EP0767019A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand Download PDF

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EP0767019A1
EP0767019A1 EP96114427A EP96114427A EP0767019A1 EP 0767019 A1 EP0767019 A1 EP 0767019A1 EP 96114427 A EP96114427 A EP 96114427A EP 96114427 A EP96114427 A EP 96114427A EP 0767019 A1 EP0767019 A1 EP 0767019A1
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sand
falling
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rotor
grains
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Georg Fischer Disa AG
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    • 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
    • B22C5/10—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by dust separating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S241/00—Solid material comminution or disintegration
    • Y10S241/10—Foundry sand treatment

Definitions

  • the invention relates to a process for the regeneration of sand with a more or less large amount of bentonite-bound sand, the sand grains of the old sand being repeatedly accelerated and decelerated in a treatment room, scrubbed by combined impact and shear stress plus intense grain of grain friction and thereby from the sand grains adherent, usable and burnt-off binder and additive casings are freed, whereby dust generated during the treatment is separated from the sand.
  • a device suitable for carrying out the method also lies within the scope of the invention.
  • the molding sand cycle of a foundry includes the unpacking point. If the molds are made from bentonite-bound molding material, mixed sand with more or less large proportions of bentonite-bound sand and (various) core sands is obtained at this point. In addition to mineral sands and synthetic resin binders, this mixture also contains additives such as bentonite, coal dust, etc., which were partially destroyed under the influence of heat, and bentonite was burned onto the grain to form a hard and porous layer with a low fire resistance. In the absence of regeneration, this mixture is used again for the molding compound supplied, missing aggregates must be replaced.
  • old sand When old sand is regenerated, the sand grains are freed from the binder and additive shells.
  • the old sand regenerated in this way largely achieves the properties of new quartz sand and can therefore be reused instead of new sand.
  • a regeneration method of the type mentioned at the outset is known from DE-A-2909408.
  • the treatment room is formed by a rotating drum, in the interior of which rotates a rotor arranged concentrically to the drum axis with a large number of axially parallel friction bodies. Part of the sandfall stream falls on this rotor and is subjected to an intensive impact shear stress when the grains accelerate.
  • the previously known method has the disadvantage that the sand stream to be treated cannot be controlled precisely enough, which necessitates a relatively long treatment time.
  • the inventor has set himself the task of creating a method of the type mentioned at the beginning and a device by means of which the throughput performance can be improved while the quality of the regenerate remains the same.
  • the solution of the task according to the invention leads to the sand being divided into two falling streams.
  • the grains of the first stream fall onto the rotor, where they are strongly accelerated and thus subjected to impact shear stress and are thrown into the second falling stream, where they are braked in a very short time by the intense grain of grain friction.
  • the falling currents are preferably unequal, i.e. the amount of sand falling per unit of time varies.
  • the method according to the invention is particularly suitable for batch-wise treatment of the sand.
  • a batch of sand will until the desired regrind quality is achieved.
  • the shell of the still good and damaged binders and additives that has been rubbed off by the grains becomes dust. This is preferably suctioned off continuously. Through a time-dependent division of the extracted fine parts, undestroyed parts can be returned to the molding sand cycle proportionately as a valuable substance (active bentnoite and coal dust). This saves expensive raw materials and reduces the amount of problematic landfills.
  • the suction is controlled in accordance with the method disclosed in DE-C-4032798.
  • the dust is extracted in a fractional manner in such a way that binders and additives are obtained separately from the other dusty proportions by controlling the fractional suction of the dust on the basis of differences in grain size via the suction power and / or a change in the vacuum and / or for a predetermined time , after which the separated dust-like portions of binders and additives are returned to the from sand cycle.
  • a device which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention is characterized in that a rotor with friction bodies projecting from the rotor jacket surface is arranged in the treatment room and the treatment room has adjustable inlet openings for the sandfall flows.
  • the first inlet opening directs the downflow to the rotor, the second directs the 2nd downflow at a certain distance in front of the rotor.
  • One or more sand containers with the inlet openings for the corresponding outlet openings are expediently arranged above the treatment room.
  • a dedusting unit with suction line for targeted Extraction of the fine parts including a regrind collection container.
  • this collecting container is connected to the storage container above the treatment room by means of a conveyor unit.
  • the machine can also be built as a 2-stage machine to increase the cleaning intensity.
  • the machine for regenerating old foundry sand has sand storage containers 10 with two outlet openings 12, 14.
  • the storage container (s) 10 are placed on a treatment room 16, in the interior of which a rotor 18 with friction bodies 22, which protrude from the rotor jacket surface 20, is arranged.
  • a collection container 30 is connected to the dedusting unit 24 for collecting the dedusted sand. To close the sand cycle in the machine, the collecting container 30 is connected to the storage container 10 via a conveyor unit 32.
  • the sand to be regenerated is well prepared (no tubers> 10mm, free of metal parts, water content max. 1%) in batches 10.
  • the outlet openings are designed in such a way that a first partial stream falling through the outlet opening 12 - shown in the drawing by the fall line f1 - falls on the rotor.
  • the second partial flow flowing through the outlet opening 14 falls according to the fall line f2, at a distance a from the rotor lateral surface 20.
  • the sizes of the outlet openings can be adjusted so that the partial flows falling out of the outlet openings 12 and 14 are different or the same size.
  • the sand grains falling on it from the first partial flow from the outlet opening 12 are grasped, accelerated and thereby subjected to impact frictional forces.
  • the grains are then thrown at high speed into the loosely falling partial stream from outlet opening 14 and are braked in this in a very short time by intensive grain of grain friction.
  • the binder cover is rubbed off and, as a side effect, existing sharp edges on the grains are rounded.
  • the system works in batch mode, i.e. a batch of used sand is circulated until the required quality of regrind is achieved. The regenerate is then removed from the system and a new batch is placed.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Regenerierung von Giesserei-Altsand mit mehr oder weniger grossem Anteil an bentonitgebundenem Sand werden die Sandkörner des Altsandes in einem Behandlungsraum wiederholt beschleunigt und wieder abgebremst, durch kombinierte Reib- und Scherbeanspruchung und intensiver Korn an Kornreibung gescheuert und dadurch von den auf ihnen haftenden, nutzbaren und totgebrannten Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit, während der Behandlung von den Sandkörnern abgescheuerte Feinteile abgetrennt werden. Der Sand wird in zwei Fallströme aufgeteilt. Die Körner eines ersten Fallstromes werden beschleunigt und in den zweiten Fallstrom geschleudert. Bei einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung ist im Behandlungsraum (16) ein Rotor (18) mit von der Rotormantelfläche (20) abragenden Reibkörpern (22) angeordnet. Der Behandlungsraum (16) weist Zulauföffnungen für die Sandfallströme auf, wobei die Fallinie (f1) einer Zulauföffnung (12) auf den Rotor (18) trifft und die Fallinie (f2) der Zulauföffnung (14) in einem Abstand (a) zur Mantelfläche des Rotors nach unten führt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von mit mehr oder weniger grossem Anteil an bentonitgebundenem Sand, wobei die Sandkörner des Altsandes in einem Behandlungsraum wiederholt beschleunigt und abgebremst, durch kombinierte Schlag- und Scherbeanspruchung plus intensive Korn an Kornreibung gescheuert und dadurch von den auf den Sandkörner haftenden, nutzbaren und totgebrannten Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit werden, wobei während der Behandlung entstehender Staub vom Sand getrennt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
  • Der Formsand-Kreislauf einer Giesserei schliesst die Auspackstelle mit ein. Werden die Formen aus bentonitgebundenem Formstoff hergestellt, fällt an dieser Stelle ein Mischsand mit mehr oder weniger grossen Anteilen an bentonitgebundenem Sand und (verschiedenen) Kernsanden an. Dieses Gemisch enthält neben mineralischen Sanden und Kunstharzbindern auch Zuschlagstoffe wie Bentonit, Kohlenstaub, u.s.w., die unter Hitzeeinwirkung z.T. zerstört, Bentonit zu einer harten und porösen Schicht mit tiefer Feuerbeständigkeit auf das Korn gebrannt wurden. Bei fehlender Regenerierung wird dieses Gemisch wieder der Formstoffaufbereitung zugeleitet, fehlende Zuschlagsstoffe müssen ersetzt werden.
  • Bei der Regenerierung von Altsand werden die Sandkörner von den Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit. Der so regenerierte Altsand erreicht weitgehend die Eigenschaften von neuem Quarzsand und kann daher an Stelle von Neusand wiederverwendet werden.
  • Ein Regenerierverfahren der eingangs erwähnten Art ist aus der DE-A-2909408 bekannt. Der Behandlungsraum wird durch eine rotierende Trommel gebildet, in deren Innern ein konzentrisch zur Trommelachse angeordneter Rotor mit einer Vielzahl von achsparallelen Reibkörpern rotiert. Ein Teil des Sandfallstromes fällt auf diesen Rotor und wird beim Beschleunigen der Körner einer intensiven Schlag-Scherbeanspruchung unterworfen.
  • Das vorbekannte Verfahren hat den Nachteil, dass der zu behandelnde Sandstrom zu wenig genau gesteuert werden kann, was eine verhältnismässig lange Behandlungsdauer erforderlich macht.
  • Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art und eine Vorrichtung zu schaffen, womit die Durchsatzleistung bei gleichbleibender Qualität des Regenerats verbessert werden kann.
  • Bezüglich des Verfahrens führt die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe dazu, dass der Sand in zwei Fallströme aufgeteilt wird. Die Körner des ersten Stromes fallen auf den Rotor, wo sie stark beschleunigt und damit einer Schlag-Scherbeanspruchung ausgesetzt in den zweiten Fallstrom geschleudert werden, wo sie durch die intensive Korn an Kornreibung in sehr kurzer Zeit abgebremst werden. Bevorzugt sind die Fallströme ungleich gross, d.h. die pro Zeiteinheit fallende Sandmenge ist unterschiedlich.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere für eine chargenweise Behandlung des Sandes geeignet. Eine Charge Sand wird bis zur Erreichung der gewünschten Regeneratsgüte im Kreislauf geführt.
  • Die von den Körnern abgeriebene Hülle aus noch guten und beschädigten Bindemitteln und Zuschlagsstoffen wird zu Staub. Dieser wird bevorzugt kontinuierlich abgesaugt. Durch eine zeitabhängige Aufteilung der abgesaugten Feinteile können unzerstörte Teile als Wertstoff (aktiver Bentnoit und Kohlenstaub) anteilmässig wieder in den Formsandkreislauf zurückgeführt werden. Dadurch werden teure Rohstoffe gespart, die Menge problematischen Deponiegutes reduziert.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Steuerung der Absaugung entsprechend dem in der DE-C-4032798 offenbarten Verfahren. Hierbei wird der Staub derart fraktioniert abgesaugt, dass Bindemittel und Zusatzstoffe von den übrigen staubförmigen Anteilen getrennt erhalten werden, indem das fraktionierte Absaugen des Staubes aufgrund von Korngrössenunterschieden über die Absaugleistung und/oder eine Änderung des Unterdrucks gesteuert wird und/oder während einer vorbestimmten Zeit erfolgt, wonach die abgetrennten staubförmigen Anteile aus Bindemitteln und Zusatzstoffen in den Fromsandkreislauf zurückgeführt werden.
  • Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Behandlungsraum ein Rotor mit von der Rotormantelfläche abragenden Riebkörpern angeordnet ist und der Behandlungsraum verstellbare Zulauföffnungen für die Sandfallströme aufweist. Die erste Zulauföffnung leitet den Fallstrom auf den Rotor, die zweite leitet den 2. Fallstrom in einem bestimmten Abstand vor dem Rotor nach unten.
  • Zweckmässigerweise sind über dem Behandlungsraum ein oder mehrere Sandhälter mit den Zulauföffnungen für die entsprechenden Auslauföffnungen angebracht. Unterhalb des Behandlungsraumes ist eine Entstaubungseinheit mit Absaugleitung zum gezielten Absaugen der Feinteile, darunter ein Regenerat-Sammelbehälter angeordnet.
  • Zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufbetriebs ist dieser Sammelbehälter mittels einer Fördereinheit mit dem Vorratsbehälter über dem Behandlungsraum verbunden.
  • Die Maschine kann auch als 2-Stufenmaschine zur Erhöhung der Reinigungsintensität gebaut werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung. Diese zeigt schematisch in einer Figur eine Regeneriervorrichtung.
  • Die Maschine zur Regenerierung von Giesserei-Altsand weist Sandvorratsbehälter 10 mit zwei Auslauföffnungen 12,14 auf. Der/die Vorratsbehälter 10 sind auf einem Behandlungsraum 16 aufgesetzt, in dessen Innern ein Rotor 18 mit, von der Rotormantelfläche 20 abragenden, Reibkörpern 22 angeordnet ist.
  • Unterhalb des Behandlungsraumes befindet sich eine mit Leitblechen 26 versehene Entstaubungseinheit 24 mit Absaugleitung 28 zum Austrag der Feinteile. An die Entstaubungseinheit 24 schliesst ein Sammelbehälter 30 zum Auffangen des entstaubten Sandes an. Zum Schliessen des Sandkreislaufes in der Maschine ist der Sammelbehälter 30 über eine Fördereinheit 32 mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden.
  • Der zu regenerierende Sand wird gut vorbereitet (keine Knollen > 10mm, frei von Metallteilen, Wassergehalt max. 1%) chargenweise in den Vorratsbehälter 10 gegeben. Die Auslauföffnungen sind so konzipiert, dass ein erster, durch die Auslauföffnung 12 fallender Teilstrom -- in der Zeichnung durch die Fallinie f1 dargestellt -- auf den Rotor fällt. Der durch die Auslauföffnung 14 fliessende zweite Teilstrom fällt entsprechend der Fallinie f2, in einem Abstand a zur Rotormantelfläche 20 nach unten.
  • Die Grössen der Auslauföffnungen sind so einstellbar, dass die aus den Auslauföffnungen 12 und 14 fallenden Teilströme unterschiedlich oder auch gleich gross sind.
  • Durch die Drehbewegung des Rotors 18 um seine horizontal liegende Achse y werden die auf ihn fallenden Sandkörner des ersten Teilstromes aus Auslauföffnung 12 durch die Reibkörper erfasst, beschleunigt und dadurch Schlag-Reibkräften unterworfen. Anschliessend werden die Körner mit grosser Geschwindigkeit in den lose nach unten fallenden Teilstrom aus Auslauföffnung 14 geschleudert und in diesem durch intensive Korn an Kornreibung in sehr kurzer Zeit abgebremst. Dabei werden die Binderhülle abgerieben und als Nebeneffekt vorhandene scharfe Kanten an den Körnern gerundet.
  • Die Anlage arbeitet im Chargenbetrieb, d.h. eine Charge Altsand wird solange im Kreislauf geführt, bis die erforderliche Regeneratsgüte erreicht ist. Anschliessend wird das Regenerat der Anlage entnommen und eine neue Charge aufgegeben.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Regenerierung von Giesserei-Altsand mit mehr oder weniger grossem Anteil an bentonitgebundenem Sand, wobei die Körner des Sandes in einem Behandlungsraum wiederholt beschleunigt und abgebremst und durch kombinierte Schlag- und Scherbeanspruchung ,mit anschliessender Korn an Kornreibung gescheuert und dadurch von den auf ihnen haftenden, nutzbaren und totgebrannten Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit werden (wobei während der Behandlung abgescheuerte Feinteile von den Sandkörnern getrennt werden), dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Sand in zwei Fallströme aufgeteilt wird und die Körner eines ersten Fallstromes beschleunigt und in den zweiten Fallstrom geschleudert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fallstrom auf einen sich drehenden, mit Reibkörpern bestückten Rotor fällt und von diesem die Körner unter Einbringung von Schlag-Scherkräften beschleunigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallströme unterschiedlich oder gleich gross sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Charge des zu behandelnden Sandes bis zum Erreichen der gewünschten Regenratsgüte im Kreis geführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinteile gezielt und kontinuierlich abgesaugt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinteile derart abgesaugt werden, dass nicht beschädigte Wertstoffe wie Bentonit und C-Träger von den übrigen Feinteilen getrennt anfallen, indem das Absaugen der Feinteile aufgrund von Korngrössenunterschieden und/oder eine Änderung des Unterdrucks über die Absaugleistung gesteuert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der abgesaugte Feinteilstrom nach einer bestimmten und vorgegebenen Behandlungszeit getrennt wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Behandlungsraum (16) ein Rotor (18) mit von der Rotormantelfläche (20) abragenden Reibkörpern (22) angeordnet ist und der Behandlungsraum (16) Zulauföffnungen (12,14) für die Sandfallströme aufweist, wobei die Fallinie (f1) einer Zulauföffnung (12) auf den Rotor (18) trifft und die Fallinie (f2) der Zulauföffnung (14) in einem Abstand (a) zur Mantelfläche des Rotors nach unten führt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Behandlungsraum (16) ein Sandvorratsbehälter (10) mit Auslauföffnungen (12,14) für die Fallströme aufgesetzt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Behandlungsraumes (16) eine Entstaubungseinheit (24) mit Absaugleitung (28) zum gezielten Absaugen der Feinteile angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Behandlungsraumes (16) und der Entstaubungseinheit (24) ein Regenerat-Sammelbehälter (30) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufbetriebs der Sammelbehälter (30) über einer Fördereinheit (32) mit dem Vorratsbehälter (10) verbunden ist.
EP96114427A 1995-10-04 1996-09-10 Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand Expired - Lifetime EP0767019B1 (de)

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