JP2958904B2 - 生砂鋳造ラインでの砂内異物除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳鉄鋳物の製造ライン
における生砂鋳造ラインでの生砂内異物除去装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】硅砂にベントナイトのバインダーと水分
を添加して混練した生砂で造型された鋳型は、鋳造後に
解枠、粉砕され、粉砕された砂は回収して再造型に使用
される。かかる生砂鋳造ラインにおいては、鋳型材であ
る生砂中の異物除去が行われる。

【０００３】生砂中の異物は、鉄片やバインダー塊であ
るダマなどである。この種異物が生砂中に混入すると、
異物が鋳型表面に現れて、鋳型に注湯された溶湯の凝固
途中でのガス放出が不完全となり、最終的に鋳物の欠陥
（ブローホール）として残り、不良品発生の原因とな
る。そこで、生砂鋳造ラインにおいては、生砂中から所
望の異物を分離除去する異物分離装置が使用される。こ
の異物分離装置は、異物の種類に応じたブレーカースク
リーンやバイブレーティングスクリーン、磁気分離装置
をはじめとする篩い、クラッシャーなどである。

【０００４】図３に従来の生砂鋳造ラインの一般的な砂
処理工程フローを示し、これを説明する。なお、図３の
矢印はベルトコンベアに相当する。

【０００５】生砂で［造型］された鋳型に鉄の溶湯を注
湯して［鋳造］が行われる。鋳型の［解枠］と［パンチ
アイト］が行われ、鋳物製品が取出される。鋳型を粉砕
した砂のベルトコンベアによる［砂回収］が行われる。
回収された砂が、例えば２種類の大型の異物分離装置
（3）（4）に順に送られて、砂中の所望の異物が分離除
去される。先の異物分離装置（3）は例えばマグネット
セパレータの磁気分離装置で、これで［磁気分離］が行
われて砂中の鉄片が除去される。次の異物分離装置
（4）はダマ分離装置で、これで［ダマ分離］が行われ
て砂中の所望サイズ以上のダマが除去される。

【０００６】鉄片とダマの異物除去後、砂はマルチクー
ラーなどで［冷却］され、サンドビンなどで［貯蔵］さ
れてから、バインダーと水分が添加されてミルで［混
練］される。この混練時に新しい硅砂が補給される。混
練された生砂で再度［造型］が行われる。

【０００７】以上の生砂鋳造ラインの各種砂処理設備
は、大量生産に順応する大型設備で、生砂鋳造ラインを
循環する生砂の全量を順次に処理する。生砂中の鉄片を
除去する異物分離装置（3）は、磁石の表面を流れる生
砂の層を厚くするなどして、処理能力を大きくした大型
設備である。また、後の異物分離装置（4）は、生砂中
のダマを分離する篩いの目を大きくして、処理能力を大
きくした大型設備である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】生砂鋳造ラインを循環
する生砂の全量を順次に処理する処理能力の大きな大型
異物分離装置は、生砂中の比較的大きな異物を除去する
が、微細な異物、特殊な異物の除去に適さず、異物除去
の選別力が小さい。

【０００９】そのため、生砂に添加するバインダーの活
用法の変更や、新材料採用、新工法による造型などで、
今まで無かった微細な異物、特殊な異物の除去が必要と
なった場合は、その異物除去のための専用の大型設備の
導入や、生砂鋳造ラインの大幅な変更が必要であった。

【００１０】しかし、微細な異物、特殊な異物を除去す
る選別力の大きな異物分離装置で、砂の全量を処理する
となると、処理能力が大幅に落ち、生砂鋳造ラインの生
産性が低下する。また、生砂鋳造ラインの大幅な変更
は、多くの時間、多額の設備投資を必要とする。

【００１１】なお、処理能力を落とさずに、微細な異物
や特殊な異物をも除去できるように異物分離装置の篩い
などを設計変更することは可能である。しかし、このよ
うにすると大型の異物除去装置が尚更に大型化し、ま
た、既存の異物分離装置が使用できなくて、生砂鋳造ラ
インの設備費、設置スペースが増大する不具合があっ
た。

【００１２】本発明の目的とするところは、従来取り切
れなかった生砂中の異物の除去や、生砂鋳造ラインの新
工法、新材料の採用時に伴う新たな生砂中の異物除去
を、生砂鋳造ラインをほとんど変更することなく、設備
投資的に有利に行う、生砂鋳造ラインでの砂内異物除去
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、硅砂にバインダーと水分を添加し混練した鋳
型材である生砂を造型、粉砕、回収、再造型する生砂鋳
造ラインに、

【００１４】連続搬送される生砂の全量中から順次に所
定種類の異物を、生砂の搬送速度に合わせて除去する大
処理能力の大型異物分離装置と、

【００１５】生砂鋳造ラインの適当箇所に付設されて、
連続搬送される生砂の本流から生砂の一部を適宜に分流
させる砂分流手段と、この砂分流手段で分流させた生砂
から前記所定種類以外の特定異物を除去する小処理能力
の小型異物分離装置を設置したことを特徴とする。

【００１６】

【作用】生砂鋳造ラインに設置される大処理能力の大型
異物分離装置は、既設の設備がそのまま適用され、ま
た、小型異物分離装置は、前者大型異物分離装置で除去
できない特定異物を生砂から抜き取り的に除去する、し
たがって処理能力の小さい小型の設備でよく、これの追
加のよる生砂鋳造ラインの変更は設備投資的かつ時間的
に簡単となる。生砂鋳造ラインを流れる生砂中の異物量
があるレベル以上に達した時点で、砂分流手段と小型異
物分離装置を稼働させ、異物量が鋳造に問題の無いある
レベル以下の微少量になると、砂分流手段と小型異物分
離装置の稼働を停止させるようにすることで、鋳造の新
材料や新工法の導入が容易となる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例について図１および図２を参照
して説明する。

【００１８】図１は、本発明装置を導入した生砂鋳造ラ
イン（2）の砂処理工程フローが示してあり、図３フロ
ーと同一工程には同一工程名が記してある。本発明にお
いては、生砂鋳造ライン（2）の砂循環搬送ラインの一
部、あるいは数箇所に、対になった砂分流手段（5）と
小型異物分離装置（6）を追加配置したことを特徴とす
る。

【００１９】砂分流手段（5）と小型異物分離装置（6）
の一対は、例えば［砂回収］工程の砂回収ライン（2'）
に追加配置され、回収される砂から特定の異物を除去す
る。砂分流手段（5）は、砂回収ライン（2'）のベルト
コンベアで回収される砂 の本流から一部を、必要に応
じて適宜分流して小型異物分離装置（6）に送る。小型
異物分離装置（6）で除去される異物は、後工程の２種
の大型異物 分離装置（3）（4）で分離除去されない微
細なダマなどの異物や、鋳造の新材料や新工法の導入で
生じる今までに無かった種類の異物である。小型異物分
離装置（6）で異物除去された砂は、砂回収ライン
（2'）に戻されて、次の大型異物分離装置（3）に送ら
れる。

【００２０】図２の（ａ）と（ｂ）に砂分流手段（5）
と小型異物分離装置（6）の具体例を示し、これを説明
する。

【００２１】砂分流手段（5）は、砂回収ライン（2'）
のベルトコンベア（7）で連続搬送される砂（1）の本流
から一部を分流させるスクレーパー（8）と、これを上
下駆動させる駆動部（10）を備える。スクレーパー
（8）はベルトコンベア（7）上に下降したときに、ベル
トコンベア（7）上の砂（1）の本流の例えば１／３を分
流させて、ベルトコンベア（7）の側方に配置された小
型異物分離装置（6）に送る。ベルトコンベア（7）上で
本流をなす砂（1）は、他のスクレーパー（9）でベルト
コンベア（7）から下方のタンク（11）に落下する。

【００２２】小型異物分離装置（6）は、傾斜させたバ
イブレーティングスクリーン（12）で砂（1）の中のダ
マなどの細かい異物を除去する。バイブレーティングス
クリーン（12）はバネ（13）でレール（14）上に支持さ
れ、ユーラスモーター（15）で振動が与えられる。

【００２３】砂分流手段（5）のスクレーパー（8）で分
流された砂（1）がバイブレーティングスクリーン（1
2）上を振動して搬送される間に、バイブレーティング
スクリーン（12）の目から砂（1）がタンク（11）に篩
い落とされ、所望サイズ以上の異物がバイブレーティン
グスクリーン（12）上に残る。この残った異物の一部
は、回転ブラシ（16）で細かくされて一部がタンク（1
1）に落下し、バイブレーティングスクリーン（12）に
最後まで残った所定サイズ以上の異物が異物回収ホッパ
ー（17）に落下する。

【００２４】バイブレーティングスクリーン（12）から
タンク（11）に落下した砂（1）は、ベルトコンベア
（7）の本流の砂（1）と合流して、大型異物分離装置
（3）の後工程に送られる。

【００２５】以上の砂分流手段（5）と小型異物分離装
置（6）は、連続稼働させることも可能であるが、後述
のように砂（1）の異物混入量の増減に応じて間欠稼働
さ せる。

【００２６】ベルトコンベア（7）で回収される砂（1）
の中の異物で、大型異物分離装置（3）（4）では除去さ
れない所定範囲のサイズの微細な異物の混入量が０．５
％を超えると、鋳造不良品が発生する事実がある。そこ
で、鋳造不良品発生の原因となる微細な異物の砂（1）
での混入量を抜き打ち的に、あるいは定期的に検査し、
混入量が０．５％を超えた時点で、砂分流手段（5）の
駆動部（10）でスクレーパー（8）を降下させ、小型異
物分離装置（6）を駆動させる。

【００２７】するとベルトコンベア（7）で回収される
砂（1）の約１／３がスクレーパー（8）で小型異物分離
装置（6）に分流され、小型異物分離装置（6）で砂
（1）の微細な異物が分離除去される。微細な異物が除
去された砂（1）は、タンク（11）で本流の砂（1）と合
流する。小型異物分離装置（6）の稼働がある時間継続
して行われて、タンク（11）内で合流して本流となった
砂（1）におけ る微細な異物の混入量が０．５％以下の
あるレベルに達すると、砂分流手段（5 ）のスクレーパ
ー（8）を上昇させて、小型異物分離装置（6）への砂供
給を停止させる。

【００２８】以上のように回収される砂（1）中の微細
な異物の混入量の増減に基づいて、砂分流手段（5）と
小型異物分離装置（6）を間欠駆動させると、次の大型
異物分離装置（3）（4）に送られる砂（1）の微細な異
物の混入量は常に０．５％ 以下に維持される。したが
って、鋳造不良品が発生する心配が無くなる。

【００２９】上記小型異物分離装置（6）は、ベルトコ
ンベア（7）で搬送される砂（1 ）の約１／３を処理す
るだけである。したがって、小型異物分離装置（6）
は、既存設備である大型異物分離装置（3）（4）に比べ
て、その処理能力が約１／３と小さくても十分に間に合
い、しかも全体の構造が小型のものの使用が可能とな
る。かかる小型異物分離装置（6）はコスト安に製作で
きると共 に、既存の生砂鋳造ライン（2）をほとんど変
更することなく、既存の生砂鋳造 ライン（2）に組込む
ことができる。

【００３０】なお、小型異物分離装置（6）は、砂（1）
に含まれるダマなどの微細な異物を分離除去するものに
限らず、他の種類の特定された異物を分離除去するもの
であってもよい。また、生砂鋳造ライン（2）における
砂分流手段（5）と小型異物分離装置（6）の設置位置、
数は上記例に限らず、例えば図１のＡ鎖線矢 印で示す
［冷却］と［貯蔵］の工程間に設置することも可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明においては、既存の生砂鋳造ライ
ンに追加設置される小型異物分離装置が、既存の大処理
能力大型の異物分離装置で除去できない特定異物を生砂
から抜き取り的に除去するため、追加される異物分離装
置が砂処理能力の十分に小さい、かつ十分に小型で安価
な設備で間に合う。したがって、小型異物分離装置の既
存生砂鋳造ラインへの追加設置は、既存生砂鋳造ライン
をほとんど変更することなく、設備投資的かつ時間的有
利に実施できる。

【００３２】また、本発明においては、生砂鋳造ライン
を流れる生砂中の異物量の増減を基準に砂分流手段と小
型異物分離装置を間欠稼働させて、常に生砂中の異物量
が鋳造に問題の無いレベル以下となるよう制御すること
で、鋳造の新材料や新工法の導入に伴う鋳造不良発生が
無くなり、鋳造の信頼性の改善や、様々な新材料や新工
法の導入が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための生砂鋳造ラ
インにおける砂処理工程フロー図。

【図２】本発明における砂分流装置と小型異物分離装置
の具体例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断
面を含む正面図。

【図３】従来の砂内異物分離装置を備えた生砂鋳造ライ
ンにおける砂処理工程フロー図。

【符号の説明】

1 砂（生砂） 2 生砂鋳造ライン 3 大処理能力の大型異物分離装置 4 大処理能力の大型異物分離装置 5 砂分流手段 6 小処理能力の小型異物分離装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硅砂にバインダーと水分を添加し混練し
   た鋳型材である生砂を造型、粉砕、回収、再造型する生
   砂鋳造ラインに、連続搬送される生砂の全量から順次に
   生砂に含まれる所定種類の異物を、生砂の搬送速度に合
   わせて除去する大処理能力の大型異物分離装置を配置し
   たものにおいて、 生砂鋳造ラインに連続搬送される生砂からその一部を適
   宜に分流させる砂分流手段と、この砂分流手段で分流さ
   せた生砂から前記所定種類以外の特定異物を除去する小
   処理能力の小型異物分離装置を追加設置したことを特徴
   とする生砂鋳造ラインでの砂内異物除去装置。