EP1759787A1 - Process for the treatment of foundry moulding material - Google Patents
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- EP1759787A1 EP1759787A1 EP06017026A EP06017026A EP1759787A1 EP 1759787 A1 EP1759787 A1 EP 1759787A1 EP 06017026 A EP06017026 A EP 06017026A EP 06017026 A EP06017026 A EP 06017026A EP 1759787 A1 EP1759787 A1 EP 1759787A1
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- partial
- partial flow
- binder
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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
- B22C5/18—Plants for preparing mould materials
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- 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
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- 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
- B22C5/08—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying
Definitions
- the invention relates to a method for treating foundry mold materials containing core sand and binder.
- binder encompasses a product which is capable of combining both similar and different substances.
- the setting process is carried out by physical drying, by solidification or by a strong increase in viscosity - such as a melting process - or by chemical reactions.
- bitumen and tar are binders in road construction for aggregates, and in the field of refractories, aluminum phosphates may be used as binders.
- additives such as sand and gravel are set and cemented by hardening the water-borne binders.
- binders have changed lately. For example, attempts are being made to replace hitherto customary organic binders in the casting area for cores - and in part also for molds - with inorganic binders which are non-toxic and are hardened without dehumidification by dehumidification. These are, for example, water glass, magnesium sulfate, sodium phosphate and similar substances.
- the solidification of a closed sand in a core box of the casting industry sand binder mixture is done by dehumidification; For example, hot core boxes, microwaves or hot air conducted through the sand binder mixture into the core box are used.
- the hard core can be removed from the castings, for example, by shaking, in a water bath or by high pressure water jets.
- the inventor has set itself the goal of developing a method that makes it possible to regenerate core sand economically, which is provided with cured by moisture removal inorganic binders.
- the core sand bound with inorganic / inorganic binder (s) is dry-separated after a casting process in still tempered state from castings formed thereby, dry-comminuted, and the tempered core sand is subdivided into two partial streams.
- the one partial stream is buffered according to the invention and the other partial stream is regenerated.
- the partial stream to be regenerated is fed to a liquid-containing reactor and the introduced sand is wet-regenerated until the grain surface has been sufficiently cleaned of binder residues and products of the casting process; then this partial stream is mixed with the other partial stream.
- the second partial flow is dried according to the invention by the heat of the first partial flow.
- the first partial flow is cooled by the heat of vaporization of the moisture of the second partial flow.
- the first partial stream is passed through the heating of the second partial stream to the mixing temperature of the merged partial streams after cooling of the second partial stream and the second partial stream is subjected to a wet regeneration by its introduction into the reactor.
- a cleaning of the grain surface of the introduced sand of binder residues and products of the casting process should be done by means of a liquid, in particular by water.
- additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder.
- the cleaning process can be mechanically supported according to the invention, for example by agitators, oscillations or ultrasonic radiators;
- the processes triggered by these stations can also be used in combination.
- the introduced with the tempered sand in the liquid heat increases the cleaning intensity in the reactor.
- the bath temperature of the reactor should be controlled by means of a cooling device or with supplied fresh water.
- Drained water can be cooled and, after removing the substances dissolved in the water, returned to the reactor as fresh water. Arising swaths are removed.
- the amount of withdrawn for wet regeneration part or sand flow should be at least so large that after the combination of the two streams after the wet regeneration of that partial flow results in a sufficiently high sand quality for new casts.
- the amount of the partial flow is limited by the heat content of the first subset, through which - as described - the wet-regenerated partial flow is to be dried.
- the second partial stream - has at a sand temperature of about 200 ° C, the second partial stream - at a humidity of about 4% after wet regeneration - a share of about 40% of the total amount of sand. Also, to increase the second part of this current before addition to the first partial flow by means of sieve, centrifuge or the like. Facilities are deprived of free water.
- the amount of withdrawn for the regeneration sub-stream S 2 should be selected so that after merging the two sand or streams S 1 , S 2 in the long-term cycle sufficiently good sand properties. Any resulting sand losses can be compensated with new sand and the regeneration effect can be supported.
- sub-step F 2 the cleaning of the introduced sand takes place in a liquid; as such, water is suitable.
- additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder.
- This cleaning process can be mechanically supported, for example, by stirrers, oscillations and ultrasonic radiators.
- the treatment may be batchwise or continuous.
- the degree of drying is chosen so that the mixture of the completely dry sand or partial stream S 1 of the intermediate storage and the wet-regenerated sand or partial stream S 2 is free-flowing;
- the composite of two sand or streams S 1 , S 2 sand stream can be handled with the usual facilities of a foundry.
- step F 4 of sand drying ie the treatment of the sand grains with moist surfaces in a drying reactor, in which the sand grains do not or only very slightly heat; on the one hand there is a flow with dried cooler air in the fluidized bed or in the flow stream (step F 4.1 ), on the other hand, a flow of slightly heated air with low relative humidity in the air flow or fluidized bed (step F 4.2 ).
- the sand is mixed with grains of a substance that absorbs the moisture from the surface of the sand grain (step F 4.3 ).
- the sand is mixed with grains of a substance, which absorbs the moisture from the sand grain surface.
- the grains consist of porous materials with a large internal surface area.
- the grains of sand and the moisture-absorbing grains are separated, for example by sieving, if their dimension is greater than that of the grains of sand. So the drying takes place without heating the sand.
- the dried sand is added to the untreated sand or partial stream S 1 . The residual moisture is distributed over the total sand amount.
- the drying grains outside the sand cycle are deprived of the absorbed moisture.
- Another way, shown by way of example, to reduce the surface moisture of the sand grains sufficiently, is to bring the wet sand grains with fibrous substances in contact.
- the fibers absorb the moisture of the grains of sand and, when the sand has been separated from the fibrous materials, are dried, for example, by squeezing, air purging or similar steps, so that they can regain moisture from grains of sand.
- the family tree of Fig. 4 illustrates another method, namely the regeneration of the core sand after the casting, before the core sand is cooled.
- the sand S k separated from the castings M l as well as comminuted in station B1.
- the entire still temperate amount of sand in zone E 1 is divided into two partial streams T 1 , T 2 .
- the first partial flow T 1 of the sand S k is temporarily buffered in zone K, the second partial flow T 2 is wet-regenerated in a reactor NR, metered into zone Q and subsequently mixed again into the first partial flow T 1 in zone G 1 .
- the sand in zone R is cooled to use temperature.
- the screening and the removal of fines can be carried out before the separation into two partial streams T 1 , T 2 in the region of the zone E 1 or preferably after their combination or cooling, as shown in FIG. 4 with the stations C 1 and Z indicates.
- water is suitable.
- additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder.
- the cleaning process can be mechanically assisted, e.g. by - also combined - use of agitators, oscillations or ultrasonic radiators.
- the tempered sand of the partial flow T 2 introduced into the liquid heat increases the cleaning intensity in the reactor NR.
- the bath temperature of the reactor NR can be controlled by means of a cooling device or with supplied fresh water.
- Drained water can be cooled. After removing the substances dissolved in the water, it can be recycled to the reactor NR as fresh water. Arising swaths are removed.
- the treatment is carried out batchwise or continuously.
- the amount of partial stream T 2 removed for wet regeneration should be at least so great that, after the union of the two partial streams T 1 , T 2 or after the wet regeneration of the partial flow T 2 results in a sufficiently high sand quality for new casts.
- the amount of the partial flow T 2 is limited by the heat content of the amount of the first partial flow T 1 , through which - - as described - the wet-regenerated substream T 2 is to be dried.
- the partial flow T 2 which has a humidity of 4% after wet regeneration, have a share of about 40% of the total amount of sand.
- the partial flow T 2 by means of a sieve, a centrifuge or similar. Free water systems are withdrawn before the partial flow T 2 is added to the partial flow T 1 again.
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Kernsand und Bindemittel enthaltenden Gießereiformstoffen.The invention relates to a method for treating foundry mold materials containing core sand and binder.
Ein Verfahren zum Mischen von Kernsand und organische Bindemittel enthaltenden Gießereiformstoffen beschreibt
Der Sammelbegriff "Bindemittel" umfasst ein Produkt, welches sowohl gleichartige als auch verschiedenartige Stoffe miteinander zu verbinden vermag. Der Abbindevorgang erfolgt durch physikalisches Trocknen, durch Erstarren bzw. durch einen starken Viskositätsanstieg -- wie einen Schmelzvorgang -- oder durch chemische Reaktionen. So sind beispielsweise im Straßenbau Bitumina und Teer Bindemittel für Gesteinskörner, und in dem Bereich feuerfester Materialien können Aluminiumphosphate als Bindemittel eingesetzt werden. Bei Baustoffen wiederum werden Zusatzstoffe wie Sand und Kies durch die Erhärtung der mit Wasser versetzten Bindebaustoffe abgebunden und verkittet.The collective term "binder" encompasses a product which is capable of combining both similar and different substances. The setting process is carried out by physical drying, by solidification or by a strong increase in viscosity - such as a melting process - or by chemical reactions. For example, bitumen and tar are binders in road construction for aggregates, and in the field of refractories, aluminum phosphates may be used as binders. In the case of building materials, in turn, additives such as sand and gravel are set and cemented by hardening the water-borne binders.
Die Zuordnung von Bindemitteln hat sich in letzter Zeit geändert. Beispielsweise wird versucht, bislang gebräuchliche organische Bindemittel im Gießbereich für Kerne -- und zum Teil auch für Formen -- durch anorganische Bindemittel zu ersetzen, die ungiftig sind und ohne Gestank durch Feuchtigkeitsentzug ausgehärtet werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um Wasserglas, Magnesiumsulfat, Natriumphosphat und ähnliche Stoffe.The assignment of binders has changed lately. For example, attempts are being made to replace hitherto customary organic binders in the casting area for cores - and in part also for molds - with inorganic binders which are non-toxic and are hardened without dehumidification by dehumidification. These are, for example, water glass, magnesium sulfate, sodium phosphate and similar substances.
Die Verfestigung eines in einen Kernkasten der Gießindustrie geschlossenen Sand-Binder-Gemisches geschieht durch Feuchtigkeitsentzug; es werden beispielsweise warme Kernkästen, Microwellen oder durch das Sand-Binder-Gemisch in den Kernkasten geleitete Heißluft eingesetzt. Nach dem Abguss der Gussstücke kann der harte Kern beispielsweise durch Rütteln, im Wasserbad oder durch Hochdruck-Wasserstrahlen aus den Gussstücken entfernt werden.The solidification of a closed sand in a core box of the casting industry sand binder mixture is done by dehumidification; For example, hot core boxes, microwaves or hot air conducted through the sand binder mixture into the core box are used. After pouring the castings, the hard core can be removed from the castings, for example, by shaking, in a water bath or by high pressure water jets.
Von hoher Bedeutung ist, dass der Sand aus wirtschaftlichen Gründen dann wieder zum Herstellen neuer Kerne und Formen eingesetzt werden muss, was zu einem Sandkreislauf geführt hat. Werden die Kerne durch Wasser gelöst, so muss der gesamte Sand anschließend wieder so getrocknet werden, dass er für Transport mittels pneumatischer Förderung, für die Lagerung in Silos und für Dosiervorgänge beim nächsten Umlauf geeignet ist - mit anderen Worten: er muss rieselfähig sein, was eine Trocknung des Sandes voraussetzt.Of great importance is that the sand then for economic reasons, must be used again for the production of new cores and molds, which has led to a sand cycle. If the cores are dissolved by water, then the entire sand must then be dried again so that it is suitable for transport by means of pneumatic conveying, for storage in silos and for dosing the next round - in other words: it must be free flowing, which requires a drying of the sand.
Bekannt ist das Trocknen von Sand durch Wärmezufuhr, dank deren sich auch der Sand erwärmt. Da bei den eingesetzten Bindemittelarten die Aushärtung des Sandes durch Erwärmung erfolgt, bleibt warmer Sand für die Herstellung von Kernen i. w. ungeeignet. Aus diesem Grunde muss der Sand nach dem Trocknen gekühlt werden. Da beträchtliche Sandmengen im Umlauf sind -- es müssen Mengen von mehr als 10 t/h bearbeitet werden -- können der für Trocknung und Kühlung erforderliche Energieaufwand und die apparativen Erfordernisse den Einsatz dieser umweltfreundlichen Bindemittel unwirtschaftlich werden lassen.It is well known to dry sand with heat, thanks to which the sand also heats up. Since the types of binder used, the curing of the sand by heating takes place, remains warm sand for the production of cores i. w. not suitable. For this reason, the sand must be cooled after drying. As considerable quantities of sand circulate - quantities of more than 10 t / h have to be processed - the energy and drying required for drying and cooling and the equipment requirements can make the use of these environmentally friendly binders uneconomic.
Bei trockener Entkernung hat sich gezeigt, dass die Sandqualitäten nach einigen Umläufen durch zunehmenden Binderanteil und Einflüssen des Gussvorganges nicht mehr ausreichend sind.With dry coring it has been shown that the sand qualities are no longer sufficient after a few rounds due to increasing binder content and influences of the casting process.
Vor dem Hintergrund dieser Überlegungen hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, Kernsand wirtschaftlich zu regenerieren, der mit durch Feuchteentzug ausgehärteten anorganischen Bindemitteln versehen ist. Insbesondere soll ermöglicht werden, den Kernsand nach dem Abguss zu regenerieren, bevor sich der Kernsand abkühlen konnte.Against the background of these considerations, the inventor has set itself the goal of developing a method that makes it possible to regenerate core sand economically, which is provided with cured by moisture removal inorganic binders. In particular, it should be possible to regenerate the core sand after the casting, before the core sand could cool down.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Benennungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein.To achieve this object, the teaching of the independent claim; the dependent claims indicate favorable developments. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims fall within the scope of the invention. For given naming ranges should also within the mentioned limits as limits and can be used arbitrarily.
Erfindungsgemäß wird der mit anorganischem/anorganischen Bindemittel/n gebundene Kernsand nach einem Gießvorgang in noch temperiertem Zustand von dabei entstandenen Gussstücken trocken getrennt , trocken zerkleinert sowie der temperierte Kernsand in zwei Teilströme unterteilt. Der eine Teilstrom wird erfindungsgemäß zwischengepuffert und der andere Teilstrom regeneriert. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, dass nach dem Teilungsvorgang der zu regenerierende Teilstrom einem Flüssigkeit enthaltenden Reaktor zugeführt und der eingebrachte Sand nass regeneriert wird, bis die Kornoberfläche ausreichend von Binderresten und Produkten des Gussvorganges gereinigt ist; anschließend wird dieser Teilstrom mit dem anderen Teilstrom vermischt. Dabei wird der zweite Teilstrom durch die Wärme des ersten Teilstroms erfindungsgemäß getrocknet.According to the invention, the core sand bound with inorganic / inorganic binder (s) is dry-separated after a casting process in still tempered state from castings formed thereby, dry-comminuted, and the tempered core sand is subdivided into two partial streams. The one partial stream is buffered according to the invention and the other partial stream is regenerated. For this purpose, it has proved to be advantageous that, after the division process, the partial stream to be regenerated is fed to a liquid-containing reactor and the introduced sand is wet-regenerated until the grain surface has been sufficiently cleaned of binder residues and products of the casting process; then this partial stream is mixed with the other partial stream. In this case, the second partial flow is dried according to the invention by the heat of the first partial flow.
Nach einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der erste Teilstrom durch die Verdampfungswärme der Feuchtigkeit des zweiten Teilstroms gekühlt.According to another feature of the method according to the invention, the first partial flow is cooled by the heat of vaporization of the moisture of the second partial flow.
Im Rahmen der Erfindung liegt, dass der erste Teilstrom durch die Erwärmung des zweiten Teilstroms auf die Mischtemperatur der zusammengeführten Teilströme nach dem Abkühlen des zweiten Teilstroms geführt und der zweite Teilstrom durch dessen Einbringen in den Reaktor einer Nassregenerierung unterzogen wird. Zudem soll ein Reinigen der Kornoberfläche des eingebrachten Sandes von Bindemittelresten und Produkten des Gussvorgangs erfolgen, dies mittels einer Flüssigkeit, insbesondere durch Wasser.In the context of the invention, the first partial stream is passed through the heating of the second partial stream to the mixing temperature of the merged partial streams after cooling of the second partial stream and the second partial stream is subjected to a wet regeneration by its introduction into the reactor. In addition, a cleaning of the grain surface of the introduced sand of binder residues and products of the casting process should be done by means of a liquid, in particular by water.
Zur Unterstützung des Lösevorganges können dem Wasser Zusätze in geeigneter Menge beigegeben werden, beispielsweise Natronlauge bei Wasserglasbinder.To assist the dissolution process, additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder.
Der Reinigungsvorgang kann erfindungsgemäß mechanisch unterstützt werden, etwa durch Rührwerke, Schwingungen oder Ultraschallstrahler; die durch diese Stationen ausgelösten Vorgänge können auch kombiniert eingesetzt werden.The cleaning process can be mechanically supported according to the invention, for example by agitators, oscillations or ultrasonic radiators; The processes triggered by these stations can also be used in combination.
Die mit dem temperierten Sand in die Flüssigkeit eingebrachte Wärme steigert die Reinigungsintensität im Reaktor. Die Badtemperatur des Reaktors soll mittels einer Kühleinrichtung oder mit zugeführtem Frischwasser gesteuert werden.The introduced with the tempered sand in the liquid heat increases the cleaning intensity in the reactor. The bath temperature of the reactor should be controlled by means of a cooling device or with supplied fresh water.
Abgezogenes Wasser kann gekühlt sowie nach dem Entfernen der im Wasser gelösten Stoffe dem Reaktor als Frischwasser wieder zugeführt werden. Entstehende Schwaden werden abgeführt.Drained water can be cooled and, after removing the substances dissolved in the water, returned to the reactor as fresh water. Arising swaths are removed.
Als günstig hat es sich erwiesen, die Behandlung chargenweise oder kontinuierlich durchzuführen.It has proved to be favorable to carry out the treatment batchwise or continuously.
Die Menge des zur Nassregenerierung entnommenen Teil- oder Sandstromes soll mindestens so groß sein, dass sich nach der Vereinigung der beiden Teilströme nach der Nassregenerierung jenes Teilstromes eine für neue Abgüsse ausreichend hohe Sandqualität ergibt. Dabei wird die Menge des Teilstromes begrenzt durch den Wärmeinhalt der ersten Teilmenge, durch die -- wie beschrieben -- der nassregenerierte Teilstrom getrocknet werden soll.The amount of withdrawn for wet regeneration part or sand flow should be at least so large that after the combination of the two streams after the wet regeneration of that partial flow results in a sufficiently high sand quality for new casts. In this case, the amount of the partial flow is limited by the heat content of the first subset, through which - as described - the wet-regenerated partial flow is to be dried.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung weist bei einer Sandtemperatur von etwa 200°C der zweite Teilstrom -- bei einer Feuchte von etwa 4% nach der Nassregenerierung -- einen Anteil von etwa 40% der gesamten Sandmenge auf. Auch soll zur Steigerung des zweiten Teilstromes diesem vor Zugabe zum ersten Teilstrom mittels Sieb, Zentrifuge od.dgl. Einrichtungen freies Wasser entzogen werden.According to further features of the invention has at a sand temperature of about 200 ° C, the second partial stream - at a humidity of about 4% after wet regeneration - a share of about 40% of the total amount of sand. Also, to increase the second part of this current before addition to the first partial flow by means of sieve, centrifuge or the like. Facilities are deprived of free water.
Insgesamt ergibt sich ein wirtschaftlich günstiges Regenerierverfahren für temperierte anorganisch gebundene Gießereisande.Overall, there is an economically favorable Regenerierverfahren for tempered inorganically bound foundry sands.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; darin zeigen
- Fig. 1, 4:
- jeweils einen schematisierten Stammbaum zu einer Sandaufbereitung;
- Fig. 2, 5:
- Verfahrensschritte zu einem Bereich des Stammbaumes der Fig. 1 bzw. der Fig. 4;
- Fig. 3:
- weitere Verfahrensschritte in dem Bereich der Fig. 2.
- Fig. 1, 4:
- in each case a schematized family tree for a sand preparation;
- Fig. 2, 5:
- Method steps to a region of the family tree of Fig. 1 and Fig. 4;
- 3:
- further method steps in the area of FIG. 2.
Den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist ein Verfahren zur Regenerierung kalter Sande zu entnehmen, die mit anorganischen Bindemitteln gebunden werden; die Regenerierung des Kernsandes erfolgt in mehreren Schritten:
- Trockene Trennung in Station A gebundenen Sandes (Bezugszeichen S) von Gussstücken (Bezugszeichen M).
- Trockenes Zerkleinern der stückigen Teile des Stromes S in Station B.
- Einen Siebvorgang zum Sieben des Sandes auf die gewünschte Korngröße (Station C).
- Das Entfernen von unerwünschten Feinteilen in Zone D.
- Das Teilen der Sandmenge im Bereich der Zone E in zwei Sand- oder Teilströme, deren einer als Sandstrom S1 einem Zwischenlager zugeführt wird, wohingegen der andere Sandstrom S2 zu regenerieren ist.
- Die Regenerierung des Sand- oder Teilstromes S2 in Zone F.
- Das Zusammenführen und Vermischen der beiden Sand- oder Teilströme S1, S2 in Zone G.
- Dry separation in station A bound sand (reference S) of castings (reference M).
- Dry chopping of the lumpy parts of stream S in station B.
- A sieving process to sieve the sand to the desired grain size (station C).
- The removal of unwanted fines in zone D.
- The sharing of the amount of sand in the region of the zone E in two sand or streams, one of which is fed as a sand stream S 1 an intermediate storage, whereas the other stream S 2 is to be regenerated.
- The regeneration of the sand or partial stream S 2 in zone F.
- The merging and mixing of the two sand or partial streams S 1 , S 2 in zone G.
Dabei soll die Menge des für die Regenerierung entnommenen Teilstromes S2 so gewählt werden, dass sich nach dem Zusammenführen der beiden Sand- oder Teilströme S1, S2 im Dauerumlauf ausreichend gute Sandeigenschaften ergeben. Gegebenenfalls entstehende Sandverluste können mit Neusand ausgeglichen und die Regenerierwirkung kann unterstützt werden.In this case, the amount of withdrawn for the regeneration sub-stream S 2 should be selected so that after merging the two sand or streams S 1 , S 2 in the long-term cycle sufficiently good sand properties. Any resulting sand losses can be compensated with new sand and the regeneration effect can be supported.
Der oben erwähnte Regeneriervorgang in Zone F enthält gemäß Fig. 2 die folgenden Teilschritte:
- F1:
- Das Einbringen des regenerierten Sandstromes S2 in einen Reaktor mit Flüssigkeit.
- F2:
- Das Behandeln des eingebrachten Sandes über einen bestimmten Zeitraum, der es ermöglicht, die Kornoberfläche ausreichend von Binderresten und Produkten des Gussvorganges zu reinigen.
- F3:
- Das Abscheiden von freiem Wasser beispielsweise auf Schwingsieben oder in Siebtrommeln.
- F4:
- Das Trocknen des Sandes.
- F 1 :
- The introduction of the regenerated sand stream S 2 in a reactor with liquid.
- F 2 :
- The treatment of the introduced sand over a certain period of time, which makes it possible to sufficiently clean the grain surface of binder residues and products of the casting process.
- F 3 :
- The separation of free water, for example on vibrating screens or in screening drums.
- F 4 :
- The drying of the sand.
Was nun den Teilschritt F2 anlangt, so erfolgt die Reinigung des eingebrachten Sandes in einer Flüssigkeit; als solche eignet sich Wasser. Zur Unterstützung des Lösevorganges können dem Wasser Zusätze in geeigneter Menge beigegeben werden, beispielsweise Natronlauge bei Wasserglasbinder. Dieser Reinigungsvorgang kann mechanisch beispielsweise durch Rührwerke, Schwingungen und Ultraschallstrahler unterstützt werden. Die Behandlung kann chargenweise oder kontinuierlich erfolgen.As far as sub-step F 2 is concerned, the cleaning of the introduced sand takes place in a liquid; as such, water is suitable. To assist the dissolution process, additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder. This cleaning process can be mechanically supported, for example, by stirrers, oscillations and ultrasonic radiators. The treatment may be batchwise or continuous.
Beim Trocknungsvorgang wird der Trocknungsgrad so gewählt, dass das Gemisch aus dem völlig trockenen Sand- oder Teilstrom S1 des Zwischenlagers und dem nassregenerierten Sand- oder Teilstrom S2 rieselfähig ist; so kann der aus beiden Sand- oder Teilströmen S1, S2 zusammengesetzte Sandstrom mit den üblichen Einrichtungen einer Gießerei gehandhabt werden.During the drying process, the degree of drying is chosen so that the mixture of the completely dry sand or partial stream S 1 of the intermediate storage and the wet-regenerated sand or partial stream S 2 is free-flowing; Thus, the composite of two sand or streams S 1 , S 2 sand stream can be handled with the usual facilities of a foundry.
Nach Fig. 3 werden für den oben beschriebenen Verfahrensschritt F4 des Sandtrocknens, also die Behandlung der Sandkörner mit feuchten Oberflächen in einem Trocknungsreaktor mehrere Verfahren alternativ eingesetzt, bei denen sich die Sandkörner nicht oder nur sehr gering erwärmen; zum einen erfolgt ein Durchströmen mit getrockneter Kühlerluft im Fließbett oder im Flugstrom (Schritt F4.1), zum anderen ein Durchströmen mit etwas erwärmter Luft mit geringer relativer Feuchte im Flugstrom oder Fließbett (Schritt F4.2). Oder der Sand wird mit Körnern aus einem Stoff vermischt, der die Feuchte von der Sandkornoberfläche aufnimmt (Schritt F4.3).According to FIG. 3, several processes are alternatively used for the above-described process step F 4 of sand drying, ie the treatment of the sand grains with moist surfaces in a drying reactor, in which the sand grains do not or only very slightly heat; on the one hand there is a flow with dried cooler air in the fluidized bed or in the flow stream (step F 4.1 ), on the other hand, a flow of slightly heated air with low relative humidity in the air flow or fluidized bed (step F 4.2 ). Or the sand is mixed with grains of a substance that absorbs the moisture from the surface of the sand grain (step F 4.3 ).
Der Sand wird mit Körnern aus einem Stoff vermischt, der die Feuchte von der Sandkornoberfläche aufnimmt. Die Körner bestehen beispielsweise aus porösen Stoffen mit einer großen inneren Oberfläche. Nach ausreichender Reaktionszeit, in der das Gemisch bewegt werden oder ruhen kann, werden die Sandkörner und die feuchtigkeitsaufnehmenden Körner getrennt, etwa dann mittels Siebung, wenn deren Abmessung größer ist als die der Sandkörner. So erfolgt das Trocknen ohne Erwärmung des Sandes. Der getrocknete Sand wird dem unbehandelten Sand- oder Teilstrom S1 zugemischt. Die Restfeuchte verteilt sich so auf die Gesamtsandmenge.The sand is mixed with grains of a substance, which absorbs the moisture from the sand grain surface. For example, the grains consist of porous materials with a large internal surface area. After a sufficient reaction time, in which the mixture can be moved or rest, the grains of sand and the moisture-absorbing grains are separated, for example by sieving, if their dimension is greater than that of the grains of sand. So the drying takes place without heating the sand. The dried sand is added to the untreated sand or partial stream S 1 . The residual moisture is distributed over the total sand amount.
Den Trocknungskörnern wird außerhalb des Sandkreislaufs die aufgenommene Feuchtigkeit entzogen.The drying grains outside the sand cycle are deprived of the absorbed moisture.
Eine weitere beispielhaft gezeigte Möglichkeit, die Oberflächenfeuchte der Sandkörner ausreichend zu senken, besteht darin, die feuchten Sandkörner mit faserartigen Stoffen in Kontakt zu bringen. Die Fasern nehmen die Feuchtigkeit der Sandkörner auf und werden, wenn der Sand von den faserartigen Stoffen getrennt wurde, beispielsweise durch Auspressen, Luftspülung oder ähnliche Schritte soweit getrocknet, dass sie wieder Feuchtigkeit von Sandkörnern aufnehmen können.Another way, shown by way of example, to reduce the surface moisture of the sand grains sufficiently, is to bring the wet sand grains with fibrous substances in contact. The fibers absorb the moisture of the grains of sand and, when the sand has been separated from the fibrous materials, are dried, for example, by squeezing, air purging or similar steps, so that they can regain moisture from grains of sand.
Der Stammbaum der Fig. 4 verdeutlicht ein weiteres Verfahren, nämlich das Regenerieren des Kernsandes nach dem Abguss, bevor der Kernsand abgekühlt ist.The family tree of Fig. 4 illustrates another method, namely the regeneration of the core sand after the casting, before the core sand is cooled.
Dazu wird in Station A1 der Sand Sk von den Gussstücken Ml getrennt sowie in Station B1 zerkleinert. Dazu wird die gesamte noch temperierte Sandmenge in Zone E1 in zwei Teilströme T1, T2 geteilt. Der erste Teilstrom T1 des Sandes Sk wird in Zone K zwischengepuffert, der zweite Teilstrom T2 wird in einem Reaktor NR nass regeneriert, in Zone Q dosiert und anschließend dem ersten Teilstrom T1 in Zone G1 wieder zugemischt.For this purpose, in station A 1, the sand S k separated from the castings M l as well as comminuted in station B1. For this purpose, the entire still temperate amount of sand in zone E 1 is divided into two partial streams T 1 , T 2 . The first partial flow T 1 of the sand S k is temporarily buffered in zone K, the second partial flow T 2 is wet-regenerated in a reactor NR, metered into zone Q and subsequently mixed again into the first partial flow T 1 in zone G 1 .
Dadurch erfolgt zum einen die Trocknung der zweiten Teilmenge T2 durch die Wärme der ersten Teilmenge T1 und zum anderen ein Kühlen der ersten Teilmenge T1 durch die Verdampfungswärme der Feuchtigkeit der zweiten Teilmenge T2 sowie der Erwärmung des Sandes der zweiten Teilmenge T2 auf die Mischtemperatur der zusammengeführten Teilmengen T1, T2 nach dem Abkühlen der zweiten Teilmenge T2 durch den Regenerierprozess.As a result, on the one hand, the drying of the second subset T 2 by the heat of the first subset T 1 and on the other cooling the first subset T 1 by the heat of vaporization of the moisture of the second subset T 2 and the heating of the sand of the second subset T 2 the mixing temperature of the merged subsets T 1 , T 2 after cooling the second subset T 2 by the regeneration process.
Nach der Vereinigung der beiden Teilmengen T1, T2 wird der Sand in Zone R auf Gebrauchstemperatur gekühlt.After combining the two subsets T 1 , T 2 , the sand in zone R is cooled to use temperature.
Die Siebung und das Entfernen von Feinteilen, also eine Sichtung, kann vor der Trennung in zwei Teilströme T1, T2 im Bereich der Zone E1 oder bevorzugt nach deren Vereinigung bzw. Kühlung erfolgen, wie die Fig. 4 mit den Stationen C1 und Z andeutet.The screening and the removal of fines, that is a sighting, can be carried out before the separation into two partial streams T 1 , T 2 in the region of the zone E 1 or preferably after their combination or cooling, as shown in FIG. 4 with the stations C 1 and Z indicates.
Die Nassregenerierung des zweiten Teilstromes T2 erfolgt gemäß Fig. 5 in folgenden Verfahrensschritten:
- NR 1:
- Einbringen des Teilstromes T2 in einen Reaktor mit Flüssigkeit.
- NR 2:
- Behandeln des eingebrachten Sandes des Teilstroms T2, bis dessen Kornoberfläche ausreichend von Bindemittelresten und Produkten vom Gussvorgang gereinigt ist.
- NR 2.1:
- Die Reinigung des eingebrachten Sandes des Teilstroms T2 erfolgt in einer Flüssigkeit.
- NUMBER 1:
- Introducing the partial flow T 2 in a reactor with liquid.
- NO. 2:
- Treating the introduced sand of the partial stream T 2 until its grain surface is sufficiently cleaned of binder residues and products from the casting process.
- NR 2.1:
- The cleaning of the introduced sand of the partial flow T 2 takes place in a liquid.
Als Flüssigkeit in Zone NR 2.1 eignet sich beispielsweise Wasser. Zur Unterstützung des Lösevorganges können dem Wasser Zusätze in geeigneter Menge beigegeben werden, beispielsweise Natronlauge bei Wasserglasbinder.As a liquid in zone NR 2.1, for example, water is suitable. To assist the dissolution process, additives can be added to the water in a suitable amount, for example sodium hydroxide solution with waterglass binder.
Der Reinigungsvorgang kann mechanisch unterstützt werden, z.B. durch -- auch kombinierten -- Einsatz von Rührwerken, Schwingungen oder Ultraschallstrahlern.The cleaning process can be mechanically assisted, e.g. by - also combined - use of agitators, oscillations or ultrasonic radiators.
Die dem temperierten Sand des Teilstroms T2 in der Flüssigkeit eingebrachte Wärme steigert die Reinigungsintensität im Reaktor NR. Die Badtemperatur des Reaktors NR kann mittels einer Kühleinrichtung oder mit zugeführtem Frischwasser gesteuert werden.The tempered sand of the partial flow T 2 introduced into the liquid heat increases the cleaning intensity in the reactor NR. The bath temperature of the reactor NR can be controlled by means of a cooling device or with supplied fresh water.
Abgezogenes Wasser kann gekühlt werden. Nach dem Entfernen der im Wasser gelösten Stoffe kann es dem Reaktor NR als Frischwasser wieder zugeführt werden. Entstehende Schwaden werden abgeführt.Drained water can be cooled. After removing the substances dissolved in the water, it can be recycled to the reactor NR as fresh water. Arising swaths are removed.
Die Behandlung erfolgt chargenweise oder kontinuierlich.The treatment is carried out batchwise or continuously.
Die Menge des zur Nassregenerierung entnommenen Teilstromes T2 soll mindestens so groß sein, dass sich nach der Vereinigung der beiden Teilströme T1, T2 bzw. nach der Nassregenerierung des Teilstroms T2 eine für neue Abgüsse ausreichend hohe Sandqualität ergibt.The amount of partial stream T 2 removed for wet regeneration should be at least so great that, after the union of the two partial streams T 1 , T 2 or after the wet regeneration of the partial flow T 2 results in a sufficiently high sand quality for new casts.
Die Menge des Teilstromes T2 wird begrenzt durch den Wärmeinhalt der Menge des ersten Teilstroms T1, durch die - - wie beschrieben -- der nassregenerierte Teilstrom T2 getrocknet werden soll.The amount of the partial flow T 2 is limited by the heat content of the amount of the first partial flow T 1 , through which - - as described - the wet-regenerated substream T 2 is to be dried.
So kann beispielsweise bei einer Sandtemperatur von 200°C der Teilstrom T2, der nach der Nassregenerierung eine Feuchte von 4% hat, einen Anteil von etwa 40% der gesamten Sandmenge haben.Thus, for example, at a sand temperature of 200 ° C, the partial flow T 2 , which has a humidity of 4% after wet regeneration, have a share of about 40% of the total amount of sand.
Zur Steigerung der Teilstrommenge T2 kann dem Teilstrom T2 mittels eines Siebes, einer Zentrifuge o.ä. Einrichtungen freies Wasser entzogen werden, bevor der Teilstrom T2 dem Teilstrom T1 wieder zugegeben wird.To increase the partial flow T 2 , the partial flow T 2 by means of a sieve, a centrifuge or similar. Free water systems are withdrawn before the partial flow T 2 is added to the partial flow T 1 again.
Sandverluste können mit Neusand ausgeglichen und so die Regenerierwirkung unterstützt werden.Sand losses can be compensated with new sand and so the regeneration effect can be supported.
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet,
dass der mit anorganischem/anorganischen Bindemittel/n gebundene Kernsand (Sk) nach einem Gießvorgang in noch temperiertem Zustand von dabei entstandenen Gussstücken (M1) trocken getrennt, trocken zerkleinert sowie der temperierte Kernsand in zwei Teilströme (T1, T2) unterteilt wird (Station E1).Process for treating foundry mold materials containing core sand and binder,
characterized,
that bound with inorganic / inorganic binder / n core sand (S k ) after a casting process in still tempered state of thereby resulting castings (M 1 ) dry separated, dry crushed and divided the tempered core sand into two streams (T 1 , T 2 ) becomes (Station E 1 ).
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