JP5761652B1 - 鋳物砂の測定方法と鋳物砂の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多大の測定時間を要することなく、且つ、精度の高い測定結果を得ることが出来、その後の処理に必要な良好なデータを簡便に提供できるようにすること。
【解決手段】鋳物砂を収容する容器に鋳物砂を投入し、熱風を供給して鋳物砂の含水率を所定の範囲内に低下させ、鋳物砂を振動圧縮させた後に鋳物砂の静電値を測定し、該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力し、該データに基づいて次工程の処理に利用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳物砂の再生を目的とする処理に際して使用する、鋳物砂の測定方法と鋳物砂の測定装置に関する。

鋳物砂の再生利用には、一般に鋳物砂再生装置を用いて、鋳物砂を研磨し、鋳物砂に付着、硬化した樹脂等の可燃物残渣を除去しなければならないが、その処理を行う為には、回収された鋳造後の鋳物砂の現状を把握する必要がある。
この鋳物砂の現状を把握するために、鋳造後の鋳物砂をサンプリングし、測定を行うことになるが、従来にあっては、鋳物砂強熱減量（Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）という手段が用いられ、これは、略式記号でＬＯＩ％を用いて表現され、一般にＬＯＩ％の測定法と呼ばれている。

このＬＯＩ％の方法は、例えば、サンプリングされた鋳物砂１０ｇをルツボに入れ、電気炉の９００℃で、１時間保持して鋳物砂に含まれる可燃物を燃焼させて減量した値をパーセント表示するものである。こうして得たＬＯＩ％の値を基にして、その後の、例えば、砂再生装置の研磨時間の調整を行うものである。
このような従来技術としては、例えば、次の文献を挙げることができる。

特開平０６−１５４９４１。 特開２０１４−２４０９７。

しかし、上述した従来技術によれば、ルツボによる燃焼作業を必要とし、検査に多大の時間（約１時間）を要することになるという問題がある。また、精度のついても、ばらつきがあり、問題となっている。また、精度を高めようとしてサンプリングと燃焼処理の回数を増やせば、その分、手間、時間を要することになる。

本発明は、かかる問題を解決し、多大の測定時間を要することなく、且つ、精度の高い測定結果を得ることが出来、その後の処理に必要な良好なデータを簡便に提供できるようにすることを目的とする。

本発明にかかる鋳物砂の測定方法は、上記の目的を達成するために、鋳造後に鋳物砂を回収し、鋳物砂の再生処理のための基礎データとなる鋳物砂強熱減量のＬＯＩ％の測定に対応する鋳物砂の測定方法であって、
鋳物砂を収容する穿孔の底板が設けられた流動層を形成するように構成された容器に鋳物砂を投入し、
前記容器の底部から熱風を供給して鋳物砂の含水率を０．１％以下の範囲内に低下させ、
鋳物砂を振動圧縮させた後に鋳物砂の静電値を測定し、
該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力し、該データに基づいて次工程の処理に利用する、という手段を講じたものである。

本発明にかかる鋳物砂の測定装置は、上記の目的を達成するために、鋳造後に鋳物砂を回収し、鋳物砂の再生処理のための基礎データとなる鋳物砂強熱減量のＬＯＩ％の測定に対応する鋳物砂の測定装置であって、
縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍで、上部が開放された筒状に形成されており、底部は、熱風エアの噴出しを可能にする穿孔の底板が設けられた流動層を形成するように構成された物砂を収容する容器（１）、
１２０℃の熱風を前記容器（１）の底部に１５分間供給して鋳物砂の含水率を０．１％以下の範囲内に低下させるヒーターとブロアからなる熱風供給機構（２）、
前記容器に連結され、収容した鋳物砂を振動圧縮させる振動機構（３）、
鋳物砂の静電値を測定する静電測定機構（４）、及び
該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力する演算手段（５）、
から構成するという手段を講じた。

本発明によれば、熱風によって鋳物砂の含水率が０．１％以下の範囲内になるように乾燥させてバラツキのない安定した有効な測定が可能になった状態で振動圧縮させて鋳物砂の持つ静電値を測定し、これをＬＯＩ％（鋳物砂強熱減量：Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）に換算することによって対象鋳物砂の現状を把握することができるようにしたので、従来の鋳物砂のサンプリングによる燃焼処理を行って測定する方法に比べて格段に時間を短縮できると共に高い精度でのデータ抽出を行うことができ、鋳物砂の現状把握を正確に行い得て、爾後の再生処理のための好適な指針に用いることができる。

発明を実施するための好適形態

本発明の実施に際しては、熱風供給によって前記鋳物砂の含水率を重量比で０．１％以下に低下させることが好ましい。
鋳物砂の含水率を低い、一定の値にすることで、含水率によって変動する誘電率を安定させ、その後の静電値の測定精度を上げることができる。

本発明の鋳物砂の測定装置の全体の斜視図。 本発明の鋳物砂の測定装置の全体の平面図。 本発明の鋳物砂の測定装置の全体の正面図。 本発明の鋳物砂の測定装置の全体の側面図。 本発明の鋳物砂の測定のグラフ。 本発明の鋳物砂の測定のグラフ。 本発明の鋳物砂の測定のグラフ。

以下、本発明にかかる鋳物砂の測定方法と鋳物砂の測定装置の好適実施例について、図面を参照して詳述する。
鋳物砂は、注湯後の解枠により取り出されたもので、鋳砂には接着剤や中子としての樹脂の焼き付き、その他の金属溶融物が付着しており、解枠に際しての水を含んだ状態となっている。また、自硬性の鋳砂では、その混練樹脂が焼付き付着することになる。

この測定装置は、鋳物砂を収容する容器１（この容器１は、基台に防振ゴムを介して設けられている）、熱風を前記容器１に供給して鋳物砂の含水率を所定の範囲内に低下させる熱風供給機構２、前記容器１に連結され、収容した鋳物砂を振動圧縮させる振動機構３、鋳物砂の静電値を測定する静電測定機構４、及び該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力する演算手段５から構成されている。

前記容器１は、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍで、上部が開放された筒状に形成されており、底部は、熱風エアの噴出しを可能にする穿孔の底板が設けられた流動層を形成するように構成され、ここでは、アルミ合金製で構成されている。従って、上述の鋳物砂を所用量採取し、この測定装置の容器１に投入することになる。
この容器１の基台の底部には、前記熱風供給機構２（ヒーターとブロアで構成）が設けられ、ここから熱風が供給され、前記鋳物砂を、含水率が０．１％以下になるように乾燥させるように構成されている。熱風は、１２０℃で１５分間供給され、含水率が０．１％となる。

そして、所要の時間の乾燥が行われ、水分含有率が０．１％以下になれば、次いで、上記振動機構２、ここでは、エアーバイブレータを稼動させ、収容した鋳物砂に振動を付与し、振動、圧縮することになる。鋳物砂が相互に空隙のある状態では、その誘電率が正確でなくなるため、一定密度に圧縮した状態にする。

そして、誘電率を測定する静電測定機構４で鋳物砂の静電値を測定することになる。この測定機構４は、前記容器１の側壁に設けた負極４Ｂと、内部に所定の間隔を隔てて対向配置されたで正極４Ａとの間に圧縮充填された鋳物砂の誘電率を測定することによって行う。尚、この静電測定機構４は、それ自体公知のもので、当業者において使用されているものである。
測定された誘電率は、静電容量と比例すると見ることができるので、このデータを静電値として演算手段５（マイクロコンピューター）に入力し、ＬＯＩ％に換算し、データを取り出し、鋳物砂に付着している鋳造残渣の量を把握し、次いで、再生処理、ここでは、研磨装置による研磨の好適運転時間を設定することになる。この演算手段５には、予め検量した種々の砂成分の静電値が入力されているものである。この演算手段５は、当業者において技術者が既成のプログラムに基づいて作成できるものであるので、ここでの詳細説明は省略する。

（作用）
従って、先ず、回収された鋳物砂の所要量をサンプリングして容器１に投入し、熱風供給機構２を稼動させて鋳物砂に熱風を供給して鋳物砂を乾燥させる。この際、鋳物砂に占める含水率は高いものであるから、後の測定精度を上げるために、含水率を低い一定の値以下、ここでは、０．１％（重量比）に抑えるようにする。
図５に示すように、水分が上昇すると電圧が上昇し、測定値が一気に上昇し、正確な測定が得られず、グラフに示すように、含水率が０．１％に抑えることができれば、正確な測定ができることが理解されよう。

鋳物砂の含水率を０．１％以下に抑えた後は、振動機構２を稼動させて容器１の内部の鋳物砂を振動、圧縮させる。ことによって、鋳物砂の密度を高めて測定ムラが生じないようにする。静電測定機構４の正極４Ａと負極４Ｂ（容器１の壁面に付設）との間に位置された鋳物砂に通電して、その誘電率にもとづいて静電値を検知し、このデータを演算手段５に入力に、ここで、ＬＯＩ％に換算して、データを出力することになる。これによって、現状の鋳物砂の鋳物残渣の付着度合いが把握でき、その後の再生研磨の処理時間のデータとして活用されることになる。
図６に示すように、鋳砂についても、その嵩密度が低い（粗）と、電圧上昇が著しく上昇するが、密度を有る程度上げて、電圧が安定するようにするために、所定の振動圧縮を行うようにしているものである。

このように、測定に際しては、鋳物砂のサンプリングを行うだけで静電測定機構４と演算手段５とによって簡便に行うことができて、従来のルツボに燃焼行程を経ることなく測定を行うことができて、非常に時間短縮を行うことができると共に高い精度の測定結果を得ることができる。
尚、演算手段５においては、図７に示すように、予め測定した各種の鋳砂成分の静電値データを入力しておいて、ＬＯＩ％換算に際して利用するものである。

本発明によれば、簡便な方法で鋳物砂の再生に必要な鋳物砂の現状（ＬＯＩ％）を把握することができるので、鋳物砂を用いる種々の金属鋳造現場において容易に実施することができ、その応用範囲は広いものである。

１：容器
２：熱風供給機構
３：振動機構
４：静電測定機構
４Ａ：正極
４Ｂ：負極
５：演算手段

Claims (2)

1. 鋳造後に鋳物砂を回収し、鋳物砂の再生処理のための基礎データとなる鋳物砂強熱減量のＬＯＩ％の測定に対応する鋳物砂の測定方法であって、
   鋳物砂を収容する穿孔の底板が設けられた流動層を形成するように構成された容器に鋳物砂を投入し、
   前記容器の底部から熱風を供給して鋳物砂の含水率を０．１％以下の範囲内に低下させ、
   鋳物砂を振動圧縮させた後に鋳物砂の静電値を測定し、
   該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力し、該データに基づいて次工程の処理に利用する、
   ことを特徴とする鋳物砂の測定方法。
2. 鋳造後に鋳物砂を回収し、鋳物砂の再生処理のための基礎データとなる鋳物砂強熱減量のＬＯＩ％の測定に対応する鋳物砂の測定装置であって、
   縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍで、上部が開放された筒状に形成されており、底部は、熱風エアの噴出しを可能にする穿孔の底板が設けられた流動層を形成するように構成された物砂を収容する容器（１）、
   １２０℃の熱風を前記容器（１）の底部に１５分間供給して鋳物砂の含水率を０．１％以下の範囲内に低下させるヒーターとブロアからなる熱風供給機構（２）、
   前記容器に連結され、収容した鋳物砂を振動圧縮させる振動機構（３）、
   鋳物砂の静電値を測定する静電測定機構（４）、及び
   該静電値を、予め検量した砂成分の基礎静電値に基づいてコンピュータ演算することでＬＯＩ％に換算して、データを出力する演算手段（５）、
   から成ることを特徴とする鋳物砂の測定装置。

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