(57)【要約】  本発明は、鋳物砂混合物（Ｇ）からの鋳物砂（Ｆ）の費用効果的、省資源、かつ非常に生産的な回収のための方法であって、当該鋳物砂混合物（Ｇ）は、鋳造部品の鋳造鋳型からの脱型中に、当該鋳造部品を形成する鋳型中子又は鋳型部品の破壊の結果として生成される、成形材料の破片又は緩んだ粒子のうちの少なくとも一部（ＦＡＢ）を含有し、当該鋳型中子又は当該鋳型部品は、当該鋳物砂（Ｆ）及び無機粘結剤、並びに当該成形材料の特性を制御するための少なくとも１つの任意的な添加剤から、形成されており、当該方法は、作業工程ａ）当該鋳物砂混合物（Ｇ）に含有される無機粘結剤残留物（ＡＢ）、及び当該鋳物砂（Ｆ）由来の存在していてもよい添加剤を、除去して当該鋳物砂混合物（Ｇ）から洗い落とすために、当該鋳物砂混合物（Ｇ）を、洗浄水（ＲＷ）と混合してスラリー（Ｓ）を形成することと、ｂ）当該無機粘結剤残留物（ＡＢ）で汚染された洗浄水（ＲＷＫ）を、当該スラリー（Ｓ）に含有される当該鋳物砂（Ｆ）から分離することと、を含み、当該洗浄水と当該鋳物砂混合物（Ｇ）とから形成される当該スラリー（Ｓ）のプロセス温度（作業工程ａ））は、５０〜２００℃である、方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物砂混合物（Ｇ）から鋳物砂（Ｆ）を回収するための方法であって、
前記鋳物砂混合物（Ｇ）は、鋳造部品が鋳造鋳型から脱型されるときに前記鋳造部品に対応する鋳造中子又は成形部分の破壊の結果として蓄積する、成形材料の破片又は緩んだ成形材料の粒子のうちの少なくとも一部分（ＦＡＢ）を含み、
前記鋳造中子又は前記成形部分は、前記鋳物砂（Ｆ）及び無機粘結剤、並びに前記成形材料の特性を設定するための１又は複数の任意的な添加剤から、形成されており、
前記方法は、作業工程
ａ）前記鋳物砂混合物（Ｇ）に含有される無機粘結剤残留物（ＡＢ）、及び前記鋳物砂（Ｆ）由来の存在していてもよい添加剤を、溶解して前記鋳物砂混合物（Ｇ）からすすぎ落とすために、前記鋳物砂混合物（Ｇ）を、洗浄水（ＲＷ）と混合してスラリー（Ｓ）を形成することと、
ｂ）前記無機粘結剤残留物で汚染された洗浄水（ＲＷＫ）を、前記スラリー（Ｓ）に含有される前記鋳物砂（Ｆ）から分離することと、を含み、
前記洗浄水と前記鋳物砂混合物（Ｇ）とから形成される前記スラリー（Ｓ）のプロセス温度（作業工程ａ））は、５０〜２００℃であることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記スラリー（Ｓ）の前記プロセス温度は、７０〜１２０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記鋳物砂混合物（Ｇ）に含有される前記成形材料の前記破片は、前記洗浄水と混合する（作業工程ａ））前に粒子に機械的に分離されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記鋳物砂混合物（Ｇ）は、作業工程ａ）の前に熱交換器を通過することと、汚染され、依然として熱く、作業工程ｂ）において前記鋳物砂（Ｆ）から分離される、洗浄水（ＲＷＫ）は、前記鋳物砂混合物（Ｇ）を予熱するために、前記熱交換器を通して運ばれることと、を特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
作業工程ｂ）において前記鋳物砂（Ｆ）から分離された前記汚染洗浄水（ＲＷＫ）は、熱交換器を通過し、作業工程ａ）のために流入する洗浄水（ＲＷ）は、前記熱交換器内で加熱されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
作業工程ｂ）において蓄積する前記汚染洗浄水（ＲＷＫ）は、作業工程ａ）のために少なくとも１回再利用されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記再利用は、粘結剤が前記水の中で溶解度に達するか、又は前記水に含有される懸濁材料の割合が優勢になるまで、繰り返されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
作業工程ｂ）で得られる前記鋳物砂（Ｆ）の前記ｐＨ値は、中和溶液（ＮＬ）ですすぎ又は湿潤させることにより、５〜９のｐＨ値に設定されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記中和溶液（ＮＬ）として、希釈された酸が使用されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
作業工程ｂ）で得られる前記鋳物砂（Ｆ）は、機械的脱水されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
作業工程ｂ）で得られる前記鋳物砂（Ｆ）は、８０〜８００℃の乾燥温度で乾燥させられることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記鋳物砂混合物（Ｇ）は、成形材料から形成された鋳造中子又は成形部分の破片又は粒子の一部（ＦＯＢ）を含有し、前記成形材料は、前記鋳物砂（Ｆ）及び有機粘結剤並びに前記成形材料の特性を設定するため、１又は複数の任意的な添加剤から形成されている、ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
作業工程ｂ）で得られる前記鋳物砂（Ｆ）は、前記鋳物砂（Ｆ）に付着している有機粘結剤残留物を燃焼させるために、少なくとも５００℃の温度に加熱されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
有機粘結剤残留物の燃焼が、前記鋳物砂（Ｆ）の乾燥中に行われることを特徴とする、請求項１１及び１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
作業工程ｂ）で得られる前記鋳物砂（Ｆ）は、選別にかけられることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物砂混合物から鋳物砂を回収するための方法であって、当該鋳物砂混合物は、鋳造部品が鋳造鋳型から脱型されるときに当該鋳造部品に対応する鋳造中子又は成形部分の破壊の結果として蓄積する、成形材料の破片又は緩んだ成形材料の粒子のうちの少なくとも一部分を含み、当該鋳造中子又は当該成形部分は、当該鋳物砂（Ｆ）及び無機粘結剤、並びに当該成形材料の特性を設定するための１又は複数の任意的な添加剤から、形成されている、方法に関する。この方法の場合、当該鋳物砂混合物に含有される無機粘結剤残留物、及び当該鋳物砂由来の存在していてもよい添加剤を、溶解して当該鋳物砂混合物からすすぎ落とすために、当該鋳物砂混合物は、洗浄水と混合されてスラリーを形成する。次に、当該無機粘結剤残留物で汚染された洗浄水は、当該スラリーに含有される当該鋳物砂から分離される。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの方法は、例えば国際公開第２００７／０８２７４７号から知られており、そこでは、この方法は、鋳物砂混合物を調製するのに特に適しており、そこには、無機粘結剤、特に水ガラス粘結剤が存在する。知られている方法の場合、第１の工程において、鋳造中子又は成形部分は、機械的に破砕される。ここで、これら鋳造中子又は成形部分は、鋳造部品がいわゆる「失われる」鋳型、すなわち脱型時に破壊される鋳型から脱型されるときに、蓄積するものである。破砕された破片から、懸濁液が、水を添加することによって形成される。懸濁液の成分の分離が、これに続く。すぐ使用できる新しい中子又は鋳物砂の混合物が、分離時に得られる鋳物砂から調製される。中子及び成形部分の破片の最初の破砕は、鋳物砂粒子に付着している不純物を、鋳物砂粒子から可能な限り分離するのに役立つはずである。ここで、問題の中子及び成形部分は、この鋳物砂粒子から形成されていたのである。このようにして破砕された破片に、その後に水を供給することによって、含有される不純物が、除去されるはずであり、かつ混合物の個々の成分が、それらのそれぞれ意図されたさらなるプロセスに供給されるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０８２７４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下に説明する先行技術の背景に対して、方法を示すという目的が出てくる。費用効果的、省資源な態様でかつ向上した生産性でのさらなる使用のために、導入部に示されたタイプの鋳物砂混合物の調製が、当該方法によって実行できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、この目的を、請求項１に示される方法によって達成した。
【０００６】
導入部で説明した先行技術と一致して、本発明による方法は、鋳物砂混合物から鋳物砂を回収するために役立ち、当該鋳物砂混合物は、鋳造部品が鋳造鋳型から脱型されるときに当該鋳造部品に対応する鋳造中子又は成形部分の破壊の結果として蓄積する、成形材料の破片又は緩んだ成形材料の粒子のうちの少なくとも一部分を含み、当該鋳造中子又は当該成形部分は、当該鋳物砂及び無機粘結剤並びに当該成形材料の特性を設定するための１又は複数の任意的な添加剤から、形成されており、ここで、当該方法は、作業工程：
ａ）当該鋳物砂由来の当該鋳物砂混合物に含有される無機粘結剤残留物及び存在していてもよい添加剤を、溶解して当該鋳物砂混合物からすすぎ落とすために、当該鋳物砂混合物を、洗浄水と混合してスラリーを形成することと、
ｂ）当該無機粘結剤残留物で汚染された洗浄水を、当該スラリーに含有される当該鋳物砂から分離することと、を含む。
【０００７】
本発明によれば、洗浄水と鋳物砂混合物とから形成されるスラリーのプロセス温度は、今や作業工程ａ）において５０〜２００℃である。
【０００８】
驚くべきことに、本発明に従って調製される鋳物砂混合物に含有される無機粘結剤は、室温と比較して著しくより高いプロセス温度を設定することによって、供給される洗浄水におおむねすべて溶解できることが示された。この効果は、作業工程ａ）におけるスラリーのプロセス温度が少なくとも５０℃である場合に、本発明の根底をなす発見に従って使用されるのであり、実際上、少なくとも７０℃、特に少なくとも８０℃のプロセス温度で、鋳物砂から無機粘結剤を除去することの生産性及び完全性に特に好ましく影響を与える。この場合、必要とされるエネルギー使用量、及び必要とされるシステム技術によって満たされなければならない要件に関して、１２０℃まで、特に１００℃までの温度が特に有利であることが判明している。
【０００９】
この場合、本発明によって予め定められる温度ウィンドウは、鋳物砂混合物の調製を水及びエネルギー節約回路に組み込むことができるように、設定される。
【００１０】
この場合、本発明は、蓄積する鋳物砂の効果的な調製が、最小のコストで可能になるように、プロセス温度とプロセス時間とが互いに対応していることを可能にする。８０〜１００℃の温度ウィンドウ内のプロセス温度では、無機粘結剤からの鋳物砂の分離が特に短いプロセス時間で起きる場合があることが、実用テストによって示されている。したがって、鋳物砂混合物を洗浄水と混合してそれによりスラリーを形成すること、及び関連する、無機粘結剤残留物を溶解してすすぐこと（本発明による方法の作業工程ａ））は、典型的には５分〜６０分以内に完了することができる。
【００１１】
本発明による方法の場合、鋳物砂混合物に含有される成形材料の破片を、破砕装置内で洗浄水と混合する前に機械的に破砕することも、好都合であり得る。ただし、この破砕は、主として鋳物砂粒子から粘結剤残留物を分離するために役立つものではなく、むしろ鋳物砂混合物を洗浄水と混合するときに粘結剤の溶解を促進するために、洗浄水への接触面を可能な限り増加するために役立つ。
【００１２】
本発明による調製のために提供される鋳物砂混合物が、大部分が粗い破片を含有する場合、作業工程ａ）で意図されるスラリーの形成を促進するために、鋳物砂混合物に含有される成形材料の破片を、洗浄水と混合する（作業工程ａ））前に粒子に機械的に分離することが有利であり得る。例えば砕土機などの、この目的のために知られている、従来技術によるすべての装置は、鋳物砂混合物を機械的に破砕するのに適している。
【００１３】
特に、本発明による方法の別のプロセスフェーズから、又は工場で使用されるプロセスから、排熱が利用可能であって本来使用されずに残る場合、洗浄水と混合する前に鋳物砂混合物を予熱することは、本発明に従って意図される調温に必要とされる労力を、最小化することに関して好都合であり得る。ここで、当該工場では、本発明によるプロセスも使用される。このようにして、洗浄水又はスラリーをそれぞれのプロセス温度に加熱するために設けられる加熱装置は、小出力用に設計され得、したがって低コストを実現しかつ低コストで運用され得る。
【００１４】
したがって、例えば、作業工程ｂ）から生じる汚染洗浄水は、新しい水を加熱するために使用され得る。この目的のために、汚染洗浄水は、熱交換器を通して運ばれることができ、そこでは、熱が汚染洗浄水から新しい洗浄水に移動するのであって、このことによって汚染洗浄水と新しい洗浄水とが混合されることはない。
【００１５】
汚染洗浄水の汚れの程度によっては、汚染水を作業工程ａ）での再循環に使用することも可能である。例えば、この再利用は、粘結剤が汚染水の中で溶解度に達する、すなわちそれ以上の粘結剤が溶解できないほど多くの結合剤が水に溶解するまで、又は懸濁材料の割合が優勢になる、すなわち水の中に運ばれて入っている異物が、非常に急激に増したため、鋳物砂を汚染水ですすぐときにもはや洗浄効果が達成されなくなるまで、繰り返され得る。
【００１６】
調製される鋳物砂混合物が汚染洗浄水と混合されることを避けるべきである場合、鋳物砂混合物は、作業工程ａ）の前に熱交換器を通過させられることができるし、汚染され、依然として熱く、作業工程ｂ）において鋳物砂から分離される、洗浄水は、鋳物砂混合物を予熱するために、当該熱交換器を通して運ばれる。この変形は、さらなる再利用がもはや適切でないほど洗浄水が汚染されている場合に、特に好都合である。ここで、洗浄水は、作業工程ｂ）で得られ、場合によっては事前に複数回再利用される。
【００１７】
汚染洗浄水を再利用する場合でも、必要な体積流量の洗浄水を提供するために、作業工程ａ）で新しい洗浄水を供給することが、必要であり得る。
【００１８】
必要な場合、それぞれ供給される新しい洗浄水も、作業工程ａ）で形成されるスラリーが、鋳物砂混合物と混合することによって本発明による前述の範囲内のプロセス温度に達するように、追加の熱源によって、例えばフローヒータなどによるなどして、加熱され得る。ここで、当該鋳物砂混合物もまた、それぞれ予熱されていてもよい。
【００１９】
分離工程（作業工程ｂ））の後、粘結剤及び他の残留物を除去されて鋳物砂混合物から得られる鋳物砂は、通常通り乾燥させられ、必要な場合に除塵され、それぞれ異なる粒子サイズ等級へと分割され得る。
【００２０】
本発明による態様で得られる鋳物砂は、概して９〜１３のｐＨ値を有する。このｐＨ値の鋳物砂は、鋳造中子及び鋳造鋳型部品の製造を目的とした成形材料に使用され得、それには、鋳物砂を粘結するために無機粘結剤が添加される。しかしながら、鋳物砂が、より広い範囲の用途、特に成形材料に対して有機粘結剤が提供されるべきである用途に使用されることとなる場合、本発明に従って提供される、無機粘結剤の残留物の分離（作業工程ｂ））の後に、鋳物砂を追加の処理にかけることが好都合である。その処理において、その鋳物砂のｐＨは、５〜９、好ましくは６．５〜８．５の値に設定され、特に、作業工程ｂ）で得られる鋳物砂が、有機粘結剤を伴う成形材料に使用されると考えられる場合、鋳物砂のｐＨ値は、７〜８に最適に設定される。
【００２１】
鋳物砂は、そのｐＨ値を設定するために、中和溶液ですすがれ、又は湿潤させられることができる。作業工程ｂ）で得られる鋳物砂が、極度に塩基である場合、例えば水希釈された塩酸、硫酸又は有機酸（炭酸、クエン酸）などの、水希釈された酸が、中和溶液として適している。さらにその上、例えばカルボナート緩衝剤（例えば炭酸水素ナトリウム）などの、緩衝物質も、中和に使用することができる。
【００２２】
ｐＨ値を設定するために、鋳物砂を中和溶液と混合することができる。この目的のために、市販の撹拌装置などが、利用可能である。
【００２３】
ｐＨ値の設定の後、鋳物砂は、過剰な中和溶液を除去するために、すすぎ工程を通過することができる。
【００２４】
作業工程ｂ）で得られ、場合によってはそのｐＨ値に関して設定されている鋳物砂は、機械的脱水にかけられることができる。この目的のために、鋳物砂は、例えばふるいの上に、置かれることができて、鋳物砂中に存在する液体残留物は、当該ふるいを通して滴る一方、鋳物砂粒子は、引き止められるのであり、又は、プレス及び乾燥ベルトなどが使用され、これらは、従来技術においてこの目的のために、本発明に従って得られる鋳物砂に相当する注ぎ可能な塊から水分を機械的に追い出すために提供される。機械的脱水により、成形材料としてのその再利用の前に鋳物砂を乾燥させるために必然的に費やさなければならない労力を、減らすことができる。
【００２５】
成形材料に加工できるようになるためには、本発明に従って得られる鋳物砂は、十分に乾燥させられなければならない。この目的のために、作業工程ｂ）で得られる鋳物砂は、加熱によって乾燥させられることができ、ここでの典型的な乾燥温度は、８０〜８００℃の範囲である。鋳物砂が、無機粘結剤を含有する成形材料のみから形成された、鋳造中子と鋳造鋳型部品とからなる鋳物砂混合物から得られたものである場合、５００℃未満、特に１００〜３００℃の乾燥温度が適切であり、２００〜２５０℃の温度が特に実用的である。
【００２６】
しかしながら、多くの鋳造オペレーションでは、鋳物砂が蓄積する。当該鋳造砂には、無機粘結剤を伴う成形材料で作られた鋳造中子又は鋳造鋳型部品から生じる部分に加えて、成形材料から形成された鋳造中子又は成形部分の破片又は粒子の一部もまた含有され、それらは、鋳物砂及び無機粘結剤並びに成形材料の特性を設定するための１又は複数の任意的な添加剤から形成されている。本発明による方法の本発明に従って実行される作業工程ａ）及びｂ）を通して鋳物砂粒子から溶解されなかった、有機粘結剤の残留物は、アニール処理によって除去することができ、そこでは、作業工程ｂ）の後に存在する鋳物砂が非常に強く加熱されるため、有機粘結剤残留物は、燃焼する。この目的のために、５００℃以上の温度が必要であり、この処理の典型的な温度ウィンドウは、５００〜７００℃である。この場合において、作業工程ｂ）で得られた鋳物砂の熱乾燥が実行されるならば、このアニール処理は、乾燥工程の過程で完了されることもできる。
【００２７】
最後に、本発明による調製によって得られる鋳物砂は、選別にかけられることができ、そこでは、鋳物砂は、その粒子のサイズに応じて分割される。同時に、鋳物砂の除塵が、成形材料の製造のためのその最適な適合性を確実にするために、行われることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】鋳物砂混合物を調製する際の作業プロセスであって、鋳造オペレーションで典型的に行われるようなものを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、例示的な実施形態を示す図面に基づいて、以下により詳細に説明される。
【００３０】
図１は、鋳物砂混合物を調製する際の作業プロセスであって、鋳造オペレーションで典型的に行われるようなものを概略的に示す図である。当該作業プロセスにおいて、軽量金属の溶融物、特にＡｌ又はＡｌ合金の溶融物から、乗り物の部品などのここに示されていない鋳造部品が、従来の態様の鋳造技術を使用して、鋳造鋳型を用いて製造され得る。当該鋳造鋳型も、ここに示されていない。
【００３１】
ここでの鋳造鋳型の一部は、鋳造中子又は成形部分を備える。それらは、成形材料塊であってこの目的のために実際に試されかつテストされた鋳物砂を含有するものと、同様に試されかつテストされた無機粘結剤、例えば水ガラスと、から形成される。鋳造中子又は成形部分それぞれの製造中、鋳物砂の粒子の堅固な凝集を確実にするために、粘結剤が、加熱によって通常通り活性化される。
【００３２】
対照的に、ここでの鋳造鋳型の別の一部は、鋳造中子又は成形部分を含む。それらは、成形材料塊であってこの目的のために実際に試されかつテストされた鋳物砂を含有するものと、同様にまた試されかつテストされた無機粘結剤と、から形成される。それぞれの鋳造中子又は成形部分の製造の過程で、粘結剤の化学反応が、反応媒体、例えばガスを添加することによって引き起こされ、それによって、粘結剤がその凝固効果を発揮して、鋳物砂の粒子の堅固な凝集を確実にする。
【００３３】
鋳造部品を脱型するとき、鋳造中子又は成形部分は、熱的又は機械的処理によって、知られている態様で破壊される。この場合の鋳造部品から外れる成形材料の破片と、緩んだ成形材料の粒子と、が鋳物砂混合物Ｇを形成し、その中に、鋳物砂Ｆ、硬化した無機及び有機粘結剤、及び場合によってはまた燃焼残留物が、存在する。当該燃焼残留物は、鋳造オペレーション中の加熱又はその後の熱処理の結果として生じる、細目中子又は成形部分に存在する粘結剤の部分の燃焼又は崩壊の結果である。同様に、一般的な添加剤も、依然として鋳物砂混合物Ｇに存在する場合があり、実際上、それは、中子又は成形部分それぞれの形成中に、例えば最適な流動挙動を確実にする目的で、中子又は成形部分によってもたらされる成形材料塊を生成するために添加される（「中子シューティング」）。
【００３４】
鋳物砂を回収するために、鋳物砂混合物Ｇが、図１に示す調製プロセスに供給される。鋳物砂混合物Ｇにおいて、破片又は粒子のうちの部分ＦＡＢは、無機粘結剤を有する成形材料で作られた成形部分又は鋳造中子に由来し、破片又は粒子のうちの部分ＦＯＢは、有機粘結剤を有する成形材料で作られた成形部分又は鋳造中子に由来する。
【００３５】
この場合、鋳物砂混合物Ｇは、最初に粒子分離装置１を通過するのであり、粒子分離装置１内では、鋳物砂混合物Ｇに含有される粗い破片は、粒子及びより小さな破片だけがまだ存在するようになるまで、それ自体知られている態様で、破砕される。
【００３６】
粒子が分離されていて、かつここに示されていない熱交換器で予熱されていてもよい鋳物砂混合物Ｇは、重力の助けを借りて、又は例えば加圧空気の支援によって、混合装置２に導入される。
【００３７】
スラリーＳを形成するために、混合装置２において、鋳物砂混合物Ｇは、流動床又は撹拌機を使用することにより、洗浄水ＲＷによって通しで飛ばされるか又は洗浄水ＲＷと共に撹拌され、洗浄水ＲＷは、例えば流れ加熱器で事前に加熱される。スラリーＳ内では、粒子に付着している無機粘結剤残留物が、洗浄水ＲＷに溶解する。混合装置２内で形成されるスラリーＳは、無機粘結剤及び他の不純物の除去を支援する乱流を確実にするために激しく循環される。必要な場合、スラリーＳをプロセス温度にするために、熱が供給される。ここで、プロセス温度は、８０〜１００℃の最適範囲内である。無機粘結剤残留物並びに成形材料の添加剤及び燃焼残留物などの他の汚れで汚染された、過剰な洗浄水ＲＷＫは、混合装置２から排出される。
【００３８】
プロセス温度の上昇によって洗浄水ＲＷの鋳物砂混合物Ｇとの混合が非常に集中的に起きるため、特に無機粘結剤が短時間で洗浄水ＲＷに実質的に完全に溶解する。同時に、燃焼残留物及び場合によっては存在する添加剤残留物が、鋳物砂混合物Ｇから洗浄水ＲＷによって吸収される。混合装置２内でこの目的のために与えられる、スラリーＧの滞留時間は、５〜６０分である。
【００３９】
スラリーＳは、混合装置２からすすぎ装置３に到達し、そこで、スラリーＳは、スラリーＳに溶解した無機粘結剤残留物を鋳物砂粒子から、及び他の不純物をスラリーＳの鋳物砂粒子Ｆからすすぎ落とすために、洗浄水ＲＷですすがれる。
【００４０】
すすぎ装置３は、従来のふるい機として設計され得、そこでは、スラリーＳは、ふるい上に置かれて洗浄水ＲＷを噴霧される。ここで、洗浄水ＲＷは、ふるいの上方に配置されたノズルによってかけられる。
【００４１】
ここで結果として生じ、かつ無機粘結剤残留物及び他の汚れで汚染されている洗浄水ＲＷＫは、集められて事前洗浄装置４に供給され、そこで、不溶性無機粘結剤残留物が、汚染洗浄水ＲＷＫから分離される。同様に、混合装置２から排出される過剰な汚染洗浄水ＲＷＫは、事前洗浄装置４に供給される。事前洗浄された汚染洗浄水ＲＷＫの部分流ＲＷＫＶ’は、それを洗浄水ＲＷとして混合装置２に供給することによって、再利用され得る。この場合、混合装置２に供給される洗浄水ＲＷの総体積流量は、新しい洗浄水ＲＷＦの部分流と、事前洗浄された洗浄水ＲＷＶの部分流ＲＷＫＶ’とから構成され得る。
【００４２】
同一に、事前洗浄された汚染洗浄水ＲＷＫの別の部分流ＲＷＫＶ’’は、スラリーＳをすすぐためにすすぎ装置３に供給され得る。ここでは、すすぎ装置３に供給される洗浄水ＲＷの総体積流量は、新しい洗浄水ＲＷＦの部分流と、事前洗浄された洗浄水ＲＷＶの部分流ＲＷＫＶ’と、以下に説明するプロセス工程のうちの１又は複数に起因する、汚染洗浄水ＲＷＫのさらなる部分流ＲＷＫ’とから構成され得る。
【００４３】
汚染洗浄水ＲＷＫＥは、非常に著しく汚れているため洗浄機能をもはや実行できず、プロセスから排出されて、分離した調製工程に供給される。
【００４４】
すすぎ装置３でスラリーＳから分離された鋳物砂Ｆが、有機粘結剤を含んでいる成形材料の製造に使用されると考えられる場合、鋳物砂Ｆは、処理装置５を通過するのであり、処理装置５では、鋳物砂Ｆは、そのｐＨ値をこの目的に最適な７〜８の値に設定するために、酸含有中和溶液ＮＬで湿潤させられる。次に、そのｐＨ値に関して設定された鋳物砂Ｆは、過剰な中和溶液ＮＬを除去するために、すすぎ装置６内で新しい洗浄水ＲＷＦですすがれる。この場合に蓄積しており、かつ中和液で汚染されている、洗浄水ＲＷＮは、集められて処分される。
【００４５】
鋳物砂Ｆが、もっぱら、無機粘結剤を含む成形材料の製造のために意図されている場合、処理装置５でｐＨ値を設定することと、その後すすぎ装置６ですすぐことは、スキップされ得る。
【００４６】
依然として洗浄水ＲＷが入っている鋳物砂Ｆは、すすぎ装置３、又は循環させられていてもよいステーション「処理装置５及びすすぎ装置６」でのすすぎの後、脱水装置７に運ばれ、そこで機械的手段により脱水が実行される。脱水機７は、従来技術においてこの目的のために知られているふるい機として、真空ベルト乾燥機として、又はプレスとして構成され得る。機械的脱水により、鋳物砂Ｆの水分は、その後の熱乾燥中において必要な乾き度に達するために必要なエネルギーが著しくより少なくなる程度まで、低減される。
【００４７】
機械的脱水中に蓄積する汚染洗浄水ＲＷＫは、例えば、すすぎ装置３に、そこに供給される洗浄水ＲＷのさらなる部分流として供給される。
【００４８】
熱乾燥のために、機械的脱水された鋳物砂Ｆが、回転炉又はベルト乾燥機などであり得る乾燥装置８に供給される。使用される鋳物砂混合物Ｇが、有機粘結剤又は有機粘結剤残留物を含有する、成形材料の破片及び粒子の一部を含む場合、熱乾燥が行われる温度Ｔｗは、鋳物砂Ｆの対応する一部に依然として付着している有機粘結剤残留物が燃焼するように、＞５００〜７００℃に設定される。
【００４９】
対照的に、鋳物砂Ｆが、もはや如何なる有機粘結剤成分も含有しない場合、熱乾燥は、１００〜３００℃の範囲の温度で実行され得る。
【００５０】
熱乾燥中に蓄積する水蒸気は、集められ凝縮されて、新しい洗浄水ＲＷＦとしてプロセスに供給される。この場合、例えば、熱乾燥中に得られた新しい洗浄水ＲＷＦはまた、すすぎ装置３に供給される洗浄水ＲＷの部分流を形成する。
【００５１】
乾燥装置８での熱乾燥後、鋳物砂Ｆは、除塵装置９を通過し、そこで、鋳物砂Ｆに存在する細塵ＦＳが、鋳物砂Ｆの残りの粒子から分離される。細塵ＦＳは、もはや鋳造関連の目的のために使用され得ず、したがって通常の態様で堆積させられるか、別の使用のために供給される。除塵装置９は、例えば気流選別の原理に基づき、そこでは空気が分離媒体として使用される（いわゆる「風選」）。ここで使用される空気は、再利用されるか環境に放散され得る。
【００５２】
除塵された鋳物砂Ｆは、最後に選別装置１０に到達し、そこで、鋳物砂Ｆは、少なくとも２つの鋳物砂等級に従って、少なくとも２つの鋳物砂部分量Ｆｋ、Ｆｍに分割される。それらのうち、１つの鋳物砂部分量Ｆｋは、粒子がある限界サイズを超えない鋳物砂Ｆの部分を含み、一方、他の鋳物砂部分量Ｆｍは、粒子が少なくともこの限界サイズと同じサイズを有する鋳物砂Ｆの部分を含む。選別工程は、除塵と組み合わされて実行されることもできる。この目的のために、通常、流体溜部が使用され、そこでは、鋳物砂Ｆが、上方から供給され、空気が、基部につけられた焼結プレートを通って流れ、不平衡モータによって振動する。同時に、細塵ＦＳは、吸引装置を介して空気によって除去される。等級の粒子は、溜部の対向する端部で引き出される。より細かい部分は、より高く上昇し、障壁を乗り越えなければならない。粗い部分は、同じように高くは上昇せず、したがって障壁の下で取り出される。
【００５３】
本発明による調製プロセスに必要な新しい洗浄水ＲＷＦ、及び再利用される汚染洗浄水ＲＷＫ、又はそこから混合によって形成される場合がある洗浄水ＲＷは、必要な場合に、ここに示されていない熱交換器を介して予熱され得、そこでは、本発明によるプロセス自体又は他のプロセスにおいて放出される排熱は、洗浄水ＲＷＦ、ＲＷＫ、ＲＷのそれぞれを、それぞれのプロセス工程に最適な温度に加熱するために使用される。
【００５４】
図１では、プロセスの流れが実線で表されている。鋳物砂混合物Ｇ、そこから形成される溶融物Ｓ、及びそこから得られる鋳物砂Ｆが、このプロセスの流れをたどっている。
【００５５】
対照的に、洗浄水ＲＷ、新しい洗浄水ＲＷＦ、汚染洗浄水ＲＷＫ、事前洗浄された汚染洗浄水ＲＷＫＶ、中和溶液ＮＬ、及び中和溶液で汚染された洗浄水ＲＷＬの流れは、破線で表されている。
【００５６】
無機粘結剤を含有する新しい成形材料ＦＡ、及び有機粘結剤を含有する新しい成形材料ＦＯは、選別後に得られる鋳物砂の部分量ＦＫ、ＦＭから、有機粘結剤又は無機粘結剤及びそれぞれ必要な添加剤と共に混合することによって製造される。
【００５７】
中子又は成形部分は、成形材料ＦＡ、ＦＯから、鋳造鋳型についての従来の態様で製造され得る。
【符号の説明】
【００５８】
１  粒子分離装置
２  混合装置
３  すすぎ装置
４  事前洗浄装置
５  処理装置
６  すすぎ装置
７  機械的脱水装置
８  熱乾燥装置
９  除塵装置
１０  選別装置
Ｆ  鋳物砂
ＦＡ  無機粘結剤を含有する新しい成形材料
ＦＡＢ  鋳物砂混合物Ｇ中の無機粘結剤を伴う破片又は粒子の一部
ＦＫ、ＦＭ  鋳物砂の部分量
ＦＯ  有機粘結剤を含有する新しい成形材料
ＦＯＢ  鋳物砂混合物Ｇ中の無機を伴う破片又は粒子の一部
ＦＳ  細塵
Ｇ  鋳物砂混合物
ＮＬ  中和溶液
ＲＷ  洗浄水
ＲＷＫＥ  処分される汚染洗浄水ＲＷ
ＲＷＦ  新しい洗浄水
ＲＷＫ  汚染洗浄水
ＲＷＮ  中和溶液Ｎで汚染された洗浄水ＲＷ
ＲＷＫＶ’  事前洗浄された汚染洗浄水の部分流
ＲＷＫＶ’’  事前洗浄された汚染洗浄水の部分流
Ｓ  スラリー
【図１】
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【国際調査報告】
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