DE2405113C3 - Verfahren zur Rückgewinnung von mit Bindemittel versetztem Formstoff sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rückgewinnen von mit Harzen als Bindemitel versetztem Formstoff oder Formsand durch mechanische Aufbereitung sowie eine dafür geeignete Anlage mit einem der Auspackstelle für das Gußstück zugeordneten Zerkleinerungsorgan.

Bekanntlich wird zur Rückgewinnung kaltharzgebundener Quarzsande von Gießereianlagen nach dem Auspacken des Gußstückes der gesamte gebrauchte Formstoff zu einem Brecher geführt, in dem eine Zerkleinerung des Formstoffes auf geringe Korngrößen erfolgt. Nach dem Brecher gelangt der zerkleinerte Formstoff auf das Sieb einer Klassiervorrichtung, von der die größeren Formstoffrückstände erneut dem Brecher zugeführt und zudem Staubteile ausgesondert werden.

Nach dem Durchwandern der Klassiervorrichtung fließt der Formstoff einem Silo zu, an dessen Auslauf ein Mischer den Zulauf von Neusand ermöglicht. Letzterer wird zur Auffrischung und zur Volumensergänzung benötigt, da durch die noch verbleibenden Bindeanteile im Durchschnitt nur achtzig Prozent des Altsandes Wiederverwendung finden; der Altsand muß durch jenen Neusand verbessert werden, was den Vorteil der an sich niedrigen Rückgewinnungskosten bei diesem Verfahren erheblich mindert.

Da es aus Wirtschaftlichkeitsgründen notwendig bleibt, die Sande bereits abgegossener Formkästen — die erwähnten Altsande — dem Verfahrenskreislauf wieder zuzuführen, wurden in der Vergangenheit auch andere Möglichkeiten hierfür erwogen. Es wurde versucht, die Sande auf thermischem Wege rückzugewinnen; die hier auftretenden Nachteile waren zum einen die über den Preisen für Neusand liegenden Rückgewinnungskosten sowie zum anderen die mit den entstehenden Abgasen auftretenden Umweltprobleme. Versuche einer mechanisch nassen Rückgewinnung blieben bislang im Stadium von Laboratoriumsexperimenten, da ihre Anwendung im technischen Bereich

ίο jenseits aller Wirtschaftlichkeit lag.

Die ebenfalls bekannte sogenannte pneumatische Aufbereitung liefert zwar eine weitgehend dem Neusand entsprechende Sandqualität, kann jedoch nur nach einer Vorzerkleinerung zur Anwendung kommen.

Darüberhinaus entstehen sowohl erhebliche Sandverluste durch Kornzertrümtnerung als auch hohe Betriebskosten, die bis an die Grenze der Neusandkosten reichen können.
So hat sich nun der Erfinder das Ziel gesetzt, das eingangs erwähnte Verfahren sowie eine Anlage zu dessen Durchführung so zu verbessern, daß der Neusandverbrauch erheblich eingeschränkt und das Verfahren in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen durchgeführt zu werden vermag.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß unmittelbar nach dem Auspacken des Gußstückes die vorliegenden Anteile vor. thermisch hoch belastetem sowie thermisch niedrig belastetem Formsand mechanisch voneinander getrennt werden und der abgetrennte Anteil an

jo thermisch hoch belastetem Formsand nach üblicher Aufbereitung und nach Ersatz von Transport- oder Staubverlusten als Modellsand wiederverwendet wird. Unter üblicher Aufbereitung ist beispielsweise das Entstauben auf Windsichtern, Fließbettsichtern, das

j') Sieben oder Waschen, sowie eine Kühlung etwa in Stauoder Fließbettkühlern zu verstehen.

Beim Abgießen der Formen wird der am Gußstück anliegende Formsand in einer bestimmter! Stärke, d. h. bis zu einer bestimmten Entfernung vom Gußstück,

•ίο thermisch so stark belastet, daß die Bindemittelanteiie verbrennen. Hierdurch zerfällt der gebundene Formsand oder Formsvoff dieses Bereiches in Sand, während er in einem größeren Abstand zum Gußstück infolge einer geringen thermischen Belastung erhalten bleibt.

4^r> Das Volumen des inneren — hoch belasteten — Bereiches ist abhängig von der Wärmestrahlung des Gußstückes und der Qualität des dieses umgebenden Formstoffes. Für den Fachmann bedarf es besonderer Erläuterungen nicht, daß in dem Sand aus thermisch

so hoch belastet gewesenen Teilen auch Staubpartikel oder Abrieb der thermisch gering belasteten Knollen enthalten sind.

Bei einer Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem der Auspackstelle für das Gußstück zugeordneten Zerkleinerungsorgan ist diesem erfindungsgemäß ein Trennorgan — zum Trennen der Anteile von thermisch niedrig belastetem und thermisch hoch belastetem Formsand — vorgeschaltet.
Der zuvor thermisch niedrig belastete Anteil des

bo Formsandes oder Formstoffes wird erst nach seiner Trennung vom Sandanteil zerkleinert — gegenüber einer Zerkleinerung des gesamten Haufwerkes bei vorbekannten Verfahren. Die Vorteile eines geringeren Energieverbrauches, kleinerer Brechvorrichtungen und/

h5 'der kürzerer Durchlaufzeiten scheinen evident.

Der so behandelte Sand hat zumindest Neusandqualität, wobei vorteilhafte GefügeumwanHlungen durch die thermische Beanspruchung am Quarzkorn noch nicht

berücksichtigt sind.

Da nun an den Sand hohe Ansprüche gestellt werden, der mit der Schmelze in Berührung kommt, leicht es aus, die thermisch hoch beanspruchten Anteile beim Formen in einer relativ dünnen Schicht am Modell anzulegen und die restlichen Hohlräume mit dem nach üblicher Weise mechanisch zurückgewonnenen Formstoffanteil aufzufüllen. Da die äußeren Bereiche keiner hohen Beanspruchung unterworfen sind, kann dieser Formstoff in besonders vorteilhafter Weise auch mit weniger Bindemittel gebunden werden.

Das erfindungsgemäBe Verfahren bietet somit zum einen geringere Bindemittelkosten bei niedrigeren Glühverlusten an, zum anderen eine mäßige Gasentwicklung und somit keine außergewöhnlichen Umweltschutzprobleme. Zudem gestattet der hierbei zur Anwendung kommende Formstoff eine leichtere Entleerung der Formkästen, also kürzere Neben^eiten.

Da zur Regenerierung des Sandes in eine wiederverwendungsfähige Qualität nicht mehr Neusand einzusetzen ist, sondern lediglich die durch Transport und Staub auftretenden Sandverluste ausgeglichen werden, liegt die nunmehr erforderliche Menge von Neusand erheblich unter jener für den auf herkömmliche Weise zurückgewonnenen Sand. Auch ist es möglich, den zurückgewonnenen hochbeanspruchten Sandanteil zur Herstellung von Kernen zu benutzen.

Während der thermisch hochbelastet gewesene Formstoffanteil einem Sichter übergeben wird, fällt der gröbere Formstoffanteil in einen nachgeschalteten Brecher und erst nach diesem in den Sichter. Dabei bleibt es den jeweiligen Verhältnissen überlassen, für beide Sandqualitäten getrennte Stammbaumwege zu konzipieren oder bevorzugtermaßen einen — beidends durch Sperrorgane schließbaren — gemeinsamen Aufbereitungsstrang zu verwenden, den die verschiedenen Formstoffanteile in zeitlicher Verschiebung durchlaufen. In dieser optimal nutzbaren Anlage ist erfindungsgemäß ein Pufferbunker zur vorübergehenden Aufnahme des später zu behandelnden Teilstromes dem Trennorgan nachgeschaltet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Anlage erläutert; deren Verfahrensstammbaum gibt die Figur der Zeichnung wieder.

Ein Gußstück 1 liegt im Formstoffbett 3 eines Formkastens 4. Als Formstoff 3 dient ein durch Kaltharz gebundener Quarzsand, dessen Bindemittel während des Gießvorganges durch Wärmestrahlung im Bereich einer dem Gußstück 1 nahen Zone / verbrennt; hierdurch zerfällt der dort befindliche Formstoff 3 in Sand 3j. Der Formstoff 3_a der äußeren Zone A unterliegt einer so geringen thermischen Belastung, daß dessen Bindemittel nicht zerstört wird, der Formstoff 3_a also in seiner Ausgangsqualität erhalten bleibt

Beim Entleeren des Formkastens 4 nach dem Gießen fällt der gesamte Formstoff 3 auf ein Trennorgan 5 in Form eines Siebes einer Maschenweite von 0,25 mm oder mehr, in welchem eine Trennung des feinkörnigen Sandes 3,· der hochbelasteten Innenzone J vom groben

ίο Formsand 3_a der Außenzone A erfolgt Der letztgenannte gelangt vom oberen Siebaustrag 6_a in einen Backenbrecher 7 mit Exzenterschwinge 8 und aus jenem

— zerkleinert — durch die Förderlutte 9 in einen Entstaubungssichter !0. Von dessen Austragstrichter 11 wird der gebrochene Formsand 3„ in einen pneumatischen Förderer 13, und aus diesem über eine Leitung 14„ in eine Silotasche 15 transportiert sowie gröbere Knollen od. dgl. über eine Leitung 12 zum Brecher 7 zurückgebracht

Der hochwertige sog. Innensand 3, fällt aus dem unteren Siebaustrag 6,- des Siebes 5 in einen Pufferbunker 16. Eine diesen mit dem Sichter 10 verbindende Förderlutte 17 läßt einen Schieber 18/erkennen — wie auch die Förderlutte 9 des Brechers 7 einen entsprechenden Schieber 18_a aufweist. Vermöge dieser Schieber 18 können die beiden Formsand-Qualitäten 3„ bzw. 3, zeitlich getrennt dem Sichter 10 zugeführt werden. An dessen Ausgang schließen zwei weitere getrennte Leitungen mit Schiebern 19„, 19, an.

Bei Verwendung getrennter Sichter 10 für parallel verlaufende Förderwege der Formsandteile 3„ bzw. 3, mögen — wie hier nicht dargestellt — die Schieber 18, 19 sowie gegebenenfalls vorgesehene Pufferbunker 16 od. dgl. entfallen.

j3 Nach dem Sichter 10 kommt der hochwertige Sand 3,

— parallel zum Wege des thermisch gering belastet gewesenen Formsandteiis 3, — über einen pneumatischen Förderer 13, und eine Leitung 14, zur Silotasche 15„ wo ihm zur Volumensergänzung Neusand zugeführt werden kann.

Dem zweitaschigen Silo 20 mit seinen Taschen 15„ bzw. 15, ist ein Mischer 21 nachgeschaltet, in den — geregelt durch zwischenliegende Sperrorgane 23, 24 — entweder hochwertiger Innensand 3, oder Formsand 3_a der Außenzone A des Formkastens 4 gleitet. Im Mischer 21 werden die Sandteile 3, und 3_a voneinander unabhängig mit Bindemittel versetzt.

Die notwendigen Kühlaggregate zur Abkühlung des Formstoffes 3* 3_a nach dem Gießvorgang wurden in der

Zeichnung der Übersichtlichkeit halber vernachlässigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Rückgewinnen von mit Harzen als Bindemittel versetztem Fonnstoff oder Formsand durch mechanische Aufbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Auspacken des Gußstückes die vorliegenden Anteile von thermisch hoch belastetem und thermisch niedrig belastetem Formsand mechanisch voneinander getrennt werden und der abgetrennte Anteil an thermisch hoch belastetem Formsand nach üblicher Aufbereitung und nach Ersatz von Transport- oder Staubverlusten als Modellsand wieder verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Anteile an thermisch hoch belastetem Formsand und an thermisch niedrig belastetem Formsand zeitverschoben in derselben Anlage aufbereitet werden.

3. Anlage zum Rückgewinnen von mit Harzen als Bindemittel versetztem Formstoff oder Formsand durch mechanische Aufbereitung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mil einem der Auspackstelle für das Gußstück zugeordneten Zerkleinerungsorgan, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zerkleinerungsorgan (7) ein Trennorgan (5) vorgeschaltet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan (5) als feinmaschiges Sieb mit einer Maschenweite von etwa 0,25 mm ausgebildet ist.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trennorgan (5) ein Pufferbunker (16) nachgeordnet ist.