before and after the blasting process. The addition of the two individual sand amounts of jet and metal brush test results in the total amount of sand sintered on the front side of the iron disk.
  • the molding material is adjusted by adjusting the water content to a compressibility of 45% and compressed on a rammer type PRA Georg Fischer with three ram strokes to cylinders with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm.
  • the wet compressive strength is determined on 5 specimens and the mean value is formed.
  • the graphites are as delivered on a laser diffraction Mastersizer ® 2000 from Malvern in the continuous air stream related to the particle size distribution was measured (dry cell: Scirocco 2000)...
  • the measurement is carried out in aqueous dispersion.
  • the suspension is treated with ultrasound for 30 seconds and then measured in distilled water (wet cell: Hydro 2000 S).
  • the measurement is carried out in accordance with ISO 13320 / DIN ISO 9276-1.
  • the sample When measuring in air, the sample is blown through the measuring cell with the aid of compressed air (air pressure: 2 bar). The measuring time is 8 seconds.
  • the particle size distribution is calculated according to Fraunhofer theory.
  • the sample When measured in aqueous suspension, the sample is suspended in deionized water. Before starting the measurement, the sample is treated with an internal ultrasonic finger (intensity: 50%) for 30 seconds. The treatment with ultrasound is also continued during the measurement (intensity: 50%). The sample is pumped through the measuring cell at a pumping speed of 2000 rpm. The evaluation is carried out according to Mie theory, refractive index: 1.5295; Absorption index: 0.1.
  • the graphite-containing molding material mixture is prepared as described in paragraph 1. Subsequently, the still moist molding material mixture is pressed into the sample holder of the whiteness measuring device Gretag Macbeth CE 7000 A. Thereafter, the sample holder is dried together with molding material at 110 ° C for 12 h. Subsequently, the sample holder with the molding material is introduced into the measuring instrument and the whiteness is measured according to the TAPPI method T 452 at a color temperature of 6500 ° C. and at an angle of incidence of 10 °.
  • the dry milling of the graphite was carried out on an air jet mill AFG 100 from. Hosokawa with an attached classifier ATP 50.
  • the air jet mill is with equipped with a 2 mm nozzle.
  • the average particle size distribution D 50 between 1.5 and 20 ⁇ m could be set.
  • Table 1a Shares of different particle sizes in a finely ground graphite sample; D ⁇ sub> 10 ⁇ / sub>: 3.27 ⁇ m, D ⁇ 50>: 10.78 ⁇ m, D ⁇ sub> 90 ⁇ / sub>: 30.29 ⁇ m, D ⁇ 100> ⁇ /sub>: 321.89 ⁇ m, measurement in air (Fig.
  • Table 3 The results of the examples are summarized in Table 3.
  • Table 2 Grinding of graphite on an air jet mill sample Feed material Sizing wheel adjustment (rpm) Feed quantity (kg / h) Pressure (N / cm 2 ) Average particle size (D 50 , ⁇ m) Crystal size (nm) JM / K0 Crystalline powder graphite type GHL from Grafit Kropfmühl AG - - - 42 45 JM / K1 " 5000 3.5 25 18 JM / K2 " 8000 3.0 25 10 JM / K3 " 12000 2.4 30 4 JM / K4 " 17000 1.7 35 1.5 JM / T0

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Gießereiadditiv, eine Formstoffmischung, welche das Gießereiadditiv enthält, eine Gießereiform aus einem körnigen feuerfesten Formstoff, welches das Gießereiadditiv enthält, sowie die Verwendung der Gießereiform für den Metallguss.The invention relates to a foundry additive, a molding material mixture containing the foundry additive, a foundry mold of a granular refractory molding material containing the foundry additive, and the use of the foundry mold for metal casting.

Die meisten Erzeugnisse der Eisen- und Stahlindustrie sowie der Nichteisenmetallindustrie durchlaufen zur ersten Formgebung Gießprozesse. Dabei werden die Schmelzflüssigwerkstoffe, Eisenmetalle bzw. Nichteisenmetalle, in geometrisch bestimmte Gegenstände mit bestimmten Werkstückeigenschaften überführt. Für die Formgebung der Gussstücke müssen zunächst zum Teil sehr komplizierte Gießformen zur Aufnahme der Schmelze hergestellt werden. Die Gießform stellt im wesentlichen eine Negativform des herzustellenden Gussstücks dar. Dabei werden Hohlräume im Inneren des Gussstücks durch Kerne wiedergegeben, während die äußere Begrenzung des Gussstücks durch Formen abgebildet wird. Gießformen bestehen aus einem feuerfesten Formstoff, beispielsweise Quarzsand, dessen Körner nach dem Ausformen durch ein geeignetes Bindemittel verbunden werden, um eine ausreichende mechanische Festigkeit der Gießform zu gewährleisten. Für die Herstellung von Gießformen verwendet man also einen feuerfesten Formstoff, welcher zunächst mit einem geeigneten Bindemittel versetzt wird. Die aus Formstoff und Bindemittel erhaltene Formstoffmischung liegt bevorzugt in einer rieselfähigen Form vor, sodass sie in eine geeignete Hohlform eingefüllt und dort verdichtet werden kann. Durch das Bindemittel wird ein fester Zusammenhalt zwischen den Körnern des Formstoffs erzeugt, sodass die Gießform die erforderliche mechanische Stabilität erhält. Für Kerne werden oft organische Bindemittel verwendet, die nach der Formgebung durch eine chemische Reaktion ausgehärtet werden, die beispielsweise durch eine Begasung mit Aminen initiiert wird. In jüngerer Zeit werden zunehmend anorganische Bindemittel auf der Basis von Wasserglas für die Herstellung von Kernen verwendet. Hier muss allerdings dafür Sorge getragen werden, dass die Kerne nach dem Abguss wieder zu einem feinen Sand zerfallen. Für Formen wird meist Ton als Bindemittel verwendet. Hier sind insbesondere Natriumbentonite wegen ihrer guten Wasseraufnahmefähigkeit und Quellfähigkeit von Bedeutung. Um eine ausreichende Bindewirkung zu erzielen, muss der Ton eine bestimmte Feuchte aufweisen. Die Bindewirkung des Tons entfaltet sich durch das Kompaktieren der Formstoffmischung.Most products of the iron and steel industry and the non-ferrous metal industry undergo casting processes for the first shaping. The molten materials, ferrous metals or non-ferrous metals, are converted into geometrically determined objects with specific workpiece properties. To shape the castings, very complicated casting molds for receiving the melt must first be produced. The casting mold essentially represents a negative mold of the casting to be produced. Cavities inside the casting are represented by cores, while the outer boundary of the casting is represented by molding. Molds are made of a refractory molding material, such as quartz sand, whose grains are connected after molding by a suitable binder to ensure sufficient mechanical strength of the mold. For the production of molds so you use a refractory molding material, which is first mixed with a suitable binder. The molding material mixture obtained from molding material and binder is preferably present in a free-flowing form, so that it can be filled into a suitable mold and compacted there. By the binder, a firm cohesion between the grains of the molding material is produced, so that the casting mold the required obtains mechanical stability. For cores, organic binders are often used, which are cured after shaping by a chemical reaction initiated, for example, by fumigation with amines. More recently, water glass based inorganic binders have been increasingly used for the production of cores. Here, however, care must be taken that the cores disintegrate again after the casting into a fine sand. For molds clay is mostly used as a binder. In particular, sodium bentonites are important because of their good water absorption capacity and swelling capacity. In order to achieve a sufficient binding effect, the clay must have a certain moisture content. The binding effect of the clay unfolds by compacting the molding material mixture.

Beim Abguss wird flüssiges Metall in den Hohlraum der Gießform eingefüllt. Beim Kontakt mit der Gießform wird das flüssige Metall abgeschreckt und bildet eine relativ stabile Randschale aus, in welcher dann das flüssige Metall aufgenommen wird.During casting liquid metal is poured into the cavity of the mold. Upon contact with the mold, the liquid metal is quenched and forms a relatively stable peripheral shell, in which then the liquid metal is absorbed.

Um eine möglichst genaue Abbildung der durch den Hohlraum der Gießform vorgegebenen Form des Gussstücks zu erreichen und eine Nachbearbeitung des Gussstücks zu vermeiden muss gewährleistet sein, dass das flüssige Metall nicht in das poröse Material der Gießform eindringt. Man erhält sonst eine raue Oberfläche, welche nachbearbeitet werden muss, um beispielsweise angesinterten Sand zu entfernen. Dringt das Metall tiefer in die Gießform ein, sodass Sand in das Gussstück eingeschlossen wird, spricht man von Vererzungen, welche das Gussstück unbrauchbar machen können.In order to achieve the most accurate possible representation of the shape of the casting predetermined by the cavity of the casting mold and to avoid post-processing of the casting, it must be ensured that the liquid metal does not penetrate into the porous material of the casting mold. Otherwise you get a rough surface, which must be reworked, for example, to remove sintered sand. If the metal penetrates deeper into the casting mold so that sand is trapped in the casting, we speak of mineralization that can render the casting unusable.

Um also eine zufriedenstellende Oberfläche des Gussstücks zu erhalten muss die Oberfläche der Gießform gegenüber dem Metall abgedichtet werden. Gleichzeitig muss die Oberfläche des Gießhohlraums jedoch noch so durchlässig sein, dass gasförmige Produkte, welche beim Kontakt von Metall und Gießform durch das heiße Metall freigesetzt werden, beispielsweise Wasserdampf, durch die Gießform nach außen entweichen können und nicht in das flüssige Metall übergehen.Thus, to obtain a satisfactory surface of the casting, the surface of the casting mold must be sealed against the metal. At the same time, however, the surface of the casting cavity must still be so permeable that gaseous products, which in the contact of metal and casting mold through the hot metal are released, such as water vapor, can escape through the mold to the outside and do not pass into the liquid metal.

Man versieht daher den Hohlraum der Gießform oft mit einer Schlichte. Dies ist eine Aufschlämmung fein gemahlener anorganischer Bestandteile in einem geeigneten Lösungsmittel, meist Wasser oder Alkohol, welche auf die Wand des Hohlraums der Gießform aufgetragen wird. Das Aufbringen der Schlichte erfordert jedoch einen separaten Arbeitsschritt. Eine andere Möglichkeit, die Poren der Gießform gegenüber dem Gießhohlraum zu verschließen besteht in der Verwendung von Glanzkohlenstoffbildnern. Als Glanzkohlenstoffbildner werden beispielsweise gemahlene Steinkohle oder synthetische und natürliche Harze verwendet. Beim Kontakt mit dem flüssigen Metall zersetzen sich diese Materialien in der dann stark reduzierenden Atmosphäre, wobei niedermolekulare Fragmente organischer Verbindungen freigesetzt werden. Diese gasförmigen organischen Verbindungen kondensieren auf der Oberfläche der Körner des feuerfesten Formstoffs und bilden eine dünne Kohlenstoffschicht aus. Die Kohlenstoffschicht ändert das Benetzungsverhalten von Metallschmelzen gegenüber Quarzsand und verhindert so, dass das flüssige Metall zwischen den Körnern des feuerfesten Formstoffs in die Wand der Gießform eindringt.Therefore, it often provides the cavity of the mold with a sizing. This is a slurry of finely ground inorganic ingredients in a suitable solvent, usually water or alcohol, which is applied to the wall of the cavity of the mold. However, the application of the size requires a separate operation. Another way to seal the pores of the mold from the casting cavity is to use lustrous carbon formers. For example, ground coal or synthetic and natural resins are used as the lustrous carbon formers. Upon contact with the liquid metal, these materials decompose in the then strongly reducing atmosphere, releasing low molecular weight fragments of organic compounds. These gaseous organic compounds condense on the surface of the grains of the refractory molding material and form a thin carbon layer. The carbon layer changes the wetting behavior of molten metals to quartz sand, thereby preventing the liquid metal between the grains of the refractory molding material from penetrating into the wall of the casting mold.

Die beim Abguss aus den Glanzkohlenstoffbildnern gebildeten organischen flüchtigen Bestandteile weisen zum Teil jedoch eine hohe Toxizität auf. Dies gilt insbesondere für flüchtige Aromaten, wie Benzol und höher kondensierte polyzyklische Kohlenwasserstoffe, die im Formstoff verbleiben. Diese toxischen Stoffe bilden eine Gefährdung am Arbeitsplatz und müssen daher aufgefangen werden. Da sie nicht einfach in die Umwelt abgegeben werden können, muss die Abluft nachbehandelt und beispielsweise nachverbrannt werden. Man ist daher bemüht, Formstoffmischungen bereitzustellen, bei welchen die Emission toxischer Stoffe möglichst gering ist.However, some of the organic volatiles formed on casting from the lustrous carbon formers have high toxicity. This is especially true for volatile aromatics, such as benzene and higher-condensed polycyclic hydrocarbons, which remain in the molding material. These toxic substances constitute a hazard at the workplace and must therefore be absorbed. Since they can not easily be released into the environment, the exhaust air must be post-treated and burned, for example. It is therefore an effort To provide molding material mixtures in which the emission of toxic substances is minimized.

In der WO 98/50181 werden Additive für Formsande beschrieben, welche Aktivkohle enthalten. Die Aktivkohle kann auch während des Gießprozesses in situ gebildet werden. Formsande, welche mit derartigen Additiven versetzt sind, emittieren während des Abgusses geringere Mengen an flüchtigen organischen Verbindungen. Um die Aktivkohle in situ erzeugen zu können, wird der Formsand mit einem huminsäurehaltigen Mineral versetzt, wobei dem huminsäurehaltigen Mineral auch Aktivkohle oder Grafit beigegeben sein kann. Als huminsäurehaltiges Mineral wird bevorzugt Leonardit eingesetzt. Das huminsäurehaltige Mineral sowie die kohlenstoff- oder grafithaltigen Additive weisen vorzugsweise eine Partikelgröße von weniger als 1000 µm, bevorzugt weniger als 105 µm und insbesondere bevorzugt weniger als 74 µm auf, um Oberflächendefekte bei den Gussstücken zu vermeiden. Der Anteil des huminsäurehaltigen Minerals, welches dem Formsand zugegeben wird, wird vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,25 bis 0,5 Gew.-% gewählt, bezogen auf das Gesamtgewicht von Formsand und Additiven. Bei den Beispielen wird eine Mischung beschrieben, welche Grafit und Leonardit enthält. Der Grafit emittiert keine organischen Verbindungen. Der in der Mischung enthaltene Grafit soll nach Vorstellung der Erfinder durch das Lignit bzw. den Leonardit während des Abgusses aktiviert werden, sodass der aktivierte Grafit einen überraschend hohen Anteil des aus dem oxidierten Leonardit emittierten Benzols absorbiert.In the WO 98/50181 are described additives for molding sands containing activated carbon. The activated carbon can also be formed in situ during the casting process. Molded sands, mixed with such additives, emit smaller amounts of volatile organic compounds during casting. In order to generate the activated carbon in situ , the molding sand is mixed with a humic acid-containing mineral, wherein the humic acid-containing mineral and activated carbon or graphite may be added. Leonardite is preferably used as humic acid-containing mineral. The humic acid-containing mineral and the carbon or graphite-containing additives preferably have a particle size of less than 1000 .mu.m, preferably less than 105 .mu.m and particularly preferably less than 74 .mu.m, in order to avoid surface defects in the castings. The proportion of the humic acid-containing mineral which is added to the foundry sand is preferably in the range from 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, particularly preferably 0.25 to 0.5% by weight. % selected, based on the total weight of foundry sand and additives. The examples describe a mixture containing graphite and leonardite. The graphite does not emit any organic compounds. The graphite contained in the mixture is to be activated according to the inventors by the lignite or the Leonardite during the casting, so that the activated graphite absorbs a surprisingly high proportion of the emitted from the oxidized Leonardite benzene.

In der DE 10 2007 027 621 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kern- und/oder Formsandes für Gießereizwecke beschrieben. Dabei wird ein mineralischer feuerfester Formstoff mit einem anorganischen Bindemittel, beispielsweise Bentonit, sowie einem anorganischen Blähadditiv vermischt. Als organisches Blähadditiv kann beispielsweise Blähgrafit verwendet werden. Als weiteres anorganisches Additiv kann der Kern- bzw. Formsand auch makrokristallinen Grafit enthalten. Dem Formsand sind keine organischen Zusätze beigegeben. Nach den Vorstellungen der Erfinder verschließt der Blähgrafit während des Abgießens in der Gießform verbliebene Poren, wodurch die Rauigkeit der Gussoberfläche verringert werden kann. Weiter wirkt das Blähadditiv als Adsorptionsmittel, sodass Trennöle, Kondensate oder Benzol, welche während des Abgusses freigesetzt werden, gebunden werden. Durch das Blähadditiv werden Bindemittelbrücken, die sich zwischen einzelnen Sandkörnern ausgebildet haben, während des Abgusses gesprengt, sodass die Gießform nach dem Abguss wieder zu einem feinen Sand zerfällt. Die Körnung der Mischungsteilchen wird bevorzugt zwischen 5 und 500 µm, insbesondere bevorzugt zwischen 10 und 200 µm gewählt. Der mittlere Korndurchmesser kann beispielsweise bei ca. 65 µm liegen. Eine solche anorganische Vormischung wird erhalten, indem das anorganische Bindemittel und das anorganische Blähadditiv vorab vermischt werden. Die Mischung kann dann dem Formstand zugegeben werden. Die Körnung des Blähadditivs wird vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 3000 nm gewählt. Der mittlere Korndurchmesser soll bei ca. 1 µm liegen.In the DE 10 2007 027 621 A1 For example, a method for producing a core and / or foundry sand for foundry purposes is described. In this case, a mineral refractory molding material with an inorganic binder, for example Bentonite, as well as an inorganic Blähadditiv mixed. As an organic blowing additive, for example, expandable graphite can be used. As a further inorganic additive, the core or molding sand can also contain macrocrystalline graphite. The molding sand are added no organic additives. According to the inventors, the expanding graphite closes pores remaining in the casting mold during casting, whereby the roughness of the casting surface can be reduced. Furthermore, the blowing additive acts as an adsorbent, so that separating oils, condensates or benzene, which are released during the casting, are bound. Through the blowing additive binder bridges, which have formed between individual grains of sand, blown up during the casting, so that the casting mold decays back into a fine sand after casting. The grain size of the mixture particles is preferably selected between 5 and 500 μm, particularly preferably between 10 and 200 μm. The mean grain diameter can be, for example, about 65 microns. Such an inorganic masterbatch is obtained by premixing the inorganic binder and the inorganic swelling additive. The mixture can then be added to the mold. The grain size of the bulking additive is preferably selected in the range from 10 nm to 3000 nm. The mean grain diameter should be about 1 micron.

In der WO 03/066253 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere im Kreislauf geführten Formsandes für Gießereizwecke beschrieben. Dabei wird dem Gießereisand ein poröses, in Wasser nicht quellfähiges Material zugegeben, welches über eine sehr hohe spezifische Oberfläche verfügt. Beispielhafte Materialien sind Gerüst- oder Tektosilikate, Bims, Allophan, Imogolit, Kieselgur, Palygorskite, Sepiolite, Diatomeenerde sowie mit Säure und/oder Wärme behandelte Tone. Als weitere Zuschlagstoffe können dem Formsand ergänzend auch Kohlenstoffprodukte, wie Glanzkohlenstoffbildner,In the WO 03/066253 A1 For example, a method is described for producing a molding sand, in particular recycled, for foundry purposes. In this case, a porous, non-swellable in water material is added to the foundry sand, which has a very high specific surface area. Exemplary materials include framework or tectosilicates, pumice, allophane, imogolite, kieselguhr, palygorskites, sepiolites, diatomaceous earth, and acid and / or heat treated clays. As further additives, the molding sand may additionally be supplemented by carbon products, such as lustrous carbon formers,

Steinkohlenstaub oder Grafit zugesetzt werden. Durch die Zugabe von Grafit soll eine bessere und schnellere Aufnahme des Wassers durch das nicht quellfähige Material bzw. den Bentonit erreicht werden. Ferner wird durch die Grafitzugabe die Fließfähigkeit des Formsandes verbessert.Coal dust or graphite may be added. By adding graphite, a better and faster absorption of the water by the non-swellable material or the bentonite is to be achieved. Furthermore, the flowability of the molding sand is improved by the Grafitzugabe.

In der EP 0 279 031 A1 wird ein Verfahren zum Beschleunigen der Wasseradsorption von Bentonit, insbesondere als Zuschlagstoff für Formsande beschrieben. Dazu wird dem Bentonit Grafit zugeschlagen. Bei dem verwendeten Grafit kann es sich um Naturgrafit oder einen Elektro-/Synthetikgrafit handeln.In the EP 0 279 031 A1 describes a process for accelerating the water adsorption of bentonite, in particular as an additive for molding sands. For this purpose, the bentonite graphite slammed. The graphite used may be natural graphite or an electro / synthetic graphite.

In der DE 32 46 324 A1 werden Gießereiformsande beschrieben, welche als Zusatz kohlenstoffhaltige Materialien umfassen, die sich durch einen geringen Anteil flüchtiger Bestandteile auszeichnen. Als kohlenstoffhaltiges Material wird bevorzugt ein Grafitmineral verwendet, insbesondere ein von mineralischen Bestandteilen befreiter Naturgrafit. Alternativ können auch synthetische Grafite eingesetzt werden. Die Teilchengröße wird vorzugsweise kleiner als 1 mm, insbesondere bevorzugt kleiner als 0,15 mm gewählt.In the DE 32 46 324 A1 foundry molding sands are described, which include as an additive carbonaceous materials, which are characterized by a low proportion of volatile components. The carbonaceous material used is preferably a graphite mineral, in particular a natural graphite liberated from mineral constituents. Alternatively, synthetic graphites can also be used. The particle size is preferably chosen to be less than 1 mm, particularly preferably less than 0.15 mm.

In der EP 0 337 080 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen aus tongebundenem Formsand beschrieben. Dabei wird zunächst eine Form aus einem Formsand hergestellt, der im Wesentlichen frei von Glanzkohlenstoffbildnern und pyrolytisch zersetzbaren organischen Bestandteilen ist. Auf diejenigen Oberflächen der Form, die mit dem gegossenen Metall in Berührung kommen, wird dann eine Schlichte aufgebracht, welche die üblichen feuerfesten anorganischen Bestandteile enthält und im Wesentlichen frei von pyrolytisch zersetzbaren organischen Bestandteilen ist. Als feuerfeste anorganische Bestandteile können beispielsweise Tone, Talkum, Quarz, Glimmer, Zirkonsilikat, Magnesit, Aluminiumsilikat und Schamotte verwendet werden. Im weiteren Sinn können als anorganische Bestandteile auch Grafit bzw. Koks verwendet werden. Die Teilchengröße der feuerfesten anorganischen Bestandteile beträgt weniger als 75 µm und liegt vorzugsweise unter etwa 60 µm. Nach unten ist der Teilchengröße keine Grenze gesetzt. Beispielsweise kann die Primärteilchengröße bei Bentonit und Kaolin bis hinab zu etwa 0,1 µm reichen, wobei zum Beispiel bei Bentonit ein Maximum der Primärteilchen im Bereich von etwa 1 µm liegt.In the EP 0 337 080 A2 describes a method for the production of molds from clay-bonded molding sand. In this case, first of all a mold is produced from a molding sand which is essentially free from lustrous carbon formers and pyrolytically decomposable organic constituents. Onto those surfaces of the mold which come into contact with the cast metal, a sizing is then applied which contains the usual refractory inorganic constituents and is substantially free of pyrolytically decomposable organic constituents. As refractory inorganic constituents, for example, clays, talc, quartz, mica, zirconium silicate, magnesite, aluminum silicate and chamotte can be used. In the broader sense, as Inorganic constituents are also used graphite or coke. The particle size of the refractory inorganic constituents is less than 75 μm and is preferably less than about 60 μm. Down the particle size is no limit. For example, the primary particle size of bentonite and kaolin can reach down to about 0.1 μm, with a maximum of primary particles in the range of about 1 μm, for example, for bentonite.

In der GB 357,126 wird ein kohlenstoffhaltiges pulverförmiges Trennmittel beschrieben, welches während der Herstellung einer Gießform auf die Oberfläche des Formhohlraums aufgetragen wird. Das kohlenstoffhaltige Material kann einen Kern aus Grafit umfassen, welcher mit einem wasserabweisenden hochpolymeren Rückstand imprägniert ist, wie er beispielsweise bei der Destillation von Harz entsteht.In the GB 357,126 there is described a carbonaceous powdery release agent which is applied to the surface of the mold cavity during the manufacture of a mold. The carbonaceous material may comprise a core of graphite impregnated with a water-repellent high polymer residue such as that formed in the distillation of resin.

In der US 4,314,744 wird ein auf Wasserglas basierendes Bindemittel für die Herstellung von Kernen beschrieben, welches amorphes Siliziumdioxid enthält, durch welches der Zerfall der Kerne nach dem Guss erleichtert wird. Um den Zerfall der Kerne zu erleichtern, können der Formstoffmischung auch kohlenstoffhaltige Materialien beigegeben werden, wie Harze, Pech oder Aktivkohle. Graphit wird lediglich am Rand erwähnt, um die Oberfläche der Kerne zu beschichten. Auf diese Weise kann die Oberfläche der Metalle bzw. die Haltbarkeit bei Lagerung der Kerne erhöht werden. Auf die Korngröße des Graphits wird nicht eingegangen.In the US 4,314,744 there is described a waterglass-based binder for the production of cores containing amorphous silica which facilitates disintegration of the cores after casting. In order to facilitate the disintegration of the cores, carbon-containing materials such as resins, pitch or activated carbon may also be added to the molding material mixture. Graphite is mentioned only at the edge to coat the surface of the cores. In this way, the surface of the metals or the storage stability of the cores can be increased. The grain size of graphite is not discussed.

In der WO 99/28064 wird eine flüssige Zusammensetzung beschrieben, welche während des Metallgusses Glanzkohlenstoff erzeugt. Die Zusammensetzung umfasst in einem wässrigen Träger Partikel eines Glanzkohlenstoffbildners, wobei dieser nicht Kohle ist. Graphit wird lediglich als mögliches Additiv beschrieben, beispielsweise um die Fließfähigkeit des Formsandes zu verbessern. Die Partikelgröße bzw. die Kristallinit des Graphits wird nicht erwähnt. Ebenso kann der Fachmann keinen Hinweis auf die Eignung von fein vermahlenem mikrokristallinem Graphit der Beschreibung entnehmen.In the WO 99/28064 describes a liquid composition which produces lustrous carbon during metal casting. The composition comprises particles of a lustrous carbon-forming agent in an aqueous carrier not coal. Graphite is described only as a possible additive, for example to improve the flowability of the molding sand. The particle size or the crystallinity of the graphite is not mentioned. Likewise, the expert can not refer to the description of the suitability of finely ground microcrystalline graphite.

In der DE 19 52 357 A1 wird ein Zusatz für Formmassen als Ersatz für Kohlestäube zur Bildung von Glanzkohlenstoff in Gießformen beschrieben, wobei der Zusatz aus einem thermoplastischen Kunststoff in ungeschäumter Form als nicht substituierter polymerisierter Kohlenstoff, insbesondere Polystyrol, in einer Teilchengröße von kleiner als 0,3 mm besteht. Die Verwendung von Graphit, insbesondere in fein vermahlener mikrokristalliner Form, wird in DE 19 52 357 A1 nicht beschrieben. Da Graphit selbst kein Glanzkohlenstoffbildner ist, würde DE 19 52 357 A1 -den Fachmann auch von der in der Anmeldung beschriebenen Verwendung von fein vermahlenem Graphit als Ersatz für Glanzkohlenstoff wegführen.In the DE 19 52 357 A1 an additive for molding compositions is described as a substitute for coal dust for the formation of lustrous carbon in molds, wherein the addition of a thermoplastic material in unfoamed form as unsubstituted polymerized carbon, in particular polystyrene, in a particle size of less than 0.3 mm. The use of graphite, especially in finely ground microcrystalline form, is disclosed in US Pat DE 19 52 357 A1 not described. Since graphite itself is not a lustrous carbon generator, would DE 19 52 357 A1 also lead the skilled person away from the use of finely ground graphite as a substitute for lustrous carbon described in the application.

In der DE 30 17 119 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines aus Quarzsand, Bentonit und Wasser bestehenden Formsandes für Eisengießereizwecke beschrieben, wobei der Formsand einen Glanzkohlenstoffbildner enthält, um das Anbrennen des flüssigen Eisens an der Oberfläche des Formsandes zu vermeiden. Der Glanzkohlenstoffbildner wird dem Gemisch in Form eines in einer Flüssigkeit aufgeschlämmten Agglomerats zugegeben, welches eine Teilchengröße von etwa 0,5 bis 5 mm hat. Als Glanzkohlenstoffbildner wird beispielsweise fein gemahlener Steinkohlestaub verwendet. Zum Agglomerieren kann dieser mit weiterem kohlenstoffhaltigem Staub vermischt werden, welcher keinen Glanzkohlenstoffbildner enthält. Geeignet sind hierfür beispielsweise Holzkohlenstaub, Koksstaub, Holzmehl, Torfmehl oder Anthrazitstaub. Graphit als mögliche Komponente wird nicht erwähnt. Auch hier gilt das bereits zu DE 19 52 357 A1 Gesagte. Der Fachmann kann durch DE 30 17 119 A1 nicht zum Anmeldegegenstand geführt werden, da Graphit selbst kein Glanzkohlenstoffbildner ist und lediglich durch sehr feines Vermahlen entsprechende Eigenschaften erhält, sodass er als Ersatz für einen Glanzkohlenstoffbildner dienen kann.In the DE 30 17 119 A1 describes a process for producing a foundry sand of quartz sand, bentonite and water for iron foundry purposes, wherein the molding sand contains a lustrous carbon formers to avoid the burning of the liquid iron on the surface of the molding sand. The lustrous carbonator is added to the mixture in the form of an agglomerate slurried in a liquid having a particle size of about 0.5 to 5 mm. For example, finely ground coal dust is used as a lustrous carbon former. For agglomeration, it may be mixed with further carbonaceous dust which does not contain a lustrous carbon generator. For example, charcoal dust, coke dust, wood flour, peat flour are suitable for this purpose or anthracite dust. Graphite as a possible component is not mentioned. Again, this is already true DE 19 52 357 A1 Said. The expert can by DE 30 17 119 A1 are not led to the registration subject, since graphite itself is not a lustrous carbon generator and receives only by very fine milling properties corresponding to, so that it can serve as a substitute for a lustrous carbon.

Die Verwendung von Grafit ist in der Gießereiindustrie an sich weit verbreitet. Es werden insbesondere aus Kostengründen jedoch relativ grobkörnige Grafitpulver eingesetzt. So wird Grafit beispielsweise als feuerfester Werkstoff für die Herstellung von Filtern zur Filtration von flüssigem Metall, insbesondere Aluminium, verwendet. Auch zur Herstellung feuerfester Formen wird Grafit verwendet.The use of graphite is widely used in the foundry industry. However, especially for cost reasons, relatively coarse-grained graphite powders are used. For example, graphite is used as a refractory material for the production of filters for the filtration of liquid metal, in particular aluminum. Graphite is also used to make refractory shapes.

Die Emission toxischer Substanzen während des Abgusses bleibt trotz der in jüngerer Zeit erreichten Fortschritte ein beständiges Problem und die Verringerung dieser Emissionen bleibt ein Ziel, welches ständig und in allen Aspekten des Gießprozesses verfolgt werden muss.The emission of toxic substances during casting remains a persistent problem, despite the recent progress made, and the reduction of these emissions remains an objective that needs to be constantly monitored in all aspects of the casting process.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Verfügung zu stellen, welche eine weitere Reduktion der Emission toxischer Substanzen während des Gießvorgangs ermöglichen.The invention therefore an object of the invention to provide means that allow a further reduction of the emission of toxic substances during the casting process.

Diese Aufgabe wird mit einem Gießereiadditiv mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved with a foundry additive having the features of patent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Im Rahmen der Entwicklungsarbeiten zu umweltfreundlichen Alternativen hat sich herausgestellt, dass die Wirkungsweise von Grafit ganz erheblich gesteigert werden kann, wenn der Grafit in möglichst fein gemahlener Form bereitgestellt wird. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, gehen die Erfinder davon aus, dass die Grafitpartikel wegen ihrer sehr geringen Größe das Korn des feuerfesten Formstoffs, insbesondere Quarzsands, umhüllen und damit die Oberflächeneigenschaften des feuerfesten Formstoffs, insbesondere seine Benetzbarkeit durch flüssiges Metall, nachhaltig verändern. So kann anhand von Experimenten nachgewiesen werden, dass das Ausmaß von Sandanhaftungen am Gussstück nach dem Entformen deutlich verringert werden kann, wenn der Sand erfindungsgemäß mit einer dünnen Schicht Grafit umhüllt wurde. Das Ergebnis wird dabei umso besser, je feiner der Grafit vermahlen wurde.As part of the development of environmentally friendly alternatives, it has been found that the effect of graphite can be significantly increased if the graphite is provided in as finely ground form as possible. Without wishing to be bound by this theory, the inventors assume that the graphite particles because of their very small size envelop the grain of the refractory molding material, in particular quartz sand, and thus permanently change the surface properties of the refractory molding material, in particular its wettability by liquid metal , Thus, it can be demonstrated by experiments that the extent of sand buildup on the casting after demoulding can be significantly reduced if the sand was coated with a thin layer of graphite according to the invention. The result is the better, the finer the graphite was ground.

Die Gleichmäßigkeit der Grafitumhüllung des feuerfesten Formgrundstoffs zeigt sich beispielsweise bei der Bestimmung des Weißgrades. Mikroskopische Untersuchungen der mit Grafit umhüllten feuerfesten Formgrundstoffe zeigen, dass die Grafitumhüllung umso gleichmäßiger ist, je niedriger der Weißgrad ausfällt. Dies lässt sich dadurch erklären, dass ein Großteil der bei der Bestimmung des Weißgrades eingestrahlten Lichtstrahlung von dem Grafit adsorbiert wird.The uniformity of the graphite coating of the refractory base molding material is evident, for example, in the determination of the whiteness. Microscopic investigations of the graphite-coated refractory mold raw materials show that the lower the whiteness, the more uniform the graphite coating is. This can be explained by the fact that a large part of the incident in the determination of the degree of whiteness of light radiation is adsorbed by the graphite.

Durch die Erfindung wird daher ein Gießereiadditiv zur Verfügung gestellt, welches einen fein gemahlenen, mikrokristallinen oder amorphen Grafit umfasst, welcher eine mittlere Partikelgröße D50 von weniger als 100 µm und vorzugsweise eine mittlere Kristallitgröße von weniger als 90 nm aufweist.The invention therefore provides a foundry additive which comprises a finely ground, microcrystalline or amorphous graphite having an average particle size D 50 of less than 100 μm and preferably an average crystallite size of less than 90 nm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der fein gemahlene Grafit eine mittlere Partikelgröße D90 von weniger als 200 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 50 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 40 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 30 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 20 µm und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform von weniger als 10 µm auf.According to a further embodiment, the finely ground graphite has an average particle size D 90 of less than 200 μm, according to another embodiment less than 50 μm, according to another embodiment less than 40 μm, according to another embodiment less than 30 μm, according to a further embodiment of less than 20 microns and according to yet another embodiment of less than 10 microns.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der fein gemahlene Grafit eine mittlere Partikelgröße D10 von weniger als 5 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 3 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 2 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 1 µm und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform von weniger als 0,8 µm auf.According to a further embodiment, the finely ground graphite has an average particle size D 10 of less than 5 .mu.m, according to another embodiment of less than 3 .mu.m, according to another embodiment of less than 2 .mu.m, according to another embodiment of less than 1 .mu.m and according to yet another embodiment of less than 0.8 microns.

An sich kann die Verteilung der Grafitpartikel recht breit sein, da der feinteilige Anteil ausreicht, um den erfindungsgemäß beobachteten Effekt einer Vermeidung von Vererzungen zu beobachten. Gemäß einer Ausführungsform beträgt das Verhältnis D90/D10 weniger als 20, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 15, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 10, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 8 und gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 6.As such, the distribution of the graphite particles can be quite wide, since the finely divided portion is sufficient to observe the effect of avoiding mineralization observed according to the invention. According to one embodiment, the ratio D 90 / D 10 less than 20, in another embodiment less than 15, in another embodiment less than 10, in another embodiment less than 8, and in another embodiment less than. 6

Unter einer mittleren Partikelgröße D50 wird eine Größe verstanden, bei welcher 50 % der Teilchen größer und 50 % der Teilchen kleiner als der D50-Wert sind. Entsprechend wird unter einer mittleren Partikelgröße D90 ein Wert verstanden, bei welchem 90 % der Teilchen kleiner und 10 % der Teilchen größer sind. Unter einer mittleren Partikelgröße D10 wird ein Wert verstanden, bei welchem 10 % der Teilchen kleiner und 90 % der Teilchen größer sind. Der D50-Wert und alle anderen Werte Dx zur Beschreibung der Partikelgrößenverteilung sind auf das Probenvolumen bezogen.By an average particle size D 50 is meant a size at which 50% of the particles are larger and 50% of the particles are smaller than the D 50 value. Accordingly, an average particle size D 90 is understood to be a value at which 90% of the particles are smaller and 10% of the particles are larger. An average particle size D 10 is understood to mean a value at which 10% of the particles are smaller and 90% of the particles are larger. The D 50 value and all other values D x for the description of the particle size distribution are related to the sample volume.

Die Größenverteilung der Teilchen kann monomodal sein oder auch mehrere Maxima umfassen und beispielsweise bimodal sein. Wesentlich ist, dass ein ausreichender Anteil an Grafitpartikeln mit einem Durchmesser von weniger als 20 µm, gemäß einer Ausführungsform von weniger als 10 µm im Grafitadditiv enthalten ist, um den erfindungsgemäß beobachteten Effekt zu erhalten.The size distribution of the particles may be monomodal or may comprise several maxima and be bimodal, for example. It is essential that a sufficient proportion of graphite particles with a diameter of less than 20 microns, according to an embodiment of less than 10 microns in the graphite additive is included in order to obtain the observed effect according to the invention.

Die Größenverteilung der Partikel entspricht gemäß einer Ausführungsform einer Gaußverteilung. Die Standardabweichung vom D50-Wert beträgt gemäß einer Ausführungsform weniger als 15 µm, gemäß einer Ausführungsform weniger als 10 µm und gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 8 µm. Die Partikelgröße wird dabei als Mittelwert der Ausdehnung der Teilchen in alle drei Raumrichtungen bestimmt. Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung bzw. der mittleren Partikelgrößen D90, D50, D10, ist beispielsweise Laserdiffraktometrie.The size distribution of the particles according to one embodiment corresponds to a Gaussian distribution. The standard deviation of the D 50 value is less than 15 μm according to one embodiment, less than 10 μm in one embodiment and less than 8 μm according to another embodiment. The particle size is determined as the mean value of the expansion of the particles in all three spatial directions. A suitable method for determining the particle size distribution or the average particle sizes D 90 , D 50 , D 10 is, for example, laser diffractometry.

Wie bereits erläutert, werden umso geringere Sandanhaftungen oder Sandansinterungen am Gussstück beobachtet, je feinteiliger der im Gießereiadditiv enthaltene Grafit ist. Gemäß einer Ausführungsform ist daher bevorzugt, dass die mittlere Partikelgröße D50 weniger als 50 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 20 µm beträgt. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die mittlere Partikelgröße D50 weniger als 10 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die mittlere Partikelgröße D50 weniger als 5 µm.As already explained, the finer the graphite contained in the foundry additive, the lower is the sand buildup or sanding sintering observed on the casting. According to one embodiment, it is therefore preferred that the mean particle size D 50 is less than 50 μm, and according to a further embodiment, less than 20 μm. According to one embodiment, the mean particle size D 50 is less than 10 μm, in accordance with a further embodiment the mean particle size D 50 is less than 5 μm.

Grafit lässt sich durch übliche Verfahren bis zu einer mittleren Partikelgröße D50 von etwa 1 µm aufmahlen. Soll die mittlere Partikelgröße D50 auf Werte von weniger als 1 µm erniedrigt werden, bedeutet dies einen hohen Aufwand für die erforderlichen Vorrichtungen sowie einen hohen zeitlichen Aufwand, bis die gewünschte geringe Partikelgröße erreicht ist. Gemäß einer Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die mittlere Partikelgröße D50 mehr als 1 µm beträgt. An sich ist es jedoch auch möglich, Grafit mit einer mittleren Partikelgröße D50 von weniger als 1 µm zu verwenden. Das Vermahlen des Grafits gestaltet sich dann jedoch schwierig und kostenaufwändig, sodass wirtschaftliche Gründe gegen die Verwendung eines solch fein gemahlenen Grafits sprechen.Graphite can be ground by conventional methods up to an average particle size D 50 of about 1 micron. If the average particle size D 50 is to be lowered to values of less than 1 μm, this means a high outlay for the required devices and a high expenditure of time until the desired small particle size is reached. According to one embodiment, it is therefore provided that the mean particle size D 50 is more than 1 μm. However, it is also possible to use graphite with an average particle size D 50 of less than 1 μm. However, the grinding of the graphite is then difficult and expensive, so speak economic reasons against the use of such a finely ground graphite.

Der in dem Gießereiadditiv enthaltene Grafit weist bevorzugt eine sehr geringe mittlere Kristallitgröße auf. Die mittlere Kristallitgröße lässt sich beispielsweise aus der mittleren Halbwertsbreite der Reflexe des Röntgenbeugungsdiagramms ermitteln. Die mittlere Kristallitgröße beträgt bevorzugt weniger als 90 nm, gemäß einer Ausführungsform weniger als 80 nm, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 70 nm und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform weniger als 50 nm. Gemäß einer Ausführungsform liegt die mittlere Kristallitgröße des Grafits im Bereich von 20 bis 45 nm.The graphite contained in the foundry additive preferably has a very low average crystallite size. The mean crystallite size can be determined, for example, from the mean half-width of the reflections of the X-ray diffraction diagram. The average crystallite size is preferably less than 90 nm, in one embodiment less than 80 nm, according to another embodiment less than 70 nm and according to yet another embodiment less than 50 nm. According to one embodiment, the average crystallite size of the graphite is in the region of 20 up to 45 nm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mikrokristalliner oder amorpher Grafit verwendet, das heißt der Grafit erzeugt im Röntgenbeugungsdiagramm sehr breite Reflexe.According to a further embodiment, microcrystalline or amorphous graphite is used, that is to say the graphite produces very broad reflections in the X-ray diffraction diagram.

Der Begriff "amorpher Grafit" bezeichnet hier einen mikrokristallinen Grafit mit einer extrem geringen Kristallitgröße, der also sehr breite Reflexe im Röntgenbeugungsdiagramm zeigt, sodass die Bestimmung der Kristallitgröße aus dem Röntgendiagramm mit einem relativ großen Fehler behaftet sein kann. Der Übergang zwischen mikrokristallinem Grafit und amorphem Grafit ist daher fließend. Als amorpher Grafit kann beispielweise auch Naturgrafit bezeichnet werden. Naturgrafit kann Nebenmineralien sowie Verunreinigungen enthalten, wodurch die Bestimmung einer Kristallitgröße erschwert ist. Die Begriffe "amorpher Grafit" und "mikrokristalliner Grafit" werden im Weiteren weitgehend synonym verwendet.The term "amorphous graphite" here refers to a microcrystalline graphite with an extremely small crystallite size, which thus shows very broad reflections in the X-ray diffraction pattern, so that the determination of the crystallite size from the X-ray diagram can be associated with a relatively large error. The transition between microcrystalline graphite and amorphous graphite is therefore fluid. As an amorphous graphite, for example, natural graphite can be referred to. Natural graphite may contain minor minerals as well as impurities, making it difficult to determine a crystallite size. The terms "amorphous graphite" and "microcrystalline graphite" are used in the following largely synonymous.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Grafit in Form einer wässrigen Suspension bereitgestellt. Es hat sich gezeigt, dass sich Sandansinterungen am Gussstück noch deutlich verringern lassen, wenn der Grafit nicht in trockener Form sondern in Form einer wässrigen Suspension zum körnigen feuerfesten Formstoff, insbesondere Quarzsand gegeben wird. Der Grafit ist in der Suspension bevorzugt in einem Anteil zwischen 20 und 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Suspension enthalten. Insbesondere, wenn sehr feinteiliger Grafit im Gießereiadditiv verwendet wird, beispielsweise ein Grafit mit einer mittleren Partikelgröße D50 von weniger als 10 µm, ist es bevorzugt, dass die Suspension Dispergierhilfsmittel enthält, um eine vollständige Benetzung der Grafitpartikel zu erreichen. Durch die Verwendung von Dispergierhilfsmittel gelingt es, Grafitsuspensionen mit hohem Grafitanteil bei vergleichsweise niedrigen Viskositäten zu erhalten. Es hat sich auch gezeigt, dass das Dispergierhilfsmittel Einfluss auf das Gussergebnis hat, also auf die Menge des am Gussstück angesinterten Sands. Geeignete Dispergierhilfsmittel sind beispielsweise anionische oder nichtionische Tenside. Bevorzugte anionische Tenside sind beispielsweise Alkalisalze von Polycarbonsäuren. Bevorzugte nichtionische Dispergierhilfsmittel sind beispielsweise Fettalkoholethoxylate. Ein geeignetes, nichtionisches Dispergierhilfsmittel ist beispielsweise Pluronic® PE 10400 der Fa. BASF SE. Bezogen auf den trockenen Grafitanteil sind die Dispergierhilfsmittel bevorzugt in einem Anteil von 2 bis 10 Gew.-% in der Suspension enthalten.In one embodiment, the graphite is provided in the form of an aqueous suspension. It has been shown that sandane sinterings on the casting can be significantly reduced if the graphite is not added in dry form but in the form of an aqueous suspension to the granular refractory molding material, in particular quartz sand. The graphite is preferably present in the suspension in a proportion of between 20 and 50 parts by weight per 100 parts by weight of the suspension. In particular, if very finely divided graphite is used in the foundry additive, for example a graphite having an average particle size D 50 of less than 10 μm, it is preferred that the suspension contains dispersing aids in order to achieve complete wetting of the graphite particles. The use of dispersing aids makes it possible to obtain graphite suspensions with a high proportion of graphite at comparatively low viscosities. It has also been found that the dispersing aid has an influence on the casting result, ie on the amount of sand sintered on the casting. Suitable dispersing aids are, for example, anionic or nonionic surfactants. Preferred anionic surfactants are, for example, alkali metal salts of polycarboxylic acids. Preferred nonionic dispersing aids are, for example, fatty alcohol ethoxylates. A suitable nonionic dispersing aid is, for example Pluronic ® PE 10400 Fa. BASF SE. Based on the dry graphite content, the dispersing aids are preferably present in a proportion of from 2 to 10% by weight in the suspension.

Neben Dispergierhilfsmitteln können der Suspension auch viskositätsregulierende Zusätze zugegeben sein. Geeignete viskositätsregulierende Zusätze sind beispielsweise hochmolekulare Polyacrylate oder natürliche Verdickungsmittel, wie Xanthan oder Zelluloseether. Ein geeigneter viskositätsregulierender Zusatz ist beispielsweise Natriumbentonit. Durch den Zusatz von Verdickern wird eine Sedimentation des Grafits während der Lagerung wirkungsvoll verhindert. Bezogen auf den trockenen Grafitanteil sind die Verdicker bevorzugt in einem Anteil von weniger als 10 Gew.-%, gemäß einer Ausführungsform in einem Anteil von weniger als 5 Gew.-% in der Suspension enthalten. Um einen ausreichenden Effekt zu erhalten ist der Verdicker gemäß einer Ausführungsform in einem Anteil von zumindest 0,5 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Anteil von zumindest 1 Gew.-% und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform in einem Anteil von mehr als 2 Gew.-% enthalten, jeweils bezogen auf den trockenen Grafitanteil. Bei Verwendung von organischen, viskositätsregulierenden Zusätzen ist der weitere Zusatz von Fungiziden bzw. Bioziden sinnvoll.In addition to dispersants, viscosity-adjusting additives may also be added to the suspension. Suitable viscosity-regulating additives are, for example high molecular weight polyacrylates or natural thickeners, such as xanthan or cellulose ethers. A suitable viscosity-regulating additive is, for example, sodium bentonite. The addition of thickeners effectively prevents sedimentation of the graphite during storage. Based on the dry graphite content, the thickeners are preferably present in a proportion of less than 10% by weight, in one embodiment in a proportion of less than 5% by weight in the suspension. In order to obtain a sufficient effect, the thickener according to one embodiment in a proportion of at least 0.5 wt .-%, according to another embodiment in a proportion of at least 1 wt .-% and according to yet another embodiment in a proportion of more contained as 2 wt .-%, each based on the dry graphite content. When organic, viscosity-regulating additives are used, the further addition of fungicides or biocides makes sense.

Für Formen werden bevorzugt tongebundene Sande, insbesondere Quarzsande, als feuerfester Formstoff eingesetzt. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass dem Gießereiadditiv ein Bentonit zugegeben ist. Der Bentonit, insbesondere Natriumbentonit oder Calciumbentonit, kann ganz oder teilweise der Menge an Bindemittel entsprechen, welches in einer Formstoffmischung zur Herstellung tongebundener Gießformen verwendet wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gießereiadditivs ermöglicht es bei der Herstellung einer Formstoffmischung das Bindemittel Bentonit und den fein gemahlenen Grafit gleichzeitig in den feuerfesten Formstoff, meist Quarzsand, einzubringen. Das Gießereiadditiv enthält gemäß einer Ausführungsform eine innige Mischung von Bentonit und fein gemahlenem, vorzugsweise mikrokristallinem oder amorphem, Grafit, sodass bei der Herstellung einer Formstoffmischung der ggf. als Bindemittel wirkende Bentonit und der fein gemahlene, vorzugsweise mikrokristalline oder amorphe Grafit gleichzeitig zugegeben und beim Mischen gleichmäßig im körnigen feuerfesten Formstoff, insbesondere Quarzsand verteilt werden.For molds, clay-bound sands, in particular quartz sands, are preferably used as the refractory molding material. According to one embodiment, it is provided that a bentonite is added to the foundry additive. The bentonite, especially sodium bentonite or calcium bentonite, may be wholly or partially equivalent to the amount of binder used in a molding material mixture to make clay bonded molds. This embodiment of the foundry additive according to the invention makes it possible to simultaneously introduce the binder bentonite and the finely ground graphite into the refractory molding material, usually quartz sand, in the production of a molding material mixture. According to one embodiment, the foundry additive contains an intimate mixture of bentonite and finely ground, preferably microcrystalline or amorphous, graphite, so that in the production of a molding material mixture the bentonite, which may act as a binder, and the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite added simultaneously and evenly distributed in the granular refractory molding material, in particular quartz sand during mixing.

Der Anteil des fein gemahlenen mikrokristallinen oder amorphen Grafits, bezogen auf das wasserfreie Gießereiadditiv, wird dabei gemäß einer Ausführungsform größer als 1 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 2 bis 20 Gew.-%, und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 5 bis 15 Gew.-% gewählt. Der Bentonit wird vorzugsweise ebenfalls in fein gemahlener Form zugegeben. Gemäß einer Ausführungsform weist der Bentonit eine Partikelgröße D100 von weniger als 300 µm, gemäß einer Ausführungsform von weniger als 200 µm auf. Die mittlere Partikelgröße D50 des Bentonits wird vorzugsweise geringer als 100 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform geringer als 80 µm gewählt. Gemäß einer Ausführungsform wird die mittlere Partikelgröße D50 des Bentonits größer als 10 µm, gemäß einer weiteren Ausführungsform größer als 20 µm gewählt. Die Breite der Partikelgrößenverteilung kann innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden. Die Standardabweichung vom D50-Wert beträgt gemäß einer Ausführungsform weniger als 50 µm, gemäß einer Ausführungsform weniger als 30 µm. Der Anteil des Bentonits, bezogen auf das wasserfreie Gießereiadditiv, wird vorzugsweise geringer als 99 Gew.-%, gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 98 bis 80 Gew.-% und gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 95 bis 85 Gew.-% gewählt.The proportion of the finely ground microcrystalline or amorphous graphite, based on the anhydrous foundry additive, according to one embodiment is greater than 1 wt .-%, according to another embodiment in the range of 2 to 20 wt .-%, and according to yet another embodiment in the range of 5 to 15% by weight. The bentonite is preferably also added in finely ground form. According to one embodiment, the bentonite has a particle size D 100 of less than 300 μm, according to one embodiment of less than 200 μm. The average particle size D 50 of the bentonite is preferably chosen to be less than 100 μm, and according to a further embodiment, less than 80 μm. According to one embodiment, the average particle size D 50 of the bentonite is greater than 10 .mu.m, chosen according to a further embodiment greater than 20 microns. The width of the particle size distribution can be set within wide limits. The standard deviation of the D 50 value is, according to one embodiment, less than 50 μm, in one embodiment less than 30 μm. The proportion of bentonite, based on the anhydrous foundry additive, is preferably less than 99% by weight, in one embodiment in the range of 98 to 80% by weight and in another embodiment in the range of 95 to 85% by weight ,

Als Bentonit wird bevorzugt ein Alkalibentonit, insbesondere bevorzugt ein Natriumbentonit verwendet. Unter einem Alkalibentonit, insbesondere Natriumbentonit wird ein Bentonit verstanden, welcher zumindest 40 %, bevorzugt zumindest 50 %, insbesondere bevorzugt zumindest 60 % der Kationenaustauschkapazität in Form austauschbarer Alkaliionen, insbesondere Natriumionen enthält.As the bentonite, an alkali bentonite, particularly preferably a sodium bentonite, is preferably used. An alkali bentonite, in particular sodium bentonite, is understood as meaning a bentonite which contains at least 40%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 60% of the cation exchange capacity in the form of exchangeable alkali ions, in particular sodium ions.

Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform kann der zur Herstellung einer Formstoffmischung verwendete Bentonit vollständig im Gießereiadditiv enthalten sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann jedoch auch in der Weise verfahren werden, dass nur ein Teil des Bentonits, welcher in der Formstoffmischung als Bindemittel wirkt, im Gießereiadditiv enthalten ist und die restliche Menge des Bentonits getrennt zum körnigen feuerfesten Formstoff gegeben wird. In diesem Fall kann der relative Anteil des Bentonits im Vergleich zum fein gemahlenen Grafit geringer gewählt werden, sodass der Anteil des fein gemahlenen Grafits am wasserfreien Bindemittel Werte zwischen 1 und 99 Gew.-% annehmen kann. Insbesondere bei Verwendung einer Grafitsuspension kann der Bentonit, insbesondere Natriumbentonit, auch als Verdickungsmittel wirken, welcher ein Absetzen der Grafitpartikel während der Lagerung verhindert. Da Natriumbentonit bereits in geringen Anteilen stark verdickend wirkt, wird der Anteil des Bentonits, berechnet als Trockengewicht, an der Suspension bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% gewählt. Bei dieser Ausführungsform wird der Bentonit bevorzugt in Gewichtsverhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 zum Grafit eingesetzt.In the embodiment just described, the bentonite used to make a molding mixture may be fully contained in the foundry additive. According to a further embodiment, however, it is also possible to proceed in such a way that only a part of the bentonite which acts as a binder in the molding material mixture is contained in the foundry additive and the remaining amount of bentonite is added separately to the granular refractory molding material. In this case, the relative proportion of bentonite compared to the finely ground graphite can be chosen to be lower, so that the proportion of finely ground graphite in the anhydrous binder can assume values between 1 and 99 wt .-%. In particular, when using a graphite suspension, the bentonite, in particular sodium bentonite, also act as a thickener, which prevents settling of the graphite particles during storage. Since sodium bentonite has a strongly thickening effect even in small proportions, the proportion of bentonite, calculated as dry weight, in the suspension is preferably selected in the range from 1 to 10% by weight. In this embodiment, the bentonite is preferably used in a weight ratio of 10: 1 to 1: 10 to graphite.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gießereiadditiv in Form eines Granulats bereitgestellt ist. Dazu können der fein gemahlene mikrokristalline oder amorphe Grafit und ggf. weitere Bestandteile des Gießereiadditivs, beispielsweise Bentonit, insbesondere Natriumbentonit oder Calciumbentonit, beispielsweise innig vermischt und dann zu einem Granulat geformt werden. Der fein gemahlene Grafit ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise homogen im Volumen des Granulatkorns verteilt.According to a preferred embodiment, it is provided that the foundry additive is provided in the form of granules. For this purpose, the finely ground microcrystalline or amorphous graphite and optionally other constituents of the foundry additive, for example bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite, for example, intimately mixed and then formed into a granule. The finely ground graphite in this embodiment is preferably distributed homogeneously in the volume of the granule.

Ein Granulat lässt sich wegen seiner Rieselfähigkeit sehr einfach und genau dosieren.A granulate can be very easily and accurately dose because of its flowability.

Der mittlere Durchmesser D50 der Granulatkörner wird gemäß einer Ausführungsform zwischen 0,05 und 5 mm, gemäß einer weiteren Ausführungsform zwischen 0,1 und 3 mm gewählt. Die Größenverteilung des Granulats lässt sich beispielsweise durch Siebanalyse bestimmen. Die Angaben zur Größenverteilung des Granulats beziehen sich jeweils auf das Probenvolumen. Das Granulat kann eine enge Größenverteilung aufweisen. Die Standardabweichung vom D50-Wert beträgt gemäß einer Ausführungsform weniger als 1 mm, gemäß einer Ausführungsform weniger als 0,5 mm.The mean diameter D 50 of the granules is selected according to an embodiment between 0.05 and 5 mm, according to another embodiment between 0.1 and 3 mm. The size distribution of the granulate can be determined, for example, by sieve analysis. The information on the size distribution of the granulate relates in each case to the sample volume. The granules may have a narrow size distribution. The standard deviation of the D 50 value, according to one embodiment, is less than 1 mm, in one embodiment less than 0.5 mm.

Das Granulat lässt sich mit üblichen Vorrichtungen herstellen. Eine geeignete Vorrichtung ist beispielsweise ein Pelletierteller oder ein Intensivmischer.The granules can be produced by conventional means. A suitable device is for example a pelletizing plate or an intensive mixer.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Granulat sehr feinkörnig ausgestaltet ist und vorzugsweise einen mittleren Durchmesser D50 von weniger als 1 mm aufweist. Ein solches Feingranulat lässt sich beispielsweise durch Sprühtrocknen herstellen. Hierzu kann beispielsweise eine Suspension hergestellt werden, welche vorzugsweise einen Anteil von 20 bis 45 Gew.-% feingemahlenen Grafit aufweist. Eine solche Suspension wird vorzugsweise mit Hilfe eines stark scherenden Rühraggregats hergestellt. Als flüssige Phase der Suspension wird vorzugsweise Wasser verwendet. Der Suspension können noch weitere Bestandteile des Gießereihilfsmittels zugesetzt werden, beispielsweise Bentonit, insbesondere Natriumbentonit oder Calciumbentonit, welcher gleichzeitig auch als Bindemittel für das Granulat wirken kann.According to one embodiment, it is provided that the granules are designed very fine-grained and preferably has a mean diameter D 50 of less than 1 mm. Such fine granules can be prepared, for example, by spray drying. For this purpose, for example, a suspension can be prepared, which preferably has a proportion of 20 to 45 wt .-% finely ground graphite. Such a suspension is preferably prepared by means of a high shear agitator. Water is preferably used as the liquid phase of the suspension. The suspension may also be added to further constituents of the foundry auxiliary, for example bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite, which at the same time may also act as a binder for the granules.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Suspension auch ein organisches Bindemittel enthalten, beispielsweise Celluloseether, Polyvinylalkohol, heiß- oder kaltwasserlösliche Stärken oder Dextrine. Der Anteil des Bindemittels, bezogen auf den trockenen Grafit, wird vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 10 Gew.-% gewählt.According to a further embodiment, the suspension may also contain an organic binder, for example cellulose ethers, polyvinyl alcohol, hot or cold water-soluble starches or dextrins. The proportion of the binder, based on the dry graphite, is preferably selected in the range between 1 and 10 wt .-%.

Die Suspension kann dann anschließend in einem üblichen Sprühtrockner unter üblichen Bedingungen getrocknet werden.The suspension can then be subsequently dried in a conventional spray dryer under customary conditions.

Das Gießereiadditiv lässt sich mit den üblichen Vorrichtungen zum feuerfesten Formstoff dosieren und mit diesem vermischen. Bei dem erfindungsgemäßen Gießereiadditiv ist es also nicht erforderlich, Arbeitsabläufe bei der Herstellung der Gießform zu verändern.The foundry additive can be dosed with the usual devices for refractory molding material and mix with this. In the foundry additive according to the invention, it is therefore not necessary to change work processes in the production of the casting mold.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gießereiadditiv ein Bentonitgranulat, welches mit dem fein gemahlenen, vorzugsweise mikrokristallinen oder amorphen Grafit beschichtet ist. Bei dieser Ausführungsform wird also zunächst ein Bentonitgranulat hergestellt, wozu übliche Vorrichtungen verwendet werden können. Auf das Granulat wird dann der fein gemahlene, vorzugsweise mikrokristalline oder amorphe Grafit aufgetragen. Dies kann in üblichen Mischern erfolgen. Der fein gemahlene, vorzugsweise mikrokristalline oder amorphe Grafit kann in trockener Form zum Bentonitgranulat gegeben werden. Bevorzugt wird jedoch in der Weise verfahren, dass der fein gemahlene mikrokristalline oder amorphe Grafit in Form einer Suspension zum Bentonitgranulat gegeben wird. Der Anteil des Grafits, bezogen auf das trockene Granulat, wird vorzugsweise im Bereich von weniger als 20 Gew.-% gewählt. Gemäß einer Ausführungsform wird der Anteil des fein gemahlenen mikrokristallinen oder amorphen Grafits am trockenen Granulat in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% gemäß einer weiteren Ausführungsform in Anteil von 1 bis 5 Gew.-% gewählt.According to a particularly preferred embodiment, the foundry additive comprises a bentonite granules which is coated with the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite. In this embodiment, therefore, a bentonite granules is first prepared, including conventional devices can be used. The finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite is then applied to the granules. This can be done in conventional mixers. The finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite can be added in dry form to the bentonite granules. However, preference is given to proceeding in such a way that the finely ground microcrystalline or amorphous graphite is added in the form of a suspension to the bentonite granules. The proportion of graphite, based on the dry granules, is preferably selected in the range of less than 20 wt .-%. According to one embodiment, the proportion of finely ground microcrystalline or amorphous graphite in dry granules in a range of 0.1 to 10 wt .-% is selected according to another embodiment in proportion of 1 to 5 wt .-%.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gießereiadditiv, insbesondere, wenn dieses in Form eines Granulats eingesetzt wird, eine Feuchte im Bereich von 15 bis 35 Gew.-% aufweist. Auf diese Weise können die Bestandteile des Gießereiadditivs, insbesondere bei der Verwendung als Granulat, bei der Herstellung der Formstoffmischung sehr rasch und effizient im feuerfesten Formstoff dispergiert werden. Wird eine Feuchte von weniger als 10 Gew.-% gewählt, erhöht sich die Mischzeit bei der Herstellung der Formstoffmischung deutlich, sodass der Prozess an Wirtschaftlichkeit einbüßt. Wird andererseits ein Gießereiadditiv verwendet, welches eine sehr hohe Feuchte aufweist, beispielsweise eine Feuchte von mehr als 40 Gew.-%, erhält das Gießereiadditiv eine hohe Klebrigkeit, sodass die Ausbildung von Klumpen im Mischer auftreten kann. Eine gleichmäßige Verteilung des Grafits im körnigen feuerfesten Formstoff, insbesondere bei gleichzeitiger Anwesenheit von Bentonit, erfordert dann sehr lange Mischzeiten. Der Feuchtegehalt des Gießereiadditivs, insbesondere wenn dieses in Form eines Granulats bereitgestellt wird, lässt sich beispielsweise durch den Wassergehalt der Grafitsuspension einstellen, welche gemäß einer Ausführungsform zur Herstellung des Granulats verwendet wird. Die wässrige Grafitsuspension kann dabei direkt als Granuliermittel eingesetzt werden oder die Feuchte des Granulats wird eingestellt, indem das zuvor hergestellte Bentonitgranulat mit der wässrigen Grafitsuspension beschichtet wird.According to a further preferred embodiment, it is provided that the foundry additive, in particular when used in the form of granules, has a moisture in the range from 15 to 35% by weight. In this way, the constituents of the foundry additive, in particular when used as granules, in the production of the Formstoffmischung be dispersed very quickly and efficiently in the refractory molding material. If a moisture content of less than 10 wt .-% is selected, the mixing time increases significantly during the production of the molding material mixture, so that the process loses economic efficiency. If, on the other hand, a foundry additive is used which has a very high moisture content, for example a moisture content of more than 40% by weight, the foundry additive is given a high tackiness so that the formation of lumps in the mixer can occur. A uniform distribution of the graphite in the granular refractory molding material, especially in the simultaneous presence of bentonite, then requires very long mixing times. The moisture content of the foundry additive, in particular if this is provided in the form of a granulate, can be adjusted, for example, by the water content of the graphite suspension, which according to one embodiment is used to produce the granules. The aqueous graphite suspension can be used directly as a granulating agent or the moisture content of the granules is adjusted by coating the previously prepared bentonite granules with the aqueous graphite suspension.

An sich kann der feinteilige Grafit den in bisherigen Formstoffmischungen verwendeten Glanzkohlenstoffbildner vollständig ersetzen. Gemäß einer Ausführungsform enthält das Gießereiadditiv daher keinen Glanzkohlenstoffbildner.As such, the finely divided graphite can completely replace the lustrous carbon formers used in previous molding mixtures. Thus, according to one embodiment, the foundry additive does not contain a lustrous carbon generator.

Es ist aber auch möglich, nur einen Teil der kohlenstoffhaltigen Verbindungen, welche üblicherweise in Formstoffmischungen als Glanzkohlenstoffbildner enthalten sind, durch den feinteiligen Grafit zu ersetzen. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gießereiadditiv einen Kohlenstoffträger, vorzugsweise einen fein gemahlenen Kohlenstoffträger umfasst. Der Kohlenstoffträger weist gemäß einer Ausführungsform eine mittlere Partikelgröße D50 von weniger als 300 µm, gemäß einer Ausführungsform eine mittlere Partikelgröße D50 von weniger als 200 µm auf. Gemäß einer Ausführungsform weist der Kohlenstoffträger vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße D50 von mindestens 20 µm auf. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Standardabweichung vom D50-Wert weniger als 100 µm, gemäß einer Ausführungsform von weniger als 60 µm und gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 30 µm auf. Als Kohlenstoffträger werden bevorzugt Glanzkohlenstoffbildner verwendet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Kohlenstoffträger ausgewählt aus der Gruppe von Kohle, Koks und Aktivkohle. Bevorzugt ist der Anteil des Kohlenstoffträgers, bezogen auf den trockenen Grafit, im Bereich von 10 bis 100 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 20 bis 80 Gew.-% gewählt.However, it is also possible to replace only part of the carbon-containing compounds which are customarily contained in molding material mixtures as lustrous carbon formers by the finely divided graphite. According to one embodiment, it is provided that the foundry additive comprises a carbon support, preferably a finely ground carbon support. The carbon support according to one embodiment has an average particle size D 50 of less than 300 microns, according to one embodiment, an average particle size D 50 of less than 200 microns. According to one embodiment, the carbon support preferably has an average particle size D 50 of at least 20 μm. According to one embodiment, the standard deviation of the D 50 value is less than 100 μm, in one embodiment less than 60 μm and according to another embodiment less than 30 μm. As carbon supports, preference is given to using lustrous carbon formers. In one embodiment, the carbon support is selected from the group of coal, coke and activated carbon. Preferably, the proportion of the carbon support, based on the dry graphite, in the range of 10 to 100 wt .-%, selected according to a further embodiment in the range of 20 to 80 wt .-%.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Gießereiadditiv im Wesentlichen aus fein gemahlenem Grafit und Bentonit. "Im Wesentlichen" bedeutet, dass das trockene, d.h. wasserfreie Gießereiadditiv weniger als 5 Gew.-%, bevorzugt weniger als 2,5 Gew.-% und gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 1 Gew.-% weitere Bestandteile umfasst. Weitere Bestandteile sind beispielsweise die bereits erwähnten Dispergiermittel oder auch Verunreinigungen.In one embodiment, the foundry additive consists essentially of finely ground graphite and bentonite. "Substantially" means that the dry, i. Anhydrous foundry additive comprises less than 5 wt .-%, preferably less than 2.5 wt .-% and according to another embodiment, less than 1 wt .-% further constituents. Further constituents are, for example, the dispersants already mentioned or also impurities.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines fein gemahlenen mikrokristallinen oder amorphen Grafits als Gießereiadditiv, insbesondere zur Herstellung von Gießformen. Die Eigenschaften des Grafits wurden bereits weiter oben mit Bezug auf das Gießereiadditiv beschrieben. Besonders bevorzugt wird der fein gemahlene Grafit in Form einer Suspension verwendet.According to a further aspect, the invention relates to the use of a finely ground microcrystalline or amorphous graphite as a foundry additive, in particular for the production of casting molds. The properties of the graphite have already been described above with reference to the foundry additive. The finely ground graphite is particularly preferably used in the form of a suspension.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Formstoffmischung, welche einen körnigen feuerfesten Formstoff sowie das oben beschriebene Gießereiadditiv enthält. Als körniger feuerfester Formstoff können an sich alle Formstoffe verwendet werden, die auf dem Gebiet der Gießereitechnik üblich sind. Insbesondere für die Herstellung von Formen wird bevorzugt Quarzsand verwendet. Der körnige feuerfeste Formstoff weist eine Korngröße auf, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Gießformen verwendet wird. Der körnigen feuerfeste Formstoff weist vorzugsweise eine Partikelgröße im Bereich von 0,05 bis 1 mm, bevorzugt 0,1 bis 0,7 mm auf. Die Einstellung der Partikelgröße kann beispielsweise durch Sieben oder Sichten erfolgen. Das Gießereiadditiv ist gleichmäßig in der Formstoffmischung verteilt. Der Anteil des fein gemahlenen, vorzugsweise mikrokristallinen oder amorphen Grafits wird, bezogen auf das Trockengewicht der Formstoffmischung, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-% und gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 0,2 bis 1,0 Gew.-% gewählt.In another aspect, the invention relates to a molding material composition containing a granular refractory molding material and the foundry additive described above. As a granular refractory molding material can all molding materials used in the field of foundry technology. Especially for the production of molds quartz sand is preferably used. The granular refractory molding material has a grain size as commonly used for the production of molds. The granular refractory molding material preferably has a particle size in the range of 0.05 to 1 mm, preferably 0.1 to 0.7 mm. The adjustment of the particle size can be done, for example, by sieving or sifting. The foundry additive is evenly distributed in the molding material mixture. The proportion of finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite, based on the dry weight of the molding material mixture, preferably in the range of 0.1 to 2 wt .-% and according to one embodiment in the range of 0.2 to 1.0 wt. % selected.

Gemäß einer Ausführungsform enthält die Formstoffmischung einen Ton als Bindemittel, wobei Natriumbentonit bevorzugt ist. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Anteil des Bindemittels (absolut trocken), insbesondere Natriumbentonit, bezogen auf die trockene Formstoffmischung, zwischen 5 und 15 Gew.-%, gemäß einer Ausführungsform zwischen 6 und 10 Gew.-%.In one embodiment, the molding material mixture contains a clay as a binder, with sodium bentonite being preferred. According to one embodiment, the proportion of the binder (absolutely dry), in particular sodium bentonite, based on the dry molding material mixture, between 5 and 15 wt .-%, according to one embodiment, between 6 and 10 wt .-%.

Gemäß einer Ausführungsform enthält die Formstoffmischung neben dem Grafit weniger als 2 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 1 Gew.-% Kohlenstoffträger, insbesondere Glanzkohlenstoffbildner. Gemäß einer Ausführungsform ist die Formstoffmischung frei von Glanzkohlenstoffbildnern. Die prozentualen Angaben beziehen sich auf das Gewicht der Formstoffmischung.According to one embodiment, the molding material mixture in addition to the graphite contains less than 2 wt .-%, according to another embodiment, less than 1 wt .-% carbon, in particular lustrous carbon. According to one embodiment, the molding material mixture is free of lustrous carbon formers. The percentages are based on the weight of the molding material mixture.

Zur Herstellung des fein gemahlenen, vorzugsweise mikrokristallinen oder amorphen Grafits, wie er im Gießereiadditiv enthalten ist, kann an sich jeder mikrokristalline oder amorphe Grafit verwendet werden. Die mittlere Kristallitgröße des als Ausgangsmaterial verwendeten Grafits kann gemäß einer Ausführungsform weniger als 90 nm betragen und beträgt gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 60 nm. Gemäß einer Ausführungsform liegt die mittlere Kristallitgröße der als Ausgangsmaterial eingesetzten Grafite zwischen 15 und 45 nm. Für das Mahlen des Grafits können übliche Vorrichtungen verwendet werden. Geeignete Mühlen sind beispielsweise Luftstrahlmühlen. Die Wirkungsweise des Grafits wird umso besser, je niedriger die Teilchengröße ist. Um Grafit mit einer Partikelgröße von weniger als 5 µm zu erhalten, wird vorzugsweise der Grafit nass vermahlen. Das Vermahlen kann dabei auch mehrstufig erfolgen. Beispielsweise kann der Grafit zunächst trocken auf eine mittlere Partikelgröße D50 von weniger als 100 µm vermahlen werden, vorzugsweise von weniger als 20 pm, und dann in einem weiteren Schritt nass vermahlen werden. Bevorzugte Ausführungsformen des Grafits wurden bereits weiter oben beschrieben.For the production of the finely ground, preferably microcrystalline or amorphous graphite, as it is contained in the foundry additive, each can itself microcrystalline or amorphous graphite can be used. The average crystallite size of the graphite used as starting material may be less than 90 nm in one embodiment and less than 60 nm in another embodiment. According to one embodiment, the average crystallite size of the graphite used as starting material is between 15 and 45 nm Grafits conventional equipment can be used. Suitable mills are, for example, air jet mills. The effectiveness of the graphite becomes better, the lower the particle size. To obtain graphite having a particle size of less than 5 microns, preferably the graphite is ground wet. The grinding can also be done in several stages. For example, the graphite can first be ground dry to an average particle size D 50 of less than 100 .mu.m, preferably of less than 20 .mu.m, and then wet ground in a further step. Preferred embodiments of the graphite have already been described above.

Zum Gießereiadditiv können weitere Komponenten zugegeben werden. Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass der Grafit in Form einer Suspension bereitgestellt wird. Die Suspension kann direkt erhalten werden, indem der Grafit beispielsweise nass vermahlen wird und die dann erhaltene Suspension ggf. verdünnt wird, sodass die Suspension einen Anteil von vorzugsweise 20 bis 50 Gewichtsteilen Grafit pro 100 Gewichtsteilen der Suspension aufweist.Additional components can be added to the foundry additive. It is particularly preferred that the graphite is provided in the form of a suspension. The suspension can be obtained directly by wet milling the graphite, for example, and optionally diluting the resulting suspension so that the suspension has a proportion of preferably 20 to 50 parts by weight of graphite per 100 parts by weight of the suspension.

Der Suspension können gemäß einer Ausführungsform Dispergiermittel zugesetzt werden. Diese können auch bereits während des Vermahlens zugegeben werden. Geeignete Dispergiermittel sind beispielsweise anionische oder nichtionische Tenside. Beispielhafte Tenside wurden bereits weiter oben beschrieben. Die Dispergiermittel werden vorzugsweise in einem Anteil von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den trockenen Grafit, zur Suspension gegeben.According to one embodiment, dispersants may be added to the suspension. These can also be added during grinding. Suitable dispersants are, for example, anionic or nonionic surfactants. Exemplary surfactants have already been described above. The dispersants are preferably in a proportion of 2 to 10 wt .-%, based on the dry graphite, added to the suspension.

Ferner können auch Verdickungsmittel zugegeben werden, welche ein Absinken der Grafitpartikel während des Lagerns verhindern. Geeignete Substanzen wurden bereits weiter oben erläutert.It is also possible to add thickeners which prevent the graphite particles from sinking during storage. Suitable substances have already been explained above.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Gießereiadditiv Bentonit, insbesondere Natriumbentonit oder Calciumbentonit. Der Bentonit kann beispielsweise zur Grafitsuspension gegeben werden oder die Grafitsuspension kann zu einem pulverförmigen Bentonit, insbesondere Calciumbentonit gegeben werden, wobei die Feuchte der Mischung gemäß einer Ausführungsform so eingestellt wird, dass aus der Mischung beispielsweise ein Granulat hergestellt werden kann. Unter einem Calciumbentonit wird ein Bentonit verstanden, welcher zumindest 40 %, bevorzugt zumindest 50 % und gemäß einer Ausführungsform zumindest 60 % der Kationenaustauschkapazität als austauschbare Calciumionen enthält.According to a preferred embodiment, the foundry additive contains bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite. The bentonite can be added to the graphite suspension, for example, or the graphite suspension can be added to a powdered bentonite, in particular calcium bentonite, wherein the moisture content of the mixture is adjusted according to one embodiment so that, for example, a granulate can be produced from the mixture. A calcium bentonite is understood as meaning a bentonite which contains at least 40%, preferably at least 50% and, according to one embodiment, at least 60% of the cation exchange capacity as exchangeable calcium ions.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Bentonit, insbesondere Natriumbentonit oder Calciumbentonit, zunächst zu einem Granulat verarbeitet. Wie bereits erläutert, kann dies mit üblichen Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise mit einem Pelletierteller oder mittels eines Intensivmischers. Das Granulat sollte keine zu hohe Festigkeit aufweisen. Bei der Herstellung des Granulats wird daher der Bentonit vorzugsweise mit mittlerer Energie beaufschlagt. Beispielsweise kann der Bentonit in einem Intensivwirbelmischer vorgelegt werden und anschließend bei vorzugsweise maximaler Wirblerdrehzahl das Wasser zudosiert werden. Ein geeigneter Intensivmischer ist beispielsweise das Modell R08 der Firma Eirich. Die Menge des Wassers wird bezogen auf den eingesetzten Bentonit, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 30 Gew.-% gewählt. Bei weiterlaufendem Drehteller und Wirbler bildet sich im Verlauf von etwa 30 Sekunden bis 5 Minuten ein gleichmäßiges Granulat aus. Das Granulat wird anschließend vorzugsweise auf die gewünschte Größe abgesiebt. Ein geeignetes Sieb weist beispielsweise eine Maschenweite von 2 mm auf. Die abgesiebte Fraktion kann dann in einem Trockenofen bis zur gewünschten Feuchtigkeit getrocknet werden, beispielsweise auf eine Feuchte im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%.According to one embodiment, the bentonite, in particular sodium bentonite or calcium bentonite, is first processed into a granulate. As already explained, this can be done with conventional devices, for example with a pelletizing plate or by means of an intensive mixer. The granules should not have too high strength. In the production of granules, therefore, the bentonite is preferably applied with medium energy. For example, the bentonite can be introduced into an intensive vortex mixer and then the water is metered in at preferably maximum swirling speed. A suitable intensive mixer is, for example, the R08 model from Eirich. The amount of water is based on the bentonite used, preferably selected in the range of 20 to 30 wt .-%. With continuing turntable and swirler forms in the course from about 30 seconds to 5 minutes from a uniform granules. The granules are then preferably sieved to the desired size. A suitable sieve has, for example, a mesh width of 2 mm. The sieved fraction can then be dried in a drying oven to the desired moisture, for example to a moisture in the range of 10 to 20 wt .-%.

Auf das Granulat, welches gegebenenfalls vorher auch noch getrocknet werden kann, wird dann gemäß einer Ausführungsform die Grafitsuspension aufgegeben. Dies kann beispielsweise direkt im Intensivmischer erfolgen, indem die Grafitsuspension auf das bewegte Granulat aufgegeben wird, beispielsweise indem die Suspension in einem dünnen Strahl in den Mischkessel des Intensivmischers eingeleitet wird.On the granules, which may optionally also be dried before, then the graphite suspension is given up according to one embodiment. This can for example be done directly in the intensive mixer by the graphite suspension is applied to the moving granules, for example by the suspension is introduced in a thin stream into the mixing vessel of the intensive mixer.

Nach der Beschichtung kann das Granulat getrocknet werden um eine Feuchte im oben angegebenen Bereich einzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch der Wassergehalt der Suspension bzw. die Feuchte des Bentonitgranulats vor der Beschichtung mit dem Grafit so eingestellt, dass das grafitbeschichtete Bentonitgranulat nach der Beschichtung nicht getrocknet werden muss um den Feuchtgehalt einzustellen. Wird nach dieser Ausführungsform verfahren, wird ein Granulat erhalten, dass sich bei der Herstellung der Formstoffmischung sehr leicht und rasch im feuerfesten Formstoff verteilen lässt.After coating, the granules can be dried to set a moisture in the range specified above. According to a preferred embodiment, however, the water content of the suspension or the moisture content of the bentonite granules is adjusted prior to coating with the graphite such that the graphite-coated bentonite granules need not be dried after the coating in order to adjust the moisture content. When proceeding according to this embodiment, granules are obtained which can be distributed very easily and rapidly in the refractory molding material during the production of the molding material mixture.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Gießereiform aus einem körnigen feuerfesten Formstoff, welche das oben beschriebene Gießereiadditiv enthält. Die Gießereiform ist vorzugsweise als Form ausgebildet, das heißt als der Teil der Gießereiform, welche die Außenkontur des Gussstücks abbildet.In another aspect, the invention relates to a foundry mold of a granular refractory molding material containing the foundry additive described above. The foundry mold is preferably formed as a mold, that is as the part of the foundry mold, which images the outer contour of the casting.

Die Herstellung der Gießereiform erfolgt an sich in üblicher Weise. Das erfindungsgemäße Gießereiadditiv wird unter Bewegen zum körnigen feuerfesten Formstoff gegeben, wobei als feuerfester Formstoff bevorzugt Quarzsand verwendet wird. Das Gießereiadditiv wird bevorzugt in einem Anteil zum feuerfesten Formstoff gegeben, sodass die Formstoffmischung einen Anteil an feinteiligem Grafit im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-% aufweist, bezogen auf die trockene Formstoffmischung. Der Formstoffmischung wird vorzugsweise ein Ton, insbesondere ein Bentonit, vorzugsweise Natriumbentonit zugegeben. Der Anteil des Tons wird in einem üblichen Bereich gewählt. Gemäß einer Ausführungsform beträgt der Anteil des Tons an der Formstoffmischung 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Formstoffmischung. Die Formstoffmischung weist einen üblichen Feuchtegehalt auf. Gemäß einer Ausführungsform weist die Formstoffmischung einen Wassergehalt im Bereich von 2 bis 4 Gew.-% auf.The production of the foundry mold is carried out in a conventional manner. The foundry additive according to the invention is added while moving to the granular refractory molding material, preferably quartz sand being used as the refractory molding material. The foundry additive is preferably added in a proportion to the refractory molding material, so that the molding material mixture has a proportion of finely divided graphite in the range of 0.1 to 2 wt .-%, based on the dry molding material mixture. The molding material mixture is preferably a clay, in particular a bentonite, preferably sodium bentonite added. The proportion of sound is chosen in a common range. According to one embodiment, the proportion of the clay in the molding material mixture is 5 to 15 wt .-%, based on the dry weight of the molding material mixture. The molding material mixture has a conventional moisture content. According to one embodiment, the molding material mixture has a water content in the range of 2 to 4 wt .-%.

Zur Herstellung der Gießform wird die Formstoffmischung in einen entsprechenden Formkasten gegeben und in üblicher Weise verdichtet. Es erfolgt dann ein Zusammenbau der Gießform, wobei gegebenenfalls noch Kerne im Gießhohlraum eingebaut werden können. Ebenso wird die Gießform in üblicher Weise mit einem Zulaufsystem für das flüssige Metall sowie mit Speisern versehen.To produce the mold, the molding material mixture is placed in a corresponding molding box and compacted in the usual way. There then takes place an assembly of the casting mold, it being possible where appropriate to install cores in the casting cavity. Likewise, the mold is provided in a conventional manner with a feed system for the liquid metal and with feeders.

Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung der Gießereiform für den Metallguss. Die erfindungsgemäße Gießereiform kann an sich alle bisher bekannten Gießereiformen ersetzen. Sie eignet sich sowohl für den Stahl- und Eisenguss als auch für den Guss von Nichteisenmetallen, beispielsweise den Aluminiumguss. Nach dem Abguss wird das Gussstück in üblicher Weise entformt. Der Formsand kann dann in üblicher Weise wieder aufbereitet werden und erneut für die Herstellung von Gießformen verwendet werden.Furthermore, the invention relates to the use of the foundry mold for metal casting. The foundry mold according to the invention can in itself replace all previously known foundry molds. It is suitable both for steel and cast iron as well as for the casting of non-ferrous metals, such as aluminum casting. After casting, the casting is demoulded in the usual way. The molding sand can then be recycled in the usual way and used again for the production of molds.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Beispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren genauer erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1:
eine Größenverteilungskurve eines in den Beispielen eingesetzten Grafits mit einer mittleren Partikelgröße D50 von 10,78 µm;
Fig. 2:
eine Größenverteilungskurve eines in den Beispielen eingesetzten Grafits mit einer mittleren Partikelgröße D50 von 4,53 µm;
Fig. 3:
eine Größenverteilungskurve eines in den Beispielen eingesetzten Grafits mit einer mittleren Partikelgröße D50 von 1,55 µm;
Fig. 4:
eine Größenverteilungskurve eines in den Beispielen eingesetzten Grafits mit einer mittleren Partikelgröße D50 von 2,17 µm.
The invention will be explained in more detail below by means of examples and with reference to the attached figures. Showing:
Fig. 1:
a size distribution curve of a graphite used in the examples with an average particle size D 50 of 10.78 microns;
Fig. 2:
a size distribution curve of a graphite used in the examples with an average particle size D 50 of 4.53 microns;
3:
a size distribution curve of a graphite used in the examples with an average particle size D 50 of 1.55 microns;
4:
a size distribution curve of a graphite used in the examples with an average particle size D 50 of 2.17 microns.

Verwendete Messmethoden:Used measuring methods: Bestimmung der Kationenaustauschkapazität (CEC) und der KationenanteileDetermination of cation exchange capacity (CEC) and cation content

Prinzip: Der Ton (beispielsweise Bentonit) wird mit einem großen Überschuss an wässriger NH4Cl-Lösung behandelt, ausgewaschen und die auf dem Ton verbliebene NH4 +-Menge nach Kjeldahl bestimmt.

        Me+ (Ton)-+ NH4 + → NH4+ (Ton)-+Me+

        (Me+ = H+, K+, Na+, 1/2 Ca2+, 1/2 Mg2+.... )

  • Geräte: Sieb, 63 µm; Erlenmeyer-Schliffkolben, 300 ml; Analysenwaage; Membranfilternutsche, 400 ml; Cellulose-Nitrat-Filter, 0,15 µm (Fa. Sartorius); Trockenschrank;
  • Rückflusskühler; Heizplatte; Destillationseinheit, VAPODEST-5 (Fa. Gerhardt, No. 6550); Messkolben, 250 ml; Flammen-AAS (FAAS)
  • Chemikalien: 2N NH4Cl-Lösung Neßlers-Reagenz (Fa. Merck, Art.Nr. 9028); Borsäure-Lösung, 2%-ig; Natronlauge, 32%-ig; 0,1 N Salzsäure; NaCl-Lösung, 0,1 %-ig; KCl-Lösung, 0,1%-ig
  • Durchführung: 5 g Ton werden durch ein 63 µm-Sieb gesiebt und bei 110 °C getrocknet. Danach werden genau 2 g auf der Analysenwaage in Differenzwägung in den Erlenmeyer-Schliffkolben eingewogen und mit 100 ml 2N NH4Cl-Lösung versetzt. Die Suspension wird unter Rückfluss eine Stunde lang gekocht. Bei stark CaCO3-haltigen Tonen kann es zu einer Ammoniak-Entwicklung kommen. In diesem Fall muss solange NH4Cl-Lösung zugegeben werden, bis kein Ammoniak-Geruch mehr wahrzunehmen ist. Eine zusätzliche Kontrolle kann mit einem feuchten Indikator-Papier durchgeführt werden. Nach einer Standzeit von ca. 16 h wird der NH4 +-Ton über eine Membranfilternutsche abfiltriert und bis zur weitgehenden Ionenfreiheit mit entionisiertem Wasser (ca. 800 ml) gewaschen. Der Nachweis der Ionenfreiheit des Waschwassers wird auf NH4 +-Ionen mit dem dafür empfindlichen Neßlers-Reagenz durchgeführt. Die Waschzahl kann je nach Tonsorte zwischen 30 Minuten und 3 Tagen variieren. Der ausgewaschene NH4 +-Ton wird vom Filter abgenommen, bei 110°C 2h lang getrocknet, gemahlen, gesiebt (63 µm-Sieb) und nochmals bei 110°C 2h lang getrocknet. Danach wird der NH9 +-Gehalt des Tons nach Kjeldahl bestimmt.
Principle: The clay (eg bentonite) is treated with a large excess of aqueous NH 4 Cl solution, washed out and the amount of NH 4 + remaining on the clay determined according to Kjeldahl.

Me + (clay) - + NH 4 + → NH4 + (clay) - + Me +

(Me + = H + , K + , Na + , 1/2 Ca 2+ , 1/2 Mg 2+ ....)

  • Equipment: sieve, 63 μm; Erlenmeyer grinding flasks, 300 ml; Analytical balance; Membrane filter chute, 400 ml; Cellulose nitrate filter, 0.15 μm (Sartorius); Drying oven;
  • Reflux condenser; hot plate; Distillation unit, VAPODEST-5 (Gerhardt, No. 6550); Volumetric flask, 250 ml; Flame AAS (FAAS)
  • Chemicals: 2N NH 4 Cl solution Nessler's reagent (Merck, item No. 9028); Boric acid solution, 2%; Caustic soda, 32%; 0.1 N hydrochloric acid; NaCl solution, 0.1%; KCl solution, 0.1%
  • Procedure: 5 g of clay are sieved through a 63 μm sieve and dried at 110 ° C. Then weigh exactly 2 g on the analytical balance in differential weighing into the Erlenmeyer grinding flask and add 100 ml of 2N NH 4 Cl solution. The suspension is boiled under reflux for one hour. In the case of strongly CaCO 3 -containing clays, ammonia development can occur. In this case, as long as NH 4 Cl solution must be added until no ammonia smell is perceived. Additional control can be done with a wet indicator paper. After a standing time of about 16 h, the NH 4 + clay is filtered through a membrane filter and washed until the substantial freedom from ion with deionized water (about 800 ml). The proof of the ionic freedom of the wash water is carried out on NH 4 + ions with the sensitive Nessler's reagent. The washing rate may vary between 30 minutes and 3 days depending on the type of clay. The washed out NH 4 + clay is removed from the filter, dried at 110 ° C for 2 hours, ground, sieved (63 micron sieve) and dried again at 110 ° C for 2 hours. Thereafter, the NH 9 + content of the clay is determined according to Kjeldahl.

Berechnung der CEC: Die CEC des Tons ist der mittels Kjeldahl ermittelte NH4 +-Gehalt des NH4 +-Tons (CEC einiger Tonmineralien s. Anlage). Die Angaben erfolgen in meq/100 g Ton .

  • Beispiel: Stickstoff-Gehalt = 0,93%;
  • Molekulargewicht: N = 14,0067 g/mol CEC = 0 , 93 × 1000 14 , 0067 = 66 , 4 meq / 100 g
    Figure imgb0001
    CEC = 66 , 4 meq / 100 g NH 4 + Ton
    Figure imgb0002
Calculation of the CEC: The CEC of the clay is the Kjeldahl NH 4 + content of the NH 4 + clay (CEC of some clay minerals, see Appendix). The data are given in meq / 100 g clay.
  • Example: nitrogen content = 0.93%;
  • Molecular weight: N = 14.0067 g / mol CEC = 0 . 93 × 1000 14 . 0067 = 66 . 4 meq / 100 G
    Figure imgb0001
    CEC = 66 . 4 meq / 100 NH 4 + - volume
    Figure imgb0002

Ausgetauschte Kationen und deren Anteile:Exchanged cations and their proportions:

Die durch den Umtausch freigesetzten Kationen befinden sich im Waschwasser (Filtrat). Der Anteil und die Art der einwertigen Kationen ("austauschbare Kationen") wurde im Filtrat gemäß DIN 38406, Teil 22, spektroskopisch bestimmt. Beispielsweise wird zur AAS-Bestimmung das Waschwasser (Filtrat) eingeengt, in einen 250 ml Messkolben überführt und mit entionisiertem Wasser bis zur Messmarke aufgefüllt. Geeignete Messbedingungen für FAAS sind aus den nachfolgenden Tabellen zu entnehmen.

Figure imgb0003
Figure imgb0004
The cations released by the exchange are in the wash water (filtrate). The proportion and the type of monovalent cations ("exchangeable cations") was determined spectroscopically in the filtrate according to DIN 38406, part 22. For example, the wash water (filtrate) is concentrated for AAS determination, transferred to a 250 ml volumetric flask and filled with deionized water to the measuring mark. Suitable measuring conditions for FAAS can be found in the following tables.
Figure imgb0003
Figure imgb0004

Berechnung der Kationen:Calculation of cations:

Me = Me Wert mg / l × 100 × Verd u ¨ nnung = meq / 100 g 4 × Einwaage in g × Molmasse g / mol

Figure imgb0005
Molmassen (g/mol): Ca=20,040; K=39,096; Li=6,94; Mg=12,156; Na=22,990; A1=8,994; Fe=18,616 me = me - value mg / l × 100 × Verd u ¨ retr = meq / 100 G 4 × weighing in g × molar mass G / mol
Figure imgb0005
Molar masses (g / mol): Ca = 20.040; K = 39.096; Li = 6.94; Mg = 12.156; Na = 22.990; A1 = 8.994; Fe = 18.616

Bestimmung des Feuchtegehalts:Determination of moisture content:

Der Wassergehalt der Produkte bei 105°C wird unter Verwendung der Methode DIN/ISO-787/2 ermittelt.The water content of the products at 105 ° C is determined using the method DIN / ISO-787/2.

Bestimmung von Nasszugfestigkeit, Gründruckfestigkeit von FormkörpernDetermination of wet tensile strength, green strength of shaped articles

Die Nasszugfestigkeit (NZF) sowie die Gründruckfestigkeit (DF) der Formkörper wurde gemäß der Prüfvorschrift P38 des Bunds Deutscher Gießer (BDG) gemessen.The wet tensile strength (NZF) and the green strength (DF) of the moldings were measured according to the test specification P38 of the Bund Deutscher Gießer (BDG).

Bestimmung der Verdichtbarkeit von FormstoffmischungenDetermination of the compactability of molding material mixtures

Die Bestimmung der Verdichtbarkeit von Formstoffmischungen wurde gemäß der Prüfvorschrift P37 des Bunds Deutscher Gießer (BDG) gemessen.The determination of the compressibility of molding material mixtures was measured in accordance with test specification P37 of the Bund Deutscher Gießer (BDG).

1. Herstellung der Formsandmischungen1. Preparation of the molding sand mixtures

In einem Wirbelmischer, Modell R 08 der Fa. Eirich, werden 40 kg Quarzsand F 32 (Quarzwerke Frechen) vorgelegt. Unter Rühren werden anschließend 500 - 600 ml Wasser zugegeben, und es wird 15 sec gemischt. Anschließend werden alle weiteren Additive sukzessive zugegeben und 30 sec gemischt. Danach wird die Verdichtbarkeit geprüft. Es wird dann soviel Wasser nachdosiert, dass sich am Ende des Mischzyklus eine Verdichtbarkeit von 45 % einstellt. Nach erfolgter Wassernachdosierung wird noch weitere 60 sec gemischt. Die Formsandmischung wird dem Mischer entnommen und in einer verschließbaren Kunststofftrommel für 1 h bei Raumtemperatur gelagert.In a vortex mixer, model R 08 of Eirich, 40 kg of quartz sand F 32 (quartz works Frechen) are presented. With stirring, 500-600 ml of water are then added, and it is mixed for 15 seconds. Subsequently, all further additives are added successively and mixed for 30 seconds. Thereafter, the compressibility is checked. It is then replenished so much water that sets a compressibility of 45% at the end of the mixing cycle. After the water has been dosed, it is mixed for a further 60 seconds. The molding sand mixture is removed from the mixer and stored in a closable plastic drum for 1 h at room temperature.

2. Herstellung und Abguss der Grünsandform2. Production and casting of the green sand mold

Nach der Lagerung wird die Formsandmischung in einer Rüttelpressanlage APM S1 der Fa. Künkel & Wagner über einer Modellplatte mit vier Scheiben von einem Durchmesser von 100 mm und einer Höhe von 40 mm abgeformt. Hierzu wird ein Kasten mit 350 mm x 310 mm x 100 mm eingesetzt. Ober- und Unterkasten werden anschließend zu einer Gießform zusammengesetzt. In einem Induktionstiegelofen wird eine ausreichende Menge Gusseisen mit Lamellengrafit (GJL) mit etwa 3,5 % C erschmolzen und bei 1400 °C über einen Zeitraum von 10 - 12 sec in die Gießform eingegossen. Das Eisen-/Sandverhältnis beträgt 1 : 3.After storage, the molding sand mixture is molded on a model plate with four discs of a diameter of 100 mm and a height of 40 mm in an APM S1 vibrating press plant from Künkel & Wagner. For this purpose, a box with 350 mm x 310 mm x 100 mm is used. Upper and lower box are then assembled into a mold. In an induction crucible furnace, a sufficient amount of lamellar graphite cast iron (GJL) is melted at about 3.5% C and poured into the casting mold at 1400 ° C. over a period of 10 to 12 seconds. The iron / sand ratio is 1: 3.

3. Bestimmung der Menge angesinterten Sandes3. Determination of the amount of sintered sand

Nach einer Abkühlzeit von 2 h werden Ober- und Unterkasten getrennt, und die Gusstraube mit den 4 scheibenförmigen Gussstücken wird entnommen. Die Gusstraube wird anschließend aus etwa 1 m Höhe auf einen steinernen Fußboden fallengelassen, wobei sich die Scheiben vom Angusssystem trennen. Im Anschluss daran wird der anhaftende Sand mit einer weichen Kunststoffbürste von der Unterseite sowie dem gesamten Umfang der Scheiben möglichst vollständig entfernt, so dass nur noch die Stirnfläche anhaftenden Sand aufweist. Zur Bestimmung der Menge des angesinterten Sandes wird diese Stirnfläche zunächst mit einer weichen Kunststoffbürste behandelt. Hierzu wird die Eisenscheibe auf eine Mörsermühle der Fa. Retsch (Typ RMO) aufgesetzt, wobei zwischen Gussstück und Porzellanmörser ein Kunststoffdeckel eingefügt wird, der die Metallscheibe trägt. Anschließend wird bei einem Auflagedruck von 0,07 N/cm2 und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 90 Upm 30 sec gebürstet. Hierdurch ist gewährleistet, dass der lockere und nicht angesinterte Sand vollständig und gleichmäßig von der Oberfläche entfernt und nicht als angesinterter Sand erfasst wird.After a cooling time of 2 h upper and lower box are separated, and the Gusstraube with the 4 disc-shaped castings is removed. The Gusstraube is then dropped from a height of about 1 m on a stone floor, with the discs from the Angusssystem separate. Subsequently, the adhering sand is as completely as possible removed with a soft plastic brush from the bottom and the entire circumference of the discs, so that only the end face adhering sand has. To determine the amount of sintered sand, this face is first treated with a soft plastic brush. For this purpose, the iron disc is placed on a mortar mill from the company Retsch (type RMO), wherein between the casting and porcelain mortar, a plastic lid is inserted, which carries the metal disc. Subsequently, brushing is carried out at a contact pressure of 0.07 N / cm 2 and a rotational speed of 90 rpm for 30 sec. This ensures that the loose and non-sintered sand is completely and evenly removed from the surface and not captured as sintered sand.

Nachfolgend wird die so vorbehandelte Eisenscheibe in einen Metallring eingelegt, wobei der innere Durchmesser der Metallrings 11 cm beträgt. Im Metallring ist unterhalb der Eisenscheibe ein kreisförmig ausgeschnittener Schwamm mit einer Höhe von 1 cm auf einer Grundplatte angeordnet. Anschließend wird die Probenoberfläche mit einer Feilenbürste Typ 533 720 der Firma LUX, die über ein Adapterstück in einen Laborrührer eingespannt ist, über einen Zeitraum von 120 sec bei 70 UpM abgebürstet. Der Laborrührer, der fest mit der Feilenbürste verbunden ist, ist über ein Scharnier mit einem stabilen Stativ verbunden. Hierdurch wird die Oberfläche der Metallscheibe mit dem Eigengewicht des Rührers einschließlich der Feilenbürste belastet. Aus dem Eigengewicht des Rührers von etwa 2,6 kg und der Auflagefläche der Feilenbürste auf der 10 cm Eisenscheibe ergibt sich ein Auflagedruck von 0,8 N/cm2, mit dem die Eisenscheibe von der Feilenbürste belastet wird. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Bürste beträgt 70 Upm. Aus der Gewichtsdifferenz der Eisenscheibe vor und nach dem Bürstentest ergibt sich gravimetrisch der Teil des Sandes, der bereits an der Metalloberfläche angesintert war.Subsequently, the thus pretreated iron disk is inserted into a metal ring, wherein the inner diameter of the metal ring is 11 cm. In the metal ring, a circular cut out sponge with a height of 1 cm is arranged on a base plate below the iron disk. Subsequently, the sample surface is brushed off with a file brush Type 533 720 from LUX, which is clamped via an adapter into a laboratory stirrer over a period of 120 sec at 70 rpm. The laboratory stirrer, which is firmly connected to the file brush, is connected by a hinge to a sturdy stand. As a result, the surface of the metal disc is loaded with the weight of the stirrer including the file brush. From the weight of the stirrer of about 2.6 kg and the bearing surface of the file brush on the 10 cm iron disc results in a bearing pressure of 0.8 N / cm 2 , with which the iron disk is loaded by the file brush. The rotational speed of the brush is 70 rpm. From the weight difference of the iron disk before and after the Brush test results gravimetrically the part of the sand that was already sintered on the metal surface.

Um den angesinterten Sand vollständig zu erfassen, wird die Stirnfläche der Eisenscheibe anschließend 30 sec lang mit einem Stahlgranulat (1,0 - 1,6 mm) gestrahlt. Auch hier wird der Anteil des angesinterten Sandes durch die Gewichtsdifferenz vor und nach dem Strahlvorgang bestimmt. Die Addition der beiden Einzelsandmengen aus Strahl- und Metallbürstentest ergibt die Gesamtmenge des an der Stirnseite der Eisenscheibe angesinterten Sandes.In order to fully grasp the sintered sand, the face of the iron disk is then blasted with a steel granulate (1.0 - 1.6 mm) for 30 sec. Again, the proportion of sintered sand is determined by the weight difference before and after the blasting process. The addition of the two individual sand amounts of jet and metal brush test results in the total amount of sand sintered on the front side of the iron disk.

4. Bestimmung der Nasszugfestigkeit sowie der Nassdruckfestigkeit der Formsandmischungen (VDG Merkblatt P38)4. Determination of wet tensile strength and wet compressive strength of foundry sand mixtures (VDG leaflet P38)

Nach Fertigmischen und entsprechender Maukzeit wird der Formstoff durch Einstellung des Wassergehalts auf eine Verdichtbarkeit von 45 % eingestellt und auf einer Ramme Typ PRA der Firma Georg Fischer mit drei Rammschlägen zu Zylindern verdichtet mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 50 mm. Mit Hilfe des Festigkeitsprüfgerät Typ PNZ der Firma Georg Fischer wird an 5 Probekörpern die Nassdruckfestigkeit bestimmt und der Mittelwert gebildet.After final mixing and appropriate Maukzeit the molding material is adjusted by adjusting the water content to a compressibility of 45% and compressed on a rammer type PRA Georg Fischer with three ram strokes to cylinders with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. With the aid of the strength tester type PNZ from Georg Fischer, the wet compressive strength is determined on 5 specimens and the mean value is formed.

5. Messung der Partikelgrößenverteilung der eingesetzten Grafite5. Measurement of the particle size distribution of the Grafite used

Die Grafite werden im Anlieferungszustand auf einem Laserbeugungsgerät Mastersizer® 2000 der Fa. Malvern im kontinuierlichen Luftstrom bzgl. der Partikelgrößenverteilung gemessen (Trockenzelle: Scirocco 2000). Im Falle von Grafitdispersion erfolgt die Messung in wässriger Dispersion. Hierzu wird die Suspension 30 sec mit Ultraschall behandelt und anschließend in destilliertem Wasser vermessen (Nasszelle: Hydro 2000 S). Die Messung wird in Anlehnung an ISO 13320 /DIN ISO 9276-1 durchgeführt.The graphites are as delivered on a laser diffraction Mastersizer ® 2000 from Malvern in the continuous air stream related to the particle size distribution was measured (dry cell: Scirocco 2000)... In the case of graphite dispersion, the measurement is carried out in aqueous dispersion. For this purpose, the suspension is treated with ultrasound for 30 seconds and then measured in distilled water (wet cell: Hydro 2000 S). The measurement is carried out in accordance with ISO 13320 / DIN ISO 9276-1.

Bei der Messung in Luft wird die Probe mit Hilfe von Pressluft (Luftdruck: 2 bar) durch die Messzelle geblasen. Die Messzeit beträgt 8 Sekunden. Die Berechnung der Partikelgrößenverteilung erfolgt nach Fraunhofer Theorie.When measuring in air, the sample is blown through the measuring cell with the aid of compressed air (air pressure: 2 bar). The measuring time is 8 seconds. The particle size distribution is calculated according to Fraunhofer theory.

Bei Messung in wässriger Suspension wird die Probe in entionisiertem Wasser suspendiert. Vor Beginn der Messung wird die Probe mit einem internen Ultraschallfinger (Intensität: 50 %) für 30 Sekunden behandelt. Die Behandlung mit Ultraschall wird auch während der Messung fortgesetzt (Intensität: 50 %). Die Probe wird mit einer Pumpgeschwindigkeit von 2000 rpm durch die Messzelle gepumpt. Die Auswertung erfolgt nach Mie-Theorie, Brechungsindex: 1,5295; Absorptionsindex: 0,1.When measured in aqueous suspension, the sample is suspended in deionized water. Before starting the measurement, the sample is treated with an internal ultrasonic finger (intensity: 50%) for 30 seconds. The treatment with ultrasound is also continued during the measurement (intensity: 50%). The sample is pumped through the measuring cell at a pumping speed of 2000 rpm. The evaluation is carried out according to Mie theory, refractive index: 1.5295; Absorption index: 0.1.

6. Bestimmung der Kristallinität der eingesetzten Grafite6. Determination of the crystallinity of the graphites used

Zur Bestimmung der Kristallinität der eingesetzten Grafite wird der 002-Reflex aus der Röntgenbeugungsanalyse herangezogen. Mit Hilfe des Röntgendiffraktometers Philipps X'Pert wird an einer Pulverprobe bei folgenden Parametern das Röntgenbeugungsdiagramm im Winkelbereich 2 θ von 10 - 40 ° aufgenommen: Winkelbereich (2 θ) 10 - 40 ° Schrittweite 0,02° Zeit pro Schritt 5 s Divergenzblende (primär) 1 mm Streustrahlblende (sekundär) 1 mm Detektorblende (sekundär) 0,1 mm Monochromator (sekundär) To determine the crystallinity of the graphites used, the 002 reflection from the X-ray diffraction analysis is used. With the help of the X-ray diffractometer Philipps X'Pert the X-ray diffraction pattern in the angular range 2 θ of 10 - 40 ° is recorded on a powder sample with the following parameters: Angular range (2 θ) 10 - 40 ° increment 0.02 ° Time per step 5 s Divergence diaphragm (primary) 1 mm Diffuser (secondary) 1 mm Detector panel (secondary) 0.1 mm Monochromator (secondary)

Der für die Berechnung der Kristallitgröße zugrunde liegende 002-Reflex tritt zwischen 26 und 27 2 θ auf. An diesem Reflex wird zunächst die Halbwertsbreite berechnet. Anschließend wird diese Halbwertsbreite zur Berechnung der Kristallinität in die Scherrer-Gleichung übernommen: L c = K λ Δ H 2 θ cos θ

Figure imgb0006

Lc
Kristallinität/Dicke [nm]
Λ
Wellenlänge CuKα = 0,154051 nm
K
dimensionslose Konstante
ΔH
Halbwertsbreite (FWHM) [rad]
Θ
Beugungswinkel [rad].
The underlying for the calculation of crystallite size 002-Reflex occurs between 26 and 27 2 θ. At this reflex the half width is first calculated. Subsequently, will this half-width for the calculation of the crystallinity is taken over into the Scherrer equation: L c = K λ Δ H 2 θ cos θ
Figure imgb0006
L c
Crystallinity / thickness [nm]
Λ
Wavelength CuKα = 0.154051 nm
K
dimensionless constant
AH
Half-width (FWHM) [rad]
Θ
Diffraction angle [rad].

Für Grafit wird als Scherrer-Konstante ein Wert von 0,89 eingesetzt ( Determination of the crystallinity of calcined and graphite cokes by X-ray diffraction Analyst, April 1998, Vol. 123 (pp 595-600 )).For graphite, a value of 0.89 is used as the Scherrer constant ( Determination of the crystallinity of calcined and graphite cokes by X-ray Diffraction Analyst, April 1998, Vol. 123 (pp 595-600 )).

7. Bestimmung des Weißgrades der grafithaltigen Formsandmischungen7. Determination of the whiteness of the graphitic molding sand mixtures

Zunächst wird die grafithaltige Formstoffmischung wie in Absatz 1 beschrieben hergestellt. Anschließend wird die noch feuchte Formstoffmischung in die Probenhalterung des Weißgradmessgeräts Gretag Macbeth CE 7000 A eingepresst. Danach wird die Probenhalterung mitsamt Formstoff bei 110 °C 12 h getrocknet. Im Anschluss daran wird die Probenhalterung mit dem Formstoff in das Messgerät eingebracht und der Weißgrad nach der TAPPI-Methode T 452 bei einer Farbtemperatur von 6500 °C und bei einem Einstrahlwinkel von 10 ° gemessen.First, the graphite-containing molding material mixture is prepared as described in paragraph 1. Subsequently, the still moist molding material mixture is pressed into the sample holder of the whiteness measuring device Gretag Macbeth CE 7000 A. Thereafter, the sample holder is dried together with molding material at 110 ° C for 12 h. Subsequently, the sample holder with the molding material is introduced into the measuring instrument and the whiteness is measured according to the TAPPI method T 452 at a color temperature of 6500 ° C. and at an angle of incidence of 10 °.

8. Vermahlung von Grafit auf einer Luftstrahlmühle8. Grinding of graphite on an air jet mill

Die Trockenvermahlung der Grafite erfolgte auf einer Luftstrahlmühle AFG 100 der Fa. Hosokawa mit einem angeschlossenen Sichter ATP 50. Die Luftstrahlmühle ist mit einer 2 mm-Düse ausgerüstet. Durch Justierung der Umdrehungszahl des Sichters, des Mahldrucks und der Aufgabemenge konnte die mittlere Partikelgrößenverteilung D50 zwischen 1,5 und 20 µm eingestellt werden.The dry milling of the graphite was carried out on an air jet mill AFG 100 from. Hosokawa with an attached classifier ATP 50. The air jet mill is with equipped with a 2 mm nozzle. By adjusting the number of revolutions of the classifier, the grinding pressure and the feed quantity, the average particle size distribution D 50 between 1.5 and 20 μm could be set.

In den Figuren 1 bis 4 sind Partikelgrößenverteilungen für verschiedene Mahlgrade des Grafits gezeigt. Die entsprechenden Werte sind in den Tabellen 1a bis 1d zusammengefasst. Tabelle 1a: Anteile verschiedener Partikelgrößen in einer fein gemahlenen Grafitprobe; D10: 3,27 µm, D50: 10,78 µm, D90: 30,29 µm, D100: 321,89 µm, Messung in Luft (Fig. 1) µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 0,01 0,00 0,50 0,00 5,00 20,38 60,00 98,19 250,00 99,74 0,20 0,00 0,60 0,00 7,00 31,80 70,00 98,69 300,00 99,95 0,40 0,00 0,700 0,02 10,00 46,63 80,00 98,83 400,00 100,00 0,60 0,00 0,80 0,10 15,00 65,12 90,00 98,91 500,00 100,00 0,80 0,00 0,90 0,19 20,00 77,21 100,00 98,94 600,00 100,00 0,10 0,00 1,00 0,32 25,00 89,90 125,00 98,94 750,00 100,00 0,20 0,00 2,00 3,35 30,00 89,78 150,00 99,03 900,00 100,00 0,30 0,00 3,00 8,47 40,00 94,95 175,00 99,21 0,40 0,00 4,00 14,37 50,00 97,18 200,00 99,40 Tabelle 1b: Anteile verschiedener Partikelgrößen in einer fein gemahlenen Grafitprobe; D10: 1,10 µm, D50: 4,53 µm, D90: 14,90 µm, D100: 33,39 pm, Messung in Luft (Fig. 2) µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 0,01 0,00 0,50 1,75 5,00 53,84 60,00 100,00 250,00 100,00 0,20 0,00 0,60 2,84 7,00 66,82 70,00 100,00 300,00 100,00 0,40 0,00 0,70 4,11 10,00 79,15 80,00 100,00 400,00 100,00 0,60 0,00 0,80 5,50 15,00 90,15 90,00 100,00 500,00 100,00 0,80 0,00 0,90 6,96 20,00 95,63 100,00 100,00 600,00 100,00 0,10 0,00 1,00 8,47 25,00 98,40 125,00 100,00 750,00 100,00 0,20 0,05 2,00 23,05 30,00 99,68 150,00 100,00 900,00 100,00 0,30 0,36 3,00 35,14 40,00 100,00 175,00 100,00 0,40 0,90 4,00 45,30 50,00 100,00 200,00 100,00 Tabelle 1c: Anteile verschiedener Partikelgrößen in einer fein gemahlenen Grafitprobe; D10: 0,70 µm, D50: 1,55 µm, D90: 3,62 µm, D100: 20,38 µm, Messung in Wasser (Fig. 3) µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 0,01 0,00 0,50 2,61 5,00 96,45 60,00 100,00 250,00 100,00 0,20 0,00 0,60 5,82 7,00 99,01 70,00 100,00 300,00 100,00 0,40 0,00 0,70 9,98 10,00 99,61 80,00 100,00 400,00 100,00 0,60 0,00 0,80 14,72 15,00 99,86 90,00 100,00 500,00 100,00 0,80 0,00 0,90 19,74 20,00 99,99 100,00 100,00 600,00 100,00 0,10 0,00 1,00 24,84 25,00 100,00 125,00 100,00 750,00 100,00 0,20 0,00 2,00 64,77 30,00 100,00 150,00 100,00 900,00 100,00 0,30 0,04 3,00 83,84 40,00 100,00 175,00 100,00 0,40 0,68 4,00 92,50 50,00 100,00 200,00 100,00 Tabelle 1d: Anteile verschiedener Partikelgrößen in einer fein gemahlenen Grafitprobe; D10: 0,68 µm, D50: 2,17 µm, D90: 5,16 µm, D100: 11,43 µm, Messung in Wasser (Fig. 4) µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 µm1 %2 0,01 0,00 0,50 7,88 5,00 89,00 60,00 100,00 250,00 100,00 0,20 0,00 0,60 8,87 7,00 96,83 70,00 100,00 300,00 100,00 0,40 0,06 0,70 10,43 10,00 99,90 80,00 100,00 400,00 100,00 0,60 0,77 0,80 12,45 15,00 100,00 90,00 100,00 500,00 100,00 0,80 1,93 0,90 14,83 20,00 100,00 100,00 100,00 600,00 100,00 0,10 3,15 1,00 17,45 25,00 100,00 125,00 100,00 750,00 100,00 0,20 6,58 2,00 45,81 30,00 100,00 150,00 100,00 900,00 100,00 0,30 7,31 3,00 67,11 40,00 100,00 175,00 100,00 0,40 7,45 4,00 80,71 50,00 100,00 200,00 100,00 In the FIGS. 1 to 4 Particle size distributions for different degrees of grinding of the graphite are shown. The corresponding values are summarized in Tables 1a to 1d. Table 1a: Shares of different particle sizes in a finely ground graphite sample; D <sub> 10 </ sub>: 3.27 μm, D <50>: 10.78 μm, D <sub> 90 </ sub>: 30.29 μm, D <100></sub>: 321.89 μm, measurement in air (Fig. 1) μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 0.01 0.00 0.50 0.00 5.00 20.38 60,00 98.19 250.00 99.74 0.20 0.00 0.60 0.00 7.00 31.80 70,00 98.69 300.00 99.95 0.40 0.00 0,700 0.02 10.00 46.63 80,00 98.83 400.00 100.00 0.60 0.00 0.80 0.10 15.00 65.12 90.00 98.91 500.00 100.00 0.80 0.00 0.90 0.19 20.00 77.21 100.00 98.94 600.00 100.00 0.10 0.00 1.00 0.32 25,00 89,90 125.00 98.94 750.00 100.00 0.20 0.00 2.00 3.35 30.00 89.78 150.00 99.03 900.00 100.00 0.30 0.00 3.00 8.47 40,00 94.95 175.00 99.21 0.40 0.00 4.00 14,37 50,00 97.18 200.00 99.40 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 0.01 0.00 0.50 1.75 5.00 53.84 60,00 100.00 250.00 100.00 0.20 0.00 0.60 2.84 7.00 66.82 70,00 100.00 300.00 100.00 0.40 0.00 0.70 4.11 10.00 79.15 80,00 100.00 400.00 100.00 0.60 0.00 0.80 5.50 15.00 90.15 90.00 100.00 500.00 100.00 0.80 0.00 0.90 6.96 20.00 95.63 100.00 100.00 600.00 100.00 0.10 0.00 1.00 8.47 25,00 98,40 125.00 100.00 750.00 100.00 0.20 0.05 2.00 23.05 30.00 99.68 150.00 100.00 900.00 100.00 0.30 0.36 3.00 35.14 40,00 100.00 175.00 100.00 0.40 0.90 4.00 45,30 50,00 100.00 200.00 100.00 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 0.01 0.00 0.50 2.61 5.00 96.45 60,00 100.00 250.00 100.00 0.20 0.00 0.60 5.82 7.00 99.01 70,00 100.00 300.00 100.00 0.40 0.00 0.70 9.98 10.00 99.61 80,00 100.00 400.00 100.00 0.60 0.00 0.80 14.72 15.00 99.86 90.00 100.00 500.00 100.00 0.80 0.00 0.90 19.74 20.00 99.99 100.00 100.00 600.00 100.00 0.10 0.00 1.00 24.84 25,00 100.00 125.00 100.00 750.00 100.00 0.20 0.00 2.00 64.77 30.00 100.00 150.00 100.00 900.00 100.00 0.30 0.04 3.00 83,84 40,00 100.00 175.00 100.00 0.40 0.68 4.00 92,50 50,00 100.00 200.00 100.00 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 μm 1 % 2 0.01 0.00 0.50 7.88 5.00 89,00 60,00 100.00 250.00 100.00 0.20 0.00 0.60 8.87 7.00 96.83 70,00 100.00 300.00 100.00 0.40 0.06 0.70 10.43 10.00 99.90 80,00 100.00 400.00 100.00 0.60 0.77 0.80 12.45 15.00 100.00 90.00 100.00 500.00 100.00 0.80 1.93 0.90 14.83 20.00 100.00 100.00 100.00 600.00 100.00 0.10 3.15 1.00 17.45 25,00 100.00 125.00 100.00 750.00 100.00 0.20 6.58 2.00 45.81 30.00 100.00 150.00 100.00 900.00 100.00 0.30 7.31 3.00 67.11 40,00 100.00 175.00 100.00 0.40 7.45 4.00 80.71 50,00 100.00 200.00 100.00

9. Herstellung einer wässrigen Grafitdispersion9. Preparation of an aqueous graphite dispersion

In einem 3 1-Kunststoffbecher werden zunächst 1,5 1 demineralisiertes Wasser vorgelegt. Anschließend wird mit Hilfe eines Rührers Typ LD 50 der Firma Pendraulik bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 2000 Upm und angesetzter Dissolverscheibe so viel trocken vermahlener Grafit eingerührt bis in Abhängigkeit der Partikelgröße eine Konzentration zwischen 20 und 40 % erreicht ist. Im Anschluss daran werden unter vorsichtigem Rühren zwischen 2 und 10 % eines geeigneten Dispergierhilfsmittels zugegeben. Die Dispergiermittelmenge bezieht sich hierbei auf die Einwaage des trockenen Grafits. Nachdem das Dispergiermittel in der Dispersion gleichmäßig verteilt ist, wird unter langsamem Rühren so viel weiteres Grafitpulver zugegeben, bis die angestrebte Endkonzentration erreicht ist. Hierbei ist ein Schäumen soweit wie möglich zu vermeiden. Gegebenenfalls kann der Suspension 0,1 - 0,3 % Degressal® SD 20 der Firma BASF als Entschäumer zugegeben werden.In a 3 1 plastic cup, 1.5 liters of demineralized water are initially charged. Subsequently, with the aid of a stirrer type LD 50 from Pendraulik, at a rotational speed of 2000 rpm and attached dissolver disc, so much dry-ground graphite is stirred in until, depending on the particle size, a concentration between 20 and 40% is reached. Subsequently, between 2 and 10% of a suitable dispersing aid is added with gentle stirring. The amount of dispersant here refers to the weight of the dry graphite. After the dispersant is evenly distributed in the dispersion, so much more graphite powder is added with slow stirring until the desired final concentration is reached. Foaming should be avoided as far as possible. Optionally, the suspension can be 0.1 - 0.3% Degressal ® SD 20 BASF be added as a defoamer.

Die Bedingungen für die Herstellung der fein vermahlenen Grafite sowie deren mittlere Partikelgröße sind in Tabelle 2 zusammengefasst.The conditions for the preparation of the finely ground graphite and their average particle size are summarized in Table 2.

Die Ergebnisse der Beispiele sind Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 2: Vermahlung von Grafit auf einer Luftstrahlmühle Probe Aufgabematerial Sichterradeinstellung (U/min) Aufgabemenge (kg/h) Druck (N/cm2) Mittlere Partikelgröße (D50, µm) Kristallgröße (nm) JM / K0 Kristalliner Pudergrafit Typ GHL der Grafit Kropfmühl AG -- -- -- 42 45 JM / K1 " 5000 3,5 25 18 JM / K2 " 8000 3,0 25 10 JM / K3 " 12000 2,4 30 4 JM / K4 " 17000 1,7 35 1,5 JM / T0 Amorpher Naturgrafit TG 80/85-S der Technografit -- -- -- 38 24 JM / T1 " 5000 4,2 25 20 JM / T2 " 8000 3,7 25 9 JM / T3 " 12000 2,9 30 5 JM / T4 " 17000 2,1 35 2 Tabelle 3: Zusammenfassung der Versuche Bsp. Quarzsand F32 (%) Bentonit Geko B (%) Kohle2 (%) Grafit (%) Einarb. Grafits Weißgrad (%) Verdichtbarkeit (%) NZF (N/cm2) DF (N/cm2) Anges. Sand (g/m2) Bew.3 Vgl 90,5 7,5 2 -- -- 12,4 46 0,27 15,7 520 glatt 1 92 7,5 -- 0,5% JM/KO pulver 16,2 44 0,25 15,1 1350 glatt 2 92 7,5 -- 0,5% JM/TO pulver 16,8 45 0,27 14,9 1210 glatt 3 92 7,5 -- 0,5% JM/K4 pulver 13,2 47 0,28 16,3 1060 glatt 4 92 7,5 -- 0,5% JM/T4 pulver 13,8 45 0,25 17,0 1130 glatt 5 92 7,5 -- 0,5% JM/KO pulver1 15,9 46 0,26 15,8 1460 glatt 6 92 7,5 -- 0,5% JM/K1 Suspens. 11,3 45 0,28 16,4 1050 glatt 7 92 7,5 -- 0,5% JM/K2 Suspens. 10,3 47 0,29 15,5 810 glatt 8 92 7,5 -- 0,5% JM/K3 Suspens. 8,4 45 0,25 14,7 580 glatt 9 92 7,5 -- 0,5% JM/K4 Suspens. 6,3 44 0,27 15,0 440 glatt 10 92 7,5 -- 0,5% JM/T1 Suspens. 10,9 46 0,25 16,0 990 glatt 11 92 7,5 -- 0,5% JM/T2 Suspens. 8,8 45 0,30 17,1 690 glatt 12 92 7,5 -- 0,5% JM/T3 Suspens. 6,9 46 0,28 14,9 460 glatt 13 92 7,5 -- 0,5% JM/T4 Suspens. 5,5 44 0,25 15,2 350 glatt 1: Bentonit und Grafit gemeinsam vermahlen und trocken einmischen
2: Steinkohle Ecosil®
3: Visuelle Bewertung der Gussoberfläche
The results of the examples are summarized in Table 3. Table 2: Grinding of graphite on an air jet mill sample Feed material Sizing wheel adjustment (rpm) Feed quantity (kg / h) Pressure (N / cm 2 ) Average particle size (D 50 , μm) Crystal size (nm) JM / K0 Crystalline powder graphite type GHL from Grafit Kropfmühl AG - - - 42 45 JM / K1 " 5000 3.5 25 18 JM / K2 " 8000 3.0 25 10 JM / K3 " 12000 2.4 30 4 JM / K4 " 17000 1.7 35 1.5 JM / T0 Amorphous natural graphite TG 80/85-S of Technografit - - - 38 24 JM / T1 " 5000 4.2 25 20 JM / T2 " 8000 3.7 25 9 JM / T3 " 12000 2.9 30 5 JM / T4 " 17000 2.1 35 2 Ex. Quartz sand F32 (%) Bentonite Geko B (%) Coal 2 (%) Graphite (%) Einarb. graphite Whiteness (%) Compressibility (%) NZF (N / cm 2 ) DF (N / cm 2 ) Anges. Sand (g / m 2 ) Bew. 3 See 90.5 7.5 2 - - 12.4 46 0.27 15.7 520 smooth 1 92 7.5 - 0.5% JM / KO powder 16.2 44 0.25 15.1 1350 smooth 2 92 7.5 - 0.5% JM / TO powder 16.8 45 0.27 14.9 1210 smooth 3 92 7.5 - 0.5% JM / K4 powder 13.2 47 0.28 16.3 1060 smooth 4 92 7.5 - 0.5% JM / T4 powder 13.8 45 0.25 17.0 1130 smooth 5 92 7.5 - 0.5% JM / KO powder 1 15.9 46 0.26 15.8 1460 smooth 6 92 7.5 - 0.5% JM / K1 Suspens. 11.3 45 0.28 16.4 1050 smooth 7 92 7.5 - 0.5% JM / K2 Suspens. 10.3 47 0.29 15.5 810 smooth 8th 92 7.5 - 0.5% JM / K3 Suspens. 8.4 45 0.25 14.7 580 smooth 9 92 7.5 - 0.5% JM / K4 Suspens. 6.3 44 0.27 15.0 440 smooth 10 92 7.5 - 0.5% JM / T1 Suspens. 10.9 46 0.25 16.0 990 smooth 11 92 7.5 - 0.5% JM / T2 Suspens. 8.8 45 0.30 17.1 690 smooth 12 92 7.5 - 0.5% JM / T3 Suspens. 6.9 46 0.28 14.9 460 smooth 13 92 7.5 - 0.5% JM / T4 Suspens. 5.5 44 0.25 15.2 350 smooth 1 : Grind bentonite and graphite together and mix in dry
2 : hard coal Ecosil ®
3 : Visual evaluation of the casting surface

Claims (12)

  1. Foundry additive comprising finely milled microcrystalline or amorphous graphite which has an average particle size D50 of less than 100 µm.
  2. Foundry additive according to Claim 1, characterized in that the finely milled microcrystalline or amorphous graphite has an average crystallite size of less than 90 nm.
  3. Foundry additive according to Claim 1 or 2, characterized in that the graphite has been provided in the form of an aqueous suspension.
  4. Foundry additive according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that a bentonite has been added to the foundry additive.
  5. Foundry additive according to Claim 4, characterized in that the bentonite has been provided in the form of granules.
  6. Foundry additive according to Claim 5, characterized in that the bentonite granules have been coated with the finely milled microcrystalline or amorphous graphite.
  7. Foundry additive according to either Claim 5 or 6, characterized in that the granules have a moisture content in the range from 15 to 35% by weight.
  8. Foundry additive according to any of the preceding claims, characterized in that the foundry additive comprises a finely milled carbon support, preferably selected from the group consisting of coal, coke, activated carbon.
  9. Mould material mixture containing a particulate refractory mould material and a foundry additive according to any of Claims 1 to 8.
  10. Mould material mixture according to Claim 9, characterized in that the proportion of the finely milled microcrystalline or amorphous graphite is in the range from 0.1 to 2% by weight, based on the dry weight of the mould material mixture.
  11. Foundry mould composed of a particulate refractory mould material which contains a foundry additive according to any of Claims 1 to 8.
  12. Use of a foundry mould according to Claim 11 for metal casting.
EP10752733.5A 2009-09-16 2010-09-10 Foundry additive based on graphite Revoked EP2477766B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009041677A DE102009041677A1 (en) 2009-09-16 2009-09-16 Foundry additive based on graphite
PCT/EP2010/005573 WO2011032668A2 (en) 2009-09-16 2010-09-10 Foundry additive based on graphite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2477766A2 EP2477766A2 (en) 2012-07-25
EP2477766B1 true EP2477766B1 (en) 2016-03-30

Family

ID=43598189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10752733.5A Revoked EP2477766B1 (en) 2009-09-16 2010-09-10 Foundry additive based on graphite

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2477766B1 (en)
DE (1) DE102009041677A1 (en)
ES (1) ES2576085T3 (en)
PL (1) PL2477766T3 (en)
PT (1) PT2477766T (en)
WO (1) WO2011032668A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909313B (en) * 2012-10-16 2015-04-22 武汉重工铸锻有限责任公司 Copper-alloy casting core sand and fabrication method thereof
JP7443352B2 (en) * 2018-09-28 2024-03-05 アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド Production of premix composition for casting
CN110330016A (en) * 2019-08-10 2019-10-15 哈尔滨工业大学 An a kind of step cooperative development method of anthracite-base porous carbon graphite microcrystal and hole
CN113680956A (en) * 2020-05-19 2021-11-23 中冶宝钢技术服务有限公司 Guniting material for cast iron process, manufacturing method thereof and cast iron process

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1758095A (en) 1926-01-08 1930-05-13 Benjamin F Wallace Parting-facing product for casting metals
GB357126A (en) 1930-05-12 1931-09-14 Benjamin Franklin Wallace Improvements in or relating to sand moulds
US1868646A (en) 1929-08-13 1932-07-26 Benjamin F Wallace Foundry facing
DE3246324A1 (en) 1982-12-15 1984-07-19 Carboform CBF Ewald Schmidt, 4600 Dortmund ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FOUNDRY SAND ADDITIONAL FOR THIS AND USE OF THE ADDITIVES
EP0279031A1 (en) 1987-02-14 1988-08-24 IKO Industriekohle GmbH &amp; Co. KG Method of accelerating the water adsorption of bentonite, especially as an admixture for moulding sands
WO1998050181A1 (en) 1997-05-07 1998-11-12 Amcol International Corporation Activated carbon foundry sand additives and method of casting metal for reduced voc emissions
JP2008011114A (en) 2006-06-28 2008-01-17 Ntt Docomo Inc Position information management server and managing method, and moving body management system
DE102007027621A1 (en) 2007-06-12 2008-12-18 S&B Industrial Minerals Gmbh Process for producing a core and / or foundry sand for foundry purposes
EP2233226A1 (en) 2008-01-22 2010-09-29 Kao Corporation Structure for foundry production

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1952357A1 (en) * 1969-10-17 1971-04-29 Ravensberger Eisenhuette Styrene ethylene or propylene polymers - replacing carbon dust in casting mould comps
US4316744A (en) * 1973-07-17 1982-02-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company High ratio silicate foundry sand binders
US4162238A (en) * 1973-07-17 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Foundry mold or core compositions and method
US4174225A (en) * 1976-04-12 1979-11-13 Ab Nynas-Petroleum Manufacturing moulds or mould cores
DE3017119A1 (en) * 1980-05-03 1981-11-05 Dr. Heinze GmbH, 4554 Kettenkamp Iron casting mould contg. quartz sand, bentonite and water - and lustrous carbon former-contg. agglomerate prepn. from coal or other dust preventing iron fusion to moulding sand
SU1184601A1 (en) * 1984-04-24 1985-10-15 Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства Parting paint for moulds and cores
SU1308421A1 (en) * 1985-07-19 1987-05-07 Институт проблем литья АН УССР Composition for obtaining antiskid coating for moulds and cores
SU1398977A1 (en) * 1986-11-11 1988-05-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства Composition for obtaining antistick coating on moulds and cores
DE3812634A1 (en) 1988-04-15 1989-10-26 Sued Chemie Ag METHOD FOR PRODUCING MOLDED MOLDED FORMS AND MOLDINGS
FR2771663B1 (en) * 1997-12-03 2000-02-18 Manfred Buchler FLUID COMPOSITION CAPABLE OF PRODUCING GLOSSY CARBON DURING CASTING OF METAL AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
DE10205158A1 (en) * 2002-02-07 2003-08-21 Iko Minerals Gmbh Process for producing a molding sand, particularly in a cycle, for foundry purposes
DE102007020586A1 (en) * 2007-05-02 2008-11-06 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Coating materials for casting molds and cores to avoid reaction gas defects

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1758095A (en) 1926-01-08 1930-05-13 Benjamin F Wallace Parting-facing product for casting metals
US1868646A (en) 1929-08-13 1932-07-26 Benjamin F Wallace Foundry facing
GB357126A (en) 1930-05-12 1931-09-14 Benjamin Franklin Wallace Improvements in or relating to sand moulds
DE3246324A1 (en) 1982-12-15 1984-07-19 Carboform CBF Ewald Schmidt, 4600 Dortmund ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FOUNDRY SAND ADDITIONAL FOR THIS AND USE OF THE ADDITIVES
EP0279031A1 (en) 1987-02-14 1988-08-24 IKO Industriekohle GmbH &amp; Co. KG Method of accelerating the water adsorption of bentonite, especially as an admixture for moulding sands
WO1998050181A1 (en) 1997-05-07 1998-11-12 Amcol International Corporation Activated carbon foundry sand additives and method of casting metal for reduced voc emissions
JP2008011114A (en) 2006-06-28 2008-01-17 Ntt Docomo Inc Position information management server and managing method, and moving body management system
DE102007027621A1 (en) 2007-06-12 2008-12-18 S&B Industrial Minerals Gmbh Process for producing a core and / or foundry sand for foundry purposes
EP2233226A1 (en) 2008-01-22 2010-09-29 Kao Corporation Structure for foundry production

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. CRESPO ET AL., INFLUENCE OF GRINDING ON GRAPHITE CRYSTALLINITY FROM EXPERIMENTAL AND NATURAL DATA: IMPLICATIONS FOR GRAPHITE THERMOMETRY AND SAMPLE PREPARATION, IN MINERALOGICAL MAGAZINE, vol. 70, no. 6, December 2006 (2006-12-01), pages 697 - 707
FRITZ ULLMANN, CARBON, ULLMANN'S ENCYCLOPEDIA OF INDUSTRIAL CHEMISTRY;, 1986

Also Published As

Publication number Publication date
EP2477766A2 (en) 2012-07-25
PL2477766T3 (en) 2016-10-31
PT2477766T (en) 2016-07-12
WO2011032668A2 (en) 2011-03-24
ES2576085T3 (en) 2016-07-05
DE102009041677A1 (en) 2011-03-24
WO2011032668A3 (en) 2011-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2908968B1 (en) Mould material mixtures on the basis of inorganic binders, and method for producing moulds and cores for metal casting
EP2329900B1 (en) Thermal recorery of casting sand
DE102012020510B4 (en) Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
EP2174751B1 (en) Abrasive grain agglomerates, method for their manufacture and their application
EP0650939B1 (en) Method of coloring building materials
DE60315076T3 (en) BALL CASTING SAND
EP1934001B1 (en) Borosilicate glass-containing molding material mixtures
DE102007027577A1 (en) Molding material mixture, molded article for foundry purposes and method for producing a molded article
DE102012020511A1 (en) Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102014118577A1 (en) Process for the layered formation of molds and cores with a glass-glass-containing binder and a water glass-containing binder
EP2477766B1 (en) Foundry additive based on graphite
WO2018185251A1 (en) Method for producing casting molds, cores and basic mold materials regenerated therefrom
EP1868753B1 (en) Exothermic and insulating feeder insert have high gas permeability
DE102013006135A1 (en) Salt-based cores, process for their preparation and their use
DE102007027621A1 (en) Process for producing a core and / or foundry sand for foundry purposes
DE102015120866A1 (en) Process for producing refractory composite particles and feeder elements for the foundry industry, corresponding feeder elements and uses
DE2509730A1 (en) SORPTION CARRIERS AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
DE1299794B (en) Process for the production of a molded body from an exothermic mass
CH676433A5 (en)
DE112012004397T5 (en) Giesskern, process for its production, and casting using the core
EP2318468A1 (en) Sintered abrasive grit agglomerates
JPS63260816A (en) Manufacture of fine grain calcium sulfate
EP1832357B1 (en) Mould or blank, casting moulding material mix and method for its manufacture
DE102019131241A1 (en) Process for the production of an article for use in the foundry industry, corresponding granulate and kit, devices and uses
EP4061556A1 (en) Cores for die casting

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: 20120413

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

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

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: CLARIANT INTERNATIONAL LTD.

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150928

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

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20160204

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

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

Ref legal event code: REF

Ref document number: 784793

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20160415

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: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502010011350

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2576085

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20160705

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Ref document number: 2477766

Country of ref document: PT

Date of ref document: 20160712

Kind code of ref document: T

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20160627

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: FP

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

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

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: 20160701

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: 20160330

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: 20160330

REG Reference to a national code

Ref country code: NO

Ref legal event code: T2

Effective date: 20160330

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

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: 20160330

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: 20160330

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 7

RAP2 Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred)

Owner name: CLARIANT INTERNATIONAL LTD

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

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: 20160330

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: 20160730

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

Ref country code: SK

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: 20160330

Ref country code: SM

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: 20160330

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: 20160330

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R026

Ref document number: 502010011350

Country of ref document: DE

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

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

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: 20160330

PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

26 Opposition filed

Opponent name: IMERYS METALCASTING GERMANY GMBH

Effective date: 20161230

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: 20160330

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

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

Ref country code: SI

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: 20160330

PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

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

Ref country code: IE

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

Effective date: 20160910

Ref country code: LI

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

Effective date: 20160930

Ref country code: CH

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

Effective date: 20160930

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: 20160910

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

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: 20100910

Ref country code: CY

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: 20160330

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

Ref country code: MK

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: 20160330

Ref country code: MT

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: 20160330

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

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: 20160330

PLAB Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299OPPO

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

R26 Opposition filed (corrected)

Opponent name: IMERYS METALCASTING GERMANY GMBH

Effective date: 20161230

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

Ref country code: AL

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: 20160330

RDAF Communication despatched that patent is revoked

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREV1

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

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

APBM Appeal reference recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREFNO

APBP Date of receipt of notice of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA2O

APAH Appeal reference modified

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNO

APBQ Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA3O

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

Ref country code: IT

Payment date: 20190923

Year of fee payment: 10

Ref country code: NL

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 10

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

Ref country code: GB

Payment date: 20190930

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MM

Effective date: 20201001

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

Effective date: 20200910

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 NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201001

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

Ref country code: GB

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

Effective date: 20200910

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

Ref country code: IT

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

Effective date: 20200910

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R103

Ref document number: 502010011350

Country of ref document: DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R064

Ref document number: 502010011350

Country of ref document: DE

APBU Appeal procedure closed

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9O

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

Ref country code: TR

Payment date: 20220831

Year of fee payment: 13

Ref country code: SE

Payment date: 20220923

Year of fee payment: 13

Ref country code: PT

Payment date: 20220829

Year of fee payment: 13

Ref country code: NO

Payment date: 20220921

Year of fee payment: 13

Ref country code: DE

Payment date: 20220927

Year of fee payment: 13

Ref country code: CZ

Payment date: 20220908

Year of fee payment: 13

Ref country code: AT

Payment date: 20220920

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: PL

Payment date: 20220901

Year of fee payment: 13

Ref country code: FR

Payment date: 20220926

Year of fee payment: 13

Ref country code: BE

Payment date: 20220926

Year of fee payment: 13

RDAG Patent revoked

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009271

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

Free format text: STATUS: PATENT REVOKED

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

Ref country code: ES

Payment date: 20221011

Year of fee payment: 13

27W Patent revoked

Effective date: 20220923

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MA03

Ref document number: 784793

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220923

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: ECNC