EP0767019B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand Download PDF

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EP0767019B1
EP0767019B1 EP96114427A EP96114427A EP0767019B1 EP 0767019 B1 EP0767019 B1 EP 0767019B1 EP 96114427 A EP96114427 A EP 96114427A EP 96114427 A EP96114427 A EP 96114427A EP 0767019 B1 EP0767019 B1 EP 0767019B1
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sand
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grains
rotor
fine particles
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Christian Renner
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Georg Fischer Disa AG
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Georg Fischer Disa AG
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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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

  • the invention relates to a method for the regeneration of more or less large proportion of bentonite-bound sand, the grains of sand from the old sand in a treatment room repeatedly accelerated and braked by combined Impact and shear stress plus intense grain of grain friction scrubbed and thereby from the sticking on the grains of sand, usable and still burned binder and additive casings to be freed, dust generated during treatment is separated from the sand.
  • One is also within the scope of the invention device suitable for carrying out the method.
  • the molding sand cycle of a foundry closes the unpacking point with a.
  • the molds are made from bentonite-bonded molding material produced, a mixed sand coincides with this point more or less large proportions of bentonite-bound sand and (various) core sands.
  • This mixture contains in addition mineral sands and synthetic resin binders also aggregates such as bentonite, coal dust, etc., which are exposed to heat partly destroyed, bentonite to a hard and porous layer with deep fire resistance were burned onto the grain. At In the absence of regeneration, this mixture becomes the molding compound again fed, missing aggregates must be replaced.
  • a regeneration process of the type mentioned is from DE-A-2909408 known.
  • the treatment room is rotating Drum formed, inside of which a concentric Rotor axis arranged rotor with a large number of axially parallel
  • the friction bodies rotate. Part of the sandfall stream falls on this rotor and is accelerating the grains subjected to an intense impact shear stress.
  • the previously known method has the disadvantage that the one to be treated Sand flow can be controlled too little exactly what a requires a relatively long duration of treatment.
  • the inventor has the task posed, a method of the type mentioned and a To create device with which the throughput constant quality of the regrind can be improved can.
  • the solution according to the invention leads to Task to split the sand into two falling streams.
  • the grains of the first stream fall on the rotor, where they greatly accelerated and thus an impact shear stress exposed to be thrown into the second downdraft where they due to the intense grain of grain friction in a very short time be slowed down.
  • the falling currents are preferably unequal large, i.e. is the amount of sand falling per unit of time differently.
  • the method according to the invention is in particular for a batchwise process Treatment of the sand suitable.
  • a batch of sand will until the desired regrind quality in the circuit is reached guided.
  • Binding agents and additives become dust. This is preferably suctioned off continuously.
  • a Time-dependent division of the extracted fine parts can be undamaged Parts as a resource (active bentnoite and coal dust) proportionately returned to the molding sand cycle will. This saves expensive raw materials, the amount problematic landfill goods reduced.
  • the extraction system is controlled accordingly the method disclosed in DE-C-4032798.
  • the dust is sucked off in such a fraction that binding agents and additives from the other dusty parts can be obtained separately by the fractional suction of the Dust due to differences in grain size via the suction power and / or a change in the vacuum is controlled and / or during a predetermined time, after which the separated dust-like parts from binders and additives be returned to the from sand cycle.
  • Suitable device is characterized in that in Treatment room a rotor with protruding from the surface of the rotor Rubbers is arranged and the treatment room adjustable Has inlet openings for the sand streams.
  • the first inlet opening directs the downflow to the rotor, the second leads the second downflow at a certain distance the rotor down.
  • One or more are expediently located above the treatment room Sand holder with the inlet openings for the corresponding Outlet openings attached.
  • a dedusting unit with suction line for targeted Extraction of the fine parts including a regrind collection container arranged.
  • the machine can also be used as a 2-stage machine to increase the Cleaning intensity can be built.
  • the machine for the regeneration of foundry sand shows Sand storage container 10 with two outlet openings 12, 14.
  • the storage container (s) 10 are on a treatment room 16 placed in the interior of a rotor 18 with, from the rotor surface 20 protruding, friction bodies 22 is arranged.
  • baffles 26 provided dedusting unit 24 with suction line 28 for the discharge of the fine parts.
  • a collecting container 30 for collecting the dust-free Sand.
  • the collecting container 30 via a conveyor unit 32 with the Reservoir 10 connected.
  • the sand to be regenerated is well prepared (no tubers > 10mm, free of metal parts, water content max. 1%) in batches placed in the reservoir 10.
  • the outlet openings are designed so that a first, through the outlet opening 12 falling partial flow - in the drawing through the fall line shown f1 - falls on the rotor.
  • the through the outlet opening 14 flowing second partial stream falls accordingly Fall line f2, at a distance a from the rotor lateral surface 20 below.
  • the sizes of the outlet openings are adjustable so that the partial flows falling from the outlet openings 12 and 14 differ or are the same size.
  • the system works in batch mode, i.e. a batch of old sand is kept in circulation until the required quality of regrind is reached. The regenerate is then the System removed and a new batch placed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von mit mehr oder weniger grossem Anteil an bentonitgebundenem Sand, wobei die Sandkörner des Altsandes in einem Behandlungsraum wiederholt beschleunigt und abgebremst, durch kombinierte Schlag- und Scherbeanspruchung plus intensive Korn an Kornreibung gescheuert und dadurch von den auf den Sandkörner haftenden, nutzbaren und totgebrannten Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit werden, wobei während der Behandlung entstehender Staub vom Sand getrennt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Der Formsand-Kreislauf einer Giesserei schliesst die Auspackstelle mit ein. Werden die Formen aus bentonitgebundenem Formstoff hergestellt, fällt an dieser Stelle ein Mischsand mit mehr oder weniger grossen Anteilen an bentonitgebundenem Sand und (verschiedenen) Kernsanden an. Dieses Gemisch enthält neben mineralischen Sanden und Kunstharzbindern auch Zuschlagstoffe wie Bentonit, Kohlenstaub, u.s.w., die unter Hitzeeinwirkung z.T. zerstört, Bentonit zu einer harten und porösen Schicht mit tiefer Feuerbeständigkeit auf das Korn gebrannt wurden. Bei fehlender Regenerierung wird dieses Gemisch wieder der Formstoffaufbereitung zugeleitet, fehlende Zuschlagsstoffe müssen ersetzt werden.
Bei der Regenerierung von Altsand werden die Sandkörner von den Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit. Der so regenerierte Altsand erreicht weitgehend die Eigenschaften von neuem Quarzsand und kann daher an Stelle von Neusand wiederverwendet werden.
Ein Regenerierverfahren der eingangs erwähnten Art ist aus der DE-A-2909408 bekannt. Der Behandlungsraum wird durch eine rotierende Trommel gebildet, in deren Innern ein konzentrisch zur Trommelachse angeordneter Rotor mit einer Vielzahl von achsparallelen Reibkörpern rotiert. Ein Teil des Sandfallstromes fällt auf diesen Rotor und wird beim Beschleunigen der Körner einer intensiven Schlag-Scherbeanspruchung unterworfen.
Das vorbekannte Verfahren hat den Nachteil, dass der zu behandelnde Sandstrom zu wenig genau gesteuert werden kann, was eine verhältnismässig lange Behandlungsdauer erforderlich macht.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art und eine Vorrichtung zu schaffen, womit die Durchsatzleistung bei gleichbleibender Qualität des Regenerats verbessert werden kann.
Bezüglich des Verfahrens führt die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe dazu, dass der Sand in zwei Fallströme aufgeteilt wird. Die Körner des ersten Stromes fallen auf den Rotor, wo sie stark beschleunigt und damit einer Schlag-Scherbeanspruchung ausgesetzt in den zweiten Fallstrom geschleudert werden, wo sie durch die intensive Korn an Kornreibung in sehr kurzer Zeit abgebremst werden. Bevorzugt sind die Fallströme ungleich gross, d.h. die pro Zeiteinheit fallende Sandmenge ist unterschiedlich.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere für eine chargenweise Behandlung des Sandes geeignet. Eine Charge Sand wird bis zur Erreichung der gewünschten Regeneratsgüte im Kreislauf geführt.
Die von den Körnern abgeriebene Hülle aus noch guten und beschädigten Bindemitteln und Zuschlagsstoffen wird zu Staub. Dieser wird bevorzugt kontinuierlich abgesaugt. Durch eine zeitabhängige Aufteilung der abgesaugten Feinteile können unzerstörte Teile als Wertstoff (aktiver Bentnoit und Kohlenstaub) anteilmässig wieder in den Formsandkreislauf zurückgeführt werden. Dadurch werden teure Rohstoffe gespart, die Menge problematischen Deponiegutes reduziert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Steuerung der Absaugung entsprechend dem in der DE-C-4032798 offenbarten Verfahren. Hierbei wird der Staub derart fraktioniert abgesaugt, dass Bindemittel und Zusatzstoffe von den übrigen staubförmigen Anteilen getrennt erhalten werden, indem das fraktionierte Absaugen des Staubes aufgrund von Korngrössenunterschieden über die Absaugleistung und/oder eine Änderung des Unterdrucks gesteuert wird und/oder während einer vorbestimmten Zeit erfolgt, wonach die abgetrennten staubförmigen Anteile aus Bindemitteln und Zusatzstoffen in den Fromsandkreislauf zurückgeführt werden.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Behandlungsraum ein Rotor mit von der Rotormantelfläche abragenden Riebkörpern angeordnet ist und der Behandlungsraum verstellbare Zulauföffnungen für die Sandfallströme aufweist. Die erste Zulauföffnung leitet den Fallstrom auf den Rotor, die zweite leitet den 2. Fallstrom in einem bestimmten Abstand vor dem Rotor nach unten.
Zweckmässigerweise sind über dem Behandlungsraum ein oder mehrere Sandhälter mit den Zulauföffnungen für die entsprechenden Auslauföffnungen angebracht. Unterhalb des Behandlungsraumes ist eine Entstaubungseinheit mit Absaugleitung zum gezielten Absaugen der Feinteile, darunter ein Regenerat-Sammelbehälter angeordnet.
Zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufbetriebs ist dieser Sammelbehälter mittels einer Fördereinheit mit dem Vorratsbehälter über dem Behandlungsraum verbunden.
Die Maschine kann auch als 2-Stufenmaschine zur Erhöhung der Reinigungsintensität gebaut werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung. Diese zeigt schematisch in einer Figur eine Regeneriervorrichtung.
Die Maschine zur Regenerierung von Giesserei-Altsand weist Sandvorratsbehälter 10 mit zwei Auslauföffnungen 12,14 auf. Der/die Vorratsbehälter 10 sind auf einem Behandlungsraum 16 aufgesetzt, in dessen Innern ein Rotor 18 mit, von der Rotormantelfläche 20 abragenden, Reibkörpern 22 angeordnet ist.
Unterhalb des Behandlungsraumes befindet sich eine mit Leitblechen 26 versehene Entstaubungseinheit 24 mit Absaugleitung 28 zum Austrag der Feinteile. An die Entstaubungseinheit 24 schliesst ein Sammelbehälter 30 zum Auffangen des entstaubten Sandes an. Zum Schliessen des Sandkreislaufes in der Maschine ist der Sammelbehälter 30 über eine Fördereinheit 32 mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden.
Der zu regenerierende Sand wird gut vorbereitet (keine Knollen > 10mm, frei von Metallteilen, Wassergehalt max. 1%) chargenweise in den Vorratsbehälter 10 gegeben. Die Auslauföffnungen sind so konzipiert, dass ein erster, durch die Auslauföffnung 12 fallender Teilstrom -- in der Zeichnung durch die Fallinie f1 dargestellt -- auf den Rotor fällt. Der durch die Auslauföffnung 14 fliessende zweite Teilstrom fällt entsprechend der Fallinie f2, in einem Abstand a zur Rotormantelfläche 20 nach unten.
Die Grössen der Auslauföffnungen sind so einstellbar, dass die aus den Auslauföffnungen 12 und 14 fallenden Teilströme unterschiedlich oder auch gleich gross sind.
Durch die Drehbewegung des Rotors 18 um seine horizontal liegende Achse y werden die auf ihn fallenden Sandkörner des ersten Teilstromes aus Auslauföffnung 12 durch die Reibkörper erfasst, beschleunigt und dadurch Schlag-Reibkräften unterworfen. Anschliessend werden die Körner mit grosser Geschwindigkeit in den lose nach unten fallenden Teilstrom aus Auslauföffnung 14 geschleudert und in diesem durch intensive Korn an Kornreibung in sehr kurzer Zeit abgebremst. Dabei werden die Binderhülle abgerieben und als Nebeneffekt vorhandene scharfe Kanten an den Körnern gerundet.
Die Anlage arbeitet im Chargenbetrieb, d.h. eine Charge Altsand wird solange im Kreislauf geführt, bis die erforderliche Regeneratsgüte erreicht ist. Anschliessend wird das Regenerat der Anlage entnommen und eine neue Charge aufgegeben.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Regenerierung von Giesserei-Altsand mit mehr oder weniger grossem Anteil an bentonitgebundenem Sand, wobei die Körner des Sandes in einem Behandlungsraum wiederholt beschleunigt und abgebremst und durch kombinierte Schlag- und Scherbeanspruchung ,mit anschliessender Korn an Kornreibung gescheuert und dadurch von den auf ihnen haftenden, nutzbaren und totgebrannten Binder- und Zusatzstoffhüllen befreit werden, wobei während der Behandlung abgescheuerte Feinteile von den Sandkörnern getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde Sand in zwei Fallströme aufgeteilt wird und die Körner eines ersten Fallstromes beschleunigt und in den zweiten Fallstrom geschleudert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fallstrom auf einen sich drehenden mit Reibkörpern bestückten Rotor fällt und von diesem die Körner unter einbringung von Schlag-Scherkräften beschleunigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallströme unterschiedlich oder gleich gross sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Charge des zu behandelnden Sandes bis zum Erreichen der gewünschten Regenratsgüte im Kreis gefuhrt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinteile gezielt und kontinuierlich abgesaugt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinteile derart abgesaugt werden, dass nicht beschädigte Wertstoffe wie Bentonit und C-Träger von den übrigen Feinteilen getrennt anfallen, indem das Absaugen der Feinteile aufgrund von Korngrössenunterschieden und/oder eine Änderung des Unterdrucks über die Absaugleistung gesteuert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der abgesaugte Feinteilstrom nach einer bestimmten und vorgegebenen Behandlungszeit getrennt wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Behandlungsraum 16, in welchem ein Rotor (18) mit von der Rotormantelfläche (20) abragenden Reibkörpern (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum (16) Zulauföffnungen (12,14) für die Sandfallströme aufweist, wobei die Fallinie (f1) einer Zulauföffnung (12) auf den Rotor (18) trifft und die Fallinie (f2) der anderen Zulauföffnung (14) in einem Abstand (a) zur Mantelfläche des Rotors nach unten führt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Behandlungsraum (16) ein Sandvorratsbehälter (10) mit Auslauföffnungen (12,14) für die Fallströme aufgesetzt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Behandlungsraumes (16) eine Entstaubungseinheit (24) mit Absaugleitung (28) zum gezielten Absaugen der Feinteile angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Behandlungsraumes (16) und der Entstaubungseinheit (24) ein Regenerat-Sammelbehälter (30) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufbetriebs der Sammelbehälter (30) über einer Fördereinheit (32) mit dem Vorratsbehälter (10) verbunden ist.
EP96114427A 1995-10-04 1996-09-10 Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giesserei-Altsand Expired - Lifetime EP0767019B1 (de)

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