DE4442974C2 - Verfahren zur Regenerierung von Gießerei-Altsand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von Gießerei-Altsand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 36 42 916 C2 ist ein Verfahren bekannt, gemäß dem stark oolithisierter Gießerei-Altsand nacheinander den Stufen Sieben, Glühen, Prallstrahlen, Trennen im Schwachmagnetfeld und Trennen im Starkmagnetfeld unterzogen wird. Der Verfahrensablauf ist sehr aufwen­ dig, zumal er auf den gesamten Gießerei-Altsand angewendet wird, wo­ durch insbesondere auch der gesamte Gießerei-Altsand dem Glühen unter­ worfen wird und die einzelnen Aggregate für einen entsprechenden Mengen­ durchsatz ausgelegt sein müssen. Dies verursacht einen sehr hohen Ener­ gieaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem der Verfahrensablauf weniger aufwendig und der Energieaufwand geringer sind.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Regenerierung wird eine Trennstufe vorgeschaltet, in der der Sandstrom 1 über einen Hochleistungsmagneten 2 in einen weniger ma­ gnetischen Teilstrom 3 und einen stärker magnetischen Teilstrom 4 aufge­ teilt wird, vgl. die Figur. (Der Einfachheit halber werden diese nachstehend als nichtmagnetischer 3 bzw. magnetischer Teilstrom 4 bezeichnet.) Hierdurch wird der Altsandstrom schon vor einer Regenerie­ rung in leicht und schwer regenerierbaren Altsand getrennt.

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, 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 5/7 als weitgehend sauberer Kernsand, und in der magnetischen Fraktion 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 des 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.

Claims (8)

1. Verfahren zur Regenerierung von Gießerei-Altsand mit Antei­ len von schwach magnetischen Stoffen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Altsandstrom (1), der höchstens 65% Formsandanteile, Rest Kernsand aufweist, vor dem Regenerieren über eine einen oder mehrere Hochleistungsmagnete aufweisende Magnettrennstufe (2) in mindestens zwei Teilströme (3, 4) geteilt und der weniger magnetische Teilstrom (3) mit geringen Mengen an Bentonit einer Regenerierung (4) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weniger magnetische Teilstrom (3) einer mechanischen und/oder einer pneumatischen und/oder thermischen Regenerierung (4) zugeführt wird.

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

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnettrennstufe (2) eine Kombination oder Einzelstu­ fen der Verfahrensschritte Zerkleinern, Sieben, Sichten, Trocknen vorge­ schaltet ist/sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formstoffkennwerte Schlämmstoffgehalt und/oder Methy­ lenblauwert und/oder elektrische Leitfähigkeit, gemessen im Eluat des Materials, und/oder Oolithisierungsgrad, in dem stärker magnetischen Teilstrom (4) auf mindestens dem 1,3-fachen der Werte des Sandes in dem weniger magnetischen Teilstrom (3) gehalten werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gewichtsmäßige Anteil des stärker magnetischen Teil­ stroms (4) auf nicht mehr als 40% der Ausgangssandmenge (1) gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Regenerat (6) der Regenerierung (5) einer weiteren Trennung durch einen Hochleistungsmagneten (7) unterworfen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Hochleistungsmagneten (7) abgetrennte, stärker magnetische Reststoffstrom (9) in den Regenerierkreislauf zurückgeführt oder verwor­ fen wird.