KERN-HÜLLE-PARTIKEL ZUR VERWENDUNG ALS FÜLLSTOFF FÜR SPEISERMASSEN

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft, ein schüttfähiges Füllmaterial umfassend eine Vielzahl von Kern-Hülle-Partikeln zur Verwendung als Füllstoff für Speisermassen zur Herstellung von Speisern, Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer schüttfähiger Füllmaterialien, entsprechende Speisermassen und entsprechende Speiser sowie entsprechende Verwendungen. Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen.

[0002] Der Begriff "Speiser" umfasst im Rahmen der vorliegenden Unterlagen sowohl Speiserumhüllungen, Speisereinsätze und Speiserkappen als auch Heizkissen.

[0003] Bei der Herstellung von metallischen Formteilen in der Gießerei wird flüssiges Metall in eine Grießform eingefüllt und erstarrt dort. Der Erstarrungsvorgang ist mit einer Verringerung des Metallvolumens verbunden und es werden deshalb regelmäßig Speiser, d. h. offene oder geschlossene Räume in oder an der Gießform eingesetzt, um das Volumendefizit bei der Erstarrung des Gussstücks auszugleichen und so eine Lunkerbildung im Gussstück zu verhindern. Speiser sind mit dem Gussstück bzw. mit dem gefährdeten Gussstückbereich verbunden und befinden sich für gewöhnlich oberhalb und/oder an der Seite des Formhohlraums.

[0004] In Speisermassen zur Herstellung von Speisem und in den daraus hergestellten Speisern selbst werden heute regelmäßig Leichtfüllstoffe eingesetzt, welche bei einer hohen Temperaturbeständigkeit eine gute isolierende Wirkung bewirken sollen.

[0005] DE 10 2005 025 771 B3 offenbart isolierende Speiser umfassend keramische Hohlkugeln und Glas-Hohlkugeln.

[0006] In EP 0 888 199 81 werden Speiser beschrieben, welche als isolierendes feuerfestes Material hohle Aluminiumsilikatmikrokugeln enthalten.

[0007] EP 0 913 215 B1 offenbart Speiserzusammensetzungen, die hohle Aluminiumsilikatmikrokügelchen mit eine Aluminiumoxidgehalt mit weniger als 38 Gew.-% umfassen.

[0008] WO 9423865 A1 offenbart eine Speiserzusammensetzung umfassend hohle Aluminiumoxid enthaltende Mikrokügelchen mit einem Aluminiumoxidanteil von zumindest 40 Gew.-%.

[0009] WO 2006/058347 A2 offenbart Speiserzusammensetzungen, die als Füllstoffe Kern-Hülle-Mikrokugeln mit einem Kern aus Polystyrol umfassen. Der Einsatz von Polystyrol führt jedoch zu unerwünschten Emissionen im Gießereibetrieb.

[0010] DE 10 2004 042535 A1 betrifft eine Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen für die Metallverarbeitung, ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen, mit dem Verfahren erhaltene Gießformen sowie deren Verwendung. Für die Herstellung der Gießformen wird ein feuerfester Formgrundstoff sowie ein auf Wasserglas basierendes Bindemittel verwendet. Dem Bindemittel ist ein Anteil eines teilchenförmigen Metalloxids zugesetzt, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, Aluminiumdioxid, Titanoxid und Zinkoxid. WO 98/29208 A1 offenbart einen Prozess zur Herstellung von Partikeln, die mit einer Wasserglasschicht überzogen sind.

[0011] In der industriellen Praxis werden heute häufig Hohlkugeln eingesetzt, die aus den Flugaschen von Kohlekraftwerken stammen oder synthetisch hergestellt werden. Für den Einsatz in Speisem geeignete Hohlkugeln sind jedoch nicht uneingeschränkt verfügbar. Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leichtfüllstoff anzugeben, der als Ersatz für die derzeit favorisierten Hohlkugeln eingesetzt werden kann. Der anzugebende Leichtfüllstoff sollte dabei die folgenden primären Anforderungen erfüllen:

• Thermische Stabilität auch bei Temperaturen von mehr als 1450 °C, vorzugsweise bei Temperaturen von mehr als 1500 °C;
• Ausreichende mechanische Stabilität auch bei hohen Temperaturen von z. B. 1400 °C;
• Geringe oder keine Staubanhaftung;
• Geringe Schüttdichte.

[0012] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein schüttfähiges Füllmaterial umfassend eine Vielzahl von Kern-Hülle-Partikeln zur Verwendung als Füllstoff für Speisermassen zur Herstellung von Speisern, umfassend

(a) einen Trägerkern, der
eine Größe im Bereich von 30 µm bis 500 µm besitzt
und
aus einem Material besteht, das maximal bis zu einer Temperatur von 1400 °C beständig ist und kein Polystyrol enthält,

(b) eine den Kern einschließende Hülle bestehend aus oder umfassend

(b1) Partikel mit einem D 50 - Wert für die Korngröße von maximal 15 µm, vorzugsweise maximal 10 µm, die bis zu einer Temperatur von mindestens 1500 °C. vorzugsweise mindestens 1600 °C beständig sind,
sowie

(b2) einem Bindemittel, welches die Partikel aneinander und an den Trägerkern bindet,

wobei das Kern-Hülle-Partikel bis zu einer Temperatur von mindestens 1450 °C, vorzugsweise mindestens 1500 °C beständig ist.

[0013] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, durch Umhüllen Trägermaterialien (die als Trägerkern eingesetzt werden) mit einer z. B. für die Verwendung als Füllstoff in Speisermassen nicht ausreichenden Temperaturbeständigkeit in Kern-Hülle-Partikel zu überführen, die bis zu einer Temperatur von mindestens 1450 °C, üblicherweise aber mindestens 1500 °C beständig sind. Erforderlich ist hierfür das Umhüllen des Trägerkerns mit Partikeln mit einem D 50 - Wert für die Korngröße von maximal 15 µm, die für sich betrachtet bis zu einer Temperatur von mindestens 1500 °C, vorzugsweise 1600 °C beständig sind.

[0014] In den erfindungsgemäß einzusetzenden Kern-Hülle-Partikeln besitzt der Trägerkern eine Größe, d. h. eine maximale Länge im Bereich von 30 µm bis 500 µm; er besteht aus einem Material, das maximal bis zu einer Temperatur von 1400 °C beständig ist und kein Polystyrol enthält, vorzugsweise überhaupt keine organischen, sondern vorzugsweise ausschließlich anorganische Bestandteile. Der Trägerkern ist vorzugsweise sphärisch.

[0015] Im Rahmen des vorliegenden Textes gilt ein Partikel oder Material als beständig, wenn es unterhalb einer gegebenen Temperatur weder schmilzt noch unter Verlust der räumlichen Gestalt erweicht oder sich zersetzt.

[0016] Vorzugsweise besteht der Trägerkern (a) eines erfindungsgemäß einzusetzenden Kem-Hülle-Partikels aus einer Keramik oder einem Glas.

[0017] Vorzugsweise ist der Trägerkern (a) eine Hohlkugel oder ein poröses Partikel, wobei Hohlkugel bzw. poröses Partikel wiederum vorzugsweise aus einer Keramik oder einem Glas bestehen. Beispiele für bevorzugte als Trägerkern (a) einsetzbare Materialien sind feinporige Blähgläser, wie sie z. B. unter der Bezeichnung Poraver von der Dennert Poraver GmbH oder z. B. unter der Bezeichnung Omega-Bubbles von der Omega Minerals Germany GmbH erhältlich sind und hohle Glasmikrokugeln, wie sie z. B. unter der Bezeichnung 3M Scotchlite K20 von 3M Specialty Materials erhältlich sind.

[0018] In erfindungsgemäß einzusetzenden Kern-Hülle-Partikeln umfassen die besagten Partikel (b1) der Hülle (b) vorzugsweise ein oder mehrere Materialien oder bestehen aus einem oder mehreren Materialien, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus feuerfesten Materialien (gemäß DIN 51060), vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus: Aluminiumoxid, Bornitrid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Titanborid, Titanoxid, Yttriumoxid und Zirkonoxid und Mischoxide, z.B. Cordierit oder Mullit.

[0019] In erfindungsgemäß einzusetzenden Kern-Hülle-Partikeln ist das Bindemittel (b2) vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

• Cold-Box-Bindemittel, vorzugsweise ein aus einem Benzyletherharz und einem Polyisocyanat herstellbares Polyurethan,
• Hot-Box-Bindemittel,
• Stärke,
• Polysaccharide, und
• Wasserglas.

[0020] Erfingdungsgemäß einzusetzende Kem-Hülle-Partikel können eingesetzt werden in feuerfesten Massen oder Materialien, z. B. solchen zur Verwendung im Industrieofenbau oder zur Verbesserung des Brandschutzes in Gebäuden. Sie können auch eingesetzt werden in bzw. als Wärmeisoliermaterialien, z. B. in der Bauindustrie oder der Gießereiindustrie.

[0021] Vorzugsweise sind die erfindungsgemäß einzusetzenden Kem-Hülle-Partikel Bestandteil eines schüttfähigen Füllmaterials, das zur Verwendung als Füllstoff für Speisermassen zur Herstellung von Speisem geeignet ist. Ein solches erfindungsgemäßes schüttfähiges Füllmaterial umfasst regelmäßig eine Vielzahl oben beschriebener Kem-Hülle-Partikel (wobei hinsichtlich der bevorzugten Ausgestaltung der Kern-Hülle-Partikel das Vorgesagte gilt) sowie gegebenenfalls weitere Füllsubstanzen.

[0022] In einem erfindungsgemäßen schüttfähigen Füllmaterial besitzen die Trägerkeme (a) in der Vielzahl der Kern-Hülle-Partikel für sich betrachtet vorzugsweise eine mittlere Komgröße MK im Bereich von 60 µm bis 380 µm. Die mittlere Komgröße wird dabei gemäß VDG-Merkblatt P27 (Oktober 1999) bestimmt.

[0023] Die Schüttdichte der als Trägerkeme eingesetzten Partikel liegt für sich betrachtet vorzugsweise im Bereich von 85 g/L bis 500 g/L. Die Schüttdichte der Trägerkerne (a) wird dabei vorzugsweise vor ihrer Umhüllung mit den Partikeln (b1) und dem Bindemittel (b2) sowie gegebenenfalls weiteren Bestandteilen der Hülle bestimmt. In dem erfindungsgemäßen schüttfähigen Füllmaterial besitzen vorzugsweise zumindest 90 Gew.-% der Partikel (b1) in der Vielzahl der Kem-Hülle-Partikel bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel (b1), eine Teilchengröße von maximal 45 µm. Zur Beschichtung der Trägerkeme (a) sind dementsprechend insbesondere pulverförmige (d. h. feine, polydisperse) Schüttgüter geeignet, bei denen mehr als 90 Gew.-% der im Pulver enthaltenen Partikel eine Teilchengröße von maximal 45 µm besitzen. Die Teilchengröße der Partikel in einem entsprechenden Pulver wird dabei mit Streulichtphotometem bestimmt, z. B. mittels eines Coulter-Streulichtphotometers. Als weitere charakteristische Kennzahl wird dabei häufig ein D50-Wert angegeben, der einer mittleren Korngröße entspricht. Eine Auswahl von Pulvern, welche als Hüllmaterial (Beschichtungsmaterial) zur Umhüllung der Trägerkerne besonders geeignet ist, sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst:

	Al2O3	BN	SiC	Si3N4	TiB2	TiO2	Y2O3	ZrO2
Schmelzpunkt [°C]	ca. 2050	ca. 3000	ca. 2300 Zers.	ca. 1900 Zers.	ca. 2900	ca. 1850	ca. 2410	ca. 2600
max/µm	< 45			< 10	< 45	< 45		< 45
D 50/µm	ca. 12	ca. 9	ca. 5	ca.1,5			ca.6,5

"max" bedeutet: 90 Gew.-% der im betreffenden Pulver enthaltenen Partikel besitzt eine Teilchengröße unterhalb des angegebenen Wertes. "Zers." bedeutet: Zersetzung.

[0024] Ein erfindungsgemäßes schüttfähiges Füllmaterial besitzt vorzugsweise eine Schüttdichte von weniger als 0,6 g/cm³ (d.h. 600 g/L). Ein erfindungsgemäßes schüttfähiges Füllmaterial, welches erfindungsgemäß einzusetzende Kem-Hülle-Partikel umfasst, lässt sich durch Mischen von Trägerkernen (a) mit dem (feuerfesten) Pulver von Partikeln (b1) in Gegenwart eines Bindemittels (b2) herstellen. In einem entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen schüttfähigen Füllmaterials werden die folgenden Schritte durchgeführt:

• Bereitstellen von Trägerkernen einer Größe im Bereich von 30 µm bis 500 µm, die aus einem Material bestehen, das maximal bis zu einer Temperatur von 1400 °C beständig ist,
• Bereitstellen von Partikeln einer mittleren Komgröße von maximal 15 µm, vorzugsweise maximal 10 µm, die bis zu einer Temperatur von mindestens 1500 °C, vorzugsweise mindestens 1600 °C beständig sind,
• Kontaktieren der Trägerkeme mit den besagten Partikeln in Gegenwart eines Bindemittels, so dass die Partikel an den Trägerkern und aneinander gebunden werden und einzelne oder sämtliche Trägerkeme umhüllt werden.

[0025] Hierbei gilt hinsichtlich der Ausgestaltung bevorzugter Trägerkerne, bevorzugter Partikel und bevorzugter Bindemittel das vorstehend mit Blick auf die erfindungsgemäß einzusetzenden Kem-Hülle-Partikel und die erfindungsgemäßen Füllmaterialien gesagte entsprechend.

[0026] Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Speisermasse zur Herstellung von Speisern, bestehend aus oder umfassend: erfindungsgemäß einzusetzende Kem-Hülle-Partikel (wie oben beschrieben, vorzugsweise in einer oben als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung) oder ein erfindungsgemäßes schüttfähiges Füllmaterial (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise in einer vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung) sowie ein Bindemittel zum Binden der Kern-Hülle-Partikel bzw. des schüttfähigen Füllmaterials. Hinsichtlich des Bindemittels gelten die vorstehenden Ausführungen zu bevorzugten Bindemitteln für die Kern-Hülle-Partikel entsprechend; bevorzugt ist es, wenn sowohl zum Verbinden der Trägerkeme (a) mit den Partikeln (b1) als auch zum Binden der Kern-Hülle-Partikel bzw. des schüttfähigen Materials ein Cold-Box-Bindemittel (vorzugsweise jeweils auf Basis eines Benzyletherharzes und eines Polyisocyanats), besonders bevorzugt ein identisches Bindemittel eingesetzt wird.

[0027] Eine erfindungsgemäße Speisermasse kann als exotherme Speisermasse ausgestaltet sein und umfasst dann regelmäßig zusätzlich zu den genannten Bestandteilen ein leicht oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel dafür, welche zur exothermen Umsetzung miteinander bestimmt sind.

[0028] Die vorliegende Erfindung betrifft auch Speiser, die eine erfindungsgemäße Speisermasse umfassen. Erfindungsgemäße Speiser besitzen vorzugsweise eine Dichte von weniger als 0,7 g/cm³.

[0029] Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen die Verwendung erfindungsgemäßen schüttfähigen Füllmaterials (wie oben beschrieben, vorzugsweise in einer als bevorzugt angegebenen Ausgestaltung) als isolierendes Füllmaterial in einer Speisermasse oder in einem Speiser.

[0030] Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Speisermasse zur Herstellung eines isolierenden oder exothermen Speisers.

[0031] Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Speisers wird ein erfindungsgemäßes schüttfähiges. Füllmaterial, ein erfindungsgemäß geeignetes Bindemittel (z. B. Cold-Box-Bindemittel, siehe oben) sowie gegebenenfalls weitere Bestandteile gemischt, die resultierende Mischung zu einer Speiser geformt und der geformte Speiser ausgehärtet. Der Vorgang des Formens erfolgt dabei vorzugsweise nach dem Slurry-Verfahren, dem Grünstandverfahren, dem Cold-Box-Verfahren oder dem Hot-Box-Verfahren.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert:

A Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender Kem-Hülle-Partikel (Schüttgut)

Ausführuncisbeispiel 1

[0033] In einem Mischer des Typs BOSCH Profi 67 werden als Trägermaterial 700 g Poraver (Standard-Korngröße 0,1-0,3; Dennert Poraver GmbH) vorgelegt und mit 120 g Cold-Box-Binder (Fa. Hüttenes-Albertus: Benzyletherharz auf Basis von Aktivator 6324 / Gasharz 6348) gleichmäßig benetzt. 300 g Siliziumcarbidpulver (D 50-Wert für Korngröße: < 5µm) werden zugegeben und das Ganze homogen gemischt. Schließlich werden zur Aushärtung des Binders ca. 0,5 ml Dimethylpropylamin zugesetzt. Nach wenigen Sekunden liegen die gebildeten Kern-Hülle-Partikel als Schüttgut zur weiteren Verwendung vor.

Ausführungsbeispiel 2

[0034] Als Trägerkern werden in einem geeigneten Mischer des Typs BOSCH Profi 67 werden als Trägermaterial 800 g Omega-Bubbles (Fa. Omega Minerals GmbH; Korngröße < 0,5 mm) vorgelegt und mit 120 g Cold-Box-Binder (Fa. Hüttenes-Albertus: Benzyletherharz auf Basis von Aktivator 6324 / Gasharz 6348) gleichmäßig benetzt. 200 g Aluminiumoxidpulver (D 50-Wert für Korngröße: ca. 12 µm) werden zugegeben und das Ganze homogen gemischt. Schließlich werden zur Aushärtung des Binders ca. 0,5 ml Dimethylpropylamin zugesetzt. Nach wenigen Sekunden liegen die gebildeten Kern-Hülle-Hülle-Partikel als Schüttgut zur weiteren Verwendung vor.

B Herstellung von Speisermassen sowie Speiserkappen und sonstigen Profilkörpern:

Ausführungsbeispiel "isolierend"

[0035] Das nach Ausführungsbeispiel 1 bzw. 2 hergestellte Schüttgut wird mit Cold-Box-Bindemittel (Fa. Hüttenes-Albertus: Benzyletherharz auf Basis von Aktivator 6324 / Gasharz 6348) homogen vermischt. Aus der resultierenden Mischung werden Speiserkappen und andere Profilformkörper (a) gestampft sowie (b) mit Kernschießmaschinen (z.B. Röper, Laempe) geschossen. Die Aushärtung erfolgt jeweils durch Zusatz von Dimethylpropylamin.

Ausführungsbeispiel "exotherm-isolierend"

[0036] Eine Mischung aus 30 GT (Gewichtsteilen) des nach Ausführungsbeispiel 1 bzw. 2 hergestellten Schüttgutes und 70 GT eines üblichen aluminothermischen Gemischs wird mit Cold-Box-Bindemittel (Fa. Hüttenes-Albertus: Benzyletherharz auf Basis von Aktivator 6324 / Gasharz 6348) homogen vermischt. Aus der resultierenden Mischung werden Speiserkappen und andere Profilformkörper (a) gestampft sowie (b) mit Kernschießmaschinen (z.B. Röper, Laempe) geschossen. Die Aushärtung erfolgt jeweils durch Zusatz von Dimethylpropylamin.

C Würfelversuche:

[0037] Speiserkappen gemäß den Ausführungsbeispielen aus B wurden mit sogenannten Würfelversuchen auf ihre anwendungstechnische Brauchbarkeit überprüft. In diesen Versuchen soll ein Gussteil in Form eines Würfels, bei Verwendung einer modulgerechten Speiserkappe lunkerfrei sein.

[0038] Eine sicherere Dichtspeisung konnte für sämtliche Ausführungsformen ("isolierend", Ausführungsbeispiele 1 und 2; "exotherm-isolierend"; Ausführungsbeispiele 1 und 2) nachgewiesen werden. Auch in den jeweiligen Restspeisern (oberhalb der Würfel) wurde jeweils ein gegenüber Vergleichsspeiserkappen verbessertes Lunkerverhalten festgestellt.

Ansprüche

1. Schüttfähiges Füllmaterial zur Verwendung als Füllstoff für Speisermassen zur Herstellung von Speisern, umfassend eine Vielzahl von Kem-Hülle-Partikeln umfassend

(a) einen Trägerkern, der
eine Größe im Bereich von 30 µm bis 500 µm besitzt und
aus einem Material besteht, das maximal bis zu einer Temperatur von 1400 °C beständig ist und kein Polystyrol enthält,

(b) eine den Kern einschließende Hülle bestehend aus oder umfassend

(b1) Partikel mit einem D 50 - Wert für die Korngröße von maximal 15 µm, die bis zu einer Temperatur von mindestens 1500 °C beständig sind,
sowie

(b2) einem Bindemittel, welches die Partikel aneinander und an den Trägerkern bindet.

wobei das Kern-Hülle-Partikel bis zu einer Temperatur von mindestens 1450 °C beständig ist.

2. Schüttfähiges Füllmaterial nach Anspruch 1, wobei der Trägerkern (a) aus einer Keramik oder einem Glas besteht.

3. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Trägerkern (a) eine Hohlkugel oder ein poröses Partikel ist.

4. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die besagten Partikel (b1) der Hülle (b) ein oder mehrere Materialien umfassen oder aus einem oder mehreren Materialien bestehen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus feuerfesten Materialien, vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus: Aluminiumoxid, Bornitrid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Titanborid, Titanoxid, Yttriumoxid und Zirkonoxid.

5. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bindemittel (b2) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

- Cold-Box-Bindemittel, vorzugsweise ein aus einem Benzyletherharz und einem Polyisocyanat herstellbares Polyurethan,

- Hot-Box-Bindemittel,

- Stärke,

- Polysaccharide, und

- Wasserglas.

6. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerkerne (a) in der Vielzahl der Kem-Hülle-Partikel eine mittlere Komgröße MK im Bereich von 60 µm bis 380 µm besitzen.

7. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest 90 Gew.-% der Partikel (b1) in der Vielzahl der Kern-Hülle-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel (b1), eine Teilchengröße von maximal 45 µm besitzen.

8. Schüttfähiges Füllmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Füllmaterial eine Schüttdichte von weniger als 0,6 g/cm³, vorzugsweise weniger als 0,5 g/cm³ besitzt.

9. Verfahren zur Herstellung eines schüttfähigen Füllmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen von Trägerkernen einer Größe im Bereich von 30 µm bis 500 µm, die aus einem Material bestehen, das maximal bis zu einer Temperatur von 1400 °C beständig ist und kein Polystyrol enthält,

- Bereitstellen von Partikeln einer mittleren Komgröße von maximal 15 µm, die bis zu einer Temperatur von mindestens 1500 °C, vorzugsweise mindestens 1600 °C beständig sind.

- Kontaktieren der Trägerkerne mit den besagten Partikeln in Gegenwart eines Bindemittels, so dass die Partikel an den Trägerkern und aneinander gebunden werden und einzelne oder sämtliche Trägerkerne umhüllt werden.

10. Speisermasse zur Herstellung von Speisern, bestehend aus oder umfassend:

- ein schüttfähiges Füllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie

- ein Bindemittel zum Binden des schüttfähigen Füllmaterials.

11. Speiser umfassend eine Speisermasse nach Anspruch 10.

12. Speiser nach Anspruch 11, mit einer Dichte von weniger als 0,7 g/cm³.

13. Verwendung
von schüttfähigem Füllmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als isolierendes Füllmaterial in einer Speisermasse oder einem Speiser.

14. Verwendung einer Speisermasse nach Anspruch 10 zur Herstellung eines isolierenden oder exothermen Speisers.

Claims

1. A free flowing filler material for use as a filler for feeder masses for the production of feeders, comprising a plurality of core-shell particles comprising

(a) a carrier core which
has a size ranging from 30 µm to 500 µm and
consists of a material which is stable up to a maximum temperature of 1400 °C and contains no polystyrene,

(b) a shell enveloping the core and consisting of or comprising

(b1) particles with a D 50 particle size value of a maximum of 15 µm which are stable up to a temperature of at least 1500 °C
and

(b2) a binder which binds the particles to one another and to the carrier core,

wherein the core-shell particle being stable up to a temperature of at least 1450 °C.

2. A free flowing filler material according to Claim 1, wherein the carrier core (a) consists of ceramic or glass.

3. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein the carrier core (a) is a hollow sphere or a porous particle.

4. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein said particles (b1) of the shell (b) comprise one or more materials or consist of one or more materials which are selected from the group consisting of refractory materials, and preferably from the group consisting of: aluminium oxide, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, titanium boride, titanium oxide, yttrium oxide and zirconium oxide.

5. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein the binder (b2) is selected from the group consisting of:

- cold box binder, preferably a polyurethane which can be prepared from a benzyl ether resin and a polyisocyanate,

- hot box binder,

- starch,

- polysaccharides, and

- water glass.

6. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein the carrier cores (a) in the plurality of core-shell particles have a mean particle size MPS ranging from 60 µm to 380 µm.

7. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein at least 90% by weight of the particles (b1) in the plurality of core-shell particles, based on the total weight of the particles (b1), have a particle size of a maximum of 45 µm.

8. A free flowing filler material according to one of the preceding claims, wherein the filler material has a bulk density of less than 0.6 g/cm³, preferably of less than 0.5 g/cm³.

9. A process for the preparation of a free flowing filler material according to one of Claims 1 to 8, with the following steps:

- providing carrier cores with a size ranging from 30 µm to 500 µm which consist of a material which is stable up to a maximum temperature of 1400 °C and does not contain polystyrene,

- providing particles with a mean particle size of a maximum of 15 µm which are stable up to a temperature of at least 1500 °C, preferably at least 1600 °C,

- bringing the carrier cores into contact with said particles in the presence of a binder so that the particles are bound to the carrier core and to one another and some or all of the carrier cores are coated.

10. A feeder mass for the production of feeders, which consists of or comprises:

- a free flowing filler material according to one of Claims 1 to 8,
and

- a binder for binding the free flowing filler material.

11. A feeder comprising a feeder mass according to Claim 10.

12. A feeder according to Claim 11, with a density of less than 0.7 g/cm³.

13. The use of a free flowing filler material according to one of Claims 1 to 8 as an insulating filler material in a feeder mass or a feeder.

14. The use of a feeder mass according to Claim 10 for the production of an insulating or exothermic feeder.

Revendications

1. Matériau de charge en vrac pour usage comme substance de charge pour masselottes pour la fabrication de masselottes, comprenant une pluralité de particules à noyau et enveloppe, comprenant :

(a) un noyau de support, qui possède une taille dans la plage de 30 µm à 500 µm et est constitué d'un matériau qui résiste au maximum à une température de 1400 °C et ne contient pas de polystyrène,

(b) une enveloppe enserrant le noyau et constituée ou comprenant (b1) des particules d'une valeur D 50 pour la taille granulaire d'au maximum 15 µm, qui résistent jusqu'à une température d'au moins 1500 °C, et

(b2) un liant qui lie les particules l'une à l'autre et au noyau de support,

dans lequel la particule à noyau et enveloppe résiste à une température allant jusqu'à au moins 1450 °C.

2. Matériau de charge en vrac selon la revendication 1, dans lequel le noyau de support (a) est constitué d'une céramique ou d'un verre.

3. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le noyau de support (a) est une sphère creuse ou une particule poreuse.

4. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites particules (b1) de l'enveloppe (b) comprennent un ou plusieurs matériaux ou sont constitués d'un ou plusieurs matériaux, qui sont choisis dans le groupe constitué de matériaux ignifuges, de préférence dans le groupe constitué des composés suivants : oxyde d'aluminium, nitrure de bore, carbure de silicium, nitrure de silicium, borure de titane, oxyde de titane, oxyde d'yttrium et oxyde de zirconium.

5. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le liant (b2) est choisi dans le groupe constitué des composés suivants :

- liant à boîte froide, de préférence un polyuréthanne qui peut être fabriqué à partir d'une résine de benzyléther et d'un polyisocyanate,

- liant à boite chauffée,

- amidon,

- polysaccharides, et

- verre soluble.

6. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les noyaux de support (a) possèdent, dans la pluralité des particules à noyau et enveloppe, une taille granulaire moyenne MK dans la plage de 60 µm à 380 µm.

7. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins 90 % en poids des particules (b1) de la pluralité des particules à noyau et enveloppe, possèdent une taille particulaire d'au maximum 45 µm, par rapport au poids total des particules (b1).

8. Matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau de charge possède une masse volumique apparente inférieure à 0,6 g/cm³, de préférence inférieure à 0,5 g/cm³.

9. Procédé de fabrication d'un matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes :

- préparation de noyaux de support d'une taille dans la plage de 30 µm à 500 µm, qui sont constitués d' un matériau qui résiste au maximum à une température de 1400 °C et qui ne contient pas de polystyrène,

- préparation de particules d'une taille granulaire moyenne d'au maximum 16 µm, qui résistent jusqu'à une température d'au moins 1500 °C, de préférence d'au moins 1600 °C,

- mise en contact des noyaux de support avec lesdites particules en présence d'un liant de sorte que les particules soient liées aux noyaux de support et l'une à l'autre et que les noyaux de support individuels ou tous les noyaux de support soient enveloppés.

10. Masse de masselotte pour la fabrication de masselottes, constituée ou comprenant :

- un matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications 1 à 8
et

- un liant pour lier le matériau de chrage en vrac.

11. Masselotte comprenant une masse de masselotte selon la revendication 10.

12. Masselotte selon la revendication 11, ayant une masse volumique inférieure à 0,7 g/cm³.

13. Utilisation
du matériau de charge en vrac selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comme matériau de charge isolant dans une masse de masselotte ou une masselotte.

14. Utilisation d'une masse de masselotte selon la revendication 10 pour la fabrication d'une masselotte isolante ou exothermique.