EP0483933A2 - Process and apparatus for refining bulk material - Google Patents
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- EP0483933A2 EP0483933A2 EP91250172A EP91250172A EP0483933A2 EP 0483933 A2 EP0483933 A2 EP 0483933A2 EP 91250172 A EP91250172 A EP 91250172A EP 91250172 A EP91250172 A EP 91250172A EP 0483933 A2 EP0483933 A2 EP 0483933A2
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- bulk material
- cleaned
- gas
- fluidized bed
- cleaning
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- Withdrawn
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/18—Plants for preparing mould materials
Definitions
- the invention relates to a method for the (mechanical) cleaning of the grain surface (s) of contaminated bulk material, in particular for the (post) cleaning of, in particular, thermally (pre) regenerated sand, in particular foundry used sand.
- the present invention further relates to a device for carrying out the aforementioned method with a container provided with a bulk material inlet and a bulk material outlet, which is provided with a gas-permeable inflow base for the formation of a fluidized bed, which is supplied with fluidizing gas from a fluidizing gas source.
- DE-OS 4 008 849 As summarized in DE-OS 4 008 849, technologies for regenerating used foundry sands have already been proposed in DE-OS 31 03 030, 38 15 877, 30 19 069 and US Pat. No. 2,783,511. which, however, lead to satisfactory results neither from a technical nor from an economic point of view.
- DE-OS 4 008 849 itself proposes a method and a device for the regeneration of old foundry sands, which leads to very considerable technical and thus also economic improvements compared to the previous state of the art, but it has been shown that this technology too is still room for improvement, as follows:
- the regenerate from a thermal foundry sand processing process is basically or generally already of a relatively high quality, but still contains constituents of charred resins, additives and / or chamotte on the grain surface as well as undesirable (because disruptive) fines.
- To optimally set the desired or required quality of the regenerate it would therefore be necessary or highly desirable to also at least partially or predominantly free the regenerate from these contaminants. The same applies evidently to other processing methods.
- the present invention is therefore based on the object of providing a method of the type described at the outset and a device which is suitable and specific for carrying it out, by means of which the contaminated grain surfaces of bulk material can be cleaned and cleaned gently (mechanically) and in a manner which is gentle on the grain.
- the bulk material to be cleaned or subsequently cleaned is subjected to a gas flow which is under pressure and is put into a swirling state by this gas application, so that the cleaning takes place while avoiding impact or impact stresses the grains on fixed or movable walls are made solely by rubbing or abrasive (surface) stress on the grains, while the solution of the device Part of the above object in a generic device for carrying out the aforementioned method is characterized by at least one nozzle arranged above the inflow floor, the pressure gas flow of which is directed into the interior of the fluidized bed, in which the bulk material to be cleaned or cleaned is expediently and accordingly preferably located.
- the nozzles can be arranged in height and / or laterally offset from one another, so that there can be no collision of sand streams accelerated by opposing air jets.
- the method according to the invention also offers the possibility of letting the cleaning process run in the heat.
- organic components e.g. from the remains of plastic binders, can be removed thermally.
- the method according to the invention thus offers the possibility of combining the thermal and mechanical operations of thorough sand regeneration in a single step.
- the greater benefit lies in the lower destruction of good grain and the lower costs for transport, new sand and landfill. About 15% by weight less grain is destroyed. The average grain size in the proportion> 0.09 falls in the course of cleaning by approx. 10% with a cleaning time of 1 hour.
- the pressurized gas flow is directed at at least one loading point onto / into the bulk material to be cleaned, with the at least one pressurized gas loading point being most preferably arranged in the edge region of the bulk quantity to be cleaned in each case, but can obviously also be located in its interior.
- At least one second pressurized gas pressurization point is arranged at least substantially opposite one another, so that this can result in - possibly at several points or several "polluter points" - that the bulk material to be cleaned lies in the area of (at least) two gas flows which are essentially opposite to each other and is therefore cleaned particularly intensively (afterwards), the friction or abrasive effects being an (exactly) dosed impact effect between the grains (but not on walls) or internals) is superimposed by the choice of the vortex state of the layer (more or less loosened) and the gas jet pulse (pre-pressure in front of the nozzle) only according to different penetration depths into the layer.
- the pressurized gas at at least one pressurized gas application point is directed essentially tangentially to the outer surface of the bulk material quantity to be cleaned, as a result of which - in particular if this measure is implemented at two or more points - the bulk material to be cleaned can be set into a rotational movement which positively influences the desired effect, the friction effect being able to be increased on wear walls or wear internals suitable for this purpose.
- pressurization intensity of at least one (preferably all) pressurized gas pressurization points can be adjusted so that the pressurized gas pressurization can be optimally adapted to the respective technological task, but if pressurized gas compressed air is also used, which the in here Not only solves the task in question in the most expedient manner, but is also available or can be made available inexpensively.
- At least one second nozzle is therefore preferably arranged on at least one first nozzle on the opposite side of the fluidized bed or of the bulk material to be cleaned, the flow intensity of at least one (preferably all) nozzle (s) preferably being adjustable, i.e. can be controllable or regulatable.
- the device according to the invention can preferably have a plurality of nozzles which are preferably arranged in pairs essentially opposite one another, in such a way that the central axes of the nozzles form parallels, have an angle to one another or else lie on a common line.
- FIG. 1 of the drawing shows a device 1, designated as a whole for mechanical subsequent cleaning of thermally (pre-) regenerated foundry used sand 2, with a bulk material inlet (not shown in detail) and a container 3 provided with a bulk material outlet, which is essentially rectangular or is conical to its vertical axis of symmetry 4.
- the container 3 is provided with a gas-permeable inflow base 5 which e.g. consists of a ball bed and from below via a line 6 from a compressed air source, not shown, in the direction of arrow 7 with fluidizing vortex air.
- a gas-permeable inflow base 5 which e.g. consists of a ball bed and from below via a line 6 from a compressed air source, not shown, in the direction of arrow 7 with fluidizing vortex air.
- nozzles 9 are arranged in the region of the fluidized bed, which are essentially opposite each other in pairs and are fed by a compressed gas source (not shown) in the direction of arrow 10 via a common throttle element 11, which is arranged in a compressed air supply line 12 and feeds a ring line 13 which is connected to the nozzles 9.
- the compressed air supply line 12 and thus the ring line 13 can be connected to a single throttle element 11, so that the exposure intensity of the foundry sand 2 to be cleaned can be adjusted uniformly at all nozzles 9; however, several of the compressed air supply line 12 'can also be shown in FIG. 2 (In the example according to FIG.
- the container 3 does not necessarily have to have a rectangular / conical cross section, but that it can also be circular, for example.
- a circular cross section of the container 3 (at least in the area of the fluidized bed 8) is particularly expedient if at least some of the nozzles 9 are arranged in such a way that the bulk material 2 to be regenerated (or the fluidized bed 8) rotates during operation For example, and in particular about the rotational symmetry axis 4 of the container 3, as this can often be particularly useful.
- dividing walls extending into the container 3, starting in the calming space 3 ' can be arranged up to just above the inflow floor 5 of the fluidized bed 8, which divides the free container interior into at least two (or possibly also more) Subdivide sectors.
- the purpose of this is to avoid the back-mixing of already largely cleaned bulk goods with newly added material. This means that several fluidized beds are connected in series.
- the subdivision can be made by concentric regions or by fluidized beds arranged one above the other.
- outflow diameter of the nozzles 9 in the aforementioned embodiment is 3.4 mm, but could also be both smaller and larger.
- the container 3 can be provided with a circumferential rubber lining 14 in the region of the fluidized bed 9, and that one or more heat exchangers (not shown) can be arranged in the upper region of the fluidized bed 8 above the nozzles of the container 3 which is reusable or reusable heat from the post-cleaning process, especially if the post-cleaning fluidized bed is connected downstream of a thermal fluidized bed.
- FIG. 2 this can also represent a side view (and not a top view) of a preferred embodiment.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum (mechanischen) Reinigen der Kornoberfläche(n) von verunreinigtem Schüttgut, insbesondere zum (Nach-)Reinigen von insbesondere thermisch (vor-)regeneriertem Sand, insbesondere Gießerei-Altsand.The invention relates to a method for the (mechanical) cleaning of the grain surface (s) of contaminated bulk material, in particular for the (post) cleaning of, in particular, thermally (pre) regenerated sand, in particular foundry used sand.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens mit einem mit einem Schüttguteinlauf und einem Schüttgutauslauf versehenen Behältnis, welches zwecks Bildung einer Wirbelschicht mit einem gasdurchlässigen Anströmboden versehen ist, der von einer Fluidisiergasquelle mit Fluidisiergas zu beaufschlagen ist.The present invention further relates to a device for carrying out the aforementioned method with a container provided with a bulk material inlet and a bulk material outlet, which is provided with a gas-permeable inflow base for the formation of a fluidized bed, which is supplied with fluidizing gas from a fluidizing gas source.
Wie in der einschlägigen Fachwelt hinlänglich bekannt ist, fällt bei unterschiedlichsten technologischen Prozessen unter Verwendung von Schüttgut (wie z.B. und insbesondere Sand) nach Durchführung des betreffenden Prozesses dieses Schüttgut i.a. in verunreinigter Form an und ist demgemäß früher sodann nicht nur als Abfallprodukt qualifiziert, sondern auch entsprechend behandelt worden, indem man es auf Deponien verkippt oder auf sonstige Art und Weise beseitigt (und dabei einer ggf. auch teilweisen Wiederverwendung entzogen) hat.As is well known in the relevant specialist world, this bulk material generally falls in a wide variety of technological processes using bulk material (such as and in particular sand) after the relevant process has been carried out. in a contaminated form and was therefore not only qualified as a waste product, but was also treated accordingly by dumping it in landfills or otherwise disposing of it (and thereby also preventing it from being partially reused).
Dieses gilt bspw. und insbesondere für seit eh und je in großen Mengen anfallende Gießerei-Altsande, die als Formstoffe mit anorganischen oder/und organisch-chemischen Bindemitteln behandelt worden sind, und die nach dem Gießvorgang insbesondere aufgrund der zuvor zugesetzten Bindemittel so verunreinigt sind, daß Gießerei-Altsand als solcher (d.h. also ohne Regenerierung) nicht ohne weiteres wiederverwendet werden kann. Eine Regenerierung und damit eine (wenigstens teilweise) Rückgewinnung von verunreinigtem Schüttgut setzt in dem vorgenannten beispielhaften Fall voraus, daß Binderhüllen und sonstige Verunreinigungen der im wesentlichen aus Quarz bestehenden Sandkörner von diesen abgetrennt und ausgeschieden werden.This applies, for example, and in particular to old foundry sands which have always been present in large quantities and which have been treated as molding materials with inorganic and / or organic chemical binders and which are so contaminated after the casting process, in particular due to the previously added binders. that old foundry sand as such (ie without regeneration) cannot easily be reused. A regeneration and thus an (at least partial) recovery of contaminated bulk material requires in the aforementioned exemplary case that binder casings and other contaminants of the grains of sand essentially consisting of quartz are separated from them and separated out.
Zu derartigen Binderhüllen kommt es im Falle von Gießerei-(Alt-)Sand bei anorganisch gebundenen Formsanden insbesondere deshalb, weil der i.a. als Formstoff zugesetzte Bentonit - abhängig von der Wärmebeaufschlagung beim Gießen - auf der Oberfläche der Sandkörner durch Schamottisierung (Oolithisierung) im wesentlichen schalenförmig fixiert. Weiterhin stellen Glanzkohlenstoff und Zusätze, welche diesen bilden, weiterhin Verunreinigungen des zum Gießen gebrauchten Formsandes (= Gießerei-Altsandes) dar.Such binder casings occur in the case of foundry (waste) sand in the case of inorganically bound molding sands, in particular because the bentonite generally added as molding material - depending on the heat applied during casting - on the surface of the sand grains by fireclaying (oolithization) essentially in the form of a shell fixed. Furthermore, shiny carbon and additives that form it continue to contaminate the molding sand used for casting (= old foundry sand).
Wie insoweit in der DE-OS 4 008 849 zusammenfassend dargelegt ist, sind in der DE-OS 31 03 030, 38 15 877, 30 19 069 und der US-PS 2 783 511 bereits Technologien zur Regenerierung von Gießerei-Altsanden vorgeschlagen worden, die indes weder unter technischen noch auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu befriedigenden Ergebnissen führen. Die DE-OS 4 008 849 selbst schlägt zwar ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regenerierung von Gießerei-Altsanden vor, welches gegenüber dem früheren Stand der Technik zu ganz erheblichen technischen und damit auch wirtschaftlichen Verbesserungen führt, doch hat sich gezeigt, daß auch diese Technologie noch verbesserungsfähig ist, wie sich aus folgendem ergibt:As summarized in DE-OS 4 008 849, technologies for regenerating used foundry sands have already been proposed in DE-OS 31 03 030, 38 15 877, 30 19 069 and US Pat. No. 2,783,511. which, however, lead to satisfactory results neither from a technical nor from an economic point of view. DE-OS 4 008 849 itself proposes a method and a device for the regeneration of old foundry sands, which leads to very considerable technical and thus also economic improvements compared to the previous state of the art, but it has been shown that this technology too is still room for improvement, as follows:
Die Qualität des Regenerates zur (möglichst) uneingeschränkten Wiederverwendbarkeit für verschiedene Formverfahren wird u.a. und insbesondere durch die Parameter
- pH-Wert
- Oolithisierung
- Schlämmstoff
- Gesamt-C-Inhalt
- Glühverlust und
- Körnung < 90 µ
gekennzeichnet, wobei die (zulässigen) Grenzwerte dieser Parameter für jedes Formverfahren aufgrund entsprechender Erfahrungen definiert bzw. festgelegt sind. Werden diese Parameter-Grenzwerte überschritten, so ist eine Wiederverwendbarkeit von regeneriertem Gießerei-Altsand zwar grundsätzlich ebenfalls möglich, jedoch nur in entsprechenden sog. Formstoffkreisläufen.The quality of the regrind for (as far as possible) unrestricted reusability for various molding processes is determined, in particular, by the parameters
- PH value
- Oolithization
- Slurry
- Total C content
- Loss on ignition and
- Grain size <90 µ
characterized, the (permissible) limit values of these parameters for each molding process being defined or established based on corresponding experience. If these parameter limit values are exceeded, the reuse of regenerated foundry sand is in principle also possible, but only in the so-called molding material cycles.
Es ist daher stets die konkrete Aufgabenstellung zu prüfen bzw. unter Berücksichtigung der konkreten Aufgabenstellung zu überprüfen, welche Grenzwerte für den konkreten Anwendungsfall eingehalten werden müssen.It is therefore always necessary to check the specific task or, taking into account the specific task, to check which limit values for the specific application must be observed.
Das Regenerat aus einem thermischen Gießerei-Altsand-Aufbereitungsverfahren hat grundsätzlich bzw. im allgemeinen bereits eine relativ hohe Qualität, enthält aber immer noch Bestandteile von verkohlten Harzen, Zusatzstoffen und/oder Schamotte auf der Kornoberfläche sowie unerwünschte (da störende) Feinanteile. Zur optimalen Einstellung der an sich gewünschten bzw. erforderlichen Qualität des Regenerates wäre es daher erforderlich bzw. in höchstem Maße wünschenswert, das Regenerat auch noch zumindest teilweise bzw. überwiegend von diesen Verunreinigugnen zu befreien. Entsprechendes gilt ersichtlich für andere Aufbereitungsverfahren.The regenerate from a thermal foundry sand processing process is basically or generally already of a relatively high quality, but still contains constituents of charred resins, additives and / or chamotte on the grain surface as well as undesirable (because disruptive) fines. To optimally set the desired or required quality of the regenerate, it would therefore be necessary or highly desirable to also at least partially or predominantly free the regenerate from these contaminants. The same applies evidently to other processing methods.
Denkt man bei einer derartigen (Nach-)Reinigung an eine mechanische (Nach-)Reinigung, so ist festzustellen, daß es an sich bekannt ist, daß bei einer stets wünschenswerten kornschonenden mechanischen Reinigung von Schüttgut der Reinigungseffekt im wesentlichen durch Reibungs- bzw. Scheuereffekte erzielt wird, wenn nämlich die einzelnen Schüttgüter (beim vorgenannten Beispiel also die Sandkörner) sich aneinander reibend relativ zueinander bewegen. Dabei ist eine zu große Relativgeschwindigkeit der Schüttgutkörner zueinander oder aber zu sonstigen Reinigungselementen insoweit kritisch, als es bei zu intensiver Bewegung der (nach-)zureinigenden Schüttgutkörner sowohl zu einer Verminderung der Korngröße, zur Kornzerstörung und/oder zur Schädigung der Kornoberflächen als auch insbesondere zu einer erheblichen verschleißenden Zerstörnung von Reinigungsteilen aufgrund von Pralleffekten mit entsprechender (zu hoher) Impulsenergie kommen kann.If one thinks of such a (post) cleaning of a mechanical (post) cleaning, it should be noted that it is known per se that the mechanical cleaning of bulk goods, which is always desirable and gentle on the grain, results in the cleaning effect essentially due to friction or abrasion effects is achieved when the individual bulk goods (in the aforementioned example, therefore, the grains of sand) move rubbing against each other relative to each other. Too high a relative speed of the bulk material grains to one another or to other cleaning elements is critical insofar as there is a reduction in the grain size, grain destruction and / or damage to the grain surfaces and in particular if the (subsequent) cleaning of the bulk material grains is too intensive considerable wear and tear of cleaning parts due to impact effects with corresponding (too high) pulse energy.
Es sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen eine mechanische Entfernung derartiger Verunreinigungen bewirkt wird. Dabei werden Prall- und Reibungseffekte auf die Sandkörner untereinander, wie auch an feststehenden oder bewegten Apparateteilen bewirkt. Als Beispiele seien hier Prall- und Kugelmühlen, Vibrationstöpfe und Scheuertrommeln, sowie die besonders häufig verwendeten Prallreinigungsanlagen nach Jacob, Simpson und Webac genannt. Um Kornschäden und -zerstörungen möglichst gering zu halten, wird dabei im allgemeinen versucht, mittels geeigneter Maßnahmen, z.B. Schrägstellen der Prallflächen etc., die Aufprallkräfte niedriger zu halten und Reibungseffekte stärker wirksam werden zu lassen.Several methods and devices are known with which mechanical removal of such contaminants is effected. Impact and friction effects on the grains of sand among themselves, as well as on fixed or moving ones Apparatus parts causes. Examples include impact and ball mills, vibration pots and scrubbing drums, as well as the particularly frequently used impact cleaning systems according to Jacob, Simpson and Webac. In order to keep grain damage and destruction as low as possible, attempts are generally made to keep the impact forces lower by means of suitable measures, for example inclination of the impact surfaces, and to make friction effects more effective.
Allen diesen Vorrichtungen bzw. den mit ihnen durchzuführenden Verfahren gemeinsam ist der erhebliche Nachteil einer relativ großen Kornzerstörung, die i.a. um so größer ist, je höher die Qualitätsanforderungen an das Regenerat sind, weil man bei relativ hoher Qualitätsanforderung logischer- und demgemäß an sich konsequenterweise die Prallgeschwindigkeiten entsprechend hoch ansetzt bzw. die Anzahl der Durchläufe durch die Reinigungsapparatur erhöht, dabei aber zwangsnotwendigerweise zugleich neben dem relativ guten Reinigungseffekt zu einem hohen Grad an Kornzerstörung kommt.Common to all these devices and the processes to be carried out with them is the considerable disadvantage of a relatively large grain destruction, which i.a. The higher the quality requirements of the regrind, the greater the reason, because if the quality requirements are relatively high, logically and accordingly consequently the impact speeds are set accordingly high or the number of passes through the cleaning apparatus is increased, but at the same time necessarily in addition to the relative good cleaning effect comes to a high degree of grain destruction.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung sowie eine zu dessen Durchführung geeignete und bestimmte Vorrichtung zu schaffen, mittels derer die verunreinigten Kornoberflächen von Schüttgut wirksam und dennoch kornschonend (mechanisch) zu reinigen bzw. nachzureinigen sind.The present invention is therefore based on the object of providing a method of the type described at the outset and a device which is suitable and specific for carrying it out, by means of which the contaminated grain surfaces of bulk material can be cleaned and cleaned gently (mechanically) and in a manner which is gentle on the grain.
Als Lösung des verfahrensmäßigen Teils der vorgenannten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das zu reinigende bzw. nachzureinigende Schüttgut derart mit einer unter Überdruck stehenden Gasströmung beaufschlagt und durch diese Gasbeaufschlagung in einen wirbelnden Zustand versetzt wird, daß die Reinigung unter Vermeidung von Stoß- bzw. Prallbeanspruchungen der Körner an festangeordneten oder beweglichen Wänden allein durch reibende bzw. scheuernde (Oberflächen-)Beanspruchung der Körner erfolgt, während die Lösung des vorrichtungsmäßigen Teils der vorstehenden Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens gekennzeichnet ist durch wenigstens eine oberhalb des Anströmbodens angeordneten Düse, deren Druckgasströmung in das Innere der Wirbelschicht gerichtet ist, in welcher sich das zu reinigende bzw. nachzureinigende Schüttgut zweckmäßigerweise und demgemäß bevorzugt befindet.As a solution to the procedural part of the above-mentioned object, it is provided according to the invention that the bulk material to be cleaned or subsequently cleaned is subjected to a gas flow which is under pressure and is put into a swirling state by this gas application, so that the cleaning takes place while avoiding impact or impact stresses the grains on fixed or movable walls are made solely by rubbing or abrasive (surface) stress on the grains, while the solution of the device Part of the above object in a generic device for carrying out the aforementioned method is characterized by at least one nozzle arranged above the inflow floor, the pressure gas flow of which is directed into the interior of the fluidized bed, in which the bulk material to be cleaned or cleaned is expediently and accordingly preferably located.
Demgemäß wird mit der vorliegenden Erfindung gleichsam als höchst vorteilhafte Ergänzung der thermischen Aufbereitung gemäß der DE-OS 40 08 849 (s.d. insbesondere nach dem Beispiel 2 und der in dieser Druckschrift insoweit beschriebenen Technologie) erfindungsgemäß vorgeschlagen, das zu reinigende bzw. nachzureinigende Schüttgut in einen Wirbelschichtzustand zu versetzen, wie nachfolgend noch im einzelnen dargelegt wird.Accordingly, with the present invention, as a highly advantageous addition to the thermal treatment according to DE-OS 40 08 849 (sd in particular according to Example 2 and the technology described so far in this document), it is proposed according to the invention that the bulk material to be cleaned or re-cleaned into one To shift the fluidized bed state, as will be explained in detail below.
Dabei wird darauf verwiesen, daB die Schallgeschwindigkeit des Gases in der Düse bei einem Vordruck vor den Düsen von ca. 2,3 bar abs. bereits erreicht wird (bei einem Wirbelschichtgegendruck von ca. 1,15 bar abs.), und daß mit steigendem Vordruck die Anströmgeschwindigkeit (= Schallgeschwindigkeit) konstant bleibt, die anströmende Gasmasse (und damit der Impuls) indes mit steigendem Druck (dennoch) steigt.It is pointed out that the speed of sound of the gas in the nozzle with a pre-pressure in front of the nozzles of approx. 2.3 bar abs. is already reached (with a fluidized bed back pressure of approx. 1.15 bar abs.), and that the inflow velocity (= speed of sound) remains constant with increasing admission pressure, but the inflowing gas mass (and thus the impulse) increases (nevertheless) with increasing pressure.
Besonders wichtig ist hierbei, daß, im Gegensatz zu den vorstehend geschilderten Verfahren des Standes der Technik, die Verweilzeit, innerhalb deren diese Scheuereffekte wirksam sind, praktisch beliebig lange ausgedehnt werden kann. Daraus ergibt sich, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren tatsächlich die angestrebte ideale Art der mechanischen Sandregenerierung, ausschließlich durch Abreiben der anhaftenden Bindemittelschalen oder anderer Verunreinigungen, erreicht wird.It is particularly important here that, in contrast to the prior art methods described above, the dwell time within which these abrasive effects are effective can be extended practically as long as desired. It follows from this that the desired ideal type of mechanical sand regeneration is actually achieved by the method according to the invention, exclusively by rubbing off the adhering binder shells or other impurities.
In Ausgestaltung der Erfindung können die Düsen höhenmäßig und/oder seitlich versetzt zueinander angeordnet sein, so daß kein Zusammenprall von durch gegenläufige Luftstrahlen beschleunigte Sandströme erfolgen kann.In an embodiment of the invention, the nozzles can be arranged in height and / or laterally offset from one another, so that there can be no collision of sand streams accelerated by opposing air jets.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet außerdem die Möglichkeit, den Reinigungsprozeß auch in der Hitze ablaufen zu lassen. Dadurch können organische Bestandteile, z.B. aus Resten von Kunststoffbindern, thermisch entfernt werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, solche organischen Verbindungen, die die aus der Wirbelschicht mit dem Abgas ausgetragenen Stäube kontaminieren, zu unschädlichen Reststoffen auszubrennen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet durch diese Variante also die Möglichkeit, die thermischen und die mechanischen Arbeitsgänge einer gründlichen Sandregenerierung in einem einzigen Schritt zu kombinieren.The method according to the invention also offers the possibility of letting the cleaning process run in the heat. As a result, organic components, e.g. from the remains of plastic binders, can be removed thermally. In this way it is also possible to burn out such organic compounds, which contaminate the dusts discharged from the fluidized bed with the exhaust gas, into harmless residues. With this variant, the method according to the invention thus offers the possibility of combining the thermal and mechanical operations of thorough sand regeneration in a single step.
Diese wirtschaftlich sehr positive Möglichkeit wird durch einige, noch bedeutendere Vorteile ergänzt. Es ist nämlich hier besonders zu beachten, daß die Wirbelschicht eigenen, von den der pneumatischen Förderung abweichenden Gesetzen, folgt. Daraus ergibt sich eine wesentlich günstigere Betriebsweise, denn für die Fluidisierung eines Feststoffes ist ein nur relativ geringer Energieaufwand erforderlich. Für die quereingeströmten Luftmengen genügt ebenfalls eine nur geringe Energie, um in dem Fließbett die wie oben geschilderten Strömungsphänomena zu erzeugen. Daraus ergibt sich in Summa für das erfinderische Verfahren ein Energieaufwand, der nur ca. 20 % des für konventionelle pneumatische Verfahren erforderlichen Energieverbrauches beträgt. Ergänzt werden diese wirtschaftlichen Vorteile durch hohes Ausbringen an qualitativ hochwertigem Sandregenerat mit geringen Verlusten an Gutkorn.This economically very positive possibility is supplemented by some even more significant advantages. It is particularly important to note that the fluidized bed follows its own laws that differ from those of pneumatic conveying. This results in a much more economical mode of operation, since only a relatively small amount of energy is required to fluidize a solid. Only a small amount of energy is sufficient for the air flow that flows in to generate the flow phenomena described above in the fluidized bed. In sum, this results in an energy expenditure for the inventive method which is only about 20% of the energy consumption required for conventional pneumatic methods. These economic advantages are supplemented by a high yield of high-quality sand regenerate with little loss of grain.
Der größere Gewinn liegt indes in der geringeren Gutkornzerstörung und den damit geringeren Kosten für Transport, Neusand, Deponie. Es wird ca. 15 Gew.-% weniger Korn zerstört. Die mittlere Korngröße im Anteil > 0,09 fällt im Verlaufe der Reinigung um ca. 10 % bei 1 h Reinigungszeit.The greater benefit, however, lies in the lower destruction of good grain and the lower costs for transport, new sand and landfill. About 15% by weight less grain is destroyed. The average grain size in the proportion> 0.09 falls in the course of cleaning by approx. 10% with a cleaning time of 1 hour.
Verfahrensmäßig ist bevorzugt vorgesehen, daß die Druckgasströmung an wenigstens einer Beaufschlagungsstelle auf/in das zu reinigende Schüttgut geleitet wird, wobei höchst bevorzugt die wenigstens eine Druckgas-Beaufschlagungsstelle im Randbereich der jeweils zu reinigenden Schüttgutmenge angeordnet wird, jedoch ersichtlich auch in ihrem Inneren liegen kann.In terms of the method, it is preferably provided that the pressurized gas flow is directed at at least one loading point onto / into the bulk material to be cleaned, with the at least one pressurized gas loading point being most preferably arranged in the edge region of the bulk quantity to be cleaned in each case, but can obviously also be located in its interior.
Darüber hinaus hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn wenigstnes einer ersten Druckgas-Beaufschlagungsstelle wenigstens eine zweite Druckgas-Beaufschlagungsstelle im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet ist, so daß es dabei - ggf. an mehreren Stellen bzw. von mehreren "Verursacherstellen" hervorgerufen - dazu kommt, daß das zu reinigende Schüttgut im Bereich (wenigstens) zweiter einander im wesentlichen entgegengesetzter Gasströmungen liegt und demgemäß besonders intensiv (nach-)gereinigt wird, wobei den Reibungs- bzw. Scheuereffekten ein (genau) zu dosierender Pralleffekt zwischen den Körnern (nicht aber an Wänden oder Einbauten) überlagert wird, durch die Wahl des Wirbelzustandes der Schicht (mehr oder weniger aufgelockert) und des Gasstrahlimpulses (Vordruck vor der Düse) nur entsprechend unterschiedlicher Eindringtiefe in die Schicht.In addition, it has proven to be expedient if at least one second pressurized gas pressurization point is arranged at least substantially opposite one another, so that this can result in - possibly at several points or several "polluter points" - that the bulk material to be cleaned lies in the area of (at least) two gas flows which are essentially opposite to each other and is therefore cleaned particularly intensively (afterwards), the friction or abrasive effects being an (exactly) dosed impact effect between the grains (but not on walls) or internals) is superimposed by the choice of the vortex state of the layer (more or less loosened) and the gas jet pulse (pre-pressure in front of the nozzle) only according to different penetration depths into the layer.
In Ausgestaltung der vorliegenden Erifndung hat es sich weiterhin als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn das Druckgas an wenigstens einer Druckgas-Beaufschlagungsstelle im wesentlichen tangential auf die Außenfläche der zu reinigenden Schüttgutmenge geleitet wird, wodurch - insbesondere wenn diese Maßnahme an zwei oder mehr Stellen realisiert wird - das zu reinigende Schüttgut in eine den angestrebten Effekt positiv beeinflussende Rotationsbewegung versetzt werden kann, wobei der Reibungseffekt an hierfür geeigneten Verschleißwänden bzw. Verschleißeinbauten verstärkt werden kann.In an embodiment of the present invention, it has also proven to be particularly expedient if the pressurized gas at at least one pressurized gas application point is directed essentially tangentially to the outer surface of the bulk material quantity to be cleaned, as a result of which - in particular if this measure is implemented at two or more points - the bulk material to be cleaned can be set into a rotational movement which positively influences the desired effect, the friction effect being able to be increased on wear walls or wear internals suitable for this purpose.
Dabei hat es sich nicht nur als höchst zweckmäßig erwiesen, wenn die Beaufschlagungsintensität wenigstens einer (vorzugsweise sämtlicher) Druckgas-Beaufschlagungsstellen einstellbar ist, damit die Druckgasbeaufschlagung der jeweiligen technologischen Aufgabe optimal angepaßt werden kann, sondern wenn darüber hinaus Druckgaspreßluft verwendet wird, welche die hier in Rede stehende Aufgabe nicht nur in höchst zweckmäßiger Weise löst, sondern darüber hinaus auch preiswert zur Verfügung steht bzw. zur Verfügung gestellt werden kann.It has not only proven to be extremely useful if the pressurization intensity of at least one (preferably all) pressurized gas pressurization points can be adjusted so that the pressurized gas pressurization can be optimally adapted to the respective technological task, but if pressurized gas compressed air is also used, which the in here Not only solves the task in question in the most expedient manner, but is also available or can be made available inexpensively.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist demgemäß bevorzugt wenigstens einer ersten Düse auf der gegenüberliegenden Seite der Wirbelschicht bzw. des zu reinigenden Schüttgutes wenigstens eine zweite Düse angeordnet, wobei die Strömungsintensität wenigstens einer (vorzugsweise sämtlicher) Düse(n) bevorzugt einstellbar, d.h. also steuer- oder regelbar sein kann.In the device according to the invention, at least one second nozzle is therefore preferably arranged on at least one first nozzle on the opposite side of the fluidized bed or of the bulk material to be cleaned, the flow intensity of at least one (preferably all) nozzle (s) preferably being adjustable, i.e. can be controllable or regulatable.
Wie bereits weiter oben unter verfahrenstechnologischen Gesichtspunkten dargelegt ist, können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt mehrere Düsen vorgesehen sein, die jeweils bevorzugt paarweise einander im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind, und zwar dergestalt, daß die Mittelachsen der Düsen Parallelen bilden, einen Winkel zueinander aufweisen oder aber auf einer gemeinsamen Linie liegen.As already explained above from the point of view of process technology, the device according to the invention can preferably have a plurality of nozzles which are preferably arranged in pairs essentially opposite one another, in such a way that the central axes of the nozzles form parallels, have an angle to one another or else lie on a common line.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung (sei es nun verfahrensmäßiger oder vorrichtungsmäßiger Art) sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further preferred refinements of the present invention (be it in terms of method or device) are described in the subclaims.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht; und
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung in der Art eines Schaltschemas, welche insbesondere die Druckgasführung verdeutlichen soll.
- Fig. 1
- a schematic representation of a device according to the invention in side view; and
- Fig. 2
- is a schematic representation in the manner of a circuit diagram, which is intended to clarify in particular the compressed gas flow.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum mechanischen Nachreinigen von thermisch (vor-)regeneriertem Gießerei-Altsand 2, mit einem im einzelnen nicht dargestellten Schüttguteinlauf und einem mit einem Schüttgutauslauf versehenen Behältnis 3, welches im wesentlichen rechteckig bzw. konisch zu seiner vertikalen Symmetrieachse 4 ist.1 of the drawing shows a device 1, designated as a whole for mechanical subsequent cleaning of thermally (pre-) regenerated foundry used
Zur Bildung einer Wirbelschicht im Bereich des nachzuregenerierenden Gießerei-Altsandes 2 ist das Behältnis 3 mit einem gasdurchlässigen Anströmboden 5 versehen, der z.B. aus einer Kugelschüttung besteht und von unten her über eine Leitung 6 von einer nicht dargestellten Druckluftquelle in Richtung des Pfeiles 7 mit fluidisierender Wirbelluft beaufschlagt wird.In order to form a fluidized bed in the area of the
Oberhalb des Anströmbodens 5 sind im Bereich der Wirbelschicht 8 Düsen 9 angeordnet, die einander jeweils paarweise im wesentlichen gegenüberliegen und von einer nicht dargestellten Druckgasquelle in Richtung des Pfeiles 10 über ein gemeinsames Drosselorgan 11 gespeist werden, welches in einer Preßluft-Zuführleitung 12 angeordnet ist und eine Ringleitung 13 speist, die mit den Düsen 9 verbunden ist. Dabei kann die Preßluft-Zuführleitung 12 und damit die Ringleitung 13 mit einem einzelnen/einzigen Drosselorgan 11 verbunden sein, so daß die Beaufschlagungsintensität des zu reinigenden Gießerei-Altsandes 2 an allen Düsen 9 gleichmäßig einzustellen ist; es können jedoch auch gemäß Fig. 2 von der Preßluft-Zuführleitung 12' mehrere (beim Beispiel gemäß Fig. 2 in der Draufsicht gezeichneten) Preßluft-Zuführleitung 12'' abzweigen, in denen jeweils ein Drosselorgan 11 angeordnet ist, so daß die Beaufschlagungsintensität des nachzureinigenden Gießerei-Altsandes 2 in unterschiedlichen Zonen der Wirbelschicht entsprechend unterschiedlich eingestellt werden kann. Eine entsprechende Anpassungsmöglichkeit kann ersichtlich nicht nur - wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 - in unterschiedlichen Zonen der Wirbelschicht vorgesehen sein, sondern es kann ggf. auch in einer Zone eine unterschiedliche Beaufschlagungsintensität vorgesehen werden, wenn man jeweils den Düsen 9 ein "eigenes" Drosselorgan 11 unmittelbar vorordnet, wie für den Fachmann ohne weiteres erkennbar ist und demgemäß einsichtig sein dürfte.Above the
Es sei darauf verwiesen, daß das Behältnis 3 keineswegs zwangsnotwendigerweise einen rechteckigen/konischen Querschnitt aufweisen muß, sondern daß dieser auch bspw. kreisförmig sein kann. Ein kreisförmiger Querschnitt des Behältnisses 3 (zumindest im Bereich der Wirbelschicht 8) ist insbesondere dann höchst zweckmäßig, wenn wenigstens ein Teil der Düsen 9 so angeordnet ist, daß das zu regenerierende Schüttgut 2 (bzw. die Wirbelschicht 8) während des Betriebes in eine Rotationsbewegung bspw. und insbesondere um die Rotationssymmetrieachse 4 des Behältnisses 3 versetzt werdensoll, wie dieses häufig besonders zweckmäßig sein kann.It should be pointed out that the container 3 does not necessarily have to have a rectangular / conical cross section, but that it can also be circular, for example. A circular cross section of the container 3 (at least in the area of the fluidized bed 8) is particularly expedient if at least some of the
Es sei noch darauf verwiesen, daß in Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in dem Behältnis 3, beginnend im Beruhigungsraum 3',bis kurz über den Anströmboden 5 der Wirbelschicht 8 reichende Trennwände angeordnet sein können, welche den freien Behälterinnenraum in wenigstens zwei (oder ggf. auch mehr) Sektoren unterteilen. Hiermit soll die Rückvermischung bereits weitgehend gereinigten Schüttgutes mit neu aufgegebenem Material vermieden werden. Es werden damit gleichsam mehrere Wirbelschichten hintereinandergeschaltet.It should also be pointed out that, in an embodiment of the present invention, dividing walls extending into the container 3, starting in the calming space 3 ', can be arranged up to just above the
Bei Wirbelschichten mit kreisförmigem Querschnitt kann die Unterteilung durch konzentrische Bereiche oder durch übereinander angeordnete Wirbelschichten erfolgen.In the case of fluidized beds with a circular cross section, the subdivision can be made by concentric regions or by fluidized beds arranged one above the other.
Weiterhin sei darauf verwiesen, daß der Ausströmdurchmesser der Düsen 9 beim vorgenannten Ausführungsbeispiel 3,4 mm beträgt, indes auch sowohl kleiner wie auch größer sein könnte.Furthermore, it should be noted that the outflow diameter of the
Im übrigen sei darauf verwiesen, daß das Behältnis 3 im Bereich der Wirbelschicht 9 mit einer umlaufenden Gummiauskleidung 14 versehen sein kann, und daß im oberen Bereich der Wirbelschicht 8 oberhalb der Düsen des Behältnisses 3 ein bzw. mehrere nicht dargestellte Wärmetauscher angeordnet sein können, mit dem/denen wieder- bzw. weiterverwendbare Wärme aus dem Nachreinigungsprozeß (rück-)zugewinnen ist, insbesondere dann, wenn die Nachreinigungswirbelschicht einer thermischen Wirbelschicht nachgeschaltet ist.For the rest, it should be noted that the container 3 can be provided with a circumferential rubber lining 14 in the region of the
Aus dem Abschnitt 3' des Behältnisses 3 gelangt das gemäß den Pfeilen 7 bzw. 10 durch die Leitungen 6 bzw. 12 bzw. 12' in die Vorrichtung 1 eingeleitete Gas nach Austritt aus der Wirbelschicht 8 und damit aus dem nachzureinigenden Altsand 2 nach oben und schließlich gemäß dem Pfeil 15 aus der Vorrichtung 1 heraus.From the section 3 'of the container 3, the gas introduced into the device 1 according to the
Weiterhin sei unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch darauf verwiesen, daß diese auch eine Seitenansicht (und keine Draufsicht) einer bevorzugten Ausgestaltung darstellen kann.Furthermore, reference is made to FIG. 2 that this can also represent a side view (and not a top view) of a preferred embodiment.
Mit der vorliegenden Erfindung wurden ein Verfahren und eine höchst zweckmäßige Vorrichtung zu dessen Durchführung geschaffen, mittels derer zu reinigendes Schüttgut, welches i.a. vorher bereits technologisch eingesetzt war, in höchst zweckmäßiger Weise (mechanisch) zu reinigen bzw. nachzureinigen ist, und zwar bei extremer (einstellbarer) Kornschonung mit einem unglaublich effektiven Reinigungswirkungsgrad, wobei sich der Gegenstand der vorliegenden Erfindung u.a. insbesondere auch für eine Nachreinigung von Gießerei-Altsand als höchst zweckmäßig erwiesen hat, der zuvor einer thermischen (ggf. aber auch anderen) Aufbereitung unterworfen worden war.With the present invention, a method and a highly practical device for carrying it out have been created, by means of which bulk material to be cleaned, which ia was previously used technologically, is to be cleaned (mechanically) or re-cleaned in a highly expedient manner, with extreme (adjustable) grain protection with an incredibly effective cleaning efficiency, the subject of the present invention being in particular also for subsequent cleaning of foundries -Own sand has proven to be extremely useful, which had previously been subjected to thermal (but possibly also other) processing.
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22nd
- Gießerei-Altsand (vorregenerierter)Old foundry sand (pre-regenerated)
- 33rd
- Behältnis 3' Abschnitt (von 3)Container 3 'section (of 3)
- 44th
- SymmetrieachseAxis of symmetry
- 55
- Anströmboden (von 3)Inflow floor (of 3)
- 66
- Leitungmanagement
- 77
- Pfeilarrow
- 88th
- Wirbelschichtfluidized bed
- 99
- DüsenNozzles
- 11
- 0 Pfeil0 arrow
- 1111
- DrosselorganThrottling device
- 12, 12'12, 12 '
- Preßluft-ZuführleitungCompressed air supply line
- 1313
- RingleitungLoop
- 1414
- GummiauskleidungRubber lining
- 1515
- Pfeilarrow
- 1616
- 1717th
- 1818th
- 1919th
- 2020th
- 2121
- 2222
- 2323
- 2424th
- 2525th
- 2626
- 2727th
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- 3030th
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