DD233319A1 - Verfahren zur steuerung der formstoffverarbeitungseigenschaften - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Verarbeitungseigenschaften von Formstoffen, insbesondere von Zement- oder Wasserglasformstoffen, die Tenside und/oder plastifizierende Zusaetze enthalten. Als negative und unerwuenschte Wirkung dieser Zusaetze tritt unter bestimmten Bedingungen eine Aufschaeumung und/oder Plastifizierung waehrend der Formstoffherstellung bzw. -verarbeitung ein. Das Ziel der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass dem Formstoff ein Gemisch aus den Komponenten Paraffinemulsion/Essigsaeure/Fettsaeureamide oder ein Gemisch von nur zwei dieser Komponenten oder nur eine dieser Komponenten in bestimmten anwendungsfallspezifischen Mengen zugesetzt wird. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist insbesondere in der Giessereiindustrie anwendbar.

Description

(Eitel der Erfindung

Verfahren zur Steuerung der Formstoffverarbeitungseigenschäften

Anwendtaiga gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Verarbeitungseigenschaften von Pormstoffen, insbesondere von Zement«- oder Wasserglasformstoffen, die (Tenside und / oder plastifizierende Zusätze enthalten· Die Erfindung wird angewendet, um die Aufschäumung bzw. Plastifizierung der Formstoffe zu verhindern oder zu beseitigen. Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Prozeß der Formenfertigung in der Gießereiindustrie, insbesondere auf der Basis von kontinuierlich arbeitenden Durchlauf mis ehern, auf denen rieselfähige, selbsthärtende Pormstoffe verarbeitet werden·

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Die Anwendung von Tensiden und / oder plastifizierenden Zusätzen in Gießereiformstoffen ist eine Maßnahme zur zielgerichteten Einstellung der Pormstoffverarbeitungseigenschaften und anderer technologischer Formstoffparameter· Im allgemeinen wird die Verarbeitungskonsistenz als eine der

wesentlichsten Formstoffverarbeitungseigenschaften von derartigen Formstoffen als rieselfähig, fließfähig oder plastisch klassifiziert· Daneben existieren eine Vielzahl von Formstoffsystemen, die in diese scharf abgegrenzte Einteilung nicht einzuordnen sind, sondern Zwischenstellungen einnehmen, wie beispielsweise plastisch-pastöse oder plastisch-bildsame Formstoffe·

Die Yerarbeitungseigenschaften eines Formstoffes hängen weiterhin nicht nur vom gewählten Tensid oder dem plastifizierenden Zusatz ab, sondern werden wesentlich von der Korngröße, und der Korngrößenverteilung des Quarzsandes sowie vom Anteil feinstkörniger Zuschlagstoffe und dem Aushärtungszustand der Formstoffmischung bestimmt« Als Maß für die Formst of fkons ist enz werden verschiedene Methoden und Kriterien herangezogen, wie z. B. das sog· Ausbreitmaß bei riesel- oder fließfähigen Formstoffen· Um die Rieselfähigkeit eines Formstoffsystems zu erreichen, werden Tenside zugesetzt· Diese erniedrigen einerseits die Oberflächenspannung der wäßrigen Phase, andererseits verfügen die meisten Tenside über ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Schaumbildungsvermögen· Dieses Schaumbildungsvermögen wird bei der Verflüssigung der Formstoffmischung zielgerichtet ausgenutzt. Bleibt der Schaum während des gesamten Form-Gieß-Vorganges bis zur beginnenden Härtung stabil, so ist die Packungsdichte des Formstoffes, d« h. der effektive Gehalt an Feuerfeststoffkomponenten, nicht ausreichend hoch, so daß selbst bei Anwendung von verfahrensspezifischen Überzugsstoffen die Gußstücke, insbesondere bei der Stahlgußfertigung, wegen Ansinterungs- oder Penetrationserscheinungen nicht qualitätsgerecht ge werden können.

Aus diesem Gründe ist die Anwendung von Methoden der Vermeidung der Schaumentstehung bzw. der Schaumregulierung erforderlich.

In der französischen PS 134 252 9 und deren Zusatz-PS 87 werden Sulfonsäuren bzw. deren Salze als Tenside und Fettsäuren, Fettester und Fettalkohole, insbesondere Butylalkohole, als Schaumregulatoren beschrieben. Dieses Verfahren der Schaianregulierung ist technologisch nicht in ausreichendem Maße wirksam. Beispielsweise ist eine Schaumregulierung nur im Sinne einer Verringerung der

ν _j Schaumbildung möglich. Eine absolute Vermeidung der Schaumbildung ist nur bei unverhältnismäßig hohen Mengenanteilen möglich. Dies ist unökonomisch, der technologische Prozeß wird komplizierter, und - in Abhängigkeit von den weiteren Komponenten der wäßrigen Phase des Formstoffes - kann der hohe Anteil die Aushärte- und Festigkeitscharakteristik negativ beeinflussen und damit die Formenfertigung unmöglich machen.

Die DE-AS 155 814 3 beschreibt deshalb die Anwendung von nichtschäumenden (Densiden. Diese gehören jedoch nicht zu den kostengünstigsten und leicht verfügbaren Tensiden, so daß eine generelle Anwendung allein aus diesem Grunde aus-

,--^ scheidet. Wesentlich ist jedoch, daß derartige Tenside für Formstoffe, die eine wäßrige Phase mit saurem Charakter besitzen, keine bzw. nur eine geringe bzw. nur eine kurz andauernde Wirkung erzielen. Dies trifft beispielsweise zu für ein spezielles Verfahren der Zementerhärtungsbeschleunigung mit einem ameisensauren Komplexbeschleuniger nach der DD-PS 207 296.

Zusätze, wie Melasse, Sulfitablauge, Polyvinylalkohol vnd andere wasserzurückhaltende organische Stoffe, beeinflussen ebenfalls wie Tenside, jedoch mit anderer Wirkung, die Verarbeitungseigenschaften von Gießereiformstoffen.

Qualitativ wirken diese Stoffe als Bindemittel, Brhärtungsregulatoren und Formstcffplastifikatoren. Diese drei im Komplex wirkenden Eigenschaften sind in einigen Fällen in ihrer Gesamtheit nicht erwünscht· Insbesondere ist speziell bei rieselfähigen Formstoffen die Eigenschaft der Wirkung als Plastifikator unerwünscht; auf die technologisch erreichbare Wirkung als Erhärtungsregulator und Bindemittel kann jedoch nicht verzichtet werden· Beispielsweise ist bekannt und u· a. in der DE-OS 243 423 4 beschrieben, daß Melasse allein oder in Verbindung mit Kalziumchlorid als Erhärtungsbeschleuniger für Zementformstoffe eine wesentliche Bedeutung besitzt· Der Nachteil dieses Zement-Melasse-Formverfahrens besteht jedoch in dem im Vergleich zu selbsthärtenden Formstoffen auf der Basis von Wasserglas oder organischen Harzen hohen Verdichtungsaufwand.

Dieser Nachteil wird durch das Klebe- und Bindeverhalten der Melasse verursacht. Wird diesem Formstoffsystem ein beliebiges Tensid zugesetzt, um die RieseIfähigkeit zu erreichen, tritt gerade das Gegenteil ein; es entsteht ein breiartiger, plastifizierter Formstoff, der nicht verwendet werden kann· Aber auch ohne Tensidanteil neigen Formstoffe, die Melasse, Sulfitablauge oder andere wasserzurückhaltende organische Stoffe enthalten, in Abhängigkeit von der Formst off mischarbeit sehr schnell zu einer Plast if izierung und werden damit unbrauchbar·

Insgesamt sind also derartige Formstoffe für eine effektive Anwendung auf hochproduktiven Durchlaufmischer-Formanlagen nicht bzw. nur bedingt geeignet.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß kein bekanntes Verfahren in der Lage ist, bei Formstoffen, die schäumende Tenside und / oder ρlastifizierende Zusätze enthalten, die Schaumbildung und / oder die Plastifizierung zu verhindern bzw. zu beseitigen.

- 5 Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, diese Hachteile zu vermeiden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der ForrastoffVerarbeitungseigenschaften derart zu schaffen, daß für solche Formstoffsysteme, die Tenside und / νJ oder plastifizierende Zusätze enthalten, die Aufschäumung und / oder Plastifizierung des Formstoffes verhindert oder beseitigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß derartigen Formstoffmischungen

- eine bestimmte Menge einer Stoffmischung, bestehend aus Paraffinemulsion, Fettsäureamiden und Essigsäure

- oder eine bestimmte Menge einer Mischung von zwei dieser

genannten Stoffe

- oder eine bestimmte Menge von nur einem dieser Stoffe zugesetzt wird·

Die erforderliche Mengenzugabe ergibt sich dabei aus der /^ Struktur und den Mengenanteilen der verwendeten Tenside und / oder Plastifikatoren. Erfolgt der Zusatz in die Flüssigkomponente des Formstoffes während der Formherstellung, tritt eine Aufschäumung und / oder Plastifizierung erst gar nicht ein. Erfolgt der Zusatz demgegenüber als letzte Formstoffkomponente, so wird selbst ein bereits aufgeschäumter und / oder plastifizierter Formstoff rieselfähig oder plastisch-bildsam, je nach Formstoffsysiiem.

Ausführungsbeispiel

Ein Zement-Melasse-Formstoff der Zusammensetzung 3,5 % Melasse 3,5 % Wasser

10,0 % Portlandzement

83,0 % Quarzsand

enthält 3»5 % eines plastifizierenden Zusatzes in Form von Melasse· Der Formstoff hat deshalb eine plastisch-bildsamklebrige Formstoffkonsistenz. Im Formstoffaufbereitungsaggregat neigt dieser Formstoff sehr' leicht zur Plastifizierung, da der Mischer sich auf Grund des klebrigen Formstoffes sehr schnell zusetzt. Durch die somit erhöhte Eeibungs- und Mischintensität plastifiziert der Formstoff; der Formprozeß muß unterbrochen werden und kann erst nach Reinigung des Mischers bis zum nächsten Zyklus fortgesetzt werden. Auch durch Zusatz eines Tensides kann dieser Hachteil nicht verhindert werden. Der Formstoff verliert in diesem Fall seine klebrige Konsistenz, und die Grenzflächenspannung wird auf ca. 0,03 Έ/m verringert, die Aufschäumung / Plastifizierung tritt jedoch nunmehr augenblicklich ein. Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von 0,01 % Paraffinemulsion

0,01 % eines Fettsäureamides und

0,1 % Essigsäure

bleibt die geringe Grenzflächenspannung des tensidhaltigen Zement-Melasse-Formstoffes erhalten, die Plastifizierung bzw. Aufschäumung wird vermieden, und der Formstoff wird rieselfähig, so daß seine Verarbeitung auf hochproduktiven Durchlaufmischer-Formanlagen möglich wird·

Claims (3)

1. - 7 Patentanspruch

   1. Verfahren zur Steuerung der Formstoffverarbeitungseigenschaften von Formstoffen, die Tenside und / oder plastifizierende Zusätze enthalten, gekennzeichnet dadurch, daß zur Vermeidung oder Beseitigung der Aufschäumung oder Plastifizierung sowie zur zielgerichteten Einstellung der komplexen FormstoffVerarbeitungseigenschaften diesen Formstoffen während der Herstellung oder Verarbeitung

   - eine bestimmte Menge einer St off mischung, bestehend aus Paraffinemulsion, Fettsäureamiden und Essigsäure

   - oder eine bestimmte Menge einer Mischung aus zwei dieser Stoffe

   - oder eine bestimmte Menge von nur einem dieser Stoffe zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatz in Abhängigkeit von Art und Menge des verwendeten Tensides und / oder plastifizierenden Zusatzes erfolgt,
3. 3. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei Verwendung von Hatriumalkylbenzolsulfonat als lensid der Zusatz von Paraffinemulsion im Verhältnis 1 : 1 und / oder von Essigsäure im Verhältnis 10 : 1 zum Tensidanteil vorzugsweise erfolgt.