CH631643A5

CH631643A5 - Verfahren zur regenerierung von giesserei-altsand sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und erzeugnis des verfahrens.

Info

Publication number: CH631643A5
Application number: CH401178A
Authority: CH
Inventors: Franz Dr Hofmann; Franz Satmer
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1978-04-14
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1982-08-31
Also published as: DE2909408C2; FI65029C; FR2422458A1; NL182708C; FR2422458B1; NO791219L; DD143561A5; GB2018650A; AT381253B; DK154873B; DE2909408A1; FI65029B; IT1118464B; ATA163379A; SU1055322A3; IT7967796A0; US4274360A; CS216549B2; FI791057A; DK154179A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von überwiegend tongebundenem Giesserei-Altsand für die Wiederverwendung anstelle von Neusand, mittels mechanischer Trennung von Anteilen der Bindestoffe von der körnigen Grundmasse.

Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung einer solchen Regenerierbehandlung geeignete Einrichtung sowie regenerierten Giesserei-Altsand als Erzeugnis einer solchen Behandlung.

s Beim üblichen Formsand-Kreislauf einer Giesserei mit tongebundenem Nassguss-Sand wird von dem an der Auspackstelle anfallenden Altsand der grösste Teil über eine Aufbereitungsanlage der Wiederverwendung in der Nass-guss-Formerei zugeführt. Dieser Altsand ist ein Gemisch aus io überwiegend tongebundenem Formsand und kleineren Anteilen von chemisch gebundenem Kernsand, welcher als Neusand über die Kernmacherei erstmals in den Kreislauf eingeführt wurde. Im Altsand sind regelmässig noch aktiver Bindeton (Bentonit) sowie kohlige Rückstände, insbeson-15 dere verkokter, poröser Kohlenstaub enthalten. Ausserdem werden die Sandkörner bei mehrmaligem Umlauf zunehmend strukturell verändert, indem jeweils durch die Hitzeeinwirkung des Giessmetalls ein Teil des Bindetons totgebrannt (kalziniert) wird und als keramische, poröse Oberflä-2o chenschicht auf den Quarzkörnern haftenbleibt (sogenannte Oolithisierung).

Die erwähnte Aufbereitung bei der Altsand-Rückführung trägt diesen Umständen Rechnung. Der im Altsand vorhandene, aktive Bentonit wird unter Zusatz von neuem 25 Bindeton und Wasser wieder bindefähig gemacht. Oolithisierung und Kohlenstaub haben bis zu einem gewissen Grad günstige Auswirkungen auf die Formstoffeigenschaften.

Nicht die gesamte Altsandmenge lässt sich jedoch auf diese Art wiederverwenden. Vorwiegend über die Kernma-30 cherei wird laufend neuer Quarzsand in das System eingeleitet. In entsprechendem Ausmass (abgesehen von unkontrollierbaren Verlusten) muss Altsand ausgeschieden werden, weil der Bedarf an tongebundenem Formsand im Mittel konstant bleibt. Der Wegtransport und die Deponie dieser 35 Altsandmenge (Abfallsand) verursachen erhebliche Kosten und bedeuten eine Umweltbelastung.

Es wäre deshalb erwünscht, solchen Altsand anstelle von Neusand zu verwenden. Dies ist jedoch bei der oben beschriebenen, vom Neusand stark abweichenden Beschaffen-40 heit nicht möglich. Aktiver, meist basischer Bentonit ist mit praktisch allen bei der Kernherstellung verwendeten, chemisch aushärtenden Bindesystemen unverträglich. Ausserdem wäre infolge der Porosität der oolithischen Kornhüllen und der Kohlenkörner sowie wegen des hohen Schlämm-45 stoffgehaltes der Verbrauch an flüssigem chemischem Binder viel zu hoch. Es ist deshalb einleuchtend, dass eine Regenerierung von Altsand für die Wiederverwendung mit chemischen Bindern in der Kernmacherei weit schwieriger ist als die vorerwähnte, übliche Aufbereitung mit Bindeton und so Wasser. Damit Altsand anstelle von Neusand der Weiterverwendung zugeführt werden kann, muss er in einer Weise regeneriert werden, die ihm weitgehend die Eigenschaften von neuem Quarzsand verleiht. So wird etwa ein Waschverfahren, welches lediglich die Schlämmstoffe entfernt, in der Re-55 gel nicht zum Ziel führen.

Es ist bereits ein Vorschlag für eine Regenerierbehand-Iung bekanntgeworden (DE-OS 2 252 217 und 2 252 259), gemäss welchem der Altsand zuerst auf Korngrösse zerlegt, dann bei 550 bis 1300 °C geglüht und schliesslich einer Korn-60 reinigung durch mechanisches und/oder pneumatisches Aneinanderreihen der Körner unterzogen wird. Dies bedingt jedoch einen erheblichen Aufwand an maschinellen Einrichtungen, welche das Material der Reihe nach durchlaufen muss, ferner ist der Energiebedarf vor allem für das Glühen 65 beträchtlich. Ausserdem ist es fraglich, ob selbst nach vorausgegangener Glühbehandlung die auf den Körnern festgebrannten Tonhüllen sich lediglich durch Reiben ausreichend beseitigen lassen.

Die vorliegende Erfindung hat demgegenüber eine wirksame und gleichzeitig wirtschaftliche Altsand-Regenerierung zum Ziel, d.h. es sollen sowohl die physikalisch-technischen Bedingungen für den Einsatz des Regenerates anstelle von Neusand erfüllt werden als auch durch stark verminderten Neusandbedarf und Wegfall von Deponiekosten Einsparungen erzielt werden.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bezüglich Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich Behandlungseinrichtung durch diejenigen des Anspruchs 5 gegeben. Ein erfindungsgemäss regenerierter Giesserei-Altsand weist die im Anspruch 9 genannten Eigenschaften auf.

Eine solche kombinierte Schlag- und Scheuerbehandlung bei gleichzeitig einhergehender Entstaubung lässt sich vorteilhaft in einer einzigen Maschine ohne wiederholtes Umfüllen des Sandes in verschiedene Aggregate durchführen. Eine vorausgehende, besondere Knollenzerkleinerung und insbesondere eine Glühbehandlung entfallen.

Es kann zweckmässig sein, den Sand nach durchgeführter mechanischer Behandlung einer chemischen Nachbehandlung zu unterziehen, welche die restlichen Feinanteile an die Oberfläche der gereinigten Sandkörner bindet und dabei auch die Mikroporen der Körner abdichtet. Auch eine solche Nachbehandlung lässt sich vorteilhaft in der gleichen Einrichtung durchführen.

Wesentlich für den Erfolg der Regenerierbehandlung ist die kombinierte Schlag- und Scheuerbeanspruchung mit gleichzeitiger Entstaubung einer trockenen Sandcharge während ausreichender Zeit. Durch die Schlagbehandlung können rasch die vorhandenen Knollen des Altsandes zerteilt werden, und anschliessend bewirkt das wiederholte schlagartige Beschleunigen und Verzögern hauptsächlich ein Lokkern der spröden, festgebrannten Tonhüllen von den Sandkörnern. Durch das trockene Scheuern dagegen können vor allem die an sich weichen, jedoch in gebundener Form vorhandenen Schlämmstoffe sowie weiche Körner von kohligen Bestandteilen zu Pulver zerrieben werden, damit diese Anteile mittels Windsichtung von den kompakten Sandkörnern getrennt und ausgeschieden werden können. Das Scheuern kann ferner - auch in Verbindung mit der Oolithisierung -eine zunehmende, erwünschte Abrundung von vorher kantigen Sandkörnern bewirken. Wichtig ist, dass das Ausscheiden der Schlämmstoffe laufend erfolgt, da während der mechanischen Behandlung der Anfall an solchen pulverigen Bestandteilen gross ist und ein zu hoher Anteil in der Sandmasse die Schlag- und Scheuerbeanspruchung dämpfen würde.

Es wurde gefunden, dass die genannten, kombinierten Grenzbedingungen in der Beschaffenheit des regenerierten Altsandes, nämlich

- weniger als 2% Schlämmstoffe (d.h. Anteil <20 n),

- weniger als 1% aktiver Bifideton,

- Oolithisierangsgrad der Körner höchstens 8%

die Mindestvoraussetzungen für eine erfolgreiche Wiederverwendung anstelle von Neusand bilden, damit die gebräuchlichen chemischen Binder in ihrer Wirksamkeit nicht beeinträchtigt und deren Verbrauch in wirtschaftlich tragbaren Grenzen bleibt. (Der Oolithisierungsgrad ist definiert als der Anteil der auf den Sandkörnern fixierten, totgebrannten, oolithischen Bindetonhüllen, bezogen auf den gewaschenen und bei 900 °C geglühten Sandanteil <20 jx).

In bestimmten Fällen kann es zweckmässig sein, auch für den Glühverlust eine Grenzbedingung festzulegen und die Regenerierbehandlung solange auszudehnen, bis dieser im Altsand weniger als 1,5% beträgt. .

Die erforderliche Behandlungsdauer bis zum Erreichen der erwähnten Grenzbedingungen wird entsprechend den je631 643

weiligen Gegebenheiten im Sandsystem unterschiedlich sein und lässt sich durch einfache Versuche ermitteln. Während der Behandlung werden in der Regel natürlich nicht alle Grenzwerte gleichzeitig erfüllt sein. Der Behandlungsaufwand lässt sich in manchen Fällen z.B. dadurch vermindern, dass die mechanische Behandlung (Schlag- und/oder Scheuerbehandlung) zuerst eingestellt und das Ausscheiden der Feinanteile (Entstauben) noch fortgesetzt werden. Für die Wiederverwendung, insbesondere hinsichtlich Binderbedarf, kann in manchen Fällen eine weitere Herabsetzung des Schlämmstoff- und Bindetongehaltes über die angegebenen Grenzen hinaus Vorteile bringen. Mit reiner Trockenent-staubung, z.B. Windsichtung, bedingt dies allerdings einen zunehmenden Aufwand, d.h. eine un verhältnismässige Verlängerung der Behandlung. Eine chemische Nachbehandlung im Anschluss an die Trockenregenerierung kann dann zweckmässiger sein, indem dabei nicht nur die Feinanteile durch Bindung an die Kornoberflächen restlos beseitigt, sondern auch die Mikroporen der Sandkörner und der oolithischen Hüllenreste verschlossen werden.

Auf diese Weise lässt sich Altsand in einem Ausmass regenerieren, dass er sich in Zusammensetzung und Struktur von gutem Neusand nur unwesentlich unterscheidet. Als Mass für den wirtschaftlich und anwendungstechnisch in erster Linie zu beachtenden Binderverbrauch wird wie bei Neusand zweckmässig der Leinölbedarf ermittelt. Es ist dies die Zugabemenge an Leinöl zu einer Sandprobe, welche erforderlich ist, um eine Druckfestigkeit von 100 kg/cm2 mit Normprüfkörpern zu erzielen, die im Ofen während 2 Stunden bei 230 °C behandelt und anschliessend im Exsikkator ■ abgekühlt wurden. Beste Quarzsande haben einen Leinölbedarf von etwa 1,1 bis 1,5%, und die im Vergleich hiermit bei regenerierten Altsanden erreichten Werte lassen die Wirtschaftlichkeit der Regenerierbehandlung beurteilen.

Aktiver Bentonit ist ziemlich stark hygroskopisch und nimmt bei Raumtemperatur 10-15% Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf, wodurch er einen seifenartigen bis schmierigen Zustand annimmt. Im warmen, trockenen Zustand dagegen ist er hart und spröde und dadurch leicht scheuerbar. Für eine erfolgreiche Regenerierbehandlung, insbesondere die gründliche Entstaubung, ist deshalb ausreichende Trockenheit des Behandlungsgutes Voraussetzung. Diese ist im allgemeinen bei einer Altsandtemperatur von etwa 50 bis 150 °C zu Beginn der Behandlung gewährleistet. Mit Vorteil kann hierbei die Giesswärme von der vorangehenden Verwendung des Altsandes ausgenützt werden. Andernfalls, insbesondere wenn zwischen dem Auspacken und dem Regenerieren längere Zeit verstreicht, ist ein Vorheizen der Altsandchargen auf den genannten Temperaturbereich zweckmässig, vorzugsweise jedoch auf weniger als 100 °C.

Der regenerierte Altsand wird in der Regel mit einem gewissen Anteil Neusand vermischt verwendet und vorwiegend bei der Kernherstellung mit den dort gebräuchlichen chemisch aushärtenden (anorganischen oder organischen) Bindern eingesetzt. Im Normalfall wird das Régénérât naiürlich im selben Betrieb wiederverwendet werden, wo der Altsand anfallt. Jedoch ist je nach den wirtschaftlichen Gegebenheiten auch eine Uberführung in einen anderen Betrieb denkbar. Wie erwähnt, können neben der Beschaffung von Neusand (Kosten, geeignete Quellen) auch die Kosten und Umtriebe der Abfallsand-Beseitigung sowie Umweltprobleme wichtige Gründe für eine Altsand-Regenerierung sein. Als Produkt kann das Régénérât - infolge des nicht restlos -beseitigten Altsandzustandes, vor allem der Rest-Oolithisie-rung - im Vergleich zu neuem Quarzsand durchaus auch günstigere giesstechnische Eigenschaften aufweisen, wie reduzierte Neigung zu Ausdehnungsfehlern, Warmrissen und zum Anbrennen. Hierzu sind auch eine stark herabgesetzte

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Kornporosität und eine auf der Kornoberfläche fixierte Hülle aus restlichen Feinanteilen als Ergebnis einer allfälligen chemischen Nachbehandlung zu zählen.

Nachstehend werden einige konkrete Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Regenerierverfahrens erläutert:

Die Tabelle 1 veranschaulicht die Wirkung der beschriebenen Regenerierbehandlung im Falle von zwei Altsanden A und B aus verschiedenen Giessereien. In einer Regeneriereinrichtung, wie sie nachstehend noch anhand der Zeichnungen beschrieben wird, erfolgte die kombinierte mechanische Schlag- und Scheuerbehandlung mit laufender Entstaubung während 15 Minuten, anschliessend wurde die Staubabscheidung allein noch während 5 Minuten fortgesetzt. Nachdem dadurch die erforderlichen Minimalbedin-s gungen bereits erreicht wurden, erfolgte in der gleichen Einrichtung noch eine chemische Nachbehandlung, mit welcher der Leinölbedarf nochmals beträchtlich herabgesetzt werden konnte. In der Tabelle bedeutet «V» Zustand vor der mechanischen Behandlung und «N» Zustand nach der meto chanischen Behandlung, jedoch vor der chemischen Nachbehandlung.

Tabelle 1

A Altsand aus B Altsand aus Tempergiesserei Graugiesserei

Schlämmstoffgehalt % V

6,9

2,6

N

1,3

1,6

Gesamt-Glühverlust % V

1,85

2,55

N

0,1

0,7

Oolithisierungsgrad % V

16,2

6,5

N

8,0

2,3

Gehalt an bindefähigem V

4,1

1,7

Bentonit % N

0,8

0,5

Leinölbedarf N

2,4

1,3

Chemische Nachbehandlung:

(Zusätze in ml pro 100 kg Sand)

Phosphorsäure konz. zur

Vorneutralisation

60

Phenolharzbinder

800

650

Paratoluolsulfonsäure

300

250

Leinölbedarf in % nach chemischer Nachbehandlung 1.35 1,2

Leinölbedarf des verwendeten Neuquarzsandes in %

(Vergleich) 1,1 1,25

Der zur Nachbehandlung bei den obenstehenden Beispielen verwendete Phenolharzbinder härtet mit der zugesetzten Paratoluolsulfonsäure kalt aus, imprägniert die vorhandenen Poren der Sandkörner und fixiert die restlichen Feinanteile auf der Oberfläche der Sandkörner.

Wie ersichtlich, bestehen beim Sand B besonders günstige Voraussetzungen für die Regenerierung. Es zeigt sich, dass auch mit einer kürzeren mechanischen Behandlung auszukommen wäre und dass eine chemische Nachbehandlung entfallen kann.

Eine allfallige chemische Nachbehandlung besteht darin, dass der mechanisch behandelte Sand mit einer seiner Wasseraufnahme entsprechenden Menge an Imprägnier- und Fixierflüssigkeit intensiv vermischt wird. Dabei wird der Feinanteil gleichmässig um die Körner gehüllt und darauf als glatte Hülle fixiert und somit zu einem festen Bestandteil des Korns gemacht.

Zur Behandlung können anorganische oder organische Stoffe verwendet werden, die kalt oder in der Wärme aushärten. Kalthärtende Systeme werden aus wirtschaftlichen Gründen vorgezogen.

Es kommen in Betracht:

- Konzentrierte Phosphorsäure mit einem Zusatz an so viel Aluminiumhydroxyd, dass als Reaktionsprodukt unlösliches, und sehr feuerfestes Trialuminiumphos-phat entsteht (kalthärtend).

40 - Monoahiminiumphosphatlösung mit einem Zusatz an so viel Aluminiumhydroxid, dass als Reaktionsprodukt unlösliches, sehr feuerfestes Trialuminiumphosphat entsteht (kalt- und warmhärtend).

- Konzentrierte Phosphorsäure, mit nachfolgender Trock-

4s nung des behandelten Sandes bei 300 bis 350 °C. Die Phosphorsäure reagiert dabei mit dem noch vorhandenen aktiven wie totgebrannten Bindeton zu harten, unlöslichen Reaktionsprodukten.

- Monoaluminiumphosphatlösung, mit nachfolgender so Trocknung bei 300 bis 350 °C, wobei mit dem aktiven und mit dem totgebrannten, verbliebenen Bindeton harte, unlösliche Reaktionsprodukte entstehen.

- Die vorstehend beschriebenen Behandlungsverfahren mit Phosphorsäure und Monoaluminiumphosphat können

55 auch miteinander kombiniert verwendet werden.

- Wasserglas, vorzugsweise mit einem Mol-Verhältnis von 3,0 und höher, mit nachfolgender Trocknung des behandelten Sandes bei etwa 300 °C, wobei unlösliche Reaktionsprodukte mit dem noch vorhandenen aktiven und

60 totgebrannten Ton entstehen.

- Kalthärtende Kunstharze, die mit Säuren, z.B. Paratoluolsulfonsäure oder Phosphatsäure, aushärten, wie sie in Giessereien als Sandbindemittel verwendet werden. Diese Behandlüngssysteme sind kalthärtend.

65 - Dextrin mit Wasser als Lösungsmittel, Sulfitlauge und sonstige organische Klebstoffe aller Art, mit nachfolgender Lufttrocknung oder Wärmetrocknung zur Entfernung des Lösungsmittels.

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Anorganische Kleber, wie Kieselsole, Kieselsäureester, Aluminiumoxidchloridbinder usw.

Die Tabelle 2 enthält einige Beispiele chemischer Nachbehandlungen.

Tabelle 2

Beispiele für die Wirkung einer chemischen Nachbehandlung auf mechanisch regenerierte Altsande

Altsandart

Leinölbedarf y*

Behandlungszusätze pro kg Sand

Aushärtung

Leinölbedarf

N*

C

3,2

6,5 ml Paratoluolsulfonsäure 10 ml Phenolharz kalt

1,95

C

3,2

10 ml Phosphorsäure konz. 3,5 g Al(OH)3

300 °C

2,2

D

>5

16 ml Phosphorsäure konz.

300 °C

2,4

E

1,8

4 ml Phosphorsäure konz. 4 g Al(OH)3

kalt

1,6

E

1,8

2,7 ml Paratoluolsulfonsäure 3,5 ml Phenolharz kalt

1,5

* V = mechanisch behandelt, ohne ehem. Nachbehandlung N = nach ehem. Nachbehandlung

Weiteres Beispiel mit Giessversuch: Der Sand D nach Tabelle 2, also mit eher ungünstigen Voraussetzungen für die Regenerierung, wurde mit konzentrierter Phosphorsäure behandelt und bei 300 °C im Ofen getrocknet.

Der so regenerierte Altsand wurde sowohl ohne Zusatz von Neusand als auch in Mischung mit einem gleichen Teil Neusand (Quarzsand H 33) mit jeweils 2% Hot-Box-Binder und 0,4% Härter (Ammonchloridlösung) vermischt. Daraus wurden Testformen und -kerne hergestellt und 10 min. im Ofen bei 230 °C ausgehärtet. Zusätzlich wurde eine Testform aus reinem Neusand auf gleiche Art hergestellt.

Die Testformen waren ringförmig. Sie wurden mit Graugusseisen bei 1400 °C abgegossen. Es zeigte sich kein Unterschied in der Oberfläche der Abgüsse zwischen Formen und Kernen aus reinem Neusand, aus Mischung 50:50% und aus 100% regeneriertem Sand.

Die vorstehend beschriebene Altsand-Regenerierbehandlung lässt sich wirksam und wirtschaftlich in einer erfin-dungsgemässen Einrichtung durchführen, von welcher ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch die Einrichtung senkrecht zu deren Trommelachse, und

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei der besseren Übersicht halber die Sandcharge nicht dargestellt ist.

Die dargestellte Regeneriereinrichtung weist hauptsächlich eine mit liegender, vorzugsweise horizontaler Achse angeordnete, zylindrische Trommel 10 auf, welche zum Einfüllen und Entleeren einer Altsand-Charge 18 am Umfang mit einer Türe 12 versehen ist. Die Trommel 10 ruht auf Antriebsrollen 14, wobei deren Wellen 13 in Lagerböcken 15 geführt sind und von einem Motor 16 über ein Untersetzungsgetriebe 17 angetrieben werden. Koaxial zur Trommelachse sind zwei feststehende Hohlachsen in Form von Rohrabschnitten 20,21 in Sockeln 22 zu beiden Seiten der Trommel gehalten. Auf jedem Rohrabschnitt 20 und 21 ist eine Blechscheibe 24 je in der Ebene der beiden Trommel-Stirnwände befestigt. Die beiden Scheiben 24 füllen einen entsprechenden kreisförmigen Ausschnitt in jeder Trommel-Stirnwand annähernd aus, wobei der Ringspalt mit einer geeigneten Dichtung überbrückt ist, beispielsweise mit je einem ringförmigen Gummistreifen 25, welcher innen an der betreffenden Scheibe 24 befestigt ist. In den beiden Rohrstük-ken 20,21 ist eine Welle 26 gelagert, die mit vergleichsweise hoher Drehzahl von einem Motor 28 angetrieben wird und 25 im Innern der Trommel 10 ein Schlagwerkzeug 30 trägt, dessen vorzugsweise achsparallele Schlagbalken gleichsinnig mit der Trommel umlaufen (siehe Pfeilrichtung in Fig. .1).

Im oberen Bereich der Trommel 10 befindet sich ein feststehender Abstreifer 32, welcher sich in die Nähe der Trom-30 mel-Innenwand parallel zu einer Mantellinie erstreckt und mit seitlichen Leitblechen 34 versehen ist. Zwischen dem Bereich des Schlagwerkzeugs 30 und dem Abstreifer 32, vorzugsweise mit letzterem verbunden, ist ein Saugkasten 36 angeordnet. Der Abstreifer 32, der Saugkasten 36, ein von die-35 sem ausgehendes Saugrohr 38 sowie ein radialer Steg 37 bilden mit Vorteil eine starre Einheit, die mit den beiden feststehenden Rohrabschnitten 20 und 21 fest verbunden ist. Das Saugrohr 38 mündet in das Innere des Rohrabschnittes 21, welches über eine Filtereinheit 40 mit einem Gebläse 42 40 verbunden ist, welches einen in den Saugkasten 36 eintretenden Saugluftstrom erzeugt.

Die Antriebsmotoren 16 und 28 sowie das Gebläse 42 sind nach den Betriebserfordernissen einzeln ein- und ausschaltbar. Bei umlaufender Trommel 10 wird von der unten 45 in der Trommel liegenden, trockenen Altsand-Charge 18 fortlaufend eine Sandschicht 44 durch Fliehkraftwirkung und innere Reibung hochgefördert. Wenn die Sandschicht 44 auf den Abstreifer 32 auftrifft, wird sie von der Trommelwand abgelöst und in einem Fallstrom 46 nach unten etwa so gegen die Trommelachse gerichtet. Der Fallstrom gelangt dann in den Bereich der Schlagbalken des rasch umlaufenden Schlagwerkzeuges 30, und von diesem wird der Sand etwa in einem Strahl 47 nach aussen gegen die Trommelwand geschleudert und dort wieder nach unten geführt. 55 Auf diese Weise befindet sich die Altsandmasse in der Trommel ständig in Umlauf. Beim Zusammentreffen des Fallstromes 46 mit dem Schlagwerkzeug erfahrt der Sand jeweils eine starke, schlagartige Beschleunigung, und beim nachfolgenden Aufprall auf die Trommel-Innenwand wird 60 er entsprechend schlagartig verzögert. Diese Schlagbeanspruchung wiederholt sich ständig, da die Sandmasse während der Behandlungsdauer eine grössere Zahl von Umläufen ausführt. Ausserdem wird die Sandmasse 18 beim Umlauf intensiv gescheuert, und zwar durch ständige Be-65 wegung der Sandkörner aneinander, durch Reibung an der Trommelwand sowie vor allem beim Umlenken der Sandschicht 44 am Abstreifer 32 und jeweils beim Auftreffen eines Schlagbalkens auf ein «Sandpaket» aus dem Fallstrom 46.

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Der bei dieser mechanischen Behandlung in der Sandmasse anfallende Staub wird durch die beschriebene, pneumatische Entstaubungsvorrichtung laufend ausgeschieden und sammelt sich in der Filtereinheit 40. Besonders günstig für die wirksame Entstaubung ist die Anordnung des Saugkastens 36 mit den Saugöffnungen neben den Fallstrom 46, wodurch eine Windsichtung aus der aufgelockerten Sandmasse zustande kommt. Die Zuluft kann beispielsweise bei den als eine Art Klappenventile wirkenden Dichtungen 25 und durch das Rohrstück 20 oder durch besondere, nicht dargestellte Eintrittsöffnungen, vorzugsweise in den Scheiben 24, in die Trommel eintreten.

Eine beispielsweise Behandlungseinrichtung der beschriebenen Art wurde mit einem Trommel-Innendurchmesser von 1 m und mit einem Durchmesser des Schlagwerkzeugs von 0,6 m gebaut. Bei einer Drehzahl der Trommel von 0,7 s_1 ergibt sich eine für den Sandumlauf massgebende Umfangsgeschwindigkeit an der Trommel von etwa 2,2 m/s, und mit einer Drehzahl des Schlagwerkzeugs von 24,7 s~' resultiert eine Auftreffgeschwindigkeit der Schlagbalken auf den Sand von etwa 46 m/s. Diese Umfangsgeschwindigkeit ist massgebend für die Heftigkeit der Schlagbeschleunigung und anschliessend der Verzögerung beim Aufprall des Sandes an der Trommel und sollte jedenfalls mindestens etwa 30 m/s betragen.

Wie schon erwähnt, kann es zweckmässig sein, nach aus-5 reichender mechanischer Behandlung des Sandes den Antrieb des Schlagwerkzeugs 30 zu unterbrechen und die Entstaubung bei rotierender Trommel noch einige Zeit weiterzuführen. Sofern anschliessend eine chemische Nachbehandlung erforderlich ist, kann diese ebenfalls in der Trommel 10 io vorgenommen werden. Zu diesem Zweck kann eine Sprühvorrichtung zur Verteilung der Behandlungsflüssigkeit in der Sandcharge in der Trommel angeordnet sein, vorzugsweise in Form eines Düsenrohrs 48, welches, wie ersichtlich, im Bereich des Fallstromes 46 montiert ist. Mit Hilfe dieser 15 Sprühvorrichtung kann auf einfache Weise die nötige Flüssigkeitsmenge bei stillstehendem Schlagwerkzeug 30 und abgestellter pneumatischer Entstaubungsvorrichtung, jedoch bei umlaufender Trommel 10 in der Sandcharge 18 verteilt werden. Die Flüssigkeitsmenge ist in der Regel so gering, 20 dass sie von den Mikroporen der Sandkörner und dem restlichen Schlämmstoffanteil vollständig aufgenommen wird, so dass der Sand rieselfähig bleibt.

s

1 Blatt Zeichnungen

Claims

631643 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Regenerierung von überwiegend tongebundenem Giesserei-Altsand für die Wiederverwendung anstelle von Neusand, mittels mechanischer Trennung von Anteilen der Bindestoffe von der körnigen Grundmasse, dadurch gekennzeichnet, dass Körner und Knollen einer trok-kenen Altsandmasse chargenweise solange aneinander gescheuert und mehrfach schlagartig beschleunigt und verzögert werden, wobei laufend die Feinanteile ausgeschieden werden, bis, bezogen auf das Gewicht der Grundmasse, ein Schlämmstoffgehalt von weniger als 2% und ein Gehalt an aktivem Bindeton von weniger als 1% besteht sowie ein Oolithisierungsgrad der Körner von höchstens 8% erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Altsand mit einer mittleren Anfangstemperatur zwischen 50 und 150 °C verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausscheiden der Feinanteile zeitlich über die Schlagbehandlung und/oder die Scheuerbehandlung hinaus fortgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Altsand anschliessend an die mechanische Regenerierbehandlung einer die verbliebenen Feinanteile an die Sandkörner bindenden, chemischen Nachbehandlung unterzogen wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine um eine liegende Achse umlaufend angeordnete, zur Aufnahme von Altsand eingerichtete Trommel (10), durch ein im Innern der Trommel angeordnetes, rotierendes Schlagwerkzeug (30) sowie durch eine innerhalb der Trommel montierte und nach aussen führende, pneumatische Entstaubungsvorrichtung (36) für den Altsand.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstaubungsvorrichtung (36) zwischen der umlaufenden Trommelwand und dem Schlagwerkzeug (30) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstaubungsvorrichtung (36) mit einem parallel zu einer Trommelmantellinie verlaufenden, den Fallstrom (46) erzeugenden Abstreifer (32) verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Trommel (10) angeordnete Sprühvorrichtung (48) zur Beaufschlagung des Altsandes mit einer Behandlungsflüssigkeit, wobei die Sprühvorrichtung ein Düsenrohr aufweist.

9. Regenerierter Giesserei-Altsand, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schlämmstoffgehalt von weniger als 2%, einen Gehalt an aktivem Bindeton von weniger als 1 % und einen Oolithisierungsgrad der Körner von höchstens 8%.

10. Regenerierter Giesserei-Altsand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass seine Rest-Schlämmstoffe an die Oberfläche der Sandkörner gebunden sind.

11. Regenerierter Giesserei-Altsand nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Glühverlust von weniger als 1,5%.