EP0363568A2 - Bindemittelsysteme und Verfahren unter Verwendung derselben zur kohlenstaubfreien Frischung zur Bildung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen - Google Patents

Bindemittelsysteme und Verfahren unter Verwendung derselben zur kohlenstaubfreien Frischung zur Bildung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen Download PDF

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EP0363568A2
EP0363568A2 EP89111374A EP89111374A EP0363568A2 EP 0363568 A2 EP0363568 A2 EP 0363568A2 EP 89111374 A EP89111374 A EP 89111374A EP 89111374 A EP89111374 A EP 89111374A EP 0363568 A2 EP0363568 A2 EP 0363568A2
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EP
European Patent Office
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bentonite
binder system
mass
coal dust
mixture
Prior art date
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Withdrawn
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EP89111374A
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English (en)
French (fr)
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EP0363568A3 (de
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Gyula Szépföldi
István Halász
Kálmán Kovaliczky
Károly Dr. Gedey
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Hungaroben Kft
Original Assignee
Hungaroben Kft
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Publication date
Application filed by Hungaroben Kft filed Critical Hungaroben Kft
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Publication of EP0363568A3 publication Critical patent/EP0363568A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/20—Compositions 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
    • B22C1/24—Compositions 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 oily or fatty substances; of distillation residues therefrom
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S106/00—Compositions: coating or plastic
    • Y10S106/04—Bentonite

Definitions

  • the invention relates to binder systems and methods using the same for carbon dust-free freshness, for the formation of bentonite bonds and for the production of casting cores.
  • the invention comprises a binder system containing 0.5-20% by mass of vegetable lecithin or vegetable oil or a mixture thereof in any ratio, 0.1-5.5% by weight of hardening agent, hardening agent derivative or carboxymethyl cellulose sodium or a mixture thereof in any ratio, 0.3-4 , 5% by mass sodium carbonate, 0.05-1.25% by mass boron compounds and additionally 100% bentonite.
  • the invention further comprises a method using this binder system in foundries, in which carbon dust-free freshening of the molding sand containing bentonite, which is continuously recovered by circulation, furthermore the manual or mechanical processing of the production of casting cores from which SO2 gas is no longer formed, takes place, whereby the use of bentonite is significantly reduced compared to the traditional method, and whereby the occupational hygiene protection, environmental protection and protection against corrosion can be significantly improved.
  • the material and energy consumption as well as the working time be reduced and the method of freshening can be carried out much easier, more precisely and more effectively.
  • the addition of coal dust can be completely avoided and the amount of bentonite required for freshening can be significantly reduced by about 25-40%.
  • Quartz sand, clay, bentonite, coal dust and water-containing mixtures of shapes are widely known.
  • the mineral coal dust is used as an additive in the bentonite-containing mold mixtures as a glossy carbon carrier to improve the quality of the casting surface and to reduce the burning of the sand.
  • the general technological practice is also known in a wide circle, according to which, after casting, the molds containing bentonite content containing coal dust and the cores to the sand mixtures which have been cleared and then continuously recirculated by circulation, new sand, bentonite, coal dust and water are used to replace the amount of coal dust burned out and the thermally degraded bentonite can be added via separate measuring and dosing processes in order to freshen the molding sand.
  • the mineral coal dust cannot be homogenized appropriately by the added bentonite or by the recovered molding sand during the short mechanical mixing time in the freshing method.
  • the uniform technological strengths corresponding to the expectations no impact of the mechanical concentration work used in the molding can not be achieved.
  • the ashes of coal dust are not only due to theirs physical presence, but fundamentally disadvantageous because it concurrently concentrates strictly acidic compounds that dissolve well in the water of the bentonite-containing molding sand and dissociate well.
  • the pH of the electrolyte is shifted in the direction of the very harmful, acidic pH range, in contrast to the alkaline activity required for the advantageous Na cation exchange, and the continuously increasing hydrogen ion concentration makes the bentonite one from the forming technology point of view causes rather disadvantageous cation exchange. This reduces its ability to swell and the work capacity is significantly or completely reduced.
  • the absorption of the SO2 gas is very disadvantageous because it depends on the given circumstances through various oxidation reactions forms mineral sulfuric acid or sulfuric acid, which dissolve well in the water present, dissociate well and thereby cause the continuous formation of the acidic pH range on the molds and cores, that is to say increase the unfavorable hydrogen ion concentration and thereby also bindable bentonite cause an adverse cation exchange and the formation of hydrogen bentonite.
  • the advantageous swellability and the working capacity of the bentonite which is essential from the point of view of shaping technology, and which ensure the required technological strength of the molds and cores, are significantly or completely reduced.
  • the refreshing method can be made simpler, more precise and more effective, and a significant reduction in the amount of bentonite required to restore the corresponding strength of the molding sand continuously recovered by circulation can be achieved by 25-40% and thereby significantly reduces the material transport, storage and material movement, the expenditure of energy, working time, the molding waste is reduced, the effectiveness is improved, the castings are made sand-free more easily and the quality of the surface is improved. Furthermore, it is possible by removing SO2 gas formation To increase the level of occupational hygiene protection, environmental protection and protection against corrosion.
  • the invention is based on the knowledge that the above-mentioned goals can be achieved and the known disadvantages can be eliminated if the mineral sulfur containing coal dust in large quantities is no longer used as a glossy carbon carrier for freshening and bentonite is no longer added separately, but instead that Binder system according to the invention is added, which can be homogenized faster and better with the molding sand.
  • the binder system contains compounds that are sulfur-free and fully compatible with the bindable Na bentonite. Health and safety is ensured in that the combustion by-products do not cause harmful hydrogen bentonite bonds.
  • the binder according to the invention ensures the alkaline pH range required for binding Na bentonite and the corresponding Na ion concentration.
  • the components also enable an improved cast binder system in the form of a stable bentonite suspension for carbon dust-free freshening.
  • the present invention comprises an improved binder system comprising 0.5-20% by mass of vegetable lecithin or vegetable oil or a mixture thereof in any ratio, 0.1-5.5% by weight of curing agent or curing agent derivative or carboxymethyl cellulose sodium or their mixture any ratio, 0.3-4.5 mass% Na carbonate, 0.05-1.25% boron compounds and 100% complementary bentonite contains.
  • the invention further relates to a method using the binder system according to the invention, in which a coal dust-free freshness of the molded sands containing continuously recovered by circulation, and further their processing by known, manual or mechanical operations to improve molds with bentonite bonding and to cores from their organic carbon donor Pouring SO2 gas will no longer arise, is included, and compared to the traditional, coal dust additive using molding and core manufacturing processes, the level of occupational hygiene protection and environmental protection, protection against corrosion can be significantly improved.
  • the improved binder system according to the invention is illustrated by the following examples.
  • binder systems with the above composition are stored in the foundries after their homogenization in silos, containers, plastic or metal barrels or in bags until they are used.
  • the coal dust-free refining was carried out as follows: 540 kg. recovered sand 60 kg. Sand K4 7 kg. Binder system of Example 3 suspended in 14 l. water 607 kg.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Bindemittelsystem zur kohlenstaubfreien Frischung, zur Bildung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5-20 Massen% Pflanzenlezithin oder Pflanzenöl oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,1-5,5 Massen% Härtungsmittel, Härtungsmittelderivat oder Karboxymethylzellulosenatrium oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,3-4,5 Massen% Natriumcarbonat, 0,05-1,25 Massen% Borverbindungen und zu 100 Massen% ergänzend Bentonit enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft Bindemittelsysteme und Verfahren unter Verwendung derselben zur kohlenstaubfreien Frischung, zur Bildung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen.
  • Die Erfindung umfaßt ein Bindemittelsystem, das 0,5-20 Massen% Pflanzenlezithin oder Pflanzenöl oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,1-5,5 Massen% Härtungsmittel, Härtungsmittelderivat oder Carboxymethylzellulosenatrium oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,3-4,5 Massen% Natriumkarbonat, 0,05-1,25 Massen% Borverbindungen und ergänzend zu 100% Bentonit enthält.
  • Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren unter Verwendung dieses Bindemittelsystems in Giessereien, bei dem eine kohlenstaubfreie Frischung des durch Zirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen, Bentonit enthaltenden Formsandes, weiterhin durch dessen manuelle oder mechanische Bearbeitung die Herstellung von Giesskernen, aus denen SO₂-Gas nicht mehr gebildet wird, erfolgt, wodurch der Einsatz von Bentonit im Vergleich zu dem traditionellen Verfahren bedeutend vermindert wird, und wodurch der arbeitshygienische Schutz, der Umweltschutz sowie der Schutz gegen Korrosion bedeutend verbessert werden kann.
  • Durch Einsatz des Verfahrens gemäß der Erfindung können der Stoff- und Energieverbrauch sowie die Arbeitszeit vermindert werden und die Frischungsmethode viel einfacher, präziser und wirksamer durchgeführt werden. Die Kohlenstaubzugabe kann völlig vermieden und die zur Frischung benötigte Bentonitmenge kann bedeutend, um etwa 25-40%, vermindert werden.
  • Quarzsand, Lehm, Bentonit, Kohlenstaub und Wasser enthaltende Formgemische sind im weiten Kreis bekannt.
  • Es ist auch bekannt, daß der mineralische Kohlenstaub zu den Bentonit enthaltenden Formgemischen als glanzvoller Karbonträger zur Verbesserung der Qualität der Gussoberfläche, zur Verminderung des Aufbrennens des Sandes als Zuschlagstoff verwendet wird.
  • Die allgemeine technologische Praxis ist auch im weiten Kreis bekannt, nach welcher nach dem Gießen der Kohlenstaubzuschlag enthaltenden Formen mit Bentonitgehalt und der Kerne zu den ausgeräumten und danach durch Zirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen Sandgemischen neuer Sand, Bentonit, Kohlenstaub und Wasser zur Ersetzung der Menge des ausgebrannten Kohlenstaubes und des thermisch degradierten Bentonits über separate Mess- und Dosierverfahren zugegeben werden, um die Formsände zu frischen.
  • Neben den bekannten, obengenannten Vorteilen der Verwendung des mineralischen Kohlenstaubes in Giessereien kommen aber zahlreiche sehr nachteilige, physikalische, chemische und kolloidale Mechanismen zur Geltung.
  • Aufgrund der Ergebnisse unserer diesbezüglichen Prüfungen wurde festgestellt, daß das Wiedereinstellen der entsprechenden technologischen Festigkeit der nach dem Giessen durch Zirkulation wiedergewonnenen Sandgemische der Kohlenstaubzuschlagstoff enthaltenden Formen und Kerne mit Bentonitgehalt durch die nach dem traditionellen Verfahren durchgeführte Frischung im allgemeinen nur durch den Ersatz einer viel größeren Menge an Bentonit als eigentlich benötigt gesichert werden kann.
  • Die Ursache liegt darin, daß in den Kohlenstaubzuschlagstoff enthaltenden Formsänden der zur Ausbildung der maximalen Arbeitskapazität des bei der Frischung zugegebenen Bentonits benötigte Na-Kationenaustausch als Ergebnis des nachteiligen chemischen Reaktionsverfahrens nur in einem sehr kleinen Umfang bewirkt werden kann. Dies liegt einerseits an der Zeitabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit des Ionenaustausches, andererseits an dem entsprechenden pH-Wert der zurückgewonnenen Formsände und der benötigten Na-Ionenkonzentration.
  • Die obengenannten, grundlegend wichtigen Bedingungen können nämlich durch die Frischungsmethoden des traditionellen Verfahrens wegen der kontinuierlichen Zugabe des Kohlenstaubzuschlagstoffes, weiterhin wegen dessen von Bentonit grundlegend verschiedenen physikalischen und besonders schädlichen chemischen Eigenschaften nicht gesichert werden.
  • Wegen seines grösseren spezifischen Gewichtes und den hydrophoben Eigenschaften kann der mineralische Kohlenstaub während der kurzen mechanischen Mischungszeit bei der Frischungsmethode weder durch das zugegebene Bentonit noch durch den wiedergewonnenen Formsand entsprechend homogenisiert werden. In den aus solchen Formsänden hergestellten Giessformen und Kernen können deshalb die den Erwartungen entsprechenden, gleichmässigen technologischen Festigkeiten kein Einwirken der bei der Formung verwendeten mechanischen Konzentrierungsarbeit nicht erreicht werden.
  • Neben den oben beschriebenen Nachteilen liegt das grösste Problem wahrscheinlich in der ausserordentlich schädlichen, komplexen, physikalischen, chemischen und kolloidalen Wirkung der Verbrennungsnebenprodukte des mineralischen Kohlenstaubes auf Bentonit.
  • Unter Wirkung der Gußhitze wird nämlich aus dem mineralischen Kohlenstaub nicht nur Glanzkarbon mit vorteilhaften Eigenschaften, sondern gleichzeitig auch Schlackenschmelze und pulverisierte Asche in einer bedeutenden Menge, in etwa 18-35 Massen%, als festes Verbrennungsnebenprodukt gebildet.
  • Die Gegenwart dieser Nebenprodukte in den Formen und Kernen mit Bentonitbindung ist sehr nachteilig, weil die Schlackenschmelze auch feuerfeste Körnchen in grosser Menge enthält und diese auf die Oberfläche der Gußstücke gelangen, wodurch sich die zur Sandbefreiung und Reinigung aufgewandte Arbeitszeit und der Energiebedarf bedeutend erhöht.
  • Die Gegenwart von pulverisierter Asche ist nachteilig, weil sie zu kontinuierlichem und schnellem Verstauben führt, wodurch die Formbarkeit vermindert, der Wasserbedarf erhöht und die Gaspermeabilität und die technologische Festigkeit herabgesetzt werden, und so die Bildung von mehr Gußausschuß verursacht wird.
  • Die Asche des Kohlenstaubes ist aber nicht nur durch ihre physikalische Gegenwart, sondern grundlegend dadurch nachteilig, weil sich darin gleichzeitig streng sauere Verbindungen konzentrieren, die sich im Wasser des Bentonit enthaltenden Formsandes sich gut lösen und gut dissoziieren. Dadurch wird der pH-Wert des Elektrolyten im Gegensatz zu der zum vorteilhaften Na-Kationenaustausch benötigten alkalischen Aktivität in die Richtung des sehr schädlichen, saueren pH-Bereichs verschoben, und durch die kontinuierlich erhöhte Wasserstoff-Ionenkonzentration wird für das Bentonit ein vom formungstechnologischen Standpunkt aus ziemlich nachteiliger Kationenaustausch bewirkt. Dadurch vermindert sich dessen Quellfähigkeit, und die Arbeitskapazität wird deutlich oder gänzlich herabgesetzt.
  • Es wurde auch festgestellt, daß die mit Kohlenstaubzugabe zusammenhängenden schweren chemischen und kolloidalen Probleme auf den grossen Elementarschwefelgehalt der mineralischen Kohlenstaube zurückgeführt werden können. Durch Hitze entstehen aus dem Kohlenstaubschlagstoff der Bentonit enthaltenden Formen und Kerne nicht nur vorteilhaften Glanzkarbon bildende Kohlenwasserstoffe, sondern es bildet sich gleichzeitig aus dem Elementarschwefelgehalt auch eine bedeutende Menge SO₂-Gas, ein grosser Teil dessen in der Gußform selbst absorbiert wird, und der andere Teil in die Betriebsabluft abgegeben wird, was aufgrund der schädlichen Wirkungen zahlreiche ungelöste Probleme bezüglich des arbeitshygienischen Schutzes des Umweltschutzes und des Schutzes gegen Korrosion mit sich bringt.
  • In den Bentonit enthaltenden Gussformen und Kernen ist die Absorption des SO₂-Gases sehr nachteilig, weil sich daraus in Abhängigkeit von den gegebenen Umständen durch verschiedene Oxydationsreaktionen mineralische schwefelige Säure oder Schwefelsäure bildet, die sich in dem anwesenden Wasser gut lösen, gut dissoziieren und dadurch die kontinuierliche Bildung des saueren pH-Bereiches auf den Gußformen und Kernen bewirken, d.h. die unvorteilhafte Wasserstoff-Ionenkonzentration erhöhen und dadurch in dem noch bindungsfähigen Bentonit einen nachteiligen Kationenaustausch und die Bildung von Wasserstoff-Bentonit bewirken. Als Ergebnis davon wird die vorteilhafte Quellfähigkeit und die vom formungstechnologischen Standpunkt aus unentbehrliche Arbeitskapazität des Bentonits, die die benötigte technoligische Festigkeit der Gußformen und Kerne sichern, bedeutend oder gänzlich vermindert.
  • Aufgrund der obigen Ausführungen ist ein Ziel der Erfindung, die bei der bentonitbindenden Formung in dem traditionellen Verfahren auftretenden und mit den Elementarschwefel in grosser Menge enthaltenden mineralischen Kohlenstauben verbundenen, obigen Nachteile zu lösen. Durch Vermeidung der Zugabe des Kohlenstaubzuschlagstoffes, durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Bindemittelsystems kann die Frischungsmethode einfacher, präziser und wirksamer gestaltet werden, und es kann eine bedeutende Verminderung der zur Wiederherstellung der entsprechenden Festigkeit der durch Zirkulation kontinuierlich zurückgewonnenen Formsände benötigten Bentonitmenge um 25-40% erreicht und dadurch die Stofförderung, Lagerung und Stoffbewegung bedeutend vermindert, der Energie-, Arbeitszeitaufwand, die Formungsabfälle herabgesetzt werden, die Wirksamkeit verbessert, die Güsse leichter sandfrei gemacht und die Qualität der Oberfläche verbessert werden. Weiterhin ist es durch die Aufhebung der SO₂-Gasbildung möglich, das Niveau des arbeitshygienischen Schutzes, des Umweltschutzes und des Schutzes gegen Korrosion zu erhöhen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die obengenannten Ziele erreicht und die bekannten Nachteile dadurch abgeschafft werden können, wenn die mineralischen Schwefel in grosser Menge enthaltenden Kohlenstaube als Glanzkarbonträger für die Frischung nicht mehr verwendet werden und Bentonit separat nicht mehr zugegeben wird, sondern stattdessen das Bindemittelsystem gemäß der Erfindung, zugegeben wird, das mit dem Formsand schneller und besser homogenisiert werden kann.
  • Als organischer Karbondonor enthält das Bindemittelsystem Verbindungen, die schwefelfrei und mit dem bindungsfähigen Na-Bentonit in jeder Hinsicht kompatibel sind. Der Arbeitsschutz wird dadurch gesichert, daß die Verbrennungsnebenprodukte keine schädlichen Wasserstoffbentonitbindungen verursachen.
  • Wegen seiner vorteilhaften Zusammensetzung sichert das erfindungsgemäße Bindemittel den zur Na-Bentonitbindung benötigten alkalischen pH-Bereich und die entsprechende Na-Ionenkonzentration. Durch die Komponenten wird gleichzeitig ein verbessertes Gußbindemittelsystem in Form einer stabilen Bentonitsuspension zur kohlenstaubfreien Frischung ermöglicht.
  • Aufgrund der obigen Ausführungen umfaßt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Bindemittelsystem, das 0,5-20 Massen% Pflanzenlezithin oder Pflanzenöl oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,1-5,5 Massen% Härtungsmittel oder Härtungsmittelderivat oder Carboxymethylzellulosenatrium oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,3-4,5 Massen% Na-Karbonat, 0,05-1,25 % Borverbindungen und zu 100 % ergänzend Bentonit enthält.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bindemittelsystems, bei dem eine kohlenstaubfreie Frischung der durch Zirkulation kontinuierlich zurückgewonnenen Bentonit enthaltenden Formsände, weiterhin deren Bearbeitung durch bekannte, manuelle oder mechanische Operationen zu verbesserten Gussformen mit Bentonitbindung und zu Kernen aus deren organischen Karbondonor beim Giessen SO₂-Gas nicht mehr entstehen wird, beinhaltet ist, und im Vergleich zu den traditionellen, Kohlenstaubzuschlagstoff verwendenden Formungs- und Kernherstellungsverfahren kann dadurch das Niveau des arbeitshygienischen Schutzes und Umweltschutzes, weiterhin des Schutzes gegen Korrosion in bedeutender Weise verbessert werden.
  • Das verbesserte Bindemittelsystem gemäß der Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
    • Beispiel 1
  • 92,50 kg. Bentonit
    1,75 kg. Sojaöl
    1,75 kg. Sojalezithin
    2,00 kg. Härtungsmittel
    1,50 kg. Na₂CO₃
    0,50 kg. B₂O₃
    100,00 kg.
    • Beispiel 2
  • 92,50 kg. Bentonit
    2,50 kg. Sojaöl
    2,50 kg. Sojalezithin
    1,50 kg. Na₂CO₃
    0,50 kg. B₂O₃
    0,50 kg. Carboxymethylzellulosenatrium
    100,00 kg.
    • Beispiel 3
  • 91,00 kg. Bentonit
    3,50 kg. Sonnenblumenöl
    3,50 kg. Sonnenblumenlezithin
    1,50 kg. Na₂CO₃
    0,50 kg. B₂O₃
    100,00 kg.
    • Beispiel 4
  • 89,30 kg. Bentonit
    4,00 kg. Sonnenblumenöl
    4,00 kg. Sonnenblumenlezithin
    2,00 kg. Na₂CO₃
    0,70 kg. B₂O₃
    100,00 kg.
    • Beispiel 5
  • 93,20 kg. Bentonit
    1,25 kg. Sojaöl
    1,25 kg. Sojalezithin
    1,75 kg. Härtungsmittel
    1,50 kg. Na₂CO₃
    0,50 kg. Borax
    0,55 kg. Carboxymethylzellulosenatrium
    100,00 kg.
    • Beispiel 6
  • 88,00 kg. Bentonit
    5,00 kg. Sonnenblumenöl
    5,00 kg. Sonnenblumenlezithin
    1,50 kg. Na₂CO₃
    0,50 kg. B₂O₃
    100,00 kg.
  • Die Bindemittelsysteme mit obiger Zusammenstellung werden in den Giessereien nach ihrer Homogenisierung in Silos, Container, Kunststoff- oder Metallfässern oder in Säcken bis zur Verwendung gelagert.
  • Im weiteren wird die Verwendung der Bindemittelsysteme gemäß der Erfindung bei Giessereiverfahren anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
    • Beispiel I
  • Die traditionelle Frischung der nach dem Giessen ausgeräumten, durch Zirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen, Kohlenstaubzuschlagstoff enthaltenden Formsände mit Bentonitbindung wird nach der Betriebspraxis folgenderweise durchgeführt:
    650 kg. wiedergewonnener Sand
    150 kg. Bergsand von Bicske
    24 kg. OA-Bentonit
    19 kg. Kohlenstaub
    843 kg. Feuchtigkeitsgehalt = 4,0-5,5%.
  • Das Ergebnis der Prüfung des oben beschriebenen, traditionell gefrischten, Kohlenstaubzuschlagstoff enthaltenden Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 9,5-10,4 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 0,9-1,4 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 75-95 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 5,6%
    Im Gegensatz zu der oben beschriebenen, traditionellen Frischung des Beispiels I wurde die kohlenstaubfreie Frischung durch Verwendung des Bindemittelsystems des Beispiels 4 der Erfindung, wie folgt durchgeführt.
    650 kg. wiedergewonnener Sand
    150 kg. Bergsand von Bicske
    15 kg. Bindemittelsystem nach Beispiel 4
    815 kg. Bruttomasse, Feuchtigkeitsgehalt = 4,5 %
  • Bei dem obigen, mit dem Bindemittelsystem der Erfindung gefrischten Formgemisch wurden nur 15 kg des Bindemittelsystems des Beispiels 4 verwendet, im Gegensatz zu der traditionellen Frischung, wo 24 kg OA-Bentonit und 19 kg Kohlenstaub dosiert wurden. Das Ergebnis der Prüfung des durch Verwendung des Bindemittelsystems der Erfindung, ohne Kohlenstaubzuschlagstoff gefrischten Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 13,8-14,6 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 2,3-2,6 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 95-110 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 4,3%
    • Beispiel II
  • Die Frischung des durch Betriebszirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen Formsandes mit Kohlenstaub nach dem traditionellen Verfahren wird wie folgt durchgeführt:
    540 kg. wiedergewonnener Sand
    60 kg. Sand K4
    18 kg. OA-Bentonit
    9 kg. Kohlenstaub
    637 kg. Wassergehalt = 4,5-5,5%
  • Das Ergebnis der Prüfung des traditionell gefrischten Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 10 -12,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 1,8-2,2 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 85-110 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 5,6%
    Im Gegensatz zu der traditionellen Frischung des Beispiels II wurde die kohlenstaubfreie Frischung durch Verwendung des Bindemittelsysems des Beispiels 3 der Erfindung wie folgt durchgeführt:
    540 kg. wiedergewonnener Sand
    60 kg. Sand K4
    10 kg. Bindemittelsystem des Beispiels 3
    610 kg. Wasser = 5 %
  • Das Ergebnis der Prüfung des durch Verwendung des Bindemittelsystems der Erfindung mit obiger Zusammensetzung gefrischten Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 13,5-15,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 2,5-3,5 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 110-130 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 4,8%
    • Beispiel III
  • Durch Verwendung der stabilen wässrigen Suspension des Bindemittelsystems des Beispiels 3 gemäß der Erfindung wurde die kohlenstaubfreie Frischung folgendermaßen durchgeführt:
    540 kg. wiedergewonnener Sand
    60 kg. Sand K4
    7 kg. Bindemittelsystem des Beispiels 3 suspendiert in 14 l. Wasser
    607 kg.
  • Das Ergebnis der Prüfung des durch Verwendung der stabilen wässrigen Suspension des Bindemittelsystems der Erfindung mit obiger Zusammensetzung gefrischten Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 14,6-16,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 2,8-3,9 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 115-125 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 4,5%
    • Beispiel IV
  • Die Frischung des durch Betriebszirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen Formsandes mit Kohlenstaub nach dem traditionellen Verfahren wird wie folgt durchgeführt:
    630 kg. wiedergewonnener Sand
    210 kg. OA-Bentonit
    30 kg. Kohlenstaub
    895 kg. Wasser = 5,5-6%.
  • Das Ergebnis der Prüfung des traditionell gefrischten, Kohlenstaub enthaltenden Formsandes mit obiger Zusammensetzung ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 9,1- 9,6 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 2,4-2,5 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 70- 80 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 5,1%
    Im Gegensatz zu dem in Beispiel IV beschriebenen traditionellen Frischungsverfahren wird die kohlenstaubfreie Frischung durch Verwendung des Bindemittelsystems des Beispiels 4 der Erfindung wie folgt durchgeführt:
    630 kg. wiedergewonnener Sand
    210 kg. Sand K4
    15 kg. Bindemittelsystem des Beispiels 4
    855 kg.
  • Das Ergebnis der Prüfung des durch Verwendung des Bindemittelsystems der Erfindung mit obiger Zusammensetzung gefrischten Formsandes ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 15,5-17,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 4,8-5,1 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 80-110 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 4,8%
    • Beispiel V
  • Die Frischung mit Kohlenstaub des durch Betriebszirkulation kontinuierlich wiedergewonnenen Formsandes nach dem traditionellen Verfahren wird wie folgt durchgeführt:
    510 kg. wiedergewonnener Sand
    90 kg. Bergsand von Bicske
    24 kg. OA-Bentonit
    24 kg. Kohlenstaub
    648 kg. Wasser = 4,5-5,8%
  • Das Ergebnis der Prüfung des traditionell gefrischten Formsandes mit obiger Zusammensetzung ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 10,5-12,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 2,0-2,5 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 85- 95 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 5,7%
    Im Gegensatz zu der nach dem traditionellen Verfahren des Beispiels V durchgeführten Frischung wird die kohlenstaubfreie Frischung durch Verwendung des Bindemittelsystems des Beispiels 3 der Erfindung wie folgt durchgeführt:
    510 kg. wiedergewonnener Sand
    90 kg. Bergsand von Bicske
    16 kg. Bindemittelsystem des Beispiels 3
    616 kg. Wasser 4,5 %.
  • Das Ergebnis der Prüfung des kohlenstaubfrei, durch Verwendung des Bindemittelsystems der Erfindung mit obiger Zusammensetzung gefrischten Formsandes, ist wie folgt:
    - Druckfestigkeit = 13,5-17,5 N/cm²
    - Scherfestigkeit = 4,5-5,5 N/cm²
    - Gaspermeabilität = 105-115 Einheiten
    - Feuchtigkeitsgehalt= 4,2%

Claims (6)

1. Bindemittelsystem zur kohlenstaubfreien Frischung, zur Formung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen,
dadurch gekennzeichnet, daß
es 0,5-20 Massen% Pflanzenlezithin oder Pflanzenöl oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,1-5,5 Massen% Härtungsmittel, Härtungsmittelderivat oder Karboxymethylzellulosenatrium oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis, 0,3-4,5 Massen% Natriumcarbonat, 0,05-1,25 Massen% Borverbindungen und zu 100 Massen% ergänzend Bentonit enthält.
2. Bindemittelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß
es als Pflanzenlezithin oder Pflanzenöl, Sonnenblumen- oder Sojalezithin und/oder Sonnenblumen- oder Sojaöl oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis enthält.
3. Bindemittelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
es als Härtungsmittel Weizen- oder Maishärtungsmittel, als Härtungsmittelderivat Dextrin und/oder Karboxymethylzellulosenatrium oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis enthält.
4. Bindemittelsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
es als Borverbindung B₂O₃ oder N₂B₄O₇ Verbindungen oder deren Gemisch in beliebigem Verhältnis enthält.
5. Verfahren zur kohlenstaubfreien Frischung von durch Zirkulation kontinuierlich wiedergewonnenem Formsand, zur Bildung von Bentonitbindung und zur Kernherstellung,
dadurch gekennzeichnet, daß
man zur Frischung das Bindemittelsystem gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4 verwendet, wodurch die Menge des gemäß dem traditionellen Verfahren verwendeten Bentonits um etwa 25-40% reduziert und gleichzeitig die Zugabe von Kohlenstaub vermieden wird, den Formsand homogenisiert, während sein Feuchtigkeitsgehalt den jeweiligen technologischen Vorschriften entsprechend auf 3,0-5,8% eingestellt wird, und diesen dann auf in an sich bekannter Weise durch manuelle oder mechanische Operationen zu Gussformen und Kernen verarbeitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,daß
man das Bindemittelsystem selbst, in trockenem Pulveraggregatzustand oder als etwa 30-39 Massen% Bindemittelsystem enthaltende stabile wässrige Suspension zur kohlenstaubfreien Frischung verwendet.
EP19890111374 1988-09-30 1989-06-22 Bindemittelsysteme und Verfahren unter Verwendung derselben zur kohlenstaubfreien Frischung zur Bildung von Bentonitbindungen und zur Herstellung von Giesskernen Withdrawn EP0363568A3 (de)

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