DE69003250T2

DE69003250T2 - Verfahren zum regenerieren von giessereialtsand durch rösten.

Info

Publication number: DE69003250T2
Application number: DE90917565T
Authority: DE
Inventors: Pio Fumagalli
Original assignee: Individual
Current assignee: LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2010-11-24
Also published as: WO1991008068A1; JPH05501522A; IT1237296B; ES2045956T3; BR9007872A; EP0502906A1; US5299618A; EP0502906B1; DE69003250D1; AU6877491A; UA25970C2; CA2069749A1; AU647436B2; IT8968050A0; RU2080203C1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand durch Rösten.
Es ist bekannt, daß Altsand, der beim Metallgießen übrig bleibt, sowohl vom ökologischen Standpunkt als auch vom ökonomischen Standpunkt aus ein ernstes industrielles Problem darstellt. Vom ökologischen Standpunkt aus wird dieser Altsand oftmals als stark verunreinigter Spezialmüll (mit hohem Gehalt an Schwermetallen und Phenolen) angesehen, der auf geeignete Deponien verteilt werden muß, die für diesen Zweck autorisiert und entsprechend ausgerüstet sein müssen. Vom ökonomischen Standpunkt aus bedeutet die Entsorgung von Altsand als Abfall einen Verlust erheblicher Mengen an Gießereisand, dessen Gewinnung auf Grund der fortschreitenden Erschöpfung der Steinbrüche, von denen derartiger Sand stammt, immer schwieriger und teurer wird.

Technischer Hintergrund

Zur Beseitigung dieser Probleme sind zahlreiche Verfahren zum Behandeln von Altsand vorgeschlagen worden, um diesen zu regenerieren oder wenigstens die Schadstoffbelastung zu reduzieren, von denen die gebräuchlichsten das Naßaufbereitungsverfahren und das Röst- oder Brennverfahren sind. Im ersten Fall wird der Altsand, dessen Körner mit Teilchen aus Kohlenstoff und organischen Materialien überzogen sind, die die Reste der chemischen Bindungsmaterialien sind, die dazu verwandt werden, die Gießformen herzustellen, in ein wässriges Medium eingetaucht, wobei die Reibung zwischen den Sandkörnern auf Grund ihrer unregelmäßigen Bewegung im wässrigen Medium eine mechanische Entfernung der Schmutzstoffe (insbesondere Kohlenstoff) bewirkt, die dann auf Grund der verschiedenen spezifischen Gewichte Schichten bilden, so daß eine klare Trennung von zwei festen Phasen (gereinigter Sand und entfernte Reststoffe) möglich ist. Dieses Verfahren ist vom Standpunkt der Ausrüstung sehr einfach hat jedoch den Nachteil, daß der Sand naß bleibt, so daß es notwendig ist ihn zu trocknen, was folglich die Kosten erhöht.
Dieses Verfahren ist insbesondere für die sogenannte schwarze Erde geeignet, bei der der größere Teil der Reststoffe Kohlenstoff ist, jedoch weniger wirksam im Fall von organischen Schmutzstoffen.
Im zweiten Fall, siehe beispielsweise US 2,553,318 wird ein Rösten zum Kalzinieren des Altsandes dadurch erhalten, daß dieser mit einem Strom heißer Gase so behandelt wird, daß die organischen Reststoffe und die Kohlenstoffreststoffe in gasförmiger Form durch direkte oder anschließende Pyrolyse und/oder Verbrennung beseitigt werden. Die Möglichkeit der Rückgewinnung der Verbrennungswärme dieser Stoffe zum Vorheizen der Verbrennungsluft macht es möglich, die Betriebskosten in Grenzen zu halten. Andererseits sind die Kosten der Installation sehr hoch, da das Verfahren im typischen Fall in Drehöfen oder sehr häufig mittels Wirbelbettinstallationen durchgeführt wird. Dieses Verfahren kann daher nur dann ökonomisch durchgeführt werden, wenn großformatige Anlagen verwandt werden, die nicht von mittleren und kleinen Gießereien (die diejenigen sind, die den größten Teil des Altsandes erzeugen) wenigstens ohne Rückgriff auf Kooperationen oder andere ähnliche gesellschaftliche Initiativen betrieben werden können. Selbst in diesem Fall ist das Brennverfahren nicht frei von Nachteilen: Zunächst ist es auf ein Arbeiten in Chargen beschränkt, da es nicht möglich ist, Sand verschiedener Herkunft zu mischen, um die Behandlung zu bewirken, da das das Risiko beinhalten würde, daß beispielsweise basischer Sand mit saurem Sand gemischt wird, was offensichtliche Folgen hätte. Wenn darüber hinaus im Sand Reste von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt (Cu, Zn, Sn, Pb) vorhanden sind, dann können diese während der Behandlung schmelzen, durch das Wirbelbett hindurchsickern und die Löcher verstopfen, durch die der Gasstrom zugeführt wird, der den Brennvorgang aufrecht erhält. Das hat die direkte Konsequenz, das praktisch der gesamte Altsand, der von Nichteisenmetallarbeiten kommt und am meisten verschmutzt ist, nach diesem Verfahren nicht behandelt werden kann.

Beschreibung der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Gießerei-Altsand zu schaffen, das ökonomisch ist, auch bei kleinen Sandchargen und daher direkt neben den Gießereien und zwar selbst kleinen Gießereien durchgeführt werden kann und das es möglich macht, insbesondere Sand von Nichteisenmetallarbeiten zu behandeln, wobei in allen Fallen die Rückgewinnung des größten Teils des behandelten Sandes für eine anschließende Wiederverwendung möglich ist.
Dieses Ziel wird durch die Erfindung erreicht, die ein Verfahren zum Bewirken einer Regenerierung von Gießerei-Altsand, der organische Stoffe und Kohlestoffe enthält, durch Rösten des Sandes betrifft, wie es in Anspruch 1 angegeben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen ein nichteinschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, in denen
Figur 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt und
Figur 2, 3 und 4 schematisch die verschiedenen Stufen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zeigen.

Beste Art der Durchführung der Erfindung

Der Anmelder hat im wesentlichen in überraschender Weise festgestellt, daß es möglich ist, in einer Masse von Altsand und zwar selbst mit einem kleinen oder sehr kleinen Volumen, einen endogenen Verbrennungsprozeß auszulösen und aufrecht zu halten, der fortschreitend aufeinander folgende Schichten kleiner Stärke der Sandmasse einbezieht, von der Oberfläche ausgeht und zur Unterseite der Sandmasse fortschreitet und der durch die vollständige Verbrennung der organischen Schmutzstoffe und der Kohlenstoffschmutzstoffe in der Masse des Altsandes (die etwa 2 bis 8 % der Gesamtmasse des Altsandes ausmachen) aufrechterhalten wird, so daß diese somit vollständig durch Oxidation zu Kohlendioxid beseitigt werden. In dieser Weise ist es möglich entweder diskontinuierlich oder chargenweise oder kontinuierlich Sandmassen irgend einer Menge mit praktisch keinem Energieverbrauch oder in jedem Fall sehr niedrigem Energieverbrauch zu behandeln. Darüber hinaus ist es möglich, Sand jeder Art und Herkunft zu behandeln, da die Verbrennung nicht mehr die gesamte Sandmasse gleichzeitig einschließt sondern im Gegensatz nur einen kleinen Teil fortschreitend nach unten durchgehend erfaßt, so daß Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, die vorhanden sein können, nicht schmelzen und im flüssigen Zustand nach unten zur Unterseite der Sandmasse sickern können, da sie sich verfestigen und folglich zurückgehalten werden, sobald die Verbrennungsphase sich über diesen Teil der Sandmasse hinausbewegt hat. Diese Ergebnisse werden dadurch erzielt, daß die zu behandelnde Altsandmasse in einem Aufnahmegefäß oder einem Behälter aus irgendeinem gegenüber der Verbrennungstemperatur des Sandes beständigen Material vorzugsweise aus Edelstahl angeordnet wird und die Sandmasse am unterem Ende des Behälters mit einem Strom reinen Sauerstoffs oder allgemein einem Strom irgendeines Gases durchblasen wird, der mit Sauerstoff angereichert ist bzw. einen prozentualen Anteil an Sauerstoff enthält, der größer als der der Umgebungsluft ( 21 Vol-%, 23 Gew.%) ist, und beispielsweise aus Umgebungsluft besteht, die mit reinem Sauerstoff angereichert ist. Dieser Gasstrom wird bei Umgebungstemperatur erzeugt, indem beispielsweise der Sauerstoff von geeigneten Vorratsbehältern, in denen er in flüssiger Form aufgenommen ist, abgezogen und dann durch die Sandmasse bei Umgebungstemperatur geleitet wird, bis er diese vollständig durchdringt und zur Oberfläche hindurchgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verbrennung der Oberflächenschicht der Sandmasse beispielsweise dadurch ausgelöst, daß ein Gas oder ein Gas/Ölbrenner verwandt wird, der eine direkte Flamme erzeugt, die auf die obere Außenfläche der Sandmasse an der Oberseite des Behälters gerichtet wird. Die Flamme wird dann weggenommen, der Brenner wird gelöscht und der Strom an mit Sauerstoff angereichertem Gas wird, ggfs. mit progressiv verringertem Druck derart beibehalten, daß die Flammenfront allmählich fortschreitend nach unten geht, da die brennbaren Stoffe im Sand verbraucht werden, so daß sich die Flammenfront zum unteren Teil der Sandmasse bewegt.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, schematisch zusammen mit den Hauptstufen dieses Verfahrens unter Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung in Figur 1 dargestellt sind. Die Vorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen ein becherförmiges Gefäß oder einen becherförmigen Behälter 2 aus Stahl vorzugsweise Edelstahl (z. B. AISI 316L) mit Zylindersymmetrie, der unten von einem gekrümmten Boden 3 und oben durch eine offene kreisförmige Mündung 4 begrenzt ist, wobei ein Auslaß 5, der innen am Behälter 2 befestigt ist, durch den Boden 3 in einer axialen Position geht und mit mehreren seitlichen Auslaßdüsen 6 versehen ist. Der Einlaß oder der Verteiler 5 ist über eine bekannte drehbare Kupplung 7 mit einem Einlaßrohr für einen Sauerstoff angereicherten Gasstrom, der vorzugsweise aus reinem Sauerstoff besteht und schematisch durch Pfeile dargestellt ist, verbunden. Der Behälter 2 ist frei drehbar von einem Rahmen 10 gehalten, der mit einem Antriebsmotor 8 versehen ist, der so ausgebildet ist, daß er den zylindrischen Behälter 2 langsam in Drehung (mit einer Geschwindigkeit zwischen 3 und 6 Umdrehungen pro Minute) um seine Symmetrieachse versetzt. Der Rahmen 10 ist seinerseits von einer Konstruktion 11 gehalten, an der er schwenkbar an Stiften 12 befestigt ist, um ihn in Richtung des Pfeiles unter der Steuerung einer Betätigungseinrichtung 13 so zu schwenken, das der Behälter 2 z. B. zum Entleeren einer Sandmasse 20, die beim Gebrauch darin enthalten ist, gekippt und/oder mit schrägstehender Symmetrieachse gehalten werden kann, so daß es möglich ist, die Drehachse, die in Figur 3 mit A bezeichnet ist, unter einem bestimmten Winkel bezüglich der Vertikalen während des normalen Betriebes schräg zu stellen. Bei dem speziell in Figur 1 dargestellten Beispiel kann zum Zweck der Durchführung des Verfahrens zum Behandeln von Altsand in kontinuierlicher Weise gemäß der Erfindung die Vorrichtung 1 weiterhin einen bekannten Beschickungsbunker 16, der so geformt und angeordnet ist, daß sein unteres Ende 18 im Verlauf der Regenerierung immer in die Sandmasse 20 getaucht ist, und Saugeinrichtungen aufweisen, die beispielsweise von einen bekannten Hebeförderer 19 gebildet sind, der fest am Aufnahmebehälter 2 zusammen mit dem Bunker 16 und nah am Bunker 16 befestigt und in die Oberflächenschicht 21 der Sandmasse 20 eingetaucht ist.
Gemäß insbesondere Figur 2 bis 4 wird bei der diskontinuierlichen oder chargenweise erfolgenden Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Altsandmasse 20 zunächst einer bekannten Zerkleinerung unterworfen, die der Einfachheit halber nicht dargestellt ist und bei der die Korngröße des Sandes vergleichmäßigt wird und Sand- und Bindemittelklumpen aufgebrochen und in kleine Teile mit Abmessungen von nicht mehr als 3 mm zerkrümelt werden. Die Altsandmasse 20 wird dann in den Behälter 2 eingegeben. Es hat sich herausgestellt, das zur Erzielung zufriedenstellender Ergebnisse dieser ein Verhältnis zwischen seinem Durchmesser D und seiner Höhe H im Bereich zwischen 0,8 und 1,2 haben muß und daß es zweckmäßig ist, nur einen Teil des Volumens des Behälters 2 mit einem Sandvolumen 20 zu füllen, der zwischen 70 und 90 % des Gesamtvolumens des Behälters liegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Behälter 2 mit seiner Achse schräg durch Betreiben der Betätigungseinrichtung 13 angeordnet und durch die Arbeit des Motors 8 in Drehung versetzt, wobei gleichzeitig mit der Zuführung eines Stromes F (durch Pfeile dargestellt) an Sauerstoff (oder Sauerstoff angereicherter Luft) durch den Einlaß 5 in die Sandmasse 20 an ihrem unteren Teil begonnen wird. Um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen und vor allem eine reguläre Entwicklung des endogenen Verbrennungsprozesses in der Sandmasse 20 sicher zu stellen, ist es notwendig, den Behälter 2 bezüglich der Vertikalrichtung um einen Winkel schräggestellt zu halten, der zwischen 5 und 15 liegt (wobei der Behälter 2 sich mit 3 bis 6 Umdrehungen pro Minute dreht) und den mit Sauerstoff angereicherten Strom 5 mit einem Druck zuzuführen, der nicht größer als 4 Bar ist und vorzugsweise zwischen 2 und 4 Bar liegt und dessen Durchsatz zwischen 70 und 130 Litern pro Kilogramm vorhandenem Altsand beträgt.
Sobald stationäre Strömungsverhältnisse des Gasstromes F erreicht sind und dieser gleichmäßig in der Sandmasse 20 verteilt ist und zur Oberfläche 21 am oberen Ende der Sandmasse hindurch zu gehen beginnt, wird eine Flammenfront 30 am oberen Teil 40 des Behälters 2 erzeugt. Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel wird das dadurch erreicht, daß ein bekannter Brenner 31 verwandt wird, über den eine direkte Flamme 32 auf die Oberfläche 21 gerichtet wird. Wenn die Flamme 32 auf die mit brennbaren Stoffen überzogenen und von einer sauerstoffreichen Gasumgebung umgebenen Sandkörner trifft, löst sie eine örtliche Verbrennung der Oberflächenschicht der Masse 20 aus, wobei die Verbrennung über die gesamte Oberflächenschicht trotz der Brennstoffknappheit auf Grund der Überoxidation dieser Schicht fortschreitet. Gleichfalls in Folge der Brennstoffknappheit reicht die erzeugte Wärme nur aus, den Verbrennungsvorgang an einem kleinen Teil der Masse 20 namlich gerade dem Teil aufrecht zu erhalten, der der Oberflächenschicht entspricht, ohne daß die Möglichkeit besteht, das eine gleichzeitige Verbrennung der gesamten Sandmasse 20 ausgelöst werden könnte. Zu diesem Zeitpunkt wird die Flamme 32 weggenommen, wird der Brenner 31 gelöscht und wird die endogene Verbrennung der Masse 20 dadurch aufrechterhalten, daß weiter Sauerstoff hindurch geschickt wird. Mit dem Verbrauch an brennbaren Produkten in der Oberflächenschicht wandert allmählich die Flammenfront 30 nach unten in Richtung der Pfeile (Figur 3) wodurch die unmittelbar darunter liegende Schicht einbezogen wird, während die darüber liegende verbrannte Schicht erlischt, so daß der Verbrennungsprozeß Schicht um Schicht fortschreitet, bis er den Boden der Sandmasse 20 erreicht und die Verbrennung der organischen Stoffe und der Kohlestoffe, die darin enthalten sind, vollständig abgeschlossen ist. Dadurch daß der Behälter 2 in einer schrägen Lage gehalten und langsam gedreht wird, wird für eine langsame Vermischung der Sandmasse 20 gesorgt, die darin enthalten ist, wodurch die Bildung von bevorzugten Wegen zum Durchgang des Sauerstoff angereicherten Gasstromes F in der Masse verhindert (oder wenigstens kompensiert wird), eine Erscheinung, die zu einer exzessiven örtlichen Sauerstoffanlagerung zum Auslösen von stark violenten örtlichen Verbrennungen mit explosivem Charakter führen könnte, wobei die benachbarten Bereiche unter einem reduzierten Sauerstoffstrom blieben, was die Gefahr beinhalten würde, das die endogene Verbrennung in der Sandmasse 20 erstickt.
Wenn einmal alle brennbaren Stoffe in der Sandmasse 20 verbraucht sind oder wenn der Verbrennungsprozeß durch die gesamte Masse 20 hindurch gegangen ist, wobei die Flammenfront 30 nach unten zum Boden gegangen ist, erlischt die Verbrennung am Boden 3 des Behälters 2, erlischt die Flammenfront 30, wird der Gasstrom F aufgehoben und wird die Sandmasse 20, die zu diesem Zeitpunkt vollständig regeneriert ist, so daß die Stoffe, die nicht wieder verwendbar waren (Phenole, Furanharze, Kohleteilchen) vollständig entfernt worden sind, vom Behälter 2 beispielsweise durch Kippen ausgegeben, so daß sie als frischer Gießereisand wieder verwandt werden kann.
Das beschriebene Verfahren kann auch in kontinuierlicher Weise ausgeführt werden, ohne daß die Vorrichtung 1 mit der Ausnahme der zusätzlichen Anordnung des Bunkers 16 und der Hebeeinrichtung 19 wesentlich abgewandelt wird.
In diesem Fall wird nach der ersten Beschickung des Behälters 2 und nach Beginn der Verbrennung der Oberfläche 21 in der oben beschriebenen Weise der Behälter 2 mit einem gegebenen Durchsatz von neuem Altsand über dem Bunker 16 in den Bereich der Sandmasse 20 direkt unter der Flammenfront 30 oder in den Bereich, der davon gerade erreicht wird, versorgt, während gleichzeitig die gleiche Menge an bereits verbranntem d. h. bereits gereinigtem Sand von dem Bereich der Sandmasse 20 unmittelbar hinter der Flammenfront 30 durch die Hebeeinrichtung 19 abgezogen wird. In dieser Weise bleibt der Pegel der Sandmasse 20 im Behälter 2 konstant und bleibt die Flammenfront 30 dynamisch stationär unter der Ansaugeinrichtung und über dem Ende 18 des Bunkers 19. Dynamisch bedeutet in diesem Fall, daß die Flammenfront 30 normal absinkt, wie es im vorhergehenden Fall beschrieben wurde, daß sie jedoch um den gleichen Betrag im wesentlichen durch das Einführen von neuem unverbranntem Sand unter ihrer Höhe angehoben wird. Das Halten des Behälters 2 in einer Schräglage und die langsame Drehung sind in diesem Fall wesentlich, damit die notwendige langsame Durchmischung des neu eingeführten unverbrannten Materials, in dem von der Flammenfront 30 eingenommenen Bereich und die Abführung des bereits verbrauchten Materials von diesem Bereich möglich sind, so daß die Flammenfront an der Oberfläche 21 schwebt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden weiter anhand von einigen nicht einschränkenden Beispielen beschrieben.

Beispiel I - Probenvorbereitung

Zwei verschiedene Chargen an Gießerei-Altsand wurden gewählt: Sand des Typs a, der aus dem Herausschlagen von Kernen enthaltenen Gießformen stammt und daher mit Phenolharzen und Furanharzen verschmutzt ist, Sand des Typs b, der von heißgeformten Kernen stammt, die mit Phenolharzen gebunden sind. Für jede gewählte Sandart wurden 10 Proben jeweils mit 30 kg vorbereitet, die mit 1 bis 20 numeriert wurden. Um repräsentative Proben zu erzielen wurde jede von 10 verschiedenen Punkten einer Altsandhalde genommen.
Die erste Probe von den 10 Proben in jeder Serie wurde unberührt gelassen, während die restlichen 9 unterschiedlich zerkleinert wurden, um Proben mit sehr kleinen Teilen zu erzielen und in der Endprobe eine Korngröße zu erhalten, die gleich der des Ausgangssandes vor seiner Benutzung ist.

Beispiel II - Durchführung der Verbrennungstests

Eine Vorrichtung, wie sie im obigen anhand von Figur 1 beschrieben und dargestellt wurde, wurde vorbereitet und bestand aus einem zylindrischen Behälter mit einem Durchmesser von 300 mm mit einem gekrümmten Boden aus Edelstahl AISI 316L, der in der Mitte des Bodens mit einem Ventil mit einem konischen Sitz versehen war, das von einem Edelstahlgehäuse mit seitlichen Düsen für die Verteilung des Sauerstoffs geschützt und mit einem Vorrat an flüssigem Stauerstoff über Regler, Schließventile und einem Verbindungsrohr aus Kupfer verbunden war, wobei der Behälter drehbar über einen kippbaren Hilfsrahmen gehalten war. Die Vorrichtung war mit einem Strömungsmesser und einem Druckmesser am Verbindungsrohr und drei Thermoelementen versehen, die durch Edelstahl mantel geschützt im Behälter angeordnet waren.
Für jede Probe wurde eine abgemessene Menge an Sand in den Behälter auf 370 mm über dem Sauerstoffventil eingeführt. Die Sauerstoffzuleitung wurde dann geöffnet und ein Methanbrenner wurde dazu verwandt, die Verbrennung an der Oberfläche des Sandbettes auszulösen. Der Brenner wurde dann gelöscht und die Verbrennung schritt selbsthaltend auf einer genau definierten regelmäßigen Front nach unten fort. Abgesehen von zwischenzeitlichen Beschädigungen an den Thermoelementen ergaben sich keine Nachteile. Die Temperatur im Verbrennungsbereich hatte ein Maximum von 1000 bis 1100º Celsius auf der Vertikalen über dem Ventil und ein Minimum von 500 bis 600º Celsius an den Behälterwänden. Die weiteren erhaltenen Ergebnisse sind in der beigefügten Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel III - chemische Analyse des Sandes

Die behandelten Sandproben wurden anschließend einer chemischen Analyse zur Ermittlung von Phenol unterworfen. 500 g an verbranntem, zerteiltem und über ein 1 mm Sieb gesiebtem Sand wurden in einen 2-Liter Glaskolben gegeben und 600 ml destilliertes Wasser wurden zugegeben, das auf einen PH-Wert von 2 bis 3 durch die Zugabe von 85 % Phosphorsäure % und 3 g CuSO&sub4; x 5 H&sub2;O reguliert war. Das ganze wurde einer Destillation bei Luftdruck unterworfen, um 500 ml Destillat zu sammeln. Der Phenolgehalt in 100 ml dieses Destillats wurde mit spektrophotometrischen Verfahren nach W. Leite (Die Analyse der organischen Verunreinigungen im Trink-, Brauch- und Abwassern, S. 98) bestimmt. Es wurde ermittelt, daß der Phenolgehalt der Proben unter der Empfindlichkeit des Analyseverfahrens lag (1 mg pro kg Probe). Sauerstoffverbrennungstests an Gießereisand mit einer Laboreinrichtung Sandart Probennummer Sandkorngröße Kopfhöhe über den Boden (mm) Zündauslösezeit (min) O&sub2;-Druck (in Bar) O&sub2;-Durchsatz (m³ pro Stunde) Nemerkung Sandart (von Formen mit Furanen und Phenolharzen) Sandart (von heißen Kernen mit Phenolharzen) Signal des Durchsatzmessers außerhalb der Skala übermäßige Dispersion von O&sub2; hohe dispersion von O&sub2; mäßige Dispersion von O&sub2; keine Dispersion von O&sub2;

Claims

1. Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand, der organische Substanzen und Kohlenstoffsubstanzen enthält, indem dieser geröstet wird, bei dem eine Altsandmasse (20) in einen Behälter (2) eingegeben und ein Gasstrom (F) in die Sandmasse geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- der Gasstrom (F) wird mit einem Sauerstoffgehalt geliefert, der größer als der der Umgebungsluft ist, und der Gasstrom (F) wird in die Sandmasse (20) am Boden des Behälters (2) geblasen, wobei das Blasen so erfolgt, das der Gasstrom F im wesentlichen gleichmäßig durch die Sandmasse verteilt wird,

- eine Flammenfront (30) wird in der Sandmasse am oberen Teil des Behälters dadurch erzeugt, das eine direkte Flamme (32) auf die Oberfläche (21) der Sandmasse gerichtet wird, und

- die direkte Flamme wird von der Oberfläche der Sandmasse (20) abgenommen und der Strom an sauerstoffreichem Gas (F) durch die Sandmasse wird beibehalten, um eine fortschreitende Bewegung der Flammenfront (30) allmählich durch die Sandmasse zu ermöglichen, während die in der Sandmasse (20) vorhandenen brennbaren Substanzen verbraucht werden, bis eine vollständige Verbrennung der organischen Substanzen und der Kohlenstoffsubstanzen stattgefunden hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Bruchteil des Volumens des Behälters (2) mit der Sandmasse (20) gefüllt wird, wobei der Bruchteil zwischen 70 und 90 % seines Gesamtvolumens liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (2) mit zylindrischer Symmetrie verwandt wird, der langsam um seine Symmetrieachse (A) in Drehung versetzt wird, wobei diese Achse in einer Schräglage bezüglich der Vertikalen gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 6 Umdrehungen pro Minute in Drehung versetzt wird, wobei die Drehachse (A) in einer Schräglage unter einem Winkel zur Vertikalen zwischen 5 und 15º gehalten wird.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom (F) aus reinem Sauerstoff besteht, der der Sandmasse (20) über einen Einlaß (5) zugeführt wird, der am Boden des Behälters befestigt und mit mehreren seitlichen Auslaßdüsen versehen ist.

6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Behälter (2) mit einem Verhältnis vom Durchmesser zur Höhe zwischen 0,8 und 1,2 verwandt wird und der Sandmasse ein Gasstrom auf einem Druck zwischen 2 und 4 bar und mit einem Sauerstoffdurchsatz zwischen 70 und 130 l pro kg Sand zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen der Altsandmasse (20) in den Behälter die Sandmasse (20) zerkleinert wird, um eine Sandmasse zu erhalten, die eine im wesentlichen gleichmäßige Korngröße mit Teilen maximaler Abmessung von 3 mm hat.

8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Verbrennung der Sandmasse (20) abgeschlossen ist, diese aus dem Behälter ausgegeben wird, nachdem der Strom an sauerstoffreichem Gas unterbrochen worden ist, indem der Behälter selbst gekippt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandmasse kontinuierlich in den Behälter (2) über einen Bunker (16) eingeführt wird, dessen unteres Ende (18) in die Sandmasse im Behälter eingetaucht ist, während der verbrannte Sand fortlaufend vom Behälter durch eine Saugeinrichtung (19) abgezogen wird, die in die Sandmasse im Behälter unmittelbar an seiner Oberfläche (21) eingetaucht ist, wobei das Naß an Zuführung an verbrauchtem Sand und an Abführung des verbrannten Sandes identisch ist, so daß die Flammenfront (30) dynamisch stationär unter der Sandsaugeinrichtung und über dem unteren Ende des Beschickungsbunkers bleibt.