DE4427586C1

DE4427586C1 - Vorrichtung zum Aufbereiten von Gießereialtsand

Info

Publication number: DE4427586C1
Application number: DE4427586A
Authority: DE
Inventors: Johann Muehlbauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2014-08-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Zumindest in kleineren Gießereibetrieben werden bisher die Gußstücke manuell mit Preßlufthammer oder mit Hammer und Meißel aus den Sandformen ausgebaut. Diese Tätigkeit ist zeitraubend und körperlich besonders anstrengend; es wird zunehmend schwieriger, hierfür Hilfskräfte zu finden.

Der zerschlagene Gießereialtsand, der beim Entformen anfällt, wird derzeit entweder in eine meist weit entfernte zentrale Sandregenerieranlage transportiert, was hohe Kosten sowohl für den Transport als auch für die Entsorgung selbst bedingt, oder aber der Gießereialtsand wird nach dem Zerschlagen nicht aufbereitet, sondern in ein Granitwerk transportiert, wo der Sand gebrochen und anschließend im Straßenbau verwendet wird. Auch hierbei entstehen dem Gießereibetrieb erhebliche Kosten, sowohl in Hinblick auf den Transport als auch das Brechen des Sandes im Granitwerk.

Aus der DE-OS 23 07 773 ist ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Aufbereiten von Gießereisand bekannt, wobei in einem diskontinuierlichen Betrieb die Gußstücke mit der Sandform in einen mit Flammen beheizten geschlossenen Behälter gebracht werden und dort das Kunstharz verbrannt wird. Nach vollstän diger Verbrennung des Harzes werden das Gußstück und der Sand aus dem Behälter entfernt und auf einem perforierten Förder band voneinander getrennt. Dies bedeutet, daß Gußstück und Sand aus dem Ofen ausgebracht und erst anschließend getrennt werden.

Desweiteren sind aus US-PS 52 53 698 und US-PS 52 94 094 sowie aus WO 94/04 297 A1 Verfahren und Vorrichtungen zum Aufbereiten von Gießereisand zusammen mit den Gußstücken bekannt, bei denen die dort verwendeten Öfen sich grund sätzlich von der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung unterscheiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Gießereialtsand an Ort und Stelle zu regenerieren, um die hohen Transportkosten zu vermeiden, und gleichzeitig den regenerierten Altsand in einen Neusand entsprechenden Zustand überzuführen, so daß die Kosten für die Neusandbeschaffung eingespart werden können.

Dies wird gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 erreicht.

Nach der Erfindung wird die Sandform mit den abgegossenen Gußstücken, jedoch ohne Metallformkasten, in die Entform- und Sandaufbereitungsanlage bzw. deren Ofenkammer gebracht. Die Ofenkammer wird auf eine möglichst hohe Temperatur aufge heizt; die Höhe der Temperatur bestimmt sich nach den Gußstücken, die durch diese Aufheizung nicht nachteilig beeinflußt werden dürfen. Ist die entsprechende Temperatur in der Ofenkammer erreicht, wird zur Förderung der Verbrennung zusätzlich z. B. im Intervallbetrieb, Luft, insbesondere Heißluft, zugeführt, die beispielsweise durch die Abgase aus der Verbrennungskammer vorgewärmt sein kann, wodurch die Eigenverbrennung der im Gießereialtsand vorhandenen Harze und Bindemittel gefördert wird. Durch die Erhitzung wird der Quarzsand thermisch von den Bindemitteln getrennt und zerfällt in seinen Urzustand. Der Sand der Sandform löst sich, rieselt nach unten und legt das Gußstück frei. Der auf diese Weise thermisch aufbereitete Sand kann dann entnommen und als Neusand wiederverwendet werden.

Die Sandform mit Gußteilen liegt innerhalb der Ofenkammer auf einem Rost auf, der von einem dazwischen angeordneten Zwischenboden aufgenommen wird. Auf den Rost ist die Sandform mit Gußstück aufgesetzt. Der Zwischenboden hat vorzugsweise die Form eines aus parallel zueinander und unmittelbar nebeneinander angeordneten Rinnen, Kanälen oder dergl. Die Rinnen haben vorzugsweise sägezahnförmigen Querschnitt, können jedoch auch einen mäanderförmigen oder ähnliche Vertiefungen und Erhebungen ausbildenden Querschnitt haben, wobei die höchsten Stellen des Zwischenbodens oder Verlänger ungen den Rost mit der Sandform und den Gußstücken aufzuneh men, während die tiefsten Stellen des Zwischenbodens auf der oberen Begrenzung des Feuerungsraumes aufliegen. Der Zwi schenboden besteht somit aus einer Vielzahl von in Längsrich tung verlaufenden, sich nach unten verjüngenden, parallel nebeneinander liegenden Rinnen, in die der von der Sandform durch die thermische Behandlung gelöste Sand durch den Rost rieselt, und in die die in Längsrichtung der Rinnen verlau fenden Luftleitungen eingesetzt sind, die (vorzugsweise erwärmte) zusätzliche Luft führen, welche den Verbrennungs prozeß fördert. Unterhalb des Zwischenbodens ist der Feue rungsraum vorgesehen, der im Ofengehäuse angeordnet ist und mit herkömmlichen Brennstoffen z. B. über Öl- oder Gasbrenner beheizt wird und ebenfalls mit Zusatzluft über Luftzuleitun gen gespeist werden kann.

Die Beschickung der Luftleitungen im Zwischenboden und im Feuerungsraum mit Luft erfolgt vorzugsweise stoßartig im Intervallbetrieb mit Hilfe von durch die Abgase aus dem Ofenraum vorgewärmter Luft, kann jedoch auch kontinuierlich vorgenommen werden. Die Verbrennungsgase aus der Ofenkammer und/oder dem Feuerungsraum werden vorzugsweise einem Wärme tauscher zugeführt, dem z. B. ein Nachbrenner vorgeschaltet ist. Die Abluft aus dem Wärmetauscher wird von einem Luftab zug aufgenommen, während der Gegenluftstrom vom Wärmetauscher in die Luftrohre und in den auf dem Rost befindlichen aufbereiteten Sand eingeführt werden kann.

Dem Ofen sind ein Druckbehälter und ein Sandsilo als Speicher für den aufbereiteten Sand zugeordnet. Der Druckspeicher kann für die Wärmerückgewinnung ausgelegt sein. Der Sand wird nach dem Aufbereiten gekühlt und die rückgewonnene Wärme genutzt.

Der thermisch behandelte Sand, der von der Sandform in die Rinnen des Zwischenbodens rieselt, wird von dort dadurch entfernt, daß die gesamte Sandaufbereitungsanlage gekippt wird, so daß der Sand in Richtung der Längsachse der Rinnen über entsprechende, im Betrieb geschlossene Öffnungen im Ofengehäuse austritt und in ein Drucksilo rieselt, wo er abgekühlt und wieder genutzt werden kann. Das Kippen der Sandaufbereitungsanlage erfolgt vorzugsweise hydraulisch über Hubzylinder.

Die erfindungsgemäße Sandaufbereitungsanlage hat gegenüber den herkömmlichen Methoden und Anlagen folgende Vorteile:

Die Gußstücke brauchen nicht mehr manuell aus der Sandform entformt werden,
es tritt keine Rauchgas-, Staub- und/oder Geruchsbelästigung für Mitarbeiter und Umwelt beim Entformen und Sandaufbereiten auf,
die Aufbereitungskosten sind extrem günstig,
es gibt keinen mechanischen Verschleiß der thermischen Sandaufbereitungsanlage,
der aufbereitete Sand wird in seiner Konsistenz nicht verändert, insbesondere werden die Sandkörner nicht zerbro chen oder zermahlen,
es ist kein Absaugen des Sandstaubes notwendig,
der thermische Wiederaufbereitungsprozeß gewährleistet hohe Rückgewinnungsquoten, bei organischem Sand 100%,
der Sand kann in der Gießerei wieder verwendet werden, so daß die Beschaffung von Neusand entfällt,
zur Aufbereitung des Gießereialtsandes ist kein Wasser erforderlich,
der aufbereitete Sand ist organisch reiner als Neusand, Fremdkörper im Sand, z. B. Metalle, Keramikfilter und Isolier steiger, können auf einfache Weise ausgesiebt werden,
Sand kann im geschlossenen Kreislauf über ein Injektorgeblä se, einen Gurtförderer oder über ein Druckluftsystem wieder in ein Lagersilo zurückgeführt werden,
bereits vorhandener Altsand kann aufbereitet und dem indu striellen Kreislauf zugeführt werden, z. B. für Quarzsandfil ter, Ytongplatten, die Glasherstellung und für Quarzgutkera mik,
die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage ist im Vergleich zu bisherigen Methoden und vergleichbaren Anlagen besonders kostengünstig und kann ohne größeren Aufwand an die Bedürf nisse einzelner Gießereien angepaßt werden,
es können alle Kaltharze und organisch gebundenen Gießsande und Sandkerne aufbereitet werden,
es entfällt ein Transport von Gießereialt- und -neusand vollständig,
ein Lagerplatz für die Zwischenlagerung von Altsand ist nicht erforderlich,
für die Sandaufbereitung bzw. die Aufstellung der Aufberei tungsanlage ist der Platzbedarf gering,
die Sandaufbereitung nach der Erfindung und die dabei stattfindende Entformung erfolgt lärmfrei,
die Sandgußteile in Gießereien können mit der Methode und Anlage nach der Erfindung preisgünstiger und umweltfreundli cher hergestellt werden.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeich nung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Sandaufbereitungsanlage nach der Erfindung mit geschlossenem Deckel

Fig. 2 die Sandaufbereitungsanlage nach Fig. 1 mit geöffne tem Deckel, und

Fig. 3 die Sandaufbereitungsanlage nach Fig. 1 bzw. 2 in gekippter Sandabfüllposition.

Der Ofen 1 besteht aus einem Ofengehäuse 2 mit Boden 3, Deckel 4, Feuerungsraum 5 und Ofenkammer 6. In der Ofenkammer 6 ist eine Sandform 7 mit Gußstück 8 dargestellt. Die Sandform 7 ist von einem geteilten Ring 9 umgeben, der als Formrahmen dient. Die Form 7 mit eingebettetem Gußstück 8 liegt auf einem Rost 10 auf, unter dem ein gewellt ausgebil deter Zwischenboden 11 mit sinusförmigem, mäanderförmigem, sägezahnförmigem oder dergl. Querschnitt vorgesehen ist. Der Rost 10 ist auf Erhebungen 12 des Zwischenbodens 11 abge stützt, der seinerseits an den tiefsten Stellen 13 bzw. deren nach unten gerichteten Verlängerungen 14 auf der oberen Begrenzung des Feuerungsraumes 5 abgestützt ist. Damit werden in Längsrichtung verlaufende parallele Rinnen, Kanäle oder dergl. 15-19 ausgebildet, die sich nach unten verjüngen und die zur Aufnahme des von der Sandform 7 aufgrund der thermi schen Aufbereitung gelösten Sandes dienen. In den Rinnen 15- 19 sind jeweils ein oder mehrere Luftleitungen 20 angeordnet, die konstant oder intervallweise atmosphärische Luft zur Förderung der Verbrennung des Harzes im Sand einführen. Diese Luftleitungen werden vorzugsweise mit erhitzter Luft be schickt, die aus den Abgasen des Verbrennungsvorganges in der Ofenkammer und/oder dem Feuerungsraum stammt. Wahlweise kann jedoch durch diese Luftleitungen 20 auch Frischluft aus der Umgebung oder anderweitig aufbereitete Luft eingespeist werden. Die Ofenkammer 6 ist zum Abführen des Rauchgases über eine Abgasleitung 21, in der ein Nachbrenner 22 angeordnet sein kann, mit einem Wärmetauscher 23 verbunden, der über eine Rohrleitung 24 die Verbrennungsgase vorzugsweise an eine Absaugvorrichtung 25 abgibt. Entsprechend werden die Abgase aus dem Feuerungsraum 5 über eine Leitung 26 in den Wärmetau scher 23 eingeführt. Vom Wärmetauscher 23 wird erwärmte Luft über eine Rohrleitung 27 in die Luftleitungen 20 eingespeist. Desweiteren wird über eine Rohrleitung 27′ Luft aus dem Wärmetauscher 23 den Brennern des Feuerungsraumes 5 zuge führt.

In Fig. 2 ist der Deckel 4 des Ofengehäuses 2 geöffnet dargestellt. Die Dreieck-Querschnittsform des Deckels 4 dient zum einfacheren Einsetzen und Entnehmen der Sandform 7 und stellt einen verbesserten Zugang in das Innere der Ofenkammer dar. Die parallel zueinander angeordneten Rinnen 15-19, die den aufbereiteten Sand der Sandform aufnehmen, weisen an ihrem abgabeseitigen Ende Abgabeöffnungen 28 auf, durch die der in den Rinnen angesammelte aufbereitete Sand zur Weiter verwendung abgegeben werden kann. Hierzu wird der Ofen 1, wie in Fig. 3 dargestellt, als Ganzes um eine Gelenkachse 29 geschwenkt, so daß der gesamte in den Rinnen befindliche Sand durch Schwerkraft aus den Rinnen in einen bereitgestellten Sandaufnahmebehälter 30 rieseln und von dort der Wiederver wendung zugeführt werden kann. Das Kippen des gesamten Ofens um die Achse 29 erfolgt über einen Hubzylinder 31, dessen Kolbenstange mit dem Boden 3 des Ofengehäuses 2 befestigt ist, während der Zylinder 31 mit dem Ofenfundament 32 verbunden ist. Zur Verbesserung des Lösens des Sandes von der Form, der Abgabe des Sandes durch den Rost in den Zwischen boden und des Abförderns des Sandes aus den Rinnen des Zwischenbodens ist eine Rüttelvorrichtung 33 vorgesehen, die mit dem Ofengehäuse 2 oder mit dem Zwischenboden 11 gekoppelt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufbereiten von Gießereialtsand, der als Sandform mit den in der Form enthaltenen Gußstücken ohne Metallformkasten vorliegt, gekennzeichnet durch

a) einen selbsttragenden Ofen (1) mit Ofenkammer (6), die zur Aufnahme der Sandform (7) mit eingeschlossenen Gußstücken (8) ausgebildet ist,
b) einem unterhalb der Ofenkammer (6) angeordneten, die Sandform (7) aufnehmenden Rost (10),
c) einen Zwischenboden (11) unterhalb des Rostes (10), der den aufbereiteten Sand der Sandform (7) aufnimmt, und
d) einen Feuerungsraum (5), der nach oben durch den Zwischenboden (11) begrenzt ist und der den Ofen nach unten abschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von vorzugsweise vorgewärmter, der Förderung des- Ver brennungsprozesses dienender Zusatzluft durchströmte Rohre (20) im Zwischenboden (11) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Zwischenboden (11) aus im Querschnitt sägezahnförmigen oder wellenförmigen parallel zueinander verlaufenden Rinnen (15-19) geformt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß innerhalb der Rinnen (15-19) die Luftrohre (20) angeordnet sind und daß die jeweils höchsten Stellen der Rinnen die Abstützungen für den Rost (10) mit Sandform (7) darstellen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandform (7) am Außenumfang von einem geteilten Rahmen (9) umschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ofenkammer (6) über die Rohrleitung (21) verlassende Abluft zur Beheizung der durch die Luftrohre (20) am Rost (10) geführten Luft verwendet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus der Ofenkammer (6) über einen Wärmetau scher (23) geführt ist, der die Abluft für die Luftrohre (20) am Rost (10) liefert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (1) zur Sandabgabe um die Gelenkachse (29) kippbar ausgebildet ist, und daß der Kippvorgang mechanisch oder hydraulisch erfolgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (1) einen abnehmbaren oder aufklappbaren Deckel (4) zum Beschicken und Entnehmen der Sandform (7) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (11) oder das Ofengehäuse (2) mit einer Rüttelvorrichtung (33) gekop pelt ist.