CH470922A - Liquid, self-hardening mixture for casting molds and mold cores - Google Patents

Liquid, self-hardening mixture for casting molds and mold cores

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Publication number
CH470922A
CH470922A CH1038565A CH1038565A CH470922A CH 470922 A CH470922 A CH 470922A CH 1038565 A CH1038565 A CH 1038565A CH 1038565 A CH1038565 A CH 1038565A CH 470922 A CH470922 A CH 470922A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sep
mixture
hardening
weight
liquid
Prior art date
Application number
CH1038565A
Other languages
German (de)
Inventor
Moiseevich Lyass Abram
Afanasievich Borsuk Pavel
Original Assignee
Tsnii T I Mash
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsnii T I Mash filed Critical Tsnii T I Mash
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Publication of CH470922A publication Critical patent/CH470922A/en

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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
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/18Compositions 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 inorganic agents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

  

  Flüssiges selbsthärtendes Gemisch für Gussformen und Formkerne    Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssiges  selbsthärtendes Gemisch zur Herstellung von     Gussfor-          men    und Formkernen, mit einer Gesamtfeuchtigkeit von       höchstens    6     %        sowie        mit        einem        Füllstoff,        einem        Binde-          mittel,    welches aus einer wässrigen     Natriumsilicatlösung     besteht, einem Schaumbildner und einem Zusatzmittel,  das ein Selbsthärten des Gemisches sichert.  



  Es sind flüssige Gemische bekannt, in denen als  Schaumbildner eine     Sulfosäure    enthalten ist.  



  Als     Härterzusatzmittel,    das das     Selbsterhärten    vom  Gemisch mit flüssigem Wasserglas gewährleistet, gelangt  bisher     Nephelinschlamm    zur Anwendung, der als Neben  produkt bei der     Tonerdeerzeugung    aus     Nephelinerz     anfällt.  



  Bei der Verwendung einer     Sulfosäure    als Schaum  bildner war es nötig, zwecks Verbesserung der technolo  gischen Eigenschaften des Gemisches die Säure vorweg  zu neutralisieren.  



  Ausserdem sind die     Sulfosäuren    nur ein Teil der  Schaumbildner, die zur     Verflüssigung    von Gemischen  geeignet sind.  



  In den     früher    bekannten Verfahren ist nur eine der  möglichen Komponenten, welche das Selbsthärten des  Gemisches gewährleisten, angegeben, - nämlich der       Nephelinschlamm.     



  Dieser Stoff ist jedoch knapp, da die Zahl der  Vorkommen von     Nephelinerzen,    aus denen der     Nephe-          linschlamm    gewonnen wird, beschränkt ist.  



  Die     Erstarrungsdauer    der bekannten selbsthärtenden  Gemische ist verhältnismässig gross und erreicht 40 bis  50 min.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung  der obenerwähnten Nachteile.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein  flüssiges selbsthärtendes Gemisch unter Verwendung  billiger allgemein zugänglicher Stoffe zur Verfügung     zu          stellen    sowie eine Möglichkeit vorzusehen, die offene Zeit    des flüssigen Gemisches sowie dessen     Erstarrungszeit    an  der Luft zu regeln.  



       Erfindungsgemäss    wird die Aufgabe dadurch gelöst,  dass im Gemisch als Schaumbildner     Alkylarylsulfonate,          Alkylsulfonate    oder     Alkylsulfate    Zusatzmittel     hochbasi-          sehe    Hüttenschlacken mit einem Gewichtsverhältnis     Ca0:          Si02    von 1,5 bis 3,0 vorhanden sind.  



  Als hochbasische Hüttenschlacke kann Schlacke aus  der     Ferrochromindustrie,    bei der das Gewichtsverhältnis       Ca0    :     Si09    etwa 2,0 beträgt, in einer Menge 2,0-7,0       Gew.-%        vom        Mischungsgewicht        Verwendung        finden.     



  Zwecks der Beschleunigung der Gemischerstarrung  ist eine zusätzliche Einführung von wasserfreiem     Kal-          ziumsulfat        (CaS04)    in einer Menge von 0,5 bis 2,0       Gew.-%        vom        Gesamtgewicht        des        Gemisches        empfeh-          lenswert.     



  Durch zusätzliche Einführung von Borax als     Erhär-          tungsverzögerer    ins Gemisch in einer Menge von<B>0,01</B>       bis        0,1        Gew.-%        des        Gemisches        kann        die        Erhärtungsdau-          er    in breiten Grenzen verändert werden.  



  In das Füllstoff, Bindemittel, Schaumbildner und       Härterzusatzmittel    enthaltende Gemisch kann zusätzlich  eine     Natronseife    wasserunlöslicher organischer Säuren in  einer Menge von 0,01 bis 0,2     Gew.-11/o    vom Gesamtge  wicht des Gemisches als Schaumstabilisator zur Erhö  hung der Schaumbeständigkeit eingeführt werden.  



  Um die     Verweilzeit    des Gemisches im flüssigen  Zustand zu verkürzen, ist es zu empfehlen, diesem ein  die Schaumbeständigkeit herabsetzende Zusatzmittel,       nämlich        z.        B.        Kerosin,        in        Mengen        von        1-5        Gew.-%        des          Schaumbildnergewichts    zuzufügen.  



  Zur Herstellung der Mischung kann man z. B. so  vorgehen, dass zuerst die trockenen Komponenten   der Füllstoff (z. B. Quarzsand,     Olivinsand,        Chromma-          gnesitpulver    und andere) und das     Härterzusatzmittel    in  Form von hochbasischen Hüttenschlacken mit einem       Gewichtsverhältnis        Ca0    :     Si02    von 1,5 bis 3,0 -      zusammengemischt werden.

   Dem genannten Gemisch  <I>der</I> trockenen Komponenten wird dann eine Phase, die  eine flüssige wässrige Lösung von     Natriumsilikat    als  Bindemittel, die     Sulfonate    bzw.     Sulfate    als Schaumbild  ner und kleine Mengen von Wasser enthält,     derart     hinzugefügt, dass die Gesamtfeuchtigkeit des Gemisches       vorzugsweise        zwischen        4,5-5,5        Gew.-%        bleibt,        und        die     auf diese Weise erhaltene Mischungsmasse wird intensiv  vermischt, bis sie     verflüssigt    ist.

   Gleich darauf kann das  Gemisch in Kernform- oder Modellkasten eingegossen  werden, wo es an der Luft in der vorgegebenen Zeit  selbst härtet.  



  Die verwendeten     Sulfonate    bzw. Sulfate, vorzugswei  se solche der     Alkalimetalle,    werden vorzugsweise durch       Sulfieren    oder     Sulfatieren    der Verarbeitungsprodukte  von Erdöl bzw.     Ölschieferrohstoffen    in an sich bekannter  Weise gewonnen oder     synthetisiert.     



  Aus der Reihe der Sulfate     resp.        Sulfonate    können die       Natronsalze    der     Alkylbenzol-,        Alkylnaphthalin-    und       Alkylsulfonate    und der primären und sekundären     Alkyl-          sufate    genannt werden.  



  Die Handelsbezeichnungen einiger     Sulfoverbindun-          gen    aus der Reihe der obengenannten Produkte sind  folgende:      Sulfanol ,         DC-PAC     (ein raffiniertes     Al-          kylarylsulfonat),         Alkanol ,         Acidol ,         Ultrawet ,           Mersolat     und andere.  



  Die Schaumbildner können dem Gemisch z. B. in  Mengen etwa 0,05-0,2 % seines Gesamtgewichtes zu  gesetzt werden.  



  Ein bevorzugter Zusammensetzungsbereich des Ge  misches ist folgender:  
EMI0002.0037     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand <SEP> u. <SEP> a.) <SEP> 93-98 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (wässerige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem
<tb>  Natriumsilikat <SEP> [Modul <SEP> M=2,0-3,0;

   <SEP> spez. <SEP> Gewicht
<tb>  1,48-1,55]) <SEP> 4-7 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Erhärten <SEP> der <SEP> Mischung
<tb>  (Ferrochromschlacke <SEP> u.a.) <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> (Sulfonate <SEP> bzw. <SEP> Sulfate,
<tb>  z. <SEP> B. <SEP>  DC-PAC , <SEP>  Sulfanol  <SEP> u:

  a.)
<tb>  0,05 <SEP> - <SEP> 0,2 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  5. <SEP> Wasser <SEP> 1,3 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> Gewichtsteile       <I>Beispiel 1</I>  
EMI0002.0038     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand) <SEP> 95 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (wässerige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem
<tb>  Natriumsilikat <SEP> [Modul <SEP> M=2,7-3,0, <SEP> spez. <SEP> Gewicht <SEP> von
<tb>  1,48 <SEP> bis <SEP> 1,50]) <SEP> 6 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Erhärten <SEP> des <SEP> Gemisches
<tb>  (Ferrochromschlacke) <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> (Sulfat <SEP> bzw. <SEP> Sulfonat,
<tb>  z. <SEP> B. <SEP>  DC <SEP> PAC , <SEP>  Sulfanol  <SEP> u.a.) <SEP> 0,1 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  5.

   <SEP> Wasser <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> Gewichtsteile       Der     Erhärtungsprozess    der oben beschriebenen flüs  sigen Gemische geht infolge der zwischen der bindenden  wässrigen Lösung von     gewöhnlichem        Natriumsilikat    und  des obengenannten     Zusatzmittels    unter Bildung von       Kalziumhydrosilikaten    verlaufenden Austauschreaktio  nen sowie auch durch     Dehydratation    vom flüssigen    Wasserglas durch sich hydratisierendes Zusatzmittel vor  sich.  



  Die aus dem     Füllstoff,    dem Bindemittel, dem  schaumbildenden Stoff und der hochbasischen Schlacke,  wie z. B.     Ferrochromschlacke,    sich ergebende Mischung  erstarrt während 40-50 min.  



  Zwecks Beschleunigung des     Erhärtungsprozesses     kann diesem     Gemisch    0,5-2,0     Gew.-11/o    vom Gesamtge  wicht des letzteren Gips hinzugefügt werden, vorzugs  weise in Form wasserunlöslichen     Anhydrit.    Die     Erhär-          tungsdauer    dieses Gemisches kann bis auf     3-4    min  gesenkt werden.  



  Um die     Erhärtungsgeschwindigkeit    des gipshaltigen  Gemisches in weiten Grenzen     verändern    zu können,  werden in diese zweckmässig zusätzlich     Erhärtungsver-          zögerer    wie Borax     (NanB407    -     10H.,0),    Phospha  te bzw.     Borate    der     Alkalimetalle    in einer Menge von  0,01 bis 0,1     Gew.- /o    vom Gesamtgewicht des Gemisches  eingebracht.

   Die     Erhärtungsdauer    des Gemisches und  seine Haltbarkeit können durch Ändern des     Bindemittel-          gehalts,des        Bindemittelmoduls,    sowie von Menge     und     Körnung des     Zusatzmittels,    welches das Selbsthärten von  Kernen und     Giessformen    bewirkt, ebenfalls reguliert  werden. Die     Erhärtungsdauer    von Giessformen und  Formkernen beliebiger Abmessungen liegt in der Regel  unter 40-50     min.     



  Unter Umständen kann es im     Betrieb    notwendig  sein, die     Verweilzeit    des Gemisches im     flüssigem    Zu  stand zu ändern. Durch die     Einführung    eines     Schaumsta-          bilisators    - z. B.     Natronseifen    von wasserunlöslichen  organischen Säuren, die z.

   B. aus     Abfallprodukten    der       Laugenwäsche    von Kerosin-, Gasöl-, und     Solaröldestilla-          ten    im Erdölbetrieb gewonnen werden können, in das  aus Füllstoff, Bindemittel, Schaumbildner und an der  Luft die Masse erhärtendem Zusatzmittel     zusammenge-          setzte        Gemisch        in        Mengen        0,01-0,2        %        von        seinem     Gesamtgewicht wird die     Verweilzeit    des Gemisches im  flüssigen Zustand verlängert.  



  <I>Beispiel 2</I>  
EMI0002.0093     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand) <SEP> 95 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (wässerige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem
<tb>  Natriumsilikat, <SEP> [Modul <SEP> = <SEP> 2,7-3,0; <SEP> spez. <SEP> Gewicht
<tb>  1,48-1,50]) <SEP> 6 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Selbsterhärten <SEP> des <SEP> Gemisches
<tb>  (Ferrochromschlacke) <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> - <SEP> (Natriumsulfonat)
<tb>  0,2 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  5. <SEP> Schaumstabilisator <SEP> (Natronsalz <SEP> der <SEP> Erdölsäure)
<tb>  0 <SEP> - <SEP> 0,1 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  6.

   <SEP> Wasser <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> Gewichtsteile       Um die Schaumbeständigkeit und die     Verweilzeit    des  flüssigen Gemisches im     flüssigen    Zustand zu     vermindern,     kann Kerosin verwendet werden, das in das Gemisch in  Mengen von 1 bis 5     Gew.- /o    von     Schaumbildnergewicht          eingeführt    wird.

        <I>Beispiel 3</I>  
EMI0003.0001     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand) <SEP> 95 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (wässerige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem
<tb>  Natriumsilikat <SEP> [Modul <SEP> = <SEP> 2,7-3,0; <SEP> spez. <SEP> Gewicht
<tb>  1,48-1,50]) <SEP> 6 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Selbsterhärten <SEP> des <SEP> Gemisches
<tb>  (Ferrochromschlacke) <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> ( DC-PAC )
<tb>  0,1 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  5. <SEP> Die <SEP> Schaumbeständigkeit <SEP> verminderndes <SEP> Zusatz  mittel <SEP> (Kerosin) <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb>  von <SEP> Schaumbildnergewicht
<tb>  6.

   <SEP> Wasser <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> Gewichtsteile       Das Ausformen des aus dem Füllstoff, dem Binde  mittel (wässeriger Lösung von gewöhnlichem     Natriumsi-          likat),    den schaumbildenden und die Masse an der Luft  erhärtenden Stoffen bestehenden     flüssigen    Gemisches  wird durch Zufügen von organischen (z. B. Graphit,  Steinkohle, Koks, Pech,     Holzfeilspäne        u.a.)    oder anorga  nischen (z. B. Stoffe mit     A1203    - Gehalt wie Ton  und Bauxit)     Streckmitteln    wesentlich verbessert.  



       Zusammensetzungen    solcher Gemische können sich  in folgenden Grenzen bewegen:  
EMI0003.0010     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand <SEP> u.a.) <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 97 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (flüssiges <SEP> Wasserglas, <SEP> d. <SEP> h. <SEP> wässerige
<tb>  Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem <SEP> Natriumsilikat)
<tb>  4 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Selbsterhärten <SEP> des <SEP> Gemisches
<tb>  (Schlacke) <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> (z. <SEP> B. <SEP>  Sulfanol ,
<tb>   DC-PAC  <SEP> u.a.) <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP> 0,2 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  5.

   <SEP> Organisches <SEP> Streckmittel <SEP> für <SEP> Erleichterung <SEP> des
<tb>  Ausformens <SEP> (Kohle, <SEP> Koksstaub <SEP> oder <SEP> Graphit, <SEP> Pech <SEP> oder
<tb>  Holzfeilspäne <SEP> u:a.) <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  6. <SEP> Wasser <SEP> 1,25 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> Gewichtsteile       <I>Beispiel 4</I>  
EMI0003.0011     
  
    1. <SEP> Füllstoff <SEP> (Quarzsand <SEP> u.a.) <SEP> 95 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  z. <SEP> Bindemittel <SEP> (flüssiges <SEP> Wasserglas, <SEP> d. <SEP> h. <SEP> wässerige
<tb>  Lösung <SEP> von <SEP> gewöhnlichem <SEP> Natriumsilikat, <SEP> [Modul <SEP> =
<tb>  2,7-3,0;

   <SEP> spez. <SEP> Gewicht <SEP> 1,48-1,50]) <SEP> 6 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  3. <SEP> Zusatzmittel <SEP> für <SEP> das <SEP> Selbsterhärten <SEP> des <SEP> Gemisches
<tb>  (Ferrochromschlacke) <SEP> 5 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  4. <SEP> Schaumbildender <SEP> Stoff <SEP> (z. <SEP> B. <SEP>  Sulfanol ,
<tb>   <B>D</B>C-PAC  <SEP> u.a.) <SEP> 0,1 <SEP> Gewichtsteile     
EMI0003.0012     
  
    5. <SEP> Organisches <SEP> das <SEP> Ausformen <SEP> erleichterndes <SEP> Zu  satzmittel, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> Koksstaub <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  6. <SEP> Wasser <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> Gewichtsteile       <I>Beispiel 5</I>  Die Komponenten 1, 2, 3 und 4 des Gemisches sind  nach Art und Menge die gleichen wie im Beispiel 4.

    
EMI0003.0013     
  
    5. <SEP> Anorganisches, <SEP> das <SEP> Ausformen <SEP> erleichterndes
<tb>  Zusatzmittel, <SEP> z. <SEP> B. <SEP> Bauxit <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> Gewichtsteile
<tb>  6. <SEP> Wasser <SEP> 1,5 <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> Gewichtsteile       Bei der Anfertigung der Formkerne und Giessfor  men werden im allgemeinen die     Kernformkasten    oder  Modelle mit dem flüssigen Gemisch entweder unmittel  bar aus einer Mischeinrichtung oder aus den Pfannen,  mit denen das Gemisch von der Mischeinrichtung zu  Giesstellen befördert wird, ausgegossen.  



  Das Ausgiessen der     Kernformkasten    oder Modelle  mit dem Gemisch kann     folgendermassen    verlaufen;  a) mehrere     Kernformkasten    oder Modelle werden  mit einmal eingerührter Masse oder aus einer Pfanne  ausgegossen;  b) ein     Kernformkasten    oder Modell wird fortlaufend  mit mehreren Mischungsportionen ausgegossen, wenn  die     Kerne    und Giessformen von grosser Dimension  sind,  c) ein     Kernformkasten    oder Modell wird durch  kontinuierliche Zuführung des Gemisches ausgegos  sen.



  Liquid self-hardening mixture for casting molds and mold cores The present invention relates to a liquid self-hardening mixture for the production of casting molds and mold cores, with a total moisture content of at most 6% and with a filler, a binding agent consisting of an aqueous sodium silicate solution, a foaming agent and an additive that ensures self-hardening of the mixture.



  Liquid mixtures are known which contain a sulfonic acid as a foaming agent.



  As a hardening additive, which ensures the self-hardening of the mixture with liquid water glass, nepheline sludge has so far been used, which is a by-product in the production of alumina from nepheline ore.



  When using a sulfonic acid as a foaming agent, it was necessary to neutralize the acid beforehand in order to improve the technological properties of the mixture.



  In addition, the sulfonic acids are only a part of the foaming agents that are suitable for liquefying mixtures.



  In the previously known methods, only one of the possible components which ensure the self-hardening of the mixture is specified, namely the nepheline sludge.



  However, this material is scarce because the number of occurrences of nepheline ores from which the nepheline sludge is extracted is limited.



  The solidification time of the known self-hardening mixtures is relatively long and reaches 40 to 50 minutes.



  The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks.



  The invention is based on the object of providing a liquid, self-hardening mixture using inexpensive, generally accessible substances, and of providing a way of regulating the open time of the liquid mixture and its solidification time in air.



       According to the invention, the object is achieved in that alkylarylsulfonates, alkylsulfonates or alkylsulfate additives are present in the mixture as foaming agents, highly basic slag with a CaO: SiO2 weight ratio of 1.5 to 3.0.



  Slag from the ferrochrome industry, in which the weight ratio CaO: SiO9 is about 2.0, can be used as the highly basic slag in a quantity of 2.0-7.0% by weight of the mixture weight.



  In order to accelerate the solidification of the mixture, an additional introduction of anhydrous calcium sulphate (CaSO4) in an amount of 0.5 to 2.0% by weight of the total weight of the mixture is recommended.



  By adding borax as a hardening retarder to the mixture in an amount of 0.01 to 0.1% by weight of the mixture, the hardening time can be varied within wide limits.



  In the mixture containing filler, binder, foaming agent and hardener additive, a soda soap of water-insoluble organic acids in an amount of 0.01 to 0.2 wt. 11 / o of the total weight of the mixture can be introduced as a foam stabilizer to increase the foam resistance.



  In order to shorten the residence time of the mixture in the liquid state, it is recommended to add an additive which reduces the foam resistance, namely z. B. kerosene, add in amounts of 1-5 wt .-% of the foaming agent weight.



  To prepare the mixture you can, for. B. proceed in such a way that first the dry components of the filler (e.g. quartz sand, olivine sand, chromium magnesite powder and others) and the hardener additive in the form of highly basic slag with a weight ratio of Ca0: Si02 of 1.5 to 3.0 - be mixed together.

   A phase that contains a liquid aqueous solution of sodium silicate as a binder, the sulfonates or sulfates as foaming agents and small amounts of water is then added to the above-mentioned mixture of the dry components in such a way that the total moisture of the Mixture preferably remains between 4.5-5.5% by weight, and the mixture mass obtained in this way is intensively mixed until it is liquefied.

   Immediately afterwards, the mixture can be poured into a core mold or model box, where it hardens in the given time in the air.



  The sulfonates or sulfates used, preferably those of the alkali metals, are preferably obtained or synthesized in a manner known per se by sulfating or sulfating the products processed from crude oil or oil shale raw materials.



  From the series of sulfates, respectively. Sulphonates include the sodium salts of the alkylbenzene, alkylnaphthalene and alkylsulphonates and the primary and secondary alkyl sulphates.



  The trade names of some sulfo compounds from the series of the above-mentioned products are as follows: sulfanol, DC-PAC (a refined alkylarylsulfonate), alkanol, acidol, Ultrawet, Mersolat and others.



  The foaming agents can be added to the mixture e.g. B. to be set in amounts about 0.05-0.2% of its total weight.



  A preferred composition range of the mixture is as follows:
EMI0002.0037
  
    1. <SEP> filler <SEP> (quartz sand <SEP> and <SEP> a.) <SEP> 93-98 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (aqueous <SEP> solution <SEP> of <SEP> ordinary
<tb> sodium silicate <SEP> [module <SEP> M = 2.0-3.0;

   <SEP> spec. <SEP> weight
<tb> 1.48-1.55]) <SEP> 4-7 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (Ferrochromium slag <SEP> etc.) <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> (sulfonates <SEP> or <SEP> sulfates,
<tb> e.g. <SEP> B. <SEP> DC-PAC, <SEP> Sulfanol <SEP> u:

  a.)
<tb> 0.05 <SEP> - <SEP> 0.2 <SEP> parts by weight
<tb> 5. <SEP> Water <SEP> 1.3 <SEP> - <SEP> 3.0 <SEP> parts by weight <I> Example 1 </I>
EMI0002.0038
  
    1. <SEP> Filler <SEP> (quartz sand) <SEP> 95 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (aqueous <SEP> solution <SEP> of <SEP> ordinary
<tb> sodium silicate <SEP> [module <SEP> M = 2.7-3.0, <SEP> spec. <SEP> weight <SEP> from
<tb> 1.48 <SEP> to <SEP> 1.50]) <SEP> 6 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (ferrochrome slag) <SEP> 5 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> (sulfate <SEP> or <SEP> sulfonate,
<tb> e.g. <SEP> B. <SEP> DC <SEP> PAC, <SEP> sulfanol <SEP> etc.) <SEP> 0.1 <SEP> parts by weight
<tb> 5.

   <SEP> water <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 2.0 <SEP> parts by weight The hardening process of the liquid mixtures described above takes place as a result of the formation between the binding aqueous solution of common sodium silicate and the above-mentioned additive Calcium hydrosilicates running exchange reactions and also by dehydration of the liquid water glass by hydrating additive in front of you.



  The from the filler, the binder, the foam-forming substance and the highly basic slag, such as. B. ferrochrome slag, resulting mixture solidifies for 40-50 minutes.



  In order to accelerate the hardening process, 0.5-2.0% by weight of the total weight of the latter gypsum can be added to this mixture, preferably in the form of water-insoluble anhydrite. The hardening time of this mixture can be reduced to 3-4 minutes.



  In order to be able to change the hardening speed of the gypsum-containing mixture within wide limits, hardening retarders such as borax (NanB407-10H., 0), phosphates or borates of the alkali metals in an amount of 0.01 to 0.1 W / o of the total weight of the mixture introduced.

   The hardening time of the mixture and its durability can also be regulated by changing the binder content, the binder module, and the amount and grain size of the additive, which causes the cores and molds to self-harden. The hardening time of casting molds and mold cores of any dimensions is usually less than 40-50 minutes.



  Under certain circumstances, it may be necessary during operation to change the residence time of the mixture in the liquid state. By introducing a foam stabilizer - e.g. B. soda soaps of water-insoluble organic acids, the z.

   B. can be obtained from waste products of caustic washing of kerosene, gas oil and solar oil distillers in the petroleum industry, in the mixture composed of filler, binding agent, foaming agent and additive that hardens in the air in quantities of 0.01-0 , 2% of its total weight increases the residence time of the mixture in the liquid state.



  <I> Example 2 </I>
EMI0002.0093
  
    1. <SEP> Filler <SEP> (quartz sand) <SEP> 95 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (aqueous <SEP> solution <SEP> of <SEP> ordinary
<tb> sodium silicate, <SEP> [module <SEP> = <SEP> 2.7-3.0; <SEP> spec. <SEP> weight
<tb> 1.48-1.50]) <SEP> 6 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> self-hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (ferrochrome slag) <SEP> 5 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> - <SEP> (sodium sulfonate)
<tb> 0.2 <SEP> parts by weight
<tb> 5. <SEP> foam stabilizer <SEP> (sodium salt <SEP> of <SEP> petroleum acid)
<tb> 0 <SEP> - <SEP> 0.1 <SEP> parts by weight
<tb> 6.

   <SEP> Water <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 2.0 <SEP> parts by weight In order to reduce the foam resistance and the residence time of the liquid mixture in the liquid state, kerosene can be used, which is in the mixture in quantities from 1 to 5 wt / o of foaming agent weight is introduced.

        <I> Example 3 </I>
EMI0003.0001
  
    1. <SEP> Filler <SEP> (quartz sand) <SEP> 95 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (aqueous <SEP> solution <SEP> of <SEP> ordinary
<tb> sodium silicate <SEP> [module <SEP> = <SEP> 2.7-3.0; <SEP> spec. <SEP> weight
<tb> 1.48-1.50]) <SEP> 6 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> self-hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (ferrochrome slag) <SEP> 5 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> (DC-PAC)
<tb> 0.1 <SEP> parts by weight
<tb> 5. <SEP> <SEP> foam resistance <SEP> reducing <SEP> additive <SEP> (kerosene) <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5 <SEP>% by weight
<tb> of <SEP> foaming agent weight
<tb> 6.

   <SEP> water <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 2.0 <SEP> parts by weight The molding of the filler, the binding agent (aqueous solution of common sodium silicate), the foam-forming and the mass The liquid mixture consisting of air-hardening substances is significantly improved by adding organic (e.g. graphite, coal, coke, pitch, wood filings, etc.) or inorganic (e.g. substances with A1203 content such as clay and bauxite) extenders.



       Compositions of such mixtures can vary within the following limits:
EMI0003.0010
  
    1. <SEP> Filler <SEP> (quartz sand <SEP> etc.) <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 97 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (liquid <SEP> water glass, <SEP> d. <SEP> h. <SEP> aqueous
<tb> solution <SEP> of <SEP> common <SEP> sodium silicate)
<tb> 4 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> self-hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (slag) <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> (e.g. <SEP> e.g. <SEP> sulfanol,
<tb> DC-PAC <SEP> etc.) <SEP> 0.05 <SEP> - <SEP> 0.2 <SEP> parts by weight
<tb> 5.

   <SEP> Organic <SEP> extender <SEP> for <SEP> relief <SEP> des
<tb> Forming <SEP> (coal, <SEP> coke dust <SEP> or <SEP> graphite, <SEP> pitch <SEP> or
<tb> Wood filings <SEP> and: a.) <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parts by weight
<tb> 6. <SEP> Water <SEP> 1.25 <SEP> - <SEP> 3.0 <SEP> parts by weight <I> Example 4 </I>
EMI0003.0011
  
    1. <SEP> Filler <SEP> (quartz sand <SEP> etc.) <SEP> 95 <SEP> parts by weight
<tb> e.g. <SEP> binder <SEP> (liquid <SEP> water glass, <SEP> d. <SEP> h. <SEP> aqueous
<tb> Solution <SEP> of <SEP> common <SEP> sodium silicate, <SEP> [module <SEP> =
<tb> 2.7-3.0;

   <SEP> spec. <SEP> weight <SEP> 1.48-1.50]) <SEP> 6 <SEP> parts by weight
<tb> 3. <SEP> Additive <SEP> for <SEP> the <SEP> self-hardening <SEP> of the <SEP> mixture
<tb> (ferrochrome slag) <SEP> 5 <SEP> parts by weight
<tb> 4. <SEP> Foaming <SEP> substance <SEP> (e.g. <SEP> e.g. <SEP> sulfanol,
<tb> <B> D </B> C-PAC <SEP> etc.) <SEP> 0.1 <SEP> parts by weight
EMI0003.0012
  
    5. <SEP> Organic <SEP> <SEP> forming <SEP> facilitating <SEP> additive, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> Coke dust <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parts by weight
<tb> 6. <SEP> Water <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 2.0 <SEP> parts by weight <I> Example 5 </I> The components 1, 2, 3 and 4 of the mixture are the same in type and quantity as in example 4.

    
EMI0003.0013
  
    5. <SEP> inorganic, <SEP> facilitating <SEP> shaping <SEP>
<tb> Additive, <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> bauxite <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> parts by weight
<tb> 6. <SEP> Water <SEP> 1.5 <SEP> - <SEP> 2.5 <SEP> parts by weight When making the mold cores and casting molds, the core molding boxes or models with the liquid mixture are generally either directly bar from a mixing device or from the pans with which the mixture is conveyed from the mixing device to pouring points.



  The pouring of the core molding box or models with the mixture can proceed as follows; a) several core molding boxes or models are poured with the mixture once mixed or from a pan; b) a core molding box or model is continuously poured with several portions of the mixture if the cores and casting molds are of large dimensions, c) a core molding box or model is poured out by continuously feeding the mixture.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Flüssiges selbsthärtendes Gemisch zur Herstellung von Gussformen und Formkernen, mit einer Gesamt- feuchtigkeit von höchstens 6 % sowie mit einem Füll- stoff, einem Bindemittel, welches aus einer wässrigen Natrium-Silicatlösung besteht, einem Schaumbildner und einem die Masse erhärtenden Zusatzmittel, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaumbildner Alkylarylsulfo- nate, PATENT CLAIM Liquid, self-hardening mixture for the production of casting molds and mold cores, with a total moisture content of at most 6% and with a filler, a binding agent consisting of an aqueous sodium silicate solution, a foaming agent and an additive that hardens the mass, characterized that alkylarylsulfonates as foaming agents Alkylsulfonate oder Alkylsulfate und als Zusatz mittel hochbasische Hüttenschlacken mit einem Ge wichtsverhältnis CaO : Si02 von 1,5 bis 3,0 vorhanden sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Alkyl sulfonates or alkyl sulfates and, as an additive, highly basic slag with a CaO: SiO2 ratio of 1.5 to 3.0 are available. SUBCLAIMS 1. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass es als die Masse erhärtendes Zusatzmittel Chrom-Eisenschlacken in Men- gen von 2,0-7,0 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthält. 2. Liquid self-hardening mixture according to patent claim, characterized in that it contains chromium-iron slag in amounts of 2.0-7.0%, based on the total weight of the mixture, as the additive which hardens the mass. 2. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass es als Härtungsbe- schleuniger zusätzlich wasserfreies Kalziumsulfat in Mengen von 0,5-2,0 %, bezogen auf das Gesamtge- wicht des Gemisches, enthält. 3. Liquid self-hardening mixture according to patent claim, characterized in that it additionally contains anhydrous calcium sulphate as a hardening accelerator in amounts of 0.5-2.0%, based on the total weight of the mixture. 3. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Patentan spruch oder nach Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich als Härtungsverzöge- rer Borax in Mengen von 0,01-0,1 0/0, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthält. Liquid self-hardening mixture according to patent claim or according to dependent claims 1 and 2, characterized in that it additionally contains borax as a hardening retarder in amounts of 0.01-0.1%, based on the total weight of the mixture. 4. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich als Schaumstabilisator Natronseifen wasserunlöslicher orga- nischer Säuren in Mengen von 0,01-0,2 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, enthält. 5. 4. Liquid self-hardening mixture according to patent claim, characterized in that it additionally contains sodium soaps of water-insoluble organic acids as a foam stabilizer in amounts of 0.01-0.2%, based on the total weight of the mixture. 5. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Patentan spruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich als die Verweilzeit im flüssigen Zustand sowie die Schaumbeständigkeit verminderndes Mittel Kerosin in Mengen von 1-5 0/0, bezogen auf das Gewicht des Schaumbildners, enthält. <I>Anmerkung des</I> Eidg. <I>Amtes für geistiges Eigentum: Liquid self-hardening mixture according to claim or dependent claim 1, characterized in that it additionally contains kerosene in amounts of 1-5%, based on the weight of the foaming agent, as an agent which reduces the dwell time in the liquid state and the foam resistance. <I> Note from </I> Federal <I> Office for Intellectual Property: </I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang ste hen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbe reich des Patentes massgebend ist. </I> Should parts of the description not be consistent with the definition of the invention given in the patent claim, it should be remembered that according to Art. 51 of the Patent Act, the patent claim is decisive for the material scope of the patent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1721689A1 (en) * 2004-02-25 2006-11-15 Sintokogio, Ltd. Process for producing cast item
CN114258329A (en) * 2019-09-25 2022-03-29 新东工业株式会社 Additive for sand mold molding, sand composition for sand mold molding, method for producing sand mold, and sand mold

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