IT9019952A1 - METHOD TO RECOVER USED FOUNDRY SAND BLENDS AND SYSTEM TO CARRY OUT THE SAME - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce all'esercizio di fonderia e può essere impiegata per ricuperare e preparare le sabbie nella produzione di getti. The present invention relates to the foundry operation and can be used to recover and prepare the sands in the production of castings.

Il metodo comune attualmente impiegato per ricuperare le sabbie comprende il riscaldamento della sabbia usata in un'atmosfera ossidante ad una temperatura compresa fra 540 e 820°C, la classifica zione e il raffreddamento The common method currently used to recover sand includes heating the used sand in an oxidizing atmosphere to a temperature between 540 and 820 ° C, grading and cooling

Questo emtodo è svantaggioso in quanto es so è inadatto alla manipolazione di sabbie di natu ra chimica differente (sulla base di leganti organi ci e inorganici). This method is disadvantageous in that it is unsuitable for handling sands of a different chemical nature (on the basis of organic and inorganic binders).

Pure comunemente impiegato è un metodo per il ricupero termo-meccanico di sabbie da materiali di formatura di sabbia-argilla usati e sabbie per anime basate su leganti organici, comprendente la separazione magnetica, la frantumazione, la vagliatura, il riscaldamento ossidante ad una temperatura di 800°C, il raffreddamento, l'abrasione e la classificazione della grana dei materiali di for matura usati (rif. "Equipment for Reclaiming Sands from Used Moulding Materials", Istruzioni RD 37.002.0446-85, KTIAM, Chelyabinsk, 1986, pp. 4-5), in cui l'abrasione può essere effettuata mediante pulitura pneumatica (rif. A.A.Shpektor e V.N. Also commonly employed is a method for the thermo-mechanical recovery of sands from used sand-clay molding materials and core sands based on organic binders, comprising magnetic separation, crushing, screening, oxidative heating to a temperature of 800 ° C, cooling, abrasion and grading of the grain of the used mold materials (ref. "Equipment for Reclaiming Sands from Used Molding Materials", Instructions RD 37.002.0446-85, KTIAM, Chelyabinsk, 1986, pp . 4-5), in which the abrasion can be carried out by pneumatic cleaning (ref. A.A.Shpektor and V.N.

Skorniakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Mosca, 1982, pp. 37-39). Un inconveniente principale di questo processo consiste nel fatto che l'argilla attiva sui grani di quarzo si tramuta in chamotte a temperature sopra al campo compreso fra 400 e 490°C, complicando no tevolmente il procedimento di pulitura dei grani e rendendo impossibile la preparazione di sabbia ricuperata che possa essere impiegata, ad esempio, in anime fatte in "casse calde". Inoltre, nelle sabbie usate di bentonite e di resina contenenti miscele di vetro liquido, i grani di quarzo vengono fusi con soda e altri componenti del vetro liquido a tem perature comprese fra 700 e 800°C, ostacolando ulteriormente il ricupero e influenzando negativamen te la qualità delle sabbie ricuperate. Skorniakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Moscow, 1982, pp. 37-39). A main drawback of this process consists in the fact that the clay active on the quartz grains turns into chamotte at temperatures above the range between 400 and 490 ° C, considerably complicating the cleaning process of the grains and making it impossible to prepare recovered sand that can be used, for example, in cores made in "hot boxes". In addition, in used bentonite and resin sands containing liquid glass mixtures, quartz grains are fused with soda and other liquid glass components at temperatures between 700 and 800 ° C, further hampering recovery and adversely affecting the quality of the recovered sands.

Pure comune nella tecnica è un metodo di ricupero in tre fasi (rif. A.A. Shpektor, V.S. Also common in the art is a three-step recovery method (ref. A.A. Shpektor, V.S.

Palestin e V.N. Skorniakov, "Reclamation of Sands from Used Moulding Materials", Foundry Practice, No. 5, 1987, pp. 26-30), comprendente un trattamen to pneumatico, termico e di nuovo pneumatico della superficie dei grani di sabbia. Questo metodo è adatto per trattare miscele complesse a più componenti contenenti vetro liquido, bentonite e resine sintetiche. Il ricupero del componente argilla con il trattamento pneumatico è tuttavia complicato a causa dell'alto contenuto di umidità delle sabbie verdi impiegate, nel qual caso la proporzione di sabbia buona cade in modo significativo. L'inconve niente principale di questo metodo è tuttavia che la parte dell'argilla attiva rimanente nella sabbia successivamente alla prima fase di pulitura viene successivamente trasformata in chamotte durante la calcinazione ad alta temperatura e che il trattamen to pneumatico successivo alla calcinazione manca di rimuovere completamente le tracce del legante dell'argilla. In conseguenza, la qualità dei materiali ricuperati è inferiore a quella della sabbia verde, e la sabbia ricuperata può essere impiegato nella sabbia per anime, ad esempio, in casse calde, solo su una scala limitata. Palestin and V.N. Skorniakov, "Reclamation of Sands from Used Molding Materials", Foundry Practice, No. 5, 1987, pp. 26-30), comprising pneumatic, thermal and again pneumatic treatment of the surface of the sand grains. This method is suitable for processing complex multi-component mixtures containing liquid glass, bentonite and synthetic resins. The recovery of the clay component with pneumatic treatment is however complicated due to the high moisture content of the green sands used, in which case the proportion of good sand falls significantly. However, the main drawback of this method is that the part of the active clay remaining in the sand after the first cleaning step is subsequently transformed into chamotte during high temperature calcination and that the pneumatic treatment following the calcination fails to completely remove traces of the clay binder. As a result, the quality of the recovered materials is inferior to that of green sand, and the recovered sand can be employed in core sand, for example, in hot boxes, only on a limited scale.

Pure noto nella tecnica è un metodo per il ricupero idraulico (Rif. A.A.Shpektor e V.N. Skornyakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Mosca, 1982, pp. 14-19) di sabbie da scarichi miscelati di impianti motoristi ci. Questo metodo non può tuttavia essere impiegato per la produzione di sabbie ricuperate di alta qua lità, perchè solo la bentonite attiva viene rimossa dalla miscela, mentre la bentonite in forma di chamotte e i residui di carbone e resina rimangono nei grani di quarzo. A prescindere dalle proprietà inferiori della sabbia, che influenzano negativamen te la resistenza delle anime fabbricate in casse calde, la distruzione e la sublimazione dei residui di resina e di carbone in seguito al riscaldamento delle casse d'anima provocano un inquinamento ecologico considerevole nel reparto anime e interferi scono con il corso normale del processo di fabbricazione delle anime. Also known in the art is a method for hydraulic recovery (Ref. A.A.Shpektor and V.N. Skornyakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Moscow, 1982, pp. 14- 19) of sand from mixed discharges of motor engineering plants. However, this method cannot be used for the production of reclaimed sands of high quality, because only the active bentonite is removed from the mixture, while the bentonite in the form of chamotte and the residues of carbon and resin remain in the quartz grains. Apart from the lower properties of the sand, which negatively affect the strength of the cores manufactured in hot boxes, the destruction and sublimation of resin and carbon residues following heating of the core boxes causes considerable ecological pollution in the core department and interfere with the normal course of the core manufacturing process.

I migliori risultati sono stati ottenuti fino ad ora impiegando un metodo di ricupero in cui la sabbia usata viene sottoposta a separazione magnetica, vagliatura, abrasione idraulica, classi ficazione, disidratazione, calcinazione ossidante e raffreddamento (rif. A.A.Shpektor e V.S. The best results have been obtained so far using a recovery method in which the used sand is subjected to magnetic separation, screening, hydraulic abrasion, classification, dehydration, oxidizing calcination and cooling (ref. A.A.Shpektor and V.S.

Skornyakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Mosca, 1982, pp. 26-28 ). Skornyakov, "Equipment and Processes for Reclaiming Used Sands in Large-Batch and Mass-Scale Production Foundries", NIIMASH, Moscow, 1982, pp. 26-28).

Questo metodo è adatto per il ricupero di sabbia che è impiegata in quantità limitate (fino al 30%) in sabbie per anime basate su resine sinte tiche, a causa della mediocre qualità della sabbia ricuperata. La ragione fondamentale dietro a questo è che, quando le forme sono state riempite di metal lo, uno strato di pellicola di bentonite a forma di chamotte si forma nei grani di quarzo riscaldati so pra al campo compreso fra 400 e 490°C. Le forze applicate ai grani di sabbia trattati durante l'abrasione idraulica sono insufficienti a rimuovere le pellicole di chamotte, perchè l'alta resistenza del mezzo acquoso impedisce l'applicazione di forte d'ur to considerevoli ai grani. L'aggiunta di sabbia ri cuperata comprendente pellicole di bentonite a for ma di chamotte, in luogo di una sabbia di quarzo di alta qualità a sabbie per anime basate su resine sintetiche riduce le caratteristiche di resistenza delle sabbie di un fattore compreso fra 1,3 e 3,0. Di conseguenza, la scala di applicazione delle sabbie ricuperate viene ridotta. This method is suitable for the recovery of sand which is used in limited quantities (up to 30%) in core sands based on synthetic resins, due to the poor quality of the recovered sand. The fundamental reason behind this is that, when the molds have been filled with metal, a layer of chamotte-shaped bentonite film forms in the quartz grains heated above the range of 400 to 490 ° C. The forces applied to the sand grains treated during hydraulic abrasion are insufficient to remove the chamotte films, because the high resistance of the aqueous medium prevents the application of considerable shocks to the grains. The addition of reclaimed sand comprising chamotte-shaped bentonite films in place of a high-quality quartz sand to synthetic resin-based core sands reduces the strength characteristics of the sands by a factor of 1.3 and 3.0. Consequently, the scale of application of the recovered sands is reduced.

Attualmente, assai diffuso è un sistema per preparare sabbie per la produzione di getti, il quale comprende una linea per preparare materiali di sabbia e di bentonite, comprendente mezzi per la rimozione di un getto con un'anima da una staffa di formatura, una griglia vibrante collegata ad essa da mezzi trasportatori per la rimozione dell'ani ma fuori dal getto e mezzi per battere la sabbia di formatura fuori dalla staffa, detti mezzi essendo seguiti in successione da un separatore magnetico, un vaglio, un refrigeratore, un miscelatore di sabbia e una macchina per formatura automatica, e anche da una linea per preparare sabbie per forme, la quale comprende in successione un miscelatore di sabbia e una formatrice per anime (rif. "Experience of thè Volzhsky Motor Plant. Cast Iron Production", NIITAVTOPROM, Moscov, 1971, pp. 127-131, in Russo). Currently, a system for preparing sands for the production of castings is very widespread, which includes a line for preparing sand and bentonite materials, comprising means for removing a cast with a core from a molding bracket, a grid vibrating unit connected thereto by conveyor means for removing the ani but out of the casting and means for knocking the molding sand out of the bracket, said means being followed in succession by a magnetic separator, a sieve, a cooler, a sand mixer and an automatic molding machine, and also a line for preparing sand for molds, which includes in succession a sand mixer and a core molding machine (ref. "Experience of the Volzhsky Motor Plant. Cast Iron Production", NIITAVTOPROM, Moscov, 1971, pp. 127-131, in Russian).

Nel sistema della tecnica anteriore, an^L me scartate composte da pezzi di grandezza differen te vengono raccolte in un magazzino delle anime di scarto, caricate da carrelli sollevatori in autocar ri con cassone ribaltabile e portati ad un terreno di scarico. La sabbia per anime battuta fuori dai getti sulla griglia vibrante e la sabbia usata sepa rata nello spazio sotto al vaglio vengono trasportate in un serbatoio idraulico di miscelazione del l'impasto liquido di separazione, mescolate con acqua e pompate dalla pompa in un sedimentatore del l'impasto liquido, da dove esse vengono periodicamente portate via al terreno di scarico. Questo si sterna non prevede il trattamento dei residui di sabbie per forme ed anime e non consente ad esse di venire impiegate di nuovo. Di conseguenza, quantità considerevoli di sabbia, bentonite e carbone ven gono costantemente ritirati dal sistema di prepara zione delle sabbie, così il miscelatore della linea di preparazione delle sabbie dovrebbe essere costan temente rifornito di sabbia, bentonite e carbone freschi mediante introduzione di nuovi additivi. In the prior art system, rejected cores composed of pieces of different sizes are collected in a warehouse of the reject cores, loaded from lift trucks into dump trucks and taken to an unloading ground. The sand for cores knocked out of the jets on the vibrating screen and the used sand separated in the space under the screen are transported to a hydraulic mixing tank of the separation slurry, mixed with water and pumped by the pump into a sedimentation tank. slurry, from where they are periodically carried away to the drainage ground. This tern does not provide for the treatment of sand residues for molds and cores and does not allow them to be used again. As a result, considerable quantities of sand, bentonite and coal are constantly withdrawn from the sand preparation system, so the sand preparation line mixer should be constantly supplied with fresh sand, bentonite and coal by introducing new additives.

Un obiettivo della presente invenzione è quello di migliorare la qualità delle sabbie ricuperate e ridurre le esigenze di potenza, e alza re il grado di utilizzazione delle sabbie ricuperate nelle sabbie per anime basate su resine sintetiche, mentre un sistema per preparare sabbie de ve ridurre le perdite di sabbia, bentonite e carbone freschi, economizzare le risorse naturali, proteggere l'ambiente e abbassare i costi di trasporto. An object of the present invention is to improve the quality of recovered sands and reduce power requirements, and to raise the utilization rate of recovered sands in synthetic resin based core sands, while a system for preparing sands must reduce leakage of fresh sand, bentonite and coal, save natural resources, protect the environment and lower transport costs.

Questo obiettivo viene ottenuto m un me todo per ricuperare le sabbie da materiali di forma tura usati di fonderie, comprendente la separazione magnetica, la frantumazione, la vagliatura, il tra;t tamento meccanico e termico della superficie dei grani di sabbia, la classificazione e il raffreddamento, nel quale, secondo l'invenzione, il trattamento termico viene eseguito ad una temperatura com presa fra 310 e 900°C e la classificazione e il trat tamento meccanico della superficie dei grani di sabbia sono effettuati a cicli, con i grani di sab bia muoventisi durante il trattamento meccanico ad una velocità compresa fra 5 e 50 m/sec, e almeno uno dei cicli essendo condotto in un mezzo acquoso ad una velocità dei grani di sabbia compresa fra 5 e 7 m/sec. Quando eseguito in pratica, il metodo presente rende possibile ottenere sabbie per forme ed anime di alta qualità che possono essere impiegate in vari materiali di formatura, compresi quelli indurenti in forme calde e fredde e contenen ti prodotti resinosi, vetro liquido e altri leganti. This objective is achieved by a method for recovering sand from used molding materials of foundries, including magnetic separation, crushing, screening, mechanical and thermal treatment of the surface of sand grains, classification and cooling, in which, according to the invention, the heat treatment is carried out at a temperature between 310 and 900 ° C and the classification and mechanical treatment of the surface of the sand grains are carried out in cycles, with the grains of sand moving during the mechanical treatment at a speed of between 5 and 50 m / sec, and at least one of the cycles being conducted in an aqueous medium at a speed of the sand grains of between 5 and 7 m / sec. When practiced, the present method makes it possible to obtain high quality mold and core sands which can be used in various molding materials, including hardening in hot and cold forms and containing resinous products, liquid glass and other binders.

Nel trattamento di sabbie usate aventi una frazione elevata di argilla attiva e di carbone e mescolanze di miscele di vetro liquido, così che la sabbia ricuperata possa essere impiegata nel la formatura di miscele di sabbia-bentonite, per gusci e per anime indurenti a caldo, questo obiet tivo viene ottenuto dal trattamento termico della superficie dei grani di sabbia entro un campo di temperature compreso fra 310 e 490°C, seguito dal trattamento meccanico in un mezzo acquoso. Simultaneamente, è possibile, ad esempio nel caso di complessi di ricupero centralizzati, combinare i processi di ravvivatura idraulica delle sabbie, ricu pero idraulico e preparazione di cariche per fonde ria di composizione desiderata. In the treatment of used sands having a high fraction of activated clay and charcoal and mixtures of liquid glass mixtures, so that the recovered sand can be used in the forming of sand-bentonite mixtures, for shells and for hot hardening cores, this objective is achieved by the thermal treatment of the surface of the sand grains within a temperature range comprised between 310 and 490 ° C, followed by the mechanical treatment in an aqueous medium. Simultaneously, it is possible, for example in the case of centralized recovery units, to combine the processes of hydraulic sand dressing, hydraulic recovery and preparation of fillers for melt of the desired composition.

Per ricuperare miscele usate di bentonite per formatura aventi un alto contenuto di bento nite attiva e di bentonite a forma di chamotte e una frazione elevata di componenti organici (resine e carbone), richiedenti grandi quantità di sabbia ricuperata impiegate in miscele per anime sulla base di resine sintetiche, il trattamento a cal do della superficie dei grani di sabbia viene eseguito preferibilmente ad una temperatura compresa fra 700 e 900°C, e il trattamento meccanico è condotto prima e dopo il trattamento termico; inoltre, il trattamento meccanico precedente il trattamento termico viene effettuato in un mezzo acquoso e sue cessivamente al trattamento termico, in un mezzo aeriforme ad una velocità dei grani compresa fra 30 e 50 m/sec. Il trattamento successivo del legan te e delle impurità residue rende possibile la prò duzione di un sostituto perfetto della sabbia fresca, e la riduzione ad un minimo dei costi di estrazione, pulitura, trasporto e seppellimento di una delle cariche per fonderia più diffuse, senza alterare la composizione delle miscele. Per ottene re gli obiettivi di cui sopra, è stato sviluppato un sistema per preparare e ricuperare sabbie nella produzione di getti, detto sistema comprendendo una linea per preparare sabbie per forme, la quale contiene dei mezzi per rimuovere un getto con una anima dalla forma, una griglia vibrante collegata a detti mezzi da mezzi di trasporto per estrarre l’anima dal getto, e mezzi per battere fuori la sabbia dalle forme, seguiti in successione da un se paratore magnetico, un vaglio, un refrigeratore, un miscelatore della sabbia per fonderia e una for matrice automatica, ed anche una linea per prepara re la sabbia per anime, comprendente in successione un miscelatore della sabbia per anime e una mac china perfabbricare anime. Secondo l'invenzione, il sistema è provvisto di una linea per trattare i residui delle sabbie per forme ed anime, comprender te un'alimentatore, un frantumatore per rompere le anime di scarto, un trasportatore avente un separa tore magnetico, un'alimentat-ore a vite reversibile, una tramoggia per il prodotto sotto la griglia colle gata dal mezzo trasportatore al miscelatore della sabbia di formatura, un macinatore fine, un vaglio di controllo e mezzi per separare le impurità dalla superficie dei grani di sabbia, collegati dal mezzo trasportatore ai miscelatori di sabbia per forme e anime, il trasportatore essendo collegato da un altro mezzo trasportatore ad un vaglio nella linea per preparare le sabbie di formatura e alla griglia vibrante per rimuovere le anime dai getti. To recover used blends of forming bentonite having a high content of active bentonite and chamotte-shaped bentonite and a high fraction of organic components (resins and carbon), requiring large amounts of recovered sand used in core blends based on synthetic resins, the heat treatment of the surface of the sand grains is preferably carried out at a temperature between 700 and 900 ° C, and the mechanical treatment is carried out before and after the heat treatment; moreover, the mechanical treatment preceding the heat treatment is carried out in an aqueous medium and subsequent to the heat treatment, in a gaseous medium at a grain speed of between 30 and 50 m / sec. The subsequent treatment of the binder and residual impurities makes it possible to produce a perfect substitute for fresh sand, and to reduce to a minimum the costs of extraction, cleaning, transport and burying of one of the most common foundry charges, without altering the composition of the mixtures. To achieve the above objectives, a system for preparing and recovering sands in the production of castings has been developed, said system comprising a line for preparing sands for molds, which contains means for removing a cast with a core from the mold, a vibrating grid connected to said means by means of transport for extracting the core from the casting, and means for knocking the sand out of the molds, followed in succession by a magnetic separator, a screen, a cooler, a foundry sand mixer and an automatic die mold, as well as a line for preparing the core sand, comprising in succession a core sand mixer and a core making machine. According to the invention, the system is provided with a line for treating sand residues for molds and cores, including a feeder, a crusher for breaking the waste cores, a conveyor having a magnetic separator, a feeder. hours with reversible screw, a hopper for the product under the grate connected by the conveyor means to the shaping sand mixer, a fine grinder, a control screen and means to separate the impurities from the surface of the sand grains, connected by the conveyor means to the sand mixers for molds and cores, the conveyor being connected by another conveyor means to a screen in the line to prepare the molding sands and to the vibrating grid to remove the cores from the castings.

A seconda della composizione delle sabbie impiegate, si preferisce costruire i mezzi per la separazione delle impurità dalla superficie dei grani di sabbia in due forme di realizzazione. Ne^ la prima forma di realizzazione, i mezzi comprendo no un forno per la calcinazione ossidante della sabbia impiegata, comprendente un raffreddatore, disposto in successione con una macchina di abrasio ne idraulica, un classificatore idraulico a due prò dotti, un disidratatore ed un essiccatore. Nella seconda forma di realizzazione, per tutte le impuri tà organiche e minerali, comprendenti pellicole di bentonite a forma di chamotte che sono difficili da separare, da rimuovere completamente dalla superficie dei grani di sabbia, i mezzi per rimuovere le impurità dalla superficie dei grani di sabbia comprendono una macchina di abrasione idraulica disposta in successione con un classificatore idraulico, un disidratatore, un forno per la calcinazione della sabbia usata avente un refrigeratore ed una macchina per abrasione a secco avente un sistema di aspirazione. Come macchina per abrasione a secco si preferisce impiègare un rigeneratore ad aria diviso in sezioni. Depending on the composition of the sands used, it is preferred to construct the means for separating the impurities from the surface of the sand grains in two embodiments. In the first embodiment, the means comprise an oven for the oxidizing calcination of the sand used, comprising a cooler, arranged in succession with a hydraulic abrasion machine, a two-product hydraulic classifier, a dehydrator and a dryer. . In the second embodiment, for all organic and mineral impurities, including chamotte-shaped bentonite films which are difficult to separate, completely removed from the surface of the sand grains, the means for removing impurities from the surface of the grains of sand comprise a hydraulic abrasion machine arranged in succession with a hydraulic classifier, a dehydrator, a furnace for calcining used sand having a cooler and a dry abrasion machine having a suction system. As a dry abrasion machine it is preferred to use an air regenerator divided into sections.

La presente invenzione è adatta per ese guire il metodo di ricupero di sabbia, producendo un effetto economico mediante riduzione del consumo di sabbia, bentonite e carboni freschi, e riduzione del volume di residui trasportati al terreno di scarico. The present invention is suitable for carrying out the sand recovery method, producing an economic effect by reducing the consumption of sand, bentonite and fresh coals, and reducing the volume of residues transported to the discharge ground.

Studi hanno dimostrato che ciascuna tonnellata di residui concorre ad economizzare 570 kg di sabbia, 20 kg di bentonite e 10 kg di carbone. Studies have shown that each ton of residues contributes to saving 570 kg of sand, 20 kg of bentonite and 10 kg of coal.

Inoltre, il presente sistema concorre ad economizzare le risorse naturali e a proteggere l'ambiente contro i rifiuti industriali. Nel seguito vi è una descrizione di una forma di realizzazio ne particolare della presente invenzione, con rife rimento ai disegni illustranti un sistema per eseguire un metodo per il ricupero di sabbia secondo 1 'invenzione . Furthermore, this system contributes to economizing natural resources and protecting the environment against industrial waste. In the following there is a description of a particular embodiment of the present invention, with reference to the drawings illustrating a system for carrying out a method for the recovery of sand according to the invention.

Il sistema per eseguire il metodo per preparare le sabbie secondo l'invenzione (riferimen to ai disegni ) comprende una linea per preparare mi scele di sabbia-bentonite per forme, una linea per preparare sabbie per anime ed una linea per tratta re i residui delle miscele per anime e per forme (figura 1 ). The system for carrying out the method for preparing the sands according to the invention (reference to the drawings) comprises a line for preparing sand-bentonite mixtures for molds, a line for preparing sands for cores and a line for treating the residues of the mixtures for cores and shapes (figure 1).

La linea per preparare sabbie per formatura comprende i mezzi 1 per rimuovere un getto con un'anima da una forma, una griglia vibrante 2 per rimuovere l'anima dal getto, mezzi 3 per battere fuori la sabbia di formatura dalla forma, seguiti da un separatore magnetico 4, un vaglio 5, un refrigeratore 6, una tramoggia 7 per riciclare la sabbia di formatura, un miscelatore della sabbia per formatura 8 e una formatrice automatica 9. The line for preparing sand for molding includes means 1 for removing a casting with a core from a mold, a vibrating grid 2 for removing the core from the casting, means 3 for knocking the molding sand out of the mold, followed by a magnetic separator 4, a screen 5, a cooler 6, a hopper 7 to recycle the molding sand, a mixer for the molding sand 8 and an automatic molding machine 9.

La linea per preparare le sabbie per ani me comprende un miscelatore di sabbia per anime 10 disposto in successione con una formatrice per ani me 11, un magazzino delle anime pronte 12 e un magazzino delle anime di scarto 13. The line for preparing the animal sands comprises a core sand mixer 10 arranged in succession with a core moulder 11, a ready core magazine 12 and a reject core magazine 13.

Il sistema comprende una tramoggia della sabbia fresca di formatura 14, collegata al miscela tore di sabbie per forme 8, una tramoggia di sabbia fresca per anime 15 collegata al miscelatore di sab bia per anime 10 e un magazzino di sabbia fresca, secca 16, collegato alle tramogge 14 e 15 da mezzi trasportatori, ad esempio trasportatori a nastro. The system comprises a fresh mold sand hopper 14, connected to the mold sand blender 8, a fresh core sand hopper 15 connected to the core sand mixer 10, and a fresh, dry sand warehouse 16, connected to the hoppers 14 and 15 by conveyor means, for example belt conveyors.

La linea per trattare i residui di miscele per anime e forme comprende un alimentatore 17, disposto in successione con un frantumatore gros solano 18 per rompere le anime di scarto, un traspor tatore a nastro 19 comprendente un separatore magne tico 20, un vaglio 21 avente un dispositivo di inversione di flusso 22, ad esempio un trasportatore a nastro avente un azionatore, una tramoggia 23 per il prodotto sotto alla griglia, un macinatore fine 24, un vaglio di controllo 25 e un mezzo 26 per ri muovere le impurità dalla superficie delle particelle di quarzo, detti mezzi essendo collegati alle tramogge 14 e 15 e ai miscelatori 8 e 10 da tra sportatori a nastro 38. The line for treating the residues of mixtures for cores and molds comprises a feeder 17, arranged in succession with a coarse crusher 18 for breaking the waste cores, a belt conveyor 19 comprising a magnetic separator 20, a screen 21 having a flow inversion device 22, for example a belt conveyor having an actuator, a hopper 23 for the product under the grid, a fine grinder 24, a control screen 25 and a means 26 for removing impurities from the surface of the quartz particles, said means being connected to the hoppers 14 and 15 and to the mixers 8 and 10 by belt conveyors 38.

La tramoggia 23 del prodotto sotto alla griglia è collegata da trasportatori a nastro 37 alla tramoggia della sabbia riciclata per forme 7 e al miscelatore 8, la griglia vibrante 2 e il vaglio 5 essendo collegati da trasportatori a nastro 39 al trasportatore 19. The product hopper 23 under the grid is connected by belt conveyors 37 to the recycled sand hopper for shapes 7 and to the mixer 8, the vibrating grid 2 and the screen 5 being connected by belt conveyors 39 to the conveyor 19.

I mezzi 26 per rimuovere le impurità organiche e minerali dalla superficie dei grani di sabbia hanno due forme di realizzazione. In una for ma di realizzazione (figura 2), il mezzo di rimozione delle impurità comprende una tramoggia della sabbia usata 27, avente un alimentatore 28 disposto in successione con un forno di calcinazione 34, il refrigeratore 35, la macchina di abrasione idrauli ca 29, un classificatore idraulico 30, il disidratatore 31, l'essiccatore 32 e la tramoggia 33. Ne^ la seconda forma di realizzazione (figura 3), il mezzo di rimozione di impurità comprende una tramog già della sabbia usata 27 avente un alimentatore 28, una macchina di abrasione idraulica 29, un cla^ sificatore idraulico 30, un disidratatore 31, un forno di calcinazione 34, un refrigeratore 35, una macchina per abrasione a secco 35 e una tramoggia 33, tutti disposti in successione e intercollegati da mezzi trasportatori 42. The means 26 for removing organic and mineral impurities from the surface of the sand grains have two embodiments. In one embodiment (Figure 2), the impurity removal means comprises a used sand hopper 27, having a feeder 28 arranged in succession with a calcination furnace 34, the cooler 35, the hydraulic abrasion machine 29. , a hydraulic classifier 30, the dehydrator 31, the dryer 32 and the hopper 33. In the second embodiment (Figure 3), the impurity removal means comprises an already used sand hopper 27 having a feeder 28, a hydraulic abrasion machine 29, a hydraulic clarifier 30, a dehydrator 31, a calcination furnace 34, a cooler 35, a dry abrasion machine 35 and a hopper 33, all arranged in succession and interconnected by conveyor means 42 .

II sistema funziona come segue: la sabbia per forme viene preparata nel miscelatore 8 mediante miscelazione di sabbia rici d ata, sabbia fresca, bentonite, carbone e acqua. The system works as follows: the mold sand is prepared in mixer 8 by mixing d ata sand, fresh sand, bentonite, coal and water.

La sabbia pronta viene alimentata alla formatrice automatica 9- Dopo che le mezze forme sono state preparate, le anime installate dal magazzino 12 e le forme assemblate e riempite di metallo, la forma con il getto viene fatta avanzare ai mezzi 1 per la rimozione del getto, che è poi alimentata alla griglia vibrante 2 per la rimozione delle ani^ me, mentre la forma è trasferita ai mezzi 3 per bat tere fuori la sabbia dalle staffe. La sabbia usata per forme battuta fuori da detti mezzi viene alimen tata al separatore magnetico 4, e inoltre su vaglio 5. Il materiale vagliato passa al refrigeratore 6 e poi alla tramoggia della sabbia usata per formatura 7, dalla quale essa viene alimentata in parti al miscelatore della sabbia di formatura 8. The ready sand is fed to the automatic molder 9- After the half molds have been prepared, the cores installed from the magazine 12 and the molds assembled and filled with metal, the mold with the casting is advanced to the means 1 for removing the casting , which is then fed to the vibrating grate 2 for removing the cores, while the shape is transferred to the means 3 for beating the sand out of the stirrups. The sand used for molds beaten out of said means is fed to the magnetic separator 4, and further on to the screen 5. The screened material passes to the cooler 6 and then to the sand hopper used for molding 7, from which it is fed in parts to the molding sand mixer 8.

La sabbia fresca viene consegnata dal ma gazzino 16 nella tramoggia 14, dalla quale essa vie ne alimentata in parti al miscelatore 8, ed anche nella tramoggia 15, dalla quale essa passa nel miscelatore 10. La sabbia per anime pronta viene ali mentata alla formatrice per anime 11. Le anime pron te sono trasferite al magazzino 12, e poi alla stazione di assemblaggio delle forme. Le anime di scar to vengono raccolte in casse e trasferite da carrel li sollevatori al magazzino 13. Il carrello solleva tore carica l'alimentatore 17 di anime di scarto che sono alimentate al frantumatore grossolano 18. Dopo la frantumazione grossolana, le anime di scar to vengono trasferite sul trasportatore a nastro 19 avente un separatore magnetico 20. Simultaneamente, il trasportatore a nastro 19 viene alimentato con.il prodotto proveniente dal di sopra della griglia del vaglio 5 e anche con il prodotto proveniente dal di sotto della griglia vibrante 2 dove l’anima viene rimossa dal getto. The fresh sand is delivered from the warehouse 16 into the hopper 14, from which it is fed in parts to the mixer 8, and also into the hopper 15, from which it passes into the mixer 10. The ready-made core sand is fed to the molding machine for cores 11. Ready cores are transferred to warehouse 12, and then to the mold assembly station. The waste cores are collected in crates and transferred from lifting trolleys to the warehouse 13. The lifting trolley loads the feeder 17 with waste cores which are fed to the coarse crusher 18. After the coarse crushing, the waste cores are transferred onto the belt conveyor 19 having a magnetic separator 20. Simultaneously, the belt conveyor 19 is fed with the product coming from above the screen of the screen 5 and also with the product coming from below the vibrating screen 2 where the soul is removed from the jet.

Il materiale privo di impurità metalliche passa al vaglio 21. Il prodotto proveniente dal di sotto della griglia del vaglio 21, attualmente una sabbia per forme ricuperata, viene raccolta, per mezzo del dispositivo di inversione di flusso 22, nella tramoggia 23, dalla quale esso è diretto da un sistema di trasportatori a nastro e sollevatori alla tramoggia della sabbia riciclata per forme 7, da dove essa è alimentata in parti al miscelatore 8. Il prodotto proveniente dal di sopra della griglia del vaglio 21 è alimentato nel frantumatore fine 24. Simultaneamente, il frantumatore può essere alimentato, per mezzo del dispositivo di inversione di flusso 22, con il prodotto proveniente dal di sotto della griglia del vaglio 21. Questo è richiesto quando la tramoggia della sabbia di formatura riciclata 7 e la tramoggia 23 sono completamente piene di materiale. The material free of metallic impurities passes to the sieve 21. The product coming from below the screen of the sieve 21, currently a recovered mold sand, is collected, by means of the flow inversion device 22, in the hopper 23, from which it it is directed by a system of belt conveyors and lifters to the recycled sand hopper for shapes 7, from where it is fed in parts to the mixer 8. The product coming from above the screen of the screen 21 is fed into the fine crusher 24. Simultaneously , the crusher can be fed, by means of the reverse flow device 22, with the product coming from below the screen screen 21. This is required when the recycled molding sand hopper 7 and the hopper 23 are completely full of material.

Dopo il frantumatore fine 24, il materia le passa al vaglio di controllo 25. Il prodotto prò veniente dal di sopra della griglia del vaglio di controllo 25 è trasferito al terreno di scarico, mentre il prodotto proveniente dal di sotto della griglia è consegnato da un sistema di trasportatori a nastro ai mezzi 26 per la rimozione delle impurità dalla superficie dei grani di sabbia. La sabbia ricuperata viene trasferita da un sistema trasportatore pneumatico, trasportatori a nastro e sollevatori, alle tramogge 14 e 15. Simultaneamente, sab bia fresca viene consegnata dal magazzino 15, per mezzo di un sistema di trasportatori a nastro e sol levatori, alle tramogge 14 e 15· Dalla tramoggia 15, una miscela di sabbia fresca e materiale abraso viene alimentata in parti al miscelatore di sabbia per anime 10. Dalla tramoggia 14 una miscela di sab bia fresca e ricuperata viene alimentata in parti al miscelatore di sabbia per forme 8. After the fine crusher 24, the material passes to the control screen 25. The product coming from above the screen of the control screen 25 is transferred to the discharge ground, while the product coming from below the screen is delivered by a belt conveyor system to the means 26 for removing impurities from the surface of the sand grains. The recovered sand is transferred by a pneumatic conveyor system, belt conveyors and lifters, to the hoppers 14 and 15. Simultaneously, fresh sand is delivered from the warehouse 15, by means of a system of belt conveyors and elevators, to the hoppers 14 and 15 From the hopper 15, a mixture of fresh sand and abraded material is fed in parts to the core sand mixer 10. From the hopper 14 a mixture of fresh and recovered sand is fed in parts to the mold sand mixer 8.

La sabbia può essere ricuperata nelle due maniere alternative seguenti. The sand can be recovered in the following two alternative ways.

Quando la miscela usata contiene frazioni notevoli di argilla attiva e carbone, e anche impurità di miscele di vetro liquido con una picco la quantità di bentonite a forma di chamotte, si preferisce impiegare il mezzo 26 per rimuovere le impurità dalla superficie delle particelle di quarzo mediante trattamento successivo nel forno di cal cinazione 34 e nella macchina per abrasione idrauli ca 29 (figura 2). In questo caso, il prodotto prove niente dal di sotto della griglia del vaglio di con trollo 25 passa nella tramoggia della sabbia usata 27 avente un alimentatore 28, dal quale esso viene alimentato in parti al forno di calcinazione 34. Il materiale è riscaldato nell'atmosfera ossidante del forno ad una temperatura compresa fra 310 e 490°C. I prodotti altamente volatili bruciano fuori dagli strati di resina e di carbone. Il materiale riscal dato passa nel refrigeratore 35, e poi nella macchi na per abrasione idraulica 29, dove esso viene miscelato con acqua e liberato dalle pellicole di ben tonite ad una velocità di movimento dei grani compre sa fra 5 e 7 m/sec. Il materiale è poi pompato nel classificatore idraulico 30, nel quale viene separa to in sabbia bagnata abrasa e acqua di scarico. La sabbia bagnata abrasa è alimentata al disidratato re 31 e poi all'essiccatore 32 ed inoltre nella tra moggia 33. La sabbia secca abrasa viene trasportata dalla tramoggia 33 alle tramogge 14 e 15, dalle quali essa viene alimentata in parti nei miscelato ri 8 e 10. When the mixture used contains substantial fractions of activated clay and charcoal, and also impurities of liquid glass mixtures with a peak in the amount of chamotte-shaped bentonite, it is preferred to employ medium 26 to remove impurities from the surface of the quartz particles by subsequent treatment in the lime kiln 34 and in the hydraulic abrasion machine 29 (Figure 2). In this case, the product coming from below the screen of the control screen 25 passes into the used sand hopper 27 having a feeder 28, from which it is fed in parts to the calcination furnace 34. The material is heated in the oxidizing atmosphere of the furnace at a temperature between 310 and 490 ° C. Highly volatile products burn out of the resin and carbon layers. The heated material passes into the cooler 35, and then into the hydraulic abrasion machine 29, where it is mixed with water and freed from the bentonite films at a grain movement speed of between 5 and 7 m / sec. The material is then pumped into the hydraulic classifier 30, where it is separated into abraded wet sand and wastewater. The abraded wet sand is fed to the dehydrator 31 and then to the dryer 32 and further into the hopper 33. The abraded dry sand is transported from the hopper 33 to the hoppers 14 and 15, from which it is fed in parts into the mixers 8 and 10.

Se la sabbia usata contiene una frazione considerevole di bentonite a forma di chamotte e at tiva, e alcune impurità organiche, si preferisce im piegare il mezzo 25 per separare le impurità dalla superficie delle particelle di quarzo mediante trat tamento successivo idraulico, termico e meccanico (figura 3). In questo caso il prodotto proveniente dal di sotto della griglia del vaglio di controllo 25 viene trasferito nella tramoggia 27 con l'alimentatore 28, dalla quale esso è alimentato insie me con acqua nella macchina per abrasione del tipo a camera 29, in cui le pellicole di bentonite vengo no sostanzialmente rimosse a velocità di movimento dei grani comprese fra 5 e 7 m/sec, e poi nel classificatore idraulico 30 in cui il materiale viene separato in sabbia bagnata abrasa e acqua di scarico. La sabbia bagnata abrasa viene alimentata al disidratatore 31, in cui il contenuto di umidità del materiale abraso viene dapprima abbassato dal 20-25% ad un valore compreso fra il 6 e l'8%, e poi il materiale disidratato viene alimentato in parti al forno 34. Il materiale viene riscaldato nell'atmo sfera ossidante del forno ad una temperatura compre sa fra 700 e 900°C. Di conseguenza, le pellicole or ganiche bruciano, il materiale riscaldato è trasferito al refrigeratore 35 per essere raffreddato a temperatura ambiente. Il materiale raffreddato viene alimentato nella macchina per abrasione a secco 36, dove esso è liberato, ad una velocità di movimento dei grani compresa fra 30 e 50 m/sec, dalle pellicole e dalla polvere, la quale viene aspirata in un sistema di ventilazione 41, e immagazzinato nella tramoggia 33, dalla quale esso è trasportato alle tramogge 14 e 15 e poi nei miscelatori 8 e 10. La miscela usata impiegata nella produzione di fusioni in forme di sabbia greggia-bentonite impiegan do anime basate su resine sintetiche è un materiale composto essenzialmente (circa il 90%) di grani di quarzo rivestiti di pellicole di origine organica e inorganica, le prime comprendendo resine e carbone e le ultime bentonite. If the sand used contains a considerable fraction of chamotte-shaped and active bentonite, and some organic impurities, it is preferred to use medium 25 to separate the impurities from the surface of the quartz particles by subsequent hydraulic, thermal and mechanical treatment ( figure 3). In this case the product coming from underneath the grid of the control screen 25 is transferred into the hopper 27 with the feeder 28, from which it is fed together with water into the chamber-type abrasion machine 29, in which the films of bentonite are substantially removed at grain movement speeds of between 5 and 7 m / sec, and then in the hydraulic classifier 30 in which the material is separated into abraded wet sand and waste water. The abraded wet sand is fed to the dehydrator 31, in which the moisture content of the abraded material is first lowered from 20-25% to a value between 6 and 8%, and then the dehydrated material is fed in parts to the kiln 34. The material is heated in the oxidizing atmosphere of the kiln to a temperature between 700 and 900 ° C. As a result, the organic films burn, the heated material is transferred to the cooler 35 to be cooled to room temperature. The cooled material is fed into the dry abrasion machine 36, where it is freed, at a speed of movement of the grains between 30 and 50 m / sec, from the films and from the dust, which is sucked into a ventilation system 41 , and stored in the hopper 33, from which it is transported to the hoppers 14 and 15 and then into the mixers 8 and 10. The mixture used used in the production of castings in raw sand-bentonite forms using cores based on synthetic resins is a material essentially composed (about 90%) of quartz grains coated with films of organic and inorganic origin, the former comprising resins and carbon and the latter bentonite.

E' conoscenza comune che la bentonite è composta da minerali di montmorillonite. La struttura della montmorillonite è composta da due strati di tetraedri di silice separati al centro da uno strato di allumina ottaedrale. Le molecole d'acqua entranti nello spazio fra gli strati provocano il rigonfiamento del reticolo. Cationi di scambio si trovano fra gli strati di silicati. Il riscaldameli to fra 100 e 200°C provoca la perdita della pellicola di bentonite, contenuta sui grani di sabbia usata, e dell'acqua di ritiro e di vuoto. Un ulteriore riscaldamento del materiale dà luogo alla per dita, da parte della pellicola di bentonite, della sua capacità a rigonfiarsi di nuovo. La temperatura esatta alla quale la capacità di rigonfiamento va perduta completamente dipende dalla natura del catione adsorbito dalla bentonite. Per bentoniti di calcio, esso si trova entro il campo compreso fra 310 e 400°C, e per bentoniti di sodio, entro 400 -490°C. Con un riscaldamento sopra a 400°C per sabbie usate basate su bentonite di calcio e sopra a 490°C per bentonite di sodio, l'acqua idrossilica comincia a diminuire, la capacità di rigonfiamento viene perduta completamente e si sviluppa la cottura della bentonite (formazione di chamotte) e la sua reazione chimica con i grani di quarzo. L'acqua idrossilica è perduta completamente a 700°C e la struttu ra viene cambiata dalla rimozione di 1/3 dell’ossigeno nella parta ottaedrale. Il grado della cot-tura di bentonite sul quarzo aumenta con l'aumento di temperatura, la durata di riscaldamento e la duzione della grandezza delle particelle. La conver sione di bentonite sui grani di quarzo viene compie tata nel campo di temperatura compreso fra 700 e 900°C, a seconda del tempo di riscaldamento. La ben tonite riscaldata fra 310 e 490°C è attiva e unita scioltamente al grano di quarzo, e può essere impiegata ancora nelle sabbie di bentonite per formatura. La bentonite riscaldata sopra al campo compreso fra 310 e 490°C diventa inattiva e viene legata fermamente ai grani di quarzo, così essa non può essere impiegata in sabbie di bentonite per formatura. La bentonite attiva o inattiva presente sui grani di quarzo riduce bruscamente la resistenza delle sabbie a base di resina e richiede che la pellicola di bentonite sia rimossa dai grani di sabbia usata. It is common knowledge that bentonite is composed of montmorillonite minerals. The structure of montmorillonite is composed of two layers of silica tetrahedra separated in the center by a layer of octahedral alumina. Water molecules entering the space between the layers cause the lattice to swell. Exchange cations are found between the silicate layers. Heating between 100 and 200 ° C causes the loss of the bentonite film, contained on the used sand grains, and of the shrinkage and vacuum water. Further heating of the material results in the bentonite film losing its ability to swell again. The exact temperature at which the swelling capacity is completely lost depends on the nature of the cation adsorbed by the bentonite. For calcium bentonites, it lies within the range from 310 to 400 ° C, and for sodium bentonites, within 400 -490 ° C. With heating above 400 ° C for used calcium bentonite-based sands and above 490 ° C for sodium bentonite, the hydroxyl water begins to decrease, the swelling capacity is lost completely and the cooking of the bentonite develops ( chamotte formation) and its chemical reaction with quartz grains. The hydroxyl water is completely lost at 700 ° C and the structure is changed by the removal of 1/3 of the oxygen in the octahedral part. The degree of cooking of bentonite on the quartz increases with the increase in temperature, the duration of heating and the decrease in particle size. The conversion of bentonite to quartz grains is carried out in the temperature range between 700 and 900 ° C, depending on the heating time. Bentonite heated between 310 and 490 ° C is active and loosely combined with quartz grain, and can still be used in bentonite sands for forming. Bentonite heated above the range from 310 to 490 ° C becomes inactive and is firmly bonded to the quartz grains, so it cannot be used in bentonite sands for forming. Active or inactive bentonite present on quartz grains sharply reduces the strength of resin-based sands and requires bentonite film to be removed from used sand grains.

Al contrario, le pellicole di origine or ganica (resine e carbone) cominciano a decomporsi quando riscaldate in un'atmosfera ossidante fra 100 e 200°C. Il processo di decomposizione viene accelerato con un aumento di temperatura e di durata di trattamento, e di regola viene completato en tro il campo compreso fra 700 e 800°C. Conversely, films of organic origin (resins and carbon) begin to decompose when heated in an oxidizing atmosphere between 100 and 200 ° C. The decomposition process is accelerated with an increase in temperature and treatment duration, and is usually completed within the range of 700 to 800 ° C.

Quando la sabbia viene ricuperata da miscele di sabbia-bentonite usate e sabbie per anime basate su resine e aventi una frazione elevata di argilla attiva e una frazione bassa di argilla inat tiva (forma di realizzazione 1), la prima fase del metodo di ricupero secondo l invenzione comprende il riscaldamento della miscela ad una temperatura di ossidazione compresa fra 310 e 490°C. Nel caso di miscela usata contenente bentoniti di calcio, la temperatura di riscaldamento non dovrebbe superare il campo compreso fra 310 e 400°C, e per miscele usate aventi bentoniti di sodio, questo campo è compreso fra 400 e 490°C. Questo concorre ad impedì re alla bentonite attiva di tramutarsi in chamotte sui grani di quarzo e a rimuovere parte delle impurità organiche decomponentisi a queste temperature. La seconda fase del metodo di ricupero secondo 1'in venzione comprende la rimozione della pellicola di bentonite attiva non cotta con una tecnica idrauli ca ad una velocità di movimento dei grani di sabbia nel sistema d'acqua compresa fra 5 e 7 m/sec. La bentonite attiva ha una bassa coesione con il quarzo, così la bentonite non cotta viene rimossa quasi completamente. Se oltre alla bentonite la misce la usata ha anche vetro liquido, i silicati di sodio solubili vengono rimossi dalla miscela nella seconda fase. Questo trattamento, terminante con la classificazione idraulica e l'essiccazione del materiale, produce sabbia ricuperata che è un buon sostituto della sabbia di quarzo in miscele di ben tonite e vetro liquido per forme e in miscele per anime a guscio, e può anche essere impiegata in scele per anime a cassa calda. Considerando che la temperatura di riscaldamento delle casse calde du rante la fabbricazione di anime non supera di rego la i 250°C, e che la temperatura di calcinazione durante il processo di ricupero è di almeno 310°C, niente più gas sarebbe liberato dai materiali orga nici rimasti sui grani di sabbia ricuperata. When the sand is recovered from used sand-bentonite mixtures and resin-based core sands having a high active clay fraction and a low inactive clay fraction (Embodiment 1), the first step of the recovery method according to the invention comprises heating the mixture to an oxidation temperature between 310 and 490 ° C. In the case of the mixture used containing calcium bentonites, the heating temperature should not exceed the range between 310 and 400 ° C, and for used mixtures having sodium bentonites, this range is between 400 and 490 ° C. This helps to prevent the active bentonite from turning into chamotte on the quartz grains and to remove part of the organic impurities decomposing at these temperatures. The second step of the recovery method according to the invention comprises the removal of the unfired active bentonite film by a hydraulic technique at a speed of movement of the grains of sand in the water system of between 5 and 7 m / sec. Active bentonite has low cohesion with quartz, so unfired bentonite is almost completely removed. If in addition to the bentonite the mixture used also has liquid glass, the soluble sodium silicates are removed from the mixture in the second phase. This treatment, ending with hydraulic classification and drying of the material, produces recovered sand which is a good substitute for quartz sand in blends of bentonite and liquid glass for molds and in mixtures for shell cores, and can also be used in scele for hot case cores. Considering that the heating temperature of the hot boxes during core making does not normally exceed 250 ° C, and that the calcination temperature during the recovery process is at least 310 ° C, no more gas would be released from the materials. organics left on the grains of recovered sand.

Quando la sabbia viene ricuperata da miscele usate di sabbia-bentonite e da miscele per anime a base di resina aventi una frazione elevata di argilla inattiva e attiva (forma di realizzazio ne 2), la prima fase secondo l'invenzione comprende la separazione di pellicole di bentonite non cotta con una tecnica idraulica ad una velocità di movimento dei grani di sabbia in una corrente d'acqua compresa fra 5 e 7 m/sec. In questo caso, le peli:! cole non cotte hanno una bassa coesione con il quarzo e le particelle di argilla attiva vengono separate quasi completamente. Dopo l'abrasione idrau lica e la successiva classificazione idraulica il materiale viene impiegato nella seconda fase di trattamento. When the sand is recovered from used sand-bentonite mixes and resin based core mixes having a high fraction of inactive and active clay (Embodiment 2), the first step according to the invention comprises the separation of films. of uncooked bentonite with a hydraulic technique at a speed of movement of the grains of sand in a stream of water between 5 and 7 m / sec. In this case, the hairs :! Uncooked colas have low cohesion with quartz and active clay particles are almost completely separated. After the hydraulic abrasion and the subsequent hydraulic classification, the material is used in the second treatment phase.

Dopo il trattamento termico ad una temperatura compresa fra 700 e 900°C e il raffreddamen to, il materiale è liberato completamente dalle im purità organiche. After heat treatment at a temperature between 700 and 900 ° C and cooling, the material is completely freed from organic impurities.

Nella fase finale di trattamento, i grani devono essere sottoposti a forze d'impatto e di abrasione massime che possono separare la bentonite in forma di chamotte. Questo viene ottenuto ad esempio mediante pulitura pneumatica ad una velocità di movimento dei grani di sabbia compresa fra 30 e 50 m/sec, seguita da classificazione (depolverazione ) e cicli ripetuti di trattamento pneumatico, preferibilmente da 4 a 8. La scelta della velocità massima di 50 m/sec viene spiegata dal fatto che una velocità superiore a 50 m/sec causa la disintegrazione dei grani di quarzo stessi e la produzione esattamente di buone goccioline di sabbia. La velo cità minima di 30 m/sec e il numero di cicli di trattamento sono stati determinati sperimentalmente. In conseguenza di questo trattamento si ottengono grani di quarzo puliti. Per ottenere sabbia ri cuperata di alta qualità, il materiale viene sotto posto nella fase finale al trattamento di una classificazione a secco per ricuperare la frazione utile compresa fra 0,1 e 2,5 mm. In the final treatment phase, the grains must be subjected to maximum impact and abrasion forces that can separate the bentonite in the form of chamotte. This is achieved for example by pneumatic cleaning at a speed of movement of the sand grains between 30 and 50 m / sec, followed by classification (dedusting) and repeated cycles of pneumatic treatment, preferably from 4 to 8. The choice of the maximum speed of 50 m / sec is explained by the fact that a speed higher than 50 m / sec causes the disintegration of the quartz grains themselves and the production of exactly good sand droplets. The minimum speed of 30 m / sec and the number of treatment cycles were determined experimentally. As a result of this treatment, clean quartz grains are obtained. To obtain high quality recovered sand, the material is subjected in the final phase to the treatment of a dry classification to recover the useful fraction between 0.1 and 2.5 mm.

Nel seguito vi sono esempi descriventi forme di realizzazione specifiche del metodo di ri cupero di sabbia eseguito nell'apparato rivendicato per miscele usate di sabbia-bentonite per forme e miscele a base di resina per anime a guscio e a casse calde. Below are examples describing specific embodiments of the sand recovery method performed in the claimed apparatus for used sand-bentonite mixes for molds and resin based mixes for shell and hot box cores.

Esempio 1 Example 1

Una miscela usata di sabbia-bentonite per forme e una miscela a base di resina indurita a cal do per anime vengono sottoposte al trattamento secondo l'invenzione nella sequenza seguente: frantumazione nel frantumatore rotante 24, vagliatura sul vaglio 25 avente una maglia di grandezza 10,0 mm, riscaldamento ossidante nel forno a manica 34, raf freddamento nel refrigeratore a letto fluido 35, abrasione nella macchina per abrasione idraulica 29 ad una velocità di movimento dei grani di 6,0 m/sec, classificazione in un classificatore a spirale 30 ed essiccazione termina in un essiccatore a letto fluido 32. A used sand-bentonite mixture for molds and a hot-cured resin-based mixture for cores are subjected to the treatment according to the invention in the following sequence: crushing in the rotary crusher 24, screening on the screen 25 having a size 10 mesh , 0 mm, oxidizing heating in the bag furnace 34, cooling in the fluid bed cooler 35, abrasion in the hydraulic abrasion machine 29 at a grain movement speed of 6.0 m / sec, grading in a spiral classifier 30 and drying ends in a fluidized bed dryer 32.

Per condurre la fase di riscaldamento os sidante, il materiale contenente bentonite di calcio fu alimentato nel forno ad una temperatura di 310°C, dove esso fu riscaldato ad una velocita di 3°C al minuto. To conduct the oxidant heating step, the calcium bentonite-containing material was fed into the oven at a temperature of 310 ° C, where it was heated at a rate of 3 ° C per minute.

La sabbia ricuperata risultante fu impiegata per fare forme da miscele di sabbia-bentonite, anime a cassa calda basate su resine sintetiche e anime a guscio, come carica in una quantità fino al 100%. The resulting recovered sand was used to make shapes from sand-bentonite blends, synthetic resin based hotbox cores and shell cores, as filler in an amount up to 100%.

Le miscele per gusci provate avevano la composizione seguente in parti in peso: carica -100, resina CF-015 - 4,5, petrolio - 0,2 (basato sulla resina), soluzione di urotropina al 33% -1,5 e stearato di calcio - 0,12. La temperatura di indurimento fu di 275°C, il tempo di indurimento di 60 secondi e lo spessore dei campioni di 10 mm. The shell mixtures tested had the following composition in parts by weight: filler -100, resin CF-015 - 4.5, petroleum - 0.2 (based on the resin), 33% urotropine solution -1.5 and stearate calcium - 0.12. The hardening temperature was 275 ° C, the hardening time was 60 seconds and the thickness of the samples was 10 mm.

I risultati delle prove della miscela per gusci preparata da sabbia ricuperata e sabbie fresche arricchite sono dati nella Tabella 1, la quale dimostra la possibilità che le sabbie fresche siano sostituite completamente con sabbie ricupera te. The results of the tests of the shell mixture prepared from recovered sand and enriched fresh sands are given in Table 1, which demonstrates the possibility that the fresh sands are completely replaced with recovered sands.

guscio sulla base di resine fenoliche (dal processo Croning) e parzialmente per produrre anime a cas sa calda sulla base di resine furaniche (con il prò cesso a cassa calda). shell on the basis of phenolic resins (from the Croning process) and partially to produce hot case cores on the basis of furan resins (with the hot case process).

Esempio 2 Example 2

Una miscela usata per forme e anime basata su resine sintetiche e priva di inclusioni me talliche magnetiche fu alimentata al vaglio vibran te 25 avente una grandezza di maglie di 10 mm. Il prodotto proveniente dal di sotto del vaglio fu im magazzinato nella tramoggia 27, dalla quale esso fu trasferito dall'alimentatore 28 alla macchina per abrasione idraulica 29 che muoveva le particel le di sabbia ad una velocità di 6,0 m/sec. La misce la usata fu liberata dalle pellicole di bentonite non cotta nella macchina di abrasione idraulica. Il materiale bagnato fu trasportato dalla macchina per abrasione idraulica al classificatore idraulico 30, dove le pellicole abrase e le particelle fini furo no lavate via dal materiale con una corrente d’acqua. Il materiale lavato fu diretto alla stazione di disidratazione, dove la disidratazione fu eseguita con l'aiuto di un filtro a vuoto a nastro 31. La sabbia disidratata fu trasferita al forno a tamburo in controcorrente 34, dove la sabbia fu riscaldata alla temperatura di 800°C in un'atmosfera ossidante. Il materiale calcinato fu raffreddato nel refrigeratore a letto fluido 35 a 35°C e simultaneamente depolverato. La sabbia fredda ricuperata ven ne pulita pneumaticamente alimentandola in un rige neratore ad aria 36 composto da parecchie sezioni successive. Ciascuno delle sezioni comprende un in volucro, con un ugello, un tubo e una barriera este sa in esso verticalmente verso l'alto, in successici ne. Aria compressa ad una pressione di 0,03 MPa fu alimentata negli ugelli, all'uscita dei quali essa imprigionava le particelle di sabbia, le accelerava ad una velocità di 30 m/sec e le colpiva contro la barriera fissa. Le particelle a forma di polvere furono aspirate nel sistema di aspirazione da un ventilatore di scarico, mentre la sabbia fu fatta avanzare ad un'altra sezione per il trattamento. Avendo oltrepassato le otto sezioni del rigeneratore ad aria, il materiale fu classificato per separare le particelle più grandi di 2,5 mm e più piccole di 0,1 mm. La sabbia ricuperata pronta accumu lantesi nella tramoggia 33 fu alimentata alla stazione dove veniva preparata la miscela per forme e anime. A mixture used for molds and cores based on synthetic resins and free of magnetic metal inclusions was fed to the vibrating screen 25 having a mesh size of 10 mm. The product coming from underneath the screen was stored in the hopper 27, from which it was transferred from the feeder 28 to the hydraulic abrasion machine 29 which moved the sand particles at a speed of 6.0 m / sec. The used mixture was freed from the unfired bentonite films in the hydraulic abrasion machine. The wet material was transported by the hydraulic abrasion machine to the hydraulic classifier 30, where the abraded films and fine particles were washed away from the material with a stream of water. The washed material was directed to the dewatering station, where dewatering was performed with the help of a vacuum belt filter 31. The dewatered sand was transferred to the counter-current drum furnace 34, where the sand was heated to a temperature of 800 ° C in an oxidizing atmosphere. The calcined material was cooled in the fluidized bed cooler 35 to 35 ° C and simultaneously dedusted. The recovered cold sand was pneumatically cleaned by feeding it into an air regenerator 36 composed of several successive sections. Each of the sections comprises an enclosure, with a nozzle, a tube and an external barrier therein vertically upward, in succession. Compressed air at a pressure of 0.03 MPa was fed into the nozzles, at the outlet of which it trapped the sand particles, accelerated them to a speed of 30 m / sec and hit them against the fixed barrier. The dust-shaped particles were sucked into the suction system by an exhaust fan, while the sand was advanced to another section for treatment. Having passed the eight sections of the air regenerator, the material was graded to separate particles larger than 2.5mm and smaller than 0.1mm. The recovered sand ready accumulating in the hopper 33 was fed to the station where the mixture for molds and cores was prepared.

Le caratteristiche della miscela usata di partenza, della sabbia ricuperata e della sabbia fresca normale, arricchita,proveniente dal deposito di Burtsevo, sono mostrate nella Tabella 2. The characteristics of the starting mixture used, of the recovered sand and of the normal, enriched fresh sand from the Burtsevo deposit are shown in Table 2.

Le sabbie ricuperate furono impiegate per costruire forme da miscele di sabbia-bentonite, ani me a cassa calda e anime a guscio, come carica in una quantità fino al 100%. The recovered sands were used to construct molds from sand-bentonite mixtures, hot case cores and shell cores, as fillers in an amount up to 100%.

ra riscaldata aveva la composizione seguente di par ti in peso: carica'· 100%; ossido ferrico - 0,5; mi scela di resine furaniche e fenoliche in un rappor to 2'·1 - 2,0; catalizzatore (nitrato di rame) -0,5. La temperatura di indurimento era di 210°C. heated had the following composition of parts by weight: 100% filler; ferric oxide - 0.5; mixture of furan and phenolic resins in a ratio of 2 '· 1 - 2.0; catalyst (copper nitrate) -0.5. The hardening temperature was 210 ° C.

I risultati delle prove di una miscela per anime preparata da sabbie ricuperate e arricchite sono mostrati in Tabella 3. Test results of a core mix prepared from recovered and enriched sands are shown in Table 3.

E' chiaro dai dati illustrati nella Tabella che il metodo presente è adatto alla prepara zione di materiali di alta qualità che possono essere impiegati in miscele per anime a base di resi^ ne sintetiche senza alcuna limitazione (fino al 100%) e sostituire completamente la sabbia arricchita di quarzo. It is clear from the data shown in the Table that the present method is suitable for the preparation of high quality materials which can be used in mixtures for synthetic resins based cores without any limitation (up to 100%) and completely replace the sand enriched with quartz.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il ricupero di sabbie usa te in fonderie, comprendente la separazione magnetica, la disintegrazione, la vagliatura, il tratta mento meccanico e termico della superficie dei gra ni di sabbia, la classificazione e il raffreddameli to, caratterizzato dal fatto che il trattamento termico viene eseguito ad una temperatura compresa fra 310 e 900°C e la classificazione e il trattamen to meccanico della superficie dei grani di sabbia -viene eseguito in cicli ad una velocità di movimen to dei grani di sabbia durante il trattamento meccanico compresa fra 5 e 50 m/sec, almeno uno dei ci eli essendo condotto in un mezzo acquoso ad una velocità di movimento dei grani di sabbia compreso fra 5 e 7 m/sec. CLAIMS 1. Method for the recovery of sand used in foundries, comprising magnetic separation, disintegration, screening, mechanical and thermal surface treatment of sand grains, grading and cooling, characterized in that the heat treatment is carried out at a temperature between 310 and 900 ° C and the classification and mechanical treatment of the surface of the sand grains is carried out in cycles at a speed of movement of the sand grains during the mechanical treatment between 5 and 50 m / sec, at least one of the cells being conducted in an aqueous medium at a speed of movement of the grains of sand comprised between 5 and 7 m / sec. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il trattamento termico della superficie dei grani di sabbia è condotto ad una temperatura compresa fra 310 e 490°C, e il trattamento meccanico della superficie dei grani di sabbia viene eseguito dopo il trattamento termico dei grani di sabbia in un mezzo acquoso. 2. Method according to claim 1, characterized in that the heat treatment of the surface of the sand grains is carried out at a temperature between 310 and 490 ° C, and the mechanical treatment of the surface of the sand grains is carried out after the heat treatment grains of sand in an aqueous medium. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il trattamento termico della superficie dei grani di sabbia è condotto ad una temperatura compresa fra 700 e 900°C, e il trattamento meccanico della superficie dei grani di sabbia viene eseguito prima, e dopo il trattamento termico, il trattamento meccanico della superficie dei grani di sabbia precedente il trattamento termico essendo condotto in un mezzo acquoso, e dopo il trattamento termico, in un mezzo ad aria ad una velocità di movimento dei grani compresa fra 20 e 50 m/sec. Method according to claim 1, characterized in that the heat treatment of the surface of the sand grains is carried out at a temperature between 700 and 900 ° C, and the mechanical treatment of the surface of the sand grains is carried out before, and after the heat treatment, the mechanical treatment of the surface of the sand grains prior to the heat treatment being carried out in an aqueous medium, and after the heat treatment, in an air medium at a speed of movement of the grains between 20 and 50 m / sec . 4. Sistema per eseguire il metodo della rivendicazione 1, comprendente una linea per preparare sabbia per formatura, comprendente dei mezzi (1) per rimuovere un getto con un'anima da una staffa, una griglia vibrante (2) collegata ad essi da un mezzo trasportatore (40) per rimuovere la anima dal getto, e mezzi (3) per battere fuori la sabbia di formatura dalle staffe, seguiti in successione da un separatore magnetico (4), un vaglio (5), un refrigeratore (6), un miscelatore di sabbia per forme (8) e una formatrice automatica (9), ed anche una linea per preparare sabbie per anime comprendente un miscelatore di sabbie per anime (10), fornita in successione di una formatrice per anime (11), caratterizzato dal fatto che esso è for nito di una linea per trattare le sabbie di rifiuto per forme e per anime, comprendente un alimentatore (17), un frantumatore grossolano (18) per frantumare le anime di scarto, un trasportatore (19) con un separatore magnetico (20), un vaglio (21) con un di spositivo di inversione di flusso (22) e una tramog già (23) per il prodotto sotto alla griglia, collegata da mezzi trasportatori (37) al miscelatore del la sabbia di formatura (8), un frantumatore fine (24), un vaglio di controllo (25) e mezzi (26) per separare le impurità dalla superficie dei grani di sabbia, collegati da mezzi di trasportatori (38) ai miscelatori di sabbia per forme ed anime (8, 10), il trasportatore (19) essendo collegato da mezzi trasportatori (39) al vaglio (5) della linea per la preparazione di miscele di sabbia-bentonite e alla griglia vibrante (2) per la rimozione di un'anima da un getto. A system for carrying out the method of claim 1, comprising a line for preparing sand for molding, comprising means (1) for removing a jet with a core from a bracket, a vibrating grid (2) connected thereto by means conveyor (40) for removing the core from the casting, and means (3) for knocking out the molding sand from the stirrups, followed in succession by a magnetic separator (4), a screen (5), a cooler (6), a sand mixer for molds (8) and an automatic molding machine (9), and also a line for preparing sand for cores comprising a sand mixer for cores (10), supplied in succession with a core molding machine (11), characterized by the fact that it is provided with a line for treating the waste sands for molds and cores, comprising a feeder (17), a coarse crusher (18) for crushing the waste cores, a conveyor (19) with a magnetic separator (20), a sieve (21) with a married flow inversion (22) and a hopper already (23) for the product under the grate, connected by conveyor means (37) to the shaping sand mixer (8), a fine crusher (24), a screen of control (25) and means (26) for separating impurities from the surface of the sand grains, connected by conveyor means (38) to the sand mixers for molds and cores (8, 10), the conveyor (19) being connected by conveyor means (39) to the screen (5) of the line for the preparation of sand-bentonite mixtures and to the vibrating grid (2) for the removal of a core from a casting. 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi per separare le impurità dalla superficie dei grani di sabbia comprendono un forno (34) per la calcinazione ossi dante di sabbia usata, comprendente a sua volta un refrigeratore (35) e disposto in successione con una macchina per abrasione idraulica (29), un clas sificatore idraulico (30), un disidratatore (31) e un essiccatore (32). 5. System according to claim 4, characterized in that the means for separating the impurities from the surface of the sand grains comprise an oven (34) for the oxidizing calcination of used sand, comprising in turn a cooler (35) and arranged in succession with a hydraulic abrasion machine (29), a hydraulic classifier (30), a dehydrator (31) and a dryer (32). 6. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi per separare le impurità dalla superficie dei grani di sabbia comprendono una macchina per abrasione idraulica (29) disposta in successione con un classificatore idraulico (30), un disidratatore (31), un forno (34) per la calcinazione di sabbia usata, comprendente un refrigeratore (35) e una macchina per abra sione a secco (36) avente un sistema di aspirazione (41). 7- Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi per separare le impurità dalla superficie dei grani di sabbia, come una macchina per abrasione a secco (36), comprendono un rigeneratore ad aria diviso in sezioni 6. System according to claim 4, characterized in that the means for separating the impurities from the surface of the sand grains comprise a hydraulic abrasion machine (29) arranged in succession with a hydraulic classifier (30), a dehydrator (31), a furnace (34) for calcining used sand, comprising a cooler (35) and a dry abrading machine (36) having a suction system (41). 7- System according to claim 4, characterized in that the means for separating the impurities from the surface of the sand grains, such as a dry abrasion machine (36), comprise an air regenerator divided into sections