JP5916072B2 - Binder coated sand and manufacturing method thereof, mold manufacturing method, casting manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、シェル鋳型など鋳型の製造に用いられる粘結剤コーテッドサンド及びその製造方法に関するものであり、またこの粘結剤コーテッドサンドを用いた鋳型の製造方法、さらに鋳物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to binder coated sand and its manufacturing method used in the production of molds, such as shell mold, also a method of manufacturing a mold cast using the binder coated sand, further relates to a process for the preparation of castings It is.
従来より、レジンコーテッドサンドを用いて成形される鋳型が種々提案されている。レジンコーテッドサンドは、珪砂などの耐火骨材の表面を粘結剤で被覆して調製されるものであり、レジンコーテッドサンドを加熱された金型などにふりかけたり充填したりして、粘結剤を溶融・硬化させることによって、鋳型を造型することができるものである。 Conventionally, various molds molded using resin-coated sand have been proposed. Resin coated sand is prepared by coating the surface of refractory aggregates such as silica sand with a binder. Sprinkling or filling the resin-coated sand on a heated mold, etc. A mold can be formed by melting and curing the material.
そしてレジンコーテッドサンドにおいて、粘結剤としてはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が一般に用いられている（例えば特許文献１参照）。 In resin-coated sand, a thermosetting resin such as a phenol resin is generally used as a binder (see, for example, Patent Document 1).
しかし、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を粘結剤とするレジンコーテッドサンドで成形した鋳型を用いて鋳造を行なう場合、高温度の溶融金属である溶湯が鋳型に接触する際に、熱硬化性樹脂が溶湯の高温によって分解され、アルデヒド等の有害で臭気の強いガスが発生し、作業環境が汚染されるという問題があった。 However, when casting is performed using a mold formed of resin-coated sand with a thermosetting resin such as phenol resin as a binder, when the molten metal, which is a high-temperature molten metal, comes into contact with the mold, thermosetting There is a problem that the resin is decomposed by the high temperature of the molten metal, and harmful and strong odorous gas such as aldehyde is generated to contaminate the working environment.
また、鋳型の表面に溶湯が接触する際に、いわゆる差し込みや焼き付きが発生し、鋳物の鋳肌が荒れたり、鋳物の表面に砂かみ不良が生じたりすることがある。この差し込みや焼き付きは、鋳型の表面に対する溶湯の濡れ性が良好であると、鋳型の耐火粒子間に溶湯が容易に侵入するために発生するものである。 Further, when the molten metal comes into contact with the surface of the mold, so-called insertion or seizure occurs, and the casting surface of the casting may be roughened, or a sand bite defect may occur on the surface of the casting. This insertion or seizure occurs because the molten metal easily enters between the refractory particles of the mold when the molten metal has good wettability with the mold surface.
そこで、鋳型の表面に黒鉛、ジルコン、酸化アルミニウムなどを含んだ塗型剤を塗布し、高温の溶湯から鋳型を保護することが従来から広く行われている（例えば特許文献２等参照）。塗型剤は、鋳型の表面に対する溶湯の濡れ性を悪くするためのものであり、このように鋳型の表面に対する溶湯の濡れ性が悪くなると、鋳型の耐火粒子間に溶湯が侵入し難くなるので、差し込みや焼き付きの発生を抑制することができ、鋳肌を向上することができるのである。 Therefore, it has been widely practiced to apply a coating agent containing graphite, zircon, aluminum oxide or the like to the surface of the mold to protect the mold from a high-temperature molten metal (see, for example, Patent Document 2). The coating agent is for worsening the wettability of the molten metal with respect to the mold surface. If the wettability of the molten metal with respect to the mold surface is deteriorated in this way, it is difficult for the molten metal to enter between the refractory particles of the mold. The occurrence of insertion and seizure can be suppressed, and the casting surface can be improved.
しかし、塗型剤は水に分散させたりアルコールなどの溶剤に分散させたりして使用されるものであり、分散の作業や、塗型剤の塗布、乾燥など、煩雑な作業が必要であるという問題がある。また鋳型の表面が複雑な形状に形成されていると、均一な厚みで塗型剤を塗布することができず、塗型剤の効果が半減されたり塗型剤が鋳型から剥がれたりするおそれがあり、鋳型を溶湯の高温から保護して鋳肌を向上させるという効果を安定して得ることが難しいという問題があった。 However, the coating agent is used by being dispersed in water or in a solvent such as alcohol, and it requires complicated operations such as dispersion work, application of the coating agent, and drying. There's a problem. In addition, if the mold surface is formed in a complicated shape, the coating agent cannot be applied with a uniform thickness, and the effect of the coating agent may be reduced by half or the coating agent may be peeled off from the mold. There is a problem that it is difficult to stably obtain the effect of protecting the mold from the high temperature of the molten metal and improving the casting surface.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、鋳造時に有害な悪臭ガスを発生することがなく、また塗型剤を必要とすることなく差し込みや焼き付きなどを抑制して鋳物の鋳肌を向上できる鋳型を造型することができる粘結剤コーテッドサンドを提供することを目的とするものであり、またこのような鋳型の製造方法や、鋳物の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and does not generate harmful malodorous gas at the time of casting, and suppresses insertion and seizure without requiring a coating agent. is intended and to provide a binder coated sand can be molding the mold can be improved, and also aims to provide and such cast-type production method, a method of manufacturing castings Is.
本発明に係る粘結剤コーテッドサンドは、耐火骨材の表面に、粘結成分としての糖類と炭素質材料とを含有する粘結層を被覆して形成される粘結剤コーテッドサンドであって、粘結層には耐火骨材１００質量部に対して０．５〜５．０質量部の糖類と、０．１〜３．０質量部の炭素質材料とが含有されており、この粘結剤コーテッドサンドを用いて造型された鋳型を１０００℃で１２０秒間加熱したときのガス発生量が、鋳型１ｃｍ ３ 当り３５ｍＬ以上であることを特徴とするものである。
The binder coated sand according to the present invention is a binder coated sand formed by coating the surface of a refractory aggregate with a binder layer containing a saccharide and a carbonaceous material as binder components. The caking layer contains 0.5 to 5.0 parts by mass of saccharide and 0.1 to 3.0 parts by mass of carbonaceous material with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate. amount of gas generated when heated for 120 seconds at 1000 ° C. the molding has been mold using a binding agent coated sand is characterized in der Rukoto
粘結剤コーテッドサンドの粘結層に粘結成分として含有される糖類は、鋳造時に溶湯の熱で分解して多量のガスを発生し、この多量に発生するガスが鋳型の表面と溶湯との間にバリアを形成して、鋳型の表面に高温の溶湯が直接接触することを防ぐことができると共に、粘結層に含有される炭素質材料によって鋳型と溶湯との濡れの悪さを高めることができるものであり、塗型剤を必要とすることなく差し込みや焼き付きなどを抑制して、鋳物の鋳肌を向上することができるものである。また糖類の分解により発生するガスは、炭酸ガスや水が殆どであって、有害なガスや悪臭を有するガスを発生するようなことはなく、鋳造の作業環境を汚染するようなことがなくなるものである。 The saccharide contained as a caking component in the caking layer of the caking binder coated sand decomposes with the heat of the molten metal during casting to generate a large amount of gas, and this large amount of gas is generated between the mold surface and the molten metal. By forming a barrier between them, it is possible to prevent the hot molten metal from coming into direct contact with the mold surface, and the carbonaceous material contained in the caking layer can increase the poor wetness between the mold and the molten metal. It is possible to improve the casting surface of the casting by suppressing insertion and seizure without requiring a coating agent. In addition, the gas generated by the decomposition of saccharides is mostly carbon dioxide gas and water, and does not generate harmful gases or odorous gases, and does not contaminate the working environment of casting. It is.
また、本発明の粘結剤コーテッドサンドを用いて造型された鋳型を１０００℃で１２０秒間加熱したときのガス発生量が、鋳型１ｃｍ３当り３５Ｌ以上であることを特徴とするものである。 Further, the amount of gas generated when a mold molded using the binder-coated sand of the present invention is heated at 1000 ° C. for 120 seconds is 35 L or more per 1 cm 3 of the mold.
ガス発生量がこのような多量であることによって、ガスによるバリアを鋳型と溶湯の間に良好に形成することができ、差し込みや焼き付きなどを確実に抑制して鋳物の鋳肌をより向上することができるものである。 With such a large amount of gas generation, a gas barrier can be well formed between the mold and the molten metal, and the casting surface of the casting can be further improved by reliably suppressing insertion and seizure. It is something that can be done.
また本発明の粘結剤コーテッドサンドは、水蒸気で加熱して粘結層の糖類を粘結・固化させることにより鋳型を造型するために用いられるものであることを特徴とするものである。 The binder-coated sand of the present invention is characterized in that it is used for forming a mold by heating with steam to cause the saccharide in the binder layer to caking and solidifying.
粘結層に粘結成分として含有される糖類に水蒸気の凝縮水が作用すると、糖類が糊化するものであり、この糊化した糖類の粘性で耐火骨材を結合することができ、鋳型の造型を容易に行なうことができるものである。 When water vapor condensate acts on the saccharide contained as a caking component in the caking layer, the saccharide is gelatinized, and the refractory aggregate can be bound by the viscosity of the gelatinized saccharide. Molding can be easily performed.
また本発明は、炭素質材料の固定炭素量が５０〜９８質量％であることを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the amount of fixed carbon of the carbonaceous material is 50 to 98% by mass.
炭素質材料の固定炭素量がこの範囲であることによって、炭素質材料からもガスが発生して、ガスによるバリアを鋳型と溶湯の間に良好に形成することができ、差し込みや焼き付きなどを確実に抑制して鋳物の鋳肌をより向上することができるものである。 When the amount of fixed carbon in the carbonaceous material is within this range, gas is also generated from the carbonaceous material, and a gas barrier can be well formed between the mold and the molten metal, ensuring insertion and seizure. The casting surface of the casting can be further improved.
また本発明は、耐火骨材に糖類と炭素質材料を同時に加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that a caking layer containing saccharide and carbonaceous material is coated on the surface of the refractory aggregate by simultaneously adding and mixing saccharide and carbonaceous material to the refractory aggregate. Is.
この発明によれば、糖類と炭素質材料が均一に分散された粘結層を耐火骨材の表面に被覆形成することができるものである。 According to this invention, a caking layer in which saccharides and a carbonaceous material are uniformly dispersed can be coated on the surface of the refractory aggregate.
また本発明は、耐火骨材に糖類と炭素質材料とを予め混合したものを加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とするものである。 In the present invention, the refractory aggregate is coated with a caking layer containing the saccharide and the carbonaceous material on the surface of the refractory aggregate by adding and mixing a mixture of the saccharide and the carbonaceous material in advance. It is characterized by this.
この発明によれば、炭素質材料を糖類と予め混合した状態で耐火骨材に加えるため、炭素質材料の粉じんが飛散することを抑制しつつ耐火骨材と混合することができるものであり、しかも糖類と炭素質材料が均一に分散された粘結層を耐火骨材の表面に被覆形成することができるものである。 According to this invention, in order to add the carbonaceous material to the refractory aggregate in a state pre-mixed with saccharides, the carbonaceous material can be mixed with the refractory aggregate while suppressing dust scattering. In addition, a caking layer in which saccharides and a carbonaceous material are uniformly dispersed can be coated on the surface of the refractory aggregate.
また本発明は、耐火骨材に炭素質材料を加えて混合した後、これに糖類を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とするものである。 In the present invention, a carbonaceous material is added to and mixed with a refractory aggregate, and then a saccharide and a carbonaceous material are coated on the surface of the refractory aggregate. It is characterized by that.
この発明によれば、炭素質材料を糖類よりも先に耐火骨材と混合するため、分散させ難い炭素材料をより均一に分散させた粘結層を形成することができるものである。 According to the present invention, since the carbonaceous material is mixed with the refractory aggregate prior to the saccharide, a caking layer in which the carbon material that is difficult to disperse can be more uniformly dispersed can be formed.
また本発明は、耐火骨材に糖類を加えて混合した後、これに炭素質材料を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層が被覆されていることを特徴とするものである。 In the present invention, a saccharide is added to a refractory aggregate and mixed, and then a carbonaceous material is added to and mixed with the refractory aggregate so that a surface of the refractory aggregate is coated with a caking layer containing the saccharide and the carbonaceous material. It is characterized by that.
この発明によれば、炭素質材料は粘結層の外周側に偏在することになり、炭素質材料による鋳型と溶湯との濡れの悪さを高める効果をより高く得ることができるものである。 According to this invention, the carbonaceous material is unevenly distributed on the outer peripheral side of the caking layer, and the effect of increasing the poor wettability between the mold and the molten metal by the carbonaceous material can be obtained higher.
本発明に係る鋳型の製造方法は、上記の粘結剤コーテッドサンドを成形型内に充填し、この成形型内に水蒸気を通して水蒸気で加熱することにより粘結層の糖類を粘結・固化させることを特徴とするものである。 The method for producing a mold according to the present invention includes the step of filling the binder-coated sand as described above into a mold, and caking and solidifying the sugar in the binder layer by heating the steam with water vapor into the mold. It is characterized by.
粘結剤コーテッドサンドを充填した成形型内に水蒸気を通すと、水蒸気が粘結剤コーテッドサンドに接触して熱を奪われて発生する凝縮水が粘結層に供給され、粘結層の固形状態の糖類をこの凝縮水によって湿らせて糊化し、耐火骨材を糊化した糖類の粘着力で結合させることができるものであり、次いで水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッドサンドを加熱して水分を急速に蒸発させ、糖類を乾燥固化させて鋳型を造型することができるものであり、短時間で鋳型を製造することができるものである。 When water vapor is passed through the mold filled with the binder coated sand, the condensed water generated when the water vapor contacts the binder coated sand and is deprived of heat is supplied to the binder layer. The saccharide in the state is moistened with this condensed water and gelatinized, and the refractory aggregate can be bonded by the adhesive force of the gelatinized saccharide, and then the binder coated sand is condensed with the condensation latent heat and sensible heat of water vapor. Heating can rapidly evaporate the moisture and drying and solidifying the saccharide to mold the mold, so that the mold can be produced in a short time.
また本発明は、水蒸気として過熱水蒸気を用いることを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that superheated steam is used as the steam.
過熱水蒸気は高温であって、成形型内の粘結剤コーテッドサンドの温度上昇速度を速めることができ、鋳型の製造時間をより短縮することができるものである。 Superheated steam has a high temperature, and can increase the temperature rise rate of the binder-coated sand in the mold, thereby further shortening the mold production time.
また本発明は、成形型内に水蒸気を通した後、成形型内に乾燥気体を通すことによって成形型内を乾燥することを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the inside of the mold is dried by passing water vapor through the mold and then passing dry gas through the mold.
このように成形型内に水蒸気を通した後、成形型内に乾燥気体を通すことによって、成形型内に水蒸気の凝縮水が残留していても、この凝縮水を乾燥気体で気化させて成形型から排出して、成形型内を乾燥することができ、鋳型内に凝縮水が水分として残存するようなことを無くすことができるものであって、乾燥した状態で鋳型を成形型から取り出すことができるものである。 In this way, after passing water vapor through the mold, the dry gas is passed through the mold so that even if condensed water of water vapor remains in the mold, the condensed water is vaporized with dry gas and molded. It can be discharged from the mold, and the inside of the mold can be dried, so that condensed water remains as moisture in the mold, and the mold is taken out from the mold in a dry state. It is something that can be done.
そして上記の粘結剤コーテッドサンドを用いて製造した鋳型は、塗型剤を塗布する必要なく、鋳肌の優れた鋳物を鋳造することができると共に、鋳造時に有害なガスや悪臭を有するガスを発生するようなことがなく、作業環境を汚染するようなことがないものである。
また本発明に係る鋳物の製造方法は、上記の鋳型を用い、鋳型に溶湯を注湯することによって鋳造を行なうにあたって、溶湯の作用による糖類の熱分解で二酸化炭素と水を分解ガスとして発生させると共に溶湯の作用による炭素質材料の分解でガスを発生させ、鋳型の表面と溶湯との間にこの分解ガスでバリアを形成させることを特徴とするものである。
The mold produced using the above-mentioned binder coated sand can cast a casting having an excellent casting surface without the need to apply a coating agent, and can also contain a gas having a harmful gas or bad odor during casting. It does not occur and does not contaminate the work environment.
Further, in the casting manufacturing method according to the present invention, when casting is performed by pouring molten metal into the mold using the above-described mold, carbon dioxide and water are generated as cracked gases by thermal decomposition of sugars by the action of the molten metal. At the same time , a gas is generated by the decomposition of the carbonaceous material by the action of the molten metal, and a barrier is formed by this decomposed gas between the surface of the mold and the molten metal.
本発明によれば、粘結剤コーテッドサンドの粘結層に粘結成分として含有される糖類は、鋳造時に溶湯の熱で分解して多量のガスを発生し、この多量に発生するガスが鋳型の表面と溶湯との間にバリアを形成して、鋳型の表面に高温の溶湯が直接接触することを防ぐことができると共に、粘結層に含有される炭素質材料によって鋳型と溶湯との濡れの悪さを高めることができるものであり、塗型剤を必要とすることなく差し込みや焼き付きなどを抑制して、鋳物の鋳肌を向上することができるものである。また糖類の分解により発生するガスは、炭酸ガスや水が殆どであって、有害なガスや悪臭を有するガスを発生するようなことはなく、鋳造の作業環境を汚染するようなことがなくなるものである。 According to the present invention, the saccharide contained as a binder component in the binder layer of the binder-coated sand is decomposed by the heat of the molten metal at the time of casting to generate a large amount of gas. By forming a barrier between the surface of the mold and the molten metal, it is possible to prevent the hot molten metal from coming into direct contact with the mold surface, and the carbonaceous material contained in the caking layer wets the mold and the molten metal. It is possible to improve the casting surface of the casting by suppressing insertion and seizure without requiring a coating agent. In addition, the gas generated by the decomposition of saccharides is mostly carbon dioxide gas and water, and does not generate harmful gases or odorous gases, and does not contaminate the working environment of casting. It is.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明に係る粘結剤コーテッドサンドは、耐火骨材の表面に粘結層を被覆して形成されるものである。この耐火骨材としては、特に限定されるものではないが、硅砂、山砂、アルミナ砂、オリビン砂、クロマイト砂、ジルコン砂、ムライト砂、再生砂、その他、人工砂などを例示することができるものであり、これらを１種単独で用いる他、複数種を混合して用いることもできる。 The binder coated sand according to the present invention is formed by covering the surface of a refractory aggregate with a binder layer. The refractory aggregate is not particularly limited, and examples thereof include dredged sand, mountain sand, alumina sand, olivine sand, chromite sand, zircon sand, mullite sand, reclaimed sand, and other artificial sand. These can be used alone or in combination of a plurality of types.
また本発明では粘結層の粘結成分として、糖類を用いるものである。糖類としては、単糖類、少糖類、多糖類を用いることができ、各種の単糖類、少糖類、多糖類のなかから、１種を選んで単独で用いる他、複数種を選んで併用することもできる。 In the present invention, saccharides are used as the caking component of the caking layer. As saccharides, monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides can be used. From various monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides, one type can be selected and used alone, or multiple types can be selected and used in combination. You can also.
上記の単糖類としては、特に限定されるものではないが、グルコース（ブドウ糖）、フルクトース（果糖）、ガラクトースなどを挙げることができる。 Although it does not specifically limit as said monosaccharide, Glucose (glucose), fructose (fructose), galactose, etc. can be mentioned.
また少糖類としては、マルトース（麦芽糖）、スクロース（ショ糖）、ラクトース（乳糖）、セロビオースなどの二糖類を挙げることができる。 Examples of oligosaccharides include disaccharides such as maltose (malt sugar), sucrose (sucrose), lactose (lactose), and cellobiose.
さらに多糖類としては、でんぷん糖、デキストリン、ザンサンガム、カードラン、プルラン、シクロアミロース、キチン、キトサン、セルロース、でんぷんなどがあり、これらのうち一種を選択して、あるいは複数種を併用して、用いることができる。またでんぷんとしては、未加工でんぷん及び加工でんぷんが挙げられる。具体的には馬鈴薯でんぷん、コーンスターチ、ハイアミロース、甘藷でんぷん、タピオカでんぷん、サゴでんぷん、米でんぷん、アマランサスでんぷんなどの未加工でんぷん、及びこれらの加工でんぷん（焙焼デキストリン、酵素変性デキストリン、酸処理でんぷん、酸化でんぷん）、ジアルデヒド化でんぷん、エーテル化でんぷん（カルボキシメチルでんぷん、ヒドロキシアルキルでんぷん、カチオンでんぷん、メチロール化でんぷんなど）、エステル化でんぷん（酢酸でんぷん、リン酸でんぷん、コハク酸でんぷん、オクテニルコハク酸でんぷん、マレイン酸でんぷん、高級脂肪酸エステル化でんぷんなど）、架橋でんぷん、クラフト化でんぷん、及び湿熱処理でんぷんなどが挙げられる。これらのなかでも、焙焼デキストリン、シクロデキストリン、酵素変性デキストリン、酸処理でんぷん、酸化でんぷんのように低分子化されたもの、及び架橋でんぷんなどの粘度の低いでんぷんが好ましい。さらに糖類を含有する植物、例えば麦、米、馬鈴薯、トウモロコシ、タピオカ、甘藷、サゴ、アマランサス等の粉末などを用いることができる。また食用に供するために市販されている糖、例えば白粗、中粗、グラニュ糖、転化糖、上白糖、中白糖、三温糖などを用いることもできる。さらに、糖類とフェノール類とを反応させたフェノール変性糖類を用いることもできる。 Furthermore, as polysaccharides, there are starch sugar, dextrin, xanthan gum, curdlan, pullulan, cycloamylose, chitin, chitosan, cellulose, starch, etc., one of these is selected, or a plurality of types are used in combination. be able to. Examples of starch include raw starch and processed starch. Specifically, raw starch such as potato starch, corn starch, high amylose, sweet potato starch, tapioca starch, sago starch, rice starch, amaranth starch, and these modified starches (roasted dextrin, enzyme-modified dextrin, acid-treated starch, Oxidized starch), dialdehyde starch, etherified starch (carboxymethyl starch, hydroxyalkyl starch, cationic starch, methylolated starch, etc.), esterified starch (acetic acid starch, phosphate starch, succinate starch, octenyl succinate starch, Acid starch, higher fatty acid esterified starch, etc.), cross-linked starch, kraft starch, and wet heat-treated starch. Among these, low-viscosity starches such as roasted dextrin, cyclodextrin, enzyme-modified dextrin, acid-treated starch, oxidized starch, and crosslinked starch are preferred. Furthermore, saccharide-containing plants such as wheat, rice, potato, corn, tapioca, sweet potato, sago, amaranth and the like can be used. In addition, sugars that are commercially available for food use, such as white crude, medium crude, granulated sugar, invert sugar, super white sugar, medium white sugar, tri-warm sugar, and the like can also be used. Furthermore, phenol-modified saccharides obtained by reacting saccharides with phenols can also be used.
また粘結層には、糖類、特に多糖類の硬化剤として、カルボン酸を含有するようにしてもよい。カルボン酸としては、特に限定されるものではないが、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、ブタンテトラジカルボン酸、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体などの多価カルボン酸を挙げることができる。粘結層中のカルボン酸の含有量は、糖類に対するカルボン酸の配合量が、糖類１００質量部に対してカルボン酸０．１〜１０質量部となる範囲が好ましい。カルボン酸は予め水に溶解させた状態で糖類と混合するのが、硬化剤としての効果を高く発揮するので好ましい。 The caking layer may contain carboxylic acid as a curing agent for saccharides, particularly polysaccharides. The carboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include polyvalent carboxylic acids such as oxalic acid, maleic acid, succinic acid, citric acid, butanetetradicarboxylic acid, and methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer. it can. The content of the carboxylic acid in the caking layer is preferably in a range where the blending amount of the carboxylic acid with respect to the saccharide is 0.1 to 10 parts by mass of the carboxylic acid with respect to 100 parts by mass of the saccharide. Carboxylic acid is preferably mixed with saccharide in a state of being dissolved in water in advance because the effect as a curing agent is exhibited highly.
粘結層に含有される粘結成分としては、上記の糖類の他に、糖類と併用して他の粘結成分を用いることも可能である。糖類と併用することができる粘結成分としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂などを挙げることができる。これらは、粘結成分として糖類を使用することによって得られる効果を損なわない範囲で併用することができるものであり、糖類１００質量部に対して６０質量部以下の量で使用することが好ましい。 As the caking component contained in the caking layer, in addition to the above saccharides, other caking components can be used in combination with saccharides. Examples of the caking component that can be used in combination with the saccharide include thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, and furan resins, water-soluble inorganic compounds, and water-soluble thermoplastic resins. These can be used in combination as long as the effects obtained by using saccharides as a caking component are not impaired, and are preferably used in an amount of 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of saccharides.
また、本発明では粘結層に上記の粘結成分の他に、炭素質材料を含有させるものである。この炭素質材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛、メソフェースカーボン、石油ピッチコークス、石炭ピッチコークス、カーボンブラック、樹脂炭、無煙炭、プリカーサー、薄片化黒鉛、木炭、有機物を炭化させたものなどを挙げることができる。また炭素質材料として炭素の化合物である炭化ケイ素などを用いることもできる。これらのうち一種を単独で用いる他、二種以上を併用することもできるが、非極性の炭素質材料が好ましい。炭素質材料は均一な混合性などの面から、粒径が２００μｍ以下の粉末として用いるのが望ましい。 In the present invention, the caking layer contains a carbonaceous material in addition to the caking component. This carbonaceous material is carbonized natural graphite, artificial graphite, quiche graphite, mesophase carbon, petroleum pitch coke, coal pitch coke, carbon black, resin charcoal, anthracite, precursor, exfoliated graphite, charcoal, and organic matter. And so on. Moreover, silicon carbide which is a compound of carbon can also be used as the carbonaceous material. Of these, one can be used alone, or two or more can be used in combination, but nonpolar carbonaceous materials are preferred. The carbonaceous material is desirably used as a powder having a particle size of 200 μm or less from the viewpoint of uniform mixing properties.
また炭素質材料は、ＪＩＳ Ｋ ６９１０に準拠して測定した固定炭素量が５０〜９８質量％の範囲のものが好ましい。固定炭素量が９８質量％を超えるものであると、造形した鋳型に溶湯を注湯する際に、炭素質材料からのガスの発生量が少ないために好ましくない。逆に固定炭素量が５０質量％未満のものであると、炭素質材料の添加量が多いときには鋳型に溶湯を注湯する際にガスの発生量が多くなり過ぎ、鋳造される鋳物の内部にまでガスが入り込むガス欠陥が発生するおそれがあって、好ましくない。 Further, the carbonaceous material preferably has a fixed carbon amount measured in accordance with JIS K 6910 in the range of 50 to 98% by mass. If the amount of fixed carbon exceeds 98% by mass, the amount of gas generated from the carbonaceous material is small when pouring molten metal into the molded mold, which is not preferable. On the other hand, if the amount of fixed carbon is less than 50% by mass, when the amount of carbonaceous material added is large, the amount of gas generated becomes too large when pouring the molten metal into the mold, and the casting is cast inside. There is a possibility that a gas defect into which the gas enters will occur, which is not preferable.
この炭素質材料の他に、あるいは炭素質材料に替えて、ジルコンや酸化アルミニウムのような溶湯との濡れ性を悪くする材料を粘結層に含有させるようにしてもよい。 In addition to the carbonaceous material, or in place of the carbonaceous material, a material that deteriorates wettability with molten metal such as zircon or aluminum oxide may be included in the caking layer.
粘結層にはさらに、粘結剤コーテッドサンドの流動性を良くするために、滑剤を含有させるようにしてもよい。滑剤としては、パラフィンワックスやカルナバワックス等の脂肪族炭化水素系滑剤、高級脂肪族系アルコール、エチレンビスステアリン酸アマイドやステアリン酸アマイド等の脂肪族アマイド系滑剤、金属石けん系滑剤、脂肪酸エステル系滑剤、複合滑剤などを用いることができるが、なかでも金属石けん系滑剤が好ましい。金属石けん系滑剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどや、これらを複数種組み合わせたものを用いることができる。 The binder layer may further contain a lubricant in order to improve the fluidity of the binder-coated sand. Examples of lubricants include aliphatic hydrocarbon lubricants such as paraffin wax and carnauba wax, higher aliphatic alcohols, aliphatic amide lubricants such as ethylenebisstearic acid amide and stearic acid amide, metal soap lubricants, fatty acid ester lubricants. A composite lubricant or the like can be used, and among them, a metal soap-based lubricant is preferable. As the metal soap-based lubricant, calcium stearate, barium stearate, zinc stearate, aluminum stearate, magnesium stearate, or a combination of these can be used.
そして、糖類や炭素質材料、あるいはさらに必要に応じて滑剤など他の材料を耐火骨材に配合して混合することによって、糖類と炭素質材料を含有する被覆層を耐火骨材の表面に被覆した粘結剤コーテッドサンドを得ることができるものである。 Then, the surface of the refractory aggregate is coated with a coating layer containing saccharide and carbonaceous material by mixing and mixing saccharides and carbonaceous materials, or other materials such as lubricants, if necessary, into the refractory aggregate. It is possible to obtain a binder-coated sand.
ここで、耐火骨材に糖類と炭素質材料を同時に加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する被覆層を形成することができる。このように耐火骨材に糖類を配合する際に同時に炭素質材料を配合して混合するようにすれば、糖類と炭素質材料が均一に分散された粘結層を耐火骨材の表面に被覆することができるものである。 Here, by simultaneously adding and mixing the saccharide and the carbonaceous material to the refractory aggregate, a coating layer containing the saccharide and the carbonaceous material can be formed on the surface of the refractory aggregate. In this way, when a saccharide is added to a refractory aggregate, a carbonaceous material is mixed and mixed at the same time, so that a caking layer in which the saccharide and the carbonaceous material are uniformly dispersed is coated on the surface of the refractory aggregate Is something that can be done.
あるいは、耐火骨材に糖類と炭素質材料とを予め混合したものを加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層を形成することができる。この方法によれは、炭素質材料を糖類と予め混合した状態で耐火骨材に加えることができるため、炭素質材料の粉じんが飛散することを抑制しつつ耐火骨材と混合することができるものである。しかも糖類と炭素質材料が均一に分散された粘結層を耐火骨材の表面に被覆形成することができるものである。 Or the caking layer containing saccharides and a carbonaceous material can be formed in the surface of a refractory aggregate by adding and mixing what mixed saccharides and a carbonaceous material beforehand to a refractory aggregate. According to this method, since the carbonaceous material can be added to the refractory aggregate in a state of being premixed with the saccharide, the carbonaceous material can be mixed with the refractory aggregate while suppressing the dust of the carbonaceous material from scattering. It is. In addition, a caking layer in which saccharides and a carbonaceous material are uniformly dispersed can be coated on the surface of the refractory aggregate.
あるいは、耐火骨材に炭素質材料を加えて混合した後、これに糖類を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層を形成することができる。この方法では、炭素質材料を糖類よりも先に耐火骨材と混合しているため、炭素質材料を混合する時間を長くすることができ、分散させ難い炭素材料をより均一に分散させた粘結層を形成することができるものである。 Alternatively, a carbonaceous material is added to and mixed with the refractory aggregate, and then a saccharide and a carbonaceous material are formed on the surface of the refractory aggregate by adding and mixing the saccharide. . In this method, since the carbonaceous material is mixed with the refractory aggregate prior to the saccharide, the time for mixing the carbonaceous material can be increased, and the viscosity of the carbon material that is difficult to disperse is more uniformly dispersed. A binder can be formed.
あるいは、耐火骨材に糖類を加えて混合した後、これに炭素質材料を加えて混合することによって、耐火骨材の表面に糖類と炭素質材料を含有する粘結層を形成することができる。この方法で粘結層を形成するようにすれば、炭素質材料を粘結層の外周側に偏在させることができるものであり、炭素質材料による鋳型と溶湯との濡れの悪さを高める効果をより高く得ることができるものである。 Or after adding saccharides to a refractory aggregate and mixing, a caking layer containing saccharides and a carbonaceous material can be formed on the surface of the refractory aggregate by adding and mixing a carbonaceous material thereto. . If the caking layer is formed by this method, the carbonaceous material can be unevenly distributed on the outer peripheral side of the caking layer, and the effect of increasing the poor wetting between the mold and the molten metal by the carbonaceous material can be achieved. It can be obtained higher.
糖類と炭素質材料を耐火骨材の表面に被覆して粘着層を形成する方法としては、ホットコート法、コールドコート法、セミホットコート法、粉末溶剤法などがある。 Examples of a method for forming an adhesive layer by coating saccharides and a carbonaceous material on the surface of a refractory aggregate include a hot coat method, a cold coat method, a semi-hot coat method, and a powder solvent method.
ホットコート法は、１１０〜１８０℃に加熱した耐火骨材に、水などの溶剤に糖類を溶解乃至分散させて液状にし、これと炭素質材料粉末とを耐火骨材に添加して混合し、溶剤を揮散させることによって、糖類と炭素質材料を含有する粘結層を被覆した粘結剤コーテッドサンドを得る方法である。 In the hot coat method, saccharides are dissolved or dispersed in a solvent such as water to a refractory aggregate heated to 110 to 180 ° C. to form a liquid, and this and a carbonaceous material powder are added to the refractory aggregate and mixed, This is a method of obtaining a binder-coated sand coated with a binder layer containing a saccharide and a carbonaceous material by evaporating a solvent.
コールドコート法は、糖類を水などの溶剤に分散乃至溶解して液状にし、これと炭素質材料を耐火骨材に添加して混合し、溶剤を揮発させることによって、糖類と炭素質材料を含有する粘結層を被覆した粘結剤コーテッドサンドを得る方法である。 In the cold coating method, saccharides are dispersed or dissolved in a solvent such as water to form a liquid, and this and the carbonaceous material are added to the refractory aggregate, mixed, and the solvent is volatilized to contain the saccharide and the carbonaceous material. This is a method for obtaining a binder coated sand coated with a binder layer.
セミホットコート法は、水などの溶剤に分散乃至溶解した糖類と分散混合した炭素質材料を、５０〜９０℃に加熱した耐火骨材の粒子に添加して混合し、溶剤を揮発させることによって、糖類と炭素質材料を含有する粘結層を被覆した粘結剤コーテッドサンドを得る方法である。 In the semi-hot coating method, a carbonaceous material dispersed and mixed with a saccharide dispersed or dissolved in a solvent such as water is added to and mixed with refractory aggregate particles heated to 50 to 90 ° C., and the solvent is volatilized. This is a method for obtaining a binder coated sand coated with a binder layer containing a saccharide and a carbonaceous material.
粉末溶剤法は、固形の糖類を粉砕し、この粉砕物と炭素質材料を耐火骨材に添加してさらに水やメタノールなどの溶剤を添加し、これを混合して溶剤を揮発させることによって、糖類と炭素質材料を含有する粘結層を被覆した粘結剤コーテッドサンドを得る方法である。 In the powder solvent method, solid saccharides are pulverized, this pulverized product and a carbonaceous material are added to a refractory aggregate, a solvent such as water or methanol is further added, and this is mixed to volatilize the solvent. This is a method for obtaining a binder coated sand coated with a binder layer containing a saccharide and a carbonaceous material.
以上のいずれの方法においても、耐火骨材の表面を常温（３０℃）で固形の粘結層で被覆して、粒状でさらさらした粘結剤コーテッドサンドを得ることができるが、作業性などの点においてホットコート法が好ましい。 In any of the above methods, the surface of the refractory aggregate can be coated with a solid caking layer at room temperature (30 ° C.) to obtain a granular free-flowing binder coated sand. In this respect, the hot coating method is preferable.
上記のように調製した粘結剤コーテッドサンドを用いて鋳型を製造するにあたっては、成形型内に粘結剤コーテッドサンドを充填し、次にこの成形型内に水蒸気を供給して、水蒸気で粘結剤コーテッドサンドを加熱することによって行なうことができる。 In manufacturing a mold using the binder-coated sand prepared as described above, the mold is filled with the binder-coated sand, and then steam is supplied into the mold, so that the This can be done by heating the binder coated sand.
すなわち、粘結剤コーテッドサンドを充填した成形型内に水蒸気を供給して通過させると、まず水蒸気が粘結剤コーテッドサンドに接触することで熱を奪われて凝縮水が生成され、粘結剤コーテッドサンドの粘結層の糖類に凝縮水が作用する。そして固形状態にある粘結層の糖類に凝縮水が作用すると、糖類はこの凝縮水を吸収して膨潤あるいは溶解して糊化し、粘着性が生じる。このように粘結層に粘着性が生じることによって、成形型内に充填された粘結剤コーテッドサンドの耐火骨材はこの粘結層の粘着性で結合される。次いで、引き続いて成形型内に供給して通過される水蒸気の凝縮潜熱及び顕熱で粘結剤コーテッドサンドが加熱され、粘結層に作用した水分が蒸発して乾燥するものであり、糖類を含有する粘結層を乾燥固化させることができ、耐火骨材をこの固化した粘結層によって結合させて、鋳型を成形することができるものである。 That is, when water vapor is supplied and passed through a mold filled with a binder coated sand, heat is first taken away by contact of the water vapor with the binder coated sand to generate condensed water, and the binder is produced. Condensed water acts on the sugar in the caking layer of the coated sand. When condensed water acts on the saccharide of the caking layer in the solid state, the saccharide absorbs this condensed water, swells or dissolves, and gelatinizes, thereby producing adhesiveness. Thus, the adhesive layer is bonded to the refractory aggregate of the binder-coated sand filled in the mold by the adhesiveness of the bonded layer. Subsequently, the binder coated sand is heated by the latent heat of condensation and sensible heat of water vapor that is supplied and passed through the mold, and the moisture acting on the binder layer evaporates and dries. The contained caking layer can be dried and solidified, and the refractory aggregate can be bonded by the solidified caking layer to mold the mold.
図１は水蒸気による加熱で鋳型を製造する方法の一例を示すものであり、図１（ａ）のように成形型１は内部にキャビティ６を設けると共に上面にこのキャビティ６に連通する注入口３を設けることによって形成されるものである。この成形型１は一対の型１ａ，１ｂからなるものであり、型１ａ，１ｂのうち少なくとも一方の対向面にエアーベント７を形成するための溝が設けてある。エアーベント７は、粘結剤コーテッドサンド２は通過させないが水蒸気などの気体は容易に通過する寸法に形成されるものである。そして一対の型１ａ，１ｂを合致させるように型締めすることによって、成形型１を形成することができるものである。
FIG. 1 shows an example of a method for producing a mold by heating with water vapor. As shown in FIG. 1 (a), the
粘結剤コーテッドサンド２はサンド供給ヘッド９に供給されており、サンド供給ヘッド９のノズル１０を成形型１の注入口３に図１（ｂ）のように接続し、サンド供給ヘッド９に連結したエアー配管１１から高圧エアーをサンド供給ヘッド９に供給することによって、このエアー圧で粘結剤コーテッドサンド２をノズル１０から注入口３を通して成形型１のキャビティ６内に注入することができるものである。粘結剤コーテッドサンド２と共にキャビティ６内に吹き込まれるエアーはエアーベント７から排出されるものであり、キャビティ６内に粘結剤コーテッドサンド２を充填することができるものである。
The binder coated
次に、図１（ｃ）のように水蒸気供給ヘッド１７のノズル１８を注入口３に接続する。水蒸気供給ヘッド１７には蒸気ホース１９が連結してあって、蒸気ホース１９から水蒸気供給ヘッド１７に水蒸気が供給されており、ノズル１８から注入口３を通して水蒸気を成形型１のキャビティ６内に吹き込むことができるものである。成形型１内に吹き込まれた水蒸気は、キャビティ６内の粘結剤コーテッドサンド２を通過した後、エアーベント７から排気される。図１（ｃ）の例では、水蒸気を注入口３から成形型１内に吹き込むようにしたが、エアーベント７などから吸引を行なうことによって、水蒸気が注入口３から吸い込まれて成形型１内を通過するようにしてもよい。また水蒸気の吹き込みと吸引を併用するようにしてもよい。
Next, the
上記のように粘結剤コーテッドサンド２を充填した成形型１内に水蒸気を供給して通過させ、粘結剤コーテッドサンド２の粘結層の粘着成分である糖類を水蒸気の凝縮水で糊化して、粘結層で耐火骨材を粘着結合させた後、引き続いて成形型１内に供給される水蒸気の凝縮潜熱と顕熱で粘結剤コーテッドサンド２が加熱される。水蒸気は高い潜熱と顕熱を有するので、水蒸気が凝縮する際に伝熱されるこの潜熱と顕熱で粘結剤コーテッドサンド２の粘結層の水分が蒸発して乾燥し、耐火骨材をこの乾燥して固化した粘結層によって結合させて、鋳型を成形することができるものである。成形型１に水蒸気を供給して鋳型を成形するのに要する時間は、水蒸気の温度や吹き込み流量、粘結剤コーテッドサンド２の充填量などで変動するが、通常、３〜５０秒程度の短時間である。
Water vapor is supplied and passed through the
ここで、成形型１に吹き込む水蒸気としては飽和水蒸気をそのまま用いることができるが、本発明では過熱水蒸気を用いるのが好ましい。過熱水蒸気は、飽和水蒸気をさらに加熱して、沸点以上の温度とした完全気体状態の水蒸気であり、１００℃以上の乾き蒸気である。飽和水蒸気を加熱して得られる過熱水蒸気は、圧力を上げないで定圧膨張させたものであってもよく、あるいは膨張させないで圧力を上げた加圧水蒸気であってもよい。成形型１内に吹き込む過熱水蒸気の温度は特に限定されるものではなく、過熱水蒸気は９００℃程度にまで温度を高めることができるので、１００〜９００℃の間で必要に応じた温度に設定すればよい。
Here, saturated water vapor can be used as it is as the water vapor blown into the
また、上記のように粘結剤コーテッド耐火物２を充填した成形型１内に水蒸気を通して鋳型を製造するにあたって、成形型１内に生成される凝縮水は、後から吹き込まれる水蒸気によって加熱されて気化され、エアーベント７から排出されるが、成形型１のキャビティ６の形状などによっては、凝縮水の気化が十分にされずに、凝縮水の一部が成形型１内に残留することがある。このように成形型１内に凝縮水が残留していると、成形型１から脱型した鋳型内にこの残留凝縮水が水分として浸透した状態で含有されることになる。そして鋳型に水分が含有されていると、この鋳型を用いて鋳造を行なう際に、高温の溶湯を鋳型に注湯すると、鋳型に含まれる水分が溶湯の高温で加熱されて急速に気化し、鋳型が爆裂するなどの極めて危険な事故が起こるおそれがある。このため、成形型１から鋳型を取り出した後、乾燥炉などに入れて、鋳型内の水分を除去しなければならず、乾燥工程が増えることになるものであった。
Moreover, when manufacturing a casting_mold | template through a water vapor | steam in the shaping | molding die 1 filled with the binder coated refractory 2 as mentioned above, the condensed water produced | generated in the shaping | molding die 1 is heated by the water vapor | steam blown later. Although it is vaporized and discharged from the
そこでこの場合には、上記のように粘結剤コーテッド耐火物２を充填した成形型１内に水蒸気を通して、粘結剤コーテッド耐火物２を加熱して鋳型を成形した後、水蒸気の供給を停止し、この水蒸気の替りに乾燥気体を成形型１内に通すようにするのがよい。乾燥気体は成形型１内に注入口３から供給されるものであり、このように成形型１内に供給された乾燥空気は成形型１内で成形された鋳型の粘結剤コーテッド耐火物２の粒子間を通過し、エアーベント７から排出される。従って成形型１内で成形された鋳型内に残留凝縮水が水分として残っているときには、この水分は乾燥気体中に気化し、乾燥気体と共にエアーベント７から排出されるものであり、鋳型を乾燥させることができるものである。
Therefore, in this case, after supplying steam to the
このため、内部を乾燥させた状態で鋳型を成形型１から取り出すことができるものであり、乾燥炉などで鋳型を乾燥するという乾燥工程を特別に設けるような必要がなくなるものである。
For this reason, the mold can be taken out from the
ここで乾燥気体とは、気体中の水分含有率が成形型１に供給される蒸気の水分含有率より低い乾いた気体という意味であり、乾燥処理をした気体という意味ではなく、水分含有率が低ければ乾燥処理を行なうような必要はない。乾燥気体の水分含有量は特に限定されるものではないが、気体１ｍ３当りの水分含有量は２００ｇ／ｍ３以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｇ／ｍ３以下であり、特に好ましくは５０ｇ／ｍ３以下である。このような水分含有量が低い乾燥気体を成形型１に供給することによって、鋳型の乾燥を効率良く行なうことができるものである。また乾燥気体は加熱して使用する必要はない。乾燥気体を加熱して使用すると、加熱するための設備やエネルギーコストが必要となるので好ましくないものであり、このため本発明では、乾燥気体を加熱も冷却もしないそのままの温度で、すなわち上記した鋳型を製造する工程の雰囲気温度、例えば鋳型の製造設備を設置した工場内の雰囲気温度のまま、乾燥気体を使用するようにしている。この雰囲気温度は、季節や時刻などによって異なるが、通常、０℃から５０℃程度の範囲である。
Here, the dry gas means a dry gas whose moisture content in the gas is lower than the moisture content of the steam supplied to the
また、乾燥気体の種類は、特に限定されるものではなく、空気や、窒素等の不活性気体などを用いることができる。なかでも、大気中の空気はコストを要することなくそのまま用いることができるので、好ましい。 Moreover, the kind of dry gas is not specifically limited, Air, inert gas, such as nitrogen, etc. can be used. Among them, air in the atmosphere is preferable because it can be used as it is without cost.
上記のように成形型１への水蒸気の供給を停止した後、成形型１内に乾燥気体を通して鋳型の乾燥を行なうにあたって、成形型１内に乾燥気体を通す時間は、鋳型の大きさや乾燥気体の供給量などに応じて変動するものであって特に限定されるものではないが、通常、１０〜９０秒程度である。乾燥気体を通す時間が１０秒未満であると、成形型１内の鋳型の乾燥が不十分になるおそれがある。逆に乾燥気体を通す時間が９０秒を超える場合、乾燥品質が過剰になるばかりでなく、成形型１への粘結剤コーテッド耐火物２の充填から、鋳型を脱型するまでの成形サイクルが長くなり、生産性に問題が生じるおそれがある。
After the supply of water vapor to the
成形型１への水蒸気の供給を停止した後に、成形型１内に乾燥気体を通すにあたっては、図２に示すように、給気ヘッド２１のノズル２４を注入口３に接続し、給気ホース２３を通して供給される乾燥気体を注入口３から成形型１内に供給することによって行なうことができる。このとき、乾燥気体として大気中の空気を用いる場合、コンプレッサーや給気ファンなどの送風機器が給気ホース２３に接続してあり、鋳型製造工程の雰囲気の空気をそのまま送風機器から給気ホース２３を通して成形型１に吹き込むことができる。
When passing dry gas through the
図２の実施の形態では、成形型１内に乾燥気体を通して乾燥を行なうにあたって、注入口３から成形型１内に乾燥気体を吹き込むようにしたが、エアーベント７などから吸引を行なうことによって、乾燥気体が注入口３から成形型１内に吸い込まれ、成形型１内を通過した後にエアーベント７などから排出されるようにしてもよい。
In the embodiment of FIG. 2, when drying gas is passed through the
上記のように粘結剤コーテッドサンドの粘結層を水蒸気で加熱して鋳型を製造するにあたって、粘結層に粘結成分として含有されている糖類は、加熱されて固化するときに有害なガスを発生するようなことはないものであり、環境を汚染するようなことなく鋳型を製造することができるものである。 When producing a mold by heating the caking layer of the caking agent coated sand with water vapor as described above, the saccharide contained as the caking component in the caking layer is a harmful gas when heated and solidified. In other words, the mold can be manufactured without polluting the environment.
そして上記のようにして成形した鋳型に高温の溶湯を注湯することによって、鋳物を鋳造することができるものである。ここで、溶湯は一般に６００〜１７００℃程度の高温を有するので、鋳型に溶湯を注湯すると、鋳型にはこの高温が作用し、粘結剤コーテッドサンドの耐火骨材に被覆された粘結層の糖類が熱分解される。糖類は主として炭素、酸素、水素からなるので、糖類が熱分解されると二酸化炭素と水（水蒸気）が分解ガスとして発生する。従って、鋳物を鋳造する際に鋳型から有害なガスや悪臭を有するガスが発生するようなことはなく、鋳造の作業環境を汚染するようなことがなくなるものである。 A casting can be cast by pouring a high-temperature molten metal into the mold molded as described above. Here, since the molten metal generally has a high temperature of about 600 to 1700 ° C., when the molten metal is poured into the mold, the high temperature acts on the mold, and the bonded layer is coated with the refractory aggregate of the binder coated sand. The saccharides are thermally decomposed. Since saccharides are mainly composed of carbon, oxygen, and hydrogen, carbon dioxide and water (water vapor) are generated as decomposition gases when the saccharide is thermally decomposed. Therefore, when casting a casting, no harmful gas or odorous gas is generated from the mold, and the casting work environment is not contaminated.
また、糖類は加熱分解されると、一部が炭（カーボン）として残るだけであり、多くがガスとして放出される。従って、高温の溶湯を鋳型に注湯する際に糖類が分解されることによって多量のガスが鋳型の表面に放出される。また粘結層に含有される炭素質材料も一部に分解が生じてガスが発生する。鋳型に溶湯を注湯する際にこのように多量のガスが発生することによって、このガスが鋳型の表面と溶湯との間にエアーカーテンのようなガスバリアを形成し、鋳型の表面に高温の溶湯が直接接触することを抑制することができるものである。 In addition, when the saccharide is decomposed by heating, only a part of it remains as charcoal (carbon), and most of it is released as gas. Therefore, a large amount of gas is released to the surface of the mold by decomposing saccharides when pouring a high temperature molten metal into the mold. Further, the carbonaceous material contained in the caking layer is partially decomposed to generate gas. When a molten metal is poured into the mold, a large amount of gas is generated in this way, and this gas forms a gas barrier like an air curtain between the mold surface and the molten metal. Can be prevented from contacting directly.
従って、このガスバリアによって鋳型を溶湯の高温から保護することができ、溶湯と鋳型との界面において溶湯の差し込みや焼き付きが生じることを防ぐことができ、鋳物の肌が荒れたり鋳物の表面に砂かみ不良が生じたりすることを防止することができるものである。さらに鋳物の表面に鋳型の表面がそのまま転写されることを防いで、鋳物の鋳肌を向上させることができるものである。 Therefore, the gas barrier can protect the mold from the high temperature of the molten metal, prevent the molten metal from being inserted or seized at the interface between the molten metal and the mold, and the casting surface can be roughened or the casting surface can be sanded. It is possible to prevent the occurrence of defects. Further, it is possible to improve the casting surface of the casting by preventing the mold surface from being transferred as it is onto the casting surface.
また粘結剤コーテッドサンドの粘結層に含有される炭素質材料は溶湯との濡れ性が悪い。従って粘結層のこの炭素質材料によっても、鋳型を溶湯から保護することができるものであり、溶湯の差し込みや焼き付きを防ぐ効果を高く得ることができるものである。また一般に、砂などの耐火骨材と溶湯（溶融鉄）との濡れは酸化鉄の存在で促進されることが知られているが、粘結剤コーテッドサンドの粘結層に含有される炭素質材料によって、鋳型中のガス雰囲気を還元性に保ち、酸化鉄の生成を防止して、溶湯との濡れの悪さを維持することができるものである。 Further, the carbonaceous material contained in the binder layer of the binder-coated sand has poor wettability with the molten metal. Therefore, this carbonaceous material of the caking layer can also protect the mold from the molten metal, and can highly enhance the effect of preventing the molten metal from being inserted or seized. In general, wetting of refractory aggregates such as sand and molten metal (molten iron) is known to be promoted by the presence of iron oxide, but the carbonaceous material contained in the binder layer of the binder coated sand. Depending on the material, the gas atmosphere in the mold can be kept reducible, the formation of iron oxide can be prevented, and the poor wetting with the molten metal can be maintained.
上記のようにして、塗型剤を用いるような必要なく、また塗型剤を用いても少ない使用量で、鋳型を溶湯の高温から保護することができるものであり、鋳物の鋳肌を向上させることができるものである。そして上記のようにガスバリアを形成して鋳型を溶湯の高温から有効に保護するためには、鋳型に１０００℃の温度が１２０秒間作用した際に発生するガスのトータル量が鋳型１ｃｍ３当り３５ｍＬ（ミリリットル）以上であることが望ましい。ガス発生量がこれより少ないと、ガスバリアの効果が不十分になって、鋳肌向上の効果が不十分になるおそれがある。しかし、逆にガスの発生量が多すぎる場合には、鋳物の内部にまでガスが入り込むガス欠陥が発生するおそれがあるので、鋳型に１０００℃の温度が１２０秒間作用した際に発生するガスのトータル量が鋳型１ｃｍ３当り５０ｍＬを超えないようにするのが好ましい。 As described above, it is possible to protect the mold from the high temperature of the molten metal with a small amount of use without the need to use a coating agent and improve the casting surface of the casting. It can be made to. In order to effectively protect the mold from the high temperature of the molten metal by forming a gas barrier as described above, the total amount of gas generated when a temperature of 1000 ° C. acts on the mold for 120 seconds is 35 mL per 1 cm 3 of mold ( (Milliliter) or more is desirable. If the amount of gas generated is less than this, the gas barrier effect is insufficient, and the effect of improving the casting surface may be insufficient. However, on the contrary, if the amount of gas generated is too large, there is a risk of gas defects that enter the casting as far as the inside of the casting, so the gas generated when a temperature of 1000 ° C. acts on the mold for 120 seconds. It is preferred that the total amount does not exceed 50 mL per cm 3 of mold.
既述のように、本発明において粘結成分として用いる糖類は、熱分解される際に多量のガスを生成するため、鋳造時に鋳型から上記のような多量のガスを発生させることが容易であるが、ガスの発生量を上記の範囲に調整するため、耐火骨材に被覆する粘結層の糖類や炭素質材料の量や比率を調整して粘結剤コーテッドサンドを調製する必要がある。糖類や炭素質材料の種類に応じて多少の変化はあるが、耐火骨材１００質量部に対して、糖類が０．５〜５．０質量部、炭素質材料が０．１〜３．０質量部の範囲になるように、糖類や炭素質材料の量を調整して粘結層を形成するのが好ましい。 As described above, since the saccharide used as a caking component in the present invention generates a large amount of gas when pyrolyzed, it is easy to generate a large amount of gas as described above from the mold during casting. However, in order to adjust the amount of gas generated to the above range, it is necessary to prepare the binder-coated sand by adjusting the amount and ratio of the saccharide and the carbonaceous material of the binder layer coated on the refractory aggregate. Although there are some changes depending on the type of saccharide and carbonaceous material, 0.5 to 5.0 parts by mass of saccharide and 0.1 to 3.0 of carbonaceous material with respect to 100 parts by mass of refractory aggregate. The caking layer is preferably formed by adjusting the amount of saccharide or carbonaceous material so as to be in the range of part by mass.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
（粘結剤コーテッドサンド（１）の調製）
１４０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れ、これに糖類としてデキストリン（日澱化學（株）製「ＮＤ−Ｓ」）７５０ｇを水４５０ｇに溶解乃至分散させた水溶液と、炭素質材料として固定炭素量が９５質量％、平均粒径が１００μｍの天然黒鉛の粉末を１５０ｇ加え、約６０秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（１）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（１）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．５％であった。
(Preparation of binder coated sand (1))
An aqueous solution in which 750 g of dextrin (“ND-S” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd.) 750 g as a saccharide is dissolved or dispersed in 450 g of water and a carbonaceous material As a result, 150 g of natural graphite powder having a fixed carbon content of 95% by mass and an average particle size of 100 μm was added and kneaded for about 60 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder coated sand (1). This binder-coated sand (1) was a free-flowing granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.5%.
（粘結剤コーテッドサンド（２）の調製）
１４０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れ、これに糖類として酵素変性デキストリン（日澱化學（株）製「アミコールＮｏ６−Ｈ」）７５０ｇを水４５０ｇに溶解乃至分散させた水溶液と、炭素質材料として固定炭素量が７０質量％、平均粒径が５０μｍの石炭ピッチコークスの粉末１５０を加え、約６０秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（２）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（２）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．５％であった。
(Preparation of binder coated sand (2))
An aqueous solution in which 30 kg of flattery sand heated to 140 ° C. was placed in a whirl mixer, and 750 g of enzyme-modified dextrin (“Amicol No6-H” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd.) as a saccharide was dissolved or dispersed in 450 g of water; As a carbonaceous material, coal pitch coke powder 150 having a fixed carbon content of 70% by mass and an average particle size of 50 μm was added and kneaded for about 60 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder-coated sand (2). The binder coated sand (2) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.5%.
（粘結剤コーテッドサンド（３）の調製）
１５０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れた。一方、糖類としてコーンスターチを７５０ｇ、炭素質材料として固定炭素量が８２質量％、平均粒径が３０μｍの天然黒鉛の粉末を１５０ｇ、水５００ｇに混合して溶解乃至分散させた水溶液を調製し、この水溶液をワールミキサーに投入して、約６０秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（３）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（３）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．５％であった。
(Preparation of binder coated sand (3))
30 kg of flattery sand heated to 150 ° C. was placed in a whirl mixer. On the other hand, 750 g of corn starch as a saccharide, 82 g% of fixed carbon as a carbonaceous material, 150 g of natural graphite powder having an average particle size of 30 μm, and an aqueous solution prepared by dissolving or dispersing in 500 g of water were prepared. The aqueous solution was put into a whirl mixer and kneaded for about 60 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder-coated sand (3). The binder coated sand (3) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.5%.
（粘結剤コーテッドサンド（４）の調製）
１４０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れ、これに炭素質材料として固定炭素量が８０質量％、平均粒径が３０μｍの石炭ピッチコークスの粉末を１５０ｇ加えて、約１５秒間混合し、次に糖類としてデキストリン（日澱化學（株）製「ＮＤ−Ｓ」）７５０ｇを水４５０ｇに溶解乃至分散させた水溶液を加えて、約６０秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（４）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（４）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．５％であった。
(Preparation of binder coated sand (4))
30 kg of flattery sand heated to 140 ° C. is placed in a whirl mixer, and 150 g of coal pitch coke powder with a fixed carbon content of 80% by mass and an average particle size of 30 μm is added as a carbonaceous material and mixed for about 15 seconds. Next, an aqueous solution in which 750 g of dextrin (“ND-S” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd.) as a saccharide was dissolved or dispersed in 450 g of water was added and kneaded for about 60 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder-coated sand (4). The binder coated sand (4) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.5%.
（粘結剤コーテッドサンド（５）の調製）
１４０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れ、これに糖類としてデキストリン（日澱化學（株）製「ＮＤ−Ｓ」）７５０ｇを水４５０ｇに溶解乃至分散させた水溶液を加えて、１５秒間混練し、次に炭素質材料として固定炭素量が８０質量％、平均粒径が３０μｍの石炭ピッチコークスの粉末を１８０ｇ加えて、約４５秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（５）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（５）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．６％であった。
(Preparation of binder coated sand (5))
30 kg of flattery sand heated to 140 ° C. was put in a whirl mixer, and an aqueous solution in which 750 g of dextrin (“ND-S” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd.) as a saccharide was dissolved or dispersed in 450 g of water was added thereto. Next, 180 g of coal pitch coke powder having a fixed carbon content of 80% by mass and an average particle size of 30 μm was added as a carbonaceous material and kneaded for about 45 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder coated sand (5). The binder coated sand (5) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.6%.
（粘結剤コーテッドサンド（６）の調製）
糖類としてデキストリン（日澱化學（株）製「ＮＤ−Ｓ」）を７５０ｇ、炭素質材料として固定炭素量が８０質量％、平均粒径が３０μｍの石炭ピッチコークスの粉末を１８０ｇ、それぞれ水１５００ｇに加えて、良く混合することによって分散乃至溶解させた。次にこの液をステンレスバットに払い出し、これを８０℃の乾燥器に入れて約１２時間を要して乾燥させた後、冷却し、粒径１００μｍ以下に粉砕した。
(Preparation of binder coated sand (6))
750 g of dextrin (“ND-S” manufactured by Nissho Kagaku Co., Ltd.) as the saccharide, 180 g of coal pitch coke powder with a fixed carbon content of 80% by mass and an average particle size of 30 μm as the carbonaceous material, each with 1500 g of water In addition, it was dispersed or dissolved by mixing well. Next, this liquid was discharged into a stainless steel vat, put in a drier at 80 ° C., dried for about 12 hours, cooled, and pulverized to a particle size of 100 μm or less.
１５０℃に加熱したフラタリーサンド３０ｋｇをワールミキサーに入れ、これに上記の粉砕した粉末９３０ｇを水６００ｇに加えて良く混合して分散乃至溶解した溶液を加え、約６０秒間混練した。崩壊した後、滑剤としてステアリン酸カルシウム１５ｇを添加して２０秒間混練し、さらにエアーレーションを行なうことによって、粘結剤コーテッドサンド（６）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（６）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０．６％であった。 30 kg of flattery sand heated to 150 ° C. was placed in a whirl mixer, and 930 g of the above pulverized powder was added to 600 g of water, mixed well and dispersed or dissolved, and kneaded for about 60 seconds. After disintegrating, 15 g of calcium stearate was added as a lubricant, kneaded for 20 seconds, and further aerated to obtain a binder-coated sand (6). This binder coated sand (6) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0.6%.
（粘結剤コーテッドサンド（７）の調製）
上記の（粘結剤コーテッドサンド（１）の調製）において、炭素質材料を加えないようにした他は、同じようにして、粘結剤コーテッドサンド（７）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（７）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０％であった。
(Preparation of binder coated sand (7))
In the same manner as described above (Preparation of binder-coated sand (1)), except that the carbonaceous material was not added, binder-coated sand (7) was obtained in the same manner. This binder coated sand (7) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0%.
（粘結剤コーテッドサンド（８）の調製）
上記の（粘結剤コーテッドサンド（２）の調製）において、炭素質材料を加えないようにした他は、同じようにして、粘結剤コーテッドサンド（８）を得た。この粘結剤コーテッドサンド（８）はさらさらとした粒状物であり、フラタリーサンドに対する糖類の質量比率は２．５％、炭素質材料の質量比率は０％であった。
(Preparation of binder coated sand (8))
A binder-coated sand (8) was obtained in the same manner except that the carbonaceous material was not added in the above (Preparation of binder-coated sand (2)). This binder coated sand (8) was a smooth granular material, and the mass ratio of saccharides to the flattery sand was 2.5%, and the mass ratio of the carbonaceous material was 0%.
上記の粘結剤コーテッドサンド（１）〜（８）について、糖類、炭素質材料の種類、耐火骨材に対する糖類や炭素質材料の質量比率をまとめて、表１に示す。 About said binder coated sand | sandwich (1)-(8), the kind of saccharide | sugar, carbonaceous material, and the mass ratio of saccharide | sugar and carbonaceous material with respect to a refractory aggregate are put together in Table 1, and are shown.
（実施例１〜６、比較例１〜２）
粘結剤コーテッドサンド（１）〜（８）を用いて鋳型を作製した。すなわち、キャビティの大きさが２０ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍに形成された成形型を１２０℃に予熱して用い、そしてまず、粘結剤コーテッドサンド（１）〜（８）を、ゲージ圧力０．１ＭＰａの空気圧で成形型内に吹き込んで充填した（図１（ｂ）参照）。
(Examples 1-6, Comparative Examples 1-2)
A mold was prepared using the binder coated sand (1) to (8). That is, a mold having a cavity size of 20 mm × 10 mm × 80 mm is preheated to 120 ° C., and first, binder-coated sand (1) to (8) is used with a gauge pressure of 0.1 MPa. The mold was blown and filled with air pressure (see FIG. 1B).
この後、成形型に水蒸気供給ヘッドを接続し、ボイラーで発生させたゲージ圧力０．３ＭＰａ、温度１４３℃の飽和水蒸気を過熱蒸気発生装置（野村技工（株）製「ＧＥ−１００」）で加熱して調製される、３５０℃、ゲージ圧力０．４５ＭＰａの過熱水蒸気を、６０ｋｇ／ｈの流量で供給し、成形型内に２５秒間吹き込んだ（図１（ｃ）参照）。 Thereafter, a steam supply head is connected to the mold, and saturated steam having a gauge pressure of 0.3 MPa and a temperature of 143 ° C. generated by a boiler is heated by a superheated steam generator (“GE-100” manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.). Then, superheated steam having a temperature of 350 ° C. and a gauge pressure of 0.45 MPa was supplied at a flow rate of 60 kg / h and blown into the mold for 25 seconds (see FIG. 1C).
このようにして、曲げ強さ試験用の２０ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの鋳型を造型し、脱型後の鋳型の臭気を鼻で嗅いで測定した。またこの試験用の鋳型について、曲げ強さをＪＩＳ Ｋ６９１０に準拠して測定した。 In this way, a 20 mm × 10 mm × 80 mm mold for bending strength test was formed, and the odor of the mold after demolding was measured by sniffing with a nose. Further, the bending strength of this test mold was measured according to JIS K6910.
またガス発生量を、橋本理化（株）製「鋳物砂ガス発生量試験機」（型式：手動読み取り式）を用いて、次のようにして測定した。すなわち、上記の曲げ試験用の鋳型から、幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの試験片を切り出し、この試験片をＪＡＣＴ試験法ＳＣ−１に準拠して１０００℃で加熱し、加熱開始後１０秒ごとに１２０秒後までガスの発生量を測定し、そのトータル量の最大値を次式のように試験片の体積で割って、ガス発生量とした。
ガス発生量（ｍＬ／ｃｍ３）＝
発生したガス量（ｍＬ）／試験片の体積（ｃｍ３）
これらの結果を表２に示す。
Further, the gas generation amount was measured as follows using a “casting sand gas generation amount tester” (model: manual reading type) manufactured by Hashimoto Rika Co., Ltd. That is, a test piece having a width of 10 mm, a height of 10 mm, and a length of 10 mm was cut out from the above-described bending test mold, and this test piece was heated at 1000 ° C. in accordance with JACT test method SC-1, and after heating was started. The amount of gas generated was measured every 10 seconds until 120 seconds later, and the maximum value of the total amount was divided by the volume of the test piece as in the following equation to obtain the amount of gas generated.
Gas generation amount (mL / cm 3 ) =
Generated gas volume (mL) / Volume of test piece (cm 3 )
These results are shown in Table 2.
表２にみられるように、実施例及び比較例のいずれも、粘結剤としてフェノール樹脂などの樹脂類を使用しないので、鋳型を製造する際に臭気は発生しないものであった。 As can be seen from Table 2, neither the examples nor the comparative examples used a resin such as a phenol resin as a binder, so that no odor was generated when the mold was produced.
（実施例７〜１２、比較例３〜４）
成形型１として、図３に示すように、上下割の型１ａ，１ｂからなるものを用いた。上の型１ａに下方へ開口する半球状凹面の凹所６ａを設けると共に上面と凹所６ａとに面して開口する注入口３を形成した。また下の型１ｂの上面に半球状突面のコア部６ｂを設け、コア部６ａの外側に上下に連通するエアーベント７を形成した。そして上下の型１ａ，１ｂを型締めすることによって、凹所６ａとコア部６ｂの間にキャビティ６が形成され、注入口３及びエアーベント７がこのキャビティ６に連通するようになっている。
(Examples 7-12, Comparative Examples 3-4)
As the
この図３の成形型を１２０℃に予熱して用い、そしてまず、粘結剤コーテッドサンド（１）〜（８）を、ゲージ圧力０．１ＭＰａの空気圧で成形型内に吹き込んで充填した（図１（ｂ）参照）。 The mold shown in FIG. 3 was preheated to 120 ° C. and used, and first, the binder-coated sand (1) to (8) was blown into the mold at an air pressure of a gauge pressure of 0.1 MPa (see FIG. 3). 1 (b)).
次に、成形型に水蒸気供給ヘッドを接続し、ボイラーで発生させたゲージ圧力０．３ＭＰａ、温度１４３℃の飽和水蒸気を過熱蒸気発生装置（野村技工（株）製「ＧＥ−１００」）で加熱して調製される、３５０℃、ゲージ圧力０．４５ＭＰａの過熱水蒸気を、６０ｋｇ／ｈの流量で供給し、成形型内に３０秒間吹き込んだ（図１（ｃ）参照）。 Next, a steam supply head is connected to the mold, and saturated steam having a gauge pressure of 0.3 MPa and a temperature of 143 ° C. generated by a boiler is heated with a superheated steam generator (“GE-100” manufactured by Nomura Engineering Co., Ltd.). Then, superheated steam having a temperature of 350 ° C. and a gauge pressure of 0.45 MPa was supplied at a flow rate of 60 kg / h and blown into the mold for 30 seconds (see FIG. 1C).
この後、成形型に給気ヘッドを接続し、成形型１を設備した室内の空気を乾燥気体として、２ｍ３／分の流量で２０秒間、成形型に吹き込んで供給した。成形型を設備した室内は、室温が２０℃であり、また相対湿度は６０％ＲＨであって、空気の含有水分量は９ｇ／ｍ３であった。 Thereafter, an air supply head was connected to the molding die, and the air in the room equipped with the molding die 1 was supplied as dry gas by blowing into the molding die at a flow rate of 2 m 3 / min for 20 seconds. The room equipped with the mold had a room temperature of 20 ° C., a relative humidity of 60% RH, and a moisture content of air of 9 g / m 3 .
そして成形型から脱型することによって、開口部の内径が１００ｍｍ、深さが１００ｍｍ、肉厚が２０ｍｍの容器形状の鋳型を取り出した。 By removing the mold from the mold, a container-shaped mold having an inner diameter of 100 mm, a depth of 100 mm, and a thickness of 20 mm was taken out.
この容器形状の鋳型を用いて鋳造し、鋳造物の鋳肌を観測した。すなわち、この容器形状の鋳型に１４００℃のダクタイル鋳鉄の溶湯を流し込んで冷却することによって鋳物を鋳造し、得られた鋳物を鋳型から取り出し、鋳物の表面を目視で観察することによって、差し込みや焼き付きを調べると共にこれらを含めて鋳肌の状態を評価した。鋳肌の状態が非常に良好ものを「◎」、良好なものを「○」、普通のものを「△」、悪いものを「×」と判定し、表３に示す。 Casting was performed using this container-shaped mold, and the casting surface of the casting was observed. That is, a cast is cast by pouring molten metal of 1400 ° C. ductile cast iron into this container-shaped mold and cooling, and the resulting cast is taken out of the mold and visually observed on the surface of the cast to insert and seize. And the condition of the cast skin was evaluated including these. Table 3 shows that the cast surface state is very good as “◎”, good as “◯”, normal as “Δ”, and bad as “×”.
表３にみられるように、粘結剤として糖類と炭素質材料を併用した実施例７〜１２のものは、差し込みや焼き付きがなく、鋳肌の状態が良好あるいは非常に良いものであった。一方、糖類に炭素質材料を併用しなかった比較例３〜４では差し込みや焼き付きがあり、良好な鋳肌を得ることができないものであった。 As can be seen from Table 3, Examples 7 to 12 in which saccharides and carbonaceous materials were used in combination as binders had no insertion or seizure, and the casting surface was good or very good. On the other hand, in Comparative Examples 3 to 4 in which no carbonaceous material was used in combination with saccharides, there was insertion and seizure, and a good casting surface could not be obtained.
１ 成形型
２ 粘結剤コーテッドサンド
1
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