JP2015051446A - Regeneration treatment method of casting sand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳物砂の再生処理方法に関する。 The present invention relates to a method for reclaiming foundry sand.
鋳造後の鋳物砂を回収し、該鋳物砂の表面に付着したバインダーを除去する再生処理を行った上で、再生鋳物砂として再度鋳造に使用することは公知であり、例えば、湿式再生法、加熱式再生法、及び乾式再生法が提案されている。
しかし、上記湿式再生法では、汚水処理装置を必要とし、そのために設備費がかかり、又再生費もかさむ。また再生処理後は砂を乾燥させる必要もある。また、上記加熱式再生法では、燃焼設備、空冷設備を必要とし、またダイオキシン類などを含む排ガスの揮散が問題となる。さらに、乾式再生法では、遠心力を利用して砂粒間に摩擦を与え砂粒表面に付着しているバインダー等を除く方法が一般的に普及している。しかし、この方法では、再生効率を高めようとすると、砂の破砕、細粒化などにより歩留まりが低下し、回収した鋳物砂１トン当たりの動力原単位も大きくなる。また細粒骨材に対しては再生処理が困難で、更には最近多用されるようになってきた耐火性粒状人工骨材に対しては、再生処理後も鋳型強度が向上しない場合があった。
そこで、上記事情から、鋳物砂の再生方法の改善について種々の提案がなされており、例えば、１００℃以上に加熱された水と接触させる工程を有する回収鋳物砂の再生方法が提案されている（特許文献１）。
It is publicly known that the cast sand after casting is recovered and used for casting again as the reclaimed foundry sand after performing the regeneration treatment to remove the binder adhering to the surface of the foundry sand. Heating regeneration methods and dry regeneration methods have been proposed.
However, the above-mentioned wet regeneration method requires a sewage treatment apparatus, which incurs equipment costs and increases regeneration costs. It is also necessary to dry the sand after the regeneration process. The heating regeneration method requires combustion facilities and air cooling facilities, and volatilization of exhaust gas containing dioxins is a problem. Furthermore, in the dry regeneration method, a method of removing friction between sand grains by removing centrifugal force and removing binders and the like adhering to the surface of the sand grains is widely used. However, in this method, if the regeneration efficiency is increased, the yield decreases due to sand crushing, fine graining, etc., and the power consumption per ton of recovered foundry sand also increases. In addition, it is difficult to regenerate fine-grained aggregates. Furthermore, for fire-resistant granular artificial aggregates that have recently been used frequently, the mold strength may not improve even after reclaiming. .
In view of the above circumstances, various proposals have been made for improving the method for reclaiming foundry sand. For example, a method for reclaiming recovered foundry sand having a step of contacting with water heated to 100 ° C. or higher has been proposed ( Patent Document 1).
特許文献１に記載された再生方法は、不純物の除去率が高く鋳物品質及び鋳型強度の向上させることができるが、回収した鋳物砂を高温・高圧処理するため、操作面及び設備面の観点から、該方法を工業的に利用するのは難しい。 The regeneration method described in Patent Document 1 has a high impurity removal rate and can improve casting quality and mold strength. However, since the recovered foundry sand is treated at high temperature and high pressure, from the viewpoint of operation and equipment. It is difficult to use the method industrially.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特別な操作及び設備を必要とせずに、簡便な方法により、回収された鋳物砂を再生処理することが可能な方法を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed in view of the said situation, and provides the method which can recycle | recover the collect | recovered foundry sand by a simple method, without requiring special operation and equipment. For the purpose.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、鋳物砂を特定温度の水中で混合撹拌し、該鋳物砂に付着したバインダーを分離することにより、鋳物砂を再生することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
［１］回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする粉砕工程、
得られた鋳物砂の粉砕物を５℃乃至７０℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着したバインダーを分離する混合工程、
バインダーが分離された鋳物砂を回収し、加熱乾燥する工程
を含む、鋳物砂の再生処理方法、
［２］前記バインダーが無機バインダーである、［１］に記載された方法、
［３］前記無機バインダーが珪酸ソーダである、［２］に記載された方法、
［４］前記珪酸ソーダが一般式：Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（ｎは０．５乃至４．０を表す。）
で表される、［３］に記載された方法、
［５］前記無機バインダーが、一般式：ｘＳｉＯ2・ｙＭ2Ｏ・ｚＨ2Ｏ（ＭはＬｉ+、Ｋ+またはＮａ+のアルカリイオン）で表されるアルカリ珪酸塩水溶液からなる水ガラスベースのバインダーであって、該バインダーには吸湿剤としてナトリウム含有物が、ナトリウム含有物と前記アルカリ珪酸塩水溶液との比が１：４乃至１：６となるよう加えられ、バインダーにはさらに２５０℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルが界面活性剤としてエマルションの型で添加され、該エマルション中におけるシリコンオイルの含有量はバインダーの質量の８％乃至１０％である、［２］に記載された方法
である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor can regenerate the foundry sand by mixing and stirring the foundry sand in water at a specific temperature and separating the binder adhering to the foundry sand. The present invention has been completed by finding out what can be done.
That is, the present invention
[1] A pulverization step of finely crushing the recovered foundry sand mold to obtain a pulverized product of the foundry sand,
Mixing step of separating the binder adhering to the foundry sand by mixing and stirring the obtained pulverized foundry sand in water at 5 ° C to 70 ° C;
A method for reclaiming foundry sand, including a step of recovering foundry sand from which the binder has been separated and drying by heating,
[2] The method according to [1], wherein the binder is an inorganic binder.
[3] The method according to [2], wherein the inorganic binder is sodium silicate.
[4] The sodium silicate is represented by the general formula: Na 2 O.nSiO 2 (n represents 0.5 to 4.0).
The method described in [3], represented by:
[5], wherein the inorganic binder, the general formula: xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li +, K + or Na + alkali ions) of water glass base consisting of an alkali silicate aqueous solution represented by A binder containing a sodium-containing material as a hygroscopic agent is added to the binder so that a ratio of the sodium-containing material to the alkali silicate aqueous solution is 1: 4 to 1: 6. According to the method described in [2], a silicone oil having a boiling point of 2 is added as a surfactant in the form of an emulsion, and the content of the silicone oil in the emulsion is 8% to 10% of the mass of the binder. is there.
本発明の方法により再生された鋳物砂は、未使用の新しい鋳物砂（本明細書では、「新砂」とも記載する。）と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を有し、有利に再利用することができる。例えば、再利用において、再生された鋳物砂と新砂との混合物だけでなく、再生された鋳物砂それ単独でも、通常の鋳物砂と同様に再使用することができる。
また、本発明の方法により再生された鋳物砂は、曲げ強度のばらつきが少ないため、本発明の方法は回収された鋳物砂を品質が安定した鋳物砂に再生することができる。
さらに、本発明の方法は、回収した鋳物砂を高温・高圧処理する、従来の再生プロセスと比較して、操作が簡便であり、また特別な設備を必要としないため、コストも低減することができ、環境に優しい。
The foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength comparable to or comparable to unused fresh foundry sand (also referred to herein as “new sand”) and is advantageously reused. can do. For example, in the reuse, not only a mixture of regenerated foundry sand and fresh sand but also regenerated foundry sand itself can be reused in the same manner as normal foundry sand.
In addition, since the foundry sand regenerated by the method of the present invention has little variation in bending strength, the method of the present invention can regenerate the recovered foundry sand to a foundry sand having a stable quality.
Furthermore, the method of the present invention is simpler to operate and does not require special equipment compared to the conventional recycling process in which the recovered foundry sand is treated at a high temperature and high pressure, so that the cost can be reduced. Can be environmentally friendly.
本発明は、回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする粉砕工程、得られた鋳物砂の粉砕物を５℃乃至７０℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着したバインダーを分離する混合工程、バインダーが分離された鋳物砂を回収し、加熱乾燥する工程を含む、鋳物砂の再生処理方法に関する。 In the present invention, the recovered foundry sand mold is finely pulverized to obtain a pulverized product of the foundry sand, and the obtained pulverized product of the foundry sand is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C. More particularly, the present invention relates to a method for reclaiming foundry sand, which includes a mixing step for separating the binder adhering to the binder, and a step of collecting and drying the foundry sand from which the binder has been separated.
［粉砕工程］
本発明の方法の粉砕工程では、回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする。
＜鋳物砂＞
上記工程に用いられる鋳物砂としては、従来から鋳型用に用いられている耐火性粒状材料を特に制限なく使用することができ、例えば、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、合成ムライト砂、及びアルミナ系骨材粒子を挙げることができる。これらの鋳物砂は単独であってもよいし、二種以上の組合せであってもよい。その中でも、アルミナ系骨材粒子が好ましい。
[Crushing process]
In the pulverization step of the method of the present invention, the recovered foundry sand mold is finely crushed to obtain a crushed product of foundry sand.
<Casting sand>
As the foundry sand used in the above process, refractory granular materials conventionally used for molds can be used without particular limitation, for example, silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, synthetic mullite sand. And alumina aggregate particles. These foundry sands may be used alone or in combination of two or more. Among these, alumina aggregate particles are preferable.
また、上記工程に用いられる鋳物砂は、鋳物砂として鋳型の造型に一回或いは複数回使用して再生された鋳物砂であっても、更には、そのような再生された鋳物砂と新砂との混合物であってもよい。鋳物砂が、再生された鋳物砂と新砂との混合物である場合、再生された鋳物砂と新砂との割合は、再生された鋳物砂の質量に対して、新砂は０．０１乃至１０倍量であり、好ましくは０．１乃至１０倍量であり、より好ましくは１乃至１０倍量である。 Moreover, even if the foundry sand used in the above-mentioned process is founded sand that has been regenerated by using it once or a plurality of times as a foundry mold, It may be a mixture of When the foundry sand is a mixture of regenerated foundry sand and fresh sand, the proportion of reclaimed foundry sand and fresh sand is 0.01 to 10 times the amount of fresh sand relative to the weight of the reclaimed foundry sand. Preferably, the amount is 0.1 to 10 times, more preferably 1 to 10 times.
＜粉砕方法＞
鋳物砂型を粉砕する方法としては、該鋳物砂型を粉砕することができれば、特に制限はなく、公知の鋳物砂型の粉砕方法を用いることができる。そのような粉砕方法としては、例えば、粉砕機による粉砕が挙げられる。
<Crushing method>
The method for pulverizing the foundry sand mold is not particularly limited as long as the foundry sand mold can be pulverized, and a known foundry sand mold pulverizing method can be used. Examples of such a pulverization method include pulverization using a pulverizer.
［混合工程］
本発明の方法の混合工程では、得られた鋳物砂の粉砕物を５℃乃至７０℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着したバインダーを分離する。
＜特定温度の水＞
上記工程において用いられる水の温度としては、通常、５℃乃至７０℃であり、本発明の方法により再生された鋳物砂が、新砂と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を十分に有するものとする観点、及び回収された鋳物砂を品質がより安定した鋳物砂に再生するとする観点から、好ましくは１０℃乃至５０℃であり、より好ましくは１０℃乃至４０℃である。
また、水の使用量は、鋳物砂に付着したバインダーを十分に除去することができれば、特に制限はなく、鋳物砂の質量に対して、０．５乃至１００倍量であり、好ましくは０．５乃至５０倍量であり、より好ましくは１乃至３０倍量である。
[Mixing process]
In the mixing step of the method of the present invention, the crushed product of the obtained foundry sand is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C. to separate the binder adhering to the foundry sand.
<Water at a specific temperature>
The temperature of water used in the above step is usually 5 ° C. to 70 ° C., and the foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength that is comparable to or comparable to fresh sand. From the viewpoint of regenerating the recovered foundry sand into a more stable foundry sand, the temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 40 ° C.
The amount of water used is not particularly limited as long as the binder adhering to the foundry sand can be sufficiently removed, and is 0.5 to 100 times the amount of the foundry sand. The amount is 5 to 50 times, more preferably 1 to 30 times.
＜撹拌方法＞
粉砕した鋳物砂を水と撹拌する方法としては、鋳物砂に付着したバインダーを除去することができれば、特に制限はなく、公知の撹拌方法を用いることができる。そのような撹拌方法としては、例えば、撹拌機による撹拌が挙げられる。
撹拌条件は、鋳物砂、及び該鋳物砂に付着したバインダーの種類によって変動するため一概に規定することができないが、鋳物砂に付着したバインダーを十分に除去する観点、及び撹拌により鋳物砂の粒径が不均一になることを防止する観点から、撹拌機の回転数は、３０乃至３００ｒｐｍであり、好ましくは４０乃至２５０ｒｐｍであり、より好ましくは５０乃至２００ｒｐｍである。また、撹拌時間は、５分乃至６０分であり、好ましくは１０分乃至５０分であり、より好ましくは１５分乃至４０分間である。撹拌条件は、使用する撹拌機によって、上記撹拌機の回転数及び撹拌時間から適宜選択される。
<Method of stirring>
The method of stirring the pulverized foundry sand with water is not particularly limited as long as the binder attached to the foundry sand can be removed, and a known stirring method can be used. Examples of such a stirring method include stirring by a stirrer.
The stirring conditions vary depending on the type of foundry sand and the type of binder adhering to the foundry sand, and thus cannot be defined unconditionally. However, the viewpoint of sufficiently removing the binder adhering to the foundry sand, and the particles of the foundry sand by agitation. From the viewpoint of preventing the diameter from becoming uneven, the rotation speed of the stirrer is 30 to 300 rpm, preferably 40 to 250 rpm, and more preferably 50 to 200 rpm. The stirring time is 5 minutes to 60 minutes, preferably 10 minutes to 50 minutes, and more preferably 15 minutes to 40 minutes. Stirring conditions are suitably selected from the rotation speed and stirring time of the said stirrer by the stirrer to be used.
＜バインダー＞
上記混合工程により、鋳物砂より分離されるバインダーとしては、無機バインダー、及び有機バインダーが挙げられる。
前記無機バインダーとしては、粘土、珪酸ソーダ（水ガラス）、シリカゾル、硫酸塩、リン酸塩、及び硝酸塩を挙げることができる。これらの無機バインダーは単独であってもよいし、二種以上の組合せであってもよい。
<Binder>
Examples of the binder separated from the foundry sand by the mixing step include an inorganic binder and an organic binder.
Examples of the inorganic binder include clay, sodium silicate (water glass), silica sol, sulfate, phosphate, and nitrate. These inorganic binders may be used alone or in combination of two or more.
その中でも、無機バインダーとしては、珪酸ソーダ（水ガラス）が好ましく、一般式：Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（ｎは０．５乃至４．０を表す。）で表される珪酸ソーダがより好ましい。
このような珪酸ソーダとしては、ナトリウム酸化物と二酸化ケイ素とのモル比（上記一般式におけるｎの値）によって、分類され、オルト珪酸ソーダ［Ｎａ4ＳｉＯ4（Ｎａ2Ｏ・０．５ＳｉＯ2：ｎ＝０．５）］、メタ珪酸ソーダ［Ｎａ2ＳｉＯ3（Ｎａ2Ｏ・ＳｉＯ2：ｎ2＝１）］などが挙げられる。
また、珪酸ソーダとしては、珪酸ソーダ１号［Ｎａ2Ｓｉ2Ｏ5（Ｎａ2Ｏ・２ＳｉＯ2：ｎ＝２）］、珪酸ナトリウム２号［Ｎａ4Ｓｉ5Ｏ12（Ｎａ2Ｏ・２．５ＳｉＯ2：ｎ＝２．５）］、珪酸ソーダ３号［Ｎａ2Ｓｉ3Ｏ7（Ｎａ2Ｏ・３ＳｉＯ2：ｎ＝３）］、及び珪酸ソーダ４号［Ｎａ2Ｓｉ4Ｏ9（Ｎａ2Ｏ・４ＳｉＯ2：ｎ＝４）］なども挙げられる。
Among these, as the inorganic binder, sodium silicate (water glass) is preferable, and sodium silicate represented by the general formula: Na 2 O.nSiO 2 (n represents 0.5 to 4.0) is more preferable.
Such sodium silicate is classified according to the molar ratio of sodium oxide to silicon dioxide (value of n in the above general formula), and sodium orthosilicate [Na 4 SiO 4 (Na 2 O · 0.5SiO 2 : n = 0.5)], sodium metasilicate [Na 2 SiO 3 (Na 2 O.SiO 2 : n 2 = 1)] and the like.
Examples of sodium silicate include sodium silicate No. 1 [Na 2 Si 2 O 5 (Na 2 O · 2SiO 2 : n = 2)] and sodium silicate No. 2 [Na 4 Si 5 O 12 (Na 2 O · 2. 5SiO 2 : n = 2.5)], sodium silicate 3 [Na 2 Si 3 O 7 (Na 2 O · 3SiO 2 : n = 3)], and sodium silicate 4 [Na 2 Si 4 O 9 (Na 2 O · 4SiO 2 : n = 4)] and the like.
また、無機バインダーとしては、一般式：ｘＳｉＯ2・ｙＭ2Ｏ・ｚＨ2Ｏ（ＭはＬｉ+、
Ｋ+またはＮａ+のアルカリイオン）で表されるアルカリ珪酸塩水溶液からなる水ガラスベースのバインダーであって、該バインダーには吸湿剤としてナトリウム含有物が、ナトリウム含有物と前記アルカリ珪酸塩水溶液との比が１：４乃至１：６となるよう加えられ、バインダーにはさらに２５０℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルが界面活性剤としてエマルションの型で添加され、該エマルション中におけるシリコンオイルの含有量はバインダーの質量の８％乃至１０％であるバインダーが好ましい。
As the inorganic binder, a general formula: xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li + ,
A water glass-based binder comprising an alkali silicate aqueous solution represented by K + or Na + alkali ions), wherein the binder contains a sodium-containing substance as a moisture absorbent, a sodium-containing substance, and the alkali silicate aqueous solution; The silicone oil having a boiling point of 250 ° C. or higher is further added to the binder as a surfactant in the form of an emulsion, and the silicone oil is contained in the emulsion. A binder whose amount is 8% to 10% of the mass of the binder is preferred.
上記水ガラスベースのバインダーは、一般式、ｘＳｉＯ2・ｙＭ2Ｏ・ｚＨ2Ｏ（ＭはＬｉ+、Ｋ+またはＮａ+のアルカリイオン）で表されるアルカリ珪酸塩水溶液あるいは水性のアルカリ珪酸塩溶液からなり、付加的に吸湿剤（湿気付与剤）を含有することを特徴とする。 The water glass based binder has the general formula, xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li +, K + or Na + alkali ions) alkali silicate aqueous solution or an alkali silicate aqueous represented by It consists of a solution and additionally contains a hygroscopic agent (humidity imparting agent).
吸湿剤はナトリウム含有物であり、アルカリ珪酸塩水溶液からなるバインダーに１：４乃至１：６の割合、すなわち、吸湿剤１に対してバインダー４の割合乃至吸湿剤１に対してバインダー６の割合で加えられる。好ましい実施形態として、アルカリ珪酸塩水溶液あるいは水性のアルカリ珪酸塩溶液中のＮａ2Ｏ／ＳｉＯ2の率（質量比率）が、２．５乃至３．５（固型分：２０％乃至４０％）であれば、ある操業条件の下で、早期に硬化するのを防止することが可能である。好ましい実施形態によれば、ナトリウム含有物の３０％水溶液の吸湿剤を提供することが提案される。 The hygroscopic agent is a sodium-containing material and has a ratio of 1: 4 to 1: 6 in the binder composed of the alkali silicate aqueous solution, that is, the ratio of the binder 4 to the hygroscopic agent 1 to the ratio of the binder 6 to the hygroscopic agent 1. Added in. As a preferred embodiment, the ratio (mass ratio) of Na 2 O / SiO 2 in the aqueous alkali silicate solution or aqueous alkali silicate solution is 2.5 to 3.5 (solid content: 20% to 40%). If so, it is possible to prevent early curing under certain operating conditions. According to a preferred embodiment, it is proposed to provide a hygroscopic agent of a 30% aqueous solution of sodium-containing material.
吸湿性（湿気付与性）を制御することができるようにするために、界面活性剤を用いるのが好ましい。界面活性剤が、２５０℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルの形でバインダーに添加された場合には、鋳物砂の流動性が顕著に改善される。有効な態様において、バインダーの質量に対して８乃至１０％のシリコンオイルを含むエマルションがバインダーに加えられる。 In order to be able to control hygroscopicity (moisture imparting property), it is preferable to use a surfactant. When a surfactant is added to the binder in the form of silicone oil having a boiling point of 250 ° C. or higher, the fluidity of the foundry sand is significantly improved. In an effective embodiment, an emulsion containing 8-10% silicone oil based on the weight of the binder is added to the binder.
上記有機バインダーとしては、例えば、フラン樹脂、フェノール樹脂、アルカリフェノール樹脂、フェノールウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂やメチレンジアクリルアミド等の不飽和基を有する樹脂、澱粉、ゼラチン、及び糖類を挙げることができる。これらの有機バインダーは単独で添加してもよいし、二種以上の組合せで添加することもできる。その中でも、有機バインダーとしては、フラン樹脂、及びフェノール樹脂が好ましい。 Examples of the organic binder include furan resins, phenol resins, alkali phenol resins, phenol urethane resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, resins having unsaturated groups such as methylene diacrylamide, starch, gelatin, and saccharides. be able to. These organic binders may be added alone or in a combination of two or more. Among these, as the organic binder, furan resin and phenol resin are preferable.
上記バインダーの含有量は、鋳物砂に対して、好ましくは０．２乃至１０質量％、より好ましくは０．５乃至５質量％である。 The content of the binder is preferably 0.2 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the foundry sand.
［加熱乾燥工程］
本発明の方法の加熱乾燥工程では、バインダーが分離された鋳物砂を回収し、加熱乾燥させる。
回収された鋳物砂を乾燥する方法としては、鋳物砂を十分に乾燥することができれば、特に制限はなく、公知の乾燥方法を用いることができる。そのような乾燥方法としては、温風、マイクロ波や過熱蒸気による乾燥、鋳型に温風を供給してその熱により水分を蒸発させる方法、金型を加熱してその中に鋳物砂を充填して硬化させる方法、成形型内に鋳物砂を充填させた後に減圧して水分を蒸発させる方法等が挙げられる。
[Heat drying process]
In the heat drying step of the method of the present invention, the foundry sand from which the binder has been separated is recovered and heat dried.
The method for drying the recovered foundry sand is not particularly limited as long as the foundry sand can be sufficiently dried, and a known drying method can be used. Such drying methods include drying with warm air, microwaves or superheated steam, supplying warm air to the mold to evaporate the moisture with the heat, heating the mold and filling it with foundry sand. And a method of evaporating moisture after filling the molding die with casting sand and the like.
実施例における各使用試験機及び試験機条件は、以下のとおりである。
［１］水洗機：タケムラテック（株）製ＰＭ−１．５
［２］送風機：トラスコ中山（株）製ＨＪＦ−３００
［３］微粉除去機：日本鋳造（株）製ＨＳＭ１１１５
［４］混練機：大和化工機（株）製ＭＧ−１５０
［５］造型機：浪速製作所（株）製ＪＮＣ−５
造型条件
金型温度：１５０℃
ブロー圧：０．２５ＭＰａ
ブロー時間：３秒
ガッシング温度：１００℃
ガッシング圧：０．１５ＭＰａ
ガッシング時間：７秒
［６］乾燥機：Ｈａｉｅｒ製ＪＭ−１７Ｃ
［７］抗折力試験機：高千穂精機（株）製ＳＣ−２００Ｄ−Ｂ
曲げ試験測定条件
圧縮速度：５［ｍｍ／分］±５［％］（戻り速度 約５０［ｍｍ／分］）
圧縮板間隔：最大５５［ｍｍ］
試料台材質：Ｓ４５Ｃ
曲げ試験治具：スパン ５０［ｍｍ］、３点曲げ試験用治具
Each use test machine and test machine conditions in the examples are as follows.
[1] Washing machine: Takemura Tech Co., Ltd. PM-1.5
[2] Blower: HJF-300 manufactured by TRUSCO NAKAYAMA
[3] Fine powder removing machine: Nippon Casting Co., Ltd. HSM1115
[4] Kneading machine: MG-150, manufactured by Daiwa Koki Co., Ltd.
[5] Molding machine: JNC-5 manufactured by Naniwa Seisakusho Co., Ltd.
Molding conditions
Mold temperature: 150 ° C
Blow pressure: 0.25 MPa
Blow time: 3 seconds
Gassing temperature: 100 ° C
Gassing pressure: 0.15 MPa
Gasing time: 7 seconds [6] Dryer: JM-17C made by Haier
[7] Anti-bending force tester: SC-200D-B manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd.
Bending test measurement conditions
Compression speed: 5 [mm / min] ± 5 [%] (return speed approximately 50 [mm / min])
Compression plate interval: Max. 55 [mm]
Sample stage material: S45C
Bending test jig: span 50 [mm], 3-point bending test jig
［実施例１］
回収された鋳物砂型を細かく砕いたエスパール［登録商標］＃６０（山川産業(株)製、アルミナ系球状骨材）（熱入り砂：熱無し砂＝約７：約３）１０ｋｇ、及び５℃の水１０Ｌを水洗機に入れ、２０分間撹拌した（６０ｒｐｍ）。水洗後、エスパール［登録商標］＃６０と水を分離し、モルタルミキサーにエスパール［登録商標］＃６０を投入し、撹拌させながら、ポータブル送風機にダクトを繋げ上部から風を送り乾燥させた。次に、微粉乾燥機に乾燥させたエスパール［登録商標］＃６０を投入し、２０分間、該エスパール［登録商標］＃６０（熱無し砂）の再生と微粉除去を行った。
再生が完了したエスパール［登録商標］＃６０ １ｋｇを混練機に入れ、混練機を動かしながら、該エスパール［登録商標］＃６０ １ｋｇに対し、苛性ソーダ３２％を０．１％添加し、６０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。次に珪酸ソーダを１．１％添加し、４０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。最後にヒュームシリカを０．８％添加し、４０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。上記混練によりバインダー[商品名：ＡＷＢ４０（ミネルコ社製）］が付着したエスパール［登録商標］＃６０を造型機を用いて、サンプル[縦１０ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ]に造型した。そして、サンプルを乾燥機に入れ、２００Ｗ、３０秒で乾燥させた。
[Example 1]
10 kg of ESPAL [registered trademark] # 60 (manufactured by Yamakawa Sangyo Co., Ltd., alumina-based spherical aggregate) (hot sand: non-heated sand = about 7: about 3) and 5 ° C. 10 L of water was put into a water washer and stirred for 20 minutes (60 rpm). After washing with water, Espar [registered trademark] # 60 and water were separated, and Espar [registered trademark] # 60 was put into a mortar mixer, and while stirring, a duct was connected to a portable blower and air was sent from the top to dry. Next, the dried ESPAR [registered trademark] # 60 was put into a fine powder dryer, and the ESPAR [registered trademark] # 60 (heatless sand) was regenerated and the fine powder was removed for 20 minutes.
1 kg of regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is placed in a kneader, and while moving the kneader, 0.1% of caustic soda 32% is added to 1 kg of ESPAL [registered trademark] # 60 and kneaded for 60 seconds. (Rotational speed: 185 rpm). Next, 1.1% sodium silicate was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). Finally, 0.8% of fumed silica was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). A sample [length 10 mm × width 100 mm × thickness 10 mm] was formed by using a molding machine with Espearl [registered trademark] # 60 to which a binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] was adhered by kneading. Then, the sample was put in a dryer and dried at 200 W for 30 seconds.
［実施例２］
５℃の水に替えて、１０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 2]
A sample was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that 10 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例３］
５℃の水に替えて、２０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 3]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例４］
５℃の水に替えて、３０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 4]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 30 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例５］
５℃の水に替えて、４０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 5]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 40 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例６］
５℃の水に替えて、５０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 6]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 50 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例７］
５℃の水に替えて、６０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 7]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 60 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［実施例８］
５℃の水に替えて、７０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 8]
A sample was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that 70 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［比較例１］
５℃の水に替えて、０℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 1]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［比較例２］
５℃の水に替えて、３℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 2]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［比較例３］
５℃の水に替えて、１００℃の水を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 3]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 100 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.
［参考例］
新しいエスパール［登録商標］＃６０ １ｋｇを混練機に入れ、混練機を動かしながら、該エスパール［登録商標］＃６０ １ｋｇに対し、苛性ソーダ３２％を０．１％添加し、６０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。次に珪酸ソーダを１．１％添加し、４０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。最後にヒュームシリカを０．８％添加し、４０秒間混練（回転数：１８５ｒｐｍ）した。上記混練によりバインダー[商品名：ＡＷＢ４０（ミネルコ社製）］が付着したエスパール［登録商標］＃６０を造型機を用いて、サンプル[縦１０ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ]に造型した。そして、サンプルを乾燥機に入れ、２００Ｗ、３０秒で乾燥させた。
[Reference example]
Add 1 kg of new Espearl [registered trademark] # 60 to the kneader, and move the kneader to add 0.1% of caustic soda 32% to 1 kg of Esper [registered trademark] # 60 and knead for 60 seconds (rotation speed) 185 rpm). Next, 1.1% sodium silicate was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). Finally, 0.8% of fumed silica was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). A sample [length 10 mm × width 100 mm × thickness 10 mm] was formed by using a molding machine with Espearl [registered trademark] # 60 to which a binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] was adhered by kneading. Then, the sample was put in a dryer and dried at 200 W for 30 seconds.
［曲げ強度測定］
参考例で作製したサンプルを１５分間放置し、サンプルの温度を室温にした。その後、サンプルをマイクロ波で加熱し、５分間放置した。そしてサンプルを抗折力試験機１の曲げ試験治具２上にセットし、サンプル３の上部からサンプルの中央部に圧子４により荷重をかけて曲げ強度を測定した（図２参照）。
また、実施例１乃至１１、及び比較例１乃至比較例３で作製した各サンプルについても、同様に曲げ強度を測定した。測定結果を下記表１乃至表１３、及び図３に示す。
[Bending strength measurement]
The sample produced in the reference example was allowed to stand for 15 minutes, and the temperature of the sample was brought to room temperature. The sample was then heated in the microwave and left for 5 minutes. Then, the sample was set on the bending test jig 2 of the bending strength tester 1, and the bending strength was measured by applying a load from the top of the sample 3 to the center of the sample with the indenter 4 (see FIG. 2).
Moreover, the bending strength was measured in the same manner for each sample produced in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3. The measurement results are shown in Tables 1 to 13 below and FIG.
表１乃至表９、表１３及び図３の結果から、本発明に係る鋳物砂の再生処理方法の混合工程において、バインダー[商品名：ＡＷＢ４０（ミネルコ社製）］が付着したエスパール［登録商標］＃６０を５℃乃至７０℃の水中において混合撹拌した場合、再生されたエスパール［登録商標］＃６０は、新砂であるエスパール［登録商標］＃６０（参考例）と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を示した。一方、表１、表１０乃至表１３、及び図３の結果から、バインダー[商品名：ＡＷＢ４０（ミネルコ社製）］が付着したエスパール［登録商標］＃６０を５℃未満である０℃（比較例１）及び３℃（比較例２）、並びに水温が７０℃を超える１００℃（比較例３）の水中において混合撹拌した場合、再生されたエスパール［登録商標］＃６０は、新砂であるエスパール［登録商標］＃６０（参考例）より、曲げ強度が劣っていた。
また、表１３より、実施例１乃至実施例８で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅は、比較例１乃至比較例３で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅と比べて、小さいため、曲げ強度のばらつきが小さく、再生処理された鋳物砂の品質が安定していた。一方、比較例１乃至比較例３で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅は大きいため、曲げ強度のばらつきが大きく、再生処理された鋳物砂の品質が不安定だった。
以上の結果より、本発明の方法により再生された鋳物砂は、新砂と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を有すること、及び本発明の方法は使用済みの鋳物砂を品質が安定した鋳物砂に再生することができることが明らかである。
From the results shown in Tables 1 to 9, Table 13, and FIG. 3, in the mixing step of the method for reclaiming foundry sand according to the present invention, ESPAR [registered trademark] with a binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] adhered thereto. When # 60 is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C., the regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is equivalent to or comparable to ESPAL [registered trademark] # 60 (reference example) which is fresh sand. The bending strength was shown. On the other hand, from the results shown in Table 1, Table 10 to Table 13 and FIG. In the case of mixing and stirring in water of Example 1) and 3 ° C. (Comparative Example 2) and 100 ° C. (Comparative Example 3) in which the water temperature exceeds 70 ° C., the regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is ESPAL Bending strength was inferior to [registered trademark] # 60 (reference example).
Further, from Table 13, since the measured value width of the bending strength of the samples prepared in Examples 1 to 8 is smaller than the measured value width of the bending strength of the samples prepared in Comparative Examples 1 to 3, The variation in strength was small and the quality of the reclaimed foundry sand was stable. On the other hand, since the measurement value width of the bending strength of the samples produced in Comparative Examples 1 to 3 was large, the variation in bending strength was large, and the quality of the reclaimed foundry sand was unstable.
From the above results, the foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength comparable to or comparable to that of fresh sand, and the method of the present invention is a foundry sand that has a stable quality compared to the used foundry sand. It is clear that it can be played back.
１ 抗折力試験機
２ 曲げ試験治具
３ サンプル
４ 圧子
５ 試料台材質：Ｓ４５Ｃ
1 Bending test machine 2 Bending test jig 3 Sample 4 Indenter 5 Sample base material: S45C
Claims (5)
得られた鋳物砂の粉砕物を５℃乃至７０℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着したバインダーを分離する混合工程、
バインダーが分離された鋳物砂を回収し、加熱乾燥する工程
を含む、鋳物砂の再生処理方法。 Crushing the collected foundry sand mold into finely crushed cast sand,
Mixing step of separating the binder adhering to the foundry sand by mixing and stirring the obtained pulverized foundry sand in water at 5 ° C to 70 ° C;
A method for reclaiming foundry sand, comprising a step of recovering foundry sand from which a binder has been separated and drying by heating.
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