DE4442974A1 - Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand mit Anteilen von schwach magnetischen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Verfahren (DE 36 42 916 C2) wird ein stark oolithisierter Gießerei-Altsand nacheinander den Stufen Sieben, Glühen, Prallstrahlen, Trennen im Schwachfeldmagnet und Trennen im Starkfeldma­ gnet unterzogen.

Der gesamte Verfahrensablauf ist insbesondere durch die Glüh­ stufe sehr aufwendig und weist einen hohen Energieverbrauch auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem der Altsandstrom schon vor einer Regenerierung in leicht regenerierbaren Altsand und in schwer regenerierbaren Altsand geteilt wird.

Dies gelingt über die Trennstufe eines Hochleistungsmagneten 2, der den Sandstrom 1 in einen weniger magnetischen 3 und in einen stärker magnetischen 4 Teilstrom teilt. Der Einfachheit halber im weite­ ren als nicht magnetischer 3 und magnetischer 4 Teilstrom bezeichnet, vgl. beigefügtes Diagramm.

Grundlage der Erfindung ist das physikalische Phänomen, daß Bentonite, die in der Natur mit einem Fe₂O₃- bzw. Fe₃O₄-Gehalt von 1 bis 5% vorkommen, schwach magnetische Eigenschaften aufweisen.

Weiterhin liegt die Erfahrung zugrunde, daß z. B. die mechani­ sche oder thermische Regenerierung umso aufwendiger ist, je höher der Gehalt an Bentonit oder der sogenannte Oolithisierungsgrad, der Gehalt an totgebranntem Bentonit im Altsand, ist. Bei einem durchschnittlichen Mischaltsand mit einem Oolithisierungsgrad von etwa 12% beträgt die Re­ generierdauer 30 bis 35 Minuten und der Reststoffanfall 30 bis 40% der Gesamtausgangsmenge.

Als dritter Punkt liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren die Beobachtung zugrunde, daß bei einem Großteil der Gießereien, wie zum Beispiel einer Motorengießerei, der Altsand 1 aus einem Gemisch von Quarzkörnern, die mit einer Bentonitschicht umhüllt sind, und Quarzkör­ nern, die völlig frei sind von Bentonit, die jedoch Reste von organi­ schen Bindern enthalten (sauberer Kernsand), besteht. Diese Materialei­ genschaften sind eine wesentliche Voraussetzung für die Durchführbarkeit des Verfahrens.

Durch die Verwendung eines Hochleistungsmagneten 2, vorzugs­ weise eines Permanentmagneten, gelingt es, diese beiden Sandarten weit­ gehend zu trennen, sinnvollerweise jedoch erst, wenn der Formsandanteil im Gemisch kleiner als 65% ist. Die Trennschärfe des Verfahrens ist da­ bei umso größer, je weniger Formsandanteile im Gemisch enthalten sind.

Gegebenenfalls kann vor der Magnettrennung eine Dichtetrennung und/oder eine Kornformtrennung erfolgen.

Bei einem Motorengießerei-Altsand konnte die Trennung derart durchgeführt werden, daß in der nicht magnetischen Fraktion 3 5/7 als weitgehend sauberer Kernsand, und in der magnetischen Fraktion 4 2/7 als aufkonzentrierter Formsand anfielen.

Da in der nicht magnetischen Fraktion 3 immer noch geringe Spuren von Formsand mit Bentonit enthalten sind, kann dieser Sand nicht direkt als Kernsand wiederverwendet werden. Sehr wohl gelingt aber eine mechanische Regenerierung 5 bereits in ungefähr der halben Prozeßdauer bei einer Halbierung der anfallenden Reststoffmenge.

Die erfindungsgemäße Trennung des Altsandes bewirkt also eine drastische Verringerung der Regenerierkosten und das noch zu entsorgen­ den Reststoffes. Der wieder aufkonzentrierte Formsand aus der magneti­ schen Fraktion 4 kann wieder dem Formsandkreislauf zugeführt werden, da dort in der Regel ein Sandmangel ausgeglichen werden muß. Noch vorhande­ ne Wertstoffe, wie aktiver Bentonit und Kohlenstoff, werden dem System wieder zugeführt.

Ebenso ist eine vorhergehende Trennung sinnvoll bei dem Ein­ satz einer thermischen Regenerierung 5. Bentonithaltige Sande werden dann nicht aufgesintert und führen nicht zu einer pH-Steigerung des Re­ generates. Vorversuche haben ergeben, daß ein über Hochleistungsmagnet getrennter Sand nach einer thermischen Behandlung eine um 30% höhere Kern-Festigkeit ergibt als das Regenerat ohne vorhergehende Trennstufe.

Des weiteren ist das Verfahren anzuwenden, um sogenannte exo­ therme Speiser, die ebenfalls Eisenoxyd als Sauerstoffdonator enthalten, aus dem Altsand 1 oder aus dem Regenerat 6 zu entfernen. Diese Speiser sind in der Regel mit wasserglashaltigen Bindern versehen und stören da­ durch die Wiederverwendung eines regenerierten Sandes erheblich.

Aufgrund ihrer schwach magnetischen Eigenschaften und der sehr feinen Korngröße lassen sie sich nur über Hochleistungsmagnete 2 aus dem Regenerat 6 entfernen. Vorzugsweise gelingt eine Abtrennung der Teile jedoch auch schon aus dem vorliegenden Altsand 1.

Eine bevorzugte Sandanfallstelle ist der Altsand aus dem Strahlhaus, da dort die exothermen Speiser zerstrahlt werden und sich als feinkörniges Material mit dem Altsand vermischen. Versuche haben er­ geben, daß nach einer magnetischen Abtrennung der Speiserbestandteile der im Strahlhaus anfallende Altsand 1 durchaus mechanisch regenerierbar ist.

Im Regenerat 6 enthaltene Mikropellets, aus Bentonitstaub zu­ sammengesetzte Partikel, können vorteilhaft über einen Hochleistungsma­ gneten 7 ebenso nach einer mechanischen oder pneumatischen Regenerier­ stufe 5 entfernt werden.

Durch Abreibung beim Mischen des Altsandes sowie beim Gießpro­ zeß entstehen feinste Quarzpartikel, die sich im Altsand mit Bindeton vermengen und zu sogenannten Mikropellets von einer Korngröße kleiner als 2 mm verbinden. Diese Mikropellets sind unter Umständen in einer me­ chanischen Regenerierung nur schwer aufzuschließen, verbleiben daher im Regenerat 6. Eine anschließende Magnettrennung 7 sortiert diese aus dem Regenerat heraus und verbessert die Eigenschaften des regenerierten Sandstromes 8. Pilotversuche haben auch hier eine 25 bis 30%ige Steige­ rung der Kernfestigkeiten ergeben. Der abgetrennte Reststoffstrom 9 kann verworfen oder wieder in den Regenerierkreislauf zurückgeführt werden.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Reinigung des umlau­ fenden Formsandes 1 durch Hochleistungsmagnete. Als magnetische Anteile werden dabei ausgetragen die bereits totgebrannten Bentonit-Partikel, der nicht mehr bindefähige Bentonit und die Reste von exothermen Spei­ sern.

Noch eine zusätzliche Möglichkeit ist die Reinigung des in der Gießerei eingesetzten Neusandes. Insbesondere Länder mit derzeit noch geringem industriellem Entwicklungsstand besitzen oft Neusandaufberei­ tungsanlagen mit unzureichenden Reinigungsstufen. Infolgedessen muß zur Kernherstellung mit schlecht aufbereitetem Neusand mit bis zu 30%ig er­ höhtem Kunstharzbinderanteil gearbeitet werden.

Durch eine Trennung des Neusandes 1 über Hochleistungsmagnete 2 in eine magnetische Fraktion 4 und eine nicht magnetische Fraktion 3 kann die gereinigte, nicht magnetische Fraktion 3 bei einem Minderbedarf an Binder von bis zu 30% direkt als Kernsand verwendet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Regenerierung von Gießerei-Altsand mit An­ teilen von schwach magnetischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Altsandstrom, der höchstens 65% Formsandanteile aufweist, über einen oder mehrere Hochleistungsmagnete in mindestens zwei Teilströme geteilt wird und der weniger magnetische Teilstrom mit geringeren Mengen an Ben­ tonit einer Regenerierung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom mit der geringeren Menge an Bentonit einer mechanischen und/ oder einer pneumatischen und/oder thermischen Regenerierung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssand über einen Hochleistungsmagneten mit einer Abwurf­ geschwindigkeit von mindestens 0,2 bis 1,0 m/sec getrennt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnetstufe eine Kombination oder Einzelstufen der Verfahrensschritte Zerkleinern, Sieben, Sichten, Trocknen vorgeschaltet sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Formstoffkennwerte Schlämmstoffgehalt und/oder Me­ thylenblauwert und/oder elektrische Leitfähigkeit, gemessen im Eluat des Materials, und/oder Oolithisierungsgrad, in der magnetischen Fraktion auf mindestens dem 1,3fachen der Werte des Sandes in der nicht magneti­ schen Fraktion gehalten werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gewichtsmäßige Anteil der magnetischen Fraktion auf nicht mehr als 40% der Ausgangssandmenge gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der nicht magnetische Teilstrom statt einer Regenerie­ rung direkt in den Formsandkreislauf zurückgeführt und der magnetische Teilstrom aus dem Formsandkreislauf ausgeschleust wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bereits der in den Gießereialtsand einfließende Neu­ sand über einen Hochleistungsmagneten getrennt und der magnetische Teil­ strom ausgeschleust wird.