JPH0716698A - Mold structure - Google Patents

Mold structure

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JPH0716698A
JPH0716698A JP18719493A JP18719493A JPH0716698A JP H0716698 A JPH0716698 A JP H0716698A JP 18719493 A JP18719493 A JP 18719493A JP 18719493 A JP18719493 A JP 18719493A JP H0716698 A JPH0716698 A JP H0716698A
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mold
skin
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crushing
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雄候 平田
Ryutoku Sakata
龍徳 佐方
Makoto Matsubara
眞 松原
Fumio Toda
文雄 戸田
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  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a mold structure, in which the quantity of waste sand produced at the time of executing reconditioning treatment can be reduced as little as possible and the mixture of crushed remained part of back sand into facing sand can be restrained and further, even after repeatedly using, the facing sand, core sand and the back sand can be improved to further sure separation and recovery. CONSTITUTION:The facing sand layer forming a formed cavity in the mold and contacting with a prescribed molten metal is constituted with spherical mullite ceramic grains having <0.5mm grain diameter and <=20% apparent porosity. On the other sand layer at the back of the facing sand layer is constituted with refractory grains having 0.5-3mm grain diameter and <=13.5% crushing ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、鋳造用の鋳型の構造に関するも
ので、特に加熱や摩耗による破砕に対して高い抵抗性を
有する鋳物砂を用いて構成することにより、繰り返しの
使用の後においても、裏砂の破砕残片の肌砂層への混入
が抑制され得ると共に、再生処理時における鋳物砂の廃
棄量が可及的に減少せしめられ得るように改良された鋳
型の構造に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the structure of a casting mold, and in particular, by using molding sand having high resistance to crushing due to heating and abrasion, even after repeated use, The present invention relates to a structure of a mold improved so that it is possible to suppress the mixture of crushed pieces of back sand into the skin sand layer and to reduce the amount of casting sand to be discarded during the regeneration treatment as much as possible.

【0002】[0002]

【背景技術】従来から、鋳物の製造において多用されて
いる鋳型の一つとして、鋳型の略中央部において成形キ
ャビティを形成し、所定の金属溶湯に接する肌砂層と、
該肌砂層の背後にあって、該肌砂層を補強乃至は支持す
る裏砂層とによって構成されたものがある。
BACKGROUND ART Conventionally, as one of the molds often used in the production of castings, a skin sand layer which forms a molding cavity in a substantially central portion of the mold and is in contact with a predetermined molten metal,
There is a back sand layer that is behind the skin sand layer and that reinforces or supports the skin sand layer.

【0003】一般に、このような鋳型にあっては、裏砂
層を構成する裏砂として、比較的粒径の大きい安価な珪
砂等が、また肌砂層を構成する肌砂や中子砂として、裏
砂と同じ珪砂、若しくは裏砂よりも高い耐火度を有する
アルミナサンド、ムライトサンド、ジルコンサンド、ク
ロマイトサンド、オリビンサンド、セラミックス粒子等
の比較的粒径の小さな天然砂または合成砂が用いられ、
そしてそれらの鋳物砂に、所定のバインダや補助材料等
が添加された後、所望の形状に造型されることによっ
て、形成されるようになっている。そして、よく知られ
ているように、かかる鋳型においては、鋳造後、型ばら
しや砂落し等、所定の処理が施され、それによって、該
鋳型を構成する鋳物砂が、鋳物から取り除かれ、更に、
この鋳物砂が、回収され、その後、所定の再生処理が施
されて、再利用されるようになっているのである。
Generally, in such a mold, as the back sand constituting the back sand layer, inexpensive silica sand having a relatively large particle size is used, and as the skin sand or core sand constituting the skin sand layer, The same silica sand as the sand, or alumina sand having a higher degree of fire resistance than the back sand, mullite sand, zircon sand, chromite sand, olivine sand, natural sand or synthetic sand with a relatively small particle size such as ceramic particles is used,
Then, a predetermined binder, an auxiliary material, and the like are added to these foundry sands, and then the molding sands are molded into a desired shape to be formed. Then, as is well known, in such a mold, after casting, a predetermined treatment such as unmolding or sand removal is performed, whereby the molding sand constituting the mold is removed from the casting, and ,
This foundry sand is collected, then subjected to a predetermined reclaiming process and reused.

【0004】ところが、そのような鋳型にあっては、以
下に示す如き種々の問題が内在していた。すなわち、か
かる鋳型において、再利用を目的とした鋳物砂の再生処
理を行なう場合、例えば、鋳物から取り除かれた鋳物砂
を空気移動方式により回転羽根に衝突せしめ、粒子の孤
立化及び研磨効果による砂表面の清浄化を行なうロータ
リークレーマー等の方式や、流動焙焼炉によって、該鋳
物砂の砂表面の付着物を除去する方法等が採用されてい
るが、それらの再生処理方法は、何れも、鋳物砂に対し
て機械的、熱的な力を加えることにより砂表面を清浄化
するものであるため、そのような鋳物砂の再生処理時に
おいて、鋳物砂粒子の破壊が惹起せしめられ、再利用不
可能な微細な粒子が多量に生ずることが避けられなかっ
た。しかも、それら微細な粒子は殆ど有効利用されず、
その大半が、廃砂として、廃棄処分されているのであ
る。
However, in such a mold, various problems as described below are inherent. That is, in such a mold, when performing a reclaiming process of the casting sand for the purpose of reuse, for example, the casting sand removed from the casting is caused to collide with the rotating blades by the air moving method, and the sand due to the isolation and polishing effect of the particles. A method such as a rotary clay maker for cleaning the surface, a method of removing deposits on the sand surface of the foundry sand by a fluidized roasting furnace, etc., but any of these regeneration treatment methods, Since the sand surface is cleaned by applying mechanical and thermal force to the foundry sand, it causes destruction of foundry sand particles during the reclaiming process of such foundry sand, and reuse It is inevitable that a large amount of impossible fine particles are produced. Moreover, these fine particles are hardly used effectively,
Most of them are discarded as waste sand.

【0005】また、特に肌砂層として、裏砂層を構成す
る珪砂よりも高い耐火度を有する、上述の如き種々の鋳
物砂を使用する場合にあっては、再利用の際における肌
砂層の耐火度の低下を防ぐために、鋳物砂が型ばらしや
砂落し処理等によって鋳物から取り除かれた後、それら
鋳物砂を肌砂及び中子砂と裏砂とに分離して、回収する
必要があるが、相対的には単に耐火度が異なるだけの肌
砂及び中子砂と裏砂とを分離、回収することは非常に困
難である。そのため、この裏砂が混入した肌砂や中子砂
も、前記した廃砂と同様、廃棄処分されているのが実情
なのである。
Further, in the case of using various molding sands as described above, which have higher fire resistance than silica sand constituting the back sand layer, especially as the skin sand layer, the fire resistance of the skin sand layer at the time of reuse In order to prevent the deterioration of the casting sand, after the casting sand is removed from the casting by unmolding or sand removal treatment, etc., it is necessary to separate the casting sand into skin sand and core sand and back sand, and to collect, It is very difficult to separate and collect skin sand, core sand, and back sand that are relatively different in fire resistance. Therefore, the skin sand and core sand mixed with the back sand are actually disposed of like the waste sand.

【0006】要するに、従来の鋳型を用いる場合にあっ
ては、鋳造の度毎に鋳物砂、特に高価な肌砂や中子砂を
多量に廃棄しなければならず、これが、鋳造操作におけ
る資材やコストの節約を困難ならしめていたのである。
[0006] In short, when the conventional mold is used, a large amount of casting sand, especially expensive skin sand and core sand, must be discarded every time casting is carried out. It made it difficult to save money.

【0007】さらに、そのような鋳型においては、砂粒
子の流動性や鋳型自体の通気性や強度を高める上で、ま
た成形キャビティ面の荒れを防ぐ上で、肌砂層を構成す
る肌砂や中子砂として、望ましくは、球形状のものが使
用されることとなるが、上述の如くして、再生、再利用
が繰り返されると、裏砂が破砕して、不定形状若しくは
切片状を呈する破砕残片が生じ、そして、そのような破
砕残片が肌砂層に混入することによって、球形状を呈す
る肌砂及び中子砂の使用により得られる上述の如き優れ
た鋳型特性が著しく損なわれ、その結果、製造される鋳
物の品質が低下してしまうといった問題も生じていた。
Further, in such a mold, in order to increase the fluidity of sand particles, the air permeability and strength of the mold itself, and to prevent the molding cavity surface from being roughened, the skin sand and the medium sand constituting the skin sand layer are formed. As a child sand, a spherical one is preferably used, but if the recycling and reuse are repeated as described above, the back sand will be crushed and crushed to have an indefinite shape or a section shape. Debris occurs, and by mixing such crushed debris into the skin sand layer, the excellent mold characteristics as described above obtained by using spherical sand and core sand are significantly impaired, and as a result, There has also been a problem that the quality of the cast product produced is reduced.

【0008】このため、これらの問題を解決するものと
して、特開平4−4942号公報には、大粒径の裏砂と
小粒径の肌砂を使用し、型ばらし後における、肌砂や裏
砂等の回収操作の際に、それら両者を篩分けにより分離
して、回収する方法が提案されている。
Therefore, in order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 4942/1992 uses back sand having a large particle diameter and skin sand having a small particle diameter to remove skin sand after unmolding. At the time of collecting the back sand and the like, a method of separating both by separating them by sieving has been proposed.

【0009】しかしながら、かかる手法を採用しても、
再生処理時において不可避的に生じる廃砂の量を減少さ
せることや裏砂の破砕残片の肌砂層への混入を防止する
ことは非常に難しく、また、再生、再利用を繰り返すう
ちに、裏砂と肌砂とが、共に摩耗若しくは破砕せしめら
れ、両者の粒度が次第に均一化されて、篩分けによる分
離、回収が困難となってしまうのである。従って、かく
の如き手法は、従来の鋳型において惹起せしめられてい
る、上述の如き問題を解消するものとしては、未だ不十
分なものであったのである。
However, even if such a method is adopted,
It is extremely difficult to reduce the amount of waste sand that is inevitably generated during reclaiming treatment and to prevent the mixture of crushed pieces of backing sand into the skin sand layer. The sand and the skin sand are both abraded or crushed, and the particle sizes of the sand and the sand are gradually made uniform, which makes separation and recovery by sieving difficult. Therefore, such a method is still inadequate as a solution to the above-mentioned problems caused by conventional molds.

【0010】[0010]

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
に鑑みて為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、再生処理時に生ずる廃砂の量を可及的に減少せ
しめ得ると共に、裏砂の破砕残片の肌砂層への混入を抑
制し得、更には繰り返し使用の後においても、肌砂及び
中子砂と裏砂とをより確実に分離、回収し得るように改
良された鋳型構成を提供することにある。
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and a problem to be solved by the present invention is to reduce the amount of waste sand generated during the regeneration process as much as possible. Together with, it is possible to suppress the mixture of crushed pieces of back sand into the skin sand layer, and even after repeated use, it is improved so that the skin sand and core sand and back sand can be separated and collected more reliably. To provide the mold composition.

【0011】[0011]

【解決手段】そして、かかる課題を解決すべく、本発明
者らが鋭意研究を重ねた結果、特に鋳型の外側層を構成
する裏砂として、成形キャビティを形成する内側層を構
成する肌砂及び中子砂よりも大なる粒径を有し、且つ加
熱や摩耗による粒子破壊に対して高い抵抗性を備えた耐
火物粒子を使用することよって、従来のものにおいて惹
起されていた問題を悉く解消し得ることを見出したので
ある。
SOLUTION: As a result of intensive studies conducted by the present inventors in order to solve such a problem, as a back sand forming an outer layer of a mold, skin sand forming an inner layer forming a molding cavity and By using refractory particles that have a larger particle size than core sand and have high resistance to particle destruction due to heating and abrasion, the problems caused by conventional ones are eliminated. I found that I could do it.

【0012】すなわち、本発明は、かかる知見に基づい
て完成されたものであって、その特徴とするところは、
鋳型の成形キャビティ面を形成し、所定の金属溶湯に接
する肌砂層を、粒径が0.5mm未満で且つ見掛気孔率が
20%以下の球状ムライト質セラミックス粒子にて構成
する一方、該肌砂層の背後にあって該肌砂層を補強乃至
は支持する裏砂層を、粒径が0.5〜3mmで且つ破砕率
が135%以下の耐火物粒子にて構成した鋳型構造にあ
る。
That is, the present invention has been completed on the basis of such findings, and the characteristic features are as follows.
The skin sand layer that forms the molding cavity surface of the mold and is in contact with a predetermined molten metal is composed of spherical mullite ceramic particles having a particle size of less than 0.5 mm and an apparent porosity of 20% or less. The back sand layer, which is behind the sand layer and reinforces or supports the skin sand layer, has a mold structure composed of refractory particles having a particle size of 0.5 to 3 mm and a crushing rate of 135% or less.

【0013】また、そのような本発明においては、有利
には、裏砂として、SK35以上の耐火度を有する耐火
物粒子が用いられることとなる。
In the present invention as described above, refractory particles having a fire resistance of SK35 or higher are advantageously used as the back sand.

【0014】[0014]

【具体的構成】ところで、上述の如き本発明に従う鋳型
構造は、内側層としての肌砂層と、該肌砂層を取り囲む
外側層としての裏砂層とによって、構成されている。そ
して、かかる鋳型構造にあっては、それら両層のうち、
肌砂層が、ムライト質セラミックス粒子からなってい
る。
SPECIFIC CONSTRUCTION By the way, the mold structure according to the present invention as described above is constituted by a skin sand layer as an inner layer and a back sand layer as an outer layer surrounding the skin sand layer. And in such a mold structure, of those two layers,
The skin sand layer consists of mullite ceramic particles.

【0015】この肌砂層は、その内側部位、即ち鋳型の
略中央部位に、製品の外形状に対応した形状を有する成
形キャビティを形成し、かかる成形キャビティ面におい
て、高温の金属溶湯と接触せしめられるものである。そ
のため、そのような肌砂層を与える肌砂及び中子砂に
は、温度変化に対する体積変化が小さく、且つ耐熱性に
優れるといった特性等が要求されるのであり、また、鋳
込み時の溶湯圧力や衝撃等に耐え得る、高温時での高い
機械的強度をも必要とされるのである。
This skin sand layer forms a molding cavity having a shape corresponding to the outer shape of the product in its inner portion, that is, in the substantially central portion of the mold, and is brought into contact with the high temperature molten metal on the surface of the molding cavity. It is a thing. Therefore, skin sand and core sand that give such a skin sand layer are required to have characteristics such as a small volume change with respect to temperature change and excellent heat resistance, and the molten metal pressure and impact during casting. It is also required to have high mechanical strength at high temperature that can withstand the above.

【0016】一方、よく知られているように、ムライト
質セラミックス粒子は、それらの特性を兼備するもので
あり、しかも耐摩耗性においても優れた特性を発揮する
ものである。
On the other hand, as is well known, the mullite ceramic particles have both of these characteristics and, in addition, exhibit excellent wear resistance.

【0017】従って、本発明に係る鋳型構造にあって
は、肌砂及び中子砂として、かかるムライト質セラミッ
クス粒子を用いることによって、上述の如き要求が全べ
て満たされ得、以て製造される鋳物の寸法精度や品質が
高められ得ると共に、鋳込み時やその後の型ばらし及び
砂落し処理時において、砂粒子が摩耗若しくは破砕せし
められることが可及的に防止乃至は抑制され得るように
なっているのである。
Therefore, in the mold structure according to the present invention, by using such mullite ceramic particles as the skin sand and the core sand, all the above-mentioned requirements can be satisfied and manufactured. It is possible to improve the dimensional accuracy and quality of the casting, and to prevent or suppress the sand particles from being worn or crushed as much as possible at the time of casting and at the time of removing mold and removing sand. -ing

【0018】また、かかる鋳型構造においては、そのよ
うなムライト質セラミックス粒子が、球形の粒子形状を
成していなければならない。これにより、肌砂及び中子
砂において優れた流動性が得られて、造型の際の充填性
が高められ得、以て高い成型性が確保され得るのであ
り、またこれを造型して得られる鋳型においても、優れ
たガス抜き特性や崩壊性、更には強度が得られると共
に、成形キャビティ面の荒れが防止され得て、肌荒れや
ガス孔、亀裂等のない高品質な鋳物が製造され得ること
となるのである。
Moreover, in such a template structure, such mullite ceramic particles must have a spherical particle shape. Thereby, excellent fluidity can be obtained in skin sand and core sand, the filling property at the time of molding can be enhanced, and thus high moldability can be secured, and it is also obtained by molding this. Even in the mold, it is possible to obtain excellent degassing characteristics, disintegration property, and further strength, and it is possible to prevent roughening of the molding cavity surface, and it is possible to manufacture a high quality casting without rough skin, gas holes, cracks, etc. It becomes.

【0019】さらに、かくの如き球状ムライト質セラミ
ックス粒子にあっては、その見掛気孔率が20%以下と
された緻密な構造を有している必要があり、望ましくは
10%以下である。けだし、見掛気孔率が20%を越え
るものにおいては、粒子強度が低く、得られる鋳型の機
械的強度が低下するばかりでなく、後述する破砕率も低
下して、加熱や摩耗に対する耐破砕性が低減するといっ
た問題が生ぜしめられることとなるからである。
Further, such spherical mullite ceramic particles need to have a dense structure with an apparent porosity of 20% or less, preferably 10% or less. When the porosity is higher than 20%, not only the particle strength is low and the mechanical strength of the obtained mold is lowered, but also the crushing rate described later is lowered and the crushing resistance to heating and abrasion is low. This will cause a problem that the noise will be reduced.

【0020】そして、本発明に係る鋳型構造において
は、そのような肌砂及び中子砂としての球状ムライト質
セラミックス粒子が、0.5mm以下の粒径を有するもの
から構成されていなければならない。何故なら、かかる
球状ムライト質セラミックス粒子が、0.5mmを越える
粒径を有するもので構成される場合、鋳型及び中子の表
面が粗くなり、結果として、製造される鋳物において、
肌荒れが惹起せしめられることとなるからである。
Further, in the mold structure according to the present invention, the spherical mullite ceramic particles as such skin sand and core sand must be composed of particles having a particle size of 0.5 mm or less. This is because when the spherical mullite ceramic particles are composed of particles having a particle size of more than 0.5 mm, the surfaces of the mold and the core become rough, and as a result, in the casting to be manufactured,
This is because it will cause rough skin.

【0021】なお、上述の如き特徴を有する球状ムライ
ト質セラミックス粒子は、従来法に従って製造され得る
もので、例えば、所定量のSiO2 原料とAl2 3
料とを配合せしめて、泥漿を調製し、その後、この泥漿
をスプレードライヤー等にて球状粒に造粒したり、或い
はかかる泥漿を脱水乾燥し、その後、パン式造粒機等に
よって球形状に造粒したりした後、かくして得られた造
粒物を所定の温度にて焼結せしめることによって、得ら
れるものである。
The spherical mullite ceramic particles having the above-mentioned characteristics can be produced by a conventional method. For example, a predetermined amount of SiO 2 raw material and Al 2 O 3 raw material are mixed to prepare a slurry. After that, the slurry is granulated into spherical particles with a spray dryer or the like, or the slurry is dehydrated and dried, and then granulated into a spherical shape with a pan granulator or the like, and thus obtained. It is obtained by sintering the granulated product at a predetermined temperature.

【0022】一方、裏砂層を構成する裏砂としては、従
来より使用されている天然または人工の耐火物粒子が何
れも採用され得るが、この裏砂層が、前述した如く、成
形キャビティ面において高温の金属溶湯に接する肌砂層
の背後にあって、該肌砂層を補強乃至は支持する機能を
果たすものであるところから、優れた耐熱性と高い機械
的強度とを有していることが望ましい。その点からし
て、本発明にあっては、それらの特性を具備するジルコ
ンサンド、クロマイトサンド、ハイアルミナサンド、ム
ライトサンド等の天然砂やムライト質セラミックス粒子
等の合成砂が、かかる裏砂として好適に用いられ得るの
である。そして、本発明に係る鋳型構造においては、そ
のような鋳物砂の中から、1種若しくは2種以上が適宜
に選択され、それらが各々単独で若しくは種々組み合わ
されて、裏砂として、使用されるのである。
On the other hand, as the back sand constituting the back sand layer, any of conventionally used natural or artificial refractory particles can be adopted, but as described above, this back sand layer has a high temperature on the molding cavity surface. It is desirable to have excellent heat resistance and high mechanical strength because it is behind the skin sand layer in contact with the molten metal and functions to reinforce or support the skin sand layer. From this point of view, in the present invention, natural sand such as zircon sand, chromite sand, high alumina sand, mullite sand or the like having these characteristics, or synthetic sand such as mullite ceramic particles is used as the back sand. It can be preferably used. Then, in the mold structure according to the present invention, one kind or two or more kinds are appropriately selected from such foundry sand, and they are used individually or in various combinations as the back sand. Of.

【0023】また、かかる鋳型構造においては、望まし
くは、それらの耐火物粒子の中でも、SK35以上の耐
火度を有するものが用いられることとなる。けだし、S
K35未満の耐火度を有するものにあっては、高温にな
ると、後述する破砕率が急激に上昇して、耐摩耗性や耐
破砕性が著しく低下し、高温での鋳型の機械的強度も低
くなってしまうからである。
Further, in such a mold structure, it is desirable to use those refractory particles having a refractory degree of SK35 or higher. Squeeze, S
In the case of those having a fire resistance of less than K35, when the temperature becomes high, the crushing ratio to be described later sharply increases, the wear resistance and the crush resistance are remarkably lowered, and the mechanical strength of the mold at high temperature is also low. Because it will be.

【0024】さらに、本発明に係る鋳型構造にあって
は、そのような裏砂の粒子形状が特に限定されるもので
はないが、丸味を帯びた形状とされていることが好まし
く、また球形状とされることがより好ましい。これによ
って、かかる鋳型構造においては、他の部位に比して、
比較的破砕し易い裏砂表面上の鋭角部が予め除去され得
て、裏砂の耐破砕性や耐摩耗性が有利に高められ得るの
である。そして、その結果、裏砂の破砕や摩耗によって
生ずる破砕残片の量が減少せしめられ得て、造型時等に
おいて、かかる裏砂の破砕残片が肌砂層に混入すること
がより効果的に抑制され得ると共に、鋳込み時や再生処
理時等において、そのような破砕残片に由来して発生す
る再利用不可能な破砕微小粉の量が、より減少され得る
こととなる。また、本発明に従う鋳型構造において、特
に裏砂を球形状を呈するように構成すれば、前述した球
形状の肌砂や中子砂との協働作用により、鋳型強度や製
造される鋳物の品質をより一層向上せしめることも可能
となる。
Further, in the mold structure according to the present invention, the particle shape of such back sand is not particularly limited, but it is preferable that the back sand has a rounded shape, and a spherical shape. Is more preferable. As a result, in such a template structure, compared to other parts,
The sharp corners on the back sand surface, which are relatively crushable, can be removed beforehand, and the crush resistance and wear resistance of the back sand can be advantageously enhanced. As a result, the amount of crushed fragments generated by crushing or abrasion of the back sand can be reduced, and during molding, etc., the crushed fragments of the back sand can be more effectively suppressed from being mixed into the skin layer. At the same time, the amount of non-reusable crushed fine powder generated due to such crushed fragments during casting, regeneration processing, etc. can be further reduced. Further, in the mold structure according to the present invention, in particular, if the back sand is configured to have a spherical shape, it cooperates with the above-mentioned spherical skin sand and core sand, and the mold strength and the quality of the casting to be manufactured. It is also possible to further improve.

【0025】なお、そのような丸味を帯びた形状や球形
状を呈する裏砂を得るには、裏砂として合成砂を用いる
場合、その製造時において、スプレードライヤーやパン
式造粒機等を用いて球状粒に造粒すれば良いのであり、
また、天然砂を利用する場合にあっては、粉砕、整粒処
理を施した後の裏砂を、例えば、ロータリークレーマ
ー、サンドシャイナ、サンドフレッシャー、ハイブリダ
イザー等にて表面を研磨して、鋭角部を除去し、その
後、それらを篩別整粒するようにすれば良いのである。
また、特に焼結アルミナクリンカーやばんど頁岩等を裏
砂として用いる場合にあっては、その他のものに比し
て、破砕微小粉が発生し易いため、上述の如き手法によ
り球状粒とすることがより望ましい。
In order to obtain such a rounded or spherical backing sand, when synthetic sand is used as the backing sand, a spray dryer or a pan type granulator is used at the time of its production. And granulate into spherical particles,
Further, in the case of using natural sand, the back sand after crushing and sizing has been lapped, for example, by polishing the surface with a rotary clayer, sand shiner, sand fresher, hybridizer, etc. It suffices to remove the sharp corners and then sieve-size them.
Further, particularly when using a sintered alumina clinker or band shale as the backing sand, crushed fine powder is more likely to be generated than the other ones. Is more desirable.

【0026】さらに、かかる鋳型構造にあっては、その
ような裏砂の破砕率が135%以下とされている必要が
あり、特に115%以下とされることが好ましい。けだ
し、破砕率が135%を越える耐火物粒子にあっては、
加熱や摩耗に対する耐破砕性に劣るため、そのような耐
火物粒子を裏砂として用いた場合、繰り返し使用の際の
鋳込み時や再生処理時等における破砕若しくは摩耗が著
しく、所期の目的を達成することが非常に困難となるか
らである。
Further, in such a mold structure, the crushing rate of such back sand needs to be 135% or less, and particularly preferably 115% or less. In case of refractory particles with a crush rate of more than 135%,
Since crush resistance against heating and abrasion is poor, when such refractory particles are used as back sand, crushing or abrasion during casting or reprocessing during repeated use is remarkable, achieving the intended purpose. This is very difficult to do.

【0027】ここにおいて、本発明において規定する裏
砂の破砕率とは、JACT(Japan-ese Association of
Casting Technology :鋳造技術普及協会)試験法S−
6−IIに規定される鋳物砂の熱的処理及び機械的処理に
よる破砕性試験法に準じて、繰り返し3回の破砕試験を
行なうことによって得られる、該破砕試験後の砂のAF
S(American Fundry Society)粒度指数:Fの平均値
の、破砕試験前の元砂のAFS粒度指数:Fに対する比
(%)をもって表したものである。
Here, the crushing rate of the back sand defined in the present invention means the JACT (Japan-ese Association of
Casting Technology: Casting Technology Promotion Association) Test Method S-
AF of the sand after the crushing test, which is obtained by repeatedly performing the crushing test three times in accordance with the crushability test method by thermal treatment and mechanical treatment of foundry sand specified in 6-II.
It is expressed as the ratio (%) of the average value of S (American Fundry Society) particle size index: F to the AFS particle size index: F of the original sand before the crushing test.

【0028】そして、そのような破砕率は、具体的には
以下の如くして求められることとなる。即ち、JACT
試験法S−6−IIに規定される鋳物砂の熱的処理及び機
械的処理による破砕性試験法に基づいて、先ず、所定量
の試料を加熱容器内にて所定の温度にて所定時間加熱
し、その後、空冷して、室温まで冷却する。次いで、加
熱容器から試料を取り出して、該試料を規定量のボール
と共にボールミル中に投入する。その後、これらを1時
間回転処理した後、試料をボールミル中から取り出し
て、縮分、分割することにより、粒度分布測定用の試料
として、50gを採取する。そして、このような操作を
3回繰り返し、各回毎に粒度分布測定用の試料を採取
し、その後、かくして得られた3種類の粒度分布測定用
の試料と、破砕試験を実施する前の元砂とに対して、1
4メッシュ〜36メッシュの篩を用いて、篩分け試験を
実施して、それぞれの粒度分布を測定する。
Then, such a crushing rate is specifically determined as follows. That is, JACT
Based on the crushability test method by thermal and mechanical treatment of foundry sand specified in Test Method S-6-II, first, a predetermined amount of sample is heated in a heating container at a predetermined temperature for a predetermined time. Then, it is air-cooled and cooled to room temperature. Then, the sample is taken out of the heating container and put into a ball mill together with a specified amount of balls. Then, after rotating these for 1 hour, the sample is taken out from the ball mill, and is divided and divided to obtain 50 g as a sample for particle size distribution measurement. Then, such an operation is repeated three times, and a sample for particle size distribution measurement is sampled each time, and thereafter, three kinds of samples for particle size distribution measurement thus obtained and the original sand before the crushing test are carried out. And for 1
A sieving test is performed using a 4-mesh to 36-mesh screen to measure the particle size distribution of each.

【0029】なお、かかる破砕試験及び篩分け試験にお
ける装置条件等は、以下の如きものとする。 加熱容器:試料を約500g入れることのできる磁製容
器。 加熱装置:約1000℃に保温することができ、上記の
加熱容器を入れることのできる加熱炉。 ボールミル用磁製ポット:外径90〜300mm(容量5
〜6l)のもの。 ボールミル用回転機:回転数33〜333rpm 程度のも
の。 篩:JIS Z 8801−1387「標準篩」に合格した
もの。 篩分け試験機:回転数240〜280回/分,打数13
0〜150回/分のもの。 上皿天秤:秤量100g,感量100mgのもの。
The apparatus conditions and the like in the crushing test and the sieving test are as follows. Heating container: A porcelain container capable of containing about 500 g of a sample. Heating device: A heating furnace capable of keeping the temperature at about 1000 ° C. and containing the above heating container. Porcelain pot for ball mill: outer diameter 90-300mm (capacity 5
~ 6l). Rotating machine for ball mill: Rotating speed is about 33 to 333 rpm. Sieve: JIS Z 8801- 1387 that passed the "standard sieve". Sieving tester: rotation speed 240-280 times / min, striking number 13
0 to 150 times / minute. Fine balance: 100 g weighed, 100 mg sensitive.

【0030】次いで、上述の如くして得られた3種類の
粒度分布測定用試料と元砂の各粒度分布の測定値とを下
記式1に代入して、それぞれのAFS粒度指数:Fを算
出し、更に、該3種類の粒度分布測定用試料のAFS粒
度指数:Fの平均値を算出する。 F=Σ(Wn ×Sn )/ΣWn ・・・ (式1) 但し、Wn :篩分け試験において、各篩面上に残った砂
の重量(g) Sn :粒度係数
Next, the three types of samples for particle size distribution measurement obtained as described above and the measured values of each particle size distribution of the original sand are substituted into the following formula 1 to calculate the respective AFS particle size index: F. Then, the average value of the AFS particle size index: F of the three types of samples for particle size distribution measurement is calculated. F = Σ (W n × S n) / ΣW n ··· ( Equation 1) where, W n: In sieve analysis, the weight of the remaining sand on each sieve surface (g) S n: particle size coefficient

【0031】そして、その得られた算出値をもって、元
砂のAFS粒度指数:Fに対する破砕試験後の砂のAF
S粒度指数:Fの平均値の比を百分率にて求め、これを
破砕率とするのである。要するに、本発明において規定
する破砕率とは、加熱や摩耗によって、耐火物粒子に惹
起せしめられる破砕に対する抵抗性を表す指標となるも
のなのである。
Then, with the obtained calculated value, the AF of the sand after the crushing test with respect to the AFS particle size index of the original sand: F
The ratio of the average particle size of S: F is calculated as a percentage, and this is taken as the crushing rate. In short, the crushing rate specified in the present invention is an index showing the resistance to crushing caused by refractory particles due to heating or abrasion.

【0032】また、本発明に係る鋳型構造にあっては、
上述の如き特徴を有する裏砂が、0.5〜3mmの粒径を
有するものによって構成されていなければならない。け
だし、粒径が0.5mm未満のものが混在する場合にあっ
ては、型ばらしや砂落し処理等の後に為される鋳物砂の
回収作業の際に、そのような裏砂と、それと同一の粒径
範囲のものによって構成される肌砂や中子砂とを、篩分
けにより確実に分離することが困難となるからであり、
粒径が3mmを越えるものが混在する場合においては、複
雑な形状の鋳型の形成が困難となってしまうだけでな
く、鋳型の強度が低下してしまうといった問題が惹起さ
れるからである。
Further, in the mold structure according to the present invention,
The back sand having the characteristics as described above must be constituted by one having a particle size of 0.5 to 3 mm. If there is a mixture of particles that have a particle size of less than 0.5 mm and are the same as that of the backing sand when recovering the molding sand that is performed after the mold is removed or the sand is removed. It is difficult to reliably separate skin sand and core sand composed of particles having a particle size range of
This is because, when particles having a particle size of more than 3 mm are mixed, not only it becomes difficult to form a mold having a complicated shape, but also the strength of the mold is reduced.

【0033】このように、本発明に従う鋳型構造にあっ
ては、裏砂層が、加熱や摩耗による破砕に対する抵抗性
が極めて高い裏砂によって構成されているところから、
鋳込み時や再生処理時等における裏砂の破砕若しくは摩
耗が著しく低減せしめられ得ると同時に、破砕残片の発
生量も減少せしめられ得、以てそのような破砕残片が肌
砂層に混入するようなことが効果的に回避乃至は抑制さ
れ得るのである。
As described above, in the mold structure according to the present invention, since the back sand layer is composed of the back sand having extremely high resistance to crushing due to heating and abrasion,
The crushing or abrasion of the back sand during casting or reclaiming can be significantly reduced, and at the same time, the amount of crushed debris can be reduced, so that such crushed debris is mixed in the skin sand layer. Can be effectively avoided or suppressed.

【0034】また、かかる鋳型構造にあっては、肌砂層
も、耐熱性や高温における機械的強度に優れ、更には高
耐摩耗性をも有する球状ムライト質セラミックス粒子か
らなる肌砂及び中子砂によって構成されているところか
ら、鋳込み時や再生処理時等に、裏砂だけでなく肌砂や
中子砂においても、その破砕や摩耗が低減せしめられ
得、以てそれらの鋳物砂の破砕や摩耗によって生ずる破
砕微小粉の量が減少され得て、その結果、再利用不可能
な廃砂の発生量が著しく減少せしめられ得ることとなる
のである。
Further, in such a mold structure, the skin sand layer is also composed of spherical mullite ceramic particles having excellent heat resistance and mechanical strength at high temperature, and further having high abrasion resistance. Since it is composed of, the crushing and wear of not only the back sand but also the surface sand and the core sand can be reduced at the time of casting or reclaiming process, and thus the crushing and the crushing of the foundry sand can be performed. The amount of crushed fines generated by abrasion can be reduced, and as a result, the amount of waste sand that cannot be reused can be significantly reduced.

【0035】さらに、本発明に係る鋳型構造において
は、そのように加熱や摩耗に対する耐破砕性に優れた裏
砂が、同じくそのような優れた特性を有する肌砂及び中
子砂よりも大きな粒径の耐火物粒子によって構成されて
いるため、繰り返し使用の後においても、型ばらしや砂
落し処理等の後の篩分けによって、それら裏砂と肌砂及
び中子砂とが、より確実に分離、回収され得るのであ
る。
Further, in the mold structure according to the present invention, the back sand which is excellent in crush resistance against heating and abrasion is larger than the skin sand and core sand which also have such excellent characteristics. Since it is composed of refractory particles of different diameters, even after repeated use, the back sand and skin sand and core sand are more reliably separated by sieving after demolding or sand removal processing. , Can be recovered.

【0036】従って、鋳物を製造するに際して、本発明
に従う鋳型構造を採用すれば、裏砂の破砕残片の肌砂層
への混入による、該肌砂層の流動性、強度、通気性の低
下、更には成形キャビティ面の荒れ等が有効に防止され
得て、製造される鋳物の品質の向上が効果的に図られ得
るのであり、また、再生処理時等において廃棄される鋳
物砂の量が著しく減少せしめられ得て、資材の節約が可
能となると共に、コストの低減が効果的に達成され得る
こととなるのである。
Therefore, if the mold structure according to the present invention is adopted in the production of castings, the fluidity, strength, and air permeability of the skin sand layer are lowered due to the inclusion of the crushed debris of the back sand into the skin sand layer. Roughness of the molding cavity surface can be effectively prevented, and the quality of the casting to be manufactured can be effectively improved, and the amount of casting sand to be discarded at the time of recycling processing can be significantly reduced. As a result, it becomes possible to save the material and effectively reduce the cost.

【0037】[0037]

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。
EXAMPLES Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention in more detail. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say, it is not something to receive.
In addition to the following embodiments, the present invention further includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art, in addition to the above specific description, without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and the like can be added.

【0038】先ず、原料として、ばんど頁岩と水酸化ア
ルミニウムを所定量準備し、それらをばんど頁岩:93
重量%、水酸化アルミニウム:7重量%の割合にて配合
して、配合物を得た。そして、この配合物をボールミル
中に投入し、更にこれに水を加えて、湿式法により、2
時間粉砕、混合を行ない、泥漿を得た。その後、かくし
て得られた泥漿をボールミル中から取り出して、脱水乾
燥を行なった後、パン式造粒機により粒径が0.5〜
3.5mmである球状粒となるように造粒した。
First, a predetermined amount of band shale and aluminum hydroxide was prepared as raw materials, and these were shale: 93
%, And aluminum hydroxide: 7% by weight were blended to obtain a blend. Then, the mixture is put into a ball mill, water is further added to the mixture, and a wet method is applied to obtain 2
After crushing and mixing for an hour, a slurry was obtained. Then, the sludge thus obtained is taken out of the ball mill, dehydrated and dried, and then the particle size is 0.5 to 0.5 with a pan-type granulator.
Granulation was performed so that spherical particles having a diameter of 3.5 mm were obtained.

【0039】次いで、かくして得られた球状造粒物が互
いに接着するのを防止するために、かかる球状造粒物の
100重量部に対して、高アルミナ質粉末を0.5重量
部添加、混合して、混合物を得、更にその後、かかる混
合物をロータリーキルン中に投入して、1680℃の温
度で2.5時間焼成し、一部塊状物を有する焼成物を得
た。そして、この焼成物を攪拌機に入れて、塊状物を解
砕した後、高アルミナ質粉末を除去して、全べての粒子
が孤立化した球状ムライト質セラミックス粒子を得た。
Next, in order to prevent the spherical granules thus obtained from adhering to each other, 0.5 part by weight of high alumina powder was added to 100 parts by weight of the spherical granules and mixed. Then, a mixture was obtained, and thereafter, the mixture was put into a rotary kiln and fired at a temperature of 1680 ° C. for 2.5 hours to obtain a fired product having some lumps. Then, the fired product was put into a stirrer to disintegrate the lump, and then the high-alumina powder was removed to obtain spherical mullite ceramic particles in which all the particles were isolated.

【0040】引き続き、かくして得られた球状ムライト
質セラミックス粒子を篩分けして、粒径が0.5〜3.
0mmとなるように調製した。また、それとは別に所定量
のクロマイトサンドと輸入珪砂とを準備して、それらを
それぞれ篩分けにより、粒径が0.5〜3.0mmのもの
から構成されるように調製した。そして、それら同様な
粒径範囲のものから構成された球状ムライト質セラミッ
クス粒子、クロマイトサンド及び輸入珪砂をそれぞれ裏
砂として用い、それらを各々裏砂1、裏砂2及び裏砂3
とした。それら裏砂1〜3の化学組成を下記表1に、ま
たその物理特性を下記表2に、それぞれ示した。なお、
裏砂1〜3の物理特性において、粉体嵩密度は、粉体嵩
密度測定器を用いて測定し、また曝熱膨張率は、裏砂1
にフェノール樹脂を2重量%、裏砂2及び3にフェノー
ル樹脂を1重量%ずつ、それぞれ添加した後、電気炉で
1000℃にて300秒加熱した際の熱膨張率をRCS
曝熱膨張率測定器を用いて測定し、更に耐火度は、「J
IS R2204耐火煉瓦の耐火度の試験方法」に準じ
て測定した。
Subsequently, the spherical mullite ceramic particles thus obtained are sieved to have a particle size of 0.5-3.
It was prepared to be 0 mm. Separately, a predetermined amount of chromite sand and imported silica sand were prepared and sieved to prepare particles having a particle size of 0.5 to 3.0 mm. Spherical mullite ceramic particles, chromite sand, and imported silica sand having the same particle size range are used as backing sand, and they are used as backing sand 1, backing sand 2 and backing sand 3, respectively.
And The chemical compositions of the back sands 1 to 3 are shown in Table 1 below, and their physical properties are shown in Table 2 below. In addition,
In the physical properties of the back sands 1 to 3, the powder bulk density is measured using a powder bulk density measuring device, and the thermal expansion coefficient is the back sand 1
2% by weight of phenol resin and 1% by weight of phenol resin in back sands 2 and 3, respectively, and then the coefficient of thermal expansion when heated at 1000 ° C. for 300 seconds in an electric furnace was RCS.
Measured using a thermal expansion coefficient measuring device.
IS R2204 refractory brick fire resistance test method ”.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】引き続いて、上述の如くして得られた裏砂
1〜3に対して、先に詳述したJACT試験法S−6−
IIに規定される鋳物砂の熱的処理及び機械的処理による
破砕性試験法に準じて、繰り返し3回の破砕試験を行な
った。即ち、先ず、裏砂1〜3をそれぞれ600gずつ
秤量し、これらを試料として用いて、3個の磁製容器に
それぞれ投入した。次いで、これらの試料を5℃/分の
昇温速度で加熱して、700℃の温度で30分間保持し
た後、空冷して、室温まで冷却した。その後、それら3
種類の試料を、ポット材質:磁器製、ポット径:外径2
20mm,内径190mm、ポット容積:5l、回転数:1
10rpm 、ボール材質:アルミナ製、ボール径:20m
m、ボール個数:40個のボールミル中に、それぞれ、
別個に投入し、60分間回転処理した。
Subsequently, with respect to the back sands 1 to 3 obtained as described above, the JACT test method S-6-
The crushing test was repeated three times in accordance with the crushability test method by thermal treatment and mechanical treatment of the foundry sand specified in II. That is, first, 600 g of each of the back sands 1 to 3 was weighed, and these were used as samples and put into three porcelain containers, respectively. Next, these samples were heated at a temperature rising rate of 5 ° C./min, held at a temperature of 700 ° C. for 30 minutes, air-cooled, and cooled to room temperature. Then those 3
Type of sample, pot material: porcelain, pot diameter: outer diameter 2
20 mm, inner diameter 190 mm, pot volume: 5 l, rotation speed: 1
10 rpm, ball material: alumina, ball diameter: 20 m
m, the number of balls: in 40 ball mills,
It was put in separately and rotated for 60 minutes.

【0044】そして、回転処理終了後、3種類の試料を
ボールミル中から取り出して、14メッシュ〜36メッ
シュまでの篩を用いて篩分け試験を行ない、それぞれの
粒度分布を測定した。その後、かくして得られた測定値
を、前記式1に各々代入して、裏砂1〜3の破砕性試験
後のAFS粒度指数:Fを求めた。また、このような操
作を3回繰り返し、各回毎に得られたAFS粒度指数:
Fの平均値を算出した。更に、それと共に、破砕性試験
を何等行わない裏砂1〜3の粒度分布を上記と同様にし
て測定し、そのAFS粒度指数:Fを算出し、そして、
それらの算出値に基づいて、裏砂1〜3の各破砕率を求
めた。それら裏砂1〜3の破砕性試験前後におけるそれ
ぞれの粒度分布と、AFS粒度指数:F、及び破砕率と
を下記表3に併せて示した。
After completion of the rotation treatment, three kinds of samples were taken out from the ball mill, and a sieving test was carried out using a sieve of 14 mesh to 36 mesh to measure the particle size distribution of each. Then, the measured values thus obtained were respectively substituted into the above-mentioned formula 1 to obtain the AFS particle size index: F after the crushability test of the back sands 1-3. Further, such an operation was repeated three times, and the AFS particle size index obtained each time:
The average value of F was calculated. Further, along with that, the particle size distributions of the back sands 1 to 3 which are not subjected to any crushability test are measured in the same manner as above, and the AFS particle size index: F is calculated, and
Based on these calculated values, the crushing rates of the back sands 1 to 3 were obtained. Table 3 below shows the particle size distribution of each of the back sands 1 to 3 before and after the crushability test, the AFS particle size index: F, and the crush rate.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】かかる表3の結果から明らかなように、球
状ムライト質セラミックス粒子からなる裏砂1とクロマ
イトサンドよりなる裏砂2は、本発明において規定する
135%以下の破砕率を有するものであることが認めら
れ、一方、輸入珪砂からなる裏砂3は、破砕率がそれを
大きく上回るものであることが判明した。
As is clear from the results shown in Table 3, the back sand 1 made of spherical mullite ceramic particles and the back sand 2 made of chromite sand have a crushing ratio of 135% or less specified in the present invention. On the other hand, it was found that the back sand 3 made of imported silica sand had a crushing rate much higher than that.

【0047】次いで、そのような裏砂1〜3を用い、各
4個ずつ、所定量に小分けして、合計12個の試料を準
備した。そして、上述の如きJACT試験法に基づき、
それら3種類、計12個の試料に対して、常温、700
℃、1000℃、1300℃と加熱処理温度が各々異な
る破砕性試験を行なった後、それぞれの破砕率を求め
た。そして、かくして求められた加熱処理温度と破砕率
との関係をグラフにして、図1に示す。
Next, such back sands 1 to 3 were used to divide each 4 pieces into a predetermined amount and prepare a total of 12 samples. Then, based on the JACT test method as described above,
Room temperature, 700 for 12 samples of these 3 types
After the crushability test was conducted at different heating treatment temperatures, such as ℃, 1000 ℃ and 1300 ℃, the respective crush rate was obtained. Then, the relationship between the heat treatment temperature and the crushing rate thus obtained is graphed and shown in FIG.

【0048】図1に示されているように、本発明におい
て規定される以上の耐火度を有する裏砂1及び裏砂2
は、加熱処理温度とは関係なく、破砕率は略一定の値を
示しているのに対して、本発明において規定するよりも
小さい耐火度を有する裏砂3は、加熱処理温度の上昇と
共に、破砕率も上昇している。このことから、裏砂1及
び裏砂2が、加熱による耐破砕性に優れたものであるこ
とと同時に、本発明の範囲外である裏砂3が加熱による
耐破砕性に著しく劣るものであることが確認される。
As shown in FIG. 1, a back sand 1 and a back sand 2 having a fire resistance higher than that specified in the present invention.
Irrespective of the heat treatment temperature, the crushing rate shows a substantially constant value, while the back sand 3 having a refractory degree smaller than that specified in the present invention, as the heat treatment temperature rises, The crushing rate is also rising. From this, the back sand 1 and the back sand 2 are excellent in crush resistance by heating, and at the same time, the back sand 3 which is outside the scope of the present invention is significantly inferior in crush resistance by heating. Is confirmed.

【0049】引き続き、裏砂1たる球状ムライト質セラ
ミックス粒子の製造時と同様にして、ばんど頁岩と水酸
化アルミニウムとを配合し、これを湿式法にて粉砕、混
合して泥漿を得、更にこの泥漿を脱水乾燥した後、球状
に造粒した。その後、かくして得られた球状造粒物をロ
ータリーキルン中に投入して、1500℃の温度で約3
0分間焼成して、裏砂1よりも低温にて焼成した球状ム
ライト質セラミックス粒子を得、これを裏砂4とした。
そして、この裏砂4と裏砂1の物理特性を測定すると共
に、上述した手法と同様な手法により裏砂4の破砕率を
求め、それら裏砂4と裏砂1との物理特性及び破砕率を
比較した。その結果を下記表4に示す。なお、それらの
裏砂の物理特性は、「JIS R2205−74耐火煉
瓦の見掛気孔率、吸水率及び比重の測定方法」に準じて
行なった。
Subsequently, the band shale and aluminum hydroxide were blended in the same manner as in the production of the spherical mullite ceramic particles as the back sand 1, and this was pulverized and mixed by the wet method to obtain sludge. This slurry was dehydrated and dried and then granulated into spheres. After that, the spherical granules thus obtained are put into a rotary kiln and the temperature is 1500 ° C.
Spherical mullite ceramic particles that were fired at a temperature lower than that of the back sand 1 were obtained by firing for 0 minutes, and this was designated as back sand 4.
Then, the physical properties of the back sand 4 and the back sand 1 are measured, and the crushing ratio of the back sand 4 is obtained by the same method as described above, and the physical properties and the crushing ratio of the back sand 4 and the back sand 1 are obtained. Were compared. The results are shown in Table 4 below. The physical properties of these back sands were measured according to "Methods for measuring apparent porosity, water absorption rate and specific gravity of JIS R2205-74 refractory bricks".

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】かかる表4の結果から明らかなように、見
掛気孔率が22.1%のポーラスな組織を有する裏砂4
にあっては、破砕率が135%が越える値となってい
る。このことから、同じ球状ムライト質セラミックス粒
子からなるものであっても、見掛気孔率が20%を越え
るものにあっては、加熱や摩耗に対する耐破砕性が低下
してしまうことが確認されるのである。
As is clear from the results of Table 4, the back sand 4 having a porous structure with an apparent porosity of 22.1%
In that case, the crushing rate exceeds 135%. From this, it is confirmed that even if the same spherical mullite ceramic particles are used, if the apparent porosity exceeds 20%, the resistance to crushing against heating and abrasion decreases. Of.

【0052】次いで、上述したJACT試験法に基づく
破砕性試験とは別に、裏砂1〜3に対して、現場操業と
同様なロータリークレーマーを用いた再生処理による破
砕性試験を行なった。即ち、先ず、裏砂1〜3を所定量
準備して、これをシャフトキルンにて1300℃の温度
で曝熱処理した後、冷却し、その後、2段のロータリー
クレーマー5回の再生処理を3回繰り返して、現場操業
における15回の再生処理に相当する破砕性試験を行な
った。その後、上述したJACT試験法に基づく破砕性
試験の場合と同様にして、かかる破砕性試験後の裏砂1
〜3に対して、篩分け試験を実施した。そして、該破砕
性試験に供された各裏砂1〜3の量に対する、36メッ
シュアンダーの破砕砂の量とロータリークレーマー処理
中に発生する集塵量とを加えたものと、その残部の割
合、即ち通常使用される肌砂の粒度以下にまで破砕され
た破砕砂と、裏砂として再利用可能な回収砂の割合とを
下記表5に示し、また、先に行なったJACT試験法に
よる破砕性試験に供された裏砂1〜3の量に対する、該
破砕性試験後の36メッシュアンダーの破砕砂とその残
部の割合を、かかるJACT試験法による破砕性試験に
より発生した、上述の如き破砕砂と回収砂の割合とし
て、下記表5に併せて示した。なお、表中、破砕試験A
はJACT試験法による破砕試験を、また破砕試験Bは
ロータリークレーマー処理による破砕試験を表す。
Next, apart from the crushability test based on the above-mentioned JACT test method, the crushability test was carried out on the back sands 1 to 3 by regenerating treatment using a rotary kramer similar to the on-site operation. That is, first, a predetermined amount of back sands 1 to 3 is prepared, exposed to heat in a shaft kiln at a temperature of 1300 ° C., and then cooled, and then a two-stage rotary claymer is regenerated five times three times. Repeatedly, a crushability test corresponding to 15 times of regeneration treatment in the field operation was performed. Then, in the same manner as in the crushability test based on the JACT test method described above, the back sand 1 after the crushability test
A sieving test was performed on ~ 3. Then, with respect to the amount of each of the back sands 1 to 3 used for the crushability test, the amount of the crushed sand of 36 mesh under and the amount of dust collected during the rotary clamer treatment are added, and the ratio of the remaining portion. That is, the following table 5 shows the crushed sand that has been crushed to the particle size of skin sand that is normally used and the ratio of the recovered sand that can be reused as the back sand, and crushed by the JACT test method previously performed. The ratio of the crushed sand of 36 mesh under after the crushability test and the balance thereof to the amount of the back sands 1 to 3 used for the crushability test was generated by the crushability test by the JACT test method as described above. The ratio of sand to recovered sand is also shown in Table 5 below. In the table, crush test A
Represents the crushing test by the JACT test method, and crushing test B represents the crushing test by the rotary Kramer treatment.

【0053】[0053]

【表5】 [Table 5]

【0054】かかる表5からも明らかなように、裏砂1
〜3における、JACT試験法に基づく破砕性試験後の
破砕砂と回収砂の発生率と、ロータリークレーマー処理
による破砕性試験後のそれとにおいて、比例関係が認め
られ、これによって、JACT試験法に基づく破砕性試
験により得られる破砕率が、現場操業における裏砂の耐
破砕性の指標として、充分に機能し得るものであること
が確認される。
As is clear from Table 5, back sand 1
In 3), there is a proportional relationship between the incidence of crushed sand and recovered sand after the crushability test based on the JACT test method and that after the crushability test by the rotary Kramer treatment, whereby the JACT test method is used. It is confirmed that the crushing rate obtained by the crushability test can sufficiently function as an index of the crush resistance of the back sand in the field operation.

【0055】そして、上記表5に示されているように、
本発明において規定する破砕率を有する裏砂1及び裏砂
2は、JACT試験法に基づく破砕性試験においても、
ロータリークレーマー処理による破砕性試験において
も、それら両試験によって肌砂の粒度以下にまで破砕さ
れる裏砂の量が少なく、またそれに伴って、裏砂として
再利用可能な砂が多量に回収され得ることが認められ
る。これにに対して、本発明における規定範囲を大きく
上回る破砕率を有する裏砂3は、裏砂2の1.6倍以
上、裏砂1と比較すると実に16倍以上もの大量の破砕
粒子が発生している。即ち、これは、そのような裏砂3
を用いて鋳型を構成した場合、再利用不可能な廃砂が多
量に発生し、更には肌砂層に対して、裏砂の破砕残片が
多量に混入することが証明される結果となっている。
Then, as shown in Table 5 above,
The back sand 1 and the back sand 2 having the crushing rate specified in the present invention also have a crushability test based on the JACT test method.
Even in the crushability test by the rotary clayer treatment, the amount of the back sand crushed to the grain size of the skin sand or less is small by both of these tests, and accordingly, a large amount of reusable sand can be recovered as the back sand. Is recognized. On the other hand, the back sand 3 having a crushing rate much higher than the specified range in the present invention produces 1.6 times or more the back sand 2, and 16 times more crushed particles than the back sand 1. is doing. That is, this is such a back sand 3
When a mold is constructed using, it is proved that a large amount of waste sand that cannot be reused is generated, and that a large amount of crushed debris of the back sand is mixed into the skin sand layer. .

【0056】次いで、裏砂1としての球状ムライト質セ
ラミックス粒子を製造した際と同様にして、0.5mm未
満の粒径のものからなる球状ムライト質セラミックス粒
子を製造した。そして、これを肌砂として用いる一方、
前述した裏砂1〜3を用いて、肌砂は同一のものではあ
るものの、裏砂の種類の異なる3種類の鋳型を従来法に
従って作製した後、鋳物の製造、再生処理、篩別分画を
行ない、その後かかる操作を繰り返し15回実施した。
Then, in the same manner as when the spherical mullite ceramic particles as the back sand 1 were produced, spherical mullite ceramic particles having a particle size of less than 0.5 mm were produced. And while using this as skin sand,
Although using the above-mentioned back sands 1 to 3, the skin sands are the same, but three types of molds having different kinds of back sands are produced according to the conventional method, and then production of the casting, regeneration treatment, and sieving fractionation. After that, such an operation was repeated 15 times.

【0057】そして、かくして15回の繰り返し使用を
行なった肌砂及び裏砂1〜3を用いて、更に裏砂が各々
異なる3種類の鋳型を作製し、それら3種類の鋳型の性
能試験、即ち、肌砂層への裏砂の混入率の算出、鋳型強
度及び通気度の測定、鋳肌状態の観察を行なった。その
結果を、下記表6に示す。また比較のために、肌砂とし
て用いられる球状ムライト質セラミックス粒子の未使用
のものにて鋳型を作製し、その強度と通気度を測定した
結果と鋳肌状態の観察結果とを、下記表6に併せて示
す。なお、かかる鋳型の作製に際しては、肌砂を30重
量%と裏砂1〜3を各70重量%とを用い、また肌砂に
は、25重量部の割合で硬化剤〔C−30A:神戸理化
学工業(株)製〕を含むフェノール樹脂〔フェニックス
610:神戸理化学工業(株)製〕を、粘結剤として、
肌砂に対して1.5重量部の割合となる量にて添加し
て、鋳型を作製した。また、かくして作製される鋳型の
性能試験において、肌砂層への裏砂の混入率は、その推
定値として、裏砂の減少率からパーンの発生率を減じた
ものを算出し、鋳型強度は、鋳型作製後、24時間の後
の抗圧力を測定し、通気度は、JACT試験法SM−6
に規定される通気度の試験法に準じて、測定した。更
に、表中、◎は鋳肌状態が極めて良好であることを、○
は良好であることを、△は実質的に不良であることを示
す。
Then, using the skin sand and the back sands 1 to 3 which were repeatedly used 15 times in this way, three types of molds having different back sands were prepared, and the performance test of these three types of molds, that is, The mixing ratio of the back sand to the skin sand layer was calculated, the mold strength and air permeability were measured, and the casting surface condition was observed. The results are shown in Table 6 below. In addition, for comparison, a mold was prepared using unused spherical mullite ceramic particles used as skin sand, and the results of measuring the strength and air permeability of the mold and the observation results of the casting surface state are shown in Table 6 below. Are also shown. In the production of such a mold, 30% by weight of skin sand and 70% by weight of back sands 1 to 3 were used, and 25 parts by weight of hardener [C-30A: Kobe Phenolic resin [Phoenix 610: Kobe Riken Kogyo Co., Ltd.] containing Riken Kagaku Co., Ltd. as a binder,
A mold was prepared by adding it in an amount of 1.5 parts by weight relative to skin sand. Further, in the performance test of the mold thus produced, the mixing ratio of the back sand to the skin sand layer, as an estimated value, it is calculated by subtracting the occurrence rate of pearls from the reduction ratio of the back sand, the mold strength, After producing the mold, the coercive pressure was measured 24 hours later, and the air permeability was determined by JACT test method SM-6.
The air permeability was measured according to the test method of air permeability specified in. Further, in the table, ◎ indicates that the casting surface condition is extremely good, ○
Indicates good, and Δ indicates substantially poor.

【0058】[0058]

【表6】 [Table 6]

【0059】かかる表6の結果から明らかなように、本
発明において規定される粒度と破砕率とを有する裏砂1
及び裏砂2とを用いて作製された鋳型にあっては、肌砂
層への裏砂の混入率が小さく、鋳型強度に優れ、鋳肌状
態も良好であることが認められ、特に肌砂と裏砂とを共
に球状ムライト質セラミックス粒子より構成した鋳型に
あっては、通気度も含め、全べての面において極めて優
れた鋳型性能を発揮することが確認される。これに対し
て、本発明において規定する粒度は有するものの、破砕
率が本発明の範囲外である裏砂3を使用して作製される
鋳型においては、鋳型性能の全べての面において劣るも
のであることが確認される。
As is clear from the results shown in Table 6, the back sand 1 having the grain size and the crushing rate specified in the present invention is used.
In the mold produced by using the back sand 2 and the back sand 2, it was confirmed that the mixing ratio of the back sand into the skin sand layer was small, the mold strength was excellent, and the casting surface condition was also good. It is confirmed that the mold having both the back sand and the spherical mullite ceramic particles exhibits extremely excellent mold performance in all aspects including the air permeability. On the other hand, a mold produced using the back sand 3 having a crushing ratio outside the range of the present invention, although having the grain size specified in the present invention, is inferior in all aspects of the mold performance. Is confirmed.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う鋳型構造にあっては、肌砂層が耐摩耗性や耐破砕
性に優れた球状ムライト質セラミックス粒子により構成
されている一方、裏砂層が、該肌砂層を構成する球状ム
ライト質セラミックス粒子よりも大なる粒径を有し、且
つ加熱や摩耗による耐破砕性に優れた耐火物粒子によっ
て構成されているところから、鋳込み時や再生処理時等
における再利用不可能の破砕微小粉の発生や、裏砂の破
砕残片の発生が著しく低減せしめられ得ると共に、型ば
らしや砂落し処理等の後の鋳物砂の回収操作において、
肌砂及び中子砂と裏砂との分離がより確実に行なわれ得
るのである。
As is apparent from the above description, in the mold structure according to the present invention, the skin sand layer is composed of spherical mullite ceramic particles having excellent wear resistance and crush resistance, while Since the sand layer has a particle size larger than that of the spherical mullite ceramic particles forming the skin sand layer, and is composed of refractory particles excellent in crush resistance due to heating and abrasion, during casting or regeneration The generation of crushed fine powder that cannot be reused at the time of processing, etc., and the generation of crushed fragments of back sand can be significantly reduced, and in the operation of recovering foundry sand after demolding or sand removal processing,
The skin sand and the core sand can be more reliably separated from the back sand.

【0061】従って、かかる鋳型構造を採用すれば、裏
砂の破砕残片の肌砂層への混入が効果的に防止乃至は抑
制され得て、鋳型性能が著しく向上せしめられ得、以て
極めて高品質な鋳物が製造され得ることとなるのであ
り、また、再生処理時等において廃棄される鋳物砂の量
が、従来に比して、有効に減少せしめられ得て、鋳物の
製造における資材の節約やコストの低減が極めて効果的
に図られ得ることとなるのである。
Therefore, by adopting such a mold structure, it is possible to effectively prevent or suppress the mixture of the crushed fragments of the back sand into the skin sand layer, and it is possible to remarkably improve the mold performance. Therefore, the amount of casting sand to be discarded at the time of reclaiming can be effectively reduced compared to the conventional one, and it is possible to save materials in the production of castings. The cost can be reduced extremely effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明において規定される条件を満たす耐火物
粒子と、そうでない耐火物粒子とにおいて、加熱処理温
度の種々異なるJACT試験法に基づく破砕性試験を実
施した際の、各加熱処理温度に対する各耐火物粒子の破
砕率の変化を表したグラフである。
FIG. 1 shows heat treatment temperatures of refractory particles that satisfy the conditions specified in the present invention and refractory particles that do not satisfy the conditions, when crushability tests based on JACT test methods with different heat treatment temperatures are carried out. 5 is a graph showing changes in the crushing rate of each refractory particle with respect to FIG.

フロントページの続き (72)発明者 戸田 文雄 愛知県瀬戸市塩草町11番地の4 内外セラ ミックス株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Fumio Toda 4 at 11 Shiogusacho, Seto City, Aichi Prefecture Uchigai Cera Mix Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋳型の成形キャビティ面を形成し、所定
の金属溶湯に接する肌砂層を、粒径が0.5mm未満で且
つ見掛気孔率が20%以下の球状ムライト質セラミック
ス粒子にて構成する一方、該肌砂層の背後にあって該肌
砂層を補強乃至は支持する裏砂層を、粒径が0.5〜3
mmで且つ破砕率が135%以下の耐火物粒子にて構成し
たことを特徴とする鋳型構造。
1. A spherical mullite ceramics particle having a particle size of less than 0.5 mm and an apparent porosity of 20% or less, which forms a molding cavity surface of a mold and is in contact with a predetermined molten metal. On the other hand, a back sand layer behind the skin sand layer for reinforcing or supporting the skin sand layer has a particle size of 0.5 to 3
A mold structure characterized by being composed of refractory particles having a crushing rate of 135% or less in mm.
【請求項2】 前記裏砂層が、SK35以上の耐火度を
有する耐火物粒子からなることを特徴とする請求項1に
記載の鋳型構造。
2. The mold structure according to claim 1, wherein the back sand layer is made of refractory particles having a fire resistance of SK35 or more.
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