DE69609653T3

DE69609653T3 - Verfahren zur Messung des Aktivtongehalts im grünen Formsand

Info

Publication number: DE69609653T3
Application number: DE69609653T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Toyokawa-shi Nishida; Kazuharu Toyokawa-shi Matsui
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: ES2151098T3; DE69609653T2; CN1152123A; US5675090A; DE69609653D1; JPH08281373A; EP0737530B1; CN1103047C; SG44776A1; KR960037172A; EP0737530B2; KR100484569B1; EP0737530A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Aktivtongehalts in grünem Formsand.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Das Farbstoffadsorptions-Verfahren wurde im allgemeinen als das Verfahren angewandt, das den Aktivtongehalt in grünem Formsand mit großer Genauigkeit und Empfindlichkeit messen kann. Dieses Verfahren geht davon aus, daß der Aktivtongehalt in grünem Formsand dessen Fähigkeit zur Farbstoffadsorption proportional ist. Bei diesem Verfahren werden als Farbstoff 0,7 g/l (770 ppm) Methylenblau verwendet. Es wird dem Sand mit der Rate von 3 ccm Methylenblau je 1–2 g Sand zugesetzt, um eine Gesamtlösung von 300 ccm zu erhalten, in der das Methylenblau vom Sand bei gleichbleibender Temperatur absorbiert wird. Der Tonanteil wird vom Sand getrennt, und die Absorbanz des Methylenblaus im Tonanteil wird dann mit einem Strahl von 610 μm Wellenlänge gemessen; seine Konzentration (Wert in mg) wird nach einer Arbeitskennlinie für eine Standardlösung bestimmt.
Jedoch kann mit diesem Verfahren Farbstoff in Fabriken oder anderen Orten, an denen Gußerzeugnisse hergestellt werden, nicht ohne weiteres gemessen werden.
Ferner besteht in neuerer Zeit Bedarf an Dünngußerzeugnissen genauer Abmessungen. Daher ist die kontinuierliche Bereitstellung vieler Formen aus grünem Formsand erforderlich, die je ein Nest von genauen Abmessungen aufweisen. Um dies zu erreichen, muß dem grünen Formsand eine notwendige Menge Bentonit zugefügt werden. Diese Bentonitmenge wird in Abhängigkeit von dem Aktivtongehalt im Grünsand bestimmt.
In der US-Patentschrift 4,930,354 ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Güte von Gießereigrünsand beschrieben, die eine Prüfvorrichtung mit einem Stößel zum Kompaktieren einer in ein Prüfrohr eingefüllten Probe und mit Sensoren zum Messen der Verdichtung und des Feuchtigkeitsgehalts der Probe sowie einem Sensor zum Messen der Druckfestigkeit der grünen Probe aufweist. Es müssen somit drei Variablen gemessen werden. Diese Daten werden in eine Gleichung von einem Datenprozessor eingesetzt, der die Änderungen bestimmt, die zum Erzielen der optimalen Bindefestigkeit notwendig sind, und bei Bedarf die Bindemittelmenge automatisch ändert, die dem Grünsand zuzumischen ist.
In Modern Casting, Bd. 52, Nr. 6, S. 61–67 ist ein automatisches System zur Grünsandprüfung und Bindemittelzugabe zum Sand beschrieben. Die automatische Sandprüfmaschine prüft gemäß der Beschreibung den Gießereigrünsand automatisch. Die Probe des angefeuchteten Grünsandes wird mechanisch einem Sandförderer entnommen, und eine Prüfmaschine führt Prüfungen bezüglich Sandtemperatur, Feuchtigkeitsgehalt, Durchlässigkeit, Grünsandschub- oder -druckfestigkeit und Grünsandverformung durch. Die Prüfmaschine benutzt eine vereinfachte Rechnerschaltung, die bewirkt, daß ein Servomotor eine Geschwindigkeitssteuereinheit drehantreibt, um die Bindemittelzugabe zum Sand zu verringern oder zu erhöhen, wenn die Grünsandfestigkeit mehr als zulässig von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Auch hier ist eine große Menge Prüfdaten zu gewinnen und zu verarbeiten, um ein Steuersignal zum Steuern der zum Grünsand zuzugebenden Bindemittelmenge zu erhalten.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung wird im Hinblick auf die vorstehend angegebenen Umstände gemacht. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum genauen, einfachen und endgültigen Bestimmen des Aktivtongehalts in grünem Formsand zu bestimmen.
Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren ist im beigefügten Anspruch definiert.
Als Ergebnis der intensiven Untersuchungen der Erfinder über grünen Formsand wurde festgestellt, daß die Druckfestigkeit von Grünsandproben wegen des Wassergehalts der Grünsandproben verschieden ist, wenn sie nach dem Verfahren der Norm des Japanischen Industriestandards JIS Z-2601 über die Herstellung von Proben zur Druckfestigkeitsprüfung (Dreifachstampfverfahren) erzeugt werden, und daß, wenn die Proben durch Verdichten oder Pressen des Grünsandes entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, die Druckfestigkeit aller Proben im wesentlichen konstant ist, selbst wenn die Verdichtbarkeitswerte und/oder der Wassergehalt der Proben des grünen Formsandes verschieden ist bzw. sind.
Weiter wurde festgestellt, daß unabhängig davon, ob die Proben nach dem erfindungsgemäßen Kompaktierungsverfahren oder nach JIS Z 2601 hergestellt werden, die Druckfestigkeit der Proben und ihr Tongehalt in beiden Fällen in einem ähnlichen proportionalen Verhältnis stehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine grafische Darstellung der gemessenen Druckfestigkeit von Proben aus Grünsand verschiedenen Wassergehalts und daher verschiedener Verdichtbarkeit, die sowohl nach dem erfindungsgemä ßen Preßverfahren als auch nach JIS Z 2601 erzeugt wurden,
2 zeigt eine grafische Darstellung der gemessenen Druckfestigkeit von Proben aus Grünsand verschiedenen Wassergehalts, die wie die Proben gemäß 1 hergestellt wurden, und
3 zeigt eine grafische Darstellung der gemessenen Druckfestigkeit von Proben aus Grünsand verschiedenen Wasser- und Bentonitgehalts, die sowohl mach dem erfindungsgemäßen Preßverfahren als auch nach JIS Z 2601 wie die Proben gemäß 1 hergestellt wurden.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 beschrieben.
Um eine Probe aus grünem Formsand zur Bestimmung ihres Aktivtongehalts nach einem Verfahren herzustellen, das der Dreifachstampfmethode gemäß JIS Z 2601 ähnlich ist, wird zuerst ein zylindrisches Prüfgefäß mit einer Vertiefung, deren Innendurchmesser 50 mm und ihre Höhe 100 mm betragen, auf eine ebene Platte gesetzt. Grünsand, der in einer Straße oder in einem Werk zum Herstellen von Formen benutzt wird, wird in die Vertiefung gegeben und mit einer Einstellkraft (100 bis 400 kgf) durch eine Preßplatte verdichtet, die von der oberen Öffnung des zylindrischen Prüfgefäßes in dessen Vertiefung eingeführt wird. Die erzeugte Probe wird auf eine Druckfestigkeits-Prüfmaschine verbracht, um ihre Druckfestigkeit zu ermitteln. Ihr Aktivtongehalt wird dann durch Benutzen der Daten der erzielten Druckfestigkeit und zuvor ermittelter Daten bezüglich der Beziehung zwischen der Druckfestigkeit und dem Tongehalt von grünem Formsand der Straße oder des Werks zum Herstellen von Formen bestimmt.
(Die Beziehung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 erläutert.)
Grüner Formsand verschiedener Verdichtbarkeit wurde durch Zugeben verschiedener Wassermengen zum Sand erzeugt, und Proben von verschiedener Verdichtbarkeit wurden durch Verwenden des grünen Formsandes sowohl nach der Dreifachstampfmethode als auch nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren hergestellt. Die Druckfestigkeiten dieser Proben wurden dann gemessen. Die Prüfergebnisse sind in 1 dargestellt.
Aus 1 ergibt sich, daß die Druckfestigkeit der nach JIS Z 2601 hergestellten Proben (als schwarze Kreise dargestellt) je nach Änderung der Verdichtbarkeit des Grünsandes verschieden ist. Jedoch ist die Druckfestigkeit der Proben, die nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren hergestellt wurden (durch Doppelkreise dargestellt) fast konstant, wenn die Verdichtbarkeit des Grünsandes variiert, aber im Bereich zwischen 28 und 46% liegt, in dem der Grünsand als grüner Formsand verwendet wird.
Grüner Formsand verschiedenen Wassergehalts wurde durch Zugeben verschiedener Wassermengen zum Sand hergestellt, und Proben von verschiedenem Wassergehalt wurden unter Verwendung des grünen Formsandes sowohl nach der Dreifachstampfmethode als auch nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren hergestellt. Die Druckfestigkeiten dieser Proben wurden dann gemessen. Die Prüfergebnisse sind in 2 dargestellt.
Aus 2 ergibt sich, daß die Druckfestigkeit der Proben, die nach JIS Z 2601 erzeugt wurden (durch schwarze Kreise dargestellt) je nach dem Wassergehalt des Grünsandes verschieden ist. Jedoch ist die Druckfestigkeit der Proben, die nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren hergestellt wurden (durch Doppelkreise dargestellt) ungefähr konstant, selbst dann, wenn der Wassergehalt des Grünsandes variiert, aber in einem Bereich (zwischen 2,8 und 3,45) liegt, in dem der Grünsand als grüner Formsand verwendet werden kann.
Grüner Formsand verschiedenen Aktivtongehalts wurde hergestellt durch Zugeben verschiedener Wasser- und Bentonitmengen zum Sand, und Proben verschiedenen Aktivtongehalts wurden mit dem grünen Formsand sowohl nach der Dreifachstampfmethode als auch nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren in derselben Weise wie in 1 hergestellt. Die Druckfestigkeiten dieser Proben wurden dann gemessen. Die Prüfergebnisse sind in 3 dargestellt. Die Aktivtongehalte wurden nach der Farbstoffadsorptionsmethode ermittelt.
3 zeigt, daß die Druckfestigkeit der nach JIS Z 2601 erzeugten Proben (durch schwarze Kreise dargestellt) ungefähr proportional dem Aktivtongehalt im selben Verhältnis ist, wie die Druckfestigkeit der Proben, die nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren hergestellt wurden (durch Doppelkreise dargestellt) ungefähr proportional dem Aktivtongehalt ist. Wenngleich der Aktivtongehalt in den nach JIS Z 2601 erzeugten Proben größer als bei den nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren erzeugten Proben ist, kann der Aktivtongehalt gemäß 3 aus der Druckfestigkeit in einem 1 : 1-Verhältnis für die nach JIS Z 2601 oder nach dem erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahren erzeugten Proben bestimmt werden.
Weil das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte des Herstellens einer Probe durch Einbringen einer vorbestimmten Menge grünen Formsandes in ein Prüfgefäß von vorbestimmten Abmessungen und des Verdichtens des Grünsandes im Prüfgefäß, das Messen der Druckfestigkeit der Probe und das Bestimmen des Aktivtongehaltes im Gründsand aus der gemessenen Druckfestigkeit durch Benutzer zuvor gewonnener Daten über die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit und dem Aktivtongehalt von grünem Formsand, der in einer Straße oder in einem Werk zur Herstellung von Formen verwendet wird, umfaßt, und weil daher die Druckfestigkeit der Probe durch die Verdichtbarkeit und/oder den Wassergehalt des Grünsandes nicht beeinflußt wird, wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß das Verfahren im Vergleich zur herkömmlichen Methode das genaue, einfache und bestimmte Erfassen des in grünem Formsand enthaltenen Aktivtongehaltes ermöglicht.

Claims

Verfahren zur Messung des Aktivtongehalts in grünem Formsand, mit den Schritten: Einstellen des grünen Formsands für eine Linie oder ein Werk für die Herstellung von Gießformen in der Weise, dass der grüne Sand in einer Form geformt werden kann und eine Verdichtbarkeit im Bereich von 28 bis 46% und einen Wassergehalt im Bereich von 2,8 bis 3,45% hat, Herstellen eines Probestücks durch Zuführen einer vorbestimmten Menge des eingestellten grünen Formsands in einen Probenbehälter mit vorgegebenen Abmessungen, Verdichten des grünen Formsands im Probenbehälter, Messen der Druckfestigkeit des Probestücks, und Bestimmen des Aktivtongehalts im grünen Formsand ausschließlich anhand der vorher gemessenen Druckfestigkeit unter Verwendung der vorher gewonnenen Daten über die Abhängigkeit der Druckfestigkeit vom Aktivtongehalt des grünen Formsands der Linie oder des Werks zur Herstellung von Gießformen.