EP3202927A1 - Verfahren und vorrichtung zum regenieren von giessereisand - Google Patents

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EP3202927A1
EP3202927A1 EP16154654.4A EP16154654A EP3202927A1 EP 3202927 A1 EP3202927 A1 EP 3202927A1 EP 16154654 A EP16154654 A EP 16154654A EP 3202927 A1 EP3202927 A1 EP 3202927A1
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EP
European Patent Office
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binder
foundry sand
carrier
foundry
sand
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EP16154654.4A
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EP3202927B1 (de
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Bernd Federhen
Markus Jendrock
Enno SCHULTE
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Klein Anlagenbau AG
Original Assignee
Klein Anlagenbau AG
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Priority to PCT/EP2016/080145 priority patent/WO2017137113A1/de
Priority to US16/076,140 priority patent/US11235376B2/en
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
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    • B22C5/18—Plants for preparing mould materials
    • B22C5/185—Plants for preparing mould materials comprising a wet reclamation step
    • 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
    • B22C5/06—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sieving or magnetic separating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals

Definitions

  • the invention relates to a method for regenerating foundry sand according to the preamble of claim 1, in particular for the re-production of foundry molds and / or foundry mold cores from the regenerated foundry sand, by removing inorganic binder, such as waterglass or organic binder from a foundry sand-binder mixture, using a preferably absorbent, solid (ie not having a liquid state of matter, but formed by a solid) support means, wherein binder and carrier are separated from the foundry sand.
  • inorganic binder such as waterglass or organic binder from a foundry sand-binder mixture
  • the invention relates to a (regenerating) device for foundry sand designed for carrying out the proposed regeneration method according to the preamble of claim 11, comprising means for contacting solid carriers and foundry sand.
  • the foundry industry is anxious to reuse foundry sand, ie to feed the foundry sand already used at least once for cores or molds a sand cycle. It is known that the foundry sand no longer satisfies the sand quality requirements for a casting process with increasing proportions of binder (binding agent proportions), ie it is endeavored to largely separate the binder from the foundry sand as much as possible. In addition, the foundry sand must be free-flowing prior to its recycling, which in the case of cleaning with water, a drying of the sand requires.
  • the DE 199 343 060 007 A1 describes a regeneration method for water-glass-bonded foundry sands, which requires a heating of the sand to over 200 ° C.
  • a similar demand is made at the time of DE 20 2008 018 001 U1 collected known procedures.
  • the foundry sand is treated in a rotary kiln or in a fluidized bed, whereby a screening and air classification can follow.
  • the WO 2013/026 579 A1 describes a mechanical-thermal regeneration process with which the treated foundry sand is to achieve new sand-like properties.
  • the sand to be regenerated is first treated in a pneumatic treatment chamber and then fed to a thermal regeneration stage. However, prior to the thermal treatment, a hardening agent for water glass is added to the foundry sand.
  • the DE-OS-24 08 981 describes a mechanical regeneration process in which foundry sand is accelerated at high speed by means of a centrifugal disc and bounces against a sand pad. Due to the falling after the impact of the sand flow, an air flow is guided, which is to dissipate the fine particles resulting from the impact.
  • the DE 100 38 419 A1 describes a wet regeneration process whereby the sand is regenerated by adding water until pulp forms and moving the pulp by external forces, flushing the sand with water, draining the water to neutralize it, and dewatering and drying the sand. Good separation results are suspected here, but the large amounts of water required in foundries are undesirable and dangerous. In addition, considerable energy inputs are needed to dry the sand and evaporate the large quantities of water. Also, the accumulating wash water must be regenerated.
  • the cleaned and dried foundry sand is mixed with untreated foundry sand, whereby the binder content increases again.
  • the separated from the cleaned foundry sand cloth grains can then be dried.
  • the known method is, as mentioned, the mixture of the purified and dried foundry sand flow ahead with an untreated foundry sand flow, whereby overall the energy input low, but the sand properties for foundry operation due to the still relatively high binder content in need of improvement.
  • large amounts of water are needed for the drying process preceding the washing process, with the disadvantages already described above.
  • the object of the invention is therefore to specify an alternative, improved regeneration method for foundry sand mixed with binder from a foundry process which has already taken place, which, in addition to low energy consumption, results in good foundry sand grades of the regenerated foundry sand, i. ensures a high separation rate with respect to the binder and beyond the foundry sand regenerate is free-flowing.
  • the regenerated material produced should at least largely have resurfacing properties and / or be reusable. More preferably, no environmentally and / or harmful substances should be used.
  • the object is to provide a regeneration device for carrying out the advantageous regeneration method.
  • the object is achieved with the features of claim 11, i. in a generic device characterized in that this release agent for the common separation of the carrier and adhering thereto and / or absorbed therein binder of the foundry sand.
  • the invention is based on the idea that, preferably in an upstream mechanical treatment step of the foundry sand-binder mixture of the foundry sand grains detached binder and / or in a solid, ie no liquid state having state support carrier and then this solid carrier together or together with the at this adhering and / or absorbed in this binder including any binding properties of the binder influencing additives (additives) to separate from the foundry sand.
  • fumed silica is preferably separated from the foundry sand together with the carrier, whereby the fumed silica also adheres to and / or is absorbed in the carrier becomes.
  • the, preferably absorbent, carrier agent simultaneously performs a drying function in addition to its binder carrier function.
  • this is not mandatory, especially if any existing moisture is removed in another way, for example by microwave treatment, or if drying due to a low moisture content is not necessary.
  • the solid carrier not or better not only takes over a drying function but primarily binds the binder, so that binder and carrier together, preferably with simultaneous drying of the foundry sand are separated from the foundry sand, for which it is necessary that the binder contrary to the doctrine of DE 10 2005 029 742 B3 is still at the time of contacting, in particular the addition of the carrier is located on the foundry sand, in particular not in a previous step by a wet treatment of the foundry sand binder mixture for the purpose of leaching the binder while simultaneously separating free liquid was separated from this.
  • the invention makes use of the adhesion properties of the binder to form a solid support agent different from the foundry sand to be cleaned, by bringing the carrier, in particular by cohesion and / or by contacting, in particular adding the carrier with or to the foundry sand binder mixture
  • Adhesion and / or Kapillaritati and / or other adhesive or Saugability effectivelyen the majority of located in the foundry sand grains binders and other fine-grained materials, such as Fumed silica and / or electrically charged particles binds, so that carrier with it and / or binder present in it separated from the foundry sand, in particular can be removed from a gas stream, can.
  • the invention overcomes a significant disadvantage of known methods, since with the technologies used there, binders, mechanically abraded Feinstteilchen and electrically charged particles could not be separated sufficiently from the foundry sand, which meant that they shortened in the reclaimed the period in which The Regenerat, which was usually mixed with new sand, new forms and cores could be produced.
  • the interfering fines remained largely with the foundry sand, in particular they adhere to this, and acted through the enlarged surface active in the wet determination of electrical conductivity and acid consumption, which serve as indicators of foundry properties.
  • the binder present in the foundry sand binder mixture and to be separated from the foundry sand together with the carrier agent is an inorganic binder, in particular water glass. Additionally or alternatively, organic binders can be selected.
  • the carrier agent and the binder are to be coordinated or selected such that a large part of the binder adheres to and / or is received in the carrier in order to be able to be separated from the foundry sand together with the carrier, ie in a common separation step. Belonging to the binder in the context of the present disclosure, the binding properties of the actual binder active substance, such as water glass influencing additives understood.
  • additives are also offered on the market under the name promoters.
  • These additives preferably influence the network formation of the actual binding active substance and / or the hot strength of the forms and cores to be produced from the foundry sand binder mixture.
  • the aforementioned additives physically and / or chemically covalently interact with the binder active substance and / or serve as a catalyst.
  • such additives may be added in powder form to the foundry sand and / or liquid, in particular together with a liquid binder active substance.
  • the carrier in order to be able to bind binders to any additives, other fines, in particular fumed silica and electrically charged particles, is added or brought into contact with the foundry sand binder mixture and not with the already cleaned foundry sand.
  • the contacting in particular the addition of carrier to the foundry sand binder mixture without prior wet treatment, i. Wash out binder with liquid, such as water.
  • the carrier is reused after the separation of foundry sand, ie added to a (new) Altg tellereisandcharge for performing the method according to the invention becomes.
  • this reuse is essentially untreated, which is possible in particular when the absorption capacity for binders, any additives and fumed silica has not yet been exhausted.
  • the carrier can be cleaned before re-use, for example, by mechanical treatment of adhering substances, so that the carrier has again an increased absorption capacity for the substances to be absorbed.
  • a binder weight fraction (weight fraction of binder active substance such as water glass including any previously explained additives) of at least 0.3 wt .-%, preferably at least 0.5 wt.%, More preferably at least 0.8 wt.%, Even more preferably at least 1.0 wt.%, Even more preferably at least 1.5 wt.%, Most preferably about 2 , 0 wt .-% or more.
  • the electrical conductivity and the acid consumption are used as an indicator for the foundry sand quality.
  • a high acid consumption and a high conductivity make it possible to deduce a high proportion of binder.
  • the aim of the process according to the invention is therefore to reduce the conductivity and / or the acid consumption by the process according to the invention or the use of a device according to the invention.
  • the conductivity value and / or the acid consumption in the final process product ie the regenerated foundry sand
  • at least 30% is reduced compared to a corresponding conductivity value or acid consumption value of the foundry sand-binder mixture before a start of the process.
  • the conductivity and / or the acid consumption by the process is reduced by at least 50%, more preferably by at least 60%, even more preferably by about one third or less of the corresponding original value before the beginning of the process. This reduction is based primarily on the contacting of the foundry sand binder mixture with the carrier and optionally an adhesion promoter and the removal of the binder or by the binder particles by means of the carrier.
  • the table below shows typical conductivity values and acid consumption values for three different foundry-sand binder mixtures (starting materials of the process) prior to the start of the process, i. in a typical state after a foundry process (left column) and after an optional mechanical processing in the context of the process, where as the mechanical processing here the later to be explained cluster RegVerfahren was applied (middle column), in connection with experiments on the sand 1 and 2 no mechanical processing took place and thus corresponding conductivity and acid consumption values are not indicated.
  • In the right column are the values of the regenerated foundry sand after completion of the process, i. according to a still to be explained splits, i. the separation of the carrier with binder.
  • All foundry sand binder mixtures (Sand 1, Sand 2, Sand 3) contain a waterglass-based binder with additives. Table on conductivity and acid consumption (examples) 0-sample (used sand ie foundry sand binder mixture before regeneration) After optional mechanical processing, in particular Clusterreg method regenerated sand Conductivity in ⁇ S / cm (Sand 1) 1453 - (Sand 1) 461 (Sand 2) 1100 - (Sand 2) 344 (Sand 3) 1138 1109 (Sand 3) 450 Acid consumption in mg HCl / 100g sand (Sand 1) 153 - (Sand 1) 59 (Sand 2) 134 - (Sand 2) 61 (Sand 3) 130 126 (Sand 3) 80
  • the conductivity of a corresponding sand sample at the time of contacting with the carrier is greater than 800 ⁇ S / cm, more preferably greater than 900 ⁇ S / cm, even further preferably greater than 1000 ⁇ S / cm, even more preferably greater than 1100 ⁇ S / cm.
  • the conductivity is less than 600 ⁇ S / cm, most preferably less than 500 ⁇ S / cm.
  • the acid consumption is generally that this is preferably greater than 90 mg HCl / 100g sample, most preferably greater than 100 mg HCl / 100g sample, even more preferably greater than 110 mg HCl / 100g sample and before the execution of the method or the acid consumption of the regenerated sand is less than 90 mg HCl / 100g sample, most preferably less than 80 mg HCl / 100 g sample, even more preferably less than 70 mg HCl / 100 g sample.
  • the foundry sand binder mixture in particular - but not necessarily - liquid, adhesion promoter to improve the transport of the binder to the carrier and / or to improve the adhesion of binder and / or Feinstteilchen and electrically charged particles on and / or the inclusion of binder, fines and electrically charged particles in the carrier. It is particularly preferred if the adhesion promoter used is a liquid, in particular water, or the adhesion promoter comprises at least one such liquid.
  • adhesion promoter in the solid state of aggregation, it being expedient for this case if the adhesion promoter is fluid at least during a process step in which the adhesion promoter is in contact with the foundry sand / binder mixture together with the solid support. So reaches a liquid state of matter, which can be achieved, for example by addition of heat, depending on the choice of adhesion promoter, especially in the case of the addition of meltable adhesion promoter.
  • liquid adhesion promoter is particularly suitable water.
  • alcohols, polar solvents, electrically conductive liquids and / or binders, in particular water glass dissolving and / or dissolving liquids can be used.
  • water glass dissolving and / or dissolving liquids can be used.
  • liquid adhesion promoters or to dispense with adhesion promoters which are separate from the support, in particular when the support itself assumes this function, in particular due to a corresponding interaction with the binder, for example because of a surface which is tacky or adhesively adhesive to the bonding agent or chemical or physical affinity for the binder.
  • liquid, liquefiable (for example fusible) adhesion promoters resulting from the (small) adhesion promoter addition only moist, non-wet treatment of the foundry sand binder mixture then also has the consequence considerable advantages in terms of a low energy input for drying.
  • the drying energy is, as already stated in development of the invention advantageously provided before and / or during the joint separation of binder and carrier of the foundry sand adhesion promoter, in particular a liquid, preferably water at most to a weight percentage based on the weight of the foundry sand binder mixture without consideration of the carrier weight of less than 4 wt .-%, preferably less than 3.5 wt .-%, more preferably less than 3 wt .-%. It is particularly preferred if this proportion by weight (moisture content) is less than 2.1% by weight, very particularly preferably between 0.1% by weight and 2.0% by weight, even more preferably between 0.3% by weight .-% and 2.0 wt .-%. Also, with 1.5% moisture content (wt.%), Reasonable separation results were observed with low use of dry energy.
  • a liquid preferably water at most to a weight percentage based on the weight of the foundry sand binder mixture without consideration of the carrier weight of less than 4 wt .-
  • the moisture content is adjusted and / or selected throughout the process so that the foundry and binder mixture and the regenerative foundry sand (as well as all intermediates) is or remains free-flowing at each process time and not clumping.
  • the foundry sand binder mixture is mechanically processed in order to detach binder aggregated on the foundry sand and / or to comminute binder.
  • the foundry sand binder mixture is mechanically processed in order to detach binder aggregated on the foundry sand and / or to comminute binder.
  • mechanical treatments can be used, which ensure that the mixture is exposed to corresponding mechanical loads, in particular shear forces and / or impact forces.
  • the bluff bodies are of spherical, or ball-like or irregular polyhedral shape, and preferably at least ten times larger than the maximum grain of the foundry sand-binder mixture to be treated. It has proved particularly expedient if at least the outer layer of the bluff body consists of quartz-containing material or at least the outer layer of the bluff body of polyurethane or the like. consists elastic material and / or the bluff bodies are hollow, so that the moving bluff body direct the flow of sand and stimulate the touching sand grains and these excited sand grains acting on other grains of sand cleaning.
  • binder removed from foundry sand particularly after mechanical processing as mentioned above, most preferably prior to addition of primer, i. be separated dry, for example by sieving and / or air classification.
  • the carrier in principle, it is possible for the carrier to be bound to a preferably moved carrier, for example one, in particular rotating, drum and / or a preferably moving, in particular circulating, belt and moving the foundry sand-binder mixture relative to the carrier-bound carrier becomes.
  • a preferably moved carrier for example one, in particular rotating, drum and / or a preferably moving, in particular circulating, belt and moving the foundry sand-binder mixture relative to the carrier-bound carrier becomes.
  • the carrier agent for this purpose is preferably granular and / or powdery and / or fibrous. In this preferred case, it is important to ensure thorough mixing of the vehicle and, preferably by addition of primer, moistened (not necessarily) foundry sand binder mixture.
  • substances with a large active surface area ie with a large outer surface area and / or a large inner surface area
  • the latter should be accessible from the outside to interact with the binder.
  • drying agents such as aluminum oxide, potassium carbonate, potassium hydroxide, silica gel, molecular sieve, celluloids, etc., the selection of which should be adapted to the particular binder in terms of material, grain and / or pore size.
  • the weight percentage of the carrier to the foundry sand binder mixture prior to the addition of a value range between 1 Wt .-% and 15 wt .-% is selected, even more preferably between 1 wt% and 10 wt .-%.
  • a weight proportion of carriers such as wood flour of more than 2 wt .-%, most preferably more than 3 wt .-%.
  • the carrier used is combustible, in particular in that it consists of or comprises organic material.
  • the carrier material separated from the foundry sand is burned and the heat energy and / or directly the combustion gases are used, in particular to dry the foundry sand and / or to heat and / or form a later to be explained gas stream, preferably with the separation of carrier and foundry sand takes place.
  • drying and separation is particularly expedient, which is achieved in that the mixture of foundry sand and carrier with, in particular heated gas, in particular air are flowed through, in particular within a fluidized bed, in which the heated gas stream is introduced.
  • This common drying and splitting (separation) has considerable advantages and can alternatively be carried out alternatively (batchwise) or continuously.
  • the carrier is discharged by means of the gas stream and can be deposited again by means of at least one filter or cyclone or in other procedural manners (outside of a separating unit or container), in particular in order to be burnt, as already indicated.
  • the flow rate of the heated gas stream, in particular air flow during the chipping process is adjusted so that in the regrind no grains with a diameter of less than 0.2mm, preferably less than 0.1 mm are available.
  • the use of air streams with a comparatively low temperature, in particular at a temperature of below 300 ° C. suffices for the desired drying and separating step.
  • the temperature of the air flow is less than 250 ° C and is most preferably selected from a temperature range between 160 ° C and 240 ° C or is set to such a temperature.
  • the foundry sand, in particular by gas flow, in particular Heilstrombeaufschlagung during the separation (splitting) of the carrier together with the binder at a maximum temperature below 220 ° C, especially below 200 ° C, even more preferably below 180 ° C heated.
  • gas flow in particular Luftstrombeaufschlagung during the separation (splitting) of the carrier together with the binder at a maximum temperature below 220 ° C, especially below 200 ° C, even more preferably below 180 ° C heated.
  • drying step mentioned in the context of the disclosure comes into play, in particular, during wetting of the foundry sand-binder mixture with liquid and / or liquefiable adhesion promoter. If this is dispensed with, drying can be dispensed with if necessary.
  • the drying by means of an air flow in particular an air flow for simultaneous removal of the carrier (with binder) from the foundry sand is a possibility for setting a desired final moisture content.
  • other drying methods can in principle also be used, such as, for example, a treatment or drying with the aid of microwaves.
  • a drying can in particular be completely dispensed with, if the moisture content is kept low from the outset, in particular by no liquid coupling agent is added, but either no adhesion promoter or a residual adhesion promoter.
  • the device according to the invention is intended and configured for carrying out the method according to the invention and characterized by the provision of separating means (separating device) for jointly separating the carrier and the binder adhering thereto and / or absorbed therein from the foundry sand.
  • the release agents are preferably simultaneously drying agents for the foundry sand and / or the carrier, which preferably binds a part, in particular the majority, of the moisture added, in particular in the form of adhesion promoter, and / or absorbs it.
  • the release agents preferably comprise a fluidized bed in that the pourable sand / binder mixture can be flowed through by a gas stream, in particular an air stream, with the binder adhering to the carrier, wherein the gas stream, in particular air stream, as disclosed in the process, can preferably be heated.
  • the carrier is burned in the context of the method and / or the device, wherein the heat of combustion preferably for heating the gas stream, in particular the air stream for drying the foundry sand and / or separating the carrier with the binder adhering thereto and / or incorporated therein is used, for which purpose, for example, the combustion exhaust gases are conducted via a heat exchanger and / or or a heat exchanger is arranged in the combustion chamber and / or around the combustion chamber. Additionally or alternatively, it is conceivable, the gas volume flow for drying the foundry sand and / or the separation of the carrier with the binder of to form the foundry sand at least partially by means of the combustion gases themselves.
  • the device has a heat recovery device or thermal energy is recovered from the regenerated and preferably as described above in the gas flow stream heated foundry sand, further training this heat energy for preheating the gas flow to dry the foundry sand and / or for separating the carrier with the binder from the foundry sand is used.
  • so-called Sandtemperier bootsen can be used, for example, comprise a flowing in a pipe system heat transfer medium and the sand can give heat energy to this pipe system, such as falling or trickling through such a pipe system having falling or trickle space and / or by fluidization of the sand from below and thereby bringing into contact with such a pipe system.
  • Alternative heat exchanger arrangements can also be used to utilize the heat energy of the regenerated foundry sand.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of a regeneration process according to the invention.
  • an unwashed foundry sand binder mixture is supplied which is to be treated.
  • In the present embodiment is inorganic binder in the form of water glass with promoters.
  • the feed takes place in a mechanical treatment device 2 in order to detach and / or comminute binders from the foundry sand grains by the acting mechanical forces.
  • the mechanical treatment is preferably dry, in the concrete embodiment by the in the DE 10 2013 001 801 B4 described "Clustreg" technology or - treatment in which the foundry sand-binder mixture mechanically processed by means of a heap and a relative movement, in particular sheared.
  • the bed in particular before the mixer 4, a sieving or air classification step for preferably dry cleaning the foundry sand-binder mixture of be subjected to a binder content and / or Feinstteilchen.
  • adhesion promoter 5 here for example in the form of water and carrier 6, here exemplified in the form of wood fibers.
  • the amount of water is chosen in the specific embodiment so that the moisture content of the foundry sand binder mixture after thorough mixing here is for example 1.7 wt .-%, without consideration of the carrier weight fraction.
  • thorough mixing results in intensive contact of binder particles of the binder and carrier, whereby the binder particles adhere to and / or become lodged on the carrier.
  • the further transport of the mixture of foundry sand and carrier with binder particles of the binder thereon then takes place to a splitter 8 (common drying and separating device), by simultaneously drying the foundry sand and at least partially carried the carrier and the carrier together with the binder thereon binder of the binder discharged at 9, that is separated from the foundry sand, which is discharged at 10 dry from the splitter.
  • the splitter 8 comprises a fluidized bed (fluidized bed), in which foundry sand and carrier agent with binder particles of the binder present thereon are flowed through by means of a gas stream 11 heated to 180 ° C. by way of example.
  • the discharged carrier agent is supplied to a separator 12, by means of which carrier medium with binder adhering thereto is separated from the discharge gas stream and fed at 13 to a combustion device 14.
  • the exhaust gas is passed through a heat exchanger 15, which heats a gas stream, here a fresh air stream 16, which then forms the gas stream 11 in the heated state.
  • a gas stream here a fresh air stream 16
  • the preheated air stream 17 which has been freed from the carrier in the separator 12, is used to heat the fresh air stream 16.
  • the external heating energy for example electrically, gaseous, with liquid or solid energy carriers for heating the fresh air flow 16 can be used at 18.
  • thermal energy can be used (not shown) which is recovered from the regenerated sand, for example by a so-called sand tempering or cooling device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gießereisand, insbesondere für die erneute Herstellung von Gießereiformen und/oder Gießereiformkernen aus dem regenerierten Gießereisand, durch Entfernen von Bindemittel aus einem Gießereisand- Bindemittelgemisch, unter Verwendung eines, bevorzugt saugfähigen, festen Trägermittels (6), wobei Bindemittel und Trägermittel (6) von dem Gießereisand getrennt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Trägermittel (6) mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch in Kontakt gebracht, bevorzugt diesem zugesetzt, und gemeinsam mit dem an diesem anhaftenden und/oder in diesem aufgenommenen Bindemittel von dem Gießereisand getrennt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gießereisand gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für die erneute Herstellung von Gießereiformen und/oder Gießereiformkernen aus dem regenerierten Gießereisand, durch Entfernen von anorganischem Bindemittel, wie beispielsweise Wasserglas oder organischem Bindemittel aus einem Gießereisand-Bindemittelgemisch, unter Verwendung eines, bevorzugt saugfähigen, festen (d.h. keinen flüssigen Aggregatzustand aufweisenden, sondern von einem Festkörper bzw. Feststoff gebildeten) Trägermittels, wobei Bindemittel und Trägermittel von dem Gießereisand getrennt werden.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des vorgeschlagenen Regenerierverfahrens ausgebildete (Regenerier-)Vorrichtung für Gießereisand gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11, umfassend Mittel zum Inkontaktbringen von festen Trägermitteln und Gießereisand.
  • Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Gießereiindustrie bestrebt, Gießereisand wiederzuverwenden, d.h. den bereits mindestens einmal für Kerne oder Formen eingesetzten Gießereisand einem Sandkreislauf zuzuführen. Es ist bekannt, dass der Gießereisand mit zunehmenden Binderanteilen (Bindemittelanteilen) den Sandqualitätsanforderungen für einen Gussvorgang nicht mehr genügt, d.h. man ist bestrebt das Bindemittel von dem Gießereisand möglicht weitgehend abzutrennen. Darüber hinaus muss der Gießereisand vor seiner Wiederverwertung rieselfähig sein, was für den Fall einer Reinigung mit Wasser eine Trocknung des Sandes voraussetzt.
  • Es sind verschiedenste Gießereisandaufbereitungsverfahren bekannt geworden, die insbesondere für den Fall, dass sie den Einsatz großer Mengen an Wasser erfordern oder der Regenerierprozess hohe Temperaturen voraussetzt, sehr energieintensiv sind.
  • So wird beispielsweise auf die DE-OS-18 06 842 verwiesen. Diese beschreibt ein thermisches Verfahren zur Regenerierung von Gießereisand, wobei gemäß der Lehre der Druckschrift der Gießereisand bei 1000°C geglüht und nachfolgend Bindereste entfernt werden, und zwar durch plötzliche Abkühlung, Reiben oder Prallen und Windsichtung.
  • Die DE 199 343 060 007 A1 beschreibt ein Regenerierverfahren für wasserglasgebundene Gießereisande, welches eine Erhitzung des Sandes auf über 200°C erfordert. Eine ähnliche Forderung wird bei dem aus der DE 20 2008 018 001 U1 bekannten Verfahren erhoben. Hier wird der Gießereisand in einem Drehofen oder in einem Wirbelbett behandelt, wobei eine Siebung und Windsichtung anschließen kann.
  • Die WO 2013/026 579 A1 beschreibt ein mechanisch-thermisches Regenerierverfahren, mit dem der behandelte Gießereisand neusandähnliche Eigenschaften erreichen soll. Der zu regenerierende Sand wird dabei zunächst in einer pneumatischen Behandlungskammer behandelt und danach einer thermischen Regenerationsstufe zugeführt. Vor der thermischen Behandlung wird dem Gießereisand jedoch ein Härtungsmittel für Wasserglas zugesetzt.
  • Die DE-OS-24 08 981 beschreibt ein mechanisches Regenerierverfahren, bei dem Gießereisand mit hoher Geschwindigkeit mittels eines Schleudertellers radial beschleunigt wird und gegen ein Sandpolster prallt. Durch den nach dem Aufprall nach unten fallenden Sandstrom wird ein Luftstrom geführt, der die beim Aufprall entstandenen Feinteile abführen soll.
  • Ein anderes mechanisches Regenerierungsprinzip ist in der DE 43 16 610 A1 beschrieben.
  • Die rein mechanischen und/oder thermischen Regenerierverfahren liefern bisher großtechnisch keine befriedigenden Trennergebnisse bezogen auf das Bindemittel.
  • Die DE 100 38 419 A1 beschreibt ein Nassregenerierungsverfahren, mit dem der Sand durch Zugabe von Wasser bis zur Bildung einer breiigen Masse und Bewegung des Breis durch äußere Kräfte, Ausspülen des Sandes mit Wasser, Ableiten des Wassers zu dessen Neutralisierung sowie Entwässern und Trocknen des Sandes regeneriert wird. Hier werden gute Trennergebnisse vermutet, jedoch sind die hier benötigten großen Wassermengen in Gießereien unerwünscht und auch gefährlich. Zudem werden zur Trocknung des Sandes und der Verdunstung der großen Wassermengen erhebliche Energieeinträge benötigt. Auch muss das anfallende Waschwasser regeneriert werden.
  • Aus der DE 10 2005 029 742 B3 ist ebenfalls ein Nassregenerierungsverfahren bekannt geworden, bei dem einer von zwei Sand-Teilströmen nassregeneriert wird, was bedeutet, dass das Bindemittel mithilfe großer Wassermengen ausgewaschen und danach die freie Flüssigkeit abgeschieden wird. Aus der Druckschrift ist es weiter bekannt, zur Reduzierung des Energieeintrags für die Trocknung des gereinigten Gießereisandes dem gereinigten Gießereisand nach seiner Waschung mit einem Stoff zu vermischen, der die Feuchte der Sandkornoberfläche aufnimmt. Dieser Stoff wird in Form von Körnern zugegeben, die größer sind als die Gießereisandkörner, um die Stoffkörner mittels Siebung von dem gereinigten Gießereisand zu trennen. Somit erfolgt gemäß der Lehre der DE 10 2005 029 742 B3 das Trocknen des gereinigten Gießereisandes ohne Erwärmung desselben.
  • Der gereinigte und getrocknete Gießereisand wird mit unbehandeltem Gießereisand vermischt, wodurch der Bindemittelanteil wieder zunimmt. Die vom gereinigten Gießereisand abgetrennten Stoffkörner können dann getrocknet werden. Das bekannte Verfahren setzt, wie erwähnt, die Mischung des gereinigten und getrockneten Gießereisandstroms mit einem unbehandelten Gießereisandstrom voraus, wodurch zwar insgesamt der Energieeintrag gering, jedoch die Sandeigenschaften für den Gießereibetrieb aufgrund des noch vergleichsweise hohen Bindemittelanteils verbesserungsbedürftig sind. Darüber hinaus werden für den dem Trocknungsvorgang vorausgehenden Waschvorgang große Wassermengen benötigt, mit den zuvor bereits beschriebenen Nachteilen.
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives, verbessertes Regenerierverfahren für mit Bindemittel aus einem bereits erfolgten Gießereiprozess versetzten Gießereisand anzugeben, welches neben einem geringen Energieverbrauch gute Gießereisandqualitäten des regenerierten Gießereisandes, d.h. eine hohe Trennquote bezüglich des Bindemittels sicherstellt und darüber hinaus das Gießereisandregenerat rieselfähig ist. Bevorzugt soll das hergestellte Regenerat (gereinigter und trockener Gießereisand) zumindest weitgehend Neusandeigenschaften aufweisen und/oder wiederverwendbar sein. Weiter bevorzugt sollen keine umwelt- und/oder gesundheitsschädlichen Substanzen eingesetzt werden müssen.
  • Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Regenerationsvorrichtung zur Ausführung des vorteilhaften Regenerationsverfahrens anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Regenerierungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, dass das Trägermittel (nicht erst mit dem bereits fertig gereinigten Gießereisand, sondern) mit dem Gießereinsand-Bindemittelgemisch in Kontakt gebracht, bevorzugt diesem zugesetzt, und gemeinsam mit dem an diesem anhaftenden und/oder in diesem aufgenommenen Bindemittel von dem Gießereisand getrennt wird.
  • Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch, dass diese Trennmittel zum gemeinsamen Trennen des Trägermittels und des daran anhaftenden und/oder darin aufgenommenen Bindemittels von dem Gießereisand aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
  • Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das, bevorzugt in einem vorgelagerten mechanischen Behandlungsschritt des Gießereisand-Bindemittelgemisches von den Gießereisandkörner abgelöste Bindemittel an und/oder in einem festen, d.h. keinem flüssigen Aggregatzustand aufweisenden Trägermittel anzubinden und dann dieses feste Trägermittel zusammen bzw. gemeinsam mit dem an diesem anhaftenden und/oder in diesem aufgenommenen Bindemittel inklusive etwaiger das Bindeverhalten des Bindemittels beeinflussender Zusätze (Additive) von dem Gießereisand abzutrennen. Gleichzeitig wird bevorzugt Quarzstaub zusammen mit dem Trägermittel von dem Gießereisand abgetrennt, wobei auch der Quarzstaub an dem Trägermittel anhaftet und/oder in diesem aufgenommen wird. Für den bevorzugten, später noch zu erläuterten Fall, dass dem Gießereisand-Bindemittelgemisch geringe Mengen eines zumindest zeitweise flüssigen Haftvermittlers, insbesondere von Wasser zugesetzt werden, übernimmt das, bevorzugt saugfähige, Trägermittel gleichzeitig zusätzlich zu seiner Trägerfunktion für Bindemittel eine Trocknungsfunktion. Dies ist jedoch nicht zwingend, insbesondere, wenn etwaige vorhandene Feuchtigkeit auf andere Weise, beispielsweise durch Mikrowellenbehandlung, abgeführt wird oder wenn eine Trocknung aufgrund eines geringen Feuchtigkeitsgehalts nicht notwendig ist.
  • Wesentlich ist vorliegend jedoch, dass das feste Trägermittel, nicht oder besser nicht nur eine Trocknungsfunktion übernimmt sondern in erster Linie das Bindemittel bindet, so dass Bindemittel und Trägermittel gemeinsam, bevorzugt unter gleichzeitiger Trocknung des Gießereisandes von dem Gießereisand getrennt werden, wozu es notwendig ist, dass sich das Bindemittel im Gegensatz zu der Lehre der DE 10 2005 029 742 B3 noch zum Zeitpunkt des Inkontaktbringens, insbesondere der Zugabe des Trägermittels bei dem Gießereisand befindet, insbesondere nicht in einem vorhergehenden Schritt durch eine Nass-Behandlung des GießereisandBindemittelgemisches zum Zwecke des Auswaschens des Bindemittels unter gleichzeitigem Abscheiden freier Flüssigkeit von diesem getrennt wurde.
  • Die Erfindung macht sich somit erstmals die Adhäsionseigenschaften des Bindemittels zu einem festen, von dem zu reinigenden Gießereisand unterschiedlichen Trägermittel zunutze, indem durch das Inkontaktbringen, insbesondere Zugeben des Trägermittels mit dem bzw. zu dem Gießereisand-Bindemittelgemisch der Trägerstoff, insbesondere durch Kohäsion und/oder Adhäsion und/oder Kapillarbindung und/oder anderen Haft- oder Saugaufnahmeeffekten den Großteil des sich bei den Gießereisandkörnern befindlichen Bindemitteln und sonstige feinstkörnigen Stoffe, wie Quarzstaub und/oder auch elektrisch geladene Teilchen bindet, so dass Trägermittel mit daran und/oder darin vorhandenem Bindemittel vom Gießereisand getrennt, insbesondere von einem Gasstrom abgeführt, werden kann.
  • Hierdurch überwindet die Erfindung einen erheblichen Nachteil von bekannten Verfahren, da mit den dort eingesetzten Technologien Bindemittel, mechanisch abgeriebene Feinstteilchen und elektrisch geladene Teilchen nicht genügend vom Gießereisand getrennt werden konnten, was dazu führte, dass sie im gewonnenen Regenerat den Zeitraum verkürzten, in dem mit dem Regenerat, welches in der Regel mit Neusand vermischt wurde, neue Formen und Kerne hergestellt werden konnten. Die störenden Feinstteilchen verblieben großteils beim Gießereisand, insbesondere haftenden sie an diesem, und wirkten durch die vergrößerte Oberfläche aktiv bei der Nassbestimmung der elektrischen Leitfähigkeit und dem Säureverbrauch, die als Indikatoren für Gießereisandeigenschaften dienen.
  • Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn es sich bei dem im GießereisandBindemittelgemisch vorhandenen und gemeinsam mit dem Trägermittel von dem Gießereisand zu trennenden Bindemittel um ein anorganisches Bindemittel handelt, insbesondere um Wasserglas. Zusätzlich oder alternativ können organische Bindemittel gewählt werden. Trägermittel und Bindemittel sind jedenfalls so aufeinander abzustimmen bzw. auszuwählen, dass ein Großteil des Bindemittels an dem Trägermittel anhaftet und/oder in diesem aufgenommen wird, um gemeinsam mit dem Trägermittel, d.h. in einem gemeinsamen Trennschritt vom Gießereisand getrennt werden zu können. Als zum Bindemittel gehörig werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auch die Bindeeigenschaften der eigentlichen Bindemittelwirksubstanz, wie beispielsweise Wasserglas beeinflussende Zusätze verstanden. Solche, insbesondere bei anorganischen Bindemitteln bzw. Bindemittelwirksubstanzen zum Einsatz kommenden Zusatzstoffe werden auf dem Markt auch unter der Bezeichnung Promotoren angeboten. Diese Zusatzstoffe beeinflussen bevorzugt die Netzwerkbildung der eigentlichen Bindewirksubstanz und/oder die Heißfestigkeit der aus dem Gießereisandbindemittelgemisch herzustellenden Formen und Kerne. Bevorzugt treten die vorgenannten Additive physikalisch und/oder chemisch kovalent mit der Bindemittelwirksubstanz in Wechselwirkung und/oder dienen als Katalysator. Grundsätzlich können solche Zusatzstoffe in Pulverform dem Gießereisand zugesetzt sein und/oder flüssig, insbesondere zusammen mit einer flüssigen Bindemittelwirksubstanz.
  • Wie bereits erwähnt ist es wesentlich, dass das Trägermittel, um Bindemittel etwaige Zusätze, sonstige Feinstteile, insbesondere Quarzstaub und elektrisch geladene Teilchen binden zu können zum GießereisandBindemittelgemisch zugegeben bzw. mit diesem in Kontakt gebracht wird und nicht zum bereits gereinigten Gießereisand. Um dies zu gewährleisten ist es vorteilhaft, wenn das Inkontaktbringen, insbesondere das Zugeben von Trägermittel zum Gießereisand-Bindemittelgemisch ohne vorheriges Nassbehandeln, d.h. Auswaschen von Bindemittel mit Flüssigkeit, wie Wasser erfolgt.
  • Ganz generell ist anzumerken, dass - falls nicht im Einzelfall anders angegeben - die im Text verwendeten Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das im Rahmen der Erfindung zu behandelnde, also ursprüngliche Gießereisand-Bindemittelgemisch, noch vor einer noch zu erläuternden, fakultativen mechanischen Behandlung. Dies bedeutet, dass im Rahmen des Verfahrens erfolgende Stoffzugaben, insbesondere des Trägermittels und/oder eines Haftvermittlers nicht betrachtet werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn das Trägermittel nach dem Abtrennen von Gießereisand wiederverwendet wird, d.h. einer (neuen) Altgießereisandcharge zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zugesetzt wird. Gemäß einer ersten Alternative erfolgt diese Wiederverwendung im Wesentlichen unbehandelt, was insbesondere dann möglich ist, wenn die Aufnahmekapazität für Bindemittel, etwaige Zusätze und Quarzstaub noch nicht erschöpft ist. Bei einer alternativen Variante kann das Trägermittel vor der erneuten Verwendung, beispielsweise durch mechanische Behandlung von anhaftenden Substanzen gereinigt werden, so dass das Trägermittel wieder eine erhöhte Aufnahmekapazität für die aufzunehmenden Substanzen hat.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Gießereisand-Bindemittelgemisch zum Zeitpunkt des Inkontaktbringens mit dem Trägermittel, insbesondere vor der Zugabe, einen Bindemittelgewichtsanteil (Gewichtsanteil an Bindemittelwirksubstanz wie beispielsweise Wasserglas inklusive etwaiger zuvor erläuterter Zusätze) von mindestens 0,3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 0,8 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von mindestens 1,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von etwa 2,0 Gew.-% oder mehr aufweist.
  • Wie bereits erwähnt, wird die elektrische Leitfähigkeit sowie der Säureverbrauch als Indikator für die Gießereisandqualität genutzt. Dabei lassen grundsätzlich ein hoher Säureverbrauch und eine hohe Leitfähigkeit auf einen hohen Bindemittelanteil schließen - Ziel ist es somit durch das erfindungsgemäße Verfahren, dass die Leitfähigkeit und/oder der Säureverbrauch durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung reduziert werden/wird.
  • Ganz besonders bevorzugt ist es, unabhängig von dem jeweils angewandten Messverfahren zur Bestimmung der Leitfähigkeit und des Säureverbrauchs, wenn der Leitfähigkeitswert und/oder der Säureverbrauch bei dem Verfahrensendprodukt, d.h. dem regenerierten Gießereisand um mindestens 30% reduziert wird, im Vergleich mit einem entsprechenden Leitfähigkeitswert bzw. Säureverbrauchswert des Gießereisand-Bindemittelgemisches vor einem Verfahrensbeginn. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Leitfähigkeit und/oder der Säureverbrauch durch das Verfahren um mindestens 50% reduziert werden/wird, ganz besonders bevorzugt um mindestens 60%, noch weiter bevorzugt auf etwa ein Drittel oder weniger des entsprechenden ursprünglichen Wertes vor Verfahrensbeginn. Diese Reduzierung beruht in erster Linie auf dem Inkontaktbringen des Gießereisand-Bindemittelgemisches mit dem Trägermittel und ggf. einem Haftvermittler sowie dem Abtransport des Bindemittels bzw. vom Bindemittelteilchen mittels des Trägermittels.
  • In der im Folgenden eingeblendeten Tabelle sind typische Leitfähigkeitswerte und Säureverbrauchswerte für drei unterschiedliche GießereisandBindemittelgemische (Ausgangsprodukte des Verfahrens) dargestellt und zwar vor Beginn des Verfahrens, d.h. in einem typischen Zustand nach einem Gießereiprozess (linke Spalte) sowie nach einer fakultativen mechanischen Bearbeitung im Rahmen des Verfahrens, wobei als mechanische Bearbeitung hier das später noch zu erläuternde Cluster-RegVerfahren angewendet wurde (mittlere Spalte), wobei im Zusammenhang mit Versuchen zu dem Sand 1 und 2 keine mechanische Bearbeitung erfolgte und somit entsprechende Leitfähigkeits- und Säureverbrauchswerte nicht angegeben sind. In der rechten Spalte sind die Werte des regenerierten Gießereisandes nach Beendigung des Verfahrens, d.h. nach einem noch zu erläuternden Splitten, d.h. dem Abtrennen des Trägermittels mit Bindemittel eingeblendet.
  • Bei sämtlichen Gießereisand-Bindemittelgemischen (Sand 1, Sand 2, Sand 3) ist ein Bindemittel auf Wasserglasbasis mit Zusätzen enthalten. Tabelle zu Leitfähigkeit und Säureverbrauch (Beispiele)
    0-Probe (Altsand d.h. Gießereisand-bindemittelgemisch vor der Regeneierung) Nach fakultativer mechanischer Bearbeitung, insbesondere Clusterreg-Verfahren regenerierter Sand
    Leitfähigkeit in µS/cm (Sand 1) 1453 - (Sand 1) 461
    (Sand 2) 1100 - (Sand 2) 344
    (Sand 3) 1138 1109 (Sand 3) 450
    Säureverbrauch in mg HCl /100g Sand (Sand 1) 153 - (Sand 1) 59
    (Sand 2) 134 - (Sand 2) 61
    (Sand 3) 130 126 (Sand 3) 80
  • Wie der Tabelle zu entnehmen ist und als allgemeine Lehre offenbart gelten soll, ist es bevorzugt, wenn die Leitfähigkeit einer entsprechenden Sandprobe zum Zeitpunkt des Inkontaktbringens mit dem Trägermittel größer ist als 800 µS/cm, weiter bevorzugt größer als 900 µS/cm, noch weiter bevorzugt größer 1000 µS/cm, noch weiter bevorzugt größer 1100 µS/cm. Ebenso ist es bevorzugt, wenn nach Abschluss des Verfahrens und dem Trennen des Trägermittels vom dann regenerierten Sand die Leitfähigkeit geringer ist als 600 µS/cm, ganz besonders bevorzugt geringer ist als 500 µS/cm.
  • Für den Säureverbrauch gilt allgemein, dass dieser vor der Durchführung des Verfahrens bevorzugt größer ist als 90 mg HCl/100g Probe, ganz besonders bevorzugt größer ist als 100 mg HCl/100g Probe, noch weiter bevorzugt größer ist als 110 mg HCl/100g Probe und/oder der Säureverbrauch des regenerierten Sandes geringer ist als 90 mg HCl/100g Probe, ganz besonders bevorzugt geringer ist als 80 mg HCl/100g Probe, noch weiter bevorzugt geringer ist als 70 mg HCl/100g Probe.
  • Die vorerwähnten und sonstigen im Rahmen dieser Offenbarung wiedergegebenen Leitfähigkeits- und Säureverbrauchswerte werden wie folgt ermittelt:
    • Leitfähigkeit:
  • 50 g Sand werden mit 100 ml destilliertem oder entionisiertem Wasser in ein verschließbares Gefäß gegeben. Rütteln des Gefäßes auf dem Laborschüttler (reziprog, ca. 200 U/min) für 15 Minuten. Danach Gefäß 15 Minuten ruhen lassen. Bestimmung der Leitfähigkeit mit üblichem Leitfähigkeits-Messer in µS/cm unter Angabe der Temperatur in °C.
    • Säureverbrauch:
  • in eine Kunststoffflasche (250 ml) werden 100 ml 0,05 N Salzsäure gegeben. Anschließend werden 50g Sandprobe in die Flasche gegeben und diese verschlossen. Diese Flasche wir für 10 min in ein Ultraschallbad gestellt. Im Anschluss an die Ultraschallbehandlung wird die Probe für 15 min auf einem Plattformschüttler (reziprok, 200 U/min) geschüttelt. Anschließend wird über einen Filter (Weißband) abfiltriert. 50 ml des Filtrates werden mit einer 0,1 N Natronlauge in einem automatischen Titrator auf pH 3,8 titriert.
  • Wie eingangs bereits angedeutet ist es bevorzugt, dass dem Gießereisand-Bindemittelgemisch, insbesondere - jedoch nicht zwingend - flüssiger, Haftvermittler zum Verbessern des Transportes des Bindemittels zu dem Trägermittel und/oder zum Verbessern der Anhaftung von Bindemittel und/oder Feinstteilchen und elektrisch geladenen Teilchen am und/oder der Aufnahme von Bindemittel, Feinstteilchen und elektrisch geladenen Teilchen im Trägermittel zugegeben wird. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn als Haftvermittler eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser eingesetzt wird oder der Haftvermittler zumindest eine solche Flüssigkeit umfasst. Grundsätzlich denkbar ist auch die Zugabe eines Haftvermittlers im festen Aggregatzustand, wobei es für diesen Fall zweckmäßig ist, wenn der Haftvermittler zumindest während eines Verfahrensschrittes, bei dem sich der Haftvermittler gemeinsam mit dem festen Trägermittel in Kontakt mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch befindet, fluid ist, also einem flüssigen Aggregatzustand erreicht, was je nach Wahl des Haftvermittlers beispielsweise durch Wärmezugabe erreicht werden kann, insbesondere für den Fall der Zugabe schmelzfähiger Haftvermittler.
  • Als flüssiger Haftvermittler eignet sich insbesondere Wasser. Zusätzlich oder alternativ können auch beispielsweise Alkohole, polare Lösungsmittel, elektrisch leitende Flüssigkeiten und/oder Bindemittel, insbesondere Wasserglas anlösende und/oder auflösende Flüssigkeiten eingesetzt werden. Wie später noch erläutert werden wird ist es jedoch wesentlich, dass das Gießereisand-Bindemittelgemisch durch die Haftvermittlerzugabe nicht nass wird, d.h. einen gewissen, ebenfalls später noch zu erläutenden maximalen Feuchtigkeitsgehalt nicht überschreitet und insbesondere keine freie Flüssigkeit resultiert, die abgeschieden werden müsste. Unabhängig von der Menge und Wahl des Haftvermittlers ist es bevorzugt, für eine gleichmäßige Verteilung bzw. Durchmischung Sorge zu tragen.
  • Grundsätzlich denkbar ist es auch, nicht flüssige Haftvermittler einzusetzen oder auf von dem Trägermittel separate Haftvermittler zu verzichten, insbesondere dann, wenn das Trägermittel selbst diese Funktion übernimmt, insbesondere aufgrund einer entsprechenden Wechselwirkung mit dem Bindemittel, beispielsweise aufgrund einer für Bindemittel klebrigen bzw. haftoptimierten Oberfläche oder chemischen oder physikalischen Affinität zum Bindemittel.
  • Die bei flüssigen oder verflüssigbaren (z.B. schmelzbaren) Haftvermittlern aus der (geringen) Haftvermittlerzugabe resultierende, lediglich feuchte, nicht nasse Behandlung des Gießereisand-Bindemittelgemisches hat dann auch in der Konsequenz erhebliche Vorteile im Hinblick auf einen geringen Energieeinsatz zur Trocknung.
  • Um die Behandlungsenergie, insbesondere die Trocknungsenergie zu minimieren, ist, wie bereits ausgeführt, in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen vor und/oder während des gemeinsamen Trennens von Bindemittel und Trägermittel von dem Gießereisand Haftvermittler, insbesondere eine Flüssigkeit, bevorzugt Wasser maximal zu einem Gewichtsprozentanteil bezogen auf das Gewicht des GießereisandBindemittelgemisches ohne Berücksichtigung des Trägermittelgewichtsubstrates von weniger als 4 Gew.-%, bevorzugt weniger als 3,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 3 Gew.-% zuzugeben. Besonders bevorzugt ist es, wenn dieser Gewichtsanteil (Feuchtigkeitsgehalt) weniger als 2,1 Gew.-% beträgt, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 Gew.-% und 2,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zwischen 0,3 Gew.-% und 2,0 Gew.-%. Auch wurden mit 1,5% Feuchtigkeitsgehalt (Gew.-%) vernünftige Trennergebnisse bei geringem Trocknungsenergieeinsatz festgestellt.
  • Insgesamt ist es von Vorteil, wenn der Feuchtigkeitsgehalt so eingestellt wird und/oder während des gesamten Verfahrens so gewählt wird, dass das Gießerei- und Bindemittelgemisch sowie der regenerative Gießereisand (sowie sämtliche Zwischenstufen) zu jedem Verfahrenszeitpunkt rieselfähig ist bzw. bleibt und nicht klumpt.
  • Insgesamt vorteilhaft ist es, wenn ein, auf Zugabe welcher Flüssigkeit auch immer zurückzuführender, Feuchtigkeitsgehalt des GießereisandBindemittelgemisches, ohne Berücksichtigung des Trägermittelgewichtsanteils, insbesondere während des gesamten Regenerationsverfahrens einen in Anspruch 5 angegeben Gewichtsprozentgehalt nicht überschreitet bzw. aus dort angegebenen Gewichtsprozentbereichen aufweist und/oder gezielt auf einen solchen Wert eingestellt wird.
  • Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn, bevorzugt vor der Zugabe von Haftvermittler und/oder Trägermittel das GießereisandBindemittelgemisch mechanisch bearbeitet wird, um an dem Gießereisand aggregiertes Bindemittel abzulösen und/oder um Bindemittel zu zerkleinern. Hier sind grundsätzlich verschiedene mechanische Bearbeitungen einsetzbar, die dafür Sorge tragen, dass das Gemisch entsprechenden mechanischen Belastungen, insbesondere Scherkräften und/oder Schlagkräften ausgesetzt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die mit dem deutschen Patent DE 10 2013 001 801 B4 geschützte "Clustreg"-Technologie zum Einsatz kommt, bei der das Gießereisand-Bindemittelgemisch in den Lückenräumen eines Haufwerkes von Staukörpern in einem Behandlungsgefäß behandelt wird, wobei das Haufwerk in Bewegung gesetzt wird. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Staukörper von kugeliger, oder kugelähnlicher oder ungleichmäßig vielflächiger Gestalt sind, und bevorzugt mindestens zehnmal größer als das maximale Korn des zu behandelnden Gießereisand-Bindemittelgemisches sind. Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn zumindest die äußere Schicht der Staukörper aus quarzhaltigem Material besteht oder zumindest die äußere Schicht der Staukörper aus Polyurethan od.dgl. elastischem Material besteht und/oder die Staukörper hohl sind, so dass die bewegten Staukörper den Sandstrom lenken und die sich berührenden Sandkörner anregen und diese angeregten Sandkörner auf weitere Sandkörner reinigend einwirken.
  • Bei Bedarf kann von dem Gießereisand abgelöstes Bindemittel, insbesondere nach einer vorerwähnten mechanischen Bearbeitung, ganz besonders bevorzugt vor einer Haftvermittlerzugabe, d.h. trocken abgetrennt werden, beispielsweise durch Sieben und/oder Windsichten.
  • Grundsätzlich ist es möglich, dass das Trägermittel gebunden an einem, bevorzugt bewegten Träger, beispielsweise einer, insbesondere rotierenden, Trommel und/oder einem bevorzugt bewegten, insbesondere umlaufenden, Band gebunden ist und das Gießereisand-Bindemittelgemisch relativ zu dem an dem Träger gebundenen Trägermittel bewegt wird. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich und bevorzugt, das Trägermittel in Form eines Schüttgutes dem Gießereisand-Bindemittelgemisch zuzusetzen, wobei das Trägermittel hierzu bevorzugt körnig und/oder pulverförmig und/oder faserig ist. In diesem bevorzugten Fall ist es wichtig, für eine gute Durchmischung von Trägermittel und, bevorzugt durch Haftvermittlerzugabe befeuchtetem (nicht zwingend) Gießereisand-Bindemittel-gemisch Sorge zu tragen.
  • Als Trägermittel (Trägerstoff) eignen insbesondere Stoffe mit großer aktiver Oberfläche, also großer äußerer Oberfläche und/oder großer innerer Oberfläche, wobei letztere von außen zur Wechselwirkung mit Bindemittel zugänglich sein sollte. Grundsätzlich möglich ist der Einsatz von bekannten Trocknungsmitteln, wie Aluminiumoxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydroxid, Kieselgel, Molekularsieb, Zelluloide usw., deren Auswahl nach Stoff-, Korn- und/oder Porengröße dem jeweiligen Bindemittel angepasst werden sollte.
  • Einfach, kostengünstig und umweltfreundlich ist es natürliche Stoffe, insbesondere nachwachsende Stoffe, bevorzugt in Form von Fasern, insbesondere auch Zellulose und/oder Holz einzusetzen.
  • Besonders gute Ergebnisse wurden mit Holzfasern aus Nadelholz in einem Kernspektrum von 0,05mm bis 0,2mm erreicht. Grundsätzlich möglich ist auch die Verwendung von groberen oder feineren Holzfasern, die auch nicht notwendigerweise Nadelholz umfassen oder daraus bestehen müssen. Diese zeigten sich in Versuchen besonders saugfähig und aufnahmefähig für die aus dem Korngemisch zu entfernenden Feinstteilchen. Zudem lassen sich solche Holzfasern mit den anhaftenden Feinstteilchen mit einem später noch zu erläuternden Gasstrom gut von den Sandkörnern splitten (trennen). Dies wird auf ihr im Verhältnis zu Gießereisand geringem Gewicht und dem Vergleich der mit den glatten, rundlichen Sandkörnern verfaserten Gestalt begünstigt. Mikroskopisch erkennbar ist, dass mit Trägermitteln allgemein und insbesondere den vorerwähnten Holzfasern Bindemittel und Feinstteilchen anhaften und auch eingelagert werden, d.h. ins Innere des Trägermittels gelangen.
  • Für den Fall des Zusatzes von Trägermitteln, insbesondere in Form von Partikeln, wie beispielsweise Fasern, noch weiter bevorzugt Holzfasern zum Gießereisand-Bindemittelgemisch hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Gewichtsprozentanteil des Trägermittels am Gießereisand-Bindemittelgemisch vor der Zugabe aus einem Wertebereich zwischen 1 Gew.-% und 15 Gew.-% gewählt ist, noch weiter bevorzugt zwischen 1 Gew-% und 10 Gew.-%. Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Gewichtsanteil von Trägermitteln, wie beispielsweise Holzmehl von mehr als 2 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 3 Gew.-% erzielt.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn das zum Einsatz kommende Trägermittel brennbar ist, insbesondere indem es aus organischem Material besteht oder solches umfasst. Dies eröffnet eine Weiterbildung der Erfindung, wonach das von dem Gießereisand abgetrennte Trägermittel verbrannt wird und die Wärmeenergie und/oder unmittelbar die Verbrennungsgase benutzt werden, insbesondere um den Gießereisand zu trocknen und/oder einen später noch zu erläuternden Gasstrom zu erwärmen und/oder zu bilden, mit dem bevorzugt die Trennung von Trägermittel und Gießereisand erfolgt.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn eine zumindest teilweise Behandlung, insbesondere Trocknung, des Gießereisandes und/oder des Trägermittels erfolgt, wenn diese noch gemischt sind. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Gemisch mit einem später noch zu erläuternden, erwärmten Gasstrahl, insbesondere Luftstrahl beaufschlagt wird, welcher gleichzeitig zur Trennung von Trägermittel mit daran angeordnetem Bindemittel und Gießereisand erfolgt.
  • Grundsätzlich ist es möglich, den Trocknungsschritt des Gießereisandes und des Trägermittels von dem Trennschritt zum gemeinsamen Abtrennen des Trägermittels und des Bindemittels vom Gießereisand räumlich und/oder zeitlich zu trennen bzw. nacheinander durchzuführen. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine gemeinsame Durchführung von Trocknung und Trennung, was dadurch erreicht wird, dass die Mischung aus Gießereisand und Trägermittel mit, insbesondere erwärmtem Gas, insbesondere Luft durchströmt werden, insbesondere innerhalb eines Fließbettes, in das der erwärmte Gasstrom eingeleitet wird. Dieses gemeinsame Trocknen und Splitten (Trennen) hat erhebliche Vorteile und kann alternativ ersatzweise (batchweise) oder kontinuierlich durchgeführt werden. Das Trägermittel wird mittels des Gasstroms ausgetragen und kann mithilfe mindestens eines Filters oder Zyklons oder auf andere verfahrenstechnische Weisen wieder (außerhalb eines Trennaggregates bzw. Behälters) abgeschieden werden, insbesondere, um, wie bereits angedeutet, verbrannt zu werden. Bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit des erwärmten Gasstroms, insbesondere Luftstrom beim Splittvorgang so eingestellt, dass im Regenerat keine Körner mit einem Durchmesser von unter 0,2mm, vorzugsweise unter 0,1 mm mehr vorhanden sind.
  • Aufgrund des erfindungsgemäßen geringen Feuchtigkeitsgehaltes bzw. der geringen Feuchtigkeitszugabe, insbesondere in Form von Haftvermittler reicht der Einsatz von Luftströmen mit vergleichsweise geringer Temperatur, insbesondere mit einer Temperatur von unter 300°C den gewünschten Trocknungs- und Trennschritt aus. Besonders zweckmäßig beträgt die Temperatur des Luftstroms weniger als 250°C und ist ganz besonders bevorzugt aus einem Temperaturbereich zwischen 160°C und 240°C gewählt bzw. wird auf eine solche Temperatur eingestellt. Zusätzlich oder alternativ wird bei dem Trocknungsschritt der Gießereisand, insbesondere durch Gasstrombeaufschlagung, insbesondere Luftstrombeaufschlagung während der Abtrennung (Splittung) des Trägermittels gemeinsam mit dem Bindemittel maximal auf eine Temperatur von unter 220 °C, insbesondere unter 200 °C, noch weiter bevorzugt unter 180 °C erwärmt. Grundsätzlich wurde erkannt, dass die Trocknungsdauer zum Erreichen eines gewünschten End-Feuchtigkeitsgehaltes mit zunehmender Temperatur sinkt.
  • Der im Rahmen der Offenbarung erwähnte Trocknungsschritt kommt insbesondere zum Tragen bei einer Befeuchtung des Gießereisand-Bindemittelgemisches mit flüssigem und/oder verflüssigbarem Haftvermittler. Wird hierauf verzichtet, kann bei Bedarf auf eine Trocknung verzichtet werden.
  • Wie bereits erläutert, ist die Trocknung mittels eines Luftstroms, insbesondere eines Luftstroms zum gleichzeitigen Abtrennen des Trägermittels (mit Bindemittel) von dem Gießereisand eine Möglichkeit zur Einstellung eines gewünschten End-Feuchtigkeitsgehaltes. Zusätzlich oder alternativ zu einem erwähnten Luftstrom können grundsätzlich auch andere Trocknungsmethoden eingesetzt werden, wie beispielsweise eine Behandlung bzw. Trocknung mit Hilfe von Mikrowellen. Auf eine Trocknung kann insbesondere dann ganz verzichtet werden, wenn der Feuchtigkeitsgehalt von vornherein gering gehalten wird, insbesondere indem kein flüssiger Haftvermittler zugesetzt wird, sondern entweder gar kein Haftvermittler oder ein Reststoff-Haftvermittler.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bestimmt und ausgestaltet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und gekennzeichnet durch das Vorsehen von Trennmitteln (Trenneinrichtung) zum gemeinsamen Trennen des Trägermittels und des daran anhaftenden und/oder darin aufgenommenen Bindemittels von dem Gießereisand. Bevorzugt sind die Trennmittel gleichzeitig Trocknungsmittel für den Gießereisand und/oder das Trägermittel, welches bevorzugt einen Teil, insbesondere den Großteil der, insbesondere in Form von Haftvermittler zugegebenen Feuchtigkeit an sich bindet und/oder in sich aufnimmt. Bevorzugt umfassen die Trennmittel ein Fließbett, indem das Gießereisand-Bindemittelgemisch mit dem am Trägermittel anhaftenden Bindemittel mit einem Gasstrom, insbesondere einem Luftstrom durchströmbar ist, wobei der Gasstrom, insbesondere Luftstrom, wie im Rahmen des Verfahrens offenbart, bevorzugt erwärmbar ist.
  • Besonders zweckmäßig ist es nun, wenn, wie bereits erwähnt, das Trägermittel im Rahmen des Verfahrens und/oder der Vorrichtung verbrannt wird, wobei die Verbrennungswärme bevorzugt zum Erwärmen des Gasstroms, insbesondere des Luftstroms zum Trocknen des Gießereisandes und/oder des Abtrennens des Trägermittels mit dem daran anhaftenden und/oder darin aufgenommenen Bindemittel genutzt wird, wozu beispielsweise die Verbrennungs-Abgase über einen Wärmetauscher geführt werden und/oder oder ein Wärmetauscher im Verbrennungsraum und/oder um den Verbrennungsraum herum angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, den Gasvolumenstrom zur Trocknung des Gießereisandes und/oder der Trennung des Trägermittels mit dem Bindemittel von dem Gießereisand zumindest teilweise mittels der Verbrennungsgase selbst zu bilden.
  • Ganz besonders bevorzugt ist es nun, wenn die Vorrichtung eine Wärmerückgewinnungseinrichtung aufweist bzw. im Rahmen des Verfahrens Wärmeenergie gewonnen wird aus dem regenerierten und vorzugsweise wie zuvor beschriebenen im Gasvolumenstrom erwärmten Gießereisandes, wobei weiterbildungsgemäß diese Wärmeenergie zur Vorwärmung des Gasvolumenstroms zur Trocknung des Gießereisandes und/oder zur Trennung des Trägermittels mit dem Bindemittel von dem Gießereisand eingesetzt wird. Zu diesem Zweck können sogenannte Sandtemperiereinrichtungen eingesetzt werden, die beispielsweise ein in einem Rohrsystem fließendes Wärmeträgermedium umfassen und der Sand Wärmeenergie an dieses Rohrsystem abgeben kann, beispielsweise beim Fallen bzw. Rieseln durch einen ein solches Rohrsystem aufweisenden Fall- bzw. Rieselraum und/oder durch Fluidisierung des Sandes von unten und dadurch Inkontaktbringen mit einem solchen Rohrsystem. Auch alternative Wärmetauscheranordnungen sind zur Nutzung der Wärmeenergie des regenerierten Gießereisandes einsetzbar.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Fig. 1, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verfahrensgestaltung bzw. Vorrichtung zeigt.
  • Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Regenerierverfahrens. Bei 1 wird ein ungewaschenes GießereisandBindemittelgemisch zugeführt, welches es zu behandeln gilt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um anorganisches Bindemittel in Form von Wasserglas mit Promotoren. Die Zuführung erfolgt in eine mechanische Behandlungseinrichtung 2 hinein, um durch die wirkenden mechanischen Kräfte Bindemittel von den Gießereisandkörnern abzulösen und/oder zu zerkleinern. Die mechanische Behandlung erfolgt bevorzugt trocken, in dem konkreten Ausführungsbeispiel durch die in der DE 10 2013 001 801 B4 beschriebene "Clustreg"-Technologie bzw. - Behandlung, bei der das Gießereisand-Bindemittelgemisch mithilfe eines Haufwerks und einer Relativbewegung mechanisch bearbeitet, insbesondere geschert wird.
  • Bei 3 wird das Ergebnis der mechanischen Behandlung, d.h. das mechanisch behandelte Gießereisand-Bindemittelgemisch, welches zudem Feinstteilchen, insbesondere Quarzsandteilchen und elektrisch geladene Teilchen enthält weitergeführt zu einem Mischer 4. Bei Bedarf kann die Schüttung, insbesondere vor dem Mischer 4, einem Sieb- oder Windsichterschritt zum bevorzugt trockenen Bereinigen des Gießereisand-Bindemittelgemisches von einem Bindemittelanteil und/oder von Feinstteilchen unterzogen werden. Jedenfalls erfolgt in dem Mischer 4 in dem konkreten Ausführungsbeispiel die Zugabe von Haftvermittler 5, hier beispielhaft in Form von Wasser und von Trägermittel 6, hier beispielhaft in Form von Holzfasern. Die Wassermenge wird in dem konkreten Ausführungsbeispiel so gewählt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des GießereisandBindemittelgemisches nach einer guten Durchmischung hier beispielhaft 1,7 Gew.-% beträgt, ohne Berücksichtigung des Trägermittelgewichtsanteils. Innerhalb des Mischers erfolgt bei der Durchmischung ein intensiver Kontakt von Bindemittelteilchen des Bindemittels und Trägermittel, wodurch die Bindemittelteilchen am Trägermittel anhaften und/oder in diesem aufgenommen werden.
  • Bei 7 erfolgt dann der Weitertransport der Mischung aus Gießereisand sowie Trägermittel mit daran befindlichem Bindemittelteilchen des Bindemittels zu einem Splitter 8 (gemeinsame Trocknungs- und Trenneinrichtung), indem gleichzeitig eine Trocknung des Gießereisandes sowie zumindest teilweise des Trägermittels erfolgt und das Trägermittel zusammen mit dem daran befindlichen Bindemittelteilchen des Bindemittels bei 9 ausgetragen, also von dem Gießersand abgetrennt wird, welcher trocken bei 10 aus dem Splitter ausgelassen wird. Der Splitter 8 umfasst ein Fließbett (Wirbelbett), in welchem Gießereisand und Trägermittel mit daran befindlichen Bindemittelteilchen des Bindemittels mittels eines, hier auf beispielhaft 180°C erwärmten Gasstroms 11 durchströmt werden. Zu erkennen ist, dass das ausgetragene Trägermittel einem Abscheider 12 zugeführt wird, mithilfe dessen Trägermittel mit daran anhaftendem Bindemittel aus dem Austragsgasstrom abgetrennt und bei 13 einer Verbrennungseinrichtung 14 zugeführt wird. Das Abgas wird durch einen Wärmetauscher 15 geleitet, der einen Gasstrom, hier einen Frischluftstrom 16 erwärmt, welcher dann im erwärmtem Zustand den Gasstrom 11 bildet. Bevorzugt wird zusätzlich oder alternativ der vorgewärmte Luftstrom 17, der von dem Trägermittel im Abscheider 12 befreit wurde, zur Erwärmung des Frischluftstroms 16 genutzt. Zusätzlich oder alternativ zu den vorerwähnten Energie- bzw. Wärmequellen kann bei 18 die äußere Heizenergie, beispielsweise elektrisch, gasförmig, mit flüssigen oder festen Energieträgern zur Erwärmung des Frischluftstroms 16 eingesetzt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ zur Erwärmung des Frischluftstroms kann Wärmeenergie eingesetzt werden (nicht gezeigt) die rückgewonnen wird aus dem regenerierten Sand, beispielsweise durch eine sogenannte Sandtemperier- bzw. Kühleinrichtung.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zuführung von Gießereisand-Bindemittelgemisch
    2
    mechanische Behandlungseinrichtung
    3
    Weitertransport
    4
    Mischer
    5
    Haftvermittler
    6
    Trägermittel
    7
    Weiterleitung
    8
    Splitter für Trocknung und Trennung
    9
    Austrag (Austragsgasstrom umfassend Trägermittel mit daran angeordnetem Bindemittel)
    10
    Austrag von gereinigtem (und fakultativ getrocknetem) Gießereisand
    11
    Gasstrom
    12
    Abscheider
    13
    Zuführung von Trägermittel zur Verbrennungseinrichtung
    14
    Verbrennungseinrichtung
    15
    Wärmetauscher
    16
    Frischluftstrom
    17
    Lufstrom
    18
    äußere Wärmeenergie

Claims (14)

  1. Verfahren zum Regenerieren von Gießereisand, insbesondere für die erneute Herstellung von Gießereiformen und/oder Gießereiformkernen aus dem regenerierten Gießereisand, durch Entfernen von Bindemittel aus einem Gießereisand- Bindemittelgemisch, unter Verwendung eines, bevorzugt saugfähigen, festen Trägermittels (6), wobei Bindemittel und Trägermittel (6) von dem Gießereisand getrennt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trägermittel (6) mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch in Kontakt gebracht, bevorzugt diesem zugesetzt, und gemeinsam mit dem an diesem anhaftenden und/oder in diesem aufgenommenen Bindemittel von dem Gießereisand (10) getrennt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Inkontaktbringen von Trägermittel (6) und GießereisandBindemittelgemisch ohne vorhergehendes Auswaschen von Bindemittel aus dem Gießereisand-Bindemittelgemisch mit Flüssigkeit erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Gießereisand-Bindemittelgemisch Haftvermittler (5) zum Verbessern des Transportes des Bindemittels zu dem Trägermittel (6) und/oder zum Verbessern der Anhaftung des Bindemittels am und/oder der Aufnahme des Bindemittels im Trägermittel (6) zugegeben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Haftvermittler (5) eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser umfasst oder ist, oder zumindest zeitweise bei gleichzeitiger Anwesenheit des Trägermittels (6) in flüssiger Form, insbesondere durch Schmelzen, vorliegt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor und/oder während des gemeinsamen Trennens von Bindemittel und Trägermittel (6) von dem Gießereisand Haftvermittler (5) maximal zu einem Gewichtsprozentanteil bezogen auf das Gewicht des Gießereisand-Bindemittelgemisches von weniger als 4 Gew.-%, bevorzugt weniger als 3,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 3 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von weniger als 2,1 Gew%, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 Gew.-% und 2,0 Gew%, besonders bevorzugt zwischen 0,3 Gew-% und 2,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zwischen 0,4 Gew.-% und 1,7 Gew.-% zuzugeben und/oder dass ein Feuchtigkeitsgehalt des Gießereisand-Bindemittelgemisches, ohne Berücksichtigung des Trägermittelgewichtsanteils, insbesondere während des gesamten Regenerationsverfahrens, einen Gew-%-Wert von weniger als 4 Gew.-%, bevorzugt weniger als 3,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 3 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von weniger als 2,1 Gew%, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,1 Gew.-% und 2,0 Gew%, besonders bevorzugt zwischen 0,3 Gew-% und 2,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zwischen 0,4 Gew.-% und 1,7 Gew.-% beträgt und/oder auf einen solchen Gew.-%-Wert eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gießereisand-Bindemittelgemisch zum Ablösen von Bindemittel von dem Gießereisand und/oder zum Zerkleinern von Bindemittel, bevorzugt vor der Zugabe von Haftvermittler (5) und/oder Trägermittel mechanisch bearbeitet wird, insbesondere durch Relativbewegen zu einem Haufwerk von Staukörpern.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von dem Gießereisand abgelöstes Bindemittel, insbesondere nach einer mechanischen Bearbeitung und/oder vor einer Haftvermittlerzugabe, insbesondere durch Sieben und/oder Windsichten, abgetrennt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trägermittel (6) als, insbesondere körniges und/oder pulverförmig und/oder faseriges, Schüttgut mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch in Kontakt gebracht und mit diesem vermischt wird und/oder dass das Trägermittel (6) an einem Träger, insbesondere einer Trommel und/oder einem Band gebunden ist und das Gießereisand-Bindemittelgemisch relativ zu dem gebundenen Trägermittel (6), insbesondere durch Bewegen des Trägers, bewegt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Trägermittel (6) gemeinsam mit dem Bindemittel, insbesondere von Bindemittelteilchen durch einen, bevorzugt erwärmten, Gasstrom, insbesondere Luftstrom, bevorzugt in einem Fließbett, von dem Gießereisand, kontinuierlich oder satzweiseweise, getrennt wird, bevorzugt unter gleichzeitiger zumindest teilweiser Trocknung des noch mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch vermischten Trägermittels.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gasstrom auf eine Temperatur unter 300°C, insbesondere unter 250°C, besonders bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 160°C und 240°C erwärmt wird und/oder der Gießereisand während der Abtrennung des Trägermittels gemeinsam mit dem Bindemittel maximal auf eine Temperatur von unter 220°C, bevorzugt unter 200°C, noch weiter bevorzugt unter 180°C erwärmt wird.
  11. Vorrichtung zum Regenerieren von Gießerreisand, insbesondere für die erneute Herstellung von Gießereiformen und/oder Gießereiformkernen, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist, umfassend Mittel zum Inkontaktbringen von festem Trägermittel (6) und einem Gießereisand,
    gekennzeichnet,
    durch Trennmittel zum gemeinsamen Trennen des Trägermittels (6) und des daran anhaftenden und/oder darin aufgenommen Bindemittelteils, insbesondere von Bindemittelteichen, von dem Gießereisand.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die, vorzugsweise eine Fließbettvorrichtung zum Erzeugen eines Gießereisand-Trägermittel- Bindemittelfließbettes, umfassenden Trennmittel, Gasstromerzeugungsmittel zum Erzeugen eines, insbesondere erwärmten, Gasstroms zum gemeinsamen Trennen von Trägermitteln (6) und Bindemittel von dem Gießereisand aufweisen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung eine Verbrennungseinrichtung (14) zum Verbrennen des abgetrennten Trägermittels sowie Mittel zum Erwärmen des Gasstroms mit aus der Verbrennung resultierenden Wärmeenergie und/oder zur Ausbildung des Gasvolumenstroms unter Verwendung von Verbrennungsgasen aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung eine Wärmerückgewinnungseinrichtung zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus dem regenerierten Gießereisand, bevorzugt zur Erwärmung des Gasstroms zum Abtrennen von Trägermittel und/oder Trocknen von Gießereisand, umfasst.
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