DE102009031277A1

DE102009031277A1 - Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand

Info

Publication number: DE102009031277A1
Application number: DE200910031277
Authority: DE
Inventors: Jürgen RIXEN
Original assignee: WEBAC GESELLSCHAFT fur MASCHINENBAU MBH; WEBAC GES fur MASCHB MBH; Webac Gesellschaft fur Maschinenbau Mbh
Current assignee: WEBAC GESELLSCHAFT fur MASCHINENBAU MBH; WEBAC GES fur MASCHB MBH; Webac Gesellschaft fur Maschinenbau Mbh
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-13
Also published as: RU2482936C2; RU2010126663A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand. Ein Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand, welches ein sicheres Entfernen von insbesondere nicht ferromagnetischen, metallhaltigen Verunreinigungen und einen gegenüber herkömmlichen Systemen erhöhten Durchsatz aufweist, umfasst erfindungsgemäß die Schritte Trennen des Gießereisands in Fraktionen nach dem Kriterium der Korngröße, wobei wenigstens eine Altsandfraktion mit kleiner Korngröße und wenigstens eine Überkornfraktion mit demgegenüber größerer Korngröße geschaffen werden, Ausscheiden von metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion, und Zuführen von in der Überkornfraktion enthaltenem Gießereisand zu einer Wiederaufbereitung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand, eine Vorrichtung zum Reinigen von Gießereisand und ein System zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Metallteilen.
Gießereisand wird zum Bilden von Gießformen insbesondere für den Metallguß verwendet, indem der Gießereisand gemeinsam mit einem Modell des zu gießenden Produkts unter Druck in einen Formkasten eingebracht wird, um so einen Abdruck der Außenkontur des Modells zu erhalten. Dem Gießereisand sind zur Verbesserung der Fombildung Bindemittel beigemischt, beispielsweise Bentonit. Um das Ausbilden von Hohlräumen in dem zu gießenden Produkt zu ermöglichen, werden sogenannte Formkerne in den Formkasten eingebracht, die von Gießmaterial freizuhaltende Bereiche ausfüllen. Nach Eingießen des verflüssigten Metalls in die Gießform und Aushärten des Metalls werden der Gießereisand und die Kerne von dem gegossenen Produkt entfernt, wobei die Form verlorengeht. Der gebrauchte Gießereisand umfasst unmittelbar nach der Trennung von dem gegossenen Produkt Verunreinigungen in Form von Metallrückständen wie Metallspritzern und Flitter, Kernresten und Verklumpungen des Gießereisands, sogenannten Sandknollen. Zur Wiederverwendung des gebrauchten Gießereisands ist daher eine Reinigung erforderlich, die ein Abscheiden der Metallrückstände und Kernreste sowie ein Zerkleinern der Sandknollen umfasst. Durch diese Trennung kann zum einen das zurückgewonnene Metall erneut eingesetzt und zum anderen die Formsandqualität deutlich gesteigert werden.
Insbesondere beim Gießen von nicht eisenhaltigen, zumindest aber nicht ferromagnetischen Metallen, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, oder nicht ferromagnetischen Legierungen mit keinem oder nur geringem Eisenanteil, ist es problematisch, das in dem gebrauchten Gießereisand enthaltene Metallreste nicht ohne weiteres beispielsweise durch ein magnetischen Abscheider entfernbar sind. Rückstände in gebrauchtem Gießereisand sind diesen Fällen nur schwer entfernbar, so dass bei Wiederverwendung des Gießereisands durch Rückstände Oberflächenfehler der produzierten Gußstücke zu befürchten sind. Insbesondere, wenn eine besonders hohe Güte der Oberfläche von Gussteilen zu erzielen ist, wird daher bisher zur Ausbildung der unmittelbaren Formoberfläche stets Neusand, sogenannter Anlegesand, verwendet. Gebrauchter Gießereisand wird lediglich zum Auffüllen der Form benutzt. Problematisch ist hierbei, dass das Erstellen der Form aufwendig und damit teuer ist.
Aus der Praxis ist bekannt, zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand und zum Entfernen von nichteisenhaltigen Metallteilen Abscheidevorrichtungen zu verwenden, bei welchen gebrauchter Gießereisand in einer dünnen, geschütteten Schicht auf das Förderband eines Bandförderers aufgebracht wird und mit vorgegebener Geschwindigkeit über eine Endrolle des Bandförderers bewegt wird, so dass der gebrauchte Gießereisand im Bereich der Endrolle von dem Förderband geschleudert wird. Einzelne Partikel des Gießereisands verlassen das Förderband auf einer Bahnkurve in Form einer Wurfparabel, deren genauer Verlauf von den Betriebsparametern des Förderbands, insbesondere der Bandgeschwindigkeit, und der Masse der Partikel abhängt. Dies ist zunächst unabhängig vom Material der Partikel. Zum Trennen von metallischen, d. h. elektrisch leitfähigen, Bestandteilen und nicht metallischen Bestandteilen des Gießereisands ist im Bereich der Endrolle ein zeitlich und/oder räumlich veränderbares Magnetfeld vorgesehen, das beim Durchtreten der einzelnen Partikel des gebrauchten Gießereisands in den metallhaltigen Partikeln einen Wirbelstrom induziert. Der Wirbelstrom induziert seinerseits gemäß der Lenzscheu Regel selbst ein elektromagnetisches Feld in dem metallhaltigen Partikel, welches mit dem äußeren elektromagnetischen Feld wechselwirkt und so eine Kraft auf den Partikel ausübt. Metallhaltige Partikel sind so im Gegensatz zu nicht metallhaltigen Partikeln einer zusätzlichen magnetischen Kraft ausgesetzt und werden somit auf einer abweichenden Wurfparabel bewegt. Durch Anordnen einer Trennwand im Bereich zwischen dem erwartenden Verlauf der Wurfparabeln für nicht metallische und metallische Partikel kann somit eine Abscheidung der metallischen Partikel erfolgen.
Gemäß eines aus der Praxis bekannten Verfahrens zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand wird der gesamte Gießereisand einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Abscheiden von nichteisenhaltigen Metallteilen zugeführt. Nachteilig an dem bisher bekannten Verfahren ist jedoch, dass eine ausreichend gute Trennung von Verunreinigungen und Gießereisand nicht erreichbar ist, insbesondere da die jeweilige Wurfparabel der Partikel neben dem metallgehalt von dem jeweiligen Gewicht der Partikel abhängt. In gebrauchtem Gießereisand sind jedoch regelmäßig Partikel mit einer breiten Partikelgrößenverteilung und damit auch Gewichtsverteilung unabhängig von dem Metallgehalt vertreten. Somit verbleiben nach der Abscheidung entweder große Mengen von Verunreinigungen in dem Gießereisand, oder aber dem Kreislauf des Gießereisands wird unnötig viel Sand entzogen. Eine zuverlässige Trennung von metallhaltigen und nicht metallhaltigen Partikeln ist somit bisher nicht möglich.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand, eine Vorrichtung zum Reinigen von Gießereisand und ein System zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Metallteilen anzugeben, welche ein sicheres Entfernen von insbesondere nicht ferromagnetischen, metallhaltigen Verunreinigungen und eine gegenüber herkömmlichen Systemen erhöhten Durchsatz aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Durch das Trennen des Gießereisands in Fraktionen nach dem Kriterium der Korngröße, wobei wenigstens eine als Sandfraktion kleiner Korngröße und wenigstens eine Überkornfraktion mit demgegenüber größerer Korngröße geschaffen werden, erfolgt vor einem Ausscheiden von metallischen Bestandteilen bereits eine Vorsortierung, bei dem die im Gießverfahren insbesondere problematischen großen Partikel von den kleinen Partikeln der Altsandfraktion getrennt werden. In der Altsandfraktion befinden sich entsprechend nur Verunreinigungen mit kleiner Korngröße, insbesondere kleinere Metallsprizer in Form von Flitter. Die Überkornfraktion kann hingegen vorteilhaft in konzentrierter Form einem Ausscheiden von metallischen Bestandteilen zugeführt werden. Daher kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren eine Ausscheidevorrichtung zum Ausscheiden von Nichteisenmetallen mit verringertem Gesamtdurchsatz und entsprechend geringeren Kosten verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst das Trennen des Gießereisands in Fraktionen eine Aufteilung in eine Mehrzahl von Überkornfraktionen mit jeweils getrennten Korngrößenbereichen. So erfolgt innerhalb der Überkornfraktionen eine Vorsortierung nach Korngrößenbereichen. Entsprechend sind insbesondere einer Ausscheidevorrichtung für Nichteisenmetalle Partikel definierter Korngröße zuführbar, was ein zuverlässiges Ausscheiden von metallischen Bestandteilen ermöglicht, da die Wurfparabel der Partikel nunmehr erheblich durch den Metallgehalt und nur noch unerheblich durch abweichende Partikelmassen beeinflusst wird.
Besonders bevorzugt erfolgt das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen für jede der Überkornfraktionen wenigstens überwiegend separat. Arbeitsparameter des Ausscheidevorgangs können so gezielt auf den Korngrößenbereich der Überkornfraktion eingestellt werden, so dass eine besonders saubere Abscheidung von metallischen Bestandteilen erfolgt.
Gemäß eines besonders bevorzugten Verfahrensschritt wird für das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen diesen gegenüber nicht metallischen Bestandteilen eine Relativbewegung aufgeprägt, wobei die Relativbewegung bestimmende Steuerparameter in Abhängigkeit von dem Korngrößenbereich der Überkornfraktion eingestellt werden. Insbesondere bei dem Aufprägen der Relativbewegung mittels eines zeitlich und/oder räumlich veränderbaren elektromagnetischen Feldes, bei dem Wirbelströme in den metallischen Bestandteilen erzeugt werden, kann den metallischen Bestandteilen so eine von den Bewegungsbahnen nicht metallischer Bestandteile signifikant abweichende Bewegungsbahn zugeordnet werden, so dass durch entsprechend eingestellte Positionierung einer Trennwand eine zuverlässige Abscheidung erfolgt.
Zweckmäßig erfolgt nach dem Abscheiden metallischer Bestandteile ein Zerkleinern von Sandknollen und Ausscheiden von in dem gebrauchtem Gießereisand enthaltenen Kernresten. Der Gießereisand ist somit weiter von problematischen Rückständen befreit und einer Wiederaufbereitung zur Verwendung in einem weiteren Gießprozess zuführbar. Zweckmäßig erfolgt eine Zerkleinerung dabei derart, dass Agglomerate von Gießereisandpartikeln zerstört, die dem gegenüber fester miteinander verbundenen Kernreste jedoch nicht zerstört werden. Insbesondere durch Anwendung eines Feinsiebs, dessen Maschenweite zweckmäßig an die Korngröße der Altsandfraktion angepasst ist, können so weitere Verunreinigungen aus dem gebrauchten Gießereisand entfernt werden. Durch ein Zerkleinern der Sandknollen nach einem Abscheiden von metallischen Bestandteilen wird weiterhin eine Beschädigung bzw. ein erhöhter Verschleiß der Zerkleinerungseinrichtung durch metallische Bestandteile sicher vermieden.
Zweckmäßig erfolgt vor dem Trennen des Gießereisands in Fraktionen ein Ausscheiden von eisenhaltigen Metallteilen. Besonders bevorzugt kann dabei eine herkömmliche Vorrichtung zum Abscheiden eisenhaltiger Metalle mittels eines Elektromagneten verwendet werden.
Vorzugsweise wird auch in der Altsandfraktion enthaltenen Gießereisand einer Wiederaufbereitung zugeführt, wobei besonders bevorzugt einer ersten Teilmenge der Altsandfraktion mittels einer zweiten Abscheidevorrichtung nicht eisenhaltige Metallteile entzogen werden, und wobei eine zweite Teilmenge der Altsandfraktion unmittelbar der Wiederaufbereitung zugeführt wird. Mittels der zweiten Abscheidevorrichtung für nichteisenhaltige Metalle können so in der Altsandfraktion verbliebene Metallbestandteile geringer Korngröße, beispielsweise Flitter, sicher entfernt werden. Durch das Aufteilen der Altsandfraktion in eine erste Teilmenge und eine zweite Teilmenge erfolgt eine Reinigung der Altsandfraktion nicht vollständig innerhalb eines einzelnen Kreislaufs zwischen Gießprozeß und Reinigung, sondern statistisch im Verlauf mehrerer Umläufe des Kreislaufprozesses. Dies hat sich als ausreichend erwiesen, um eine ausreichende Reinhaltung des Gießereisands von kleinen metallischen Bestandteilen sicher zu stellen. Vorteilhaft ist so eine zweite Abscheidevorrichtung mit gegenüber der ersten Abscheidevorrichtung verringerter Kapazität verwendbar.
Zweckmäßig wird das Verfahren in einem kontinuierlichen Kreislaufprozess angewendet, in dem in einem Gießprozeß verwendeter Gießereisand der Reinigung zugeführt und nach Wiederaufbereitung in den Gießprozess zurückgeführt wird. Zweckmäßig erfolgt eine Bearbeitung der Fraktionen im Reinigungsverfahren parallel, so dass das Zuführen von in der Altsandfraktion enthaltenen Gießereisand zu der Wiederaufbereitung und das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion zumindestens zeitweise gleichzeitig und parallel erfolgt.
Die Vorrichtung zum Reinigen von Gießereisand umfasst eine Trennvorrichtung zum Trennen des Gießereisands nach Korngröße in eine Altsandfraktion und wenigstens eine Überkornfraktion und eine erste Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion. Mittels dieser Vorrichtung ist ein Vorsortieren des gebrauchten Gießereisands und ein sich daran anschließendes Abscheiden nichteisenhaltiger Bestandteile durchführbar, wobei die Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Trennvorrichtungen durch die Vorsortierung einen erhöhten Durchsatz aufweist. Durch Wahl von Betriebsparametern der Abscheidevorrichtung in Abhängigkeit von der zugeführten Korngröße der Überkornfraktion ist ein zuverlässiges Abscheiden wenigstens des überwiegenden Teils der nicht eisenhaltigen Metallbestandteile ermöglicht.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung Zwischenbunker zum Zwischenlagern von Überkornfraktion mit jeweils bestimmten Korngrößenbereich. Überkornfraktionen bestimmter Korngröße können so über einen gewissen Zeitabschnitt gespeichert werden, so dass der ersten Abscheidevorrichtung vorteilhaft jeweils größere Mengen von Überkornmaterial gleichen Korngrößenbereichs aus dem jeweiligen Zwischenbunkern zugeführt werden kann. Ein häufiges Ändern von Betriebsparametern der ersten Abscheidevorrichtung ist so nicht notwendig.
Zweckmäßig ist zumindest einem Zwischenbunker eine Messvorrichtung zum Erfassen des jeweiligen Füllstands zugeordnet. Bei der Messvorrichtung handelt es sich zweckmäßig um eine Vorrichtung zum Verwiegen des in einem Zwischenbunker enthaltenen Gießereisands oder alternativ um ein optisches oder mechanisches Erfassungssystem. Vorzugsweise ist jedem Zwischenbunker eine Messvorrichtung zugeordnet.
Zweckmäßig ist die Trennvorrichtung als Siebvorrichtung mit wenigstens zwei nacheinander zu durchlaufenden Sieben ausgebildet. Die Siebe können dabei einerseits als herkömmliches Maschensiebe mit definierter Maschenweite ausgebildet sein, die unbeweglich oder vorzugsweise bewegbar bzw. rüttelbar ausgebildet sind. Es versteht sich, dass die Siebvorrichtung jedoch auch als jede andere, bekannte und zweckmäßige Sortiervorrichtung ausgebildet sein kann, beispielsweise als Rüttelschiene oder als Sortiervorrichtung durch Fluidisierung des Gießereisands.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei Altsandbunker zum Aufnehmen der Altsandfraktion vorgesehen, wobei insbesondere ein Verhältnis eingetragener Mengen von Altsand in die wenigstens zwei Altsandbunker einstellbar ist. Besonders vorteilhaft ist dabei eine einem ersten der Altsandbunker zugeordnete zweite Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Metallbestandteilen vorgesehen, mittels der insbesondere in den ersten Altsandbunker eingebrachte Teilmengen der Altsandfraktion von kleinteiligen Metallbestandteilen, beispielsweise Metallflitter, gereinigt werden können.
Vorzugsweise ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Sandknollen vorgesehen, wobei die Vorrichtung zum Zerkleinern zweckmäßig der ersten Abscheidevorrichtung nachgeschaltet ist. In der Überkornfraktion verbliebene Verklumpungen von Gießereisand, die frei von nichteisenhaltigen Metallbestandteilen sind, können so zerkleinert werden. Vorteilhaft ist die Vorrichtung zum Zerkleinern so ausgebildet, dass verbliebene Kernreste nicht zerkleinert werden. Dies ermöglicht ein Abscheiden von Kernresten mittels eines der Vorrichtung zum Zerkleinern nachgeschalteten Feinsiebs.
Zweckmäßig sind Betriebsparameter der ersten Abscheidevorrichtung mittels einer Steuervorrichtung steuerbar, wobei die Betriebsparameter vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Bandgeschwindkeit eines in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Transportbands, Position einer in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Trennwand, und Positionierung der Magnetpole eines Elektromagneten der Abscheidevorrichtung.
Zweckmäßig ist eine gemeinsame Schnittstelle zur Übergabe von gereinigtem Gießereisand der Altsandfraktion und der Überkornfraktion vorgesehen, so dass diese gemeinsam einer weiteren Aufbereitung des gebrauchten Gießereisands durch Mauken und neues Mischen mit Bindemitteln zuführbar sind.
Das System zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Metallteilen umfasst eine Mehrzahl von nach Korngrößen getrennten Fraktionen von gebrauchtem Gießereisand und eine erste Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von nicht eisenhaltigen Metallen aus einer zugeführten Fraktion, wobei die Arbeitsparameter der ersten Abscheidevorrichtung von einer Steuerung in Abhängigkeit von der zugeführten Fraktion eingestellt werden.
Zweckmäßig sind die Arbeitsparameter ausgewählt aus der Gruppe umfassend Bandgeschwindigkeit eines in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Transportbands, Position einer in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Trennwand, und Positionierung der Magnetpole eines Elektromagneten der Abscheidevorrichtung.
Zweckmäßig sind die Fraktionen in jeweils zugeordneten Zwischenbunkern einlagerbar, wobei in Abhängigkeit von dem Betrag und der Veränderung des Füllstands des Zwischenbunker Fraktionen der ersten Abscheidevorrichtung zugeführt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende Figur anhand eines ersten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Gießereisand.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung 100 dient zum Reinigen von bereits in einem Gießprozess verwendeten Gießereisand, wobei in dem Gießprozess insbesondere ein nicht eisenhaltiges Metall oder eine Legierung mit einem nur geringen Eisenanteil vergossen wird. Nach einem Trennen von den Gussstücken wird der Gießereisand ausgehend von einer Auspackstelle einer Gießerei 101 mittels einer Bandfördervorrichtung 1 der Vorrichtung 100 zugeführt. Der zu diesem Zeitpunkt noch von dem vorhergehenden Gießprozess erwärmte Gießereisand weist einen relativ hohen Anteil an Verunreinigungen auf, welche Fremdstoffe, beispielsweise Metallreste, Metallflitter, Reste von Gießkernen und Sandknollen des Gießereisands umfassen. Der Gießereisand wird mittels der nachstehend beschriebenen Vorrichtung und mittels des nachstehend beschriebenen Verfahrens von diesen Verunreinigungen gereinigt, um eine Wiederverwendung des Gießereisands in einem weiteren Gießprozess zu ermöglichen. Insgesamt ist so ein geschlossener Kreislauf für den Gießereisand definiert.
Der Gießereisand wird mittels der ersten Bandfördervorrichtung 1 zunächst in dem Bereich eines elektromagnetischen Eisenabscheiders 2 verbracht, mittels dessen in dem Gießereisand enthaltene eisenhaltige bzw. ferromagnetische Metallteile wie beispielsweise Kernnägel oder ähnliches entfernbar sind. Der von eisenhaltigen Verunreinigungen befreite Gießereisand wird danach mittels einer vorliegend als Becherwerk ausgebildeten Transportvorrichtung 3 einer im folgenden näher beschriebenen Trennvorrichtung zum Trennen unterschiedlicher Korngrößenfraktionen des Gießereisandes zugeführt.
Mittels einen Schwingförderers 4 wird von der Transportvorrichtung 3 herangeführter Gießereisand zu einer als mehrstufiges Sieb ausgebildeten Trenneinrichtung 5 verbracht. In die Trenneinrichtung 5 eingebrachter Gießereisand durchläuft mehrere, im vorliegenden Fall drei, hintereinander geschaltete Siebe mit abnehmendem Maschenquerschnitt, so dass der eingebrachte Gießereisandstrom insgesamt in vier Fraktionen unterschiedlicher Korngröße geteilt wird. Vorliegend werden in dem Gießereisand enthaltene Partikel mit einer Größe von bis zu 4 Millimetern zu einer sogenannten Altsandfraktion gesammelt, während Partikel mit einer Größe zwischen 4 und 20 Millimetern in einer ersten Überkornfraktion, Partikel mit einer Korngröße zwischen 20 und 40 Millimetern in einer zweiten Überkornfraktion und Partikel mit einer Größe oberhalb von 40 Millimetern in einer dritten Überkornfraktion gesammelt werden. Die Partikel der ersten Überkornfraktion werden in einen ersten Zwischenbunker 14a, die Partikel der zweiten Überkornfraktion in einen zweiten Zwischenbunker 14b und die Partikel der dritten Überkornfraktion einen dritten Zwischenbunker 14c transportiert und darin zunächst zwischengelagert. Es versteht sich, dass die genannten Korngrenzen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Gießprozess und verwendeten Gießereisand variabel wählbar sind.
Partikel der Altsandfraktion werden über ein Zuleitungssystem 6 und eine Schwingförderrinne 7 in einen ersten Altsandbunker 10 und einen zweiten Altsandbunker 11 verbracht. Ein Verhältnis von in dem ersten Altsandbunker 10 und dem zweiten Altsandbunker 11 eingebrachtem Altsand ist mittels eines in dem Zuleitungssystem 6 angeordneten Leitblechs 6a einstellbar. Das Zuleitungssystem 6 ist rohrartig ausgebildet und umfasst einen der Trenneinrichtung 5 zugewandten Eingangsstutzen, durch welchen Altsand ausgehend von der Trenneinrichtung in das Zuleitungssystem 6 eintreten kann. Das Zuleitungssystem 6 umfasst ferner zwei voneinander abzweigende Rohrabschnitte, welche zum ersten Altsandbunker 10 und zu der Schwingförderrinne 7 führen, wobei mittels des Leitblechs 6a Altsand jeweils vollständig oder teilweise in die jeweiligen Rohrabschnitte gelenkt werden kann.
Ausgehend von der Trenneinrichtung 5 wird der Gesamtstrom des gebrauchten Gießereisands in drei unterschiedliche Teilströme aufgeteilt, wie nachstehen näher erläutert wird. Ein erster Teilstrom wird dabei durch den in den ersten Altsandbunker 10 verbrachten Teil der Altsandfraktion ausgebildet. Dieser Teil der Altsandfraktion enthält Partikel kleiner Korngröße, wobei in der Regel Verunreinigungen ebenfalls kleiner Korngröße, beispielsweise Metallflitter, enthalten sind. Da eine Wiederverwendbarkeit des Altsands jedoch hauptsächlich von einer möglichst kleinen Korngrößenverteilung abhängt, kann der in den ersten Altsandbunker 10 verbrachte Teil der Altsandfraktion unmittelbar einer Wiederaufbereitung 102 zugeführt werden. Dies geschieht mittels eines in 1 nur schematisch dargestellten Gesamtgurtförderers 12.
Ein zweiter Teilstrom des gebrauchten Gießereisands wird durch den in den zweiten Altsandbunker 11 verbrachten Teil der Altsandfraktion ausgebildet. Dieser Teil der Altsandfraktion wird einer Reinigung unterzogen, in dem mittels eines Gurtförderers 13 der den zweiten Altsandbunker 11 durchtretende Altsand einer zweiten Abscheidevorrichtung 21 für nicht eisenhaltige Metallteile zugeführt wird. Die zweite Abscheidevorrichtung 21 umfasst ein Transportband 21a, auf welchem die zweite Teilmenge der Altsandfraktion in dünner Schicht ausgebreitet wird. Durch Bewegung des Transportbands 21a wird den Partikeln der Altsandfraktion eine Bewegung aufgeprägt, durch welche diese im Bereich einer Endrolle 21b des Transportbands 21a von dem Transportband 21ageschleudert und in einer Wurfparabel bewegt werden. Ein Elektromagnet (nicht dargestellt) erzeugt in dem Bereich der Endrolle 21b ein zeitlich und räumlich veränderliches elektromagnetisches Feld, welches in vorbeigeführten metallhaltigen und damit elektrisch leitfähigen Bestandteilen Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme erzeugen wiederum gemäß der Lenzschen Regel ein elektromagnetisches Feld, das mit dem elektromagnetischen Feld des Elektromagnetens wechselwirkt, so dass zusätzliche Kräfte auf die metallhaltigen Bestandteile wirken. Dies bewirkt im vorliegenden Fall eine gegenüber den nicht metallhaltigen Bestandteilen veränderte und zwar weiter reichende Bewegungsbahn, so dass in der Darstellung gemäß 1 metallhaltige Bestandteile in einem Bereich links einer Trennwand 21c und nicht metallhaltige Bestandteile in einem Bereich rechts der Trennwand 21c bewegt werden. Die Trennwand 21c leitet die metallhaltigen Bestandteile zu einer Sammelstelle 21d für Nichteisenmetall, um dieses später wieder dem Gießprozeß zuzuführen. Die nicht metallhaltigen Bestandteile werden auf einen weiteren Bandförderer 22 aufgefangen und zu dem Gesamtgurtförderer 12 bewegt.
Im Zusammenspiel des durch den ersten Altsandbunker 10 bewegten ersten Teilstroms und durch den zweiten Altsandbunker 11 bewegten zweiten Teilstroms erfolgt bei jedem Durchlauf des Gießereisands eine Teilreinigung des Altsands von kleinen nichteisenhaltigen Metallpartikeln. Der Anteil des bei jedem Durchlauf des Kreislaufprozesses gereinigten Altsands wird dabei durch das Verhältnis der eingebrachten Menge von erstem Altsandbunker 10 und zweitem Altsandbunker 11 bestimmt und ist durch Einstellen der Position des Leitblechs 6a des Zuleitungssystem 6 einstellbar.
Ein dritter Teilstrom ist durch die in die Zwischenbunker 14a, 14b, 14c eingebrachte Überkornfraktion gebildet. Die nach Korngrößen sortierten Teilmengen der Überkornfraktion können mittels Transportbänder 15 und eines gemeinsamen Transportbands 16 zu einer ersten Abscheidevorrichtung 17 für nichteisenhaltige Metallbestandteile verbracht werden. Die Zwischenbunker 14a, 14b, 14c weisen jeweils eine verschließbare Auslassöffnung auf, so dass gezielt Partikel einer Teilmenge der Überkornfraktion und damit eines bestimmten Korngrößenbereichs zu der ersten Abscheidevorrichtung 17 verbringbar sind. Jedem der Zwischenbunker 14a, 14b, 14c ist eine Messvorrichtung zum Bestimmen der Füllhöhe zugeordnet, wobei eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von der Füllhöhe und der Veränderungsgeschwindigkeit der Füllhöhe bestimmt, aus welchem der Zwischenbunker 14a, 14b, 14c Material entnommen und der ersten Abscheidevorrichtung 17 zugeführt wird. Die erste Abscheidevorrichtung 17 ist analog zu der zweiten Abscheidevorrichtung 21 aufgebaut, umfasst jedoch eine wesentlich höhere Durchsatzkapazität, vorliegend von 40 Tonnen pro Stunde im Vergleich zu einer Durchsatzkapazität der zweiten Abscheidevorrichtung 21 in Höhe von 12 Tonnen pro Stunde. In Abhängigkeit von dem Korngrößenbereich des zugeführten Materials ist eine Bandgeschwindigkeit eines Transportbands 17a der ersten Abscheidevorrichtung 17 und die Position einer Trennwand 17c verstellbar, so dass für jeden Korngrößenbereich eine optimale Trennung von nicht metallhaltigen Bestandteilen und metallhaltigen Bestandteilen erfolgt. Metallhaltige Bestandteile werden dabei zu einer Sammelstelle 17d für Nichteisenmetall verbracht und dem Gießprozeß später wieder zugeführt. Die von metallhaltigen Bestandteilen gereinigte Teilmenge der Überkornfraktion wird einer als Schleuder ausgebildeten Zerkleinerungsvorrichtung 18 zugeleitet. Durch Schleudern in der Zerkleinerungsvorrichtung 18 werden in der Überkornfraktion enthaltene Sandknollen zerstört, wobei jedoch enthaltene Kernreste im Wesentlichen nicht aufgebrochen und somit erhalten bleiben. Mittels eines Transportbands 19 werden der nun zerkleinerte Gießereisand und die nicht zerkleinerten Kernreste in den Bereich eines Feinsiebs 20 gebracht. Das Feinsieb 20 weist eine auf den Korngrößenbereich des Altsands abgestimmte Maschenweite auf und trennt in dem Gießereisand enthaltende Kernreste von einzelnen Partikeln des Gießereisands ab. Der nun vollständig gereinigte Gießereisand wird mittels eines weiteren Transportbands 23 zu dem Gesamtgurtförderer 12 verbracht, mittels dessen nunmehr die vollständige Menge an Gießereisand in den weiteren Kreislaufprozess verbracht wird.
Vorliegend wurde das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand erläutert, wobei in dem beschriebenen Kreislaufprozess eine Aufteilung des gebrauchtem Gießereisands in drei Teilströme vorgenommen wird. Dabei werden etwa 20% bis 30% des gebrauchten Gießereisands in die Überkornfraktion und entsprechend 80% bis 70% in die Altsandfraktion aufgenommen. Von der Altsandfraktion werden etwa 15% in den zweiten Altsandbunker 11 verbracht und damit einer Reinigung von kleinkörnigen Metallbestandteilen unterzogen. Es versteht sich, dass diese Aufteilung entsprechend den Anforderungen des Gießprozeses veränderbar ist. Es versteht sich ferner, dass zumindest zu gewissen Zeitabschnitten ein Durchlauf des Gießereisands durch das Reinigungsverfahren zeitgleich auch nur durch eine beliebige Kombination von zwei der drei Teilströmen oder auch nur in einem der drei Teilströme durchführbar ist, d. h. das wenigstens für einen gewissen Zeitabschnitt einzelne der Teilströme für einen Durchlauf von Gießereisand sperrbar sind. Insbesondere kann in Ruhezeiten einer angeschlossenen Gießereianlage ein Durchlauf nur über den zweiten Teilstrom erfolgen, so dass der Gießereisand vollständig von kleineren Metallteilen wie beispielsweise Metallflitter gereinigt wird.
Das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst drei Zwischenbunker 14a, 14b, 14c, wobei mittels der Trennvorrichtung 5 insgesamt vier Fraktionen des Gießereisands abgetrennt werden. Es versteht sich, dass demgegenüber auch eine größere oder kleinere Zahl von Fraktionen ausgebildet werden kann.

Claims

Verfahren zum Reinigen von gebrauchtem Gießereisand, umfassend die Schritte Trennen des Gießereisands in Fraktionen nach dem Kriterium der Korngröße, wobei wenigstens eine Altsandfraktion mit kleiner Korngröße und wenigstens eine Überkornfraktion mit demgegenüber größerer Korngröße geschaffen werden, Ausscheiden von metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion, und Zuführen von in der Überkornfraktion enthaltenem Gießereisand zu einer Wiederaufbereitung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennezeichnet, dass das Trennen des Gießereisands in Fraktionen eine Aufteilung in eine Mehrzahl von Überkornfraktionen mit jeweils getrennten Korngrößenbereichen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen für jede der Überkornfraktionen wenigstens überwiegend separat erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen diesen gegenüber nichtmetallischen Bestandteilen eine Relativbewegung aufgeprägt wird, und dass die Relativbewegung bestimmende Steuerparameter in Abhängigkeit von einem Korngrößenbereich der Überkornfraktion eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des in der Überkornfraktion enthaltenen Gießereisands zu der Wiederaufbereitung ein Zerkleinern von Sandknollen und Ausscheiden von Kernresten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion ein Ausscheiden von nichteisenhaltigen Metallen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trennen des Gießereisands in Fraktionen ein Ausscheiden von eisenhaltigen Metallteilen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung des Ausscheidens von nichteisenhaltigen metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion in Abhängigkeit von Korngrößen der Überkornfraktion erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Altsandfraktion enthaltener Gießereisand einer Wiederaufbereitung zugeführt wird, wobei einer ersten Teilmenge der Altsandfraktion mittels einer zweiten Abscheidevorrichtung nichteisenhaltige Metallbestandteile entzogen werden, und wobei eine zweite Teilmenge der Altsandfraktion unmittelbar der Wiederaufbereitung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen von in der Altsandfraktion enthaltenem Gießereisand zu der Wiederaufbereitung und das Ausscheiden von metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion zumindest in zusammenhängenden Zeitabschnitten gleichzeitig und parallel erfolgt.
Vorrichtung zum Reinigen von Gießereisand insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine Trennvorrichtung (5) zum Trennen des Gießereisands nach Korngröße in eine Altsandfraktion und wenigstens eine Überkornfraktion, und eine erste Abscheidevorrichtung (21) zum Abscheiden von nichteisenhaltigen metallischen Bestandteilen aus der wenigstens einen Überkornfraktion.
Vorrichtung nach Anspruch 11, weiter umfassend Zwischenbunker (14a, 14b, 14c) zum Zwischenlagern von Überkornfraktionen mit jeweils bestimmtem Korngrößenbereich.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Zwischenbunker (14a, 14b, 14c) eine Messvorrichtung zum Erfassen des jeweiligen Füllstands zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (5) als Siebvorrichtung mit wenigstens zwei nacheinander zu durchlaufenden Sieben ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Altsandbunker (10, 11) zum Aufnehmen der Altsandfraktion vorgesehen sind, wobei insbesondere ein Verhältnis eingetragener Mengen von Altsand in die wenigstens zwei Altsandbunker (10, 11) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter umfassend eine einem ersten der Altsandbunker (11) zugeordnete zweite Abscheidevorrichtung (17) zum Abscheiden von nichteisenhaltigen metallischen Bestandteilen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, weiter umfassend eine Vorrichtung zum Zerkleinern (18) von verklumptem Gießereisand, wobei die Vorrichtung zum Zerkleinern (18) der ersten Abscheidevorrichtung (21) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, weiter umfassend eine der Vorrichtung zum Zerkleinern (18) nachgeschaltete Vorrichtung zum Abscheiden (20) von Kernresten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter der ersten Abscheidevorrichtung (21) mittels einer Steuervorrichtung steuerbar sind, und dass die Betriebsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Bandgeschwindigkeit eines in der Abscheidevorrichtung (21) vorgesehenen Transportbands (21a), Position einer in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Trennwand (21c), und Position von Magnetpolen eines Elektromagneten der Abscheidevorrichtung (21).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Schnittstelle zur Übergabe von gereinigtem Gießereisand der Altsandfraktion und der Überkornfraktion vorgesehen ist.
System zum Abscheiden von nichteisenhaltigen Metallteilen insbesondere in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, mit einer Mehrzahl von nach Korngrößen getrennten Fraktionen von gebrauchtem Gießereisand, und einer ersten Abscheidevorrichtung (21) zum Abscheiden von nichteisenhaltigen Metallen aus einer zugeführten Fraktion, wobei die Arbeitsparameter der ersten Abscheidevorrichtung (21) von einer Steuerung in Abhängigkeit von der zugeführten Fraktion eingestellt werden.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Bandgeschwindigkeit eines in der Abscheidevorrichtung (21) vorgesehenen Transportbands (21a), Position einer in der Abscheidevorrichtung vorgesehenen Trennwand (21c), und Position von Magnetpolen eines Elektromagneten der Abscheidevorrichtung (21).
System nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionen in jeweils zugeordneten Zwischenbunkern (14a, 14b, 14c) einlagerbar sind, und dass in Abhängigkeit von dem Betrag und der Veränderung des Füllstands der Zwischenbunker (14a, 14b, 14c) Fraktionen der ersten Abscheidevorrichtung zugeführt werden.