JP2022126140A - Foundry sand for molding excellent in collapsibility and method of producing the same - Google Patents

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文幸 小川
Fumiyuki Ogawa
崇人 河村
Takahito Kawamura
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Abstract

To provide a foundry sand allowing for practically advantageously forming a mold whose mold collapsibility after casting could have been improved furthermore while achieving the improvement of mold properties, an advantageous method of producing the same, and furthermore a useful coated sand obtainable using such a foundry sand.SOLUTION: A foundry sand, consisting of a refractory aggregate, comprises a shape factor of equal to or smaller than 1.40, a filling rate of equal to or higher than 53%, a content of a clay component adhering to an aggregate surface of equal to or lower than 0.20 mass%, a content of a part soluble in salt acid of equal to or lower than 3 mass% and a thermal conductivity of equal to or greater than 0.25 W/m K.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂及びその製造方法に係り、特に、鋳型特性の向上と共に、鋳造後における崩壊性に優れた鋳型を有利に造型し得る鋳物砂と、それを有利に製造し得る方法、更には、そのような鋳物砂を用いて得られる有用なコーテッドサンドに関するものである。 The present invention relates to a foundry sand for mold making which has excellent collapsibility and a method for producing the same, and particularly to a foundry sand capable of improving mold characteristics and advantageously forming a mold having excellent collapsibility after casting. It also relates to a method that can be advantageously produced, as well as useful coated sands obtained using such foundry sands.

従来の砂型鋳造による鋳物の製造に際しては、各種の耐火性骨材からなる鋳物砂を用いて造型することにより得られた鋳型内において、溶融金属を冷却して、凝固、固化させた後、かかる鋳型を構成する主型や砂中子の除去を行なう必要があるが、そのような鋳型、特に、砂中子の除去方法としては、一般的に、鋳造してから鋳物の温度が常温付近になるまで冷却した後、ノックアウトマシン等の振動機を用いて、鋳物に振動を与えて、砂中子を崩壊させることで、かかる砂中子の除去が行なわれるようになっている。しかし、砂中子には、鋳物砂を相互に結合するバインダ(粘結剤)として、フェノール樹脂等のレジン(樹脂)が用いられているところから、かかるレジンにて鋳物砂が固着して、単に振動を与えただけでは、容易に崩壊しなかったりして、鋳物からの鋳物砂の除去に時間がかかったりする等の問題があった。 In the production of castings by conventional sand casting, the molten metal is cooled, solidified, and solidified in a mold obtained by molding using casting sand made of various refractory aggregates. It is necessary to remove the main mold and the sand core that make up the mold. Generally, as a method for removing such a mold, particularly the sand core, the temperature of the casting after casting is near normal temperature. After the casting is cooled down to a temperature of 100°C, the sand cores are removed by vibrating the casting using a vibrator such as a knockout machine to break the sand cores. However, since the sand core uses a resin such as phenolic resin as a binder (binder) that binds the foundry sand together, the foundry sand adheres to the resin. There are problems such as that simply applying vibration does not easily disintegrate the casting, and that it takes time to remove the casting sand from the casting.

ところで、そのようなレジンにて固着された砂中子を崩壊させるには、加熱によって、かかるレジンを熱分解させる手法の採用が考えられるのであるが、砂中子に含まれているレジンを熱分解させるためには、充分な熱量を砂中子に与える必要があり、例えば、アルミニウム鋳物の場合では、アルミニウムの溶融温度に近い温度で1~2時間保持することにより、レジンを熱分解させ、砂中子を形成する鋳物砂の固化物を分解、分離させることが出来る。また、そのような加熱の後、5~6時間かけて冷却せしめ、次いで振動を与えることで、砂中子を崩壊させ、鋳物砂の除去が行なわれることとなる。しかし、この方法においては、レジンの分解のために、大きな熱エネルギーと共に、長い処理時間を要する問題があり、仮に未分解のレジンが残存したりすると、振動を加えたとしてもエネルギーが吸収され、砂崩壊に有効に働かないため、砂中子を除去するには充分な熱処理を施す必要があった。 By the way, in order to collapse the sand core fixed with such resin, it is conceivable to adopt a method of thermally decomposing the resin by heating. In order to decompose the resin, it is necessary to apply a sufficient amount of heat to the sand core. It is possible to decompose and separate the solidified foundry sand that forms the sand core. After such heating, the sand core is allowed to cool for 5 to 6 hours, and then vibration is applied to break the sand core and remove the foundry sand. However, this method has the problem of requiring a long processing time as well as a large amount of heat energy due to the decomposition of the resin. Since it does not work effectively for sand collapse, it was necessary to apply sufficient heat treatment to remove the sand core.

また、特開平9-182952号公報等においては、高圧水を噴射させて、鋳物の内部に吹き付けることにより、砂中子を粉砕して、鋳物内部から中子を除去する手法が提案されているのであるが、この高圧水を用いた場合にあっては、水が飛び散ることで、作業現場が水浸しとなり、そのために、作業現場や作業者に防水対策を施す必要性がある等、作業性が悪化すると共に、高圧水を噴射させる装置を用意する必要がある等の設備上の問題に加えて、除去した砂が水に濡れてしまうところから、砂を再利用するには、砂の乾燥等の、手間のかかる作業が必要となる問題を、内在するものであった。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-182952 proposes a method of removing the core from the inside of the casting by spraying high-pressure water onto the inside of the casting to pulverize the sand core. However, when this high-pressure water is used, the work site will be flooded due to the splashing of the water. In addition to equipment problems such as the need to prepare a device for injecting high-pressure water, the removed sand gets wet with water, so in order to reuse the sand, it is necessary to dry the sand. However, it was inherent in the problem of requiring time-consuming work.

さらに、特開平9-1285号公報においては、鋳物砂及びフェノール系樹脂と共に、ZnOやZnO・B23の如き酸化亜鉛系化合物からなる崩壊性改善剤を必須成分として含有するシェルモールド用鋳型材料が提案され、そこでは、かかる酸化亜鉛系化合物に、更に、Br含有有機化合物やZnBr2 等のハロゲン含有化合物を組み合わせて含有せしめることにより、鋳造後の砂落し作業性がより一層容易となることが明らかにされているのであるが、そのようなハロゲン系添加物が併用されていることにより、鋳型の崩壊性はよいものの、鋳物や鋳造金型に腐食が惹起される問題があり、実用上において採用され難いものであった。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1285 discloses a mold for a shell mold containing, as an essential component, a collapsibility improving agent comprising a zinc oxide compound such as ZnO or ZnO.B 2 O 3 together with foundry sand and a phenolic resin. A material has been proposed in which a Br-containing organic compound and a halogen-containing compound such as ZnBr2 are combined with such a zinc oxide compound to further facilitate sand removal after casting. It has been clarified that when such halogen-based additives are used in combination, although the disintegration of the mold is good, there is a problem that corrosion is induced in the casting and the casting mold, and it is not practical. It was difficult to adopt above.

加えて、特開昭62-124046号公報や特公平5-79423号公報においては、シェルモールド用鋳型材料に、崩壊性向上剤として、芳香族カルボン酸のアルカリ金属塩を含有せしめたり、過マンガン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の熱分解生成物を含有せしめて、鋳造後における鋳型の崩壊性や砂落し性が向上せしめられ得ることが明らかにされているのであるが、それら崩壊性向上剤の添加による鋳型の崩壊性の向上には限界があり、また、鋳型の崩壊性をより一層高めるべく、そのような崩壊性向上剤の使用量を増大せしめたりすると、鋳型の物性に悪影響をもたらす等の問題を内在するものであった。 In addition, in JP-A-62-124046 and JP-B-5-79423, mold materials for shell molds contain an alkali metal salt of an aromatic carboxylic acid as a disintegration improving agent, or permanganate. It has been clarified that thermal decomposition products of alkali metal salts or alkaline earth metal salts of acids can be included to improve the collapsibility and sand removal properties of the mold after casting. There is a limit to the improvement of the collapsibility of the mold by adding a property-improving agent, and if the amount of such a disintegration-improving agent used is increased in order to further improve the collapsibility of the mold, the physical properties of the mold deteriorate. There were inherent problems such as causing adverse effects.

このように、鋳型の崩壊性向上のための公知の何れの手法においても、それぞれの手法に内在する問題点があり、鋳造後の鋳型の崩壊性を有利に高め得る手法としては、実用上において、そのまま採用し得るものではなかったのである。 Thus, in any of the known methods for improving the collapsibility of a mold, there are problems inherent in each method, and as a method that can advantageously improve the collapsibility of the mold after casting, in practice , could not be adopted as is.

特開平9-182952号公報JP-A-9-182952 特開平9-1285号公報JP-A-9-1285 特開昭62-124046号公報JP-A-62-124046 特公平5-79423号公報Japanese Patent Publication No. 5-79423

ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂及びその製造方法を提供することにあり、また、他の課題とするところは、鋳型特性の向上を図りつつ、鋳造後における鋳型の崩壊性がより一層高められ得た鋳型を実用的に有利に造型することの出来る鋳物砂と、その有利な製造方法、更には、そのような鋳物砂を用いて得られる有用なコーテッドサンドを提供することにある。 Here, the present invention has been made against the background of such circumstances, and the problem to be solved is to provide a foundry sand for mold making excellent in collapsibility and a method for producing the same. Another problem is foundry sand that can be used to practically and advantageously form a mold with improved mold characteristics and further improved collapsibility of the mold after casting. Another object of the present invention is to provide an advantageous production method thereof and a useful coated sand obtained by using such foundry sand.

そして、本発明は、上記した課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組合せにおいて採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載から把握される発明思想に基づいて、理解されるものであることが、考慮されるべきである。 In order to solve the above problems, the present invention can be suitably implemented in various aspects as listed below, and each aspect described below can be employed in any combination. is. It should be noted that the aspects and technical features of the present invention are not limited to those described below, and can be understood based on the inventive concept grasped from the description of the entire specification. should be considered.

先ず、本発明の第一の態様は、耐火性骨材からなる鋳物砂であって、形状係数が1.40以下であり、そして充填率が53%以上であると共に、骨材表面付着の粘土分の含有量が0.20質量%以下であり、更に塩酸可溶分の含有量が3質量%以下とされてなり、且つ0.25W/m・K以上の熱伝導率を有していることを特徴とする崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂にある。 First, the first aspect of the present invention is a foundry sand comprising refractory aggregates, having a shape factor of 1.40 or less, a filling rate of 53% or more, and clay adhering to the surface of the aggregates. content is 0.20% by mass or less, and the content of hydrochloric acid-soluble components is 3% by mass or less, and has a thermal conductivity of 0.25 W/m·K or more. The foundry sand for mold making with excellent collapsibility is characterized by:

また、本発明の第二の態様は、前記耐火性骨材が、天然骨材であることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is characterized in that the refractory aggregate is natural aggregate.

さらに、本発明の第三の態様は、前記耐火性骨材が、硅砂を主体とするものであることを特徴としている。 Furthermore, a third aspect of the present invention is characterized in that the refractory aggregate is mainly composed of silica sand.

加えて、本発明の第四の態様は、前記耐火性骨材が、鋳造工程において回収される回収砂から再生されたものであることを特徴とする。 In addition, a fourth aspect of the present invention is characterized in that the refractory aggregate is regenerated from recovered sand recovered in the casting process.

そして、上述の如き崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂を有利に得るべく、本発明にあっては、その第五の態様として、(a)鋳造工程において回収される回収砂に対して、磁気分離処理を実施して、該回収砂中に混在する磁性金属成分を分離、除去する磁選工程と、(b)前記した回収砂に対して、渦電流選別処理を施して、該回収砂中に混在する非磁性金属成分を分離、除去することにより、該回収砂中の非磁性金属成分を含む塩酸可溶分の含有量を3質量%以下に調整する渦電流選別工程と、(c)該渦電流選別工程を経た前記回収砂を焙焼処理することにより、該回収砂に付着乃至は混在する、鋳型用粘結剤を含む、砂以外の第三成分を変性乃至は熱分解せしめる焙焼工程と、(d)該焙焼処理の施された回収砂を研磨処理して、かかる回収砂の粒子形状を整え、その形状係数を1.40以下に調整すると共に、該回収砂の砂粒子表面に付着する粘土分を除去して、かかる粘土分の含有量が0.20質量%以下となる鋳物砂を得る研磨処理工程と、を少なくとも含むことを特徴とする崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法を、採用することにある。 In order to advantageously obtain the above-described foundry sand for mold making which is excellent in collapsibility, as a fifth aspect of the present invention, (a) the recovered sand recovered in the casting process is: (b) performing a magnetic separation process to separate and remove magnetic metal components mixed in the collected sand; (c) an eddy current sorting step of separating and removing the non-magnetic metal components mixed in the sand to adjust the content of the hydrochloric acid-soluble components containing the non-magnetic metal components in the recovered sand to 3% by mass or less; By subjecting the recovered sand that has undergone the eddy current sorting step to a roasting treatment, the third component other than the sand, including the binder for molds, adhering to or mixed with the recovered sand is denatured or thermally decomposed. and (d) grinding the roasted recovered sand to adjust the particle shape of the recovered sand, adjust the shape factor to 1.40 or less, and adjust the shape factor to 1.40 or less. and a polishing step of removing clay adhering to the surface of particles to obtain molding sand having a clay content of 0.20% by mass or less. To adopt a method for producing foundry sand for molding.

また、本発明の第六の態様は、前記回収砂が、天然骨材からなる耐火性骨材を用いて造型して得られる鋳型から回収されたものであることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is characterized in that the recovered sand is recovered from a mold obtained by molding using a refractory aggregate made of natural aggregate.

さらに、本発明に従う第七の態様は、前記回収砂が、硅砂を主体とする耐火性骨材を用いて造型して得られる鋳型から回収されたものであることを特徴としている。 Furthermore, the seventh aspect according to the present invention is characterized in that the recovered sand is recovered from a mold obtained by molding using a refractory aggregate mainly composed of silica sand.

加えて、本発明の第八の態様は、前記渦電流選別処理が、回転磁界中を前記回収砂が通過することによって、該回収砂中の非磁性金属成分に渦電流を発生せしめ、この渦電流と回転磁界との相互作用によって、かかる非磁性金属成分が回収砂から分離、除去されるようにするものであることを特徴とする。 In addition, in the eighth aspect of the present invention, the eddy current sorting process generates eddy currents in non-magnetic metal components in the recovered sand by passing the recovered sand through a rotating magnetic field. It is characterized in that the non-magnetic metal components are separated and removed from the recovered sand by the interaction of the electric current and the rotating magnetic field.

また、本発明に従う第九の態様は、前記磁気分離処理が、10000G以下の磁束密度において、複数回繰り返して実施され、且つ最終回の磁気分離処理において採用される磁束密度が、初回の磁気分離処理よりも大きくされると共に、中間回の磁気分離処理においては、初回の磁気分離処理における磁束密度以上であって、最終回の磁気分離処理における磁束密度よりは小さな磁束密度が採用され、更にかかる中間回の磁気分離処理が複数の場合においては、前段の磁気分離処理における磁束密度と同等又はそれ以上の磁束密度を用いて、後段の磁気分離処理が実施されることを特徴とする。 In a ninth aspect according to the present invention, the magnetic separation treatment is repeated a plurality of times at a magnetic flux density of 10000 G or less, and the magnetic flux density adopted in the final magnetic separation treatment is treatment, and in the intermediate magnetic separation treatment, a magnetic flux density that is equal to or higher than the magnetic flux density in the initial magnetic separation treatment and lower than the magnetic flux density in the final magnetic separation treatment is adopted. When a plurality of intermediate magnetic separation processes are performed, the latter magnetic separation process is performed using a magnetic flux density equal to or greater than that in the previous magnetic separation process.

さらに、本発明の第十の態様は、前記焙焼処理が、600~800℃の温度において実施されることを特徴としている。 Furthermore, the tenth aspect of the present invention is characterized in that the roasting treatment is carried out at a temperature of 600-800°C.

そして、本発明に従う第十一の態様は、上記した特徴を有する鋳物砂を用い、この鋳物砂と鋳型用粘結剤との混練により、かかる鋳物砂の表面が該鋳型用粘結剤にて被覆されていることを特徴とするコーテッドサンドを、その対象とするものである。 In the eleventh aspect according to the present invention, the foundry sand having the characteristics described above is used, and by kneading the foundry sand and the foundry binder, the surface of the foundry sand is formed by the foundry binder. The object is a coated sand characterized by being coated.

また、本発明に従う第十二の態様は、上記した製造方法によって得られた鋳物砂を用い、この鋳物砂と鋳型用粘結剤との混練により、かかる鋳物砂の表面が該鋳型用粘結剤にて被覆されていることを特徴とするコーテッドサンドを、その対象とするものである。 In a twelfth aspect according to the present invention, the foundry sand obtained by the above-described production method is used, and the foundry sand and the foundry binder are kneaded to form the foundry caking agent on the surface of the foundry sand. The object is a coated sand characterized by being coated with an agent.

さらに、本発明の第十三の態様は、上述の如きコーテッドサンドにおいて、前記鋳型用粘結剤が、樹脂粘結剤であることを特徴としている。 Furthermore, a thirteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the coated sand as described above, the mold binder is a resin binder.

更にまた、本発明の第十四の態様は、上述の如きコーテッドサンドにおいて、金属酸化物が、更に含有せしめられていることを特徴とするものである。 Furthermore, the fourteenth aspect of the present invention is characterized in that the coated sand further contains a metal oxide.

加えて、本発明の第十五の態様は、上述の如きコーテッドサンドにおいて、崩壊性向上剤として、酸素酸塩、リン酸エステル、及び脂肪族縮合リン酸エステルのうちの少なくとも何れか一つが、更に含有せしめられていることを特徴としている。 In addition, in the fifteenth aspect of the present invention, in the coated sand as described above, at least one of an oxate, a phosphate, and an aliphatic condensed phosphate is used as a disintegration improver, Further, it is characterized by being contained.

そして、本発明の第十六の態様は、上述の如きコーテッドサンドの熱伝導率が、0.30W/m・K以上であることを特徴としている。 A sixteenth aspect of the present invention is characterized in that the thermal conductivity of the above-described coated sand is 0.30 W/m·K or more.

このような本発明に従う崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂にあっては、所定の形状係数と充填率を有する形状特性に優れたものであると共に、粘土分の含有量が0.20質量%以下であり、更に、非磁性金属成分を含む塩酸可溶分の含有量が3質量%以下とされていることに加えて、0.25W/m・K以上の優れた熱伝導率を有する耐火性骨材にて構成されているところから、そのような鋳物砂を用いて造型される鋳型の熱伝導率が効果的に高められ得ることとなるのであり、これによって、造型時の加熱にて、その造型して得られる鋳型の内部まで効果的に硬化せしめ得て、未硬化部位の存在が有利に抑制乃至は解消され得ることとなるのである。要するに、そのような熱伝導率の向上によって、鋳造に際して、金属溶湯の熱を鋳型全体により均一に伝え易くなるのであり、そのために、そのような金属溶湯の熱にて、耐火性骨材を結合する鋳型用粘結剤の結合力を有利に低下せしめ得ることによって、鋳型の崩壊性が効果的に向上せしめられ得ることとなるのである。 The foundry sand for mold making excellent in collapsibility according to the present invention has excellent shape characteristics with a predetermined shape factor and filling rate, and has a clay content of 0.20 mass. % or less, and the content of hydrochloric acid solubles, including non-magnetic metal components, is 3% by mass or less, and has an excellent thermal conductivity of 0.25 W/m K or more. Since it is composed of refractory aggregates, the thermal conductivity of the mold made using such foundry sand can be effectively increased, and as a result, heat during molding can be reduced. As a result, even the inside of the mold obtained by molding can be effectively hardened, and the presence of unhardened portions can be advantageously suppressed or eliminated. In short, such improved thermal conductivity makes it easier for the heat of the molten metal to conduct more evenly throughout the mold during casting, so that the heat of the molten metal binds the refractory aggregates together. By advantageously reducing the binding force of the foundry binder, the disintegrability of the mold can be effectively improved.

しかも、そのような本発明に従う鋳物砂を用いて造型して得られる鋳型においては、熱伝導性が優れていることによって、内部硬化性が有利に高められ得て、従来の如き造型時の加熱によっては、充分に硬化し得ない未硬化部位の存在が、効果的に低減乃至は消滅され得ることとなるところから、鋳型の均質化を実現して、その鋳型特性の改善が有利に図られ得るようになると共に、造型サイクル時間も効果的に短縮され、更には、鋳造時における鋳型からのガス発生量の低減も効果的に図られ得ることとなるところから、鋳物欠陥の発生の抑制乃至は阻止をも、有利に実現され得ることとなる。 Moreover, in the mold obtained by molding using the foundry sand according to the present invention, the internal hardening property can be advantageously enhanced due to the excellent thermal conductivity, and the heating at the time of molding as in the conventional method is possible. Depending on the situation, the presence of uncured portions that cannot be sufficiently cured can be effectively reduced or eliminated, so that homogenization of the mold is realized and the mold characteristics are advantageously improved. In addition, the molding cycle time can be effectively shortened, and the amount of gas generated from the mold during casting can be effectively reduced. blocking can also be advantageously realized.

また、かくの如き特徴を有する鋳物砂は、本発明に従って、鋳造工程において回収される回収砂を用いて、それに、所定の再生処理を施すことにより、工業的に有利に製造され得ることとなる。即ち、鋳造工程において回収される回収砂に対して、所定の磁選工程と渦電流選別工程と焙焼工程と研磨処理工程とがそれぞれ実施されることにより、目的とする形状係数や充填率、粘土分の含有量、更には塩酸可溶分の含有量を、それぞれ有する、熱伝導率に優れた、耐火性骨材からなる鋳物砂が、容易に且つ工業的に有利に得ることが出来ることとなるのである。 In addition, the foundry sand having such characteristics can be industrially produced advantageously by subjecting the recovered sand recovered in the casting process to a predetermined reclaiming treatment according to the present invention. . That is, the collected sand collected in the casting process is subjected to a predetermined magnetic separation process, an eddy current separation process, a roasting process, and a polishing treatment process, respectively, so that the desired shape factor, filling rate, clay It is possible to easily and industrially advantageously obtain foundry sand composed of refractory aggregates having excellent thermal conductivity and having a content of 100% and a content of solubles in hydrochloric acid. It becomes.

実施例において、中子の崩壊性を測定するために用いた鋳造試験用砂型の縦断面説明図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional explanatory view of a sand mold for casting test used for measuring the collapsibility of cores in Examples. 実施例において、廃中子を内包したアルミニウム合金鋳物の縦断面説明図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional explanatory view of an aluminum alloy casting containing a waste core in an example.

ところで、本発明に従う鋳物砂は、所定の形状係数及び充填率を有するものであると共に、粘土分及び塩酸可溶分の含有量が所定量以下とされてなる、高い熱伝導率を有するものであって、そこにおいて、そのような鋳物砂を構成する耐火性骨材としては、従来から鋳物砂として用いられている、耐火性を有する非磁着性の無機粒子の何れもが、同様に採用可能であるが、本発明にあっては、鋳物砂の熱伝導率を向上せしめる上において、硅砂を主体とする耐火性粒子、特に、天然粒子(骨材)が有利に用いられ、そこでは、硅砂(硅石原鉱を粉砕して篩分けしたものをも含む。以下同じ)のみを使用する場合の他、硅砂に、公知の各種の鋳物砂を混合せしめてなる混合砂であっても、何等差支えなく、更に、それらの回収砂や再生砂、中でも、鋳造工程において回収される回収砂から再生された耐火性粒子も、同様に、有利に使用することが出来る。尤も、そのような耐火性粒子からなる耐火性骨材は、一般に50質量%以上のSiO2 を含有していることが望ましく、特に60質量%以上、中でも70質量%以上のSiO2 含有量であることが望ましく、これによって、鋳物砂の熱伝導率の向上により一層有利に寄与し得ることとなる。 By the way, the foundry sand according to the present invention has a predetermined shape factor and filling rate, and has a high thermal conductivity because the content of clay and hydrochloric acid solubles is set to a predetermined amount or less. In this case, as the refractory aggregate that constitutes such foundry sand, any of the refractory non-magnetic inorganic particles that have been conventionally used as foundry sand are similarly employed. Although it is possible, in the present invention, refractory particles mainly composed of silica sand, particularly natural particles (aggregate) are advantageously used in order to improve the thermal conductivity of foundry sand. In addition to using only silica sand (including crushed and sieved silica ore; the same shall apply hereinafter), mixed sand obtained by mixing silica sand with various known foundry sands may be used. In addition, refractory particles reclaimed from reclaimed sand and reclaimed sand thereof, inter alia, reclaimed sand recovered in the casting process, can likewise be used to advantage. However, the refractory aggregate composed of such refractory particles preferably contains 50% by weight or more of SiO 2 , particularly 60% by weight or more, especially 70% by weight or more of SiO 2 . It is desirable that there is, by which it can contribute more advantageously to the improvement of the thermal conductivity of the foundry sand.

そして、本発明にあっては、かくの如き耐火性粒子として、形状係数が1.40以下であり、且つ充填率が53%以上であるものが用いられることとなる。ここで、本発明において用いられる耐火性粒子(骨材)の形状係数は、粒形係数乃至は粒形指数とも称され、一般に、粒子の外形形状を示す一つの尺度として用いられるものであって、その値が1に近づく程、球形(真球)に近づくことを意味しているものである。そして、そのような形状係数は、公知の各種の手法で測定され、例えば、特許第3253579号公報にも明らかにされている如く、砂表面積測定器(ジョージ・フィッシャー社製)を用いて、1gあたりの実際の砂粒の表面積を測定し、その値を、砂粒が全て球形であると仮定した場合の表面積である理論的表面積で割った値を、形状係数とする方法がある。 In the present invention, such refractory particles having a shape factor of 1.40 or less and a filling rate of 53% or more are used. Here, the shape factor of the refractory particles (aggregate) used in the present invention is also called a particle shape factor or a particle shape index, and is generally used as a measure of the outer shape of the particles. , means that the closer the value is to 1, the closer to a sphere (perfect sphere). Such a shape factor is measured by various known methods. There is a method in which the actual surface area of each grain of sand is measured and divided by the theoretical surface area, which is the surface area when all grains of sand are spherical, to obtain the shape factor.

また、充填率は、鋳物砂の見掛の容積中に占める砂粒子の充填部の容積の比率を言うものであって、本発明において、そのような充填率は、以下の方法で測定した数値として、定義されるものである。即ち、先ず、200mlのメスシリンダーに、水:メタノール=7:3(重量比)の混合溶液の100mlを収容し、これに、別のメスシリンダーで流し込み法によって計量した鋳物砂(耐火性粒子)の100mlを徐々に加えた後に、密閉して、気泡が出なくなったことを確認した後、メスシリンダーの液面を読み、この数値:Mmlと200mlの目盛りとの差:200-Mを、空隙率:Vとして求め、そして、この空隙率:Vを100から減じてなる値:100-Vが、充填率:Xとして、求められるものである。また、メスシリンダーに収容される液体としては、水とメタノールの混合液に代えて、水に界面活性剤を加えたものや、他の液体を用いることも可能である。 In addition, the filling rate refers to the ratio of the volume of the filled portion of the sand particles to the apparent volume of the foundry sand. is defined as That is, first, 100 ml of a mixed solution of water:methanol=7:3 (weight ratio) was placed in a 200 ml graduated cylinder, and foundry sand (refractory particles) was weighed by pouring into another graduated cylinder. After gradually adding 100 ml of this, seal it up, read the liquid level of the graduated cylinder after confirming that no more bubbles are generated, this value: the difference between Mml and the scale of 200 ml: 200-M, the gap A value obtained by subtracting this porosity: V from 100: 100-V is obtained as a filling rate: X. As the liquid contained in the graduated cylinder, instead of the mixed liquid of water and methanol, it is possible to use water added with a surface active agent or other liquid.

なお、形状係数が1.40以下であり、また充填率が53%以上である耐火性粒子(鋳物砂)は、例えば、小さな粒子を除去したり、研磨等により粒子の角を丸めたり、更には球状化したり、粒度を整える等の処置を施したりすることによって、得ることが可能である。また、それらの中で、形状係数が1.40よりも大きくなると、充填率を高めることが困難となる等の問題があり、更に、充填率が53%よりも低い耐火性粒子を用いた場合にあっては、鋳物砂の熱伝導率を高めることが困難となり、そのために、熱伝導率が良好なコーテッドサンド(CS)を得ることが出来なくなるために、そのようなCSを用いて造型された鋳型の崩壊性を改善することも困難となるのである。 In addition, refractory particles (foundry sand) having a shape factor of 1.40 or less and a filling rate of 53% or more can be removed, for example, by removing small particles, rounding the corners of the particles by polishing, etc. can be obtained by spheroidizing or adjusting the particle size. Among them, if the shape factor is greater than 1.40, there are problems such as difficulty in increasing the filling rate. However, it is difficult to increase the thermal conductivity of the foundry sand, and as a result, it becomes impossible to obtain coated sand (CS) with good thermal conductivity. It also becomes difficult to improve the collapsibility of the mold.

さらに、本発明に従う鋳物砂は、それを構成する耐火性骨材の表面に付着する粘土分の含有量が0.20質量%以下であり、更に、鋳物砂中の塩酸可溶分の含有量が3質量%以下となるように調整されている。なお、そのような耐火性骨材の表面に付着する粘土分は、通常の研磨処理によって除去することが可能であり、また、鋳物砂中の塩酸可溶分、例えば非磁性金属成分等は、篩分けしたり、従来から公知の渦電流選別機を用いた選別処理等によって、非磁性無機粒子である耐火性骨材から分離、除去されることとなる。そして、それら粘土分や塩酸可溶分の含有量が、本発明にて規定される値よりも多くなると、鋳物砂の充填率の低下や熱伝導率の悪化を招き、本発明の目的を充分に達成し難くなる。 Furthermore, in the foundry sand according to the present invention, the content of clay adhering to the surface of the refractory aggregate constituting the sand is 0.20% by mass or less, and the content of the hydrochloric acid-soluble component in the foundry sand is adjusted to be 3% by mass or less. Clay adhering to the surface of such refractory aggregates can be removed by ordinary polishing. They are separated and removed from the refractory aggregates, which are non-magnetic inorganic particles, by sieving or sorting using a conventionally known eddy current sorter. If the contents of the clay and hydrochloric acid-soluble components exceed the values specified in the present invention, the filling rate of the foundry sand is lowered and the thermal conductivity is deteriorated. difficult to achieve.

そして、かくの如く、形状係数や充填率と共に、粘土分及び塩酸可溶分の含有量を規定して、熱伝導率が0.25W/m・K以上となるように調整された鋳物砂は、熱伝導性に優れたCSを与え、それによって、そのようなCSを用いて造型される鋳型の崩壊性が有利に改善されることとなるのである。 As described above, molding sand adjusted to have a thermal conductivity of 0.25 W/m·K or more by specifying the contents of clay and hydrochloric acid-soluble components as well as the shape factor and filling rate is , provides CS with excellent thermal conductivity, which advantageously improves the collapsibility of molds made with such CS.

なお、上述のような耐火性粒子(耐火性骨材)は、一般に、30~90のAFS指数を有していることが望ましく、中でも、好ましくは35~80、より好ましくは40~70のAFS指数を有していることが望ましい。このAFS指数が30よりも小さくなると、耐火性粒子の粒度が大きくなり過ぎて、熱伝導度に悪影響をもたらす他、鋳型としての特性を低下せしめる恐れがあり、更に、鋳肌の悪化等の問題も惹起されることとなる。一方、AFS指数が90を超えるようになると、耐火性粒子の粒度が小さくなり過ぎて、鋳型用粘結剤と混練したときに、耐火性粒子の凝集物であるダマの発生量が多くなることに加えて、熱伝導率の向上を充分に実現し難くなる等の問題が惹起され易くなる。 The refractory particles (refractory aggregate) as described above generally desirably have an AFS index of 30 to 90, preferably 35 to 80, more preferably 40 to 70 AFS It is desirable to have an exponent. If the AFS index is less than 30, the particle size of the refractory particles becomes too large, which may adversely affect the thermal conductivity, may reduce the properties of the mold, and may cause problems such as deterioration of the casting surface. will also be induced. On the other hand, when the AFS index exceeds 90, the particle size of the refractory particles becomes too small, and when kneaded with the foundry binder, the amount of lumps, which are aggregates of the refractory particles, increases. In addition to this, problems such as difficulty in achieving sufficient improvement in thermal conductivity tend to occur.

ここで、かくの如き本発明に従う鋳物砂は、耐火性骨材原料として、各種の新砂やその使用済の砂を用いて、それに所定の処理を施すことにより、形状係数や充填率を調整し、また、粘土分の含有量や塩酸可溶分の含有量を調整して、目的とする熱伝導率を有するものとして、容易に製造し得るものであるが、特に、本発明にあっては、鋳造工程において回収される回収砂を用いて、それから、本発明に従う鋳物砂を製造することが、実用上において大きな意義を発揮するものとなる。けだし、鋳造後の鋳型の型ばらし等によって生じる鋳型廃砂(古砂)を回収して得られる回収砂を再生し、再び、鋳物砂として有効利用することが、その廃棄による環境破壊の防止対策として、また、省資源化の観点からしても、望まれるものであるからである。 Here, the foundry sand according to the present invention as described above uses various new sands and used sands as refractory aggregate raw materials, and is subjected to a predetermined treatment to adjust the shape factor and filling rate. Also, by adjusting the content of the clay content and the content of the hydrochloric acid soluble content, it can be easily manufactured as having the desired thermal conductivity. Using the recovered sand recovered in the casting process and then producing the foundry sand according to the present invention is of great practical significance. However, it is important to recycle the waste sand (old sand) generated by demolding molds after casting, and to recycle the recovered sand and reuse it as foundry sand. It is also desirable from the viewpoint of resource saving.

そして、そのような鋳造工程において回収される回収砂は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金等の非鉄鋳物や、鋳鉄、鋳鋼等の鉄鋳物の砂型鋳造において用いられた鋳型の型ばらし等によって生じる鋳型廃砂を回収したものであって、一般に、それぞれの鋳造現場から集められて、その処分乃至は処理のために集積されたものが、有利に利用されることとなる。 The recovered sand recovered in such a casting process is generated by demolding the mold used in sand casting of non-ferrous castings such as aluminum alloys, magnesium alloys, and copper alloys, and iron castings such as cast iron and cast steel. Collected waste mold sand, which is generally collected from each casting site and accumulated for disposal or treatment, is advantageously utilized.

本発明にて好適に採用される鋳物砂の製造方法によれば、そのような回収砂に対して、先ず、鉄等の磁性金属(磁性体)成分を除去する磁気分離処理と、アルミニウム、銅等の非磁性金属成分を除去する渦電流選別処理とが、順次施されることとなる。なお、それら二つの処理は、順不同で採用することが可能であるが、有利には、磁気分離処理が、渦電流選別処理に先立って実施されることとなる。 According to the method for producing foundry sand preferably employed in the present invention, such recovered sand is first subjected to a magnetic separation treatment for removing magnetic metal (magnetic material) components such as iron, An eddy current sorting process for removing non-magnetic metal components such as these is sequentially performed. It should be noted that the two processes can be employed in any order, but advantageously the magnetic separation process will precede the eddy current sorting process.

ところで、かかる磁気分離処理を回収砂に実施することからなる磁選工程においては、一般に、10000G以下の磁束密度において、好ましくは1000~8000Gの磁束密度において、磁力が作用せしめられて、回収砂中に混在する鉄等の磁性金属成分が、磁着分として、効率的に分離、除去されることとなるのであるが、そこでは、そのような磁気分離処理を複数回繰り返して実施することが、混在する磁性金属成分(粒子)を効果的に除去する上において、推奨される。具体的には、複数回の磁気分離処理においては、最終回の磁気分離処理において採用される磁束密度が、初回の磁気分離処理よりも大きくされると共に、中間回の磁気分離処理においては、初回の磁気分離処理における磁束密度以上であって、最終回の磁気分離処理における磁束密度よりは小さな磁束密度が採用され、更に、かかる中間回の磁気分離処理が複数の場合においては、前段の磁気分離処理における磁束密度と同等又はそれ以上の磁束密度を用いて、後段の磁気分離処理が実施されることとなる。より具体的には、例えば、先ず、1500G程度の磁束密度の磁力選別装置を用いて、鉄塊等の大きな磁性体を除去し、次いで、3000G程度の磁束密度の磁力選別装置を用いて、更には、必要に応じて、7000G程度の磁束密度の磁力選別装置を用いて、砂鉄等の小さな磁性体を除去するようにするのである。そして、このような磁気分離処理によって、回収砂中の鉄等の磁性金属成分、及び磁性を帯びた砂粒は、一般に5質量%以下の含有量とされるのである。なお、かくの如き磁気分離処理には、公知の各種の磁選機が用いられ、例えば吊下式磁選機、ドラム型磁選機等と称される選別機が適宜に採用されることとなる。 By the way, in the magnetic separation step of subjecting the collected sand to such a magnetic separation treatment, magnetic force is generally applied at a magnetic flux density of 10000 G or less, preferably from 1000 to 8000 G, into the collected sand. Magnetic metal components such as iron mixed in are efficiently separated and removed as magnetically attracted components. It is recommended for effective removal of magnetic metal components (particles). Specifically, in a plurality of magnetic separation processes, the magnetic flux density employed in the final magnetic separation process is made larger than that in the initial magnetic separation process, and in the intermediate magnetic separation process, the initial A magnetic flux density higher than the magnetic flux density in the magnetic separation treatment of No. 1 and lower than the magnetic flux density in the final magnetic separation treatment is adopted. The subsequent magnetic separation process will be performed using a magnetic flux density equal to or greater than the magnetic flux density in the process. More specifically, for example, first, using a magnetic force sorting device with a magnetic flux density of about 1500 G, large magnetic bodies such as iron ingots are removed, and then using a magnetic force sorting device with a magnetic flux density of about 3000 G, further If necessary, a magnetic force sorting device with a magnetic flux density of about 7000 G is used to remove small magnetic substances such as iron sand. By such a magnetic separation process, the content of magnetic metal components such as iron and magnetic sand grains in the collected sand is generally reduced to 5% by mass or less. For such magnetic separation treatment, various known magnetic separators are used, and for example, a separator called a suspension type magnetic separator, a drum type magnetic separator, or the like is appropriately employed.

また、回収砂に対して渦電流選別処理を施して、かかる回収砂中に混在する非磁性金属成分、例えば、アルミニウム合金、銅合金、真鍮、砲金、マグネシウム合金等の非鉄金属を分離、除去することからなる渦電流選別工程を、上記した磁選工程に続いて実施する場合においては、磁気分離処理の施された回収砂が、必要に応じて分級処理された後、また必要に応じて、形状の大きな非磁性金属成分が篩分けされた後、渦電流選別処理が実施されることとなる。ここで採用される渦電流選別処理は、回転磁界によって、非磁性金属成分に発生せしめられる渦電流を利用するものであって、一般に、回転磁界中を回収砂が通過することによって、その回収砂中の塩酸可溶分である非磁性金属成分に渦電流を発生せしめ、この渦電流と磁界の相互作用によって、かかる非磁性金属成分が、回収砂から分離、除去されるようにするものである。なお、ここで渦電流選別処理の施される回収砂には、前記した磁気分離処理にて除去し切れなかった、塩酸可溶分ともなる鉄等の磁性体が残存しているのであるが、そのような残存する磁性体の少なくとも一部は、かかる渦電流選別処理によって、砂自体(骨材)や非磁性金属成分とは別個に除去されることとなる。そして、そのような渦電流選別処理の実施により、回収砂中の非磁性金属成分等の塩酸可溶分の含有量は3質量%以下、好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.8質量%以下に調整され、これによって、再生される鋳物砂の充填性をより高めることが可能となり、また、鋳物砂の熱伝導率を向上させ得ることとなるのである。これに対して、そのような塩酸可溶分の除去が不充分となると、その後の焙焼工程において焙焼処理設備として流動焙焼炉が用いられた場合に、かかる焙焼炉の下部に設置されたエアー吹出口が、溶融した非鉄金属成分等の塩酸可溶の金属成分で詰り、回収砂が充分に焙焼処理され難くなる等の問題が惹起されるようになる。 In addition, the collected sand is subjected to an eddy current sorting treatment to separate and remove non-magnetic metal components mixed in the collected sand, such as non-ferrous metals such as aluminum alloys, copper alloys, brass, gunmetal, and magnesium alloys. In the case where the eddy current sorting process consisting of the above-described magnetic separation process is performed following the magnetic separation process, the collected sand subjected to the magnetic separation process is classified as necessary, and then, if necessary, the shape After the non-magnetic metal components with large σ are screened out, the eddy current sorting process is performed. The eddy current sorting process employed here utilizes eddy currents generated in non-magnetic metal components by a rotating magnetic field. An eddy current is generated in the non-magnetic metal component that is soluble in hydrochloric acid in the sand, and the non-magnetic metal component is separated and removed from the collected sand by the interaction between the eddy current and the magnetic field. . It should be noted that the collected sand subjected to the eddy current sorting process contains magnetic substances such as iron, which are soluble in hydrochloric acid and which could not be completely removed by the magnetic separation process described above. At least a portion of such remaining magnetic material is removed separately from the sand itself (aggregate) and non-magnetic metal components by the eddy current sorting process. By implementing such an eddy current sorting process, the content of hydrochloric acid-soluble components such as non-magnetic metal components in the collected sand is 3% by mass or less, preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass. % or less, which makes it possible to further improve the filling property of the reclaimed molding sand and improve the thermal conductivity of the molding sand. On the other hand, if the removal of such hydrochloric acid-soluble matter is insufficient, when a fluidized bed roasting furnace is used as the roasting treatment equipment in the subsequent roasting process, it is installed at the bottom of the roasting furnace. The air outlet is clogged with metal components soluble in hydrochloric acid such as molten non-ferrous metal components, causing problems such as difficulty in sufficiently roasting the recovered sand.

なお、そのような渦電流選別処理を実施する選別装置としては、アルミニウム等の非磁性金属の選別機として、公知の各種の構造のものが適宜に採用され得るところであり、例えば、ベルトの上に回収砂を載せて、このベルトを、磁束密度が3000~10000G程度の永久磁石が組み込まれたロール型の磁極回転子を1800~2500rpmで回転せしめることによって駆動させ、そして、かかる磁極回転子の設置位置において、ベルト上から回収砂を落下させるようにすることによって、ベルト上の回収砂を、非磁性無機粒子である砂(骨材)成分と、それに混在する非磁性金属成分とに選別するようにした選別装置を使用することが出来る。即ち、ベルト上の回収砂に混在する非磁性金属成分に渦電流を発生させ、この渦電流と磁極回転子の磁界との間に発生する電磁気力を利用して、渦電流が発生する金属成分は、電磁気力による反発力を利用して、磁極回転子から反発するように弧を描いて、磁極回転子から離れた位置に落下させる一方、渦電流の生じない硅砂等の非磁性無機粒子(砂粒子)は、磁極回転子の鉛直方向直下に落下させるようにして、非磁性の金属成分と、非磁性の非金属成分である無機粒子(砂粒子)とを選別するようにしたものである。なお、回収砂中に残存する磁性金属成分は、磁極回転子の配置位置において、永久磁石の磁力によってベルト上に磁着され、そしてベルトが磁極回転子から離れることによって、ベルトから落下するようになる。 As a sorting device for carrying out such an eddy current sorting process, as a sorter for non-magnetic metals such as aluminum, various types of known structures can be appropriately adopted. Collected sand is placed on the belt, and the belt is driven by rotating at 1800 to 2500 rpm a roll type magnetic pole rotor in which permanent magnets having a magnetic flux density of about 3000 to 10000 G are incorporated, and the magnetic pole rotor is installed. By dropping the collected sand from the belt at the position, the collected sand on the belt is sorted into sand (aggregate) components, which are non-magnetic inorganic particles, and non-magnetic metal components mixed therein. can be used. That is, eddy currents are generated in the non-magnetic metal components mixed in the collected sand on the belt, and the metal components that generate the eddy currents are generated by utilizing the electromagnetic force generated between the eddy currents and the magnetic field of the magnetic pole rotor. uses the repulsive force of the electromagnetic force to draw an arc to repel the magnetic pole rotor and drop it to a position away from the magnetic pole rotor, while non-magnetic inorganic particles such as silica sand that do not generate eddy currents ( Sand particles) are dropped directly below the magnetic pole rotor in the vertical direction to separate non-magnetic metal components from inorganic particles (sand particles) that are non-magnetic non-metal components. . The magnetic metal components remaining in the collected sand are magnetically attached to the belt by the magnetic force of the permanent magnets at the positions where the magnetic pole rotors are arranged, and are dropped from the belt when the belt separates from the magnetic pole rotors. Become.

次いで、そのような渦電流選別処理によって、混在する非磁性金属成分等の塩酸可溶成分が分離、除去され、その結果、塩酸可溶分の含有量が3質量%以下とされた回収砂には、焙焼処理(加熱処理)が施され、これによって、回収砂に付着乃至は混在する、砂(骨材)以外の第三成分(各種鋳型用粘結剤を含む)を変性(変質)乃至は熱分解せしめる焙焼工程が実施されることとなる。このような焙焼工程の採用によって、回収砂に付着乃至は混在する、鋳型用粘結剤である有機粘結剤等の有機成分は熱分解されて、その除去が行なわれる一方、鋳型用粘結剤として用いられた無機粘結剤等の無機成分は、変性乃至は変質せしめられて、後の研磨処理工程における研磨処理によって、容易に除去せしめられ得るようになるのである。 Next, by such an eddy current sorting treatment, the mixed non-magnetic metal components and other hydrochloric acid-soluble components are separated and removed, and as a result, the content of the hydrochloric acid-soluble components is reduced to 3% by mass or less in the recovered sand. is subjected to a roasting treatment (heating treatment), which denatures (changes) the third component (including various foundry binders) other than the sand (aggregate) that adheres to or is mixed with the recovered sand. Alternatively, a roasting step for thermal decomposition is carried out. By adopting such a roasting process, the organic components such as the organic binding agent, which is the binding agent for the mold, attached to or mixed with the recovered sand are thermally decomposed and removed. An inorganic component such as an inorganic binder used as a binder is denatured or denatured so that it can be easily removed by the polishing treatment in the subsequent polishing treatment step.

なお、かかる回収砂の焙焼処理は、従来から公知の焙焼炉を用いて適宜に実施され得るものであるが、有利には、投入された回収砂を流動させつつ、焙焼(焼成、焼却)処理を行なう流動焙焼炉を用いることにより、回収砂の焙焼処理がより一層有利に行ない得ることとなる。また、焙焼処理温度としては、処理対象となる回収砂や、それに付着乃至は混在する、砂以外の第三成分の種類等に応じて、適宜に選定されることとなるが、一般に、500~900℃程度、好ましくは600~800℃程度の温度が採用され、更に、処理時間としては、一般に、10分~3時間程度、好ましくは30分~2時間程度の時間が採用されることとなる。 The roasting treatment of the collected sand can be appropriately carried out using a conventionally known roasting furnace, but it is advantageous to roast (burn, By using a fluidized bed roasting furnace for the incineration treatment, the roasting treatment of the collected sand can be carried out more advantageously. The roasting treatment temperature is appropriately selected depending on the type of recovered sand to be treated and the type of third component other than sand that adheres to or is mixed with sand. A temperature of about 900° C., preferably about 600 to 800° C. is employed, and the treatment time is generally about 10 minutes to 3 hours, preferably about 30 minutes to 2 hours. Become.

さらに、その後、かくの如き焙焼処理の施されてなる回収砂は、適宜冷却された後、必要に応じて分級処理され、更に必要に応じて磁選処理(例えば、7000G程度の磁束密度を用いて)が施された後、研磨処理が実施され、それによって、回収砂の粒子形状を整え、その形状係数を1.40以下に調整すると共に、回収砂の砂粒子表面に付着する粘土分を除去して、かかる粘土分の含有量が0.20質量%以下、好ましくは0.15質量%以下となるようにして、目的とする鋳物砂が形成されることとなる。 After that, the recovered sand subjected to such roasting treatment is appropriately cooled, classified if necessary, and further subjected to magnetic separation (for example, using a magnetic flux density of about 7000 G). ), a polishing process is carried out to adjust the particle shape of the recovered sand, adjust the shape factor to 1.40 or less, and remove the clay content adhering to the surface of the sand particles of the recovered sand. The desired foundry sand is formed by removing it so that the clay content is 0.20% by mass or less, preferably 0.15% by mass or less.

なお、かかる研磨処理は、従来から回収砂の研磨に用いられている公知の各種の研磨装置の一つ又はその複数を組み合わせて、実施され得るものであって、例えば、サンドフレッシャー(株式会社清田鋳機)、機械式砂再生機:USR(新東工業株式会社)、乾式鋳物砂再生装置:ロータリーリクレーマ(NRR;日本鋳造株式会社)、ハイブリッドサンドマスター(HSM;日本鋳造株式会社)等を挙げることが出来る。また、これらの研磨装置は、回収砂を乾式研磨するものであると共に、その研磨において発生する微粉が同時に吸引、除去されるような構造となっており、これによって、好ましい形状の鋳物砂を得ることが出来ると共に、研磨後の歩留りがよい等の特徴を発揮するものである。 Such polishing treatment can be carried out by using one or a combination of various known polishing devices conventionally used for polishing recovered sand. Kiyota casting machine), mechanical sand reclaimer: USR (Sintokogyo Co., Ltd.), dry casting sand reclaimer: rotary reclaimer (NRR; Nippon Chuzo Co., Ltd.), hybrid sand master (HSM; Nippon Chuzo Co., Ltd.), etc. can be mentioned. In addition, these polishing apparatuses dry-polish the recovered sand, and are structured so that the fine powder generated during the grinding is sucked and removed at the same time. In addition, it exhibits characteristics such as good yield after polishing.

かくして得られた鋳物砂は、鉄等の磁着金属成分が効率的に除去されていると共に、アルミニウム、砲金、真鍮等の鋳物由来の非鉄金属である非磁性金属成分が効果的に除去せしめられており、しかも、良好な砂形状を呈し、且つ砂表面のオーリティック等の粘土分(微粉)も除去され得て、充填性が高められて、熱伝導率が有利に向上せしめられ得たものとなっているところから、そのような鋳物砂と鋳型用粘結剤とを混練して、かかる鋳物砂の表面を鋳型用粘結剤にて被覆することによって、優れた特性を有するコーテッドサンド(CS)が、有利に得られることとなるのである。 The foundry sand thus obtained is effectively free of magnetized metal components such as iron, and is effectively free of non-magnetic metal components such as aluminum, gunmetal, brass and other non-ferrous metals derived from castings. In addition, the sand exhibits a good sand shape, and the clay content (fine powder) such as auritic on the sand surface can be removed, so that the filling property is enhanced and the thermal conductivity can be advantageously improved. Therefore, a coated sand ( CS) is advantageously obtained.

また、そのようなCSを製造するために用いられる鋳型用粘結剤としては、水ガラスにて代表されるような無機粘結剤や、フェノール系樹脂にて代表される樹脂粘結剤の何れもが、適宜に採用され得るところであるが、特に、本発明にあっては、樹脂粘結剤が好適に用いられることとなる。なお、この樹脂粘結剤としては、従来から公知の各種のものを挙げることが出来、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、アミンポリオール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等の中から、適宜に選択して用いられるものであるが、中でも、フェノール樹脂が有利に用いられることとなる。 In addition, as a binder for a mold used for producing such CS, either an inorganic binder typified by water glass or a resin binder typified by phenolic resin can be used. However, in the present invention, a resin binder is preferably used. As the resin binder, various known ones can be mentioned, for example, phenol resin, furan resin, urethane resin, amine polyol resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, polyether polyol. It is used by appropriately selecting from among resins and the like, and among them, phenolic resin is advantageously used.

ところで、かかる本発明において、樹脂粘結剤として好適に用いられるフェノール樹脂は、よく知られているように、フェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒又は塩基性触媒の存在下において反応させることにより得られる、固体状乃至は液体状(ワニス形態のものやエマルジョン形態のものを含む)の縮合生成物であって、そこで用いられる触媒の種類によって、ノボラック型又はレゾール型と称されるものであり、所定の硬化剤乃至は硬化触媒の存在下又は非存在下において加熱することにより、熱硬化性を発現するフェノール樹脂である。 By the way, in the present invention, the phenolic resin suitably used as the resin binder is obtained by reacting phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst or a basic catalyst, as is well known. A solid or liquid (including varnish and emulsion) condensation product, which is referred to as a novolak type or resol type depending on the type of catalyst used therein, It is a phenolic resin that develops thermosetting properties by heating in the presence or absence of a predetermined curing agent or curing catalyst.

なお、ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを用いて、よく知られているように、酸性触媒を用いて縮合反応させて、形成されるものであり、また、レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とを用いて、従来と同様にして、塩基性触媒にて縮合反応せしめることにより、形成されるものである。そして、それらノボラック型フェノール樹脂やレゾール型フェノール樹脂は、それぞれ、単独で用いられる他、適宜の割合で混合して用いられても、何等差支えなく、また、公知の如く、フェノールの一部をビスフェノールA、ナフトール等の成分に変更して得られる変性フェノール樹脂も使用可能であり、更には、ベンジリックエーテル型のフェノール樹脂として用いることも可能である。 As is well known, novolac-type phenolic resins are formed by condensation reaction using phenols and aldehydes using an acidic catalyst, and resol-type phenolic resins are , using phenols and aldehydes, in the same manner as in the prior art, by causing a condensation reaction with a basic catalyst. These novolac-type phenolic resins and resol-type phenolic resins may be used alone, or may be used by mixing them in appropriate proportions. Modified phenol resins obtained by changing components such as A and naphthol can also be used, and furthermore, phenol resins of the benzylic ether type can also be used.

また、上記したフェノール樹脂の如き樹脂粘結剤を、鋳物砂に混練せしめるに際して、かかる樹脂粘結剤の配合量としては、使用する樹脂の種類や要求される鋳型の強度等を考慮して、適宜に決定されるところであって、一義的に規定され得るものではないが、一般的には、鋳物砂の100質量部に対して、0.2~10質量部程度の範囲内であり、好ましくは0.5~8質量部、更に好ましくは1~5質量部の範囲内とされることとなる。 When a resin binder such as the phenolic resin described above is kneaded with the foundry sand, the amount of the resin binder to be blended is determined in consideration of the type of resin to be used and the required strength of the mold. Although it can be determined as appropriate and cannot be univocally defined, it is generally in the range of about 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the foundry sand, and is preferable. is in the range of 0.5 to 8 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass.

ところで、本発明の望ましい態様によれば、本発明に従うCSには、更に、金属酸化物が含有せしめられ、これによって、鋳型の崩壊性がより一層向上せしめられ得ることとなる。そのような金属酸化物は、一般に、平均粒子径が10μm以下の粒子乃至は粉状形態を呈するものであって、鋳物砂と鋳型用粘結剤の混練に際して配合されて、CS中に含有せしめられることとなる。そして、そのような金属酸化物は、具体的には、鉄、銅、ニッケル、コバルト、亜鉛等の金属の酸化物であって、例えば、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄、水酸化酸化鉄、酸化第一コバルト、酸化第二コバルト、酸化第一ニッケル、酸化第二ニッケル、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化亜鉛等を挙げることが出来る。また、そのような金属酸化物の含有量としては、一般に、鋳物砂の100質量部に対して、0.1~3質量部程度、好ましくは0.1~1質量部程度、更に好ましくは0.1~0.5質量部程度とされることとなる。 By the way, according to a desirable aspect of the present invention, the CS according to the present invention further contains a metal oxide, thereby further improving the collapsibility of the mold. Such metal oxides generally take the form of particles or powder having an average particle size of 10 μm or less, and are incorporated into the CS when the foundry sand and the foundry binder are kneaded. will be Such metal oxides are specifically oxides of metals such as iron, copper, nickel, cobalt, and zinc, for example, ferrous oxide, ferric oxide, triiron tetraoxide , iron oxide hydroxide, cobaltous oxide, cobaltic oxide, nickelous oxide, nickelic oxide, cuprous oxide, cupric oxide, zinc oxide and the like. The content of such metal oxides is generally about 0.1 to 3 parts by mass, preferably about 0.1 to 1 part by mass, more preferably about 0.1 to 1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of foundry sand. .1 to 0.5 parts by mass.

また、本発明の別の望ましい態様によれば、本発明に従うCSには、上記した金属酸化物と共に、或いは、それに代えて、崩壊性向上剤として、酸素酸塩、リン酸エステル及び脂肪族縮合リン酸エステルのうちの少なくとも何れか一つが、更に含有せしめられ、これによって、そのようなCSを用いて造型される鋳型の崩壊性が効果的に向上せしめられることとなる。なお、ここで用いられる酸素酸塩としては、一般に、アルカリ金属の酸素酸塩であることが望ましく、具体的には、硝酸アルカリ金属塩、過マンガン酸アルカリ金属塩、モリブデン酸アルカリ金属塩、タングステン酸アルカリ金属塩等を挙げることが出来る。中でも、鋳型強度面から、硝酸アルカリ金属塩、モリブデン酸アルカリ金属塩及びタングステン酸アルカリ金属塩が好ましく、更には、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム等に代表される硝酸のアルカリ金属塩が、特に好ましく用いられることとなる。このような酸素酸塩の含有量としては、一般に、鋳型用粘結剤の100質量部に対して、0.1~50質量部程度、好ましくは1~20質量部程度の割合が採用されることとなる。 According to another preferred embodiment of the present invention, the CS according to the present invention may also include, together with or instead of the above-mentioned metal oxides, oxysates, phosphate esters and aliphatic condensations as disintegration improvers. At least one of the phosphate esters is further included, thereby effectively improving the collapsibility of molds made using such CS. The oxyacid used here is generally desirably an alkali metal oxyacid, and specifically, alkali metal nitrate, alkali metal permanganate, alkali metal molybdate, tungsten An acid alkali metal salt etc. can be mentioned. Among them, alkali metal nitrates, alkali metal molybdates and alkali metal tungstates are preferred from the standpoint of mold strength, and alkali metal salts of nitric acid such as potassium nitrate and sodium nitrate are particularly preferred. becomes. The content of such an oxyacid salt is generally about 0.1 to 50 parts by mass, preferably about 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the foundry binder. It will happen.

さらに、かかる酸素酸塩と共に、又はそれに代えて、含有せしめられるリン酸エステル及び/又は脂肪族縮合リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジエチル-N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノメチルホスホネート、ブチルホスホン酸ジブチル等の脂肪族や芳香族の各種のリン酸エステル類、Fyrol PNX(ICL JAPAN株式会社製)等の脂肪族縮合リン酸エステル類を挙げることが出来、それらの中から、適宜に選択、使用されることとなる。なお、このリン酸エステル類及び/又は脂肪族縮合リン酸エステル類の含有量としては、一般に、鋳型用粘結剤の100質量部に対して、0.5~30質量部、より好ましくは1~10質量部程度の割合が、採用されることとなる。 Further, the phosphoric acid ester and/or aliphatic condensed phosphoric acid ester to be contained together with or instead of such oxysalts include, for example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, tri Butoxyethyl phosphate, triphenyl phosphate, diethyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethylphosphonate, various aliphatic and aromatic phosphates such as dibutyl butyl phosphonate, Fyrol PNX (ICL JAPAN Co., Ltd.) (manufactured by the company) and other aliphatic condensed phosphoric acid esters can be mentioned, and from among them, it will be appropriately selected and used. The content of the phosphate ester and/or the aliphatic condensed phosphate ester is generally 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 1 part per 100 parts by mass of the binder for molds. A proportion of about 10 parts by mass will be adopted.

加えて、上記した崩壊性向上剤以外にも、ハロゲン系崩壊剤を使用することも可能である。なお、ハロゲン系崩壊剤としては、テトラブロモビスフェノールAやトリスクロロエチルホスフェート等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、公知の各種のハロゲン系崩壊剤を使用することが出来る。 In addition, it is also possible to use halogen-based disintegrants in addition to the disintegration improvers described above. Examples of halogen-based disintegrants include tetrabromobisphenol A and trischloroethyl phosphate, but are not limited to these, and various known halogen-based disintegrants can be used.

なお、本発明にあっては、上述の如き配合成分の他にも、必要に応じて、CSや鋳型の物性改善等を目的として、従来より一般的に用いられている各種の添加剤も、適宜に配合されて、CS中に含有せしめることが可能である。例えば、CSの流動性の向上等に寄与する滑剤として、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックス、モンタン酸ワックス等のワックス類;ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド等の脂肪酸アマイド類;メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド等のアルキレン脂肪酸アマイド類があり、これらは、樹脂(バインダ)、CSの何れの製造時にも含有させることが可能である。ステアリン酸、ステアリルアルコール、ステアリン酸金属塩、ステアリン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリルステアレート、硬化油等は、CS製造時に添加することが可能である。また、鋳型の硬化速度の向上に寄与する添加剤として、ベンゼンカルボン酸類;安息香酸、サリチル酸、パラアミノ安息香酸、アントラニル酸、フタル酸、テレフタル酸等を、樹脂及びCSの何れの製造時に含有させることも可能である。更に、鋳物砂と鋳型用粘結剤との結合を強化するカップリング剤を含有せしめることも有効であり、例えば、シランカップリング剤、ジルコンカップリング剤、チタンカップリング剤等を、樹脂及びCSの何れの製造時にも含有させることが出来る。加えて、離型剤として、パラフィン、ワックス、軽油、マシン油、スピンドル油、絶縁油、廃油、植物油、脂肪酸エステル、有機酸、黒鉛微粒子、雲母、蛭石、フッ素系離型剤、シリコーン系離型剤等も、従来と同様にして使用可能である。 In the present invention, in addition to the compounding components as described above, if necessary, various additives that have been generally used in the past for the purpose of improving the physical properties of CS and molds, It can be blended appropriately and contained in CS. For example, lubricants that contribute to improving the fluidity of CS include waxes such as paraffin wax, synthetic polyethylene wax, and montanic acid wax; fatty acid amides such as stearamide, oleamide, and erucamide; methylene bis stearin; Alkylene fatty acid amides such as acid amides and ethylenebisstearic acid amides are available, and these can be incorporated during the production of both the resin (binder) and the CS. Stearic acid, stearyl alcohol, metal stearate, lead stearate, zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate, stearic acid monoglyceride, stearyl stearate, hydrogenated oil, etc. can be added during CS production. In addition, benzenecarboxylic acids; benzoic acid, salicylic acid, para-aminobenzoic acid, anthranilic acid, phthalic acid, terephthalic acid, etc., may be included as additives that contribute to improving the curing speed of the mold during the production of both the resin and the CS. is also possible. Furthermore, it is also effective to incorporate a coupling agent that strengthens the bond between the foundry sand and the foundry binder. can be contained during any production of In addition, mold release agents such as paraffin, wax, light oil, machine oil, spindle oil, insulating oil, waste oil, vegetable oil, fatty acid ester, organic acid, graphite fine particles, mica, vermiculite, fluorine-based release agent, silicone-based release agent Mold agents and the like can also be used in the same manner as before.

ところで、上述せる如き配合成分を用いて、本発明に従うCSを製造するに際しては、所定の鋳物砂(耐火性骨材)に対して、鋳型用粘結剤や他の配合成分が、常法に従って混練せしめられることとなるのであるが、そこで採用される製造法としては、特に限定されるものではなく、ドライホットコート法やセミホットコート法、コールドコート法、粉末溶剤法等の、従来から公知の方法が、何れも採用され得るところである。尤も、本発明にあっては、特に、ワールミキサーやスピードミキサー等の混練機内で、予熱された鋳物砂と鋳型用粘結剤とを混練した後、ヘキサメチレンテトラミン等の所定の硬化剤や硬化促進剤の水溶液、更には他の配合成分等を加えると共に、送風冷却によって塊状内容物を粒状に分離させ、次いで、ステアリン酸カルシウムの如き滑剤を加える、所謂ドライホットコート法の採用が、推奨されることとなる。なお、鋳型用粘結剤や硬化剤/硬化促進剤等を鋳物砂と混練せしめるタイミングとしては、当業者の知識に基づいて適宜に選定されるところであって、単独に、順次添加混練せしめられる他、適宜に組み合わせて混練することも可能である。 By the way, when producing the CS according to the present invention using the compounding ingredients as described above, a foundry binder and other compounding ingredients are added to predetermined foundry sand (refractory aggregate) according to a conventional method. Although it will be kneaded, the manufacturing method employed there is not particularly limited, and conventionally known methods such as dry hot coating method, semi-hot coating method, cold coating method, powder solvent method, etc. Any method can be employed. However, in the present invention, after kneading preheated foundry sand and foundry binder in a kneader such as a whirl mixer or a speed mixer, a predetermined curing agent such as hexamethylenetetramine and a curing agent are added. It is recommended to adopt a so-called dry hot coating method in which an aqueous solution of an accelerator, other ingredients, etc. are added, the mass content is separated into granules by air cooling, and then a lubricant such as calcium stearate is added. It will happen. The timing of kneading the foundry binder, curing agent/hardening accelerator, etc. with the foundry sand is appropriately selected based on the knowledge of those skilled in the art. , can be appropriately combined and kneaded.

かくして得られる本発明に従うCSにあっては、その粒状形態において熱伝導率を測定したときに、従来からのCSとは異なり、0.30W/m・K以上、好ましくは0.33W/m・K以上の熱伝導率を有しているものであって、これにより、本発明の目的とする鋳型崩壊性の向上に有利に寄与し得ることとなるのである。ここで、CSの熱伝導率は、鋳物砂の熱伝導率と同様にして測定され得るものであって、それらは、JIS-R-2551-1:2007に準拠した非定常熱線加熱法(プローブ法)により、測定されることとなる。具体的には、京都電子工業株式会社製の迅速熱伝導率計(QTM-710)を用いて、所定の粉体容器内に、測定対象であるCSを収容して、プローブ(加熱線+熱電対)を用いて、かかる加熱線に一定電流を通じて発熱させる一方、加熱線の温度を熱電対にて測定して、その得られた昇温グラフ(時間軸を対数目盛りにしたグラフ)の傾きから、測定対象であるCSの熱伝導率が、求められるのである。 The thus obtained CS according to the present invention has a thermal conductivity of 0.30 W/m·K or more, preferably 0.33 W/m·K, when measured in its granular form, unlike conventional CS. It has a thermal conductivity of K or higher, which can advantageously contribute to the improvement of mold collapsibility, which is the object of the present invention. Here, the thermal conductivity of CS can be measured in the same manner as the thermal conductivity of molding sand, and they are measured by the unsteady hot wire heating method (probe It will be measured according to the law). Specifically, using a rapid thermal conductivity meter (QTM-710) manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., the CS to be measured is contained in a predetermined powder container, and a probe (heating wire + thermoelectric The temperature of the heating wire is measured with a thermocouple, and the slope of the obtained temperature rise graph (graph with a logarithmic scale on the time axis) is obtained. , the thermal conductivity of the CS to be measured is determined.

また、かくの如き本発明に従うCSは、その製造工程において生じる、複数の鋳物砂が結合(凝集)した複合粒子である、所謂ダマの含有量が、少ないものであることが望ましく、一般に、製造工程から取り出されたCSを篩分けしたとき、20メッシュの篩を通過し得なかったもの、換言すれば20メッシュ篩上のダマ量が、CSの総量に対して3質量%以下、より好ましくは1質量%以下であることが推奨されるのである。これに反して、CS中のダマ量が多くなると、鋳型を造型するための成形型の成形キャビティ内への充填性が悪くなって、鋳型の硬化特性に悪影響をもたらし、鋳型強度等の鋳型特性の向上を充分に図り難くなることに加えて、鋳造後における鋳型の崩壊性も充分でなくなる等の問題を、惹起するようになる。なお、かかるダマの含有量は、本発明に関わる好ましい範囲の粒度指数(AFS)の鋳物砂を用いることと、添加する平均粒子径が10μm以下の金属酸化物等の量を好ましい範囲に制限することで、制御が可能となる。 In addition, it is desirable that the CS according to the present invention has a low content of so-called lumps, which are composite particles in which a plurality of foundry sands are combined (aggregated), generated in the manufacturing process. When the CS taken out from the process is sieved, it cannot pass through a 20-mesh sieve, in other words, the amount of lumps on the 20-mesh sieve is 3% by mass or less with respect to the total amount of CS, more preferably It is recommended that the content be 1% by mass or less. On the other hand, if the amount of lumps in the CS increases, the filling ability of the mold for molding the mold into the molding cavity deteriorates, adversely affecting the hardening characteristics of the mold, and mold characteristics such as mold strength. In addition to the fact that it is difficult to sufficiently improve the strength, problems such as insufficient collapsibility of the mold after casting are caused. The content of such lumps is determined by using foundry sand with a particle size index (AFS) within the preferred range related to the present invention, and by limiting the amount of metal oxides having an average particle size of 10 μm or less to be added to the preferred range. This enables control.

さらに、上述の如くして得られるCSを用いて、シェルモールド鋳型の如き、所定の鋳型を造型するに際しては、かかるCSの加熱硬化を図るべく、加熱下において、目的とする鋳型の造型が行なわれることとなるが、そのような加熱造型方法としては、特に限定されるものではなく、従来から公知の手法が、何れも有利に用いられることとなる。例えば、上述せる如きCSを、目的とする鋳型を与える所望の形状空間を有する、150~300℃程度に予熱された成形型内に、重力落下方式や吹込み方式等によって充填せしめ、硬化させた後、かかる成形型から硬化した鋳型を抜型することにより、目的とする鋳造用鋳型を得ることが出来るのである。 Furthermore, when the CS obtained as described above is used to mold a predetermined mold such as a shell mold, the desired mold is molded under heat in order to heat harden the CS. However, such a thermoforming method is not particularly limited, and any conventionally known method can be advantageously used. For example, the CS as described above is filled into a mold preheated to about 150 to 300° C., which has a desired shape space that provides the desired mold, by a gravity drop method, a blow method, or the like, and then cured. After that, the desired casting mold can be obtained by removing the hardened mold from the mold.

また、かかる造型して得られた鋳型を用いて、アルミニウム溶湯等の所定の金属溶湯の鋳造が行なわれ、その凝固の後、ノックアウトマシン等の振動機を用いて、鋳物に振動を与えて、鋳型を崩壊させることにより、鋳型が除去されることとなるのであるが、本発明に従うCSを用いた鋳型にあっては、CS自体が高い熱伝導率を有するものであるところから、注湯される金属溶湯の熱によって、鋳物砂を結合する鋳型用粘結剤の劣化が効果的に進行され得て、結合力が有利に低下せしめられており、そのために、短時間の振動の付与によって容易に鋳型が崩壊せしめられ得、以て、鋳型(鋳物砂)の除去作業が簡便に且つ容易に行なわれ得ることとなるのである。 Also, using the mold obtained by such molding, a predetermined molten metal such as molten aluminum is cast, and after solidification, vibration is applied to the casting using a vibrator such as a knockout machine, By collapsing the mold, the mold is removed. In the mold using CS according to the present invention, since CS itself has a high thermal conductivity, it is not poured. Deterioration of the foundry binder that binds the foundry sand can be effectively progressed by the heat of the molten metal, and the binding force is advantageously reduced. As a result, the mold (molding sand) can be simply and easily removed.

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。なお、本発明には、以下の実施例の他にも、更には、上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであることが、理解されるべきである。 Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not subject to any restrictions by the description of such examples. needless to say. In addition to the following examples, and in addition to the specific description above, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. , improvements, etc. may be added.

また、以下の記載において、部及び%は、充填率が容量%であること以外は、特に断りのない限り、それぞれ、質量部及び質量%を意味するものである。更に、以下において製造された鋳物砂やCSの各特性や、それぞれのCSから得られた鋳型の強度や崩壊性については、以下の方法に従って評価されたものである。 In the following description, parts and % mean parts by mass and % by mass, respectively, unless otherwise specified, except that the filling rate is % by volume. Further, the properties of the foundry sand and CS produced below, and the strength and collapsibility of the mold obtained from each CS were evaluated according to the following methods.

-AFS変化率の測定-
JACT試験法S-6「鋳物砂の破砕性試験法」に従って、測定対象である鋳物砂の破砕性試験を実施し、その試験前の鋳物砂(原砂)と、かかる試験後の鋳物砂について、それぞれの粒度分布を測定して、AFS粒度指数を算出した後、破砕性試験後の粒度指数を原砂の粒度指数にて除してなる値を、百分率にて示してなる破砕率を得て、これを、AFS変化率(%)とする。
-Measurement of AFS rate of change-
According to JACT test method S-6 "Fracturability test method for foundry sand", the friability test of the foundry sand to be measured was carried out, and the foundry sand (original sand) before the test and the foundry sand after the test. , After measuring the particle size distribution of each and calculating the AFS particle size index, the value obtained by dividing the particle size index after the friability test by the particle size index of the raw sand is obtained as a percentage. and let this be the AFS change rate (%).

-形状係数の測定-
それぞれの鋳物砂について、砂表面積測定器(ジョージ・フィッシャー社製)を使用して、その1gあたりの実際の砂粒の表面積を測定し、その得られた値を、砂粒が全て球形であると仮定した場合の表面積である理論的表面積で割った値を求め、それを、形状係数とする。
-Measurement of shape factor-
For each molding sand, a sand surface area measuring instrument (manufactured by George Fisher) was used to measure the actual surface area of sand grains per gram, and the obtained values were assumed to be all spherical. The value obtained by dividing by the theoretical surface area, which is the surface area when

-充填率の測定-
それぞれの鋳物砂について、本件明細書本文中の先に説明した測定方法に従って、充填率を求める。
-Measurement of filling rate-
For each foundry sand, the fill factor is determined according to the measurement method described earlier in the present specification.

-粘土分含有量の測定-
試料砂(鋳物砂)の50gを精秤して、処理前の砂質量を求め、それを500mlのガラスビーカに収容した後、水300mlを加え、更に水酸化ナトリウムの1粒(約200mg)を添加し、次いで、電気ヒータにて30分間沸騰させた後、その沸騰した湯を捨て、水で数回洗浄し、更にその後、乾燥機にて乾燥させて、その乾燥後の試料砂の質量を精秤し、処理後の砂質量とする。そして、粘土分(%)は、それら得られた砂質量に基づいて、以下の式に従って算出する。
粘土分(%)=[(処理前の砂質量)-(処理後の砂質量)]
/(処理前の砂質量)×100
-Measurement of clay content-
Accurately weigh 50 g of sample sand (foundry sand) to determine the mass of sand before treatment, put it in a 500 ml glass beaker, add 300 ml of water, and add one grain of sodium hydroxide (about 200 mg). Then, after boiling with an electric heater for 30 minutes, the boiling water was discarded, washed with water several times, and then dried with a dryer. Accurately weigh the sand and use it as the sand mass after treatment. Then, the clay content (%) is calculated according to the following formula based on the obtained sand mass.
Clay content (%) = [(mass of sand before treatment) - (mass of sand after treatment)]
/ (mass of sand before treatment) x 100

-塩酸可溶分含有量の測定-
試料砂の約10gを精秤して、ケルダールチューブ内に収容した後、更に、20%塩酸の50mlをケルダールチューブ内に投入して、180℃の温度で約20分間加熱する。次いで、この加熱の後、ケルダールチューブを冷却し、その内容物を濾取して、水道水にて充分に水洗した後、加熱乾燥させて、かかる塩酸処理された試料砂の重量を精秤する。そして、その塩酸処理によって減少した試料砂の減少分を百分率にて表わして、それを、塩酸可溶分の含有量とする。
- Measurement of hydrochloric acid soluble content -
About 10 g of sample sand is precisely weighed and placed in a Kjeldahl tube, and then 50 ml of 20% hydrochloric acid is added to the Kjeldahl tube and heated at 180° C. for about 20 minutes. Next, after this heating, the Kjeldahl tube is cooled, its contents are collected by filtration, thoroughly washed with tap water, dried by heating, and the weight of the hydrochloric acid-treated sample sand is precisely weighed. . Then, the amount of reduction in the sample sand due to the hydrochloric acid treatment is expressed as a percentage, and this is defined as the content of the hydrochloric acid-soluble matter.

-熱伝導率の測定-
京都電子工業株式会社製の迅速熱伝導率計:QTM-710を用いて、本件明細書本文中に記載した方法に従って求められた昇温グラフから、各試料(CS)の熱伝導率を算出する。
-Measurement of thermal conductivity-
Using a rapid thermal conductivity meter: QTM-710 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., the thermal conductivity of each sample (CS) is calculated from the temperature rise graph obtained according to the method described in the text of this specification. .

-鋳型強度の測定-
各CSを用いて得られた、幅:10mm×厚み:10mm×長さ:60mmの大きさの試験片(成形温度:250℃)について、その破壊荷重を、測定器(高千穂精機株式会社製:デジタル鋳物砂強度試験機)を用いて、測定する。そして、この測定された破壊荷重を用いて、抗折強度を、下記の式により算出して、鋳型強度とする。
抗折強度(N/cm2)=1.5×LW/ab2
[但し、L:支点間距離(cm)、W:破壊荷重(N)、a:試験片の幅(cm)、 b:試験片の厚み(cm)]
-Measurement of mold strength-
A test piece (width: 10 mm × thickness: 10 mm × length: 60 mm) obtained using each CS (molding temperature: 250 ° C.) was measured with a measuring instrument (manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd.: Measure using a digital molding sand strength tester). Then, using this measured breaking load, the transverse rupture strength is calculated according to the following formula and defined as the mold strength.
Bending strength (N/cm 2 )=1.5×LW/ab 2
[However, L: distance between fulcrums (cm), W: breaking load (N), a: width of test piece (cm), b: thickness of test piece (cm)]

-崩壊性の評価-
先ず、図1に示されるように、幅:40mm、長さ:75mm、厚さ:25mmのサイズのドッグボーン型抗張力試験片2を、各CSで作製して、崩壊性試験用中子とする。
-Evaluation of collapsibility-
First, as shown in FIG. 1, a dog-bone type tensile strength test piece 2 having a width of 40 mm, a length of 75 mm, and a thickness of 25 mm is produced from each CS to form a core for the disintegration test. .

次いで、125mm×80mm×75mmのサイズにおいて、上記中子試験片2より少し大きな空間を有する外型4を別途作製し、その中に、上記の中子試験片2をセットした後、720℃の温度のアルミニウム合金溶湯を、S/M:0.383において鋳込んで、目的とする鋳物6(図2参照)を鋳造する。 Next, an outer mold 4 having a size of 125 mm × 80 mm × 75 mm and having a space slightly larger than the core test piece 2 was separately prepared. A molten aluminum alloy at a temperature of 0.383 is cast to cast a desired casting 6 (see FIG. 2).

そして、かかる鋳物6の冷却の後、鋳物6の1箇所(図2における白抜き矢印で示される部位)に、チッピング圧:0.3MPaにおいて、エアハンマーにより振動を与えて、鋳物の排出口(径:16mm)より排出される砂の重量を時間毎に測定し、その測定された重量を全部排出されたときの総重量で除して、その量を%で表示する。そこでは、その数値が大きくなる程、崩壊性が良好であることを示している。 After the casting 6 is cooled, vibration is applied to one part of the casting 6 (the part indicated by the white arrow in FIG. 2) with an air hammer at a chipping pressure of 0.3 MPa to remove the casting from the discharge port ( Diameter: 16 mm) The weight of sand discharged from each time is measured, and the measured weight is divided by the total weight when all is discharged, and the amount is expressed in %. There, the larger the numerical value, the better the disintegration property.

-実施例1-
先ず、鋳造工程から回収されて、集積されている硅砂(回収硅砂)を用いて、磁気分離処理、渦電流選別処理、焙焼処理及び研磨処理を、それぞれ、下記表1に示される条件下において、順次実施した。具体的には、磁気分離処理は、市販の磁選機を用いて、1500Gの磁束密度で3回の磁選処理と3000Gの磁束密度で1回の磁選処理とを組み合わせて、繰り返して実施した。また、渦電流選別処理は、そのような磁選処理の施された回収硅砂に対して、日本マグネティックス株式会社製非鉄磁選機:ALS型を用いて、磁束密度:3000G、回転数:2200rpmの条件下において、実施した。更に、焙焼処理は、かかる渦電流選別処理の施された回収硅砂に対して、通常の流動焙焼炉を用いて、温度:800℃、時間:60分の条件下において実施した。そして、最後の研磨処理は、上述の如くして、焙焼処理の施された回収硅砂に対して、市販の乾式鋳物砂再生装置:ロータリーリクレーマ(NRR;日本鋳造株式会社製)を用いて、下記表1に示される条件下において実施した。そして、そのような研磨処理の施された回収硅砂に対して、その破砕率、換言すればAFS変化率と共に、歩留まりを求めて、それらの結果を、下記表1に併せ示した。
-Example 1-
First, using silica sand collected and accumulated from the casting process (recovered silica sand), magnetic separation treatment, eddy current separation treatment, roasting treatment and polishing treatment were performed under the conditions shown in Table 1 below. were carried out sequentially. Specifically, the magnetic separation treatment was repeated using a commercially available magnetic separator by combining three magnetic separation treatments at a magnetic flux density of 1500 G and one magnetic separation treatment at a magnetic flux density of 3000 G. In addition, the eddy current sorting treatment is performed on the recovered silica sand subjected to such magnetic separation treatment using a non-ferrous magnetic separator: ALS type manufactured by Nippon Magnetics Co., Ltd. under the conditions of magnetic flux density: 3000 G and rotation speed: 2200 rpm. It was carried out below. Furthermore, the roasting treatment was performed on the recovered silica sand subjected to the eddy current sorting treatment using a normal fluidized bed roasting furnace under the conditions of temperature: 800° C. and time: 60 minutes. Then, the final polishing treatment is performed by using a commercially available dry casting sand reclaimer: a rotary reclaimer (NRR; manufactured by Nippon Chuzo Co., Ltd.) on the recovered silica sand that has been subjected to the roasting treatment as described above. , under the conditions shown in Table 1 below. Then, for the recovered silica sand subjected to such polishing treatment, the crushing rate, in other words, the AFS change rate, and the yield were determined, and these results are also shown in Table 1 below.

かくして得られた研磨処理後の回収硅砂からなる鋳物砂について、その形状係数、充填率、粘土分含有量、塩酸可溶分含有量、AFS指数及び熱伝導率について、それぞれ前記した方法に従って測定し、それらの結果を、下記表1に併せ示した。 The shape factor, filling ratio, clay content, hydrochloric acid soluble content, AFS index and thermal conductivity of the foundry sand thus obtained, which is composed of recovered silica sand after polishing, were measured according to the methods described above. , and their results are shown in Table 1 below.

-実施例2~6-
鋳造工程から回収された回収砂である回収硅砂を用いて、実施例1と同様にして、下記表1に示される条件下において、それぞれ、磁気分離処理、渦電流選別処理、焙焼処理及び研磨処理を順次実施して、目的とする鋳物砂を得た。なお、研磨処理において、研磨装置として用いられた「USR」は、新東工業株式会社製の機械式砂再生機:USR-IIであり、また「HSM」は、日本鋳造株式会社製の乾式鋳物砂再生装置:ハイブリッドサンドマスターである。また、実施例4及び6においては、磁気分離処理が、1500G、1800G及び3000Gの三段階の磁束密度を用いて、実施されている。
- Examples 2 to 6 -
Magnetic separation treatment, eddy current sorting treatment, roasting treatment and polishing were performed in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1 below using recovered silica sand, which is recovered sand recovered from the casting process. The treatments were carried out in sequence to obtain the desired foundry sand. In the polishing process, "USR" used as a polishing apparatus is a mechanical sand reclaimer: USR-II manufactured by Sintokogyo Co., Ltd., and "HSM" is a dry casting manufactured by Nippon Chuzo Co., Ltd. Sand reclaimer: hybrid sandmaster. Further, in Examples 4 and 6, the magnetic separation treatment was performed using three levels of magnetic flux densities of 1500G, 1800G and 3000G.

そして、それぞれの実施例において得られた鋳物砂について、形状係数、充填率、粘土分含有量、塩酸可溶分含有量、AFS指数及び熱伝導率を、先の測定方法に従ってそれぞれ測定して、その結果を、下記表1に併せ示した。 Then, for the molding sand obtained in each example, the shape factor, filling rate, clay content, hydrochloric acid soluble content, AFS index, and thermal conductivity were measured according to the above-described measurement methods. The results are also shown in Table 1 below.

-実施例7~11-
実施例1と同様にして、鋳造工程から回収された回収砂である回収硅砂に対して、それぞれ、下記表2に示される条件下において、磁気分離処理、渦電流選別処理、焙焼処理及び研磨処理を、順次実施した。なお、実施例10においては、回収砂と三河珪砂(人造硅砂)の混合砂(90:10)を耐火性骨材原料として用いており、研磨工程の前に三河珪砂を補給している。また、実施例7~9においては、二段目の磁気分離処理が3000Gの磁束密度で3回繰り返し実施され、更に、実施例11においては、磁気分離処理が、1500G、3000G及び7000Gの三段階の磁束密度を用いて、実施されていると共に、研磨処理が2種の研磨装置を用いて、二段階で実施されるようにした。
- Examples 7 to 11 -
In the same manner as in Example 1, the recovered silica sand, which is the recovered sand recovered from the casting process, was subjected to magnetic separation treatment, eddy current separation treatment, roasting treatment and polishing under the conditions shown in Table 2 below. Treatments were performed sequentially. In Example 10, mixed sand (90:10) of recovered sand and Mikawa silica sand (artificial silica sand) was used as the raw material for the refractory aggregate, and Mikawa silica sand was replenished before the polishing step. Further, in Examples 7 to 9, the second-stage magnetic separation treatment was repeated three times at a magnetic flux density of 3000 G, and in Example 11, the magnetic separation treatment was performed in three stages of 1500 G, 3000 G and 7000 G. and the polishing process was carried out in two stages using two types of polishing apparatuses.

そして、それぞれの実施例において得られた鋳物砂について、実施例1と同様にして、形状係数、充填率、粘土分含有量、塩酸可溶分含有量、AFS指数及び熱伝導率について測定して、その得られた結果を、下記表2に併せ示した。 Then, the molding sand obtained in each example was measured for shape factor, filling rate, clay content, hydrochloric acid soluble content, AFS index and thermal conductivity in the same manner as in Example 1. , and the results obtained are shown in Table 2 below.

-比較例1~7-
磁気分離処理、渦電流選別処理及び研磨処理のうちの少なくとも何れか1つを実施しないこととしたこと以外は、前記した実施例と同様にして、回収硅砂又は回収砂と三河珪砂の混合砂(90:10)又は回収人工砂(市販のムライト系人工砂)に対して、下記表3に示される再生処理を施して、それぞれ、目的とする鋳物砂を得た。なお、比較例7における研磨処理において用いられた研磨装置のうちの一方の「SF」は、株式会社清田鋳機製サンドフレッシャーであり、高速回転する砥石にて砂表面を研磨するようにしたものである。
-Comparative Examples 1 to 7-
Recovered silica sand or mixed sand of recovered sand and Mikawa silica sand ( 90:10) or recovered artificial sand (commercially available mullite artificial sand) was subjected to the regeneration treatment shown in Table 3 below to obtain the desired foundry sand. One of the polishing apparatuses used in the polishing process in Comparative Example 7, "SF", is a sand fresher manufactured by Kiyota Casting Co., Ltd., which polishes the surface of sand with a whetstone rotating at high speed. is.

そして、それぞれの比較例において得られた鋳物砂について、先の実施例と同様にして、それぞれ、形状係数、充填率、粘土分含有量、塩酸可溶分含有量、AFS指数及び熱伝導率を測定して、それらの結果を、下記表3に併せ示した。 Then, the molding sand obtained in each of the comparative examples was evaluated for shape factor, filling factor, clay content, hydrochloric acid soluble content, AFS index and thermal conductivity in the same manner as in the previous examples. Measurements were taken, and the results are shown in Table 3 below.

Figure 2022126140000001
Figure 2022126140000001

Figure 2022126140000002
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Figure 2022126140000003
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-レジンコーテッドサンド及び鋳型の評価-
上記の実施例1~11及び比較例1~7において得られた各種の鋳物砂を用いて、それぞれ、レジンコーテッドサンド(RCS)を作製した後、それぞれのRCSを用いて、崩壊性試験用鋳型(中子)を造型した。
-Evaluation of resin-coated sand and mold-
Using the various foundry sands obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 7 above, each resin coated sand (RCS) was prepared, and then each RCS was used to prepare a mold for collapsibility test. (core) was molded.

具体的には、150℃に加熱した各鋳物砂の100部に、市販のノボラック型フェノール樹脂(旭有機材株式会社製SP610、軟化点:約90℃)の下記表4~6に示される量と、金属酸化物、酸素酸塩又はリン酸エステル/縮合リン酸エステルの下記表4~6に示される割合とを加えて、スピードミキサーで50秒間混練した後、ヘキサメチレンテトラミンの0.23部を水1.5部にて溶解してなる溶液を添加して、砂が個々の粒子に分離するようになるまで混練し、更に、ステアリン酸カルシウムの0.1部を添加して、15秒間混合した後、ミキサーから取り出すことにより、鋳物砂の表面がフェノール樹脂にて被覆されてなる、目的とするRCSを得た。 Specifically, to 100 parts of each molding sand heated to 150°C, a commercially available novolac-type phenolic resin (SP610 manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd., softening point: about 90°C) is added in an amount shown in Tables 4 to 6 below. and the proportions shown in Tables 4 to 6 below of metal oxides, oxysalts or phosphate esters/condensed phosphate esters, kneaded for 50 seconds in a speed mixer, and then 0.23 parts of hexamethylenetetramine. is dissolved in 1.5 parts of water and kneaded until the sand separates into individual particles, then 0.1 part of calcium stearate is added and mixed for 15 seconds. After that, the sand was taken out from the mixer to obtain the desired RCS in which the surface of the foundry sand was coated with the phenolic resin.

そして、かかる得られたRCSについて、その熱伝導率を測定すると共に、それぞれのRCSから鋳型強度評価用の試験片を作製し、更に、鋳型崩壊性評価用のドックボーン型抗張力試験片(崩壊性試験用中子)を造型して、鋳型強度の測定と共に、鋳型崩壊性テストを、先の説明に従って実施し、それら得られた結果を、下記表4~6に併せ示した。 Then, the thermal conductivity of the obtained RCS was measured, and a test piece for mold strength evaluation was prepared from each RCS. A test core) was molded, and the mold strength was measured and the mold disintegration test was performed according to the above description, and the results obtained are shown in Tables 4 to 6 below.

Figure 2022126140000004
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Figure 2022126140000005
Figure 2022126140000005

Figure 2022126140000006
Figure 2022126140000006

上記した表1~3に示される各種鋳物砂について評価した表4~6の結果の対比から明らかな如く、実施例1~11において得られた鋳物砂は、何れも、形状係数が1.40以下で、充填率が53%以上であると共に、砂表面付着の粘土分の含有量が0.20質量%以下、塩酸可溶分の含有量が3質量%以下となるものであり、且つ熱伝導率が0.25W/m・K以上である性状を有しているところから、鋳造後における鋳型の崩壊が、振動を加えると直ちに進行して、その崩壊性が極めて良好であることが認められる。特に、実施例4~9において得られた鋳物砂を用いたRCSから造型された鋳型においては、金属酸化物、酸素酸塩及びリン酸エステル/縮合リン酸エステルの少なくとも何れか1つ以上が配合せしめられているところから、何れも、鋳型の崩壊性において優れた結果を示しており、また、実施例11において得られた鋳物砂は、充填率が極めて高く、塩酸可溶分の含有量もより低減されたものであるところから、フェノール樹脂の使用量が少ないRCSであっても、高い鋳型強度を発揮するものであると共に、鋳型の崩壊性においても優れていることが認められる。 As is clear from the comparison of the results in Tables 4 to 6 in which the various molding sands shown in Tables 1 to 3 were evaluated, the molding sands obtained in Examples 1 to 11 all had a shape factor of 1.40. Below, the filling rate is 53% or more, the content of clay adhering to the sand surface is 0.20% by mass or less, the content of hydrochloric acid solubles is 3% by mass or less, and heat Since it has the property of having a conductivity of 0.25 W/m·K or more, it was confirmed that the collapse of the mold after casting progresses immediately when vibration is applied, and the collapse property is extremely good. be done. In particular, in the molds molded from RCS using the foundry sand obtained in Examples 4 to 9, at least one or more of metal oxides, oxyacid salts and phosphoric acid esters/condensed phosphoric acid esters is blended. From what has been shown, all of them show excellent results in terms of mold collapsibility, and the foundry sand obtained in Example 11 has an extremely high filling rate and a high content of hydrochloric acid solubles. Since the amount of phenolic resin used is much lower, it can be recognized that even RCS with a small amount of phenolic resin exhibits high mold strength and is excellent in mold disintegration property.

これに対して、比較例1~7において得られた鋳物砂にあっては、何れも、形状係数、充填率、粘土分の含有量、塩酸可溶分含有量及び熱伝導率のうちの少なくとも何れか1つが、本発明の規定範囲外となるものであることから、鋳型の崩壊性試験において、振動を加えるノックアウト時間が10秒以内では、鋳型の崩壊が認められないか、或いは崩壊が認められても充分に崩壊され得ず、このため、鋳型の崩壊性において劣るものであることが認められた。 On the other hand, the foundry sands obtained in Comparative Examples 1 to 7 had at least Since any one of them is outside the scope of the present invention, in the mold disintegration test, if the knockout time of applying vibration is within 10 seconds, the mold will not collapse or will collapse. It was found that the mold could not be sufficiently disintegrated even if it was crushed, and therefore the disintegrability of the mold was inferior.

2 中子試験片
4 外型
6 鋳物
2 Core test piece 4 Outer mold 6 Casting

Claims (16)

耐火性骨材からなる鋳物砂であって、形状係数が1.40以下であり、そして充填率が53%以上であると共に、骨材表面付着の粘土分の含有量が0.20質量%以下であり、更に塩酸可溶分の含有量が3質量%以下とされてなり、且つ0.25W/m・K以上の熱伝導率を有していることを特徴とする崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂。 Foundry sand composed of refractory aggregates, having a shape factor of 1.40 or less, a filling rate of 53% or more, and a content of clay adhering to the aggregate surface of 0.20% by mass or less. A mold excellent in collapsibility, further comprising a content of hydrochloric acid solubles of 3% by mass or less and having a thermal conductivity of 0.25 W / m K or more Foundry sand for molding. 前記耐火性骨材が、天然骨材であることを特徴とする請求項1に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂。 2. The foundry sand for mold making with excellent collapsibility according to claim 1, wherein the refractory aggregate is a natural aggregate. 前記耐火性骨材が、硅砂を主体とするものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂。 3. The foundry sand for mold making excellent in collapsibility according to claim 1 or 2, characterized in that said refractory aggregate mainly consists of silica sand. 前記耐火性骨材が、鋳造工程において回収される回収砂から再生されたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂。 4. A highly collapsible mold for making a mold according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the refractory aggregate is recycled from recovered sand recovered in the casting process. foundry sand. 鋳造工程において回収される回収砂に対して、磁気分離処理を実施して、該回収砂中に混在する磁性金属成分を分離、除去する磁選工程と、
前記した回収砂に対して、渦電流選別処理を施して、該回収砂中に混在する非磁性金属成分を分離、除去することにより、該回収砂中の非磁性金属成分を含む塩酸可溶分の含有量を3質量%以下に調整する渦電流選別工程と、
該渦電流選別工程を経た前記回収砂を焙焼処理することにより、該回収砂に付着乃至は混在する、鋳型用粘結剤を含む、砂以外の第三成分を変性乃至は熱分解せしめる焙焼工程と、
該焙焼処理の施された回収砂を研磨処理して、かかる回収砂の粒子形状を整え、その形状係数を1.40以下に調整すると共に、該回収砂の砂粒子表面に付着する粘土分を除去して、かかる粘土分の含有量が0.20質量%以下となる鋳物砂を得る研磨処理工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。
a magnetic separation step of performing a magnetic separation treatment on the recovered sand recovered in the casting step to separate and remove magnetic metal components mixed in the recovered sand;
The recovered sand is subjected to an eddy current sorting treatment to separate and remove the non-magnetic metal components mixed in the recovered sand, thereby obtaining the hydrochloric acid-soluble content containing the non-magnetic metal components in the recovered sand. An eddy current sorting step for adjusting the content of the
By subjecting the recovered sand that has undergone the eddy current sorting step to a roasting treatment, the third component other than the sand, including the binder for molds, adhering to or mixed with the recovered sand is denatured or thermally decomposed. baking process,
The roasted recovered sand is polished to adjust the particle shape of the recovered sand and adjust the shape factor to 1.40 or less, and the clay content adhering to the surface of the sand particles of the recovered sand. is removed to obtain casting sand having a clay content of 0.20% by mass or less;
A method for producing foundry sand for mold making having excellent collapsibility, characterized by containing at least:
前記回収砂が、天然骨材からなる耐火性骨材を用いて造型して得られる鋳型から回収されたものであることを特徴とする請求項5に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。 6. The casting according to claim 5, wherein the recovered sand is recovered from a mold obtained by molding using a refractory aggregate made of natural aggregate. How to make sand. 前記回収砂が、硅砂を主体とする耐火性骨材を用いて造型して得られる鋳型から回収されたものであることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。 7. The highly collapsible sand according to claim 5 or 6, wherein the recovered sand is recovered from a mold obtained by molding using a refractory aggregate mainly composed of silica sand. A method for producing foundry sand for mold making. 前記渦電流選別処理が、回転磁界中を前記回収砂が通過することによって、該回収砂中の非磁性金属成分に渦電流を発生せしめ、この渦電流と回転磁界との相互作用によって、かかる非磁性金属成分が回収砂から分離、除去されるようにするものであることを特徴とする請求項5乃至請求項7の何れか1項に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。 The eddy current sorting process generates eddy currents in the non-magnetic metal components in the recovered sand by passing the recovered sand through a rotating magnetic field, and the interaction between the eddy currents and the rotating magnetic field generates such non-magnetic metal components. Manufacture of the foundry sand for mold making with excellent collapsibility according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the magnetic metal component is separated and removed from the recovered sand. Method. 前記磁気分離処理が、10000G以下の磁束密度において、複数回繰り返して実施され、且つ最終回の磁気分離処理において採用される磁束密度が、初回の磁気分離処理よりも大きくされると共に、中間回の磁気分離処理においては、初回の磁気分離処理における磁束密度以上であって、最終回の磁気分離処理における磁束密度よりは小さな磁束密度が採用され、更にかかる中間回の磁気分離処理が複数の場合においては、前段の磁気分離処理における磁束密度と同等又はそれ以上の磁束密度を用いて、後段の磁気分離処理が実施されることを特徴とする請求項5乃至請求項8の何れか1項に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。 The magnetic separation treatment is repeated multiple times at a magnetic flux density of 10000 G or less, and the magnetic flux density adopted in the final magnetic separation treatment is made higher than that in the first magnetic separation treatment, and the intermediate magnetic separation treatment In the magnetic separation treatment, a magnetic flux density that is higher than the magnetic flux density in the initial magnetic separation treatment and lower than the magnetic flux density in the final magnetic separation treatment is adopted, and furthermore, in the case where there are a plurality of such intermediate magnetic separation treatments 9. The magnetic separation process in the subsequent stage is performed using a magnetic flux density equal to or higher than that in the magnetic separation process in the previous stage. A method for producing foundry sand for mold making which is excellent in collapsibility. 前記焙焼処理が、600~800℃の温度において実施されることを特徴とする請求項5乃至請求項9の何れか1項に記載の崩壊性に優れた鋳型造型用鋳物砂の製造方法。 The method for producing foundry sand for mold making with excellent collapsibility according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the roasting treatment is carried out at a temperature of 600 to 800°C. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の鋳物砂を用い、この鋳物砂と鋳型用粘結剤との混練により、かかる鋳物砂の表面が該鋳型用粘結剤にて被覆されていることを特徴とするコーテッドサンド。 By using the foundry sand according to any one of claims 1 to 4 and kneading the foundry sand with the foundry binder, the surface of the foundry sand is coated with the foundry binder. A coated sand characterized by: 請求項5乃至請求項10の何れか1項に記載の製造方法によって得られた鋳物砂を用い、この鋳物砂と鋳型用粘結剤との混練により、かかる鋳物砂の表面が該鋳型用粘結剤にて被覆されていることを特徴とするコーテッドサンド。 The foundry sand obtained by the production method according to any one of claims 5 to 10 is used, and the foundry sand and the foundry binder are kneaded so that the surface of the foundry sand becomes the foundry viscosity. A coated sand characterized by being coated with a binder. 前記鋳型用粘結剤が、樹脂粘結剤であることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のコーテッドサンド。 13. The coated sand according to claim 11 or 12, wherein the foundry binder is a resin binder. 金属酸化物が、更に含有せしめられていることを特徴とする請求項11乃至請求項13の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 14. The coated sand according to any one of claims 11 to 13, further comprising a metal oxide. 崩壊性向上剤として、酸素酸塩、リン酸エステル、及び脂肪族縮合リン酸エステルのうちの少なくとも何れか一つが、更に含有せしめられていることを特徴とする請求項11乃至請求項14の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 15. The composition according to any one of claims 11 to 14, further comprising at least one of an oxate, a phosphate, and an aliphatic condensed phosphate as a disintegration improver. 1. Coated sand according to item 1. 熱伝導率が、0.30W/m・K以上であることを特徴とする請求項11乃至請求項15の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 16. The coated sand according to any one of claims 11 to 15, having a thermal conductivity of 0.30 W/m·K or more.
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