JP2021169124A

JP2021169124A - 無機鋳型および中子の造型方法

Info

Publication number: JP2021169124A
Application number: JP2021118311A
Authority: JP
Inventors: 義明小林; Yoshiaki Kobayashi
Original assignee: Osaka Keiso Co Ltd
Current assignee: Osaka Keiso Co Ltd
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2021-10-28

Abstract

【課題】コールドボックスやシェルモールド、フランを始めとする有機粘結剤を使用した鋳物砂と一緒に再生処理を行うことが可能な無機鋳型および中子の造型方法を提供する。【解決手段】組成としてＳｉＯ２が７０％以上の鋳物砂に、無機粘結剤として珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムを鋳物砂に対して３．０％〜１５．０％の範囲で配合し、添加剤として流動パラフィンを鋳物砂に対して０．１％〜５．０％、カオリンの無水物である焼成カオリンを鋳物砂に対して３．０％〜１０．０％配合し、混合したのち、造型用型に充填し硬化して得られる無機鋳型および中子の造型方法。

Description

本発明は、有機粘結剤を使用した鋳物砂と一緒に再生処理を行うことが可能な無機鋳型および中子の造型方法に関する。

有機粘結剤または無機粘結剤を使用した鋳物砂の再生処理については、それぞれの粘結剤において再生砂を生成する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、無機粘結剤を使用した鋳物砂から再生砂を生成する方法が開示されている（例えば、特願平５−１６０４３６号参照）。特許文献２には、無機粘結剤を使用した鋳物砂から再生砂を生成する方法が開示されている（例えば、特願平６−１３８１９０号参照）。

特願平５−１６０４３６号特願平６−１３８１９０号

発明者は、鋳物砂の再生処理に関して、以下の課題を見出した。
現在、鋳物砂の再生処理は有機粘結剤を使用した鋳物砂および無機粘結剤を使用した鋳物砂がそれぞれ異なる方法で再生処理が行われている。

有機粘結剤を使用した鋳物砂と無機粘結剤を使用した鋳物砂とを一緒に再生処理することができれば、再生処理の効率化や既存設備の有効利用、処理コストの減少また鋳造における有機中子と無機中子との同時併用もできるようになるが、無機粘結剤は、再生処理中にブロッキングが起こるおそれがあり、具体的には焙焼工程でブロッキングが起こるおそれが大きいために、有機粘結剤を使用した鋳物砂と一緒に再生処理を行うことは極めて困難を要する。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、有機粘結剤を使用した鋳物砂と一緒に再生処理を行っても、ブロッキングすることなく再生処理ができる無機鋳型および中子の造型方法を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。

組成としてＳｉＯ_２が７０％以上の鋳物砂に、無機粘結剤として珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムを鋳物砂に対して３．０％〜１５．０％の範囲で配合し、添加剤として流動パラフィンを鋳物砂に対して０．１％〜５．０％、カオリンの無水物である焼成カオリンを鋳物砂に対して３．０％〜１０．０％配合し、混合したのち、造型用型に充填し硬化して得られる無機鋳型および中子の造型方法。

本発明により、有機粘結剤を使用した鋳物砂と無機粘結剤を使用した鋳物砂とを一緒に再生処理を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態）
本実施形態では、組成としてＳｉＯ_２が７０％以上の鋳物砂に、無機粘結剤として珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムを鋳物砂に対して３．０％〜１５．０％の範囲で配合し、添加剤として流動パラフィンを鋳物砂に対して０．１％〜５．０％、カオリンの無水物である焼成カオリンを鋳物砂に対して３．０％〜１０．０％配合し、混合したのち、造型用型に充填し硬化して無機鋳型および中子を造型する。

鋳物砂は組成としてＳｉＯ_２が７０％以上が好ましく、更に９０％以上がより好ましい。

無機粘結剤としての珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの配合量は、鋳物砂に対して３．０％〜１５．０％が好ましく、５．０〜１０．０％がより好ましい。

流動パラフィンの配合量は、鋳物砂に対して０．１％〜５．０％が好ましく、０．５％〜２．０％がより好ましい。

カオリンの無水物である焼成カオリンの配合量は、鋳物砂に対して３．０％〜１０．０％が好ましく、５．０％〜８．０％がより好ましい。

無機鋳型および中子の硬化方法は、従来公知の硬化方法が用いられ、造型用型の加熱による硬化方法、造型用型内への熱風吹込みまたはＣＯ_２ガス吹込みによる硬化方法が使用できる。

本実施例では、有機粘結剤を使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が７０％以上の鋳物砂に無機粘結剤として３号珪酸ナトリウムを配合し、添加剤として流動パラフィンおよび焼成カオリンを配合した混合物を造型用型に充填し硬化して造型した無機中子とをそれぞれ５０ｇずつ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の大きさに解砕し合計１００ｇの混合サンプルを作成した。耐熱容器に混合サンプルを充填したのち、焼成炉にて７００℃で３０分間焼成を行った。常温に戻したのち混合サンプルを３５５μｍの網目の篩にかけて通過率の測定を行った。なお、鋳物砂はあらかじめ３５５μｍの網目の篩にかけ、３５５μｍ以上の鋳物砂を取り除いたものを使用した。

有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が９９％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を造型用型に充填し硬化した無機中子をそれぞれ５０ｇずつ３ｍｍ〜５ｍｍ程度の大きさに解砕し合計１００ｇの混合サンプルを作成した。混合サンプルを耐熱容器に充填したのち、焼成炉にて７００℃で３０分間焼成を行った。常温に戻したのち混合サンプルを３５５μｍの網目の篩にかけて通過率の測定を行った。

有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が７５％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を使用して、実施例１と同様な測定を行った。

有機粘結剤としてコールドボックスを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が９９％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を使用して、実施例１と同様な測定を行った。

有機粘結剤としてコールドボックスを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が７５％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を使用して、実施例１と同様な測定を行った。

（比較例１）有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が９９％の鋳物砂に３号珪酸ナトリウムを９．０％配合し、添加剤は配合せずに、実施例１と同様な測定を行った。

（比較例２）有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が７５％の鋳物砂に３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％配合し、実施例１と同様な測定を行った。

（比較例３）有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が７５％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％配合し、実施例１と同様な測定を行った。

（比較例４）有機粘結剤としてシェルモールドを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が３０％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を使用して、実施例１と同様な測定を行った。

（比較例５）有機粘結剤としてコールドボックスを使用した中子と、組成としてＳｉＯ_２が３０％の鋳物砂に流動パラフィンを０．６％、３号珪酸ナトリウムを９．０％、焼成カオリンを６．１％の順序で攪拌しながら配合した混合物を使用して、実施例１と同様な測定を行った。

（評価方法）
１．ブロッキング状況の確認
実施例１〜４および比較例１〜５にて作成した混合サンプルを３５５μｍの網目の篩にかけ通過率の測定を行い、通過率が９９％以上の場合を○、通過率９９％未満の場合を ×とし、評価を行った。

（評価）
ブロッキング状況について実施例１〜４および比較例１〜５の結果を表１に示す。

（総合評価）
本発明である実施例１〜４は、組成としてＳｉＯ_２が７０％以上の鋳物砂を使用した無機中子の例である。実施例１〜４の全てにおいてブロッキングが見られなかった。
比較例１〜５は、添加剤の配合無しまたは組成としてＳｉＯ_２が７０％以下の鋳物砂を使用した無機中子の例である。比較例１〜５の全てにおいてブロッキングが見られた。