WO1993020964A1 - Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand - Google Patents

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WO1993020964A1
WO1993020964A1 PCT/DE1993/000168 DE9300168W WO9320964A1 WO 1993020964 A1 WO1993020964 A1 WO 1993020964A1 DE 9300168 W DE9300168 W DE 9300168W WO 9320964 A1 WO9320964 A1 WO 9320964A1
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dust
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Dietmar Boenisch
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Dietmar Boenisch
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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
    • 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
    • B22C5/02—Dressing by centrifuging essentially or additionally
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    • 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

  • thermal-mechanical regeneration as described for example in EP 0 343 272 AI and compared with other known processes, is currently favored.
  • the sand is annealed in a first, the thermal treatment stage at temperatures of 500 to 900 ° C. and, after corresponding cooling, placed in batches in a grinding or grinding machine in which the dead burnt binder residues, which do not evaporate during the annealing process, are removed from the cross arms by rotating arms Grains of sand rubbed off and by means of the sand filling of blown compressed air is discharged and discharged from time to time.
  • thermal regeneration treatment is viewed with increasing skepticism and will have to be dropped in the future.
  • the high purchase, operating and maintenance costs of the systems required for this overwhelm many small and medium-sized foundries and force them to cooperate or contract, which inevitably causes additional transport.
  • Recyclable materials made from bentonite and carbon-containing constituents that are still present in the old sand are burnt to death and are lost. Grains of sand break apart due to the abrupt changes in temperature and become waste, so that the amount of residual material increases and the grain spectrum is changed inadmissibly.
  • the global climate problem is forcing foundries to reduce their heat and CO "emissions and to dispense with additional furnace processes.
  • Impact cleaning consumes a relatively large amount of compressed air and generates increased quantities of residues due to grain fragmentation.
  • Rotary drums with several drives and wipers also result in large, complex constructions with increased susceptibility to wear and malfunction due to the mostly hot accumulating used sand.
  • the dedusting is carried out either by cross-air, which, however, only detects and removes the whirled-up dust above the material, or by means of through-air.
  • cross-air which, however, only detects and removes the whirled-up dust above the material, or by means of through-air.
  • the compressed air is blown into the sand batch through a large number of nozzles in the upper machine base, as in the grinding machine according to EP 0 343 272 A1, the area of
  • the process should jeg avoiding - Impact forces exclude grain splintering, but nevertheless ensure a strong grain-to-grain friction, so that both hard foreign substances baked on the sand surfaces are rubbed off and the grains themselves are ground off and rounded off advantageously be flexible that the grain-to-grain friction during a he regeneration batch can be gradually increased so that the foreign matter is removed first and only then is the grinding of the hard material removed Grains of sand occur, which can significantly reduce the duration of a batch.
  • the binder residues adhering to the sand grains are not only loosened by the grinding rotor, but also by grain-to-grain friction within the moving sand mass.
  • This type of friction can be promoted by blowing sharp compressed air jets into the peripheral area of the filling and is particularly effective when electrostatically adhering plastic particles have to be removed.
  • an excessively high degree of fluidization in the area of the sand filling close to the wall can significantly impair the main grinding by the rotor blades. In order to prevent this, the compressed air should be blown in at points that are close to the floor and near the wall.
  • the vertical circulation effect can be increased if the upward and downward currents are led separately through a partition that begins below the sand surface and ends below the grinding rotor.
  • the quantity and size of the sand bubbles can be influenced if the compressed air is blown in not only at the deepest point of the machine, but also partly through its side wall, whereby the side blowing points can be angularly offset from those near the ground.
  • the flow behavior of the sand changes with the composition and other properties, so that the change in various operating parameters becomes expedient.
  • a temperature equalization occurs in the sand filling, which can be observed particularly clearly when freshly emptied and only slightly mixed old sand is used.
  • the active bentonite adhering to the grains of sand is first dried, rubbed off and discharged together with the carbon particles. These recyclables are appropriately collected separately because they can be reused in sand processing.
  • the change in the flow behavior of the sand filling in the course of a regeneration batch also influences the current consumption of the drive motor, by which the regeneration progress can be recognized.
  • the drive motor by which the regeneration progress can be recognized.
  • Some old sands contain a relatively large amount of loose dust, which mainly consists of coal dust and bentonite. It can therefore be advantageous to remove these valuable materials before starting the grinding treatment.
  • a pre-cleaning phase is used for this, in which the grinding rotor is stationary or only rotates so slowly that the sand filling is gently stirred.
  • the discharge of the dust can be controlled by cross air blown in radially or tangentially above the sand filling, from which possibly entrained fine grain sand is cyclone-like centrally, at the latest but separates in a funnel-shaped sand trap, is returned to the sand cycle and thus remains in the sand grain spectrum.
  • FIG. 1 a cylindrical sanding and regeneration machine partially surrounded by a jacket
  • FIG. 2 shows a section through FIG. 1 along the line A-A
  • Figure 3 with a cylindrical sanding and regenerating machine. a tubular partition in the filling chamber.
  • the machine shown in FIGS. 1 and 2 has a covered upright cylindrical container 1, which is surrounded on the lower part by a jacket 2 with a base plate 9.
  • Parts 1 and 2 delimit air chambers 3, 3a, 4, into which feed lines 5, 5a, 6 open for compressed air, which as fluidizing and dedusting air through an annular gap 7 at the bottom and through air slots or slot nozzles 8 in arranged higher in the container wall blow the filled sand or as cross air over its surface and discharge it through the outlet line 23 becomes.
  • a speed-controllable motor 12 is mounted centrally on the cover, which drives a grinding rotor 14 via a slightly conical shaft 13 close to a base plate 24 that can be opened for sand extraction.
  • the grinding rotor can also be arranged eccentrically and, as is customary with rotary vane mixers, driven from below, in which case only the extraction opening would have to be installed.
  • the sand is introduced through a closable filler neck 16 over the inclined surface of a funnel-shaped sand trap 20 to fill level 17.
  • FIG. 1 shows that the air chambers near the floor are divided by partition walls 25 into two groups of segment-shaped individual chambers 26, 27. This
  • Subdivision can also extend to the overlying air chambers 3a shown in FIG. 1.
  • the air chambers of each group are alternatively supplied with compressed air through lines (not shown in FIG. 2), which flow out in the direction of arrow 28 into the effective area 29 and fluidize the sand here.
  • sections 30, which are not or only slightly aerated, remain in this outer area 10 between the fluidized columnar active areas, which have a firmer consistency and act as braking and support areas against the torque introduced by the grinding rotor 14. Its wings therefore do not work mainly in the grinding-intensive fluidized inner region 11 and penetrate at most to a limited extent into the transition region to the regions 29 which are more permeated with compressed air.
  • FIG. 3 shows a different type of device, which has a circumferential gap 31 or several vertical individual nozzles tapering like a nozzle in the bottom and a partition wall 34 which is held concentrically above the grinding rotor 14 by means of ribs 35.
  • this device When this device is operated, compressed air is blown into the sand from an annular chamber 32 in a sharp jet 33, an additional friction effect occurring in the outer region 10 of the sand filling, which contributes to the complete detachment of the residual material particles removed by the grinding rotor 14.
  • this device can also be operated with a pre-cleaning phase in which the recyclable materials are discharged exclusively through the air blown out of the annular chamber 32 before the grinding rotor is brought slowly and then to the grinding speed, so that the sand filling gets into the movement indicated by the arrows 15, 33, 21, 19.
  • the mixing of the sand flowing up and down is prevented by the partition wall 34 and an undesired horizontal rotation by the ribs 35.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Regenerierverfahren für Gießereisand, insbesondere von aktiven Bentonit enthaltendem Altsand, das ohne thermische Vorbehandlung auskommt und die Wiedergewinnung einer überwiegenden Menge der im Altsand enthaltenen Wertstoffe ermöglicht. Dazu wird der Sand in einer Schleifmaschine partiell mit Luft fluidisiert, mittels der die Wertstoffe und der Staub kontinuierlich ausgetragen und separat aufgefangen werden. Den durch den Fortfall der thermischen Vorbehandlung wesentlich erhöhten Anforderungen an die Schleif- und Entstaubungsleistung wird durch ein Verbundsystem aus getrennten Schleif- und Entstaubungsbereichen entsprochen, die der Sand in einem vertikalen Kreislauf kontinuierlich durchläuft.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Gießereisand
Steigende Deponiekosten und behördliche Auflagen erzwingen die Regenerierung und Wiederverwendung von Gießereisanden. Dazu sind verschiedene Regenerierungsverfahren bekannt und Regenerierungsanlagen in Betrieb.
Die Regenerierung von bentonithaltigen Mischsanden bereitet wegen ihrer großen Schadstoffmengen besondere Schwierigkeiten. Zur Zeit wird die thermisch- mechanische Regenerierung favorisiert, wie sie beispielsweise in der EP 0 343 272 AI beschrieben und mit weiteren bekannten Verfahren verglichen ist. Dabei wird der Sand in einer ersten, der thermischen Behandlungsstufe bei Temperaturen von 500 bis 900°C geglüht und nach entsprechender Abkühlung chargenweise in eine Reib- oder Schleifmaschine gegeben, in der die totgebrannten, beim Glühprozeß nicht ver¬ flüchtigen Binderreste durch rotierende Querarme von den Sandkörnern abgerieben und mittels durch die Sandfüllung geblasener Druckluft von Zeit zu Zeit ausgetragen und abgeführt werden.
Die thermische Regenerierungsbehandlung wird aber mit zunehmender Skepsis betrachtet und künftig ent¬ fallen müssen. Die hohen Anschaffungs-, Betriebs¬ und Wartungskosten der dafür erforderlichen Anlagen überfordern viele kleine und mittelständische Gießereien und zwingen zu genossenschaftlichem oder Lohnbetrieb, der zwangsläufig zusätzlichen Transport verursacht. Im Altsand noch vorhandene Wertstoffe aus Bentonit und kohlenstoffhaltigen Bestandteilen werden totgebrannt und gehen verloren. Sandkörner zerspringen durch die schroffen Temperaturwechsel und werden zu Abfall, so daß die Reststoffmenge an¬ steigt und das Kornsuektrum unzulässig verändert wird. Zudem zwingt die globale Klimaproblematik auch die Gießereien zur Verminderung ihres Wärme— und CO„-Ausstoßes und zum Verzicht auf zusätzliche Ofen- prozesse.
In neueren Druckschrif en werden daher Regenerierver¬ fahren vorgeschlagen, bei denen das Totglühen des gesamten Altsandes vermieden werden kann (DE 41 06 736 AI, DE 41 06 737 AI, DE 41 21 765 AI und EP 0 465 778 A2) .
Wenn aber die thermische Regenerierungsstufe ent¬ fällt, werden an die mechanischen Regenerierungs- maschinen sehr viel höhere Anforderungen gestellt als bisher, weil sie die Reinigungsarbeit allein bewältigen müssen.
Untersuchungen mit den bisher gebräuchlichen Maschinen haben wesentliche Schwächen und Nachteile erkennen lassen, die die geforderte Regeneratqualität überhaupt nicht oder erst nach sehr langen Maschinenlaufzeiten erlauben.
Die Prallreinigung verbraucht relativ viel Druckluft und erzeugt wegen der Kornzersplitterung erhöhte Reststoffmengen. Drehtrommeln mit mehreren Antrieben und Abstreifern ergeben auch wegen der meist heiß anfallenden Altsande große aufwendige Konstruktionen mit erhöhter Verschleiß- und Störanfälligkeit.
Bei den üblichen der thermischen Stufe nachgeschalte¬ ten Schleifmaschinen erfolgt die Entstaubung entweder durch Querluft, die aber nur den aufgewirbelten Staub über dem Gut erfaßt und abführt, oder mittels Durch¬ luft. Wenn die Druckluft aber wie bei der Schleif¬ maschine nach der EP 0 343 272 AI durch eine Viel¬ zahl von Düsen im oberen Maschinenboden in die Sand- Charge eingeblasen wird, entsteht im Bereich der
Querarme ein Fließbett, und die notwendige Reibwirkung setzt aus. Bei Aktivton-haltigem Sand führt das zu unreichendem Abrieb, wodurch die Brauchbarkeit des Regenerats zur Kernherstellung beeinträchtigt wird. Zudem werden die Maschinenlaufzeiten verlängert und die Durchsatzmengen verringert. Außerdem wird ein erheblicher Teil des Abriebs nicht mit der Durch¬ luft abgeführt, sondern setzt sich in der von Boden und Seitenwand gebildeten toten Ecke ab und wird beim Entleeren der Maschine mit dem Regenerat abge¬ zogen.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein einfaches, anläge-, betriebs- und wartungskostengünstiges Ver- fahren zum Regenerieren von Gießereisanden, insbe¬ sondere von noch aktiven Bentonit enthaltenden Alt¬ sand zu schaffen, das unter Verzicht auf eine Glüh¬ behandlung des Sandes auch von "kleinen Gießereien selbständig betrieben werden kann. Die dazu erforder- liehe Anlage sollte möglichst wenig Platz beanspruchen, flexibel an die verschiedensten Reini¬ gungsauf aben angepaßt werden können und unkompliziert in die meist vorhandene Saπdaufbereitung integrier¬ bar sein. Das Verfahren sollte unter Vermeidung jeg- licher Prallkräfte Kornzersplitterungen ausschließen, dennoch aber eine starke Korn-an-Korn-Reibung ge¬ währleisten, damit sowohl harte, auf den Sandober¬ flächen aufgebackene Fremdstoffe abgerieben und auch die Körner selbst abgeschliffen und vorteilhaft ge- rundet werden. Das Verfahren sollte derart flexibel sein, daß die Korn-an-Korn-Reibung während einer Regenerierungscharge allmählich gesteigert werden kann, damit zuerst die Fremdstoffe abgetragen werden und erst daran anschließend der Abschliff der harten Sandkörner erfolgt, wodurch die Dauer einer Charge wesentlich verkürzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, das sich einer Trockenschleifmaschine nach Anspruch 11 bedient. Dabei wird gewöhnlich Druckluft verwendet. Diese Betriebsweise wird auch im folgenden erörtert. Das gleiche Verfahren kann aber auch auf Saugluft eingestellt werden.
In den jeweils rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 10 und 12 bis 20 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, bzw. der Maschinentechnik der Anlage enthalten, die nach Anspruch 21 auch zum Runden von Neusandkörnern verwendet werden kann, die sich er¬ fahrungsgemäß in den nachfolgenden Recyclingsprozessen leichter regenerieren lassen.
Wenn die Luft entsprechend der Maßnahme nach Anspruch 1 nur in den peripheren Bereich der Sandfüllung einge¬ blasen wird, entsteht an und über der Einblasstelle auch nur ein entlang der Seitenwand der Maschine aufsteigender Strom fluidisierten Sandes. Dabei bildet die Druckluft Blasen, die den von den Körnern abge- riebenen Staub aufnehmen und sich an der Oberfläche der Füllung deutlich sichtbar auflösen, wobei der Staub von der abströmenden Luft mitgeführt wird, die Sandkörner aber auf die Oberfläche der Füllung zurückfallen und in einem zentralen Sogtrichter um die Antriebswelle abwärts via Schleifrotor zurück¬ geführt werden. Dadurch entsteht ein vertikaler Kreislaufeffekt.
Die auf den Sandkörnern haftenden Binderreste werden aber nicht nur durch den Schleifrotor, sondern auch durch Korn-an-Korn-Reibung innerhalb der bewegten Sandmasse gelöst. Diese Reibungsart kann durch Ein¬ blasen scharfer Druckluftstrahlen in den peripheren Bereich der Füllung begünstigt werden und ist be¬ sonders wirksam, wenn elektrostatisch anhaftende Kunststoff eilchen abgelöst werden müssen. Anderer¬ seits kann ein zu hoher Fluidisierungsgrad im wand¬ nahen Bereich der Sandfüllung den Hauptschliff durch die Rotorflügel erheblich beeinträchtigen. Um das zu verhüten, soll die Druckluft zweckmäßig an mit Abstand voneinander liegenden boden- und wandnahen Stellen eingeblasen werden. Dadurch wird erreicht, daß sich nur an und über den Einblasstellen säulen- förmige Zonen fluidisierten Sandes bilden, die durch dazwischenliegende Säulen dichteren Sandes getrennt sind. Der Zweck dieser Maßnahme ist, daß die Aus¬ bildung eines zusammenhängenden rohrförmigen Flie߬ betts an der Maschinenwand verhindert wird. Durch die zwischenliegenden Säulen festerer und dichterer Sandpackung wird auch verhindert, daß bei Schleif¬ maschinen, die keine weiteren Einbauten im zylinder- förmigen Füllraum haben, die inneren nicht fluidi- sierten Sandbereiche durch den ansonsten zum Rühr- werk werdenden zentralen Schleifrotor wie ein Kern in einem Gleitlager in horizontale Rotation versetzt werden.
Der vertikale Kreislaufeffekt kann verstärkt werden, wenn die aufwärts und abwärts verlaufenden Ströme durch eine oben unter der Sandoberfläche beginnende und unten über dem Schleifrotor endende Trennwand separat geführt werden. Die Menge und Größe der Sand- blasen kann beeinflußt werden, wenn die Druckluft nicht nur an der tiefsten Stelle der Maschine, sondern teilweise auch durch deren Seitenwand eingeblasen wird, wobei die seitlichen Einblasstellen gegenüber denen in Bodennähe winkelversetzt sein können.
Im Verlauf der Regenerierbehandlung ändert sich mit der Zusammensetzung und weiteren Eigenschaften auch das Fließverhalten des Sandes, so daß die Änderung verschiedener Betriebsparameter zweckmäßig wird. Zu Beginn der Behandlung tritt ein Temperaturausgleich in der Sandfüllung ein, der besonders deutlich beim Einsatz frisch ausgeleerten und erst noch schwach durchmischten Altsandes zu beobachten ist. Dabei wird zuerst der auf den Sandkörnern haftende Aktiv- Bentonit getrocknet, abgerieben und zusammen mit den Kohlenstoffteilchen verstärkt ausgetragen. Diese Wertstoffe werden zweckmäßig getrennt aufgefangen, weil sie in der Sandaufbereitung wiederverwendet werden können. Die Änderung des Fließverhaltens der Sandfüllung im Verlauf einer Regenierungscharge beeinflußt auch die Stromauf ahme des Antriebsmotors, an der der Regenerierfortschritt erkannt werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die
Stromaufnahme als Signal für Änderungen der Druckluft¬ einleitung und/oder der Drehzahl des Schleifrotors herangezogen, wodurch die Schleifintensität in einer gewünschten Richtung verändert wird. Die Regelprozesse können selbsttätig erfolgen. Mit Hilfe derartiger Signale ist auch das Ende einer Chargenlaufzeit be¬ stimmbar, die nicht einheitlich ist. Die für das jeweilige Regenerat erforderliche Maschinenlaufzeit hängt von der Altsandzusammensetzung ab, die sich innerhalb eines Formsandkreislaufs häufig ändern kann.
Manche Altsande enthalten relativ viel losen Staub, der hauptsächlich aus Kohlenstaub und Bentonit besteht. Es kann daher vorteilhaft sein, diese Wert¬ stoffe vor Beginn der Schleifbehandlung abzuziehen. Dazu dient eine Vorreinigungsphase, in der der Schleifrotor steht oder sich nur so langsam dreht, daß die Sandfüllung schonend umgerührt wird.
Der Austrag des Staubes kann durch oberhalb der Sand¬ füllung radial oder tangential eingeblasene Querluft gesteuert werden, aus der eventuell mitgerissener Feinkornsand sich zyklonartig zentral, spätestens aber in einem trichterförmigen Sandfang abscheidet, wieder in den Sandkreislauf zurückgeführt wird und damit dem Sandkornspektrum erhalten bleibt.
Die Erfindung ist anhand einiger Prinzipskizzen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1: eine von einem Mantel teilweise umgebene zylindrische Sandschleif- und Regenerier- maschine,
Figur 2 einen Schnitt durch Figur 1 entlang der Linie A-A,
Figur 3 eine zylindrische Sandschleif- und Regenerier¬ maschine mit. einer rohrförmigen Trennwand im Füllraum.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Maschine hat einen abgedeckelten aufrechtstehenden zylin¬ drischen Behälter 1 , der am unteren Teil von einem Mantel 2 mit Bodenplatte 9 umgeben ist. Teile 1 und 2 begrenzen Luftkammern 3, 3a, 4, in die Zuleitungen 5, 5a, 6 für Druckluft münden, die als Fluidisierungs- und Entstaubungsluft durch einen Ringspalt 7 am Boden und durch höher in der Behälterwand angeordnete Luft¬ schlitze oder Schlitzdüsen 8 in den eingefüllten Sand oder als Querluft über dessen Oberfläche einge¬ blasen und durch die Austrittsleitung 23 abgeführt wird. Auf dem Deckel ist im dargestellten Fall ein drehzahlregelbarer Motor 12 zentrisch gelagert, der über eine leicht konische Welle 13 einen Schleifrotor 14 nahe über einer zum Sandabzug zu öffnenden Boden- platte 24 antreibt. Der Schleifrotor kann aber auch exzentrisch angeordnet und wie bei Drehflügelmischern üblich von unten angetrieben werden, wobei dann nur die Abzugsöffnung zu verlegen wäre. Der Sand wird durch einen verschließbaren Einfüllstutzen 16 über die geneigte Fläche eines trichterförmigen Sand¬ fanges 20 bis zur Füllhöhe 17 eingebracht.
Figur 2 zeigt, daß die bodennahen Luftkammern durch Zwischenwände 25 in zwei Gruppen segmentförmiger Einzelkammern 26, 27 unterteilt sind. Diese
Unterteilung kann sich auch auf die in Figur 1 darge¬ stellten darüberliegenden Luftkammern 3a erstrecken. Die Luftkammern jeweils einer Gruppe werden durch in Figur 2 nicht dargestellte Leitungen alternativ mit Druckluft beschickt, die in Pfeilrichtung 28 in den Wirkbereich 29 ausströmt und den Sand hier fluidisiert. Wie dargestellt verbleiben in diesem Außenbereich 10 zwischen den fluidisierten säulen¬ förmigen Wirkbereichen aber auch noch nicht oder nur schwach mit Luft durchsetzte Abschnitte 30, die eine festere Konsistenz haben und als Brems- und Stützbereiche gegen die vom Schleifrotor 14 einge¬ brachte Drehkraft wirken. Dessen Flügel arbeiten mithin hauptsächlich im schleifintensiven nicht fluidisierten Innenbereich 11 und dringen höchstens begrenzt in den Übergangsbereich zu den stärker mit Druckluft durchsetzten Bereichen 29 ein.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung stellt sich ein auf- . steigender Strom 18 fluidierten, mit Staub durch¬ setzten Sandes ein, wobei Aufwärtsbewegung und Durch¬ lüftung durch Luftströme aus den Schlitzen 8 unter¬ stützt werden können. Je nach Druck und Menge tritt die Luft mehr oder weniger heftig vor allem im Außen¬ bereich 10 in Form zerplatzender Blasen oder aus der nur leicht sprudelnden Sandoberfläche aus. Sie trifft auf den Sandfang 20 und strömt unter Mitnahme der leichten Staubpartikel in der durch die Pfeile 22 angedeuteten Richtung zur Austragsleitung 23 und weiter zu einem nicht dargestellten Abscheider, während mitgerissener schwerer Sand von der Unter¬ seite des Sandfanges 20 in Richtung 21 zurückgeführt wird oder als Feinkorn von der Trichterfläche zurück- rollt und im Innenbereich 11 in Pfeilrichtung 19 abwärts wieder in den Arbeitsbereich des Schleifrotors gelangt, von dem er in Pfeilrichtung 15 erneut in den vertikalen Kreislauf gefördert wird. Da sich im Eckbereich vor den gerade nicht blasenden Kammern Abrieb und Staub absetzt, wird im Chargenverlauf die aktive Kammergruppe mehrmals gewechselt, so daß Staubansätze aus den Totzonen immer wieder ausgeblasen werden. Figur 3 zeigt eine andersartige Vorrichtung, die im Boden einen sich düsenartig verjüngenden ringsum¬ laufenden Spalt 31 oder mehrere vertikale Einzeldüsen und eine über dem Schleifrotor 14 mittels Rippen 35 konzentrisch gehalterte Trennwand 34 hat. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird Druckluft aus einer Ringkammer 32 in scharfem Strahl 33 in den Sand geblasen, wobei im Außenbereich 10 der Sandfüllung eine zusätzliche Reibwirkung auftritt, die zur voll¬ ständigen Ablösung der vom Schleifrotor 14 abge- tragenen Reststoffteilchen beiträgt. Auch diese Vor¬ richtung kann je nach Wertstoffgehalt des anfallenden Altsandes mit einer Vorreinigungsphase betrieben werden, in der die Wertstoffe ausschließlich durch die aus der Ringkammer 32 eingeblasene Luft ausge- tragen werden, bevor der Schleifrotor erst langsam und dann auf Schleifdrehzahl gebracht wird, so daß die Sandfüllung in die durch die Pfeile 15, 33, 21, 19 angedeutete Bewegung gerät. Die Vermischung des auf- und abwärts strömenden Sandes wird dabei durch die Trennwand 34 und eine unerwünschte Horizontal¬ drehung durch die Rippen 35 unterbunden.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Regenerieren von Gießereisand in einer aufrechtstehenden Trockenschleifmaschine mit mindestens einem horizontal rotierenden Schleifwerkzeug und Druckluftversorgungseinrich- tung, dadurch gekennzeichnet, daß nur außerhalb des Drehkreises der Flügel des Schleifwerkzeuges Luft durch den Boden und/oder die Seitenwand in den Außenbereich der Sandfüllung in der Schleif¬ maschine eingeblasen oder eingesaugt wird, die im Zusammenwirken mit den rotierenden Flügeln eine im peripheren Bereich aufwärts strömende Schicht fluidisierten Sandes erzeugt, daß die staubbeladene Luft über der Füllhöhe abgezogen und der dann nicht mehr fluidisierte dichtere Sand im zentralen Strom abwärts zum nahe über dem Boden rotierenden Schleifwerkzeug geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft an wand- und bodennah horizontal mit Abstand voneinander angeordneten Stellen in die Sandfüllung eingeblasen oder eingesaugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekenn- zeichnet, daß der peripher aufwärts und der zentral abwärts gerichtete Sandstrom durch eine über dem Schleifwerkzeug angeordnete oben und unten offene Trennwand voneinander getrennt geführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Drehzahl des Schleifwerk¬ zeugs und/oder Druck, Menge, Einblasstelle und Einblasrichtung der Luft i Verlauf der Regenerie¬ rungsbehandlung verändert und dem Reinigungsfort- schritt der Sandkörper und Staubaustrag angepaßt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsfortschritt anhand der Strom— oder Leistungsaufnahme des Antriebsmotors über¬ wacht und deren Änderung als Signal zur Steuerung weiterer Betriebsparameter im Chargenverlauf be¬ nutzt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch in unterschiedlichen Wandhöhen angeordneten Stellen eingeblasen oder eingesaugt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die staubbe- ladene Abluft durch einen trichterförmigen Sandfang in der Schleifmaschine zu einer Austragsleitung geführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfuhr der staubbeladenen Abluft mittels Absaugen durch die Austragsleitung und/oder Ein- blasen von Querluft unterhalb des Sandfanges unter¬ stützt und/oder geregelt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vor allem in der Anfangszeit der Regene¬ rierungsbehandlung in der Abluft verstärkt ange¬ reicherten unverbrannten Wertstoffe zur Wiederver¬ wendung getrennt aufgefangen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorreinigungsphase der Schleifrotor nicht oder nur langsam angetrieben wird.
11. Vorrichtung zum Regenerieren von Gießereisand, bestehend aus einer aufrechtstehenden
Trockenschleifmaschine mit verschließbarer Sandzufuhr- und Austragsöffnung, Druckluft- und/oder Saugluftversorgung und Abluft- Austragsleitung, sowie mindestens einem horizontal rotierenden Schleifwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitungen (7,8) für die Fluidisierungsluft außerhalb des Dreh¬ kreises der nahe über der Bodenplatte (9) rotieren¬ den Flügel des Schleifrotors (14) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Schleifrotor (14) mindestens zwei bogenförmige Flügel hat, die von einem dreh¬ zahlregelbaren Motor (12) angetrieben werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitungen (7) im von Bodenplatte (9) und Behälterwand (1) gebildeten Eckbereich angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einleitungen (7) aus mindestens zwei Gruppen segmentförmiger Einzelkammern '(26, 27) bestehen.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher¬ gehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Behälterwand (1) von einer oder mehreren Luftkammern (3,3a, 4) umgeben ist, die voneinander unabhängig steuerbare Zuleitungen (5, 5a, 6) haben.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- leitungen als selbstreinigende Ringspalte (7,31) mit Abstand voneinander angeordnete Ringspalt¬ segmente oder Luftschlitze (8) ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich- net, daß die Einleitungen sanddichte Einsätze aus porösem Sintermetall oder Sandfilter haben.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch mindestens eine im Füllraum der Schleifmaschine über dem Schleif- rotor (14) und unter der Füllhöhe (17) angeordnete rohrförmige Trennwand (34).
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet durch einen zwischen Einfüllstutzen (16) und Füllhöhe (17) angeordneten trichterförmigen Sandfang (20).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der Behälterwand (1) zwischen der Unterseite des Sandfanges (20) und der Füll¬ höhe (17) Einblasdüsen für Querluft vorgesehen sind.
21. Verwendung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 19 zum Runden des Neusandes durch Vorschleifen.
PCT/DE1993/000168 1992-04-10 1993-02-17 Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand WO1993020964A1 (de)

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