Brevet FR2068775A1 — publié le 19710903

La présente invention concerne le procédé au gaz carbonique pour agglomérer des sables de moulage dans les fonderies» le procédé au 00^ pour agglomérer des sables de moulage consiste à placer un mélange composé d'un sable de moulage et de 5 silicate de sodium dans un moule convenable, puis à injecter du gaz carbonique dans le mélange, le gaz carbonique a pour effet de faire durcir le silicate de sodium et de lier le sable de manière à obtenir l'élément de moulage voulu. 0e dernier est à présent prêt à être utilisé par exemple pour la fabrication de 10 pièces métalliques coulées. l'un des problèmes posés par des éléments de moulage obtenus par ce procédé réside dans le manque d'aptitude de 1'élément à se désagréger après la eou'lée du métal fondu» l'élément de moulage tend à rester en partie à l'état moulé après la coulée 15 et des opérations de nettoyage difficiles et coûteuses sont nécessaires pour nettoyer la pièce coulée0 On a proposé d'utiliser certains additifs tels que le sucre pour résoudre ce problème mais ces additifs ne se sont pas avérés être de bons agents de désagrégation» 20 La présente invention crée une composition qui est un agent de désagrégation meilleur que ceux de la technique antérieure ainsi qu'un procédé de fabrication d'un élément de moulage® Suivant la présente invention, on prévoit un procédé de fabrication d'un élément de moulage qui consiste à placer dans un 25 moule un mélange composé d'un sable de moulage et de quantités convenables d'un silicate de métal alcalin et de sirop de glu-cose? et à mettre en contact le mélange avec du gaz carbonique. l'invention crée, d'autre part, une composition destinée à ftre utilisée en tant qusagent de désagrégation d'un sable de 30 moulage aggloméré par le procédé au C0g et comportant du sirop de glucose. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit un mélange pour la fabrication de moules qui comporte de 1 à 3?& en poids de sirop de glucose, de 2 à 1% en poids d'un 35 silicate de métal alcalin et une quantité suffisante de sable de moulage. Par "sirop de glucose", on entend un produit liquide obtenu par la fermentation d'amidons préparés à partir de maïs, blé, riz et d'autres sources d'amidon4 ee produit étant utilisé dans 70 43308 2 2068775 l'industrie alimentaire en particulier pour la fabrication de bonbons, l'ingrédient principal est du sucre du type dextrose mais d'autres sucres sont également présents, l'ensemble des sucres est défini sous le terme "équivaient de dextrose" ou ED. 5 II s'est avéré qu'un sirop de glucose particulièrement adapté à la mise en. application de 1 'invention est celui qui ré pond à la spécification suivant© s Degré Baumé 40 à 44 Teneur en matière solide . 65 à 85$ 10 Equivalent de dextrose 45 à 60 pH 4,4 à 6,2 Teneur en anhydride sulfureux î inférieure à 40 parties par million. Le sirop de glucose préféré est calui .correspondant à la 15 spécification suivante s Degré Baume ' 42 Teneur an matière solide 78,8$. Equivalent de dextrose 52 à 55 pH 5 à 5,5 20 Teneur en anhydride sulfureux : nulle. Parmi les termes utilisés ci-dessus, .degré Baumé représente une mesure de la densité du sirop de glucose, le silicate de métal alcalin préféré est le silicate de sodium* Le silicate de sodium peut être utilisé sous la forme neu-25 tr® ou basique mais de préférence sous la forme basique, la forme préférés de silicate de sodium est celle qui présente un degré Twaddle de 114o Un tel silicate présente un rapport silice/ oxyde de sodium de 2,30 s 1 et une teneur totale en matière solide de 49,395^. 30 Un autre silicate de sodium qui s9 est avéré donner des ré sultats particulièrement satisfaisants est celui présentant un degré Twaddle de 126„ Ce silicate a un rapport silice/oxyde de sodium de 2,00 : 1 et une teneur totale en matière solide de 50,06%. 11 est entendu que ces silicates décrits en détail ne 35 sont que des exemples non limitatifs de silicates susceptibles d'être utilisés dans l'application pratique de. l'invention, le choix du silicate est largement à la partée de deux expérimentés dans ce domaine technique. Dans le mélange de moulage, le silicate est présent à une 70 43308 3 2068775 dose de 2 à 7$ en poids et le sirop de glucose à une do3e de 1 à 3,0# en poids, le sable de moulage constituant de préférence le pourcentage restant du mélange. Le sirop de glucose est présent de préférence à une dose de 1,75 à 2# en poids du mélange. 5 Bien que le silicate de sodium et le sirop de glucose puissent être ajoutés simultanément au sable, il est préférable de les ajouter séparément. L'exemple et le tableau suivants illustrent l'utilisation de sirop de glucose dans l'agglomération de sables de moulage au moyen du procédé au 00^. 10 EXEMPLE En utilisant différents pourcentages de sable de moulage, de liant silicate et d'agent de désagrégation, comme indiqué au tableau ci-après, on fabrique des moules et des noyaux au moyen du procédé au C02 effectué de la manière suivante. On place un 15 sable de fonderie , par exemple un sable de moulage à bas® de silice, chromite ou ziroon, dans un malaxeur on mélangeur à sable en y ajoutant le silicate et en brassant 1® mélange pendant une courte durée. Puis l'agent de 'désagrégation est ajouté et les produits mis ensemble sont à nouveau mélangés pendant 20 une courte durée jusqu'à obtention d'un mélange homogène. Lq mélange est à présent prêt à être introduit dans un châssis de moule ou boite à noyaux. Après avoir rempli le châssis ou la boîte avec le mélange, on y injecte un courant de gaz carbonique de manière à provoquer le durcissement du mélange. Le gaz car-25 bonique est injecté dans le châssis ou la boîte à une pression de 1,4 kg/cm environ et la quantité de gaz utilisée est d'environ 1,5# en poids du mélange. Il ne faut utiliser que la quantité juste suffisante de gaz puisque toute quantité en excès est préjudiciable au procédé. Le mélange est traité ainsi à la 30 température ambiante. Les différents moules ainsi préparés sont ensuite utilisés pour fabriquer des pièces métalliques coulées et l'efficacité de chaque moule est déterminée par des essais. L'essai utilisé est celui décrit ci-dessous, les résultats obtenus étant définis 35 comme indiquant "l'ëfficacité de désagrégation!!. L'efficacité de désagrégation est mesurée au moyen d'un essai de bris en utilisant comme échantillon une éprouvette cylindrique standard APS d'environ 5cm de diamètre et 5cm de haut, foulée et passée au gaz. Dans cet essai, l'échantillon est 70 43308 2068775 placé sur un bloc présentant une surface de section transversale analogue à celle de l'éprouvette et entouré d'un tamis à mailles de 4,8mm. On laisse tomber un bloc de 0,453 kg sur l'éprouvette à partir d'une hauteur d'environ 1,50m. Le rapport entre le 5 poids du sable traversant le tamis et le poida initial de l'éprouvette est désigné comme définissant l'efficacité de désagrégation (en fa) e'est-à-dire qa'ua pourcentage élevé indique de très bonnes propriétés de désagrégation. Il existe une relation étroite entre les résultats expéri-10 mentaux et la désagrégation dans un moule ou un noyau. Tous les pourcentages indiqués au tableau suivant sont des pourcentages en poids et le sirop de glucose utilisé est celui répondant à la spécification préférée indiquée ci-dessus. Comme le montre le tableau^ l'efficacité de désagrégation 15 le moules obtenus en utilisant du sirop de glucose en tant qu'agent d© désagrégation est de loin supérieure à celle de moules obtenus en utilisant les additifs de la technique antérieure, à savoir le saccharose ou le dextrose. En outre, il est à noter que les valeur de résistance brute de moules obtenus 20 à partir des mélanges-.suivant l'invention se comparent favora- ! blement à celles de moules obtenus avec des mélanges connus j jusqu'ici. La résistance brute d'un moule est une indication de j la résistance mécanique de ce moule lors de la coulée* Outre l'essai décrit ci-dessus, il s'est avéré en cours 25 d'utilisation pratique dans des fonderies que des moulea comportant du sirop de glucose présentaient des degrés d'efficacité de désagrégation de loin supérieurs-à ceux de moules comportant soit du saccharose, soit du dextrose pur. j I i i J g&BLEAïï Mélange de moulage Essais de mesure sable i» Silicate de sodium % agent de désagrégation * ' .Résistance brute .Efficacité de désagrégation "À 97 3 ■Uéant 52 18 96 Liacoharoso 1 70 15 94 5 Saccharose 1 no 12 94 S 'Dextrose ï 114 14 95,5 5,5 iiirop de glucose 1 95 40 93 9 5 3» 5 Sirop de gluoosa *î " 112 100 95 Sirop de glueoso ;/> 85 100 96, as 2 Sirop de glucose 1,75 80 100 9.5,5 2,5 Sirop de glucoso 112 100 96,0 2 fcSirop de glucose 3,0 90 100 90,0 7 Sirop de gluoosa 5,0 202 96 "»4 Q 4*. U> U> o 00 U1 K) O O"" cx> •-4 en 70 43308 2068775 BiTtOICAIieiS 1 - Procédé de fabrication d'un élément de moulage, consistant à placer dans un meule un mélange composé dsun sable de moulage et de quantités convenables d'un silicate de éétal alca- 5 lin et d'un agent de désagrégation, puis à mettre en contact le mélange atee$-du gaz. carbonique, ©ar&etérisé en ce que l'agent de désagrégation comporte dm sirop de glucose. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé ®n e® que le sirop de glucose répoad à le spécification suivante s 10 Degré isaïasté 40 à 44 Teneur en Batière solide 65 à S59> Equivaient de dextrose 45 à 60 pH 4,4 à 6,2 - Tooew m. ®sa|syda?ide. salfarGias s inférieur® à 40 parti go par 15 ' million, ou à la spécification suivante s Degré Baumé 42 Teneur en matière solide 78,8^ Equivalent d© dextrose 52 à 55 20 pH 5 â 5,5 Teaeïïr ©a safayâricl® sulfureux s mille 3 - Proeéâé suivant lsun® des rcvendications 1 et 2, caractérisé en ce que le silicate de métal alcalin est du silicate de sodium, selui-ci pouvant se présenter sous la forme alcaline. 25 - 4 - Procédé suivant lBune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 1© mélange contient de 1 à 55b en poids- de sirop de gluoose, ds 2 à 1% en poids de silicate de sodium, le restaat du mélange étant constitué par 1® s@,bl© de moulaga. 5 - Composition destiné© à être utilisée en tant qu'agent de 30 désagrégation d'un sable de moulage aggloméré par le procédé au C0?, caractérisée en e© qu'elle contient du sirop de glucose. 6 - Composition suivant la revendication 5, caractérisée en ee que le sirop de glucose répond à la spécification suivante : Degré .Baumé 40 à 44 35 Teneur en matière solide 65 à 85 i» Equivalent de dextrose 45 à 60 pH 4*4 à 6,2 Tèneur en anhydride sulfureux s inférieure à 40 parties par million, 70 43308 7 2068775 ou à la spécification suivante t Degré Baumé 42 Teneur en matière solide 78,8$ Equivalent de dextrose 52 à 55 5 pH 5 à 5,5 Teneur en anhydride sulfureux : nulle 7.- Mélange destiné à la fabrication d'un moule et contenant de 1 à 35& en poids d'un agent de désagrégation, de 2 à 1% en poids d'un silicate de métal alcalin et line quantité suffisante 10 de sable de moulage, caractérisé en ce que l'agent de déségré- „ gation contient du sirop de glucose. 8 - Mélange suivant la revendication 7, caractérisé an oe que le sirop de glucose répond à la spécification suivante s Degré Baumé * 40 à 44 15 Teneur en matière solide 1 65 à 85 # Equivalent de dextrose 45 à 60 pH 4,4 à 6,2 Teneur en anhydride sulfureux : inférieure à 40 parties par million, 20 ou à la spécification suivante i Degré Baumé 42 Teneur en matière solide 78,8% Equivalent de dextrose 52 à 55 pH 5 à 5,5 25 Teneur en anhydride sulfureux ï nulle. 9 - Mélange suivant 1'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le sirop de glucose est présent à une dose de 1,75 à 2 10 - Mélange suivant l'une des revendications 7 à 9, carac-30 térisé en ce que le silicate est du silicate de sodium, eelui-oi pouvant se présenter sous la forme alcaline»