JPH08243682A - 使用済鋳物砂の再生方法 - Google Patents

使用済鋳物砂の再生方法

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JPH08243682A
JPH08243682A JP4719895A JP4719895A JPH08243682A JP H08243682 A JPH08243682 A JP H08243682A JP 4719895 A JP4719895 A JP 4719895A JP 4719895 A JP4719895 A JP 4719895A JP H08243682 A JPH08243682 A JP H08243682A
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JP
Japan
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sand
particles
sand particles
mold
casting
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Application number
JP4719895A
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English (en)
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Mitsuaki Nakamura
光明 中村
Yasushi Matsumoto
保志 松本
Norio Saito
訓男 斉藤
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 使用済鋳物砂を、鋳造後鋳型を解砕し更に粉砕して個々
の砂粒子に分離した後に、該砂粒子にその外面を覆って
いる粘結剤分を破砕しうるのに十分な機械的衝撃を与
え、更にそれを水洗浄してなおも静電気による帯電で砂
粒子に付着していた部分を実質的に全て該砂粒子から除
去することにより再生する。機械的衝撃は複数回にわた
って行ってもよい。 【効果】 コールドボックス鋳型鋳造法において使用さ
れた砂粒子でも、上記方法によって処理すれば、再び鋳
物砂(中子砂を含む)として使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳型の主型及び中子と
して鋳造に使用した鋳物砂、すなわち、使用済鋳物砂の
再生方法に関する。特に、本発明は、常温硬化性樹脂を
粘結剤として使用した鋳型の使用済鋳物砂をスクラビン
グ式砂再生装置で再生した場合の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋳物生産には、今でも多くの場合、鋳型
用の砂、すなわち鋳物砂から形成した鋳型が使用されて
いる。溶湯を鋳込んで使用した後の鋳型は、砂粒子(例
えば、ケイ砂、ジルコン砂、シリマナイト、シャモット
など)の他にも、水、粘結剤(無機質粘結剤としては、
例えば、ベントナイト、耐火粘土、切粘土など、有機質
粘結剤としては、例えば、油質粘結剤、穀類粘結剤、糖
類粘結剤、合成樹脂粘結剤など)や、更には、粘結剤が
鋳造後は粘着力を失うためまたは鋳肌の改善を行うため
性質向上剤(例えば、水分、石炭粉、ピッチ、コークス
粉、黒鉛などの炭素系物質、珪酸粉末、弁柄などの無機
質など)が添加されているために、建設などのその他の
領域(例えば、建設など)での再利用が限定され、以前
は、鋳造後に解枠したら後は産業廃棄物として処分され
ていた。しかしながら、現在では、産業廃棄物の低減や
鋳物砂の節約の観点から、鋳物砂として再生させた上
で、すなわち再生砂として繰り返し使用されている。
【0003】使用済鋳物砂の鋳物砂への再生工程は、主
に、溶湯を鋳込んで所定時間放冷した鋳型を、解枠装置
にかけて型ばらしし、冷却し、更に、それを砂破砕装置
で砂砕した後、篩装置にかけて分粒して、粗塊及び微粉
の他に粘結剤、鉄分などの夾雑物を除去した残りの砂粒
子を回収することからなる。そして、その改善案とし
て、特開平4−319040号公報には、ドライアイス
または液体窒素の噴射式急速冷却装置を鋳型解枠砂の回
収用又は再生用搬送装置の任意の位置に設けて、ドライ
アイス又は液体窒素を噴射することによって、冷却水を
用いないので冷却漏れの問題なく適正な温度まで回収砂
又は再生砂を冷却することが提案されている。また、特
開平4−313443号公報には、鋳物から分離した砂
の少なくとも一部を第一の砂処理システムに導入し、そ
して更に、その一部を砂粒子から遊離した塵部分を分別
して吸引し砂粒子を清浄して中子用の砂として再利用す
ることが提案されている。
【0004】しかしながら、再生された砂粒子の品質
は、未だ満足しうるものとはいえず、特に中子として再
利用するときには新砂の補助砂としてしか利用されてい
ないのが現状である。
【0005】ところで、得られた鋳物の鋳肌及び寸法精
度の良好なこと、操作が容易で多量生産に適しているこ
となどから、ミシン部品、各種バルブ、コック、継ぎ手
類、電機部品、計測部品などの機械部品の鋳造に広範囲
に利用されている鋳造法にコールドボックス鋳型鋳造法
があるが、この鋳造法は、砂粒子(主に、ケイ砂)に常
温硬化性樹脂(主に、フェノール樹脂、ウレタン樹脂を
使用する)を配合し、常温の金型上にかぶせ、第3級ア
ミン等の気体を触媒に常温硬化させた鋳型を利用したも
のである。一般的には、篩で分別し、粒度を140〜2
00メッシュ程度に揃えた砂粒子を常温硬化性樹脂と混
練し金型や木型に対してつき固めてかぶせ、硬化触媒、
例えばポリエチルアミンを気化させて鋳型に通気させ、
樹脂分を熱硬化させる。かかる鋳造法を利用した場合に
も、同様に、産業廃棄物の低減や鋳物砂の節約の観点か
ら、鋳物砂として再生させた上で、すなわち再生砂とし
て繰り返し使用することが求められている。
【0006】この一方で、かかるレジンコーティング処
理を施した砂粒子の再生は、粒子上にフィルムが外殻と
して比較的強固に付着してしまうため、慣用されている
既述の処理方法では満足な結果が得られず終わってい
た。特に常温硬化型鋳物砂の再生にはスクライビング式
砂再生装置で機械的衝撃によりフィルムを剥離する方法
が一般的であったが剥離した微細なフィルムが摩擦によ
って帯電し、砂粒子の表面に付着するため、それを再生
砂として用いても十分な結合強度が得られず鋳造の際に
型くずれしてしまう。これでは、再生砂としての信頼性
は低い。特に、中子は主型より一般的に高温に暴露され
るので、その熱衝撃にも耐え得るよう成型性の要求は主
型より厳しく、少しの型くずれも許容できない。また、
中子の鋳型強度を高めるためには再生処理の程度を高め
る必要があり、処理時間も長くなると共に破砕される砂
も増えるため効率が悪い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、再生砂とし
て、特に中子砂としての繰り返し使用を可能とする、使
用済鋳物砂の再生方法を提供することを目的とする。
【0008】更に、本発明は、常温硬化鋳型鋳造法にお
いて使用する砂粒子でも、再生砂としての繰り返し使用
を可能し、使用済鋳物砂の再生方法を提供しかつスクラ
イビング式砂再生装置を処理を大幅に低減することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意研究を行った結果、砂粒子の外
面にいわば外殻のように存在する粘結剤分、特に、硬化
した樹脂分を、それを機械的衝撃により破砕した後水で
洗浄することにより、驚くほど容易に除去できることを
見いだし、本発明を完成させた。
【0010】すなわち、本発明の使用済鋳物砂の再生方
法は、慣用的な方法で、溶湯を鋳込んで所定時間放冷し
た鋳型を解枠装置にかけて型ばらしし、それを砂破砕装
置で砂砕し、篩装置にかけて分粒して、更には粗塊及び
微粉の他に粘結剤、鉄分などの夾雑物を除去した上で、
分離した個々の砂粒子にその外面を覆っている樹脂分を
破砕しうるのに十分な機械的衝撃を与えてそれを破砕す
ると共にその少なくとも一部を該砂粒子上から分離除去
し、更にそれを水洗浄して、該樹脂分を実質的に全て該
砂粒子上から除去することを特徴とする。
【0011】砂粒子の外殻を覆った樹脂を破砕するのに
十分な機械的衝撃を与えるのにスクライビング式砂再生
処理装置を使う。本発明によれば機械的衝撃の条件を一
定とするならば従来の処理時間の半分で良い。例えば砂
再生処理装置内に鋳物砂を滞留させる時間が従来40分
であったならば20分に短縮できる。この段階で砂粒子
表面のレジンフィルムは破砕されているが砂粒子同士が
衝突の時の摩擦によって静電気を帯電し秀意の微細なレ
ジンフィルムの破片を付着してしまう。この微粉の帯電
して付着した砂粒子を水洗することによりわずかな再生
処理で強度の高い再生砂を得ることができる。また水洗
は、水槽の中に砂粒子をただ浸漬させてもよし、あるい
は水槽中で砂粒子を撹拌させてもよい。
【0012】更に、本発明は、常温硬化性樹脂を粘結剤
として使用した鋳型の使用済鋳物砂をも、鋳造後鋳型を
解砕し更に粉砕して個々の砂粒子に分離した後に、その
外面を覆っている樹脂分を破砕しうるのに十分な機械的
衝撃を与えて破砕すると共にその少なくとも一部を該砂
粒子上から分離除去し、更にそれを水洗浄することによ
り、該砂粒子上から実質的に全て樹脂分を除去できて、
満足しうる程度に再生できる。
【0013】特に、本発明の処理方法は、コールドボッ
クス鋳型鋳造法を利用し、砂粒子の表面に予めレジンコ
ーティングを施していた場合にも、使用済鋳物砂(主
に、ケイ砂)の粒子の表面に存在する常温硬化した樹脂
分(主にフェノール樹脂又はウレタン樹脂)を実質的に
完全に除去できるので有利である。
【0014】
【作用】砂粒子の外面に付着していた粘結剤分は、機械
的衝撃により破砕される。このとき、粘結剤分は破砕さ
れかなりの部分は砂粒子から分離される。しかし、一部
の樹脂分は破砕片として依然として砂粒子の外面に付着
したままである。これは、静電気現象による帯電のため
であると考えられる。その後、更に、水洗浄をすること
により、該粘結剤分はきれいに除去される。
【0015】
【実施例】本発明の範囲を、コールドボックス鋳型鋳造
法に関して、図1を引用しながら、以下の実施例で更に
詳述する。なお、実施例は、単に例証のために説明する
ものであって、いかなる手法においても本発明の範囲を
限定するものと解釈されるものではない。
【0016】鋳物砂としてケイ砂を使用し、これにウレ
タン樹脂やその外の性能向上剤と一緒にして混練して造
粒し、その後は慣用的なコールドボックス鋳型の製造方
法に従ってコールドボックス中子を製造した。
【0017】そのコールドボックス中子を鋳造に使用し
た後、鋳造金属が完全に凝固するのを待って鋳物を鋳型
から取り出し、崩壊した鋳型の中子部分を砂破砕装置で
砂砕し、篩装置にかけて分粒し、粗塊及び微粉の他に粘
結剤分すなわち樹脂分、その他の夾雑物を除去した。得
られた砂粒子には、図1aに示されるように、フィルム
上にあった樹脂分に加えてフィルム自体を構成していた
樹脂分が、いわば外殻のようにその外面を覆っていた。
その後、図1bに示されるように、スクライビング式砂
再生装置内で砂粒子同士を相互に衝突させ外殻を破砕し
た。衝突後の砂粒子は、図1cに示されるように、外殻
部分が破粋した。この段階で、フィルム上にあった樹脂
分に加えてフィルム自体を構成していた樹脂分もそのか
なりの部分が、砂粒子から分離除去された。更にその砂
粒子を水槽中に浸漬させて洗浄すると、図1dに示され
るように、砂粒子の外殻上になおも静電気によって帯電
していた微小破砕片が、図1eに示されるように実質的
に完全に除去された。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によって再生処理を施せ
ば、コールドボックス鋳型鋳造法において使用した砂粒
子でも、再び鋳物砂、特に有利なことには、中子砂とし
て使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に従って使用済鋳物砂を再生処理
したときの、各段階の砂粒子の状態を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済鋳物砂の再生方法であって、鋳造
    後鋳型を解砕し更に粉砕して個々の砂粒子に分離した後
    に、該砂粒子にその外面を覆っている粘結剤分を破砕し
    うるのに十分な機械的衝撃を与えてそれを破砕すると共
    にその少なくとも一部を該砂粒子上から分離除去し、更
    にそれを水洗浄して、該粘結剤分を実質的に全て該砂粒
    子上から除去することを特徴とする上記使用済鋳物砂の
    再生方法。
  2. 【請求項2】 機械的衝撃は複数回にわたって行うこと
    を特徴をとする、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 常温硬化性樹脂を粘結剤として使用した
    鋳型の使用済鋳物砂の再生方法であって、鋳造後鋳型を
    解砕し更に粉砕して個々の砂粒子に分離した後に、その
    外面を覆っている樹脂分を破砕しうるのに十分な機械的
    衝撃を与えて破砕すると共にその少なくとも一部を該砂
    粒子上から分離除去した後、更にそれを水洗浄して、該
    砂粒子上から実質的に全て樹脂分を除去することを特徴
    とする上記使用済鋳物砂の再生方法。
  4. 【請求項4】 該使用済鋳物砂は、フェノール樹脂、ウ
    レタン樹脂、水ガラス等をレジンコーティングされたコ
    ールドボックス鋳物砂であることを特徴とする請求項3
    に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006247699A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Kao Corp 鋳物砂の製造方法
WO2013190888A1 (ja) * 2012-06-20 2013-12-27 新東工業株式会社 鋳物砂再生装置及び鋳物砂再生方法
US10239117B2 (en) 2015-11-27 2019-03-26 Matsushita Industry Corp. Core sand regeneration system

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