Knollenbildung

Formstoffe

Die Bildung von festen, kleinen Knollen (Agglomerate) im Korngrößenbereich von 1 bis 5 mm ist in betrieblichen Umlaufformstoffen verstärkt festzustellen, wenn Verdichtungsvorgänge durch Abrollvorgänge oder einer Pressagglomeration stattfinden.

Diese Agglomerate entstehen durch eine Agglomeration von vorwiegend staubförmigen Formstoffbestandteilen. Sie sind größtenteils so fest, dass sie selbst durch eine intensive Aufbereitung nicht mehr zerstört werden können (Bild  1). Die Agglomeratbildung führt zu einer wesentlichen Verschlechterung der Gussstückqualität. Die Agglomeratbildung kann an einer starken Erhöhung der Gasdurchlässigkeit bei einem gleichzeitigen Anstieg der Feinanteile erkannt werden.

Das Entstehen und das Ausmaß der Agglomeratbildung wird neben rohstoffbedingten Einflussgrößen (Dispergierbarkeit, Teilchendurchmesser < 0,1 mm) vor allem vom eingesetzten Mischaggregat beziehungsweise der Anlagenkonfiguration beeinflusst.

Untersuchungen an verschiedenen Betriebsformstoffen belegen den Einfluss des Mischaggregates, der Bentonitqualität und insbesondere des Wassergehaltes (Bild  2). Je höher der Anteil an Schlämmstoffen ist, desto höher ist die Neigung zur Agglomeratbildung bei Abrollvorgängen. Die Feuchtigkeit, die zur Agglomeratbildung benötigt wird, ist deutlich höher als die Feuchtigkeit des Fertigsandes und wird häufig von einer Kondensatbildung verursacht.

Bei einem hohen Energieeintrag bei Wirbelmischern beginnt die Agglomeratbildung bei etwa 12 % Feinanteilen (aktiver Tongehalt, inaktiver Staub, Kohlenstoffanteil). Aus den feinkörnigen Stoffen entstehen Pellets, die meist eine Kugelform zeigen. Bei einer Aufbereitung im Speedmullor beziehungsweise im Kollermischer beginnt sie erst bei höheren Feinanteilen. Im Bild 2 sind drei Bereiche erkennbar, in denen es unter betrieblichen Bedingungen beim Einsatz verschiedener Mischaggregate zur Ausbildung von Agglomeraten kommt.

Pressagglomeratbildung durch Verdichtungsvorgänge wird insbesondere auf der Fertigsandstrecke beobachtet, wenn durch Transporteinrichtungen kein freier Stoffstrom hergestellt werden kann.

Die entstehenden Formstoffknollen können je nach Anlagengröße bis 20 cm Durchmesser erreichen.

Eine nachträgliche Auflockerung mit Formstoffschleudern kann die Auflösung der Formstoffknollen meist erreichen.

Bild 1: Formstoffknolle aus Anbackungen an den Mischwerkzeugen und mit einem Überzug aus Bentonit und Kohlenstoff© Michael Franke, Franke Gießereitechnik
Bild 2: Einflussfaktoren auf die Pelletbildung, Betriebsformstoff mit einem Feinanteil von 15 %
Mischprinzip: A - Wirbeln, B - Wirbeln und Kneten, C - Kneten. 
1 - Wirbelmischer, 2 - Speedmullor, 3 - Kollermischer. 
Wassergehalt formgerecht (ΔH = 45 %)© Praxishandbuch bentonitgebundener Formstoff

Zum Thema