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1. (WO2017093371) METHOD FOR PRODUCING REFRACTORY COMPOSITE PARTICLES AND FEEDER ELEMENTS FOR THE FOUNDRY INDUSTRY, CORRESPONDING FEEDER ELEMENTS AND USES
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Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Speiserelements für die Gießereiindustrie, mit folgenden Schritten:

(a) Herstellen von Kompositpartikeln mit einer Korngröße von weniger als 2 mm, bestimmt mittels Siebung, in einem Matrixverkapselungsverfahren mit den folgenden

Schritten:

(a1 ) Herstellen von Tropfen einer Suspension aus zumindest den folgenden Startmaterialien:

(i) ein oder mehrere Feuerfestsubstanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

feuerfeste Feststoffe und Präkursoren für feuerfeste Feststoffe,

(ii) ein oder mehrere dichtereduzierende Substanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Leichtfüllstoffe mit einer jeweiligen Schüttdichte im Bereich von 10 bis 350 g/L, Blähmittel und pyrolysierbare Füllstoffe,

(iii) als kontinuierliche Phase eine verfestigbare Flüssigkeit,

(a2) Verfestigen der verfestig baren Flüssigkeit, so dass die Tropfen zu gehärteten Tropfen härten und der beziehungsweise die Feuerfestsubstanzen sowie der beziehungsweise die dichtereduzierenden Substanzen in der sich verfestigenden kontinuierlichen Phase eingekapselt werden,

(a3) Behandeln der gehärteten Tropfen, so dass die besagten Kompositpartikel resultieren,

(b) Mischen der in Schritt (a) hergestellten Kompositpartikel oder einer Fraktion dieser Kompositpartikel mit einem Bindemittel sowie optional weiteren Bestandteilen zu einer Speisermasse,

(c) Formen und Aushärten der Speisermasse zu einem Speiserelement.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei

in Schritt (a1 ) das Herstellen von Tropfen mittels einer oder mehrerer Düsen, vorzugsweise Vibrationsdüsen, erfolgt

und/oder

in Schritt (a2) das Verfestigen der verfestigbaren Flüssigkeit durch Abkühlen, Trocknen oder chemische Reaktion induziert wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Schritt (a1 ) eingesetzte verfestigbare Flüssigkeit eine durch chemische Reaktion verfestigbare Flüs-sigkeit ist und in Schritt (a2) das Verfestigen der verfestigbaren Flüssigkeit durch chemische Reaktion induziert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die verfestigbare Flüssigkeit eine durch Kationenaustauschreaktion verfestigbare Flüssigkeit ist, vorzugsweise eine durch Reaktion mit Calciumionen und/oder Bariumionen und/oder Mangan-Ionen, bevorzugt durch Reaktion mit Calciumionen, verfestigbare Flüssigkeit ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die verfestigbare Flüssigkeit eine durch Reaktion mit Calciumionen verfestigbare Flüssigkeit ist,

die ein oder mehrere Bindemittel umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alginat, PVA, Chitosan und Sulfoxyethylcellulose,

und/oder

eine wässrige Lösung ist,

wobei die verfestigbare Flüssigkeit vorzugsweise eine wässrige Alginatlösung ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei

der beziehungsweise zumindest einer der in Schritt (a) als dichtereduzierende Substanz der Komponente (ii) eingesetzten Leichtfüllstoffe, bevorzugt mit einer Korngröße kleiner als 0,8 mm, besonders bevorzugt kleiner als 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,3 mm, bestimmt mittels Siebung, ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

anorganischen Hohlkugeln, organischen Hohlkugeln, Partikeln aus porösem und/oder geschäumtem Material, Reisschalenasche, Kern-Hülle-Partikeln und kalziniertem Kieselgur

und/oder

wobei das beziehungsweise zumindest eines der in Schritt (a) als Komponente (ii) eingesetzten Blähmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

Carbonate, Hydrogencarbonate und Oxalate

Kokosnussschalenmehl,

Walnussschalenmehl,

Traubenkernmehl,

Olivenkernmehl,

Stärke,

Weizenmehl,

Maismehl,

Kartoffeldextrin,

Zucker,

Pflanzensamen,

Holzmehl,

und

Reisschalenasche,

und/oder

wobei das beziehungsweise zumindest einer der in Schritt (a) als Komponente (ii) eingesetzten pyrolysierbaren Füllstoffe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

Kunststoffperlen

und

Styroporkugeln.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei

der beziehungsweise zumindest einer der in Schritt (a1 ) als Feuerfestsubstanz der Komponente (i) eingesetzten feuerfesten Feststoffe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

Oxide, Nitride und Carbide, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg und Ca,

Mischoxide. Mischcarbide und Mischnitride, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg und Ca, und

Graphit,

wobei vorzugsweise der beziehungsweise zumindest einer der in Schritt (a1 ) als Feuerfestsubstanz der Komponente (i) eingesetzten feuerfesten Feststoffe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:

- Aluminiumoxid,

- Zirkoniumoxid,

- Titandioxid,

- Graphit,

- Siliziumdioxid,

- Magnesiumoxid,

- Calciumoxid,

- Calciumsilikat,

- Schichtsilikate, vorzugsweise Glimmer,

- Aluminiumsilikate,

- Magnesiumaluminiumsilikat, vorzugsweise Cordierit,

- Siliziumcarbid,

und

- Bornitrid

und/oder

der beziehungsweise zumindest einer der in Schritt (a1 ) als Feuerfestsubstanz der Komponente (i) eingesetzten Präkursoren für feuerfeste Feststoffe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

Aluminiumhydroxid,

Magensiumhydroxid,

Schichtsilikate, vorzugsweise Kaolinit, Montmorillonit und lllit,

Tone, vorzugsweise Kaolin und Bentonit,

- Phosphate

und

Carbonate.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei

das Behandeln gemäß Schritt (a3) so durchgeführt wird, dass die Schüttdichte der resul-tierenden Kompositpartikel geringer ist als die Schüttdichte der ausgehärteten Tropfen im getrockneten Zustand

und/oder

die besagten Kompositpartikel eine Schüttdichte < 700 g/L besitzen, vorzugsweise < 400 g/L, besonders bevorzugt < 300 g/L.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Schritt (a3) resultierenden und/oder die in Schritt (b) eingesetzten Kompositpartikel zumindest teilweise eine Korngröße im Bereich von 0,125 mm bis 0,5 mm besitzen, bestimmt mittels Siebung.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Komponente (ii) als dichtereduzierende Substanz beziehungsweise Substanzen

ein oder mehrere Blähmittel umfasst und das Behandeln gemäß Schritt (a3) so durchgeführt wird, dass das beziehungsweise die mehreren Blähmittel blähen und dadurch Hohlräume im entstehenden Kompositpartikel ausbilden

und/oder

ein oder mehrere pyrolysierbare Füllstoffe umfasst und das Behandeln gemäß Schritt (a3) so durchgeführt wird, dass das beziehungsweise die mehreren pyrolysierbaren Füllstoffe pyrolyiseren und dadurch Hohlräume im entstehenden Kompositpartikel ausbilden.

1 1. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Komponente (i) als Feuerfestsubstanzen ein oder mehrere Präkursoren für feuerfeste Feststoffe umfasst und das Behandeln gemäß Schritt (a3) ein thermisches Behandeln umfasst, bei dem die Präkursoren in einen feuerfesten Feststoff umgewandelt werden,

wobei vorzugsweise der oder zumindest einer der Präkursoren für feuerfeste Feststoffe ein Ton ist und das Behandeln gemäß Schritt (a3) ein thermisches Behandeln bei einer Temperatur im Bereich von 900 bis 980 °C umfasst, so dass der Ton in einen feuerfesten Feststoff umgewandelt wird, wobei der Ton vorzugsweise Kaolinit und/oder lllit enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei vorzugsweise beim thermischen Behandeln eine Temperatur von 1000 °C nicht überschritten wird.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei in Schritt (a3) die gehärteten Tropfen behandelt werden, so dass als Zwischenprodukt feste Partikel resultieren, und wobei anschließend die Oberfläche dieser festen Partikel versiegelt wird, vorzugsweise mittels eines organischen Be-schichtungsmittels, so dass die besagten Kompositpartikel resultieren.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise nach Anspruch 13, wobei in Schritt (b) als Bindemittel ein organisches Bindemittel, vorzugsweise ein Cold-Box-Bindemittel, eingesetzt wird und wobei in Schritt (c) das Aushärten gemäß dem Cold-Box-Verfahren durch Begasung mit einem organischen Amin erfolgt.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt (b) ein oder mehrere weitere Bestandteile eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Spheres aus Flugasche, Reisschalenasche, Kern-Hülle-Partikeln, kalzinierte Kieselgur, Aluminium, Magnesium, Silizium, Eisenoxid, Manganoxid, Siliziumdioxid, Schamotte, Mullit, Kaliumnitrat und Natriumnitrat.

16. Speiserelement, herstellbar gemäß einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.

17. Verwendung eines Matrixverkapselungsverfahrens, vorzugsweise unter Verwendung einer Düse, besonders bevorzugt unter Verwendung einer vibrierenden Düse, zur Herstellung von Kompositpartikeln mit einer Schüttdichte < 700 g/L, vorzugsweise < 400 g/L, besonders bevorzugt < 300 g/L, bei der Herstellung von Speiserelementen für die Gießereiindustrie.

18. Verwendung von versiegelten Kompositpartikeln bestehend aus einem mittels eines Matrixverkapselungsverfahrens herstellbaren Kompositpartikel und einer den Kompositpartikel umgebenden und diesen versiegelnden Hülle aus einem organischen Beschichtungsmittel als Füllstoff in einem Speiserelement, vorzugsweise in einem mittels des Cold-Box-Verfahrens hergestellten Speiserelement.

19. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Kompositpartikeln mit einer Korngröße von weniger als 2 mm, bestimmt mittels Siebung, mit den folgenden Schritten:

(a1 ) Herstellen von Tropfen einer Suspension aus zumindest den folgenden Startmaterialien:

(i) ein oder mehrere Feuerfestsubstanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

feuerfeste Feststoffe und Präkursoren für feuerfeste Feststoffe,

(ii) ein oder mehrere dichtereduzierende Substanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Leichtfüllstoffe mit einer jeweiligen Schüttdichte im Bereich von 10 bis 350 g/L, Blähmittel und pyrolysierbare Füllstoffe,

(iii) als kontinuierliche Phase eine verfestigbare Flüssigkeit,

(a2) Verfestigen der verfestig baren Flüssigkeit, so dass die Tropfen zu gehärteten Tropfen härten und der beziehungsweise die Feuerfestsubstanzen sowie der beziehungsweise die dichtereduzierenden Substanzen in der sich verfestigenden kontinuierlichen Phase eingekapselt werden,

(a3) Behandeln der gehärteten Tropfen, so dass die besagten feuerfesten Kompositpartikel resultieren.

20. Verwendung von feuerfesten Kompositpartikeln, herstellbar durch das Verfahren nach Anspruch 19, als Bestandteil eines Speiserelements.