JP6406207B2 - How to recycle foundry sand - Google Patents

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Description

本発明は、鋳物砂の再生方法に関する。   The present invention relates to a method for reclaiming foundry sand.

従来より、鋳造後の鋳型から鋳物砂を回収し、該鋳物砂に付着した粘結剤を除去する再生処理を行うことで鋳物砂を再生させる方法が知られている。特許文献1には、回収された鋳物砂を乾式研磨再生機により研磨する研磨工程を有する再生方法が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a method is known in which foundry sand is recovered from a cast mold, and the foundry sand is regenerated by performing a regeneration process for removing the binder adhering to the foundry sand. Patent Document 1 discloses a regeneration method having a polishing step of polishing the recovered foundry sand with a dry polishing regenerator.

特開2012−125785号公報JP 2012-125785 A

ところで、鋳物砂に用いる粘結剤としては、フェノール樹脂及びポリイソシアネート化合物などを主体とする有機バインダや水ガラスなどを主体とする無機バインダが用いられるが、例えば、鋳型のうち、高強度が求められるものは無機バインダを用いた鋳物砂で造型し、その他のものは有機バインダを用いた鋳物砂で造型し、それらを組み合わせて、砂型を造型することが検討されている。   By the way, as a binder used for foundry sand, an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound or an inorganic binder mainly composed of water glass is used. For example, among molds, high strength is required. For example, it is considered to mold a foundry sand using an inorganic binder, to mold a foundry sand using an organic binder, and to form a sand mold by combining them.

このような、有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型と無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型とを組み合わせた砂型(以下、単に「組み合わせ砂型」ということがある)を造型する際に、以前の鋳型をばらして回収した鋳物砂を再生させた再生砂が用いられることがある。このとき、無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型をばらして回収した鋳物砂を再生させた再生砂において、上記再生砂の表面に無機バインダが残留していると、上記再生砂を有機バインダと混練させた際に、無機バインダによって、有機バインダの硬化が促進されることがある。   Such a sand mold (hereinafter sometimes simply referred to as “combined sand mold”) is formed by combining a mold made of foundry sand using an organic binder and a mold made of foundry sand using an inorganic binder. In some cases, reclaimed sand obtained by reclaiming the foundry sand that has been recovered by separating the previous mold may be used. At this time, in the regenerated sand obtained by reclaiming the casting sand recovered by separating the casting mold formed from the foundry sand using the inorganic binder, if the inorganic binder remains on the surface of the reclaimed sand, the regenerated sand is When kneaded with the binder, the organic binder may be accelerated by the inorganic binder.

例えば、無機バインダとして、水ガラス(珪酸ナトリウム)を主体とする無機バインダを用い、有機バインダとして、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダを用いているとする。   For example, it is assumed that an inorganic binder mainly composed of water glass (sodium silicate) is used as the inorganic binder, and an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound is used as the organic binder.

一般に、有機バインダを用いた鋳物砂での造型においては、鋳物砂を成形型に充填させた後、トリエチルアミンなどのアミンガスを通気させることによって、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応が促進され、有機バインダが硬化する。   In general, in molding with a foundry sand using an organic binder, the urethane reaction between a phenol resin and a polyisocyanate compound is accelerated by aeration of an amine gas such as triethylamine after filling the molding sand with a molding die. The organic binder is cured.

ここで、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応は、アミンガスでなくとも、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネートの炭素を活性化させるものであれば促進されてしまう。上記イソシアネートの炭素を活性化させる物質として、水酸基が挙げられるところ、水ガラス中には、ナトリウムイオンが空気中の水分と反応することで発生した水酸基が存在している。すなわち、上記無機バインダが付着した再生砂には、水酸基が残留しているため、上記再生砂を上記有機バインダと混練させると、上記有機バインダの硬化が促進される。   Here, the urethanization reaction between the phenol resin and the polyisocyanate compound is promoted as long as it activates the carbon of the isocyanate in the polyisocyanate compound without using the amine gas. Examples of the substance that activates the carbon of the isocyanate include a hydroxyl group. In the water glass, a hydroxyl group generated by the reaction of sodium ions with moisture in the air exists. That is, since the hydroxyl group remains in the recycled sand to which the inorganic binder is adhered, the curing of the organic binder is promoted when the recycled sand is kneaded with the organic binder.

再生砂を用いた鋳物砂を成形型に充填する前に有機バインダの硬化が促進されてしまうと、上記鋳物砂の流動性が低下して、成形型への上記鋳物砂の充填率が悪化したり、成形型に充填した後に、成形型に供給される硬化促進ガスが十分に作用しなくなったりして、上記再生砂を用いて造型された鋳型の強度が所望の強度を満たさなくなる。そのため、組み合わせ砂型を造型する際に、無機バインダを用いた鋳物砂から再生された再生砂を利用できなくなる。   If hardening of the organic binder is promoted before filling the molding sand with reclaimed sand into the mold, the fluidity of the molding sand will be reduced, and the filling rate of the molding sand into the mold will deteriorate. Or, after the mold is filled, the curing accelerating gas supplied to the mold does not sufficiently act, and the strength of the mold formed using the recycled sand does not satisfy the desired strength. Therefore, when making a combination sand mold, it becomes impossible to use reclaimed sand regenerated from foundry sand using an inorganic binder.

このような問題を回避するために、特許文献1に記載の鋳物砂の再生方法では、無機バインダを用いて造型された鋳型や中子から回収された鋳物砂を研磨して、該鋳物砂に付着した粘結剤としての無機バインダを除去する工程が行われているが、研磨するだけでは、鋳物砂の表面の無機バインダを除去しきれないおそれがある。   In order to avoid such a problem, in the method for reclaiming foundry sand described in Patent Document 1, the foundry sand collected from a mold or core molded using an inorganic binder is polished to form the foundry sand. Although the process of removing the inorganic binder as an adhering binder is performed, there is a possibility that the inorganic binder on the surface of the foundry sand cannot be removed only by polishing.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無機バインダを用いた鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化を回避させて、有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型と無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型とを組み合わせた砂型を造型する際に、無機バインダを用いた鋳物砂から再生された再生砂を利用できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of such points, and the object is to cure the organic binder when the regenerated sand regenerated from the foundry sand using the inorganic binder and the organic binder are kneaded. When molding a sand mold that combines a mold molded with foundry sand using an organic binder and a mold molded with foundry sand using an inorganic binder, it is regenerated from the foundry sand using an inorganic binder. It is to make available recycled sand available.

上記課題を解決するために、本発明は、有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型と、無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型とを組み合わせて造型された砂型を砕いて得られる鋳物砂の再生方法を対象として、上記鋳物砂を研磨する研磨工程と、上記鋳物砂を焙焼する焙焼工程と、を含み、上記有機バインダは、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダであり、上記無機バインダは、水ガラスを主体とする無機バインダであり、上記焙焼工程において、上記無機バインダを用いた鋳物砂を第1焙焼温度で焙焼し、上記第1焙焼温度は、上記無機バインダ中のナトリウムの沸点以上の温度であって、上記焙焼工程後の上記無機バインダを用いた鋳物砂と上記有機バインダとを混練させた際に、上記有機バインダが硬化しない温度以上の温度である、ものとした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is obtained by crushing a sand mold formed by combining a mold made of foundry sand using an organic binder and a mold made of foundry sand using an inorganic binder. A polishing process for polishing the foundry sand, and a roasting process for roasting the foundry sand, wherein the organic binder is mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound. The inorganic binder is an inorganic binder mainly composed of water glass. In the roasting step, the foundry sand using the inorganic binder is roasted at a first roasting temperature, and the first binder is used. roasting temperature is an sodium temperature above the boiling point of the inorganic binder, when obtained by kneading the casting sand and the organic binder with the inorganic binder after the roasting step, the Machine binder is at a temperature above the temperature which is not cured, and the things.

これによると、上記焙焼工程後の鋳物砂と上記有機バインダとを混練させた際に、上記有機バインダが硬化しない温度以上の温度である第1焙焼温度で鋳物砂が焙焼されることによって、有機バインダと再生砂(焙焼後の鋳物砂)とを混練させた際の有機バインダの硬化を回避することができる。   According to this, when the foundry sand after the roasting step and the organic binder are kneaded, the foundry sand is roasted at the first roasting temperature which is a temperature higher than the temperature at which the organic binder is not cured. Thus, it is possible to avoid curing of the organic binder when the organic binder and the regenerated sand (cast sand after roasting) are kneaded.

無機バインダとして、水ガラス(珪酸ナトリウム)を主体とする無機バインダを用い、有機バインダとして、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダを用いているとする。この場合、第1焙焼温度をナトリウムの沸点以上の温度にすれば、無機バインダ中のナトリウムが気化するため、ナトリウムイオンの濃度が低下する。これにより、ナトリウムイオンが空気中の水分と反応して水酸基が発生するのを防止することができ、水酸基と有機バインダとの反応が回避されるため、再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化を回避することができる。この結果、無機バインダを用いた鋳物砂を再生砂として利用できるようになる。また、第1焙焼温度をナトリウムと珪酸とが固溶する温度以上の温度にすれば、ナトリウムと珪酸との固溶体が生成されるため、ナトリウムが不活性状態となり、ナトリウムイオンの濃度が低下する。これでも、水酸基の発生を防止して、有機バインダの硬化を回避することができるため、組み合わせ砂型を造型する際に、無機バインダを用いた鋳物砂から再生された再生砂を利用できるようになる。 It is assumed that an inorganic binder mainly composed of water glass (sodium silicate) is used as the inorganic binder, and an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound is used as the organic binder. In this case, if the first roasting temperature to the temperature on sodium boiling Ten以, since the sodium in the inorganic binder is evaporated, the concentration of sodium ions decreases. As a result, it is possible to prevent sodium ions from reacting with moisture in the air to generate hydroxyl groups, and the reaction between the hydroxyl groups and the organic binder is avoided, so that when the recycled sand and the organic binder are mixed, Curing of the organic binder can be avoided. As a result, foundry sand using an inorganic binder can be used as recycled sand. Further, if the first roasting temperature is set to a temperature equal to or higher than the temperature at which sodium and silicic acid are dissolved, a solid solution of sodium and silicic acid is generated, so that sodium becomes inactive and the concentration of sodium ions decreases. . Even in this case, generation of hydroxyl groups can be prevented and curing of the organic binder can be avoided, so that when the combination sand mold is formed, the regenerated sand regenerated from the foundry sand using the inorganic binder can be used. .

上記鋳物砂の再生方法の一実施形態において、上記第1焙焼温度は、900℃以上の温度である、ことが望ましい。   In one embodiment of the method for reclaiming foundry sand, the first roasting temperature is desirably a temperature of 900 ° C. or higher.

すなわち、上記第1焙焼温度を900℃以上の温度にすれば、少なくとも、無機バインダとして、水ガラスを主体とする無機バインダを用いる場合には、有機バインダと再生砂(焙焼後の鋳物砂)とを混練させた際の有機バインダの硬化を回避することができる。   That is, when the first roasting temperature is set to 900 ° C. or more, at least when an inorganic binder mainly composed of water glass is used as the inorganic binder, the organic binder and the regenerated sand (cast sand after roasting) ) Can be avoided from being cured.

上記鋳物砂の再生方法において、上記焙焼工程は、上記有機バインダを用いた鋳物砂を、上記第1焙焼温度よりも低い第2焙焼温度で焙焼する第1焙焼工程と、上記無機バインダを用いた鋳物砂を、上記第1焙焼温度で焙焼する第2焙焼工程と、を含む、ことが望ましい。   In the method for reclaiming foundry sand, the roasting step includes the first roasting step of roasting the foundry sand using the organic binder at a second roasting temperature lower than the first roasting temperature; It is desirable to include a second roasting step of roasting foundry sand using an inorganic binder at the first roasting temperature.

すなわち、無機バインダを用いた鋳物砂については、有機バインダが硬化しないように処理を施す必要があるが、有機バインダを用いた鋳物砂については、特別な処理を施す必要がない。そのため、有機バインダを用いた鋳物砂は、第1焙焼工程にて、上記第1焙焼温度よりも低い第2焙焼温度で焙焼し、無機バインダを用いた鋳物砂は、第2焙焼工程にて、第1焙焼温度で焙焼するようにすることで、第1焙焼温度で鋳物砂を焙焼するためのコストを削減することができる。   That is, the casting sand using the inorganic binder needs to be treated so that the organic binder does not harden, but the casting sand using the organic binder does not need to be specially treated. Therefore, the foundry sand using the organic binder is roasted at the second roasting temperature lower than the first roasting temperature in the first roasting step, and the foundry sand using the inorganic binder is second roasted. By performing the baking at the first roasting temperature in the baking step, the cost for roasting the foundry sand at the first roasting temperature can be reduced.

上記鋳物砂の再生方法において、上記鋳型は、1つ又は複数の中子を含み、上記無機バインダを用いた鋳物砂は、上記中子に用いられている、ことが望ましい。   In the method for reclaiming foundry sand, the mold preferably includes one or more cores, and the foundry sand using the inorganic binder is preferably used for the core.

すなわち、一般に、無機バインダは有機バインダと比較して高価であるが、中子に無機バインダを用いた鋳物砂を用いるようにすることで、シリンダブロックのウォータジャケットを形成するための中子など、高強度が要求される鋳型のみを無機バインダを用いた鋳物砂で造型することができる。これにより、鋳型の製造コストを削減することができる。   That is, in general, an inorganic binder is more expensive than an organic binder, but by using casting sand using an inorganic binder as a core, a core for forming a water jacket for a cylinder block, etc. Only molds that require high strength can be made with foundry sand using an inorganic binder. Thereby, the manufacturing cost of a casting_mold | template can be reduced.

以上説明したように、本発明に係る鋳物砂の再生方法は、鋳物砂を研磨する研磨工程と、鋳物砂を焙焼する焙焼工程と、を含み、焙焼工程において、無機バインダを用いた鋳物砂を第1焙焼温度で焙焼し、第1焙焼温度は、焙焼工程後の鋳物砂と有機バインダとを混練させた際に、有機バインダが硬化しない温度以上の温度であるため、無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化が回避される。これにより、有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型と無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型とを組み合わせた砂型を造型する際に、無機バインダを用いた鋳物砂から再生された再生砂を利用することができる。   As described above, the method for reclaiming foundry sand according to the present invention includes a polishing step for polishing the foundry sand and a roasting step for roasting the foundry sand, and an inorganic binder is used in the roasting step. Since the foundry sand is roasted at the first roasting temperature, the first roasting temperature is equal to or higher than the temperature at which the organic binder is not hardened when the foundry sand after the roasting step and the organic binder are kneaded. Further, the curing of the organic binder when the regenerated sand regenerated from the casting mold made of the foundry sand using the inorganic binder and the organic binder is kneaded is avoided. As a result, when a sand mold was formed by combining a mold molded with foundry sand using an organic binder and a mold molded with foundry sand using an inorganic binder, it was regenerated from the foundry sand using an inorganic binder. Recycled sand can be used.

本発明の実施形態に係る鋳物砂の再生方法を含む鋳造の各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process of casting including the reproduction | regeneration method of the foundry sand which concerns on embodiment of this invention. 鋳物砂の再生方法の各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process of the reproduction | regeneration method of foundry sand. アミンガスによる有機バインダの硬化メカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the hardening mechanism of the organic binder by amine gas. 無機バインダによる有機バインダの硬化メカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the hardening mechanism of the organic binder by an inorganic binder. 第2焙焼工程における焙焼温度と焙焼後の第2鋳物砂のナトリウムイオン濃度との関係、及び第2焙焼工程における焙焼温度と該焙焼温度で焙焼させた第2鋳物砂を用いた鋳物砂で造型された中子の強度との関係を示すグラフである。The relationship between the roasting temperature in the second roasting step and the sodium ion concentration of the second foundry sand after roasting, and the second foundry sand roasted at the roasting temperature and the roasting temperature in the second roasting step It is a graph which shows the relationship with the intensity | strength of the core shape | molded with the foundry sand using.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る鋳物砂の再生方法を含む鋳造の各工程を示すフローチャートである。本実施形態では、例として、シリンダブロックを製造するときのフローチャートを示している。   FIG. 1 is a flowchart showing each process of casting including a method for reclaiming foundry sand according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the flowchart when manufacturing a cylinder block is shown as an example.

シリンダブロックを製造するには、先ず、ステップS101〜ステップS104及びステップS105〜ステップS108で、鋳造に用いられる砂型を造型する。本実施形態では、砂型は、有機バインダを用いた鋳物砂(以下、第1鋳物砂という)で造型された鋳型と、無機バインダを用いた鋳物砂(以下、第2鋳物砂という)で造型された鋳型とを組み合わせて造型された砂型(以下、組み合わせ砂型という)である。また、本実施形態では、第2鋳物砂は、鋳型に含まれる複数の中子のうちウォータジャケットを形成するための中子(以下、WJ中子という)のみに用いられ、第1鋳物砂は、WJ中子以外の鋳型に用いられる。   In order to manufacture the cylinder block, first, a sand mold used for casting is formed in steps S101 to S104 and steps S105 to S108. In the present embodiment, the sand mold is formed with a casting mold using an organic binder (hereinafter referred to as a first casting sand) and a casting sand (hereinafter referred to as a second casting sand) using an inorganic binder. A sand mold (hereinafter referred to as a combined sand mold) formed by combining with a mold. In the present embodiment, the second foundry sand is used only for a core (hereinafter referred to as a WJ core) for forming a water jacket among a plurality of cores included in the mold, and the first foundry sand is , Used for molds other than WJ core.

また、本実施形態では、無機バインダとして、水ガラス(珪酸ナトリウム)を主体とする無機バインダを用い、有機バインダとして、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダを用いている。フェノール樹脂は、ベンジルエーテル基をその分子内に要するフェノール、ノボラック又はこれらから誘導される樹脂である。上記ポリイソシアネート化合物は、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等である。尚、以下の説明において、単に「無機バインダ」といったときは、水ガラスを主体とする無機バインダのことを意味し、単に「有機バインダ」といったときは、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物と主体とする有機バインダのことを意味する。   In this embodiment, an inorganic binder mainly composed of water glass (sodium silicate) is used as the inorganic binder, and an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound is used as the organic binder. The phenol resin is phenol, novolak or a resin derived from these which requires a benzyl ether group in its molecule. Examples of the polyisocyanate compound include diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate. In the following description, the term “inorganic binder” simply means an inorganic binder mainly composed of water glass, and the term “organic binder” simply refers to an organic compound mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound. It means a binder.

WJ中子の造型について具体的に説明する。先ず、ステップS101で、砂と無機バインダとを混練させる。これにより、砂の表面が無機バインダで覆われて、第2鋳物砂が生成される。このとき、砂は、珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、合成ムライト砂、及びアルミナ系骨材粒子などであり、天然砂であっても人工砂であってもよい。次のステップS102では、第2鋳物砂をシリンダブロックのウォータジャケットを型取った成形型のキャビティ内に充填させる。充填後、ステップS103で、水ガラスがガラス化しない程度の温度の空気を成形型内に通気させて、無機バインダを乾燥させる。乾燥させることで、無機バインダ中の余分な水分が除去されて、無機バインダによって砂同士が結合される。これにより、WJ中子が造型される。そして、ステップS104で、成形型を外してWJ中子を取り出す。   The molding of the WJ core will be specifically described. First, in step S101, sand and an inorganic binder are kneaded. Thereby, the surface of sand is covered with an inorganic binder, and the 2nd foundry sand is generated. At this time, the sand is silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, synthetic mullite sand, alumina aggregate particles, and the like, and may be natural sand or artificial sand. In the next step S102, the second foundry sand is filled into a cavity of a molding die formed from a water jacket of a cylinder block. After filling, in step S103, air having a temperature that does not vitrify the water glass is passed through the mold to dry the inorganic binder. By drying, excess water in the inorganic binder is removed, and the sands are bonded together by the inorganic binder. Thereby, the WJ core is formed. In step S104, the mold is removed and the WJ core is taken out.

一方、WJ中子以外の鋳型は、コールドボックス法、特にアミンコールドボックス法によって造型される。具体的には、先ず、ステップS105で、砂と有機バインダとを混練させる。これにより、砂の表面が有機バインダに覆われて、第1鋳物砂が生成される。次のステップS106では、第1鋳物砂を成形型のキャビティ内に充填させる。充填後、ステップS107で、触媒ガスとしてのアミンガスを充填された鋳物砂の間に通気させる。詳しくは後述するが、アミンガスを通気させることによって、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応が進行し、ウレタン樹脂が生成される。これにより、有機バインダが硬化して、WJ中子以外の鋳型が造型される。そして、ステップS108で、成形型を外してWJ中子以外の鋳型を取り出す。尚、アミンガスとしては、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン等が用いられる。   On the other hand, molds other than the WJ core are formed by the cold box method, particularly the amine cold box method. Specifically, first, in step S105, sand and an organic binder are kneaded. Thereby, the surface of the sand is covered with the organic binder, and the first foundry sand is generated. In the next step S106, the first foundry sand is filled into the mold cavity. After filling, in step S107, the amine gas as the catalyst gas is passed between the foundry sands filled. As will be described in detail later, by passing an amine gas, the urethanization reaction between the phenol resin and the polyisocyanate compound proceeds to produce a urethane resin. Thereby, the organic binder is cured and a mold other than the WJ core is formed. In step S108, the mold is removed and a mold other than the WJ core is taken out. As the amine gas, triethylamine, dimethylethylamine, diisopropylamine or the like is used.

次に、ステップS109において、ステップS101〜S104及びステップS105〜S108で造型された鋳型を組み合わせた組み合わせ砂型に、アルミニウム合金等の注湯を流し込み、シリンダブロックを鋳造する。   Next, in step S109, a pouring of aluminum alloy or the like is poured into a combination sand mold in which the molds formed in steps S101 to S104 and steps S105 to S108 are combined, and a cylinder block is cast.

シリンダブロックを鋳造した後、ステップS110において、鋳型とともに、鋳造されたシリンダブロックを冷却する。   After casting the cylinder block, in step S110, the cast cylinder block is cooled together with the mold.

冷却後、ステップS111で、第1砂出しを行う。第1砂出しは、外部から鋳型に振動を加えて、鋳型を砕くことで行う。第1砂出しでは、主にWJ中子以外の鋳型に用いられた鋳物砂、すなわち、第1鋳物砂の砂出しを行う。一般に、無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型(本実施形態では、WJ中子)の方が、有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型(本実施形態では、WJ中子以外の鋳型)に比べて強度が高い。そのため、WJ中子以外の鋳型が砕かれかつWJ中子が砕かれない程度の強度の振動を加えることによって、WJ中子以外の鋳型に対して選択的に砂出しを実行することができる。   After cooling, first sand removal is performed in step S111. The first sanding is performed by applying vibration to the mold from the outside and crushing the mold. In the first sand removal, the foundry sand used for the mold other than the WJ core, that is, the first foundry sand is removed. In general, a mold (in this embodiment, WJ core) molded with foundry sand using an inorganic binder is cast in a mold sand (in this embodiment, other than WJ core) using an organic binder. The strength is higher than that of the mold. Therefore, sanding can be selectively performed on the mold other than the WJ core by applying a vibration having such a strength that the mold other than the WJ core is crushed and the WJ core is not crushed.

第1砂出しが完了した後、ステップS112で、第1砂出しによって砕かれた鋳物砂を回収する。このステップS112で回収された鋳物砂は、後述する再生工程(S115)で、再生処理が施される。   After the first sanding is completed, the foundry sand crushed by the first sanding is recovered in step S112. The foundry sand recovered in step S112 is subjected to a regeneration process in a regeneration step (S115) described later.

次に、ステップS113において、第2砂出しを行う。第2砂出しは、外部からWJ中子に振動を加えて、WJ中子を砕くことで行う。これにより、第2鋳物砂の砂出しが完了する。このステップS113の後には、第1及び第2砂出しが完了したシリンダブロックが回収される。   Next, in step S113, second sanding is performed. The second sanding is performed by applying vibration to the WJ core from the outside and crushing the WJ core. Thereby, the sanding out of the second foundry sand is completed. After this step S113, the cylinder blocks that have completed the first and second sanding are collected.

第2砂出しが完了した後、ステップS114において、第2砂出しによって砕かれた鋳物砂を回収する。このステップS114で回収された鋳物砂は、後述する再生工程(S115)で、再生処理が施される。   After the second sanding is completed, the foundry sand crushed by the second sanding is recovered in step S114. The foundry sand collected in step S114 is subjected to a regeneration process in a regeneration step (S115) described later.

各鋳物砂の回収が完了した後は、ステップS115において、再生工程を実行し、各鋳物砂を再生させる。ステップS115の再生工程の詳細については、後述する。   After the collection of each foundry sand is completed, a regeneration process is executed in step S115 to regenerate each foundry sand. Details of the regeneration process in step S115 will be described later.

再生工程によって再生された鋳物砂は、再生砂として貯蔵され、次の組み合わせ砂型を造型するために再利用される。   The foundry sand regenerated by the regeneration process is stored as reclaimed sand and reused to form the next combination sand mold.

次に、ステップS115における再生工程について、図2のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。   Next, the reproduction process in step S115 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

再生工程では、まず、ステップS201にて、第1焙焼工程を実行する。第1焙焼工程では、周知の焙焼炉によって、ステップS112で回収された鋳物砂を第2焙焼温度で焙焼する。この第1焙焼工程で焙焼される鋳物砂は、ほとんどが第1鋳物砂である。上記第2焙焼温度は、後述する第1焙焼温度よりも低い温度であり、例えば、700℃程度である。この第2焙焼温度で第1鋳物砂を焙焼させることによって、第1鋳物砂に付着した有機バインダが燃焼して、焼失される。これにより、焙焼後には有機バインダが付着していない状態の砂が残る。   In the regeneration process, first, in step S201, the first roasting process is executed. In the first roasting step, the foundry sand recovered in step S112 is roasted at the second roasting temperature by a known roasting furnace. Most of the foundry sand roasted in the first roasting step is the first foundry sand. The second roasting temperature is lower than a first roasting temperature described later, and is, for example, about 700 ° C. By roasting the first foundry sand at the second roasting temperature, the organic binder attached to the first foundry sand is burned and burned out. Thereby, the sand of the state which the organic binder has not adhered remains after baking.

次に、ステップS202で、第1砂出し(ステップS111)及び鋳物砂の回収(ステップS112)の際に、第1鋳物砂中に紛れ込んだ、第2鋳物砂を回収する。第1砂出しでは、WJ中子が砕かれない程度の強度の振動によって、砂出しが実行されているが、第1砂出しの際に、WJ中子の一部に強い負荷が加えられて、該WJ中子の一部が砕かれてしまうことがある。そのため、ステップS112で回収された鋳物砂の中には、第2鋳物砂が混入していることがあり、該第2鋳物砂を回収する必要がある。ここで、無機バインダの主体である水ガラスは、700℃程度では焼失しないため、第2鋳物砂は、第1焙焼工程後であっても、鋳物砂同士が互いに結合した状態で残留する。つまり、第1焙焼工程を経た時点での第2鋳物砂の径は、第1鋳物砂の径よりも大きい。そのため、上記第2鋳物砂の径よりも小さくかつ第1鋳物砂の径よりも大きい孔で形成された篩を用いて、第1焙焼工程後の鋳物砂を篩うことによって、上記第2鋳物砂を回収することができる。   Next, in Step S202, the second foundry sand that has been mixed in the first foundry sand during the first sand removal (Step S111) and the foundry sand recovery (Step S112) is collected. In the first sanding, sanding is performed by vibrations that are strong enough to prevent the WJ core from being crushed, but during the first sanding, a strong load is applied to a part of the WJ core. , A part of the WJ core may be crushed. Therefore, the second foundry sand may be mixed in the foundry sand collected in step S112, and it is necessary to collect the second foundry sand. Here, since the water glass which is the main component of the inorganic binder does not burn out at about 700 ° C., the second foundry sand remains in a state where the foundry sand is bonded to each other even after the first roasting step. That is, the diameter of the second foundry sand after the first roasting step is larger than the diameter of the first foundry sand. Therefore, by using a sieve formed with holes smaller than the diameter of the second foundry sand and larger than the diameter of the first foundry sand, the foundry sand after the first roasting step is sieved, so that the second Foundry sand can be recovered.

第2鋳物砂を回収した後は、ステップS203で、第2鋳物砂が除去された第1焙焼工程後の第1鋳物砂を回収する。   After collecting the second foundry sand, in step S203, the first foundry sand after the first roasting step from which the second foundry sand has been removed is collected.

次に、ステップS204において、研磨工程を実行する。研磨工程では、周知の研磨機によって、ステップS114及びステップS202で回収された第2鋳物砂を研磨する。この研磨工程によって、第2鋳物砂の表面に付着した無機バインダの一部が削り取られる。   Next, a polishing process is performed in step S204. In the polishing process, the second foundry sand collected in steps S114 and S202 is polished by a known polishing machine. By this polishing process, a part of the inorganic binder adhering to the surface of the second foundry sand is scraped off.

研磨が完了した後は、ステップS205において、第2焙焼工程を実行する。第2焙焼工程では、研磨された第2鋳物砂を、周知の焙焼炉によって、第1焙焼温度で焙焼する。   After the polishing is completed, a second roasting process is executed in step S205. In the second roasting step, the polished second foundry sand is roasted at a first roasting temperature by a known roasting furnace.

第2焙焼工程後は、ステップS206において、第2焙焼工程後の第2鋳物砂を回収する。   After the second roasting process, in step S206, the second foundry sand after the second roasting process is collected.

ステップS203及びステップS206において、回収された第1及び第2鋳物砂は、上述したように再生砂として貯蔵され、次の鋳型を造型するために再利用される。   In step S203 and step S206, the recovered first and second foundry sands are stored as recycled sand as described above, and are reused to form the next mold.

ここで、第2鋳物砂を再生させて、再生砂として利用するとき、該再生砂の表面に無機バインダが残留していると、該再生砂を有機バインダと混練させたときに、有機バインダが硬化することがある。   Here, when the second foundry sand is regenerated and used as reclaimed sand, if the inorganic binder remains on the surface of the reclaimed sand, when the reclaimed sand is mixed with the organic binder, May cure.

この有機バインダが硬化するメカニズムについて、図3及び図4を参照しながら説明する。   A mechanism for curing the organic binder will be described with reference to FIGS.

図3は、図1のステップS107で示したアミンガスによって有機バインダが硬化するメカニズムである。上述したように、本実施形態では、有機バインダは、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダである。このときポリイソシアネート化合物中のイソシアネートの炭素は、炭素よりも電気陰性度の高い酸素と窒素とが角度を成すように結合しているため、相対的に正の極性を持つ。ここにアミンガスが導入されると、アミンガス中の窒素が相対的に負の極性を有するために、アミンガス中の窒素によって、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネートの炭素が活性化され、イソシアネートの炭素と窒素との2重結合のうちの一方の結合が解除される。その後、上記炭素及び窒素は、フェノール樹脂中のメチロール基と結合し、この結合によりウレタン樹脂が生成される。これによって、有機バインダが硬化する。   FIG. 3 shows a mechanism in which the organic binder is cured by the amine gas shown in step S107 of FIG. As described above, in the present embodiment, the organic binder is an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound. At this time, the carbon of the isocyanate in the polyisocyanate compound has a relatively positive polarity because oxygen and nitrogen, which have higher electronegativity than carbon, are bonded at an angle. When the amine gas is introduced here, the nitrogen in the amine gas has a relatively negative polarity, so the nitrogen in the polyisocyanate compound is activated by the nitrogen in the amine gas, and the carbon and nitrogen of the isocyanate are activated. One of the double bonds is released. Thereafter, the carbon and nitrogen are bonded to a methylol group in the phenol resin, and a urethane resin is generated by this bond. As a result, the organic binder is cured.

上述のように、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダは、アミンガスによって、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネートの炭素が活性化されることで、ウレタン化反応が促進されて硬化する。すなわち、アミンガス以外のものであっても、イソシアネートの炭素を活性化させて、炭素と窒素との2重結合のうちの一方の結合を解除させるような反応を促進させるものであれば、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応を促進させて、有機バインダを硬化させることができる。   As described above, the organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound is cured by activating the urethanization reaction by activating the isocyanate carbon in the polyisocyanate compound by the amine gas. That is, even if it is something other than amine gas, if it activates the carbon of isocyanate and accelerates the reaction to release one of the double bonds of carbon and nitrogen, it is a phenol resin. The organic binder can be cured by promoting the urethanization reaction between the polyisocyanate compound and the polyisocyanate compound.

図4は、無機バインダによって有機バインダが硬化するメカニズムを示す。上述したように、本実施形態では、無機バインダは、水ガラスを主体とする無機バインダである。水ガラスには潮解性があり、水ガラス中のナトリウムは、以下の化学式に示すように、空気中の水分と反応して水酸基を発生させる。   FIG. 4 shows the mechanism by which the organic binder is cured by the inorganic binder. As described above, in this embodiment, the inorganic binder is an inorganic binder mainly composed of water glass. Water glass has deliquescence, and sodium in the water glass reacts with moisture in the air to generate hydroxyl groups as shown in the following chemical formula.

2Na+ + 2H2O → 2Na+ + 2OH− + H2
すなわち、無機バインダが残留した再生砂の表面には、上記化学式の反応によって水酸基が発生している。水酸基は負の極性を有しているため、表面に水酸基が発生した再生砂を上記有機バインダと混練させると、図4に示すように、水酸基がアミンガスの代わりに触媒の役割を果たして、イソシアネートの炭素を活性化させ、炭素と窒素との2重結合のうちの一方の結合を解除させる。これにより、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応が促進され、有機バインダの硬化が促進される。
2Na + + 2H2O → 2Na + + 2OH- + H2
That is, hydroxyl groups are generated on the surface of the regenerated sand where the inorganic binder remains, by the reaction of the above chemical formula. Since the hydroxyl group has a negative polarity, when the regenerated sand having the hydroxyl group generated on the surface is kneaded with the organic binder, as shown in FIG. 4, the hydroxyl group plays the role of a catalyst instead of amine gas. Carbon is activated, and one of the double bonds of carbon and nitrogen is released. Thereby, the urethanation reaction of a phenol resin and a polyisocyanate compound is accelerated | stimulated, and hardening of an organic binder is accelerated | stimulated.

このように、再生砂の表面に無機バインダが残留し、それによって水酸基が発生すると、上記再生砂と有機バインダとを混練させた際に、有機バインダの硬化が促進されてしまう。再生砂を用いた鋳物砂を成形型に充填する前に、有機バインダの硬化が促進されてしまうと、該鋳物砂の流動性が低下して、成形型への砂の充填率が悪化したり、成形型に充填した後に、成形型に供給されるアミンガスが十分に作用しなくなったりして、造型された鋳型の強度が所望の強度を満たさなくなる。そのため、再生砂の表面に水酸基を発生させないようにしなければ、組み合わせ砂型を造型する際に、無機バインダを用いた鋳物砂(すなわち、第2鋳物砂)から再生された再生砂を利用できなくなる。   As described above, when the inorganic binder remains on the surface of the regenerated sand and thereby a hydroxyl group is generated, curing of the organic binder is promoted when the regenerated sand and the organic binder are kneaded. If the hardening of the organic binder is promoted before filling the molding sand with reclaimed sand into the mold, the fluidity of the molding sand will decrease and the sand filling rate into the mold will deteriorate. After filling the mold, the amine gas supplied to the mold does not sufficiently act, and the strength of the molded mold does not satisfy the desired strength. Therefore, unless the hydroxyl group is generated on the surface of the reclaimed sand, the reclaimed sand regenerated from the foundry sand using the inorganic binder (that is, the second foundry sand) cannot be used when forming the combination sand mold.

そこで、本実施形態では、第2鋳物砂を焙焼する第2焙焼工程における第1焙焼温度を、第2焙焼工程後の第2鋳物砂、すなわち第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際に、有機バインダが硬化しない温度以上の温度、具体的には、900℃以上の温度にして、再生砂の表面に水酸基を発生させないようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the first roasting temperature in the second roasting step for roasting the second foundry sand is set to be the regeneration from the second foundry sand after the second roasting step, that is, the second foundry sand. When the sand and the organic binder are kneaded, the temperature is higher than the temperature at which the organic binder is not hardened, specifically 900 ° C. or higher so as not to generate hydroxyl groups on the surface of the regenerated sand.

第1焙焼温度を900℃以上の温度にすると、焙焼温度が、ナトリウムの沸点を超えるため、ナトリウムが昇華して、無機バインダ中のナトリウムイオンの濃度が低下する。ナトリウムイオンの濃度が低下すると、上記化学式で示した反応が発生しにくくなり、水酸基の濃度が低下する。そのため、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応が促進されにくくなる。これにより、第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化が抑制される。   When the first roasting temperature is set to 900 ° C. or higher, the roasting temperature exceeds the boiling point of sodium, so that sodium sublimates and the concentration of sodium ions in the inorganic binder decreases. When the concentration of sodium ions decreases, the reaction shown by the above chemical formula becomes difficult to occur, and the concentration of hydroxyl groups decreases. Therefore, the urethanization reaction between the phenol resin and the polyisocyanate compound is hardly promoted. Thereby, hardening of the organic binder at the time of knead | mixing the reproduction | regeneration sand and organic binder reproduced | regenerated from the 2nd foundry sand is suppressed.

また、第1焙焼温度を900℃以上の温度にすることにより、ナトリウムの一部が無機バインダ中の珪酸に固溶して、ナトリウムと珪酸との固溶体が形成される。固溶体が形成されると、ナトリウムが不活性状態となり、イオン化しなくなるため、無機バインダ中のナトリウムイオンの濃度が低下する。これにより、上記化学式で示した反応が発生しにくくなり、水酸基の濃度が低下するため、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応が抑制されて、第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化が抑制される。   Further, by setting the first roasting temperature to 900 ° C. or higher, a part of sodium is dissolved in silicic acid in the inorganic binder, and a solid solution of sodium and silicic acid is formed. When a solid solution is formed, sodium becomes inactive and does not ionize, so the concentration of sodium ions in the inorganic binder decreases. As a result, the reaction represented by the above chemical formula is less likely to occur, and the concentration of the hydroxyl group is lowered. Therefore, the urethanization reaction between the phenol resin and the polyisocyanate compound is suppressed, and the regenerated sand regenerated from the second foundry sand and Curing of the organic binder when kneaded with the organic binder is suppressed.

上述のように、第1焙焼温度を900℃以上の温度にすることにより、再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化が抑制されるため、組み合わせ砂型を造型する際に、第2鋳物砂から再生された再生砂を利用できるようになる。   As described above, by setting the first roasting temperature to a temperature of 900 ° C. or higher, the curing of the organic binder when the recycled sand and the organic binder are kneaded is suppressed. The recycled sand regenerated from the second foundry sand can be used.

尚、焙焼温度を1200℃よりも高い温度にすると、鋳物砂を構成する砂自体が焼失してしまうおそれがあるため、第1焙焼温度としては900℃以上かつ1200℃以下が望ましい。   Note that if the roasting temperature is higher than 1200 ° C, the sand constituting the foundry sand may be burned out. Therefore, the first roasting temperature is desirably 900 ° C or higher and 1200 ° C or lower.

次に、図5を参照しながら、実際に第1焙焼温度を900℃以上の温度にした場合の効果について説明する。   Next, the effect when the first roasting temperature is actually set to 900 ° C. or higher will be described with reference to FIG.

図5は、第2焙焼工程における焙焼温度と焙焼後の第2鋳物砂中のナトリウムイオンの濃度との関係、及び第2焙焼工程における焙焼温度と該焙焼温度で焙焼させた第2鋳物砂を用いた鋳物砂で造型された中子の強度との関係を示す。このとき、中子は第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練した鋳物砂で造型している。図5において、折れ線のグラフは、焙焼後の第2鋳物砂のナトリウムイオンの濃度を表すグラフであり、棒グラフは、第2鋳物砂から再生された再生砂で形成された中子の強度を表すグラフであり、グラフ中に破線で示す線は、中子強度の規格強度を表す線である。また、棒グラフにおいて、白塗りのグラフは造型直後の中子の強度を表し、斜線のグラフは造型してから1時間が経過した後の中子の強度(以下、1hr後強度という)を表す。さらに、図5において、最も右側に示す棒グラフは、比較例として新砂(再生前の鋳物砂)で造型した中子の強度を表している。尚、700℃から800℃までの間の焙焼温度で焙焼した再生砂については、中子の強度を計測していないため、図示していない。また、700℃で焙焼した再生砂で造型した中子については、計測できない程度にまで強度が低下していたため、図示していない。   FIG. 5 shows the relationship between the roasting temperature in the second roasting step and the concentration of sodium ions in the second foundry sand after roasting, and the roasting temperature and the roasting temperature in the second roasting step. The relationship with the intensity | strength of the core shape | molded with the foundry sand using the made 2nd foundry sand is shown. At this time, the core is molded from foundry sand obtained by kneading regenerated sand regenerated from the second foundry sand and an organic binder. In FIG. 5, the broken line graph is a graph representing the sodium ion concentration of the second foundry sand after roasting, and the bar graph represents the strength of the core formed from the regenerated sand regenerated from the second foundry sand. It is a graph to represent, and the line shown with a broken line in a graph is a line showing the standard intensity | strength of core intensity | strength. In the bar graph, the white graph represents the strength of the core immediately after molding, and the hatched graph represents the strength of the core after one hour has passed since molding (hereinafter referred to as strength after 1 hr). Further, in FIG. 5, the bar graph shown on the rightmost side represents the strength of a core formed with fresh sand (cast sand before recycling) as a comparative example. In addition, about the reproduction | regeneration sand roasted at the roasting temperature between 700 degreeC and 800 degreeC, since the intensity | strength of a core was not measured, it is not illustrated. In addition, the core made of reclaimed sand roasted at 700 ° C. is not shown because the strength has decreased to such an extent that it cannot be measured.

図5のナトリウムイオンの濃度のグラフによると、焙焼温度を700℃から900℃まで上昇させるにつれて、再生砂中のナトリウムイオンの濃度が低下し、900℃では、ほぼ0になっていることが分かる。これは、上述したように、ナトリウムが昇華する又はナトリウムが珪酸と固溶するためである。尚、焙焼温度を700℃から僅かに上昇させただけでもナトリウムイオンの濃度が低下しているのは、焙焼炉内に温度分布があり、例えば、焙焼炉内における熱源の近くでは、焙焼温度がナトリウムの沸点を超えることがあるためである。   According to the sodium ion concentration graph of FIG. 5, as the roasting temperature is increased from 700 ° C. to 900 ° C., the concentration of sodium ions in the reclaimed sand decreases, and at 900 ° C., the concentration is almost zero. I understand. As described above, this is because sodium sublimates or sodium is dissolved in silicic acid. In addition, even if the baking temperature is slightly increased from 700 ° C., the concentration of sodium ions is reduced because of the temperature distribution in the baking furnace, for example, near the heat source in the baking furnace, This is because the roasting temperature may exceed the boiling point of sodium.

また、図5の中子強度のグラフによると、焼結温度を800℃から900℃まで上昇させると、造型直後の強度及び1hr後強度が上昇し、焙焼温度が900℃の場合は、新砂で造型した中子の強度と同程度になることが分かる。これは、ナトリウムイオン濃度が低下した結果、水酸基の発生が抑えられ、第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練した際の有機バインダの硬化が抑制されるためである。また、図5の中子強度のグラフによると、焙焼温度が900℃の場合は、造型直後の強度と1hr後強度とが共に中子の強度規格を満たしている一方、焙焼温度が800℃の場合は、造型直後の強度は強度規格を満たしているが、1hr後強度は強度規格を満たしていないことが分かる。すなわち、無機バインダとして水ガラスを用いている場合は、第1焙焼温度を900℃以上にすれば、中子の強度規格を満たされるため、組み合わせ砂型を造型する際に、第2鋳物砂から再生された再生砂を利用できるようになることを示している。   Further, according to the core strength graph of FIG. 5, when the sintering temperature is increased from 800 ° C. to 900 ° C., the strength immediately after molding and the strength after 1 hr increase, and when the roasting temperature is 900 ° C., fresh sand It can be seen that the strength of the core molded with This is because as a result of the decrease in the sodium ion concentration, the generation of hydroxyl groups is suppressed, and the curing of the organic binder when the regenerated sand regenerated from the second foundry sand and the organic binder are kneaded is suppressed. Further, according to the core strength graph of FIG. 5, when the roasting temperature is 900 ° C., the strength immediately after molding and the strength after 1 hr satisfy the core strength standard, while the roasting temperature is 800 In the case of ° C., it can be seen that the strength immediately after molding meets the strength standard, but the strength after 1 hr does not meet the strength standard. That is, when water glass is used as the inorganic binder, if the first roasting temperature is set to 900 ° C. or higher, the core strength standard is satisfied. It shows that the recycled sand can be used.

したがって、本実施形態では、第2鋳物砂を研磨する研磨工程と、第1及び第2鋳物砂を焙焼する焙焼工程と、を含み、第2鋳物砂を第1焙焼温度で焙焼し、第1焙焼温度は、焙焼工程後の第2鋳物砂と有機バインダとを混練させた際に、有機バインダが硬化しない温度以上の温度であるため、第2鋳物砂から再生された再生砂と有機バインダとを混練させた際の有機バインダの硬化を回避することができる。この結果、組み合わせ砂型を造型する際に、第2鋳物砂から再生された再生砂を利用できるようになる。   Therefore, in this embodiment, it includes a polishing step for polishing the second foundry sand and a roasting step for roasting the first and second foundry sands, and the second foundry sand is roasted at the first roasting temperature. The first roasting temperature is not less than the temperature at which the organic binder is not hardened when the second foundry sand after the roasting step and the organic binder are kneaded, and thus is regenerated from the second foundry sand. Curing of the organic binder when the recycled sand and the organic binder are kneaded can be avoided. As a result, when the combination sand mold is formed, the regenerated sand regenerated from the second foundry sand can be used.

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.

例えば、本実施形態では、研磨工程において、第2鋳物砂のみを研磨しているが、これに限らず、第1鋳物砂及び第2鋳物砂の全てを研磨するようにしてもよい。   For example, in the present embodiment, only the second foundry sand is polished in the polishing step. However, the present invention is not limited to this, and all of the first foundry sand and the second foundry sand may be polished.

また、本実施形態では、焙焼工程を第1焙焼工程と第2焙焼工程との2回に分けて実行しているが、これに限らず、焙焼工程を1回のみ実行するようにしてもよい。尚、このときは、第1鋳物砂及び第2鋳物砂の全てを第1焙焼温度で焙焼するようにする。   Further, in the present embodiment, the roasting process is performed in two steps, the first roasting process and the second roasting process. However, the present invention is not limited to this, and the roasting process is performed only once. It may be. At this time, all of the first foundry sand and the second foundry sand are roasted at the first roasting temperature.

さらに、本実施形態では、WJ中子のみを無機バインダを用いた鋳物砂で造型するようにしているが、これに限らず、全ての中子を無機バインダを用いた鋳物砂で造型するようにしてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, only the WJ core is molded with casting sand using an inorganic binder. However, the present invention is not limited to this, and all the cores are molded with casting sand using an inorganic binder. May be.

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明は、無機バインダを用いた鋳物砂の再生方法として有用である。   The present invention is useful as a method for reclaiming foundry sand using an inorganic binder.

Claims (4)

有機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型と、無機バインダを用いた鋳物砂で造型された鋳型とを組み合わせて造型された砂型を砕いて得られる鋳物砂の再生方法であって、
上記鋳物砂を研磨する研磨工程と、
上記鋳物砂を焙焼する焙焼工程と、を含み、
上記有機バインダは、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを主体とする有機バインダであり、
上記無機バインダは、水ガラスを主体とする無機バインダであり、
上記焙焼工程において、上記無機バインダを用いた鋳物砂を第1焙焼温度で焙焼し、
上記第1焙焼温度は、上記無機バインダ中のナトリウムの沸点以上の温度であって、上記焙焼工程後の上記無機バインダを用いた鋳物砂と上記有機バインダとを混練させた際に、上記有機バインダが硬化しない温度以上の温度である
ことを特徴とする鋳物砂の再生方法。
A method for reclaiming foundry sand obtained by crushing a sand mold formed by combining a mold molded with foundry sand using an organic binder and a mold molded with foundry sand using an inorganic binder,
A polishing step for polishing the foundry sand;
A roasting step of roasting the foundry sand,
The organic binder is an organic binder mainly composed of a phenol resin and a polyisocyanate compound,
The inorganic binder is an inorganic binder mainly composed of water glass,
In the roasting step, the foundry sand using the inorganic binder is roasted at a first roasting temperature,
The first roasting temperature is a temperature equal to or higher than the boiling point of sodium in the inorganic binder, and when the foundry sand using the inorganic binder after the roasting step and the organic binder are kneaded, A method for reclaiming foundry sand, wherein the temperature is equal to or higher than a temperature at which the organic binder is not cured.
請求項1に記載の鋳物砂の再生方法において、The method for reclaiming foundry sand according to claim 1,
上記第1焙焼温度は、900℃以上の温度であるThe first roasting temperature is a temperature of 900 ° C. or higher.
ことを特徴とする鋳物砂の再生方法。A method for reclaiming foundry sand.
請求項1又は2に記載の鋳物砂の再生方法において、The method for reclaiming foundry sand according to claim 1 or 2,
上記焙焼工程は、上記有機バインダを用いた鋳物砂を、上記第1焙焼温度よりも低い第2焙焼温度で焙焼する第1焙焼工程と、The roasting step is a first roasting step of roasting the foundry sand using the organic binder at a second roasting temperature lower than the first roasting temperature;
上記無機バインダを用いた鋳物砂を、上記第1焙焼温度で焙焼する第2焙焼工程と、を含むA second roasting step of roasting the foundry sand using the inorganic binder at the first roasting temperature.
ことを特徴とする鋳物砂の再生方法。A method for reclaiming foundry sand.
請求項1〜3のいずれか1つに記載の鋳物砂の再生方法において、In the reproduction method of foundry sand as described in any one of Claims 1-3,
上記鋳型は、1つ又は複数の中子を含み、The mold includes one or more cores,
上記無機バインダを用いた鋳物砂は、上記中子に用いられているFoundry sand using the inorganic binder is used in the core.
ことを特徴とする鋳物砂の再生方法。A method for reclaiming foundry sand.
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