Brevet FR2654960A1 — publié le 19910531

La présente invention se rapporte à un procédé de régénération de sable de fonderie usagé lié principalement à l'argile, ce procédé étant utilisé à des fins de réemploi du sable de fonderie. Dans le circuit de sable de moulage d'une fonderie, utilisant pour la fabrication des moules du sable mouillé (sable vert) lié à l'argile, le sable usagé tombant de la station de décochage est amené à une installation de prépa- ration Ce sable usagé est constitué d'un mélange de sable de fonderie lié principalement à l'argile et de parties plus réduites de sable à noyau à liaison chimique Le sable usagé contient de la bentonite active et des produits noirs (pous- sière de charbon) cokéfiés, poreux et frais Sous l'effet de la chaleur du métal en fusion, une partie de l'argile de liaison ou de la bentonite est soumise à une cuisson exagé- rée, ce qui forme une couche superficielle céramique, très adhérente et poreuse (chamotte) sur les grains de quartz En ajoutant de l'argile de liaison fraîche et de l'eau, on peut à nouveau rendre ce sable usagé apte à la liaison. Les systèmes de préparation de sable de fonderie fonctionnent à haut rendement, ce qui a pour conséquence que la partie de sable de quartz amenée par le sable à noyau forme sur la matière de moulage une partie en saillie qui doit être évacuée du système L'évacuation et la mise en décharge de cette quantité de sable usagé entraîne des frais et pollue l'environnement. L'un des buts de la présente invention est de proposer un procédé à l'aide duquel on puisse obtenir une régénération du sable de fonderie usagé qui soit économique et facile à mettre en oeuvre, ainsi que la récupération de la poussière exploitable. Cet objet est réalisé selon l'invention en ce que l'on accélère et l'on freine de façon répétée les grains de sable, en ce qu'on les gratte par des sollicitations combinées aux chocs et au cisaillement, en ce qu'on les libère ainsi des enveloppes exploitables et soumises à une cuisson exagérée de produits d'addition et de liants fixés sur les grains et en ce qu'on aspire de façon contrôlée, pendant le traitement, la poussière grattée des grains de sable. Selon d'autres modes de réalisation du procédé, on aspire la poussière en continu ou bien on aspire la poussière par fraction. Selon un autre mode de réalisation du procédé, on sépare la poussière des grains de sable par criblage à l'air. Selon encore un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on commande l'aspiration fractionnée sur la base des différences de dimensions de la poussière à aspirer, par l'intermédiaire de la puissance d'aspiration et/ou de la variation de la dépression, et/ou on la met en oeuvre pendant une durée prédéterminée. Selon un autre mode de réalisation du procédé de l'invention, on ramène la poussière aspirée exploitable (liant et produits d'addition) dans le circuit des produits de moulage. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî- tront à la lecture de la description d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel la figure unique représente schématiquement le circuit du procédé selon l'invention. Les coques ou enveloppes d'argile cassantes, soumises à une cuisson exagérée, sont éclatées ou meulées dans un tambour 1 prévu à cet effet, par un traitement aux chocs et au cisaillement, c'est-à-dire en étant soumises à des accélé- rations et décélérations intenses et répétées. Grâce à ce grattage à sec, sont réduits en poudre tout d'abord les matériaux boueux, tendres et faiblement liés ainsi que les composants charbonneux Ces parties réduites en poudre sont séparées par criblage à l'air et sont aspirées sous forme de poussières 2 Il est important que la poussière soit évacuée en continu du récipient de grattage L'effet de grattage n'est pas amorti Il est au contraire transmis à chaque grain de sable en oolithe et arrache par friction presque complètement la chamotte du grain de sable. Pour traiter le sable de fonderie, on remplit le tambour 1, avantageusement à axe horizontal, avec une quan- tité prédéterminée de sable usagé Le tambour 1 est entraîné par un arbre creux dans lequel tourne en sens opposé l'arbre d'agitateur muni de quatre agitateurs principaux à bras A la partie supérieure de la chambre intérieure du tambour, est fixé un capot ou une hotte d'aspiration de poussières qui est relié à une pièce médiane disposée axialement par rapport au tambour Un racleur fixé au capot d'aspiration, de préférence par des vis, conduit le sable en rotation vers des palettes d'agitation Des canaux d'air disposés en labyrinthe empêchent la sortie incontrôlée du sable par le capot d'aspiration. Le chargement du tambour est réalisé par la partie médiane à deux canaux Par l'un des canaux, le sable pénètre dans le tambour, puis le canal sert à l'entrée de l'air frais La poussière est aspirée par le deuxième canal L'air empoussiéré est épuré par un séparateur à cyclone 3 et un filtre sec 4 monté en aval Le tambour 1 est vidé par une porte à clapet à actionnement pneumatique Le chargement et la vidange s'effectuent tambour tournant. Le sable régénéré est amené après la vidange du tam- bour 1 dans l'atelier à noyaux Le sable aspiré depuis le tambour 1 dans le séparateur à cyclone 3 est séparé en poussière utilisable et en poussière à mettre à la décharge. La poussière utilisable est retirée en continu du séparateur à cyclone 3 Après une durée prédéterminée qui peut être comprise entre 9 et 20 minutes comme indiqué sur la figure, on procède à une commutation, de telle façon que la poussière restante soit évacuée du système, pendant une durée qui peut être comprise entre 1 et 9 minutes comme indiqué sur la figure, comme poussière à mettre à la décharge La poussière utilisable est retournée à la fonderie sous la forme d'addi- tif au sable de moulage La poussière du filtre sec 4 est évacuée à des intervalles compris entre 1 et 20 minutes, comme indiqué. Afin de ramener le sable usagé à la qualité du sable à noyau, on aspire la poussière en continu selon un processus de travail à la température ambiante et on sépare la coque d'oolithe (chamotte) des grains de quartz. Grâce à cette aspiration contrôlée, on peut séparer de la chamotte les composants de matériau de moulage valorisa- bles et non utilisés, tels que la poussière de charbon et la bentonite La quantité de matière usagée à mettre à la décharge est ainsi réduite à moins de 15 %. L'avantage du procédé proposé ne réside pas seulement dans la régénération du sable usagé, mais beaucoup plus encore dans le fait que l'on peut récupérer des composants de moulage non utilisés, tels que la bentonite et les produits carbonés et que l'on ne doit pas les réinjecter dans le système au cours de la préparation du sable. On voit ainsi apparaître l'importance économique fondamentale du procédé selon l'invention Grâce à la réduc- tion de la quantité de sable usagé à mettre en dépôt ou à la décharge, on apporte une contribution essentielle à la protection de l'environnement. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentées et elle est susceptibles de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération de sable de fonderie usagé lié principalement à l'argile afin de le réutiliser, caracté- risé en ce que l'on accélère et l'on freine de façon répétée les grains de sable, en ce qu'on les gratte par des sollici- tations combinées aux chocs et au cisaillement, en ce qu'on les libère ainsi des enveloppes exploitables et soumises à une cuisson exagérée de produits d'addition et de liant fixés sur les grains et en ce qu'on aspire de façon contrôlée, pendant le traitement, la poussière grattée des grains de sable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on aspire la poussière en continu. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on aspire la poussière par fractions. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on sépare la poussière des grains de sable par criblage à l'air. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on commande l'aspiration frac- tionnée sur la base des différences de dimensions de la poussière aspirée par l'intermédiaire de la puissance d'as- piration et/ou de la variation de la dépression et/ou on la met en oeuvre pendant un temps prédéterminé. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on ramène la poussière aspirée exploitable (liant et produits d'addition) dans le circuit des produits de moulage.