DE3639634A1 - Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisandInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Regenerieren von Gießereisand mit zumindest teilweise
von Harzen od. dgl. Binder überzogenen Quarzkörnern od.
dgl. in einem temperierten Fließbett.
Die Altsandbehandlung insbesondere kunstharzgebundener
Sande aus Gießereibetrieben führt im allgemeinen nicht nur
zu einer Verminderung des Einsatzes von Neusanden, sondern
darüber hinaus auch zu einer gegenüber diesen besseren
Qualität. Zudem vermindert sich dank der Regenerierung von
Altsanden die Umweltbelastung insgesamt erheblich.
Zur thermischen Regenerierung sind durch Gasbrenner be
heizte Fließbetten bekannt, deren geringer Sauerstoffüber
schuß nur ein unzureichendes Abbrennen der Bindemittel er
laubt. Als weiterer Mangel hat sich gezeigt, daß Anteile
von Eisenoxid beispielsweise bei Massenformstoffen mit
Quarzsandbasis zu einem Zusammensintern des Fließbettes
führen, wenn sich bei überhöhter Temperatur der Gasheizung
FeO.SiO2 bildet.
Aus diesem Grund wird die Sandregenerierung im Niedrig
temperaturbereich, also bei unter 500°C, betrieben.
Eine Altsandregenerierung wird üblicherweise in einer
einstufigen mechanischen Zerkleinerungs- bzw. Regene
rieranlage durchgeführt, wobei man den Altsand auf Korn
fraktion zerkleinert und dabei von den restlichen Binder
anteilen zu befreien sucht. Derartige regenerierte Sande
können je nach Gießereiart und Verfahren sowie nach ent
sprechender Kühlung zur Form- oder Kernherstellung (mit
oder ohne Zugabe von Neusanden) eingesetzt werden.
In vielen Fällen, besonders beim Anfall von Mischsanden,
muß zumindest für die Kernherstellung mit 100% Neusand
gearbeitet werden, da der einstufig mechanisch regenerierte
Altsand den Anforderungen nicht genügt - ein großer Teil
der Altsandes muß deshalb auf Deponien ausgelagert werden.
Die eingangs genannten thermischen Regenerierverfahren haben
einen sehr hohen Energiebedarf, hohe Investitionskosten und
bei sogenannter zweistufiger Regenerierung zudem einen großen
Sandverlust. Für kleinere Gießereien sind die üblichen
thermischen Regenerierverfahren nicht anwendbar, da letztere
wirtschaftlich nur im Dreischichtbetrieb gefahren werden
können.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das
Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein
gangs erwähnten Art zu schaffen, mit denen unter Meidung
der erkannten Nachteile in einfacher Weise eine Sand
regenerierung unter günstigen Bedingungen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Altsandstrom an
hochtemperierten Heizelementen so vorbeigeführt wird, daß
das einzelne Haufwerkskorn kurzzeitig mit wenigstens ei
nem der Heizelemente in Berührung gebracht und der Binde
überzug dabei durch einen sogenannten Thermoschock ent
fernt wird. Es erfolgt dabei eine kurzzeitige Temperatur
einleitung mit etwa 1000°C, das heißt eine Kurzzeitbe
rührung einer dünnen Kornschicht,erfolgt und hierdurch
ein Verspröden oder Verbrennen der Binderhülle, ohne daß
die übrige Masse des Quarzkornes aufgeheizt werden müßte,
eine Verringerung des Energieeinsatzes für die Beheizung
ist damit evident; bei der thermischen Regenerierung er
folgt im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren eine
Erhitzung des gesamten Sandkorns auf ca. 700°C während
einer langen Verweilzeit im Ofen. Dies führt zu hohem
Energieaufwand und verhältnismäßig geringer Durchsatz
leistung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zudem die
Haufwerkskörner verwirbelt, um zu gewährleisten, daß je
der Punkt der Oberfläche eines Quarzkornes dem Thermo
schock unterworfen wird. Nach einem diesbezüglichen Merk
mal wird das Haufwerkskorn im Wirbelbett in Fließrichtung
mäanderartig auf und ab geführt.
Erfindungsgemäß kann der Thermoschockbehandlung ein Wasch
prozeß vorgeschaltet werden, mit dem organische Binder aus
dem Haufwerk ausgewaschen werden. Erforderlichenfalls wird
das Haufwerk nach der Thermoschockbehandlung nochmals bei
spielsweise durch eine pneumatische Regenerierung nachbe
handelt, was die Effektivität und die Energiebilanz des
Verfahrens verbessern kann.
Im Rahmen der Erfindung liegt eine für die Durchführung
des beschriebenen Verfahrens besonders geeignete Vor
richtung, bei der in einem Gehäuse im Fließbett mehrere
Kammern einander so zugeordnet sind, daß ein längsschnitt
lich mäanderartiger Fließweg für das Haufwerk besteht, in
welchem Heizelemente in engem Abstand zueinanderangeordnet
sind und schmale Fließbettquerschnitte begrenzen. Dabei
hat es sich als günstig erwiesen, die Heizelemente stab
artig auszubilden sowie in einem Raster anzuordnen. Als
Energieträger für den Temperaturschock bieten sich bei
spielsweise bekannte Hochleistungs-Heizpatronen mit einem
Chrom-Nickel-Heizmantel an oder Keramik-Heizelemente, deren
Wärme gezielt in die Binderhülle gebracht wird und eine
Kurzzeitregenerierung ohne lange Anheizphase ermöglicht.
Von besonderer Bedeutung ist auch, daß durch die Kombination
jener Heizelemente mit dem Fließbett die Sandpartikel zu
sätzlich aneinanderreiben, wodurch freie staubförmige Teil
chen abgeschieden werden. Deshalb verläuft der Thermoschock-
Prozeß in einem geschlossenen Gehäuse mit einer Abluftlei
tung, in welcher aufwirbelnder Staub mit ca. 80 bis 100°C
zu einer Filteranlage gebracht wird.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Heizelemente werden bevor
zugt zu einem Heizregister zusammengefaßt und ragen dann
rechtwinklig von einem vertikalen Träger ab.
Um die beschriebenen mäanderartigen Fließwege zu erzeugen,
sind im Gehäuse zwischen von dessen Boden aufragenden Zwi
schenplatten Querwände als Kammerbegrenzung angeordnet, wobei
die Höhe der Querwände jener der Zwischenplatte etwa ent
spricht und die Unterkante jeder Querwand in Abstand zum
Boden verläuft und mit diesem einen Spalt begrenzt.
Von Bedeutung für eine gleichmäßige Behandlung ist, daß die
horizontalen Abstände zwischen den parallelen Querwänden
und Zwischenplatten etwa gleich sind, wobei in einem bevor
zugten Ausführungsbeispiel wenigstens drei Zwischenplatten
vorhanden sind, die jeweils beidseits von einer Querwand
flankiert sind. Vorteilhafterweise sind in jeder dieser Kam
mern drei vertikale Reihen von stabartigen Heizelementen
angeordnet.
Die bevorzugte Ausführung der Vorrichtung bildet eine
Thermobehandlungszone, obwohl es bei einer anderen Aus
führung auch möglich ist, innerhalb der Vorrichtung die
ser Thermozone eine Kühlzone nachzuordnen, dies um eine
kompakte Baueinheit zu erhalten.
Als günstig hat sich für die Zuführung des Altsandes zur
Vorrichtung ein Vorsatzkasten erwiesen, der einen Einlauf
trichter und einen bodenwärtigen Überkornaustrag anbietet.
Dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Energie
bilanz bei der Altsandregenerierung erheblich verbessert,
es entstehen geringere Investitionskosten als bei vergleich
baren Verfahren, und der Einsatz der Vorrichtung ist auch
in kleinen Betrieben möglich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese
zeigt in:
Fig. 1 einen Verfahrensstammbaum mit einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine vergrößerte Wiedergabe der Vorrichtung nach
Fig. 1 im Längsschnitt;
Fig. 3 den Querschnitt durch Fig. 2 nach deren Linie III-
III;
Fig. 4 einen Teil der Fig. 2 zu einem anderen Ausführungs
beispiel.
Eine Anlage zur Regenerierung von Gießereisanden weist ge
mäß Fig. 1 eine Station A zur mechanischen Vorzerkleinerung
-- mit Teilregenerierung -- auf, deren Austrag über eine
Leitung 9 einer Station B zugeleitet wird, gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung einer Wascheinrichtung C.
In der Station B, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ent
hält, wird der Gießereisand in einer weiter unten beschrie
benen Weise behandelt, wobei die einzelnen Quarzkörner des
Gießereisandes von sie umhüllendem Bindemittel befreit wer
den. Der regenerierte Sand gelangt dann durch eine Leitung 11
zu einer Kühlstation D, in der er auf Verarbeitungstempera
tur heruntergekühlt wird. Falls erwünscht, kann in Station B
eine mechanische Nachreinigung erfolgen.
Mit 12 sind Leitungen für Abluft gekennzeichnet; letztere
wird in einer Filteranlage F von Schadstoffen befreit.
Ein Gehäuse 20 der Vorrichtung 10 ist oberhalb einer Boden
wanne 21 in einem Gestell 19 aufgehängt. Mit einem Flansch
rand 22 der Bodenwanne 21 sind -- unter Zwischenschaltung ei
ner siebartigen Bodenplatte 23 -- Seitenwände 25 einer bei
spielsweisen Länge a von 1 600 mm, eine Rückwand 26 einer
Höhe h sowie eine Stirnwand 27 festgelegt, deren Höhe t
größer ist als jene der Rückwand 26; von letzterer verlaufen
die Oberkanten 2 B der Seitenwände 25 in einem spitzen Winkel w
von beispielsweise 10° zur Horizontalen H aufwärts. Dank die
ser Maßgabe entsteht zwischen dieser Horizontalen H und einer
Gehäusedecke 29 -- oberhalb eines quaderförmigen Innenraum
teils 30 des Gehäuses 20 -- ein längsschnittlich keilförmiger
Kopfraum 31, in den ein Auslaßstutzen 32 der Stirnwand 27 mün
det.
Unmittelbar unterhalb des Gehäusedaches 29 befindet sich in
der Rückwand 26 ein Durchbruch 34, dem ein Aufgabekasten 35
mit Einlauftrichter 36 für Altsand S vorgesetzt ist. Dieser
Aufgabekasten 35 ist mit einem Leitblech 37 versehen, welches
den aufgegebenen Altsand S jenem Durchbruch 34 zuleitet, so
wie mit einem Überkornaustrag 38; sollten schwere Klumpen od.
dgl. im Altsand S mitgeführt werden, fallen diese innerhalb
des Aufgabekastens 35 abwärts.
Im Gehäuse 20 ist im Horizontalabstand e von etwa 200 mm zur
Rückwand 26 eine Querwand 40 einer Höhe i von etwa 600 mm
(etwa halbe Rückwandhöhe h) beidends an den Seitenwänden 25
befestigt und zwar in einem Abstand q (hier: 100 mm) der
Unterkante 41 zur Bodenplatte 23, also unter Bildung eines
Spaltes 42.
In einem Abstand e von dieser Querwand 40 sitzt eine dazu
parallel verlaufende Zwischenplatte 44 gleicher Höhe i
auf der Bodenplatte 23 auf. Die Oberkante 43 der Zwischen
platte 44 liegt um jenes Maß q tiefer als die Oberkante 39
der Querwand 40.
Wie Fig. 2 verdeutlicht, sind vier Querwände 40 sowie drei
zwischen diesen verlaufende Zwischenplatten 44 vorgesehen;
der in Fließrichtung x letzten Querwand 40 ist in jenem Ab
stand e die Stirnwand 27 zugeordnet, welche in der Höhe i
die Unterkante 44 eines Austragsschlitzes 45 aufweist, des
sen Oberkante mit 46 bezeichnet ist und an den ein geneigtes
Austragsmaul 47 anschließt.
Die Querwände 40 und die Zwischenplatten 44 bilden etwa
vertikale Kammern 48 und mit diesen für den durchlaufenden
Altsand S mäanderartige Fließwege, die in Fig. 2 bei Q
lediglich angedeutet sind.
In jenen Kammern 48 sind in einem engen Raster (m,n hier
etwa: 70 mm) je drei Kolonnen von Heizstäben 50 horizontal
sowie parallel zur Querwand 40 angebracht, zwischen denen
ein freier Fließquerschnitt der Breite b von hier etwa
30 bis 40 mm verbleibt.
Diese Heizstäbe 50 sind Hochleistungs-Heizpatronen mit
einem Chrom-Nickel-Heizmantel, Keramik-Heizelemente od.
dgl., mit denen Oberflächentemperaturen von etwa 1000°C
erzielt werden können.
Gemäß Fig. 3 sind mehrere Heizstäbe 50 durch eine Träger
platte 51 und gegebenenfalls ein Endjoch 52 zu einem
auswechselbaren Heizregister 54 zusammengefaßt.
Der durch den Durchbruch 34 in den Innenraum 30 der Vor
richtung 10 eingebrachte Altsand S fällt vom Leitblech 37
in die erste der Kammern 48 und darin durch die offenen
Fließquerschnitte abwärts, wobei das einzelne Quarzkorn
kurzzeitig den Mantel eines Heizstabes 50 berührt. Dabei
wird eine das Quarzkorn umgebende Binderhülle durch den
kurzzeitig einwirkenden Temperaturschock gelöst.
Durch die Bodenplatte 23 dringt Blasluft - von etwa 1500 mm
WS und einer Temperatur von etwa 25°C - in die Kammern 4 B
ein, die von einem Lüfter 60 durch eine Rohrleitung 61 in
die Bodenwanne 21 gegen deren Verteilerprofil 62 gedrückt
wird. Die Blasluft gewährleistet das Fließen des Sandes
durch den Mäanderweg Q bis zum Austragsschlitz 45. Vor diesem
sind Maximum-Sonde/n 56 und Thermostat/e 57 montiert, letztere/s
in der Höhe zwischen Unterkante 44 und Oberkante 46 des Aus
tragsschlitzes 45.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist einem Thermobereich
T ein Kühlbereich K nachgeschaltet; die Bodenwanne ist
unterhalb der in Vorrichtungsmitte verlaufenden Zwischen
platte 44 durch eine Trennwand 64 unterteilt. Statt der
Heizstäbe 50 sind im Kühlbereich K Kühlelemente 59 vorge
sehen - letztere sind in Fig. 4 lediglich angedeutet, auch
für sie gilt das Raster m, n.
Nicht gezeigt ist in Fig. 4 der obere Teil der Ausführungs
form 10 a , welche die Stationen B und D beinhaltet. Auch
hier verläßt der regenerierte Sand S 1 die Vorrichtung 10
bzw. 10 a bei 47.
Claims (21)
1. Verfahren zum Regenerieren von Gießereisand mit zumindest
teilweise von Harz od. dgl. Binder überzogenen Quarz
körnern od. dgl. in einem temperierten Fließbett,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gießereisandstrom an hochtemperierten Heizelemen
ten so vorbeigeführt wird, daß das Haufwerkskorn kurz
zeitig mit dem Heizelement in Berührung gebracht und der
Binderüberzug dabei durch einen Thermoschock entfernt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine kurzzeitige Temperatureinleitung mit etwa 1000°C
erfolgt, wobei die Oberfläche des Haufwerkskornes
temperiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Haufwerkskorn in einem Wirbelstrom geführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß aus dem Gießereisand vor der Thermo
schockbehandlung organische Bindemittel ausgewaschen
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Haufwerk nach der Thermoschockbe
handlung mechanisch nachbehandelt wird.
6. Vorrichtung zum Regenerieren von Gießereisand mit zu
mindest teilweise von Harz od. dgl. Binder überzogenen
Quarzkörnern od. dgl. in einem temperierten Fließbett
mit einer Zuführung und einem Austrag für regenerierten
Gießereisand, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ge
häuse (20) in dem Fließbett mehrere Kammern (48) einan
der so zugeordnet sind, daß ein längsschnittlich mäan
derartiger Fließweg (Q) für das Haufwerk (S) besteht,
in welchem Heizelemente (50) in engem Abstand (b) zu
einander angeordnet sind und schmale Fließquerschnitte
(b) begrenzen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente (50) stabartig ausgebildet sowie
in einem Raster (m,n) von etwa 40 bis 60 mm angeordnet
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch
einem Gehäuse (20) auswechselbar angebrachtes Heiz
register (51) aus einem in Einbaulage vertikalen Träger
(51) und davon rechtwinklig abragenden Heizstäben (50).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß im Gehäuse (20) zwischen von dessen
Boden (23) aufragenden Zwischenplatten (44) Querwände
(40) als Kammerbegrenzungen angeordnet sind, daß die
Höhe i der Querwände 40 jener der Zwischenplatte/n etwa
entspricht und die Unterkanten (41) der Querwände in
Abstand (q) zum Boden unter Bildung eines Spaltes (42)
verlaufen.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Ab
stände (e) zwischen den parallelen Querwänden (40)
und Zwischenplatten (44) etwa gleich sind.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
10, gekennzeichnet durch wenigstens drei Zwischenplatten
(44), die jeweils beidseits von einer Querwand (40)
flankiert sind.
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
11, gekennzeichnet durch drei vertikale Reihen von
horizontal verlaufenden Heizelementen (50) in jeder
der Kammern (48).
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Austrag (45)
nächstliegenden Kammer (48) eine Maximum-Sonde (56) un
terhalb der Oberkante (46) des Austrages und/oder ein
Thermostat (57) vorgesehen sind/ist.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenplatte (44)
eine mit den Heizelementen (50) versehene Zone (T) aus
mehreren Kammern (48) von einer in Fließrichtung (x)
nachfolgenden und von Heizelementen freie Zone (K) aus
mehreren Kammern trennt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die von Heizelementen freie Zone (K) als Kühlzone
ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (23) des
Gehäuses (20) mit Durchbrüchen versehen und oberhalb
wenigstens einer Luftverteilkammer (21) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zwischenplatte (42) des Gehäuses (20)
eine Trennwand (64) zwischen zwei Luftverteilkammern
(21) zugeordnet ist (Fig. 4).
18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Kammer (48)
im Gehäuse (20) ein sich zu einem Abluftstutzen (32)
od. dgl. Austrag erweiternder Kopfraum (31) vorgesehen
ist.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführung (34) für
das Haufwerk ein Einlauftrichter (36) mit bodenwärtigem
Überkornaustrag (3 B) vorgeordnet ist.
20. Verwendung von Hochleistungs-Heizpatronen mit Chrom-
Nickel-Heizmantel in der Vorrichtung nach wenigstens
einem der Ansprüche 6 bis 19.
21. Verwendung von Hochleistungs-Heizpatronen aus Keramik
in der Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche
6 bis 19.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863639634 DE3639634A1 (de) | 1986-11-24 | 1986-11-24 | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863639634 DE3639634A1 (de) | 1986-11-24 | 1986-11-24 | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3639634A1 true DE3639634A1 (de) | 1988-07-21 |
DE3639634C2 DE3639634C2 (de) | 1990-01-25 |
Family
ID=6314348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863639634 Granted DE3639634A1 (de) | 1986-11-24 | 1986-11-24 | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3639634A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0521201A1 (de) * | 1991-06-29 | 1993-01-07 | Dr. Küttner GmbH & Co. KG | Verfahren zum Regenerieren von Giesserei-Altsand |
CN117564215A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 济南二机床集团有限公司 | 一种型砂电加热装置及加热控制方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2508630B2 (de) * | 1974-03-04 | 1976-03-04 | Przedsiebiorstwo Projektowania I Wyposazania Odlewni Prodlew, Warschau | Vorrichtung zum thermischen regenerieren von harzhaltige bindemittel enthaltenden formsandmassen |
-
1986
- 1986-11-24 DE DE19863639634 patent/DE3639634A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2508630B2 (de) * | 1974-03-04 | 1976-03-04 | Przedsiebiorstwo Projektowania I Wyposazania Odlewni Prodlew, Warschau | Vorrichtung zum thermischen regenerieren von harzhaltige bindemittel enthaltenden formsandmassen |
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CN117564215A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 济南二机床集团有限公司 | 一种型砂电加热装置及加热控制方法 |
CN117564215B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-04-05 | 济南二机床集团有限公司 | 一种型砂电加热装置及加热控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3639634C2 (de) | 1990-01-25 |
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