DE10204055A1

DE10204055A1 - Reprocessing sand for core casting process involves dissolving inorganic binder in water, simultaneously producing suspension of sand and water

Info

Publication number: DE10204055A1
Application number: DE2002104055
Authority: DE
Original assignee: Disa Industrie AG
Current assignee: Disa Industrie AG
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-14

Abstract

The inorganic binder used in the cores is broken down and dissolved using water. Simultaneously a suspension of sand and water containing the dissolved binder is produced. Robotic removal of molding sand is employed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Sand für Gussformteile mit Kernbereichen, wobei die Kernbereiche mit Kernsand gefüllt sind, wobei der Kernsand ein anorganisches Bindemittel enthält und wobei nach dem Giessvorgang in einer Giessanlage das Gussformteil mittels eines Roboters zur Entfernung des Kernsandes entnommen wird. The invention relates to a method for processing sand for Molded parts with core areas, the core areas being filled with core sand are, the core sand contains an inorganic binder and wherein after the casting process in a casting system using a robot is removed to remove the core sand.

In einer Giessereianlage werden unter anderem Gussformteile mit hohlen Körperbereichen gegossen. Für die Gussformteile werden Formen hergestellt, die aus einem Formstoff und einem Bindemittel zu einem negativen Abdruck des Gussformteiles ausgebildet sind. Die hohle Körperbereiche des Gussformteiles werden dabei vor und während dem Giessvorgang in die Form mit Kerne freigehalten. Für die Herstellung der Kerne wird oft eine andere Mischung als für die Form selbst verwendet. Im Wesentlichen bestehen jedoch beide Mischungen, neben weiteren Additiven, aus Sand und Bindemittel. In a foundry system, among other things, molded parts with hollow Body areas poured. Molds are produced for the mold parts from a molding material and a binder to a negative impression of the Molded part are formed. The hollow body areas of the molded part are in the mold with cores before and during the casting process kept free. A different mixture is often used for the production of the cores than for the shape itself used. Basically, however, both mixtures exist, in addition to other additives, made of sand and binder.

Aus der DE 195 49 469 C2 ist ein Giesskern, bestehend aus Sand und einem anorganischen Bindemittel, bekannt. Als Bindemittel wird Natriumpolyphosphat verwendet und der Giesskern soll eine hohe Zerfallsgeschwindigkeit haben. Das fertige Gussformteil wird nach dem Giessvorgang in einem Wasserbad mit einem Sieb eingetaucht. Dabei löst sich der Giesskern spontan in Wasser auf. Der Formstoff wird aus dem Wasser entnommen und getrocknet. Das Natriumpolyphosphat verliert durch diese Auflösung und durch die nachfolgende Trocknung seine Bindemitteleigenschaften und muss deshalb vor der Wiederverwendung instantisiert werden. From DE 195 49 469 C2 is a casting core consisting of sand and one inorganic binders, known. Sodium polyphosphate is used as a binder used and the casting core should have a high decay rate. The The finished casting is after the casting process in a water bath with a Strainer immersed. The casting core spontaneously dissolves in water. The Molding material is removed from the water and dried. The Sodium polyphosphate loses through this dissolution and through the subsequent one Drying its binder properties and must therefore before Reuse can be instantiated.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Aufbereitung von Sand für Gussformteile anzugeben, das möglichst umweltfreundlich, materialsparend und kostengünstig ist. Based on this prior art, it is an object of the invention to Specify the method for processing sand for molded parts, if possible is environmentally friendly, saves material and is inexpensive.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von Sand für Gussformteile mit Kernbereichen, wobei die Kernbereiche mit Kernsand gefüllt sind, wobei der Kernsand ein anorganisches Bindemittel enthält, wobei nach dem Giessvorgang in einer Giessanlage das Gussformteil mittels eines Roboters zur Entfernung des Kernsandes entnommen wird und wobei das anorganische Bindemittel mittels eines Lösungsmittels aufgelöst wird und gleichzeitig eine Suspension aus Sand und Lösungsmittel mit dem gelösten Bindemittel erzeugt wird. This problem is solved by a method for processing sand for Molded parts with core areas, the core areas being filled with core sand are, the core sand contains an inorganic binder, according to the Casting process in a casting plant using a robot Removal of the core sand is removed and the inorganic Binder is dissolved using a solvent and at the same time a Suspension of sand and solvent generated with the dissolved binder becomes.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Preferred developments of the invention result from the dependent ones Claims.

Es ist von Vorteil, dass in der Giessereianlage keine Schadstoffe in die Umwelt abgegeben werden. Dies wird dadurch erreicht, dass als organisches Bindemittel ein wasserlösliches Salz verwendet wird. Dies wird auch dadurch erreicht, dass als Lösungsmittel Wasser verwendet wird. It is advantageous that in the foundry plant there are no pollutants in the environment be delivered. This is achieved as an organic binder a water-soluble salt is used. This is also achieved by the fact that water is used as solvent.

Es ist auch von Vorteil, dass mit den notwendigen Werkstoffen und Hilfsmitteln möglichst sparsam umgegangen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Sand und das anorganische Bindemittel zur Wiederverwendung in eine der Giessanlage vorgeschalteten Formanlage rückgeführt werden. It is also beneficial to have the necessary materials and tools is used as sparingly as possible. This is achieved by the sand and the inorganic binder for reuse in one of the casting machines upstream molding plant are returned.

Es ist weiter auch von Vorteil, dass für die Aufbereitung des Sandes möglichst wenig Wasser verwendet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass zum Ausspülen der Suspension aus den Kernbereichen der Gussformteile Spüldüsen verwendet werden, die lösbar mit den Gussformteilen verbunden werden. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Suspension einen Feststoffgehalt von 150 bis 300 kg Sand pro m³ Wasser aufweist. It is also advantageous that as little water as possible is used to prepare the sand. This is achieved in that rinsing nozzles are used to rinse the suspension out of the core areas of the mold parts and are detachably connected to the mold parts. This is also achieved in that the suspension has a solids content of 150 to 300 kg of sand per m ^{3 of} water.

Es ist auch von Vorteil, dass die Aufbereitung von Sand für verschiedene Gusswerkstoffe verwendet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass als Lösungsmittel eine mit dem Werkstoff des Gussformteiles kompatible Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung verwendet wird. Die Anwendung des Verfahrens ist nicht auf Kerne aus Sand beschränkt, sondern kann auch für Formen aus Sand angewendet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Formsand ein anorganisches Bindemittel enthält, dass nach dem Giessvorgang in einer Giessanlage das Gussformteil mittels eines Roboters zur Entfernung des Formsandes entnommen wird, und dass das anorganische Bindemittel mittels eines Lösungsmittels aufgelöst wird und gleichzeitig eine Suspension aus Sand und Lösungsmittel mit dem gelösten Bindemittel erzeugt wird. It is also beneficial that sand preparation for different Cast materials can be used. This is achieved in that Solvent is a liquid compatible with the material of the molded part or liquid mixture is used. The application of the procedure is not limited to sand cores, but can also be used for sand molds be applied. This is achieved by using the molding sand contains inorganic binder that after the casting process in a Casting system using a robot to remove the molded part Molding sand is removed, and that the inorganic binder by means of a solvent is dissolved and at the same time a suspension of sand and solvent is generated with the dissolved binder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is described with reference to the figures. It demonstrate:

Fig. 1 ein Verfahrensblockschema einer Giessereianlage mit dem erfindungsgemässen Verfahren, und Fig. 1 is a process block diagram of a foundry plant with the inventive method, and

Fig. 2 ein Blockschema des erfindungsgemässen Verfahrens. Fig. 2 is a block diagram of the inventive method.

In Fig. 1 ist eine Giessereianlage schematisch dargestellt. In Fig. 1 ist als Beispiel eine Anlage dargestellt, in der rohrförmige Gussformteile aus Aluminium gegossen werden. In einer Giessstation wird das flüssige Metall in eine Form gegossen, die auf der Aussenseite des Gussformteiles mit Formsand gefüllt ist und auf der Innenseite des Formteiles Kernbereiche aufweist. Die Kernbereiche werden in der Form derart mit Kerne ausgefüllt, dass zwischen Formsand und Kerne ein rohrförmiger Hohlkörper gegossen werden kann. Der Formsand wird aus einer Altsandaufbereitung unter Zusatz von Grünsand in einer Sandaufbereitung mit Bindemittel gemischt und in der Formanlage geformt. Der Kernsand wird in eine speziell dafür eingerichtete Anlage mit einem anorganischen Bindemittel und mit Wasser vermischt und in einer sogenannten Kernschiessanlage zu Kerne ausgebildet. In der Kernschiessanlage werden die Kerne unter Anwendung hohem pneumatischen und mechanischen Druck hergestellt. Anschliessend an die Formanlage ist die Giessstation und eine erste Abkühlstrecke dargestellt. In Fig. 1, a foundry system is shown schematically. In Fig. 1 a plant is shown as an example, be poured into the tubular mold parts made of aluminum. In a casting station, the liquid metal is poured into a mold which is filled with molding sand on the outside of the casting and has core areas on the inside of the molding. The core areas are filled with cores in such a way that a tubular hollow body can be cast between the molding sand and the cores. The molding sand is mixed from an old sand preparation with the addition of green sand in a sand preparation with binder and shaped in the molding plant. The core sand is mixed in a specially designed facility with an inorganic binder and with water and formed into cores in a so-called core shooter. In the core shooting range, the cores are manufactured using high pneumatic and mechanical pressure. Following the molding plant, the casting station and a first cooling section are shown.

Nach dem Giessen werden die Gusstrauben von einem Roboter ausgepackt und vom grössten Teil des Formsandes befreit. Die äussere Oberfläche des Gussformteiles wird mittels Strahlen mit Sand oder anderen Festkörperpartikeln gereinigt. After casting, the cast grapes are unpacked by a robot and freed from most of the molding sand. The outer surface of the The molded part is blasted with sand or other solid particles cleaned.

Anschliessend werden an Öffnungen des Gussformteiles spezielle zu den Öffnungen passende Düsen angedockt. Die Düsen werden so mit den Öffnungen verbunden, dass eine im Wesentlichen mediumsdichte, jedoch wieder einfach lösbare Verbindung zwischen Düse und Gussformteil erreicht wird. Durch die Düsen strömt Wasser mit einem normalen Wasserdruck von höchstens 4 bar in die Kernbereiche des Gussformteiles. Durch diesen Spülvorgang werden das anorganische Bindemittel in Wasser aufgelöst und gleichzeitig der Kernsand in Suspension gebracht. Der Spülvorgang kann mit Teilmengen des Spülwassers in mehreren Teilschritten durchgeführt werden. Nach dem letzten Spülvorgang sind alle salzhaltigen Partikeln von den Innenflächen des Gussformteiles entfernt und ist das Gussformteil von anhaftendem Sand befreit. Der Sand fliesst als eine salzhaltige Sandsuspension in ein Absetzbecken. Subsequently, special openings are made at the openings of the casting Nozzles with matching openings docked. The nozzles are so with the openings connected that an essentially medium density, but again simple releasable connection between the nozzle and the molded part is achieved. Through the Water flows into the nozzle with a normal water pressure of at most 4 bar the core areas of the molded part. Through this rinsing process inorganic binders dissolved in water and at the same time the core sand in Suspension brought. The rinsing process can be carried out with portions of the rinsing water several steps are carried out. After the last rinse all saline particles removed from the inner surfaces of the molded part and the molded part is freed of adhering sand. The sand flows as one saline sand suspension in a sedimentation basin.

Das sand- und salzfreie Gussformteil wird einer Rohteilbearbeitungsanlage, hier als RTB bezeichnet, zugeführt. Die Rohteilbearbeitung (RTB) kann unter anderem folgenden Verfahrensschritten aufweisen: Gussteile trennen oder knacken, fräsen, strahlen, optisch prüfen und/oder auf Dichtheit prüfen. Am Ende der Rohteilbearbeitungsanlage wird das fertige Gussformteil abgeliefert. The sand and salt-free molded part becomes a raw part processing system, here referred to as RTB. The blank processing (RTB) can among other things have the following process steps: separate or crack cast parts, mill, blast, check visually and / or check for leaks. At the end of The finished casting is delivered to the blank processing system.

In Fig. 2 ist die Aufbereitung der salzhaltigen Sandsuspension schematisch dargestellt. In dem Absetzbecken wird sich nach einer ausreichenden Verweilzeit der Sandanteil der Suspension am Boden absetzen. Die Sandfraktion aus dem Absetzbecken kann in einem Fliessbetttrockner getrocknet werden und der so erhaltene Sand kann gewaschen, getrocknet und gesichtet oder in verschiedenen Korngrössenklassen klassifiziert werden. Der so regenerierte Sand wird an die Kernsandaufbereitung zurückgeführt. The preparation of the salt-containing sand suspension is shown schematically in FIG. 2. After a sufficient dwell time, the sand portion of the suspension will settle in the sedimentation basin. The sand fraction from the sedimentation basin can be dried in a fluid bed dryer and the sand obtained in this way can be washed, dried and sifted or classified into different grain size classes. The sand regenerated in this way is returned to the core sand processing.

Über der Sandfraktion bildet sich eine salzhaltige und sandarme Wasserschicht. Über einen Überlauf kann der Wasseranteil der Suspension abgeführt werden. Der Salzgehalt des Wasseranteiles kann in einem Verdampfer durch Verdampfung konzentriert werden. Aus dem Verdampfer treten zwei Prozessströme aus: erstens ein verhältnismässig reines Wasser, dass nach Kondensation des Wasserdampfes gewonnen wird und zweitens eine verhältnismässig konzentrierte Salzlösung, die grösstenteils von Wasser befreit ist. Dieses Salzkonzentrat kann in die Kernsandaufbereitung als Bindemittel verwendet werden. Je nach dem welches anorganisches Salz als Bindemittel verwendet wird, kann das Salz auch indirekt, das heisst nach einer entsprechenden Regenerierung wieder der Kernsandaufbereitung oder der Formsandaufbereitung zugeführt werden. Sowohl für den Sand als auch für das Bindemittel kann also der Materialkreislauf geschlossen werden. Die Giessereianlage gibt keinerlei Schadstoffe an die Umwelt ab und geht möglichst sparsam mit den benötigten Werkstoffen und Hilfsmitteln um. A salty and low-sand water layer forms over the sand fraction. The water content of the suspension can be removed via an overflow. The salinity of the water content can be determined in an evaporator Evaporation will be concentrated. Two come out of the evaporator Process streams out: first, a relatively pure water that after Condensation of water vapor is obtained and secondly a relatively concentrated saline solution that largely frees you from water is. This salt concentrate can be used as a binder in the core sand preparation be used. Depending on which inorganic salt as a binder the salt can also be used indirectly, i.e. after a appropriate regeneration of the core sand processing or Form sand preparation are fed. Both for the sand and for that Binder can therefore close the material cycle. The Foundry plant does not release any pollutants into the environment and works as far as possible economical with the required materials and aids.

Die hier beschriebene Trennung und Aufbereitung des Kernsandes kann auch für die Aufbereitung des Formsandes angewendet werden, wenn der Formsand ebenfalls mittels einem anorganischen Bindemittel gebunden werden kann. Wenn das Gussformteil aus einem Werkstoff gegossen wird, der empfindlich ist gegenüber Wasser, kann für das Spülen der Kernbereiche statt Wasser auch eine ölhaltige Emulsion oder ein anderes Lösungsmittel verwendet werden, das mit dem Werkstoff des Gussformteiles kompatibel ist. Es ist auch denkbar, dass das Gussformteil statt aus einem metallischen Werkstoff aus einem nicht-metallischen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff ausgebildet ist. The separation and processing of the core sand described here can also be used for the preparation of the molding sand can be applied when the molding sand can also be bound using an inorganic binder. If the molded part is cast from a material that is sensitive compared to water, can be used instead of water for rinsing the core areas oily emulsion or other solvent used with the material of the molded part is compatible. It is also conceivable that Molded part instead of a metallic material from a non-metallic one Material, for example plastic is formed.

Claims

1. A process for the preparation of sand for mold parts with core areas, the core areas being filled with core sand, the core sand containing an inorganic binder and the casting part being removed by means of a robot for removing the core sand after the casting process in a casting system, characterized in that that the inorganic binder is dissolved by means of a solvent and at the same time a suspension of sand and solvent is produced with the dissolved binder.

2. The method according to claim 1, characterized in that as an inorganic Binder a water-soluble salt is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as a solvent Water is used.

4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that to produce the suspension, the molded parts with water be flushed out with a pressure of less than 4 bar.

5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized characterized in that for rinsing the suspension from the core areas of the Mold parts Flush nozzles are used, which are detachable with the mold parts get connected.

6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the suspension has a solids content of 150 to 300 kg of sand per m ^{3 of} water.

7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized characterized that to separate the sand from the suspension a sedimentation tank and a fluid bed dryer are used in succession.

8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized characterized in that to obtain the binder one after the other Sedimentation tanks and an evaporator can be used.

9. The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the sand and the inorganic binder for Reuse in a molding plant upstream of the casting plant be returned.

10. The method according to at least one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the molding sand contains an inorganic binder that after the casting process in a casting plant, the molded part by means of a Robot to remove the molding sand, and that the inorganic binder is dissolved by means of a solvent and at the same time a suspension of sand and solvent with the dissolved Binder is generated.

11. The method according to at least one of claims 1 to 10, characterized characterized in that a solvent with the material of Compatible molded part or liquid mixture is used.