DE10327131A1

DE10327131A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gießereisand-Aufbereitung

Info

Publication number: DE10327131A1
Application number: DE2003127131
Authority: DE
Inventors: Manfred Michenfelder
Original assignee: Michenfelder Elektrotechnik & Co KG GmbH; MICHENFELDER ELEKTROTECHNIK GM
Current assignee: Michenfelder Elektrotechnik & Co KG GmbH; MICHENFELDER ELEKTROTECHNIK GM
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-13

Abstract

Es wird angestrebt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Gießereisanden zu schaffen, wodurch Gießereisand nach der Aufbereitung neuerlich zur Formherstellung verwendbar wird, wobei die zur Aufbereitung benötigten Zuschlagstoffe, z. B. Betonit, exakt zugegeben werden, so dass eine ideale Konditionierung des Gießereisandes für einen neuen Formgebungsprozess ermöglicht wird. DOLLAR A Erreicht wird dies nach der Erfindung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung, wodurch der Gießereisand nach der Trennung vom Gussstück gekühlt wird und ihm vor seiner Zwischenlagerung Zuschlagstoffe, insbesondere Bindemittel, und Wasser zur Konditionierung zugegeben werden, wobei der Gießereisand von der Gussform bis zu dem Eintritt in den Mischkühler sowohl mengenmäßig erfasst als auch die Masse gemessen wird, diese Werte sowohl einem Feuchte-Mess- und Regelsystem als auch einem Zuschlagstoff-Dosier- und Regelsystem zugeführt werden, wobei in die Berechnung zur Dosierung der Zuschlagstoffe und des Wassers die gespeicherten Informationen über den Zustand des Gießereisandes in Bezug auf Temperatur, Feuchtigkeit und Zuschlagstoffgehalt in Abhängigkeit des mit dem Gießereisand zuvor erzeugten Gussproduktes mit eingehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Gießereisand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.

Der zur Formherstellung verwendete Gießereisand einer Gießereianlage durchläuft nach Abschluß des eigentlichen Gußprozesses eine Aufbereitungsanlage und verbleibt so in dem Kreislauf der Gießereianlage. Nach der Aufbereitung des Gießereisandes kann dieser auf diese Weise neuerlich zur Formherstellung verwendet werden. Der Gießereisand durchläuft hierbei eine Zwischenlagerung in einem Zwischenbunker sowie eine anschließende Mischung in einem geeigneten Mischwerk, bevor er vor der neuerlichen Verwendung wiederum zwischengelagert wird.

Neben den bereits genannten Prozeßschritten erfolgt in der Regel während des Mischvorganges die Zugabe benötigter Zuschlagsstoffe sowie die Zugabe von Wasser. Des weiteren erfolgt eine Kühlung des Gießereisandes, da dieser prozeß bedingt während des Gußvorganges Wärme aufnimmt. Die Kühlung erfolgt hierbei zum einen durch die Zugabe von Wasser und zum anderen durch eine Kombination aus einer Frischluft-Zufuhr und einer Abluft-Absaugung.

Ein Problem bei dieser Form der Aufbereitung des Gießereisandes ist, dass die dem Gießereisand zu Aufbereitung zugeführten feinen Zuschlagsstoffe, beispielsweise Bentonit, unbeabsichtigt mit der Warmluft abgesaugt werden. Des weiteren werden die Zuschlagsstoffe in der Regel nicht abhängig vom realen Zustand des Gießereisandes zugegeben, sondern es werden die Zugabemengen abgeschätzt und dann in einer vollautomatischen Dosierung konstant zugegeben. Es handelt sich somit nicht um eine Regelung, die den Ist-Zustand des Gießereisandes berücksichtigt.

Aus der Schrift DE 199 25 720 C1 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisand offenbart, bei dem der Kühlungsprozeß des Gießereisandes diskontinuierlich und chargenweise erfolgt. Der Gießereisand wird hierbei erst in eine Mischkammer gefüllt, dann wird beim Mischen Wasser zugegeben und eine Kühlung durch Frischluftzufuhr und Abluftabsaugung bewirkt, wobei vor der Zugabe der Zuschlagsstoffe die Abluftabsaugung abgeschaltet wird.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass es sich um ein aufwendiges, diskontinuierlich arbeitendes Verfahren handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gießereisand-Aufbereitung zu schaffen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und eine exakte Zugabe der Zuschlagsstoffe und eine ideale Konditionierung des Gießereisandes für einen neuen Formgebungsprozeß ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 10.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Der Zustand des Gießereisandes nach der Guss-Sand-Trennung in Bezug auf dessen Temperatur, Feuchtigkeit sowie den Gehalt an Zuschlagsstoffen bzw. die Ausbrandverluste ist unterschiedlich je nach der Verwendung zur Erzeugung eines bestimmten Gußproduktes. Die erfinderische Idee vor diesem Hintergrund ist es, diesen spezifischen Zustand des Gießereisandes auch während des Aufbereitungsprozesses voll zu berücksichtigen, um den Gießereisand nach dessen Aufbereitung wieder in einen optimalen Formgebungszustand vorliegen zu haben.

Hierfür wird der Massenfluß des Gießereisandes zwischen dem Guß- und dem Kühlungsprozeß erfaßt, so dass beim Eintritt des aufzubereitenden Gießereisandes in den Mischkühler der Zustand dieses Gießereisandes bezogen auf die genannten Parameter bestimmt ist. Es ist somit erfindungsgemäß beim Eintritt in den Mischkühler bekannt, welche Qualität dieser Gießereisand hat, wodurch die Zugabe von Wasser und Zuschlagsstoffen wesentlich genauer erfolgen kann, als dies bislang möglich war. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf den Zuschlagsstoffen und hierbei beim Bentonit, der nun angepaßt an die bekannten Ausbrandverluste einer bestimmten Gußherstellung zudosiert werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens sowie der zugehörigen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Bentonit nicht wie in den bekannten Verfahren in Pulverform in den Mischprozeß gegeben wird, sondern vor der Zugabe in den Mischkühler auf seinen Sättigungswert von ca. 25–35% Wasser gebracht wird. Dies erfolgt durch eine Bedüsung des Bentonits in einem neu entwickelten Bentonitbefeuchter, wodurch die im Stand der Technik auftretende Problematik des Zuschlagsaustrages über die Abluftabsaugung nicht auftreten kann.

Um eine optimale Qualität des Gießereisandes wiederherstellen zu können, sollte der Ausgleich der Ausbrandverluste möglichst zeitnah nach dem Gießerprozeß erfolgen. Das erfinderische Verfahren sieht daher vor dem Kühlungsprozeß lediglich eine Förderung des Gießereisandes in einen Zwischenbunker vor, um einen kontinuierlichen und gleichmäßigen Abzug aus diesem Bunker zu ermöglichen und so die schwankende Förderung in den Bunker zu glätten. Dementsprechend ist der Bunker mit 10 t bis 20 t Kapazität klein dimensioniert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Aufbereitungsanlage für Gießereisand im Querschnitt;
2 einen Schnitt durch den Bentonitbefeuchter 10.
Nach der Formmaschine 1 erfolgt die Guss-Sand-Trennung 2, wobei der abgeführte Gießereisand nun eine Aufbereitung durchlaufen muß bevor er wieder verwendet werden kann. Über ein Kastenverfolgungssystem 3 wird erfaßt, welcher gerade abgeführte Gießereisand zur Herstellung welches Gußproduktes verwendet wurde, um so die vom jeweiligen Gußprodukt abhängigen Eigenschaften des Gießereisandes zu erfassen.
Der Gießereisand wird nun in einen Zwischenbunker 4 gefördert. Die Förderung in den Zwischenbunker erfolgt noch ungleichmäßig je nach Beladungszustand der Fördermittel. Aus dem Zwischenbunker 4 wird der Gießereisand nun aber in einem kontinuierlichen Massenstrom abgezogen.
Vor Eintritt in den Mischkühler 5 werden über Temperaturfühler 6 und Wiegemittel 7 diese Parameter des Massen stroms erfaßt. In Zuschlagsstoffbehältern 8 befinden sich beispielsweise Bentonit und Glanzkohlenstoffbildner, die über entsprechende Dosier- und Wiegemittel 9 dem Gießereisand-Massenstrom zudosiert werden. Der Bentonit durchläuft hierbei einen Bentonitbefeuchter 10, der eine Wasser- und Luftzufuhr 11 aufweist. Die Regelung der Zuschlagsstoffdosierung erfolgt über ein computergesteuertes Dosier- und Regelsystem 12, in das als Parameter Informationen aus dem eigentlichen Gießereiprozeß bezogen auf den Zustand des momentan in den Kühler geförderten Gießereisandes und die Informationen über den Massenfluß eingegeben werden.
Ein weiteres Regelsystem ist das Feuchtemess- und Regelsystem 13, dass die Feuchtigkeit des Gießereisandes während des Kühlungsprozeßes überwacht und angepaßt an die gewünschte Endfeuchtigkeit den Massenfluß in den Mischkühler regelt. Dieses Regelsystem steht in Verbindung mit dem Dosier- und Regelsystem 12, die dieses die Werte des Massenflusses in den Mischkühler benötigt.
Beim Eintritt in den Mischkühler 5 wird der Massenstrom über eine Weiche 14 in zwei Stränge 15 aufgespalten, die jeweils über eine Wasserzufuhr 16 mit Wasser bedüst werden, um einen Feuchtigkeitsgehalt im Gießereisand von etwa 4,5% einzustellen. Dieser Gehalt nimmt über den Kühlungsprozeß wieder ab, so dass beim Austritt aus dem Mischkühler 5 ein gewünschter Wassergehalt von etwa 2,2% erreicht wird bei einer Temperatur von etwa 35–45°C.
Im Mischerkühler 5 sind Mischwerke 21 sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren 20 angebracht. Nach Austritt des derart aufbereiteten Gießereisandes aus dem Mischerkühler 5 wird der Gießereisand vor seiner neuerlichen Verwendung zwischengelagert.
2 zeigt den erfindungsgemäßen Bentonitbefeuchter 10. Es handelt sich um einen kegelstumpfförmigen Befeuchtungsraum 17, der von einer Druckkammer 18 umgeben ist. Die Druckkammer 18 weist hierbei Bedüsungsöffnungen 19 zu dem Befeuchtungsraum 17 auf. Zur Druckkammer 18, führen Wasser- und Druckluft-Anschlüsse 22, an die entsprechende Wasser- und Luftzufuhren angeschlossen werden. Der in der Druckkammer aufgebaute Druck soll hierbei etwa bei 5 bis 6 bar liegen.

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden bei dem der Gießereisand nach der Trennung vom Gußstück gekühlt wird und ihm vor seiner Zwischenlagerung Zuschlagsstoffe, insbesondere Bindemittel, und Wasser zur Konditionierung zugemischt werden, um den Gießereisand zu einer neuerlichen Formbildung verwenden zu können, dadurch gekennzeichnet, dass – der Gießereisand, der zur Bildung einer spezifischen Gußform verwendet wird, von der Gußform bis zu dem Eintritt in einen Mischkühler mengenmäßig erfaßt wird, – die dem Mischkühler (1) zugeführte Masse des derart bestimmten Gießereisandes gemessen wird, – diese Werte sowohl einem Feuchte-Mess- und Regelsystem als auch einem Zuschlagsstoff-Dosier- und Regelsystem zur Berechnung der dem Gießereisand zuzuführenden Feuchtigkeit und Zuschlagsstoffe zugeführt werden, – wobei in die Berechnungen zur Dosierung der Zuschlagsstoffe und des Wassers gespeicherte Informationen über den Zustand des Gießereisandes in Bezug auf Temperatur, Feuchtigkeit und Zuschlagsstoffgehalt bzw. Ausbrandverluste in Abhängigkeit des mit dem Gießereisand zuvor erzeugte Gußproduktes mit eingehen.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass – der Gießereisand nach der Gußprodukt-Gießereisand-Trennung einem Zwischenbunker zugeführt wird, – wobei der Zwischenbunker diskontinuierlich befüllt werden kann und gleichzeitig einen kontinuierlichen Abzug des Gießereisandes aus dem Zwischenbunker in einen Mischkühler ermöglicht.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbunker eine Masse von etwa 10 bis 20 Tonnen aufnimmt.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gießereisand zugeführten Zuschlagsstoffe, insbesondere der Bentonit, vor der Zugabe angefeuchtet werden.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden dadurch gekennzeichnet, dass der als Zuschlagsstoff zugeführte Bentonit vor dessen Zugabe auf seine Sättigungsfeuchte von etwa 25–35 % angefeuchtet wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass der Bentonit durch eine Wasserbedüsung dem Gießereisand zugeführt wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, daß der frei in den Mischkühler fallende Bentonit vor dessen Zugabe zum Gießereisand mit einem feinen Wassernebel besprüht wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießereisand bei seinem Einlauf in den Mischkühler ebenfalls mit Wasser besprüht wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit des Gießereisandes beim Eintritt in den Mischkühler durch eine entsprechende Wasserzufuhr auf etwa 4,5% eingestellt wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden, dadurch gekennzeichnet, dass – der Gießereisand kontinuierlich durch den Mischkühler gefördert wird, – wobei eine Zuluft-Abluft-Kühlung erfolgt.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der angefeuchtete Bentonit in den Förderstrom des Gießereisandes in den Mischkühler zugegeben wird.
Verfahren zur Aufbereitung von Gießereisanden nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der in den Mischkühler geförderte Gießereisand beim Eintritt in den Mischkühler in mindestens zwei Förderstränge aufgespalten wird, – die jeweils eine Wasserbedüsung erfahren.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Mischkühler mit Mischwerkzeugen zur kontinuierlichen Aufnahme von aufzubereitendem Gießereisand und Zuschlagsstoffen, gekennzeichnet durch einen Bentonitbefeuchter, durch den der Bentonit in den Mischkühler gefördert wird, wodurch der Bentonit vorm Eintritt in den Mischkühler mit Wasser besprüht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – der Bentonitbefeuchter Anschlüsse für eine Wasser- und für eine Luftzufuhr – sowie mehrere Wasseraustrittsdüsen zum Aufsprühen auf den Bentonit aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bentonitbefeuchter einen kegelstumpfförmigen Befeuchtungsraum aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Eintritt des Gießereisandes in den Mischkühler mindestens eine Weiche zur Aufspaltung des Gießereisandstromes angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Masse des Gießereisandes, der dem Mischkühler zugeführt wird und zur Bestimmung der Temperatur und des Wassergehaltes des Gießereisandes vor, während und nach dem Kühlungsprozeß umfaßt.