DE10356634B4 - Method and apparatus for producing cores in core shooters - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Herstellen von Gießkernen
in Kernschießmaschinen,
umfassend folgende Schritte:
1.1 es wird ein Schießgas gemeinsam
mit Formsand und in Lösemittel
gelöstem
Binder zur Herstellung eines Gießkernes in eine Schießform der
Kernschießmaschine
eingeblasen;
1.2 zum Aushärten
des Gießkerns
wird anschließend
ein Katalysatorgas mit einem Trägergas über eine
Zuführeinrichtung
der Schießform
zugeführt;
1.3
das Katalysatorgas wird mit dem Trägergas und den Ausgasungen
aus der Schießform
des Kernes ausgetragen und
1.4 über eine Rückführeinrichtung zur Zuführeinrichtung zurückgeführt;
1.5
mit Hilfe einer in der Rückführeinrichtung
angeordneten Reinigungsvorrichtung werden das Trägergas und das Katalysatorgas
von den Ausgasungen gereinigt;
1.6 nach der Reinigung wird
der Katalysator mittels einer Adsorptionsstufe aus dem Trägergas entfernt;
1.7
das von den Inhaltsstoffen befreite Trägergas wird im weiteren aufgeheizt
und dem Kern erneut zugeführt,
um so annährend
allen Katalysator und möglichst
viele Ausgasungen aus dem Kern herauszutragen;
1.8 nach Reinigung
der Form...Method for producing cores in core shooters, comprising the following steps:
1.1 it is injected a shotgun gas together with molding sand and solvent dissolved binder for producing a casting core in a shooting mold of the core shooting machine;
1.2 for curing the casting core, a catalyst gas is then supplied with a carrier gas via a feeding device of the shooting mold;
1.3 the catalyst gas is discharged with the carrier gas and the gas emissions from the mold of the core and
1.4 returned to the feeder via a return device;
1.5 using a arranged in the return device cleaning device, the carrier gas and the catalyst gas are purified from the outgassing;
1.6 after purification, the catalyst is removed from the carrier gas by means of an adsorption step;
1.7 the carrier gas freed from the contents is further heated and fed back to the core so as to carry out almost all of the catalyst and as many outgassings from the core;
1.8 after cleaning the mold ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gießkernen in Kernschießmaschinen. Kernschießmaschinen dienen dem Zweck, aus Formsand und einem Binder, beispielsweise einem Zweikomponentenbinder, Gießkerne zu erzeugen. Die Gießkerne werden benötigt, um bei Gussteilen mit Hohlräumen eben diese vom Gussmaterial freizuhalten. Nach Erkalten der Gussmasse werden die Kerne in der Regel durch gezielte starke Vibrationen zerstört und können durch Gießkanäle entfernt werden.The The present invention relates to a method and an apparatus for producing casting cores in core shooters. Core shooters serve the purpose of molding sand and a binder, for example a two-component binder to produce casting cores. The cores are needed to for castings with cavities just to keep these free from the casting material. After cooling the casting compound The cores are usually targeted by strong vibrations destroyed and can removed through sprues become.
Die zwei Komponenten, welche Sand binden, werden in Lösemitteln gelöst, dem Sand zugeteilt, mittels Druckluft gemeinsam mit dem Sand in eine Form geschossen und anschließend zur Reaktion gebracht, indem man einen Luftstrom mit einem gasförmigen Katalysator durch die Kernform strömen lässt. Der Trägergasstrom trägt nicht nur das Katalysatorgas in den Kern hinein, sondern nach sehr kurzer Verweilzeit auch wieder aus dem Kern heraus, wobei gleichzeitig auch Lösemittel verdampfen.The Two components that bind sand become solvents solved, assigned to the sand, using compressed air together with the sand in one Form shot and then reacted by passing a stream of air with a gaseous catalyst flow through the core shape. Of the Carrier gas stream does not carry only the catalyst gas into the core, but after a very short time Dwell time again out of the core, while at the same time also solvents evaporate.
Im Stand der Technik wird das Abgas durch eine Raumluftabsaugung erfasst, einer Wäsche mit Schwefelsäure unterzogen und beispielsweise über Dach abgeleitet.in the In the prior art, the exhaust gas is detected by a room air extraction, a wash with sulfuric acid subjected and, for example, over roof derived.
Da der Katalysator während der Wäsche mit der Säure ein Salz bildet, werden sowohl Schwefelsäure als auch Katalysator verbraucht.There the catalyst during the laundry with the acid forms a salt, both sulfuric acid and catalyst are consumed.
Die Waschlösung wird als Sonderabfall entsorgt. Sie kann in einer Raffinerie nach Versatz mit einer Lauge und anschließender Destillation aufgearbeitet werden. Es verbleibt allerdings ein Abfallsalz, welches durch die Lauge und die Schwefelsäure gebildet wird.The wash solution is disposed of as hazardous waste. She can after in a refinery Mixture worked up with an alkali and subsequent distillation become. However, there remains a waste salt, which by the Lye and the sulfuric acid is formed.
Um
die Abfallmenge zu reduzieren, schlägt die
Nachteilig
in der
Zudem weist der fertige Kern noch lange Zeit eine Geruchsbelästigung auf, weil Lösemittel und Reste des Katalysators freigesetzt werden, während der Kern bis zur Weiterverarbeitung zwischengelagert wird. Da diese Freisetzungen gesundheitsschädliche Chemikalien aufweisen, müssen die Kerne speziell gelagert werden.moreover For a long time, the finished core has an odor nuisance because of solvents and residues of the catalyst are released while the core is ready for further processing is temporarily stored. Because these releases harmful chemicals have to have the cores are specially stored.
In
der
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass der Katalysator nicht zurückgewonnen werden kann, da er durch Mikroorganismen zerstört wird und bei Abgasreinigungsverfahren, bei denen auf biologischem Wege Chemikalien abgebaut werden, die Funktionstüchtigkeit daran gebunden ist, dass die eingesetzten Chemikalien möglichst nicht geändert werden oder bei Änderung ein neuer wirksamer Mikroorganismus gezüchtet werden muss.adversely in this process is that the catalyst is not recovered because it is destroyed by microorganisms and in the case of exhaust gas purification processes, which biodegrade chemicals that are functionality It is bound to the chemicals used as possible not changed be or change a new effective micro-organism needs to be bred.
Aus
der
Nachteilig
an dem Verfahren gemäß der
Die
Nachteilig
an dem aus der
Aus
der
Kernschießmaschinen,
wobei ein Katalysatorgas mit einem Trägergas über eine Zuführeinrichtung
der Schießform
zugeführt
wird. Danach wird das Katalysatorgas mit einem Trägergas und
den Ausgasungen aus der Schießform
des Kerns ausgetragen, und über
eine Rückführeinrichtung
zur
Zuführeinrichtung
zurückgeführt. Bei
der Rückführung werden
Trägergas
und Katalysatorgas von den Ausgasungen gereinigt. Das Trägergas wird
in einer Phase I zugegeben, in einer Phase II in einem Puffer vorgehalten,
und in einer Phase III wieder in die Umgebung entlassen. Es findet
somit kein Kreislaufbetrieb statt. Ferner wird kein reiner Katalysator
rückgewonnen,
sondern ein Katalysator, der mit niedrig siedenden Lösungsmitteln
verunreinigt ist.
Core shooters, wherein a catalyst gas is supplied with a carrier gas via a feeder of the shooting mold. Thereafter, the catalyst gas is discharged with a carrier gas and the outgassing from the mold of the core, and a return means for
Feeding device returned. During recirculation, carrier gas and catalyst gas are cleaned of outgassing. The carrier gas is added in a phase I, held in a phase II in a buffer, and released in a phase III back into the environment. There is thus no circulation operation. Further, no pure catalyst is recovered, but a catalyst which is contaminated with low-boiling solvents.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, die die Herstellung von Gießkernen bzw. Sandkernen mit Hilfe eines Katalysators in einer Kernschießmaschine zulässt, wobei das Verfahren Abgase vermeidet, damit umweltverträglich ist und der eingesetzte Katalysator mehrfach verwendet werden kann. Die Vorrichtung soll sich darüberhinaus durch einen einfachen Aufbau auszeichnen. Des weiteren soll die Ausbeute an zurückgewonnenem Katalysator so groß wie möglich sein.task The invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method and a device which is the manufacture of casting cores or sand cores with the help of a catalyst in a core shooter allows, the process avoids exhaust gases to be environmentally friendly and the catalyst used can be used several times. The device should be beyond characterized by a simple structure. Furthermore, the Yield of recovered Catalyst as big as possible be.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 20.Is solved the object by a method according to claim 1 and a device according to claim 20th
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbaren Abscheidegrade reichen aus, um die Technische Anleitung Luft einzuhalten. Insbesondere ist der maximale Massenstrom an die Umwelt kleiner als 0,5 kg/h und vorzugsweise kleiner 0,05 kg/h.The achievable with the method according to the invention Separation levels are sufficient to comply with the technical manual air. In particular, the maximum mass flow to the environment is less than 0.5 kg / h and preferably less than 0.05 kg / h.
Der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zurückgewonnen Katalysator ist in so reiner Form, dass ein erneuter Einsatz zur Aushärtung der Kerne möglich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein bis zu 99,9 %, vorzugsweise 99,3 % reiner Katalysator gewonnen werden. Des weiteren ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Ausbeute an Katalysator sehr hoch, da durch gezielte Beeinflussung der thermodynamischen Bedingungen im Kern, vorzugsweise des Drucks und der Spülgasverteilung, weniger Katalysator im Kern verbleibt, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Außerdem kann der austretende Katalysator fast zu 100 % zurückgewonnen werden. Bevorzugt wird gemäß der Erfindung das Desorptionsgas ebenfalls im Kreis geführt, so dass die Katalysatorfracht des Desorptionsgases als Erstfüllung verstanden werden kann. Dadurch kann alle zusätzlich ins System gelangende Katalysatormenge vollständig zurückgewonnen werden.Of the according to the method of the invention recovered Catalyst is in such a pure form that a renewed use for curing the cores possible is. With the method according to the invention can win up to 99.9%, preferably 99.3% pure catalyst become. Furthermore, in a preferred embodiment the yield of catalyst is very high, because of targeted influence the thermodynamic conditions in the core, preferably the pressure and the purge gas distribution, less catalyst remains in the core than in the prior art the case is. In addition, can the escaping catalyst can be recovered almost 100%. Prefers is according to the invention the desorption gas also circulated so that the catalyst charge the desorption gas as Erstfüllung can be understood. This allows all the additional amount of catalyst entering the system Completely recovered become.
Ein Abgasstrom entsteht erfindungsgemäß nur in dem Maße, wie wegen konstruktionsbedingter Undichtigkeiten an der unter vermindertem Druck stehenden Kernform angesaugte Umgebungsluft das System auf der Druckseite wieder verlassen muss. Eine Nachreinigung – etwa mit einer schwefelsauren Wäsche – ist wegen des extrem geringen Schadstoffgehalts nicht erforderlich.According to the invention, an exhaust gas flow only occurs to the extent that ambient air sucked in due to construction-related leaks in the core mold under reduced pressure System on the print side must leave again. A subsequent cleaning - such as with a sulfuric acid laundry - is not necessary because of the extremely low pollutant content.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus, dass das Abgas dort erfasst wird, wo es entsteht, ohne Raumluftvermischung zu bewirken. Dazu wird eine Rückführeinrichtung nach der Form der Kernschießmaschine, bevorzugt, unmittelbar an oder in der Nähe der Form, beispielsweise an den Ausblasdüsen der Kernform, angeordnet. Mit Hilfe dieser Rückführeinrichtung kann das während der Katalyse benutzte Trägergas rückstandsfrei und unverfälscht erfasst und der Abgasbehandlung zugeführt werden.The inventive method assumes that the exhaust gas is detected where it originates without effecting room air mixing. This is a return device according to the shape of the core shooter, preferably, directly on or in the vicinity of the mold, for example at the exhaust nozzles the core shape, arranged. With the help of this feedback device can during the Catalysis used carrier gas residue and unadulterated and the exhaust treatment supplied become.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird beispielsweise das beim Schießen eingesetzte Gas, beispielsweise Druckluft, nicht rückgeführt, sondern entweicht aus der Form. Nur das im zweiten Prozessschritt zugeführte Träger- und/oder Spülgas wird zurückgeführt, nachdem es nach Austritt aus der Kernform schrittweise erst von den Verunreinigungen und dann vom Katalysator befreit wurde.In A first embodiment of the invention, for example, the when shooting used gas, such as compressed air, not recycled, but escapes from the mold. Only the carrier and / or purge gas supplied in the second process step becomes returned after it gradually escapes from the impurities after leaving the core form then freed from the catalyst.
In einer alternativen Ausgestaltung kann auch das beim Schießen eingesetzte Gas im ersten Prozessschritt rückgeführt werden.In an alternative embodiment can also be used when shooting Gas are recycled in the first process step.
Vorteilhafterweise wird der Kernsand schon in der Zuführeinrichtung mit einem trockenen Gas beaufschlagt, welches ebenfalls für den Schießvorgang und die Begasung mit Katalysator zum Einsatz kommt.advantageously, The core sand is already in the feeder with a dry Gas applied, which also for the shooting and fumigation with Catalyst is used.
Das Schießen wird zweckmäßigerweise mit Stickstoff durchgeführt, um eine eventuell entstehende Explosionsgefahr zu bannen und den Eintritt von Feuchtigkeit zu verhindern.The shoot is expediently carried out with nitrogen, to avert a potentially explosive hazard and the Prevent entry of moisture.
Der Stickstoff wird gemeinsam mit dem Formsand und in Lösemittel gelöstem Binder in die Schießform eingeblasen. Dies bietet sich vor allem bei der Ausführungsform an, bei der auch das für das Schießen verwendete Gas rezirkuliert wird.Of the Nitrogen becomes common with the molding sand and in solvent dissolved Binder in the shooting form blown. This is especially useful in the embodiment in which also for the shooting used gas is recirculated.
Wird wie bei den bisherigen Verfahren beim Einschießen des Formsandes das Schießgas nicht rezirkuliert, so kann beispielsweise Druckluft verwendet werden. Wird das Schießgas wie in der zweiten Ausführungsform rezirkuliert und aus der Form ausgetragen, so kann das Schießgas, bevor es als Trägergas an der Zuführeinrichtung zum Zuführen des Trägergases erneut zur Verfügung gestellt wird, in einer Reinigungsvorrichtung gereinigt werden. Die Reinigungsvorrichtung kann eine Kondensationseinrichtung, eine mechanische Abscheideeinrichtung sowie eine Tropfenabscheidevorrichtung umfassen. Die mechanische Abscheidungseinrichtung, beispielsweise für Staub, kann ein Hochleistungszyklon oder Tuchfilter sein. Die Kondensationseinrichtung kann eine Kältefalle umfassen. Des weiteren kann in der Rückführleitung der Tropfenabscheider und eine Wiederaufheizung in einem Wärmetauscher vorgesehen sein.Becomes as in the previous method when shooting the molding sand, the shooting gas is not recirculated, For example, compressed air can be used. Will the shooting gas like in the second embodiment recirculated and discharged from the mold, so can the shooting gas before it as a carrier gas at the feeder for feeding the carrier gas again available is cleaned in a cleaning device. The cleaning device may include a condensation device, a mechanical separating device and a droplet separating device include. The mechanical deposition device, for example for dust, can be a high performance cyclone or cloth filter. The condensation device can be a cold trap include. Furthermore, in the return line of the mist eliminator and a reheating be provided in a heat exchanger.
Zur Begasung mit Katalysator wird dem Trägergas nach Beendigung des Schusses vor Eintritt in die Kernform gezielt eine kleine Menge verdampften Katalysators zudosiert. Beim Austritt des Trägergases, welches in mehreren Zyklen während der Kreislaufführung den Katalysator wieder austrägt und dabei auch Verunreinigungen mitschleppt, werden die thermodynamischen Bedingungen so gewählt, dass der Katalysator nur in unbedeutenden Mengen in der Kältefalle kondensiert. Die Verunreinigungen werden dagegen fast vollständig zurückgehalten. Die Kältefalle wird dabei bei einer Temperatur von –25 bis –50, vorzugsweise bei –40 °C betrieben.to Fumigation with catalyst is the carrier gas after completion of the Shot before entering the core shape targeted a small amount evaporated catalyst added. At the exit of the carrier gas, which in several cycles during the circulation discharges the catalyst again And it also entrains impurities are the thermodynamic Conditions chosen so that the catalyst only in insignificant amounts in the cold trap condensed. The impurities, however, are almost completely retained. The cold trap is operated at a temperature of -25 to -50, preferably at -40 ° C.
In einem zweiten Schritt wird das Trägergas vor dem erneuten Eintritt in die Kernform über einen Adsorber geleitet, in welchem der Katalysator fast vollständig zurückgehalten wird. Damit ist das Trägergas praktisch vollständig von Inhaltsstoffen befreit und kann bei der Rückführung in die Kernform zum weitgehenden Austreiben des dort noch verbliebenen Katalysators und der übrigen verdampfbaren Komponenten verwendet werden.In a second step is the carrier gas before reentry into the core form passed an adsorber in which the catalyst almost completely retained becomes. This is the carrier gas practically complete freed from ingredients and can return to the core form to extensive Expelling the still remaining there catalyst and the other vaporizable components be used.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann nach Schießen und Begasen des Kerns mit einem Spülgas, das verschieden zum Trägergas sein kann, feigespült werden. Mit Spülgas gelingt es, das System freizuspülen, bis alle in den Poren des Kerns frei vorhandenen verdampfbaren Chemikalien ausgetragen sind. Damit lässt sich der Kern ohne Geruchsbelästigung lagern.In a first embodiment The invention can after shooting and gassing the core with a purge gas other than the carrier gas can, cowardly rinsed become. With purge gas manages to flush out the system, until all vaporizable chemicals freely present in the pores of the core are discharged are. Leave it the core without odor nuisance to store.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Spülgas, welches während des Spülvorgangs ausgeschleust wird, zu einer Adsorptionsstufe geführt, die zwei Adsorber umfassen kann. Ein Adsorber steht dann für die Desorption bereit. Solange die Restbelastung des gereinigten Kreislaufgases geringer ist als diejenige, die den Kern verlässt, kann das Kreislaufsystem mit dem gereinigten Gas gespült werden. Erst in der letzten Spülphase wird frischer Stickstoff eingesetzt und das gereinigte Gas wird in die Atmosphäre entlassen.In an advantageous embodiment, the purge gas, which during the flushing is discharged, led to an adsorption, the two Adsorber may include. An adsorber then stands for desorption ready. As long as the residual load of the purified cycle gas less than the one leaving the nucleus can be the circulatory system rinsed with the purified gas become. Only in the last rinsing phase Fresh nitrogen is used and the purified gas becomes into the atmosphere dismiss.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Trägergas selbst zum Spülen eingesetzt. Erfindungsgemäß wird während der Spülphase der Druck durch gezieltes Androsseln des Trägergasstromes am Eintritt in die Kernform soweit verringert, dass dieser einer Kapillarkondensation des Katalysators im Kern entgegenwirkt und die Ausbeute an zurückgewonnenem Katalysator auf diese Weise erhöht wird. Damit lässt sich nach Beendigung dieses Begasungs-/Spülvorgangs der Kern ohne Geruchsbelästigung lagern.In a particularly advantageous embodiment, the carrier gas itself is used for rinsing. According to the invention, during the rinsing phase the pressure is reduced to such an extent by targeted throttling of the carrier gas stream at the entry into the core form that this counteracts capillary condensation of the catalyst in the core and the yield of recovered catalyst is increased in this way. This can be done after completion This gassing / rinsing process store the core without odor nuisance.
Vorteilhafterweise wird das Trägergas über eine Adsorptionsstufe geführt, die den Katalysator aufnimmt und die aus zwei parallel geschalteten Adsorbern bestehen kann. Ein Adsorber steht dann für die Desorption bereit.advantageously, is the carrier gas over a Adsorption led, which receives the catalyst and which consists of two parallel Adsorbers can exist. An adsorber then stands for desorption ready.
Vorteilhafterweise wird gemäß der Erfindung das Trägergas über eine Kondensationsstufe geleitet, die aus zwei parallel geschalteten Kältefallen bestehen kann. Eine Kältefalle kann dabei zur Regeneration bereit stehen. Eine Regeneration kann erforderlich werden, weil Teile der kondensierten Verunreinigungen bei den gewählten Betriebsbedingungen fest werden und die Wirkung der Kältefalle beeinträchtigen. Bei der Regeneration wird demzufolge die Kältefalle deutlich über den Schmelzpunkt dieser Komponenten aufgeheizt.advantageously, is according to the invention the Carrier gas over one Condensation stage passed, consisting of two parallel cold traps can exist. A cold trap can be ready for regeneration. A regeneration can become necessary because parts of the condensed impurities at the chosen Operating conditions are fixed and the effect of the cold trap affect. In the regeneration, therefore, the cold trap is clearly above the Melting point of these components heated.
Dadurch, dass die gesamte Gasführung bei Begasung und Spülung in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt, ist ein Abgasstrom im Prinzip vollständig zu vermeiden. Wenn dennoch ein Abgasstrom hingenommen werden muss, dann deswegen, weil Undichtigkeiten in der teilbaren Kernform, die beim Spülen unter verminderten Druck gesetzt wird, ein Ansaugen von Umgebungsluft in geringem Ausmaß möglich erscheinen lassen. Das angesaugte Falschluftvolumen muss das System nach der Reinigung in der Adsorptionsstufe wieder verlassen.Thereby, that the entire gas flow with fumigation and rinsing takes place in a closed circuit, is an exhaust gas flow in the Principle completely to avoid. If, nevertheless, an exhaust gas flow has to be accepted, then because of leaks in the divisible core form, the do the washing up under reduced pressure, an intake of ambient air seem possible to a small extent to let. The sucked air volume must be the system after the Leave cleaning in the adsorption again.
Da dieser Abgasvolumenstrom sehr gering ist, kann auch bei relativ schlechtem Abscheidegrad der Adsorptionsstufe der emittierte maximale Katalysatormassenstrom so gering gehalten werden, dass der nach TA-Luft zulässige maximale Schadstoffmassenstrom von 0,5 kg/h unterboten wird. Vorzugsweise ist mit einem maximalen Massenstrom von kleiner 0,05 kg/h zu rechnen.There This exhaust gas flow rate is very low, can also at relative poor separation efficiency of the adsorption stage of the emitted maximum Catalyst mass flow are kept so low that the after TA-Luft permissible maximum pollutant mass flow of 0.5 kg / h is undercut. Preferably is to be expected with a maximum mass flow of less than 0.05 kg / h.
Bevorzugt kann eine Desorption des Katalysators erneut durch eine Kreislaufgasführung erfolgen, bei der das Kreislaufgas gleichzeitig als Wärmeträger und Spülgas dienen kann, um den Katalysator aus dem Adsorber aus- und in eine Kältefalle einzutragen. Nach Ablauf der Desorption kann über das Kreislaufgas und den ausschließlichen Betrieb über die Kältefalle der Adsorber wieder abgekühlt und für den nächsten Adsorptionszyklus bereitgestellt werden.Prefers a desorption of the catalyst can be done again by a circulation gas, in which the recycle gas can simultaneously serve as a heat carrier and purge gas to the catalyst the adsorber off and into a cold trap entered. After expiration of the desorption can on the cycle gas and the exclusive Operation over the cold trap the adsorber cooled again and for the next Adsorption cycle are provided.
Die Kältefalle führt in diesem Falle zur Kondensation des Katalysators, weil in diesem Falle die Konzentration des Katalysators im Kreisgas um ein Vielfaches höher ist als bei der Begasung des Kerns.The cold trap leads in this case for the condensation of the catalyst, because in this case the concentration of the catalyst in the recycle gas by a multiple is higher as in the fumigation of the nucleus.
Ein nicht kondensierender Restbestandteil des Katalysators verbleibt im Kreislaufgas oder wird auf dem regenerierten Adsorber zurückbleiben. Das System ist damit gegenüber der Atmosphäre dicht und emittiert keinerlei Schadstoffe; die Kapazität des Adsorbers wird nur unwesentlich verringert, was sich lediglich in der Ad- zu Desorptionszykluszeit niederschlägt.One non-condensing residual component of the catalyst remains in the recycle gas or will remain on the regenerated adsorber. The system is opposite the atmosphere dense and does not emit any pollutants; the capacity of the adsorber is only insignificantly reduced, which is only possible in the ad- precipitates to desorption cycle time.
Die Kondensate aus der Kältefalle und dem Tropfenabscheider im Trägergasstrom hinter der Kernform können vorteilhafterweise in einer Rektifizierungskolonne aufgearbeitet werden. Die Lösemittel können dann zur Herstellung der Zweikomponentenbinderlösungen an den Hersteller zurückgegeben werden. Alle Reaktionsprodukte, die aus Teilen der Kondensate möglicherweise entstehen, finden sich im Sumpf der Rektifikationskolonne wieder und können – solange sie nicht zu hoch aufkonzentriert werden, zum Zwecke der Wärmerzeugung verbrannt werden. Die Wärme wird – soweit eine Wärmepumpe zur Verschiebung der Energie zwischen Kältefalle und Aufheizung nicht ausreicht – für Desorption und Destillation benötigt.The Condensates from the cold trap and the mist eliminator in the carrier gas stream behind the core shape can worked up advantageously in a rectification column become. The solvents can then returned to the manufacturer for preparation of the two-component binder solutions. All reaction products that may be from parts of the condensates arise, can be found in the bottom of the rectification column again and can - as long as they are not concentrated too much for the purpose of heat generation to be burned. The heat will - as far as a heat pump for Displacement of energy between cold trap and heating not sufficient - for desorption and distillation needed.
Der in der Desorption zurückgewonnene Katalysator kann zwischengelagert und zum Begasen während der Härtephase in der Kernherstellung erneut eingesetzt werden. Eventuell noch in den Lösemittelkondensaten vorhandener Katalysator kann als getrennte Fraktion bei der Rektifikation gewonnen werden.Of the recovered in the desorption Catalyst can be stored and gassing during the process hardness phase be reused in core manufacturing. Maybe still in the solvent condensates Existing catalyst can be used as a separate fraction in the rectification be won.
Damit entstehen keine Rückstände, die Wertstoffe werden in reiner Form zurückgewonnen.In order to There are no residues, the valuable substances are recovered in pure form.
Neben dem Verfahren stellt die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Herstellen von Gießkernen zur Verfügung, die sich durch eine hohe Umweltverträglichkeit sowie einen niedrigen Katalysatorverbrauch auszeichnet.Next In the method, the invention also provides an apparatus for manufacturing of casting cores to disposal, characterized by a high environmental impact as well as a low Catalyst consumption is characterized.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben werden.The Invention will be described below by way of example with reference to FIGS become.
Es zeigt:It shows:
In
Nachdem
das aus der Kernschießmaschine ausgetragene
Gas die Reinigungsvorrichtung
Alternativ zur direkten Zuführung des Trägergases zur Adsorptionsstufe ist es möglich, das abgekühlte Gas erneut aufzuheizen. Die erneute Aufheizung kann mit Hilfe der Wärmepumpe erfolgen. Das gereinigte Katalysator- und Trägergas wird dann zur Überwindung der Strömungsverluste geringfügig komprimiert. Ist der Kern ausgehärtet, so wird kein Katalysatorgas mehr benötigt. Der Kreislauf wird dann in einen erweiterten Kreislauf umgewandelt. In dem erweiterten Kreislauf befindet sich eine Adsorptionseinrichtung. Die Adsorptionseinrichtung wird so geführt, dass der ausgetragene Katalysator dort adsorbiert und auf diese Art und Weise aufkonzentriert wird. Der adsorbierte Katalysator wird aus dem Kreisgas entnommen und das Kreisgas, das weitgehend frei von Katalysator ist, rückgeführt. Auf diese Art und Weise ist es auch möglich, den Kern zu spülen und weitgehend alles eingesetzte Katalysatorgas in der Adsorptionsstufe zu binden.alternative for direct feed the carrier gas to the adsorption stage it is possible the cooled To reheat gas. The reheating can be done with the help of heat pump respectively. The purified catalyst and carrier gas then becomes an overcomer the flow losses slightly compressed. Is the core hardened, so no catalyst gas is needed anymore. The cycle then becomes converted into an expanded cycle. In the extended cycle there is an adsorption. The adsorption device is so led that the discharged catalyst is adsorbed there and on this Way is concentrated. The adsorbed catalyst is taken from the recycle gas and the recycle gas, which is largely free of catalyst is recycled. On this way it is also possible to flush the core and largely to bind all used catalyst gas in the adsorption step.
Nachdem,
wie zuvor beschrieben, der Sandkern erzeugt und gespült wurde,
wird der Kern im Schritt
In
Beim
Kernschießen
wird zunächst
der Sand über
die Zuführeinrichtung
Wird
in die Form mit einem Trägergas
geschossen, welches gleich nach dem Schuss wieder an die Umgebung
abgegeben werden soll, wird die Dreiwege-Armatur
Das
Trägergas
und die Lösemittel
des Binders werden zusammen mit dem Katalysator und den bei dem
Aushärtprozess
entstehenden Ausgasungen erfindungsgemäß immer über die Rückführleitung
Für den Fall,
dass der Kompressor
Im Idealfall ist damit die Anlage auch an der Kernform gegenüber der Umgebung hermetisch abgeschlossen und in Abhängigkeit von der Spüldauer kann der Katalysator zu 85 bis 99 % zurückgewonnen werden. Verluste sind lediglich dadurch zu erwarten, dass eine geringfügige Menge schon in der Kältefalle gemeinsam mit den Lösemitteln aus dem Trägergas ausgewaschen wird. Je länger die Spüldauer und je höher die Spülgastemperatur und je niedriger der Druck in der Kernform gewählt wird, desto höher ist die Katalysatorausbeute.in the Ideally, the system is also at the core shape compared to the Environment hermetically sealed and depending on the rinsing time can the catalyst can be recovered to 85 to 99%. losses are only to be expected that a small amount already in the cold trap together with the solvents from the carrier gas is washed out. The longer the flushing duration and The higher the purge gas temperature and the lower the pressure in the core shape is chosen, the higher the catalyst yield.
Die
Adsorptionsstufe ist aufgeteilt in die beiden Adsorber
Der
in der Adsorptionsstufe in den Adsorbern
Das
Trägergas
wird dabei heiß über den
zur Desorption freigeschalteten Adsorber geleitet, verdampft dort
den Katalysator und führt
ihn zur beschriebenen Kondensationseinheit
Der Katalysator kondensiert hier im Gegensatz zum Verhalten in der Rückführeinrichtung, weil die Konzentration hier erheblich höher ist. Der verbleibende Rest im Trägergas kann als Grundlast angesehen werden und beeinflußt die Funktion nicht weiter.Of the Catalyst condenses here in contrast to the behavior in the recycling device, because the concentration is considerably higher here. The remainder in the carrier gas can be considered as a base load and does not affect the function any further.
Das
Wechselspiel zwischen Erhitzen und Abkühlen gelingt auch hier mit
Hilfe der Wärmepumpe
Ist
die Desorption beendet, werden die Wärmetauscher
In
Beim
Kernschießen
wird zunächst
der Sand über
die erste Zuführeinrichtung
zusammen mit dem Trägergas
in die Schießform
Wird
in die Form mit einem Trägergas
geschossen, welches gleich nach dem Schuss wieder an die Umgebung
abgegeben werden soll, wird die Dreiwege-Armatur
Das
Trägergas
und die Lösemittel
des Binders werden zusammen mit dem Katalysator und den bei dem
Aushärtprozess
entstehenden Ausgasungen erfindungsgemäß immer über die Rückführleitung
Ist
der Kern ausgehärtet,
so braucht kein Katalysatorgas mehr zugeführt zu werden. Es werden sodann
die Armaturen
Nach
einem angemessenen Zeitraum wird die Armatur
Die
Adsorptionsstufe ist aufgeteilt in die beiden Adsorber
Der
in der Adsorptionsstufe in den Adsorbern
Das
Trägergas
wird dabei heiß über den
zur Desorption freigeschalteten Adsorber geleitet, verdampft dort
den Katalysator und führt
ihn zur beschriebenen Kondensationseinheit
Der
Katalysator kondensiert hier im Gegensatz zum Verhalten in der Rückführeinrichtung,
weil die Konzentration hier erheblich höher ist. Der verbleibende Rest
im Trägergas
kann als Grundlast angesehen werden und beeinflusst die Funktion
nicht weiter. Das Wechselspiel zwischen Erhitzen und Abkühlen gelingt
auch hier mit Hilfe der Wärmepumpe
Ist
die Desorption beendet, wird der Wärmetauscher
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit erstmals eine Kernschießvorrichtung angegeben, bei der die Umweltbelastungen minimiert werden können und die eingesetzten Chemikalien weitgehend vollständig genutzt werden. Eine Chemikalienabgabe und damit ein Chemikalienverlust durch Austragung in die Umgebungsluft wird weitgehend vermieden. Des weiteren zeichnet sich das Verfahren durch eine hohe Energieeffizienz aus. Eine Entsorgung von Waschlösungen entfällt vollständig. Chemikalien, mit denen eine Abgasreinigung betrieben werden müsste, sind nicht erforderlich. Das System kann mit geringstem Aufwand in vorhandene Kernschießprozesse integriert werden. Wie schon erwähnt, kann die Kernform zwecks der Vermeidung der Ansaugung von Falschluft direkt an den Ausgangsdüsen durch Schlauchverbindungen mit der erfindungsgemäßen Anlage verbunden werden. Mit dieser Konstruktion wird die Möglichkeit geboten, die Verteilung des Spülgases im Kern über unterschiedlich lange Schlauchwege und damit verschiedene Druckverluste zu steuern.With The present invention thus becomes a core shooting device for the first time specified, in which the environmental impact can be minimized and the chemicals used are largely fully utilized. A chemical delivery and thus a loss of chemicals by discharge into the ambient air is largely avoided. Furthermore, the process is characterized through a high energy efficiency. Disposal of washing solutions is completely eliminated. chemicals with which an exhaust gas purification would have to be operated, are not required. The system can with minimal effort in existing core shooting processes to get integrated. As already mentioned, can the core shape for the purpose of avoiding the intake of false air directly at the outlet nozzles be connected by hose connections with the system according to the invention. This construction offers the possibility of distribution of purge gas in the core about different lengths of hose paths and thus different pressure losses to control.
Damit ist eine deutliche Verbesserung der Verteilung des Katalysators und eine Erhöhung der Anfangsfestigkeit der Kerne in kritischen Zonen mit filigranen Strukturen gegeben. Die Ausschussrate bei der Kernfertigung wird dadurch verringert.In order to is a significant improvement in the distribution of the catalyst and an increase the initial strength of the cores in critical zones with filigree Structures given. The reject rate at the core production becomes thereby reduced.
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