HU209942B - Method for treating foundry and/or core sand - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás forma- és/vagy maghomok kezelésére, ahol is a formahomokot egy formázó berendezéshez vezetjük és az öntés befejezését követően az ürítéskor az öntvényről leválasztjuk, majd egy első körfolyamatban az öntvényről leválasztott homokot előnyösen részmennyiségekben egy első homokelőkészítő rendszerben előkészítjük és a formázó berendezéshez visszavezetjük.

Az öntvényeknek a formából való kivételekor az ún. ürítéskor a megbontott homokforma használt homokanyaga a bázisát képezi az abból előállított, újólag felhasználásra kerülő formahomoknak. A homokelőkészítő eljárásnál a megbontott homokot szitákon, előnyösen rázószitákon átszitálják, és azt a részét, amely nem maradt fenn a szitán, illetve por formájában nem került elszívásra, és nincs az öntvényre rátapadva, hasznosítják a formahomok előkészítéshez. A szitán fennmaradt illetve az öntvényre rátapadt, majd onnan leválasztott mennyiséget - melyet a szokásos körülmények között lerakóhelyre szállítanak - friss homokkal pótolják.

A homokban lévő adalékanyagok miatt a lerakóhelyre szállított homok ismételt felhasználása más területeken (például építőiparban) meglehetősen korlátozott.

Statisztikai értékelések szerint egy tonna elkészült öntvény után mintegy 580 kg használt homok keletkezik. Az öntödék gazdasági veszteségein kívül jelentősnek tekinthető a felhasználásra nem kerülő használt homok környezetszennyező hatása is.

A használt homokból előállított formahomok előkészítése az alábbi lépésekben történik:

- a használt homok összegyűjtése,

- homokrögök és fémes szennyezések eltávolítása,

- a használt homok hűtése,

- kötő-, adalékanyagokkal, vízzel, friss homokkal való keverés,

- a kevert homok fellazítása,

- a kész homok formaszekrényekhez való továbbítása.

A használt homokot azon a helyen gyűjtik össze, ahol az öntvényt a formából kiemelik. Itt helyi vagy mozgatható rázórostélyokon átszitálják. Az áteső homok szállítószalagra vagy rázószállítóra kerül, ahol mágneses berendezés segítségével a fémes szennyeződéseket eltávolítják. Ezt követően a homokot hűtik, ami történhet homokbunkerekben, vagy hűtőberendezés segítségével. Ezután kerül sor a használt homok kötő- és/vagy adalékanyagokkal, vízzel, friss homokkal való keverésére.

Az öntödék önköltségcsökkentésére, a méretpontos öntvénygyártásra, a termelés fokozására és a selejt csökkentésére való törekvés vezetett a kémiai kötésű formázóanyagok felhasználásához.

Kémiai kötésű, pl. vízüveg-szénsavas formában és magokkal bármilyen tömegű és bonyolultságú öntvényt lehet gyártani. A kémiai kötésű formázóanyagok mindenekelőtt nagy méretpontosságú öntvények gyártását teszik lehetővé. Elsősorban magok készítésére alkalmasak; magok tömeggyártását csak kémiai kötésű homokkeverékkel lehet megoldani.

A kémiai kötésű használt homokkeverékeket azonban nem lehet a fent ismertetett homokelőkészítő eljárással a gyártásba visszavezetni, ezért hagyományos körülmények között a felhasznált homoknak ezt a részét, amely a használt homoknak mintegy 40%-át teszi ki, lerakóhelyre szállítják.

A használt homoknak ezt a részét csak regenerálási eljárással lehet alkalmassá tenni az újólagos felhasználásra. Ilyen regenerálási eljárást ismertet a DE 2 429 169 sz. közzétételi irat, melynél az öntödei homokot termikusán kezelik, melynek során annak gyantatartalmát egy külön folyamatban kiégetik, majd a homokot újrafelhasználáshoz vezetik vissza.

A termikus eljárás hátránya, hogy ennek során gázok keletkeznek, melyeket a környezetbe kénytelenek kiengedni. Ezen gázok rendkívül környezetszennyezőek, így egyes országokban a környezetvédelmi előírások ilyen megoldásra már nem is nyújtanak lehetőséget.

A találmány szerinti eljárásnál viszont a használt homokot kizárólag mechanikus úton regeneráljuk. A mechanikusan leválasztott adalékanyagburkolatokat az elszívás után felhasználható adalékanyagokra és használhatatlan hulladék porra bontva egymástól elkülönítjük. A DE 2 429 169 sz. szabadalom szerinti eljárás esetében ez nem lehetséges. A technika állása szerinti eljárás egy második körfolyamatban regenerált homok magkészítésre való felhasználására vonatkozó kitanítást ugyancsak nem tartalmaz, szemben a találmányunk szerinti megoldással, ahol egy második körfolyamatban, mechanikus regenerálással a hozzávezetett homokot magkészítésre alkalmassá tesszük.

A kémiai kötésű formázóanyagok mechanikus regenerálásához nem elegendő csupán egy rögtörő berendezés alkalmazása, minthogy ez nem képes a homokszemkötéseket teljesen szétzúzni, ami pedig feltétele az új homokkötés létrehozásának. Ezért a kémiai kötésű formázóanyagokat mechanikus regenerálás esetén többszöri, intenzív aprításnak kell kitenni. Egyidejűleg gondoskodni kell a keletkező por elszívásáról. A regenerálás úgy folyik le, hogy a használt homokot először mechanikusan aprítjuk. Ez történhet kúpostörőkben, gyűrűs törőkben vagy speciális regeneráló dobban. Ilyen aprító-regerneráló dobot ismertet a DE 2 909 408 sz. szabadalmi irat. A felaprított használt homokot azután átszitáljuk, a visszamaradt rögöket, a vas- és fémszennyezést eltávolítjuk. Ezt követően a homokot továbbaprítjuk, egészen addig, amíg a szemnagyság el nem éri a bázishomok szemnagyságát. Ez a homokszemeket körülvevő kötőanyagbevonat feltörésével és ledörzsölésével érhető el. Egy-egy eljárási lépést többször is meg lehet ismételni. A finomaprítás történhet mechanikus vagy pneumatikus eszközökkel, a lényeg az, hogy a kötőanyagbevonatot dörzsölés útján eltávolítsuk. E közben a kötőanyagból por képződik, melynek elszívásáról gondoskodni kell.

Egy pl. üreges ill. bonyolult öntvény elkészítésénél a kémiai kötésű formázóanyag más kötőanyagú forma2

HU 209 942 Β homokkal együttesen alkalmazható. így például a vízüveges homokkeverék átlagos vastagsága:

kis formákon és magokon 15...20 mm közepes formákon és magokon 20...30 mm nagy formákon és magokon 30...50 mm

Fentiekből következik, hogy a használt homok egyidejűleg tartalmazhat különböző kötő- és adalékanyagú használt homokrészt, valamint kémiai kötésű használt homokrészt.

A találmány feladata olyan eljárás létrehozása, amely az eddig elvezetett kémiai kötésű használt homok formahomokként és/vagy magformázó homokként való ismételt felhasználását teszi lehetővé gazdaságos módszerrel és egyben biztosítja a használt homok többi részének is alkalmassá tételét formahomokként való felhasználásra, a formázó berendezéshez való visszavezetésre.

A találmány egyben a környezetszennyezés csökkenéséhez is vezet, abból kifolyólag, hogy az elvezetésre és lerakásra kerülő hulladék a minimumra csökkenthető.

A találmány szerint fennáll annak a lehetősége is, hogy a homokhoz kevert adalékanyagokat elkülönítsük és mint teljes értékű alkotórészeket a homokelőkészítési folyamatba visszajuttassuk. A kémiai kötésű használt homok regenerálására egy második - az első körfolyamat melletti - körfolyamat kialakításával az ezen körfolyamatba vezetett használt homoknak több mint 50% át - azaz az egész visszanyerhető homokmennyiségnek több mint 20%-át - maghomokként lehet újra felhasználni. Ennek megfelelően csökken azután a lerakásra megmaradó mennyiség (mintegy 15-20%).

A feladat megoldása a találmány szerint egy eljárás forma- és/vagy maghomok kezelésére, ahol is a formahomokot egy formázó berendezéshez vezetjük és az öntés befejezését követően az ürítéskor az öntvényről leválasztjuk, majd egy első körfolyamatban az öntvényről leválasztott homokot előnyösen részmennyíségekben egy első homokelőkészítő rendszerben előkészítjük és a formázó berendezéshez visszavezetjük és a használt homok kémiai kötésű részét további kezelésre egy második körfolyamatba, egy mechanikus regeneráló rendszerbe vezetjük, ahol azt mechanikus behatással tisztítjuk és azután mint maghomokot magkészítésre használjuk, ahol is a tisztítás során keletkezett port szakaszosan elszívjuk, majd az ismételten felhasználható por-részt nem használható por-résztől elválasztjuk, majd az ismételten felhasználható por-részt mint adalékanyagot az első körfolyamatba vezetjük.

A találmányt a mellékelt folyamatábra alapján ismertetjük közelebbről:

A kombinált homokelőkészítő- és regenerálórendszer folyamatábrája szemlélteti a kettős körfolyamatrendszert, ahol is a regenerálórendszer vagy a homokelőkészítő rendszerrel közvetlenül integráltan működik, vagy attól helyileg távolabb van elrendezve.

A formahomokot az 1 formázó berendezéstől, illetve a 2 kiszerelő rostélyról a 3 homokelőkészítő berendezéshez szállítjuk, ahol a fémrészek leválasztása és a homokrögök eltávolítása történik. Az ismert eljárások szerint a technológiailag nem alkalmazhatónak tartott 5 használt homokot, elsősorban a kémiai kötésű használt homokot innen elvezették és a lerakóhelyre vitték.

A kettős körfolyamatú rendszernél a használt homoknak ezt a részét azonban a második körfolyamatba vezetjük, ahol a 6 regenerálóban ütő- és koptató igénybevétel útján, ill. a regenerálási eljárásnál ismertetettek szerint mechanikus regenerálásra kerül sor. Itt a sérült homokszemeket és az adalékok egy részét leválasztjuk. Ezt követően a regenerátumot, amely az új homokkal azonos értékű, mint maghomokot a 4 magkészítőhöz vezetjük.

A regenerálásnál a homokszemekről ütő- és nyíróigénybevétellel az adalékanyag-burkolatokat leválasztjuk és a már nem használható kis homokszemekkel együtt elszívjuk. Ezt követően szélosztályozással ciklonban szűrés útján a használható adalékanyagokat kiválasztjuk és a 3 homokelőkészítőhöz vezetjük.

A használhatatlan homokszemekből és kötőanyagmaradékokból álló 7 visszamaradott port (körülbelül 20%-a a használt homok teljes mennyiségnek) vagy közvetlenül a lerakóhelyre szállíthatjuk, vagy előzetesen blokkokba, pelletekbe tömörítjük, esetleg folyékony salakba keveijük.

A második körfolyamatban eszközölt regenerálási eljárást részben megelőzően, részben azzal egyidejűleg az első körfolyamatban a homokelőkészítési eljárást foganatosítjuk, melynek eredményeként az előkészített homokot az 1 formázó berendezéshez visszavezetjük.

Példa

Óránként 4,5 t használt homokot veszünk ki az előkészítő körfolyamatból és a mechanikus regeneráló berendezéshez vezetjük.

A homokszemek kombinált ütő- és nyíróigénybevételével, egyidejű elszívásnál az adalékanyag-burkolatokat eltávolítjuk és szélosztályozással egy ciklonban szűréssel a használható adalékanyagokat a használhatatlan portól elválasztjuk.

A regenerált homokot, mint friss homokot a magkészítőhöz vezetjük. A regenerálás első fázisában a ciklonban és szűrőben leválasztott por 30-40% adalékanyagot tartalmaz, amelyet az előkészítő berendezéshez vezetünk.

A kettős körfolyamatú rendszer alkalmazása révén az adalékanyag-igényt 62%-kal csökkenthetjük.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás forma- és/vagy maghomok kezelésére, ahol is a formahomokot egy formázó berendezéshez vezetjük és az öntés befejezését követően az ürítéskor az öntvényről leválasztjuk, majd egy első körfolyamatban az öntvényről leválasztott homokot előnyösen részmennyiségekben egy első homokelőkészítő rendszerben előkészítjük és a formázó berendezéshez viszszavezetjük, azzal jellemezve, hogy a használt homok kémiai kötésű részét további kezelésre egy második körfolyamatba, egy mechanikus regeneráló rendszerbe vezetjük, ahol azt mechanikus behatással tisztítjuk és azután mint maghomokot magkészítésre használjuk,

   HU 209 942 Β ahol is a tisztítás során keletkezett port szakaszosan elszívjuk, majd az ismételten felhasználható por-részt a nem használható por-résztől elválasztjuk, és az ismételten felhasználható por-részt mint adalékanyagot az első körfolyamatba vezetjük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regenerálórendszert a homokelőkészítő rendszertől függetlenül működtetjük.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regeneráló rendszert a homokelőkészítő rendszerrel integráltan működtetjük.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a frakcionált elszívott por bentonit-, szén-, és grafitpor.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ismételten nem felhasználható por-részt a rendszerből eltávolítjuk.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy az ismételten felhasználható por-részt, mint kötőanyagot az előkészítendő homokba juttatjuk.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a használt homokrész, amelyet a regeneráló berendezésből elvezetünk, mennyiségileg megfelel annak

   10 a résznek, melyet mint maghomokot a rendszerbe visszavezetünk.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a rendszerből elvezetett por-részt friss homokkal pótoljuk.