JPH0515940A - 鋳物砂再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風選分級性能を安定させて良質な鋳物砂を回
収する。 【構成】 再生炉２で焙焼された鋳物砂１は、砂流動槽
１０ａ，２０ａによって砂冷却装置１０、風選分級装置
２０の順に内部を流動しながら鋳物砂回収口まで導かれ
る。このため鋳物砂１は砂冷却装置１０内を空気で攪拌
された状態で通過して全体が均等に冷却される。そして
この鋳物砂１は流動層を形成したままの状態で連続的に
風選分級装置２０に導かれる。この結果、風選分級装置
２０にはほぼ一定温度の鋳物砂１が供給され、風選分級
時に鋳物砂１の内部を通過する空気の体積が温度により
変動することがなく流速が一定となる。また、砂冷却装
置１０と風選分級装置２０とは、鋳物砂１の流動層が通
過できる開口３１を備える仕切壁３２によってシールさ
れているために、風選分級装置２０が砂冷却装置１０か
らの内圧の影響を受けることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳型の素材として既に使
用された鋳物砂を再生するための鋳物砂再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の鋳物砂再生装置では、鋳型の素材
として使用された鋳物砂を再生炉において約８００℃の
温度で焙焼し、鋳物砂を結合させている結合剤を焼却除
去する。この焙焼された鋳物砂は砂冷却装置に導かれ、
ここでスプレー水を噴霧されて約８００℃から１５０℃
程度にまで冷却される。なお砂冷却装置で冷却後の鋳物
砂の温度を１００℃以上にしている理由は、鋳物砂の内
部にスプレーされた水が残らないようにするためであ
る。砂冷却装置で１５０℃程度にまで冷却された鋳物砂
は鋳物砂タンクに供給されてストックされるとともに、
１００℃以下の温度にまで自然冷却される。そして、こ
の鋳物砂はベルトコンベアによって連続的に風選分級装
置に供給される。風選分級装置では、供給される鋳物砂
に規定流速の空気を通過させることにより、この鋳物砂
に含まれる１５０メッシュより細かい粒度の物質を吹き
飛ばして除去（風選分級）し、鋳物砂の再生を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの鋳物
砂再生装置によると、鋳物砂をストックする鋳物砂タン
クでは、一般的に中央部よりも壁面に近い位置の冷却効
率が高いために、ストックされた鋳物砂の温度は位置に
よってバラツキが生じる。このため、風選分級装置に供
給される鋳物砂の温度も変動する。鋳物砂の温度が変動
すると風選分級時に鋳物砂の内部を通過する空気流速が
この空気の温度による体積変化に起因して変化し、風選
分級性能が不安定になる。また前記砂タンクは、風選分
級装置に連続的に鋳物砂が供給されるように前記鋳物砂
をストックする機能を有するとともに、鋳物砂をベルト
コンベアで運搬できる温度にまで自然冷却させる機能を
併せ持っている。このために、砂冷却装置から連続的に
高温（約１５０℃）の鋳物砂を直接風選分級装置に運搬
できる手段があれば、前記砂タンクおよび前記ベルトコ
ンベアは不要となる。本発明の技術的課題は、鋳物砂を
直接砂冷却装置から風選分級装置に所定温度で連続的に
供給できるようにすることにより、風選分級性能を安定
させるとともに従来の鋳物砂再生装置で必要とされた砂
タンクやベルトコンベアを省略して設備費を安価にする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下に
示す各部構造を有する鋳物砂再生装置によって解決され
る。即ち、本発明に係る鋳物砂再生装置は、鋳型の素材
として使用された鋳物砂を焙焼するための再生炉と、前
記再生炉で焙焼された鋳物砂を所定温度にまで冷却する
砂冷却装置と、前記砂冷却装置で冷却された鋳物砂に規
定流速の空気を通し、この鋳物砂に含まれる基準粒度以
下の物質を吹き飛ばして除去する風選分級装置とを備え
る鋳物砂再生装置において、前記再生炉から供給された
焙焼後の鋳物砂を空気により流動層を形成させながら前
記砂冷却装置と前記風選分級装置とを通過させて鋳物砂
回収口にまで導く砂流動槽と、前記砂冷却装置と前記風
選分級装置との間に配設され、前記砂流動槽内を流動層
を形成して移動している前記鋳物砂のみを通過させる開
口を備える仕切壁とを有している。

【０００５】

【作用】本発明によると、鋳物砂は空気により流動層を
形成した状態、即ち空気で攪拌された状態で砂冷却装置
を通過するために鋳物砂の全体が均等に所定温度まで冷
却される。そして、この冷却された鋳物砂は流動層を形
成したままの状態で連続的に風選分級装置に導かれる。
このため風選分級装置にはほぼ一定温度の鋳物砂が供給
される。この結果、風選分級時に鋳物砂の内部を通過す
る空気の体積が温度によって変動することがなく、空気
流速が一定となって風選分級性能が安定する。また砂冷
却装置と風選分級装置との間には仕切壁が設けられてい
るために、風選分級装置は砂冷却装置からの内圧の影響
を受けることはなく、風選分級性能が不安定になること
がない。さらに、砂流動槽によって砂冷却装置から風選
分級装置に鋳物砂が連続的に供給されるため、従来の鋳
物砂再生装置で砂冷却装置と風選分級装置との間に必要
とされた、砂タンクおよびベルトコンベアが必要なくな
る。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る鋳物砂再
生装置の一実施例を説明する。図３は、本実施例に係る
鋳物砂再生装置の全体概略図を示しており、図１は、こ
の鋳物砂再生装置の要部を構成する砂冷却装置１０およ
び風選分級装置２０の縦断面図を示している。また、図
２は図１の砂流動槽部分の平面図である。砂冷却装置１
０は再生炉２で焙焼された鋳物砂１を冷却するための装
置であり、その底部に風箱１２を備えている。風箱１２
の下面１２ｂには空気流入口１２ｃが設けられており、
この流入口１２ｃに送風機１３からの配管が接続され
る。さらに、風箱１２の上面１２ａには一定間隔で複数
のノズル１４が設置されている。ノズル１４は、砂冷却
装置１０の左側にその断面図が示されているように、風
箱１２に連通して上方に延びる主通路１４ａと、この主
通路１４ａの上端から４方向に水平に延びて砂冷却装置
１０の内部で開口する分岐通路１４ｂとを備えている。
なお分岐通路１４ｂは、ノズル１４の上に鋳物砂１の層
が形成されてもこの鋳物砂１が分岐通路１４ｂから主通
路１４ａ内に入り込まないように、鋳物砂１の安息角
（３６°）を考慮して通路長さが設定されている。この
構造により、前記送風機１３から圧送された空気は風箱
１２を経由して前記ノズル１４の分岐通路１４ｂから砂
冷却装置１０の内に噴出される。

【０００７】砂冷却装置１０の内部には、砂冷却装置１
０の側壁と風箱１２の上面１２ａとによって槽１０ａが
形成され、砂入口１５から供給された鋳物砂１がこの槽
１０ａ内に溜められるようになっている。さらに、前記
鋳物砂１に対してノズル１４から空気が噴出されるとこ
の鋳物砂１は浮遊して流動層を形成する。これによっ
て、砂入口１５から連続的に鋳物砂１が供給されるとこ
の鋳物砂１は水の流れに類似した動きで出口方向（後述
する砂出口２５ａ）に向かって流動する。このように砂
冷却装置１０の槽１０ａが砂流動槽として機能する。こ
の砂流動槽１０ａは衝立て状のバッフルプレート１６を
備えており、このバッフルプレート１６が、図２に示す
ように流路部分が互い違いになるように配置されてい
る。バッフルプレート１６は、鋳物砂１を砂冷却装置１
０の内部に所定時間滞留させるために設置されたもので
あり、鋳物砂１はこのバッフルプレート１６にガイドさ
れて砂冷却装置１０の内部を蛇行しながら満遍なく移動
する。

【０００８】前記砂流動槽１０ａの上部には、流動して
いる鋳物砂１に水を噴霧するためのスプレーノズル１７
ａとこのノズル１７ａに水を供給するための水配管１７
ｂが設置されている。なお水配管１７ｂは図示されてい
ない水ポンプに接続されている。スプレーノズル１７ａ
から噴霧された水は、流動層を形成しながら砂冷却装置
１０内を移動している鋳物砂１に振り掛けられる。これ
によって鋳物砂１は噴霧水と熱交換を行い砂冷却装置１
０を通過するまでに約８００℃の温度から約１５０℃の
温度にまで冷却される。ここで、鋳物砂１の冷却下限を
１００℃以上にしたのは鋳物砂１の内部に水分が残らな
いようにするためである。砂冷却装置１０の頂部には排
気口１８ａが設けられており、この排気口１８ａに集塵
配管１８ｂが接続されている。ここで砂冷却装置１０か
ら排出されるガスは、鋳物砂１の流動に使用された空気
や鋳物砂１の冷却で発生した蒸気が主成分であり、１０
％程度の水分を含む温度約３００℃のウエットガスであ
る。このウエットガスは集塵配管１８ｂによって集塵主
配管２９ｂまで導かれ、ここで後述する風選分級装置２
０から排出されるドライガスと混合されて、ある程度乾
燥された状態で集塵機（図示されていない）に吸引され
る。前記集塵配管１８ｂには、砂冷却装置１０から排出
されるガスの流量を調節するための流量調整弁１９が設
置されており、この流量調整弁１９が作動されることに
より砂冷却装置１０の内部圧力が操業に適した圧力（−
２９．４Ｐａ〜−１９６Ｐａ〔−３ｍｍＨ₂ Ｏ〜−２０
ｍｍＨ₂ Ｏ〕）に保持される。

【０００９】風選分級装置２０は、砂冷却装置１０で冷
却された鋳物砂１に規定流速（本風選分級装置では０．
４５６ｍ／ｓｅｃ）の空気を通過させることにより、こ
の鋳物砂１に含まれる１５０メッシュよりも細かい粒度
の物質を吹き飛ばして除去（風選分級）するための装置
であり、前記砂冷却装置１０と仕切壁３０を隔てて一体
化構造で設置されている。この風選分級装置２０の底部
には、砂冷却装置１０と同様な構造の砂流動槽２０ａが
設けられている。即ち、風選分級装置２０の風箱２２、
ノズル２４およびバッフルプレート２６が、砂冷却装置
１０の風箱１２、ノズル１４およびバッフルプレート１
６に相当して同様に機能する。なお風選分級装置２０で
は、ノズル２４から噴出された空気が鋳物砂１の流動だ
けではなく風選分級にも使用されることから、砂冷却装
置１０のノズル１４と比較すると噴出空気量が多くなっ
ている。風選分級装置２０の砂流動槽２０ａは砂冷却装
置１０の砂流動槽１０ａに対して仕切壁３０の開口３１
を通して接続されている。そしてこの開口３１の高さＨ
が仕切壁３０に沿って上下動する仕切板３２によって調
整できるようになっている。一般的に開口３１の高さＨ
はバッフルプレート１６，２６の高さの１／５〜１／２
程度に設定されており、仕切板３２の下端が鋳物砂１の
層の表面よりも高くならないように配慮されている。こ
れによって、風選分級装置２０と砂冷却装置１０とは鋳
物砂１の通過のみが可能な状態でシールされる。

【００１０】風選分級装置２０の上部空間は、前記仕切
壁３０に対して平行な整流板２７ａによって細分化され
て、複数の通路２７ｃが形成されている。そしてこの各
々の通路２７ｃの内部にバタフライ弁２７ｂが設置され
ている。このバタフライ弁２７ｂの開度は、各通路２７
ｃを通過する空気の流量が一定になるように調整され
る。風選分級装置２０の頂部には排気口２８ａが設けら
れており、この排気口２８ａに集塵配管２８ｂが接続さ
れている。この集塵配管２８ｂは集塵主配管２９ｂを介
して前述の集塵機に接続される。集塵配管２８ｂには、
風選分級装置２０から排出されるガス流量を調節するた
めの流量調整弁２９が設置されており、この流量調整弁
２９が作動されることによって風選分級装置２０の内部
圧力がコントロールされる。

【００１１】この構造によって、ノズル２４から噴出さ
れて鋳物砂１の内部を通過した空気は整流板２７ａによ
って形成される通路２７ｃおよびバタフライ弁２７ｂに
よって風選分級装置２０の内部をほぼ均等に層流に近い
状態で流れて排気口２８ａから集塵配管２８ｂに排出さ
れる。このため、風選分級装置２０内で位置的に鋳物砂
１の内部を通過する空気の流速がバラツクことがなく風
選分級性能が均一化する。また風選分級装置２０の内部
圧力を前記流量調整弁２９によってコントロールするこ
とにより、鋳物砂１の内部を通過する空気の流速を調整
することができる。本実施例に係る風選分級装置２０で
は、風選分級装置２０の内部圧力をほぼ−３９．２Ｐａ
（−４ｍｍＨ₂ Ｏ）に保つことにより、鋳物砂１の内部
を通過する空気の流速を０．４５６ｍ／ｓｅｃに制御し
ている。これによって、鋳物砂１に含まれる１５０メッ
シュより細かい粒度の物質が効率的に吹き飛ばされて除
去される。ここで風選分級装置２０から排出されるガス
は鋳物砂１の流動および風選分級に使用された空気が主
成分であり、温度約１００℃のドライガスである。風選
分級装置２０の砂流動槽の端部には砂出口２５ａが設置
されており、砂出口２５ａの外側にこの砂出口２５ａか
ら流出する鋳物砂１の流出量を調整するためのフローシ
ル・バルブ２５ｂが取り付けられている。このフローシ
ル・バルブ２５ｂはバルブの下方から供給される空気の
流量に応じて鋳物砂１の流出量を調整する。

【００１２】次に本実施例に係る鋳物砂再生装置の機能
を説明する。鋳型の素材として使用された鋳物砂は再生
炉２に搬入され、ここで約８００℃の温度で焙焼され
て、鋳物砂を結束させている結束剤が焼却される。約８
００℃の温度で焙焼された鋳物砂１は、７ｔｏｎ／時間
の割合で砂入口１５から連続的に砂冷却装置１０に供給
される。この鋳物砂１はノズル１４から噴出される空気
によって流動層を形成しながらバッフルプレート１６に
ガイドされて砂冷却装置１０の内部を図２の矢印の方向
に流動する。砂冷却装置１０の内部を流動している鋳物
砂１は、スプレーノズル１７ａから噴霧される水と熱交
換を行うことにより、砂冷却装置１０から風選分級装置
２０に供給される段階で約１５０℃の温度にまで冷却さ
れる。

【００１３】砂冷却装置１０の砂流動槽１０ａを流動し
てきた鋳物砂１は、仕切板３２の下方を通過しながら風
選分級装置２０に導かれる。この鋳物砂１はノズル２４
から噴出される空気によって流動層を形成しながらバッ
フルプレート２６にガイドされて砂出口２５ａの方向に
流動する。さらにこの鋳物砂１は流動する過程でノズル
２４から噴出される空気によって、前述のように分級が
行われる。この風選分級装置２０を通過した鋳物砂１は
砂出口２５ａ、フローシル・バルブ２５ｂを経由して再
生鋳物砂出口２５ｃから外部に取り出される。

【００１４】このように本実施例に係る鋳物砂再生装置
では、鋳物砂１は空気により流動層を形成した状態、即
ち空気で攪拌された状態で砂冷却装置１０を通過するた
めに鋳物砂１の全体が均等に１５０℃まで冷却される。
そして、この冷却された鋳物砂１は流動層を形成したま
まの状態で連続的に風選分級装置２０に導かれる。この
ため風選分級装置２０にはほぼ一定温度の鋳物砂１が供
給される。この結果、風選分級時に鋳物砂１の内部を通
過する空気の体積が温度により変動することがなく空気
流速が一定となって風選分級性能が安定する。また砂冷
却装置１０と風選分級装置２０とは仕切壁３０および仕
切板３２によってシールされているために、風選分級装
置２０は砂冷却装置１０からの内圧の影響を受けずに風
選分級性能が不安定になることがない。さらに、砂流動
槽１０ａによって砂冷却装置１０から風選分級装置２０
に鋳物砂１が連続的に供給されるため、従来の鋳物砂再
生装置で砂冷却装置と風選分級装置との間に必要とされ
た、砂タンクおよびベルトコンベアが必要なくなる。

【００１５】砂冷却装置から排出されるガスは前述のよ
うに１０％程度の水分を含んだウェットガスであるため
に、従来の鋳物砂再生装置ではこのウェットガスに対し
て別の設備から８０℃〜１００℃のドライガスを供給し
て、ある程度乾燥させた状態で集塵機に導いている。こ
れに対して、本実施例に係る鋳物砂再生装置では砂冷却
装置１０から排出されるウェットガスは集塵配管２９ｂ
で風選分級装置２０から排出されるドライガスと合流さ
せることにより、ある程度乾燥させた状態で集塵機に導
いている。このために前記ドライガスを供給する設備を
新たに設置する必要がなくなり省エネルギーが図れる。
また従来の鋳物砂再生装置では、砂冷却装置で約１５０
℃の温度に冷却された鋳物砂をさらに鋳物砂タンクで１
００℃以下の温度にまで自然冷却してから風選分級装置
に供給している。これに対して、本実施例に係る鋳物砂
再生装置では冷却装置１０によって約１５０℃の温度に
冷却された鋳物砂１が砂流動槽１０ａによって直接、風
選分級装置２０に供給される。このために風選分級時に
鋳物砂１の内部を通過する空気温度が従来の風選分級装
置に比べて５０℃程度高くなる。このために所定の流速
を得るのに必要となる空気量が従来の風選分級装置に比
べて少なくて済み省エネルギーが図れる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によると、砂冷却装置から風選分
級装置にほぼ一定温度の鋳物砂が供給されるために、風
選分級性能が安定して良質な鋳物砂が回収できる。ま
た、従来の鋳物砂再生装置で砂冷却装置と風選分級装置
との間に必要とされた、砂タンクおよびベルトコンベア
が必要なくなるために、設備費が低下するとともに設備
の設置スペースが少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る砂冷却装置と風選分級装置の縦
断面図である。

【図２】図１の砂流動槽部分の平面図である。

【図３】本実施例に係る鋳物砂再生装置の全体概略図で
ある。

【符号の説明】

２ 再生炉 １０ 砂冷却装置 ２０ 風選分級装置 １０ａ 砂流動槽 ２０ａ 砂流動槽 ３０ 仕切壁 ３１ 開口 ３２ 仕切板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 鋳型の素材として使用された鋳物砂を焙
   焼するための再生炉と、前記再生炉で焙焼された鋳物砂
   を所定温度にまで冷却する砂冷却装置と、前記砂冷却装
   置で冷却された鋳物砂に規定流速の空気を通し、この鋳
   物砂に含まれる基準粒度以下の物質を吹き飛ばして除去
   する風選分級装置とを備える鋳物砂再生装置において、 前記再生炉から供給された焙焼後の鋳物砂を空気により
   流動層を形成させながら前記砂冷却装置と前記風選分級
   装置とを通過させて鋳物砂回収口にまで導く砂流動槽
   と、 前記砂冷却装置と前記風選分級装置との間に配設され、
   前記砂流動槽内を流動層を形成して移動している前記鋳
   物砂のみを通過させる開口を備える仕切壁と、を有する
   ことを特徴とする鋳物砂再生装置。