NL9402083A - Werkwijze voor het regenereren van oud gieterijzand met gehalten aan zwak magnetische stoffen. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het regenereren van oud gieterij zand met gehalten aan zwak magnetische stoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze, zoals deze in de kop van conclusie 1 is beschreven.

Bij een bekende werkwijze (DE 36 42 916 C2) wordt een sterk geöolitiseerd oud gieterij zand achter elkaar onderworpen aan de stappen van zeven, gloeien, zandstralen, scheiden in de zwakveldmagneet en scheiden in de sterkveldmagneet.

Het totale werkwijzeverloop is in het bijzonder door de stap van het gloeien zeer kostbaar en gaat met een hoog energieverbruik gepaard.

Doel van de onderhavige uitvinding is daarentegen het verschaffen van een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, waarbij de stroom oud zand reeds vóór een regenerering wordt onderverdeeld in gemakkelijk regenereerbaar oud zand en in moeilijk regenereerbaar oud zand. Hierin slaagt men via de scheidingsstap van een magneet met hoge prestatie (2), waarbij de zandstroom (1) in een minder magnetische (3) en in een sterker magnetische (4) verdeelstroom wordt onderverdeeld. Gemakshalve wordt dit hierna als magnetische (4) en niet-mag-netische (3) verdeelstroom aangeduid.

Het principe van de uitvinding is gebaseerd op het fysische verschijnsel, dat bentonieten, die in de natuur voorkomen met een Fe203-, respectievelijk Fe304-gehalte van 1-5%, zwak magnetische eigenschappen hebben.

Voorts ligt hieraan de ervaring ten grondslag, dat bijvoorbeeld het mechanisch of thermisch regenereren des te kostbaarder is naarmate het gehalte aan bentoniet of de zogenaamde oölitiseringsgraad, het gehalte aan vrijgebrand bentoniet in oud zand hoger is. Bij een gemiddeld gemengd oud zand met een oölitiseringsgraad van ca. 12% bedraagt de rege-nereringsduur 30 tot 35 minuten en het reststofgehalte van 30 tot 40% van de totale uitgangshoeveelheid.

Als derde punt ligt aan de werkwijze volgens de uitvinding de beschouwing ten grondslag, dat bij een groot deel van de gieterijen, zoals bijvoorbeeld een motorengieterij, het oude zand (1) uit een mengsel van kwartskorrels, die met een bentonietlaag zijn omhuld en kwartskorrels, die volledig vrij zijn van bentoniet, die echter resten van organische bindmiddelen bevatten (zuiver kernzand) bestaat. Deze materiaaleigenschappen zijn een wezenlijke voorwaarde voor de uitvoerbaarheid van de werkwijze.

Door de toepassing van een magneet met hoge prestatie (2), bij voorkeur een permanentmagneet, slaagt men er in, deze beide zandsoorten praktisch volledig te scheiden. Op zinvolle wijze geschiedt dit echter eerst dan, wanneer het vormzanddeel in het mengsel kleiner is dan 65%. De scheidingsscherpte van de werkwijze is daarbij des te groter naarmate minder vorm-zanddelen in het mengsel aanwezig zijn.

Eventueel kan vóór de magneetscheiding een scheiding op dichtheid en/of op korrelvorm plaatsvinden.

Bij een oud zand van een motorengieterij zou de scheiding zodanig kunnen plaatsvinden, dat in de niet-magnetische fractie (3) 5/7 als praktisch volledig zuiver kernzand en in de magnetische fractie (4) 2/7 als geconcentreerd vorm-zand zou ontstaan.

Omdat in de niet-magnetische fractie (3) telkens nog geringe sporen van vormzand met bentoniet aanwezig zijn kan dit zand niet direct opnieuw als kernzand worden gebruikt.

Zeer goed slaagt men echter in een mechanische regenerering (5) reeds binnen ongeveer de helft van de procesduur bij een halvering van de ontstane reststofhoeveelheid.

De scheiding van het oude zand volgens de uitvinding gaat dan ook gepaard met een drastische verlaging van de regenereerkosten en van de nog te verwijderen reststof. Het opnieuw geconcentreerde vormzand uit de magnetische fractie (4) kan opnieuw aan de vormzandkringloop worden toegevoegd omdat daar in de regel een zandtekort gecompenseerd dient te worden. Nog voorhanden zijnde waardevolle stoffen, zoals actief bentoniet en koolstof worden opnieuw aan het systeem toegevoegd.

Evenzo is een voorafgaande scheiding zinvol bij de toepassing van een thermische regenerering (5). Bentoniet-houdende zandsoorten wordt dan niet opgesinterd en leiden niet tot een pH-stijging van het regeneraat. Uit eerdere proeven is gebleken, dat een via een magneet met hoge prestatie gescheiden zand na een thermische behandeling een met ca. 30% hogere kernvastheid oplevert dan het regeneraatzand zonder voorafgaande scheidingsstap.

Voor het overige kan de werkwijze worden toegepast om een zogenaamde exotherme toevoer, die zowel ijzeroxide als zuurstofdonor bevat, uit het oude zand (1) of uit het regene-raat (6) te verwijderen. Een dergelijke toevoer is in de regel voorzien van waterglashoudende bindmiddelen en stoort derhalve het opnieuw toepassen van een geregenereerd zand in aanzienlijke mate.

Op grond van hun zwak magnetische eigenschappen en de zeer fijne korrelgrootte kunnen zij slechts via magneten met hoge prestatie (2) uit het regeneraat worden verwijderd. Bij voorkeur slaagt men echter in een afscheiding van de deeltjes ook reeds uit het aanwezige oude zand (1).

Een voorkeursplaats voor het ontstaan van zand is het oude zand uit het straalhuis, omdat daar de exotherme toevoer wordt verstraald en als fijnkorrelig materiaal met het oude zand wordt vermengd. Uit proeven is gebleken, dat na een magnetische afscheiding van de toevoerbestanddelen het in het straalhuis gevormde oude zand (1) volkomen regenereerbaar is.

In het regeneraat (6) aanwezige micropellets, uit bentonietstof samengestelde deeltjes, kunnen met voordeel via een magneet met hoge prestatie (7), evenzeer volgens een mechanische of een pneumatische regenereerstap (5) worden verwijderd.

Door wrijving bij het mengen van het oude zand alsmede bij het gietproces ontstaan fijnste kwartsdeeltjes, die zich in het oude zand met bindklei vermengen en zich tot zogenaamde micropellets met een korrelgrootte kleiner dan 2 mm verbinden. Deze micropellets kunnen door omstandigheden in een mechanische regenerering slechts moeilijk worden opgesloten en verblijven derhalve in het regeneraat (6). Een aansluitende magneetscheiding (7) sorteert deze uit het regeneraat uit en verbetert de eigenschappen van de geregenereerde zandstroom (8). Uit pilotproeven is ook hier een stijging van 25-30% van de kernvastheid gebleken. De afgescheiden reststofstroom (9) kan worden weggeworpen of opnieuw in de regenereerkringloop worden teruggevoerd.

Een verdere toepassingsmogelijkheid is de zuivering van het circulerende vormzand (1) door magneten met hoge prestatie. Als magnetische delen worden daarbij de reeds doodgebrande bentonietdeeltjes, het niet meer bindvaste bentoniet en de resten van exotherme toevoer meegevoerd.

Nog een extra mogelijkheid is de reiniging van het in de gieterij toegepaste nieuwe zand. In het bijzonder bezitten landen met een nog gering industrieel ontwikkelingsstadium vaak installaties voor het opwerken van nieuw zand met ontoereikende zuiveringsstappen. Dientengevolge dient er bij bereiding van kernen met slecht opgewerkt nieuw zand met tot 30% verhoogde kunstharsbindmiddelen te worden gewerkt.

Door een scheiding van het nieuwe zand (1) over magneten met hoge prestatie (2) in een magnetische fractie (4) en een niet-magnetische fractie (3) kan de gereinigde niet-magnetische fractie (3) direct als kernzand worden gebruikt, bij een geringere hoeveelheid aan bindmiddel van tot 30%.

Claims (8)

1. Werkwij ze voor het regenereren van oud gieterij -zand met gehalten aan zwak magnetische stoffen, met het kenmerk, dat de stroom oud zand, die ten hoogste een gehalte aan vormzand van 65% bevat, over één of meerdere magneten met hoge prestatie in ten minste twee verdeelstromen wordt onderverdeeld en de minder magnetische verdeelstroom met geringere hoeveelheden aan bentoniet aan een regenerering wordt onderworpen .

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdeelstroom met de kleinere hoeveelheid aan bentoniet aan een mechanische en/of pneumatische en/of thermische regenerering wordt onderworpen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uitgangszand over een magneet met hoge prestatie met een afwerpsnelheid van ten minste 0,2 tot 1,0 m/sec wordt gescheiden.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de magneetstap een combinatie of afzonderlijke werkwi jzestappen van verkleinen, zeven, selecteren, drogen voorgeschakeld zijn.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vormstofkengetallen slijkstofgehalte en/of methyleen-blauwwaarde en/of elektrisch geleidingsvermogen, gemeten in het eluaat van het materiaal en/of oölitiseringsgraad, in de magnetische fractie ten minste het 1,3-voudige van de waarden van het zand in de niet-magnetische fractie bedraagt.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gewichtsaandeel van de magnetische fractie niet groter is dan 40% van de uitgangszandhoeveelheid.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de niet-magnetische verdeelstroom in plaats van een regenerering direct in de vormzandkringloop wordt teruggevoerd en de magnetische verdeelstroom uit de vormzandkringloop wordt afgevoerd.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat reeds het in het oude gieterij zand binnenkomende nieuwe zand over een magneet met hoge prestatie wordt gescheiden en dat de magnetische verdeelstroom wordt afgevoerd.