[0001] 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.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] Ein anderes mechanisches Regenerierungsprinzip ist in der
DE 43 16 610 A1 beschrieben.
[0010] Die rein mechanischen und/oder thermischen Regenerierverfahren liefern bisher großtechnisch
keine befriedigenden Trennergebnisse bezogen auf das Bindemittel.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Regenerationsvorrichtung zur Ausführung des
vorteilhaften Regenerationsverfahrens anzugeben.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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 |
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] Die vorerwähnten und sonstigen im Rahmen dieser Offenbarung wiedergegebenen Leitfähigkeits-
und Säureverbrauchswerte werden wie folgt ermittelt:
Leitfähigkeit:
[0036] 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:
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] Einfach, kostengünstig und umweltfreundlich ist es natürliche Stoffe, insbesondere
nachwachsende Stoffe, bevorzugt in Form von Fasern, insbesondere auch Zellulose und/oder
Holz einzusetzen.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] 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.
[0056] 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.
[0057] 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.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] 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.
[0061] 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.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] 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.
[0065] 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
[0066]
- 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
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.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
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 festen Trägermittels (6), wobei das Trägermittel (6) mit dem Gießereisand-Bindemittelgemisch
in Kontakt gebracht wird und wobei Bindemittel und Trägermittel (6) von dem Gießereisand
getrennt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägermittel saugfähig ist, und 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, und 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, und dass das Trägermittel (6) 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 Gießereisand-Bindemittelgemisch ohne
vorhergehendes Auswaschen von Bindemittel aus dem Gießereisand-Bindemittelgemisch
mit Flüssigkeit erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
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.
9. 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 saugfähigen Trägermittels (6) und des daran
anhaftenden und/oder darin aufgenommen Bindemittelteils, insbesondere von Bindemittelteichen,
von dem Gießereisand.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
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.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
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.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
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.