An assessment of the effectiveness of physical curing methods of molding sand bonded by binders based on starch and aluminosilicates

Abstract

In this study, the effectiveness of curing methods by conventional heating and innovative microwave curing were compared, based on the results of determining molding sand selected properties such as permeability, tensile strength, and wear resistance. The tested molding sand used for our research was a composition of silica sand with a commercial binder in the form of Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). This binder is a mixture of water-swellable starch derivatives and aluminosilicates. Binding in the molding sand occurred via solvent evaporation from the samples (water).The obtained results showed a dependence of molding sand properties and selected methods of physical cure, especially after one and four hours of cured-sample storage. However, after 24 hours of sample storage (as apparent from the analysis of the obtained results), both curing methods used were almost equally effective, and marked differences in the molding sand properties were located in the range of measurement uncertainty. Using electromagnetic waves in the microwave range made it possible to significantly reduce the time of curing as well as the energy consumption of the drying process.

W niniejszej pracy na podstawie wybranych właściwości (przepuszczalności, ścieralności i wytrzymałości na rozciąganie w stanie utwardzonym) porównano efektywność metod utwardzania przez konwencjonalne nagrzewanie oraz innowacyjnej metody utwardzania mikrofalowego mas formierskich z komercyjnym spoiwem skrobiowym w postaci produktu Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). Spoiwo to stanowi mieszaninę pochodnych skrobi z glinokrzemianami pęczniejącą w kontakcie z wodą. Wiązanie w masie zachodzi w wyniku odparowania wody rozpuszczalnikowej. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono wyraźną zależność właściwości mas formierskich od doboru metody fizycznego utwardzania, szczególnie po jednej i czterech godzinach składowania kształtek. Natomiast po 24 h składowania kształtek, jak wynikało z analizy uzyskanych wyników, obie zastosowane metody utwardzania są niemal tak samo skuteczne, a różnice wartości oznaczonych właściwości mas mieściły się w granicy niepewności pomiaru. Dzięki zastosowaniu fal elektromagnetycznych w zakresie mikrofal możliwe było wyraźne skrócenie czasu utwardzania i zredukowanie zapotrzebowania na energię procesu suszenia form.