Skalsand är en sand som är belagd med ett tunt skikt av fenolharts. Varje sandkorn har ett hartsskikt med en tjocklek på cirka 3μm, som täcker hela ytan. Hartsandelen uppgår vanligen till 2 till 4,5 procent av sandvikten.

I Tyskland kallas sanden fortfarande Croningsand efter uppfinnaren Johannes Croning . Som härdare används hexametylentetramin (hexamin), som avges i samband med att sanden ”bakas”, det vill säga värms upp till mellan 120 och 140°C. I sanden finns det också tillsatt ett släppningsmedel, oftast kalciumstearat.

Skalsand tillverkas med antingen en ”varm” (30 - 70°C) eller ”het” (120-140°C) process.
I den varma processen blandas sandkornen i en flytande lösning av harts och lösningsmedel. Därefter får lösningsmedlet avdunsta under omrörning. Denna process är i dag inte längre så vanligt.
I den heta processen sätts harts (i form av korn eller flingor) till upphettad sand. Hartset smälter, täcker sandkornens ytor och får efter avkylning en fast struktur.

Produktionen av skalsand sker i centrala anläggningar. Skalsanden levereras sedan i färdig form till gjuterierna.

För att tillverka skalsand används vanligtvis kvarts-fältspatssand. Helst bör sanden ha en kornform som är rund eller kantrund. Även ren kvartssand samt kromit- och zirkonsand kan användas.

Det harts som används är novolackharts. Härdaren, hexametylentetramin (hexamin), är en kemisk förening mellan formaldehyd och ammoniak. Då hexaminet vid skaltillverkningen upphettas till över 120°C sönderdelas det i formaldehyd och ammoniak. Formaldehyden reagerar med det på sandkornen befintliga, och delvis smälta, novolackhartset. Det  bildar då tvärbryggor mellan hartsmolekylerna, varvid systemet härdar.

Skalsand levereras i stor utsträckning till gjuterierna i bulkbil. Vid transport av skalsand samt vid lossning av bulkbil måste stor försiktighet iakttagas, så att hartset inte nöts av från sandkornen.

  

Fördelar

  • Kräver ingen utbildning till skillnad från metoderna för Cold box och Epoxi-SO2.

  • Sandens flytbarhet.

  • Kärnornas mekaniska och termiska hållfasthet är mycket höga.

  • Varken svavel eller isocyanat förekommer.

  • Bra sönderfall.

  • Kräver inte alltid blackning då bra ytor kan uppnås ändå.

  • Då skalsanden köps färdig i de flesta fall krävs ingen blandningsutrustning.

  • Hantering av lättare kärnor.

 

Nackdelar

  • Personalen måste jobba med varma kärnlådor och kärnor.

  • Betydande luktgenerering vid kärntillverkning, avgjutning och avsvalning

  • Gaser vid avgjutning och avsvalning. De problematiska ur arbetsmiljösynpunkt är formaldehyd och kolmonoxid.

  • Risk finns att sanden eventuellt kan börja härda inne i blåshuvudet.

  • Risk för kväverelaterade defekter hos gjutgodset föreligger.

  • Större kostnader för kärnlådor.

  • Betydande miljöbelastning vid deponering av kärnkassationerna.

  • Besvärligare rengöring av kärnlådor.

 

Saker att tänka på

  • Undvik om möjligt en ojämn värmefördelning i kärnlådorna. Använd termostatreglerad kärnlådetemperatur.

  • Härdningstemperaturer över 300⁰C bör undvikas.

  • Välj ett kärnlim med låg gasutveckling.

                                          

Utvecklingstrender

För att motverka blåsor på känsligt gods i järn och stålgjuterier tillssätts numera också en del resolaktivator vid tillverkningen. Det minskar andelen hexamin vilket medför att kväveinnehållet i den färdiga skalsanden minskar. Det gör i sin tur att det blir färre kväverelaterade defekter på gjutgodset. Denna förändring är även positiv ur luktsynpunkt vid kärntillverkningen.
Andra utvecklingar av metoden är annars mest kopplade till miljörelaterade aspekter.

3431