Verfahren zum Mischen von Giesserei-Formstoffen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Naß­formstoffen, insbesondere Naßformsanden, für Gießerei­zwecke, indem die trockenen Komponenten in einem Behälter bei freier Oberfläche vorgemischt, nach dem Trocken­mischen die Feuchtkomponenten zugegeben und anschließend mit den trockenen Komponenten durch weiteres Mischen zu dem Naßformstoff homogenisiert werden.

[0002] Mischverfahren für Gießereiformstoffe der vorgenannten Art werden in unterschiedlichen Mischer-Konstruktionen durchgeführt. Gemeinsam ist diesen Mischern stets ein stehender oder umlaufender, trogartiger Behälter, der umfangsseitig oder bodenseitig mit einer Austragsöffnung versehen ist und in den von oben Mischwerkzeuge unter­schiedlicher Art eingreifen. Das Befüllen mit trockenen Komponenten und die Zugabe der Feuchtkomponenten ge­schieht von ober her. Die Trockenkomponenten setzen sich einerseits aus körnigen, rieselfähigen Schüttstoffen, wie Neusand und aufbereiteter Altsand, sowie aus staub­förmigen, gleichfalls nahezu trockenen Schüttstoffen, wie Kohlenstaub etc. zusammen. Als Binder wird in erster Linie Natrium-Bentonit verwendet, das aus mineralischen Schichtpartikeln besteht, die bei Zugabe von Wasser akti­viert werden und dabei aufquellen. Der Vorgang ist auf eine Einlagerung der Wassermoleküle in das Schichtmineral zurückzuführen. Ferner wird als Binder zuweilen auch Wasserglas verwendet, das unter Lufteinfluß trocknet und die Bindung herstellt. Die Bindemittel bzw. die Binde­mittelkomponenten werden, wie die Trockenkomponenten, von oben auf die freie Oberfläche aufgegeben.

[0003] Bei dem beschriebenen bekannten Mischverfahren erfolgt die Herstellung des Naßformstoffs chargenweise, wobei auf kurze Mischzeiten besonderer Wert gelegt wird, um ständig den Naßformstoff an der Formmaschine bereitstellen zu können. Dabei liegt der gesamte Mischzyklus, der im wesentlichen durch die Art der Mischwerkzeuge und die Umwälzgeschwindig­keit innerhalb des Mischers bestimmt wird, bei wenigstens zwei Minuten.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer vor­gegebenen Mischer-Konstruktion die Mischzeit zu verringern und ein besseres Mischergebnis zu erreichen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche in das trockene Mischgut unter Überdruck zugegeben werden.

[0006] Im Gegensatz zu den bekannten Mischverfahren mit freier Oberfläche werden also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Oberfläche in die vorgemischten Trockenkomponenten eingeschleust. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Mischdauer im Bereich des Naßmischzyklus' um bis zu einer halben Minute gesenkt werden kann, und zwar unabhängig davon, ob Bentonit- oder Wasser­glas-gebundene Formstoffe eingesetzt werden. Ferner hat sich gezeigt, daß es wesentlich weniger Schwierigkeiten bereitet, eine absolut homogene Mischung zu erreichen. Als Ursache hierfür kommen folgende Überlegungen in Frage:

[0007] Bei der Zugabe der Feuchtkomponenten auf die freie Ober­fläche bilden sich dort sehr schnell Agglomerate, die vornehmlich aus den Feuchtkomponenten und den staubför­migen Partikeln bestehen. Die Feuchtkomponenten sind so­mit von einem weitgehend trockenen Mantel umgeben. Dies führt im Extremfall zur Knollenbildung, wobei die Knollen im Inneren einen hohen Feuchtegehalt aufweisen. Diese Knollen lassen sich nur noch schwerlich untermischen und auch nur schwerlich zerstören, so daß sie einerseits zu Inhomogenitäten im Mischgut führen, andererseits eine Überdosierung an Feuchtkomponenten erforderlich machen. Dies ist insbesondere kritisch bei bentonit-gebundenen Formstoffen, da diese Knollen nicht nur das Bindewasser, sondern vor allem auch die staubförmigen Bentonitpartikel binden. Diese Knollen führen zu Formfehlern und beim Ab­gießen zu Gußfehlern. Durch die Zugabe der Feuchtkompo­nenten unterhalb der freien Oberfläche wird die Perlen- und Knollenbildung, die durch Abrollbewegung der Feucht­komponenten auf der freien Oberfläche verursacht ist, voll­ständig unterbunden, da die in das Mischgut unter Über­druck eindringenden Feuchtkomponenten eine Art Kapillar­system vorfinden, in welchem sie sich vom Ort ihrer Auf­gabe aus gleichmäßig verteilen.

[0008] Bei bentonit-gebundenen Formstoffen läßt sich das er­findungsgemäße Verfahren nicht nur zur Reduzierung der Mischdauer, sondern - bei gleicher Mischdauer - zur Ver­besserung des Mischergebnisses heranziehen. Untersuchungen haben gezeigt, daß das Quellvermögen von Betonit zeit­abhängig ist. Etwa 70% des Quellvermögens werden inner­halb von 90 sec ab Beginn der Benetzung der Bentonit-­Partikel erreicht, während eine 100%-ige Quellung erst nach etwa 20 bis 30 min erfolgt ist. Nutzt man also die an sich mögliche Verkürzung der Mischzeit dazu, dem Quellprozeß entsprechend mehr Zeit zu lassen, so wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine bessere Bin­dung erreicht.

[0009] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein weiterer für den Mischerbetrieb und das Mischergebnis bedeutsamer Vor­teil erreicht: Bei der Zugabe der Feuchtkomponenten auf die freie Oberfläche des Mischgutes tritt zwangsläufig auch eine Benetzung der oberhalb der Oberfläche liegenden Teile des Mischers ein. Dadurch entstehen bei Zugabe der Trocken­komponenten und in der Trockenmischphase Anbackungen in den bei der vorangegangenen Charge benetzten Bereichen des Mischers, die bei längerer Betriebsdauer stetig anwachsen. Diese Anbackungen trocknen von der Anlagerfläche her all­mählich aus und brechen von Zeit zu Zeit ab. Sie werden dann unter das Mischgut transportiert und dort nicht mehr auf­gelöst, so daß es zu Inhomogenitäten kommt, die wiederum zu Form- und Gußfehlern führen. In besonderem Maße treten diese Anbackungen bei wasserglas-gebundenen Formstoffen auf, wobei sie dort zudem besonders kritisch sind, weil die Anbackungen glashart werden und im Mischer nicht mehr zerkleinert werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Ver­fahren ist auch dieses Problem weitestgehend beseitigt, so daß einerseits die angesprochenen Inhomogenitäten im Mischgut nicht entstehen, andererseits die bei dem be­kannten Mischverfahren von Zeit zu Zeit notwendigen Reinigungsmaßnahmen nicht mehr erforderlich sind bzw. nur noch in wesentlich größeren Zeitabständen durch­zuführen sind.

[0010] Die Feuchtkomponenten können in das trockene Mischgut ein­gespritzt bzw. eingedüst werden, wobei der Überdruck natürlich so gewählt wird, daß die Feuchtkomponenten nicht oder gerade nur bis zur Oberfläche vordringen können.

[0011] Ferner ist es von Vorteil, wenn die Feuchtkomponenten an mehreren, vorzugsweise gleichmäßig verteilt ange­ordneten Stellen dem trockenen Mischgut zugegeben werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Mischen von Naßformstoffen, insbesondere Naßformsanden, für Gießereizwecke, indem die trockenen Komponenten in einem Behälter bei freier Oberfläche vor­gemischt, nach dem Trockenmischen die Feuchtkomponenten zugegeben und anschließend mit den trockenen Komponenten durch weiteres Mischen zu dem Naßformstoff homogenisiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feuchtkomponenten unterhalb der freien Ober­fläche in das trockene Mischgut unter Überdruck zuge­geben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Feuchtkomponenten in das trockene Mischgut eingespritzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtkomponenten an mehreren,vorzugsweise gleich­mäßig verteilt angeordneten Stellen dem trockenen Misch­gut zugegeben werden.