JPH0839231A - 循環鋳物砂による製品冷却方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品に表面硬化や割れ、歪みを生じる事な
く的確にして短時間に冷却すると共に、従来の如き長大
な冷却ハンガーの吊り下げによる自然放熱による熱気と
砂と粉塵の落下、飛散による工場内の作業環境の改善を
図らんとする。 【構成】 パンチアウト後の高温の儘の製品と解枠砂
とを、振動ドラム内にて製品を冷却するに際して、該振
動ドラムへ投入直後の砂温と、該振動ドラムより排出さ
れシェイクアウト後の砂温並びに混合ミキサーに入る直
前の砂温に対する補正値による制御温度を算出し、この
制御温度に対応する加水量を適宜添加して混練した大量
の循環砂を、該振動ドラム内に追加投入して、この振動
ドラム内の搬送過程にて製品を効率的に冷却する様にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パンチアウト後の高温
の儘の製品と解枠砂とを、ドラムの全体が振動しつつ混
合、分離、冷却、搬送等の作用を有する振動ドラム内に
て製品を冷却するに際して、該振動ドラムへ投入直後の
製品に近い砂と鋳枠部の砂とが混合された状態での砂温
と、該振動ドラムより排出されシェイクアウト後の砂温
並びに混合ミキサーのに入る直前の砂温に対する補正値
による制御温度を算出し、この制御温度に対応する加水
量を適宜添加して混練した大量の循環砂を、該振動ドラ
ム内に追加投入して、この振動ドラム内の搬送過程にて
製品を効率的に冷却する様にした循環鋳物砂による製品
冷却方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より鋳造製品の製作工程は、模型を
用いて適宜に調整した鋳物砂により鋳型を造型し、該鋳
型の空洞部内に熔湯を注湯して所望の鋳造品を成型して
一定時間放置することにより熔湯を凝固せしめた後、こ
の鋳型をパンチアウトして解枠すると共にシェイクアウ
トマシンにより製品とライン砂とに分離して、該製品よ
り大略砂落としをし、更にエプロンコンベヤによりフロ
ア上まで持ち上げて、エプロンコンベヤ上における比較
的高温の製品を人為的に冷却ハンガーに吊り替えてこの
製品を冷却しているものである。而して、この冷却ハン
ガーによる冷却の目的は、鋳鋼製品、特にハイクローム
鋳鋼品等の鋳物材質の表面に直接水をかけて急却すると
製品に表面硬化や割れ、歪みが発生する為、常温下にお
いて自然放熱せしめることにより製品にかかる不都合が
生じる事なく冷却させるもので、この為比較的緩慢に移
動する冷却ハンガーの搬送経路を工場内の作業の邪魔に
ならない様に建屋内の天井部に大きく蛇行しながら張り
巡らして緩慢に移動させて通常３時間前後の自然冷却の
時間を取る様にしているものである。

【０００３】しかしながら、かかる製品の冷却方法によ
れば、常温下において自然放熱により製品に割れ、歪み
等を生じる事なく冷却出来る反面、エプロンコンベヤよ
り冷却ハンガーに吊り替えられた製品は、未だ比較的高
温の儘でありこれを工場内の天井部に張り巡らした冷却
ハンガーに吊り下げられた儘で自然放熱し、しかもその
放熱過程において肌砂や中子砂が落下する等により工場
内の温度が異常に上昇すると共に砂や粉塵が充満して工
場内の作業環境が極めて悪い等種々改良すべき問題点を
有しているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明により解決しよ
うとする課題は、製品に割れや、歪みを生じる事なく的
確にして短時間に冷却すると共に、従来の如き長大な冷
却ハンガーの吊り下げによる自然放熱による熱気と砂と
粉塵の落下、飛散による工場内の作業環境の改善を図ら
んとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、注湯完了後の
一定時間経過後の鋳型をパンチアウトにより約６００℃
と高温の儘の製品と解枠により砂塊化したライン砂とに
分離して、オシレーテングコンベヤにより間欠搬送しつ
つ製品を約５００℃に一次冷却して振動ドラム内に投入
すると同時に、現実に流れているライン砂の砂温を数箇
所検知し、具体的には振動ドラムへ投入直後のライン砂
の砂温、該振動ドラムより排出されシェイクアウト後の
砂温並びに回収後に貯溜するサンドビンより切り出した
時の砂温に対する補正値による制御温度を算出し、この
制御温度に対応する加水量を適宜添加して水分量３乃至
５％に調整して混練した大量の循環砂を追加投入して、
この振動ドラム内の搬送過程にて製品を効率的に冷却す
る様にしてかかる課題を達成せんとしているものであ
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、振動ドラム内に製品と共に投
入するライン砂は通常の２５▲トン▼／時間の搬送であ
るのに対して、追加投入する循環砂は３５乃至４０▲ト
ン▼／時間と大量に投入すると同時に、この循環砂は上
記の砂温の検知により適宜水分量を３乃至５％に調整し
て混練したものを投入する様にしているので、該振動ド
ラム内のサンドメタル比（投入する砂重量に対する製品
重量比）は４乃至１０と大きくすることにより、サンド
メタル比が小さい場合の弊害、即ち振動が与えられてい
るドラム内ではライン砂は流動状態にあり、更に製品の
熱によりライン砂が乾燥状態となって完全に砂粒化する
と、ライン砂の安息角は小さくなってライン砂のみが次
々と流れだして十分な滞留時間が得られず、しかもこの
様な状態下においては製品の転動が小さくなり恰もドラ
ム内で坐礁した様な状態となって搬送状態が著しく悪化
することは無く、的確にして短時間に製品を冷却すると
共に振動ドラム内を搬送するものである。

【０００７】

【実施例】本発明によれば、パンチアウト後の高温の儘
の製品と解枠砂とを、振動ドラム内にて製品を冷却する
に際して、該振動ドラムへ投入直後の砂温と、該振動ド
ラムより排出後の砂温並びに混合ミキサーに入る直前の
砂温に対して演算した加水量を混合ミキサーに添加して
混練した大量の循環砂を、該振動ドラム内に追加投入す
ることにより、この循環砂により製品を冷却する様にし
ているもので、その一実施例を図１のフロー図により説
明すれば、注湯工程１が完了後して一定時間経過後の鋳
型の流れＡをパンチアウト２により高温の儘の製品の流
れＢと解枠により砂塊化したライン砂の流れＣとに分離
して、これらをオシレーテングコンベヤ３により間欠搬
送しつつ製品を一次冷却した後振動ドラム４内に投入
し、更に該振動ドラム４より搬出される製品の流れＢと
ライン砂の流れＣとをシェイクアウトマシン５により夫
々に分離して製品の流れＢはエプロンコンベヤ６よりシ
ョットブラスト７による製品研掃へと、ライン砂の流れ
Ｃはベルトコンベヤ８、マグネットセパレーター９によ
り鉄片を除去し、更にバケットエレベーター１０及びバ
イブラスクリーン１１により夾雑物を除去してサンドビ
ン１２に貯溜した後、再度これを切り出してサンドクー
ラー等の冷却工程１３及び混練工程１４を経て鋳型造型
工程１５へと循環する鋳造ラインにおいて、

【０００８】振動ドラム４からサンドビン１２へと、及
び該サンドビン１２に循環砂ホッパー１６を分岐形成す
ると共に、これに連続してベルトフィダー１７及びバケ
ットエレベーター１８等の砂切出し手段より加水処理が
出来る様にした混合ミキサー１９へと接続し、該混合ミ
キサー１９にて加水した混練砂を振動ドラム４内に投入
出来る様な循環砂の流れＤを形成し、別途振動ドラム４
へ投入直後の製品に近い砂と鋳枠部の砂とが混合された
状態のライン砂の流れＣの砂温Ｔｄと、該振動ドラム４
より排出されシェイクアウト後の砂温ｅ及び循環砂ホッ
パー１６より切出し混合ミキサー１９に入る直前の砂温
ｆとの夫々の砂温に対して表１で求める補正値を用いて
表２の算式による制御温度を算出し、更にこの制御温度
に対して図２の制御温度と加水量との関係を示すグラフ
で求めた加水量（％）の水を適宜添加して該循環砂を混
合ミキサー１９にて混練して水分量３乃至５％に調整し
た大量の循環砂を振動ドラム４内に追加投入してなるも
のである。

【０００９】

【００１０】

【００１１】本発明は叙上の如き構成によりなるもので
あって、本実施例においては振動ドラム４より搬出され
る製品の流れＢとライン砂の流れＣとをシェイクアウト
マシン５により夫々に分離してしているが、これらの機
器の配置場所との制約等により振動ドラム４の先端搬出
口にパンチング部を設けて夫々に分離しても良く、又振
動ドラム４に代えクーリングドラムにより同様の製品冷
却も可能であるが、この場合ドラム内の滞留時間が大き
な因子となるので、クーリングドラムの場合においての
滞留時間はドラムの回転数と送り羽根のリードによりあ
る程度は機械的に決定されるが、この場合においてはク
ーリングドラムに投入される製品の温度とライン砂の流
れＣによる投入直前の砂温等を考慮すれば同様の結果が
得られるものである。

【００１２】本発明による制御温度に対する加水量との
関係を説明すれば、注湯工程１が完了し一定時間経過後
の鋳型Ａをパンチアウト２により高温の儘の製品Ｂと解
枠により砂塊化したライン砂Ｃとに分離して、オシレー
テングコンベヤ３により間欠搬送しつつ一次冷却して振
動ドラム４内に投入すると同時に、該振動ドラム４へ投
入直後のライン砂の砂温Ｔｄを計測すれば１２０℃と
し、又、該振動ドラム４より排出されシェイクアウト５
後の砂温ｅは９０℃、混合ミキサー１９の直前の砂温ｆ
を６０℃とすれば、これらの砂温に対する補正値はシェ
イクアウト後の砂温ｅは１．２と、又混合ミキサー１９
直前の砂温ｆは１．０となって、これらの制御温度の算
式はＴ＝１２０×１．２×１．０となり、制御温度は１
４４℃となって、これを図２の制御温度と加水量との関
係のグラフより加水量％を求めれば５．５％の水分量を
混合ミキサー１９に添加して混練した大量の循環砂Ｄを
振動ドラム４内に追加投入するものである。

【００１３】又、発明者の実験結果によれば、最適なる
製品冷却には混合ミキサー１９による水分量３乃至５％
に水分管理して調整し混練した大量の循環砂を振動ドラ
ム４内に投入して製品を冷却後、該振動ドラム４より搬
出されたライン砂の流れＣの砂水分量が１．５％前後に
なることが判明した。しかも、回収砂としての水分量
１．５％前後はその後の鋳物砂の混練等の工程にとって
非常に適切な状態といえるものである。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、振動ド
ラム４内に製品Ｂと共に投入するライン砂Ｃに対し追加
投入する循環砂を大量に投入すると同時に、この循環砂
は上記の砂温の検知により適宜水分量を３乃至５％に調
整して混練したものを投入する様にしているので、該振
動ドラム内のサンドメタル比を４乃至１０と大きくする
ことにより、製品に割れや、歪みを生じる事なく的確に
して短時間に製品を冷却すると共に従来の如き長大な冷
却ハンガーの吊り下げによる自然放熱による熱気と砂と
粉塵の落下、飛散による工場内の作業環境の改善を図る
極めて有用なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるフロー図である。

【図２】制御温度と加水量との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 注湯工程 ２ パンチアウト ３ オシレーテングコンベヤ ４ 振動ドラム ５ シェイクアウトマシン ６ エプロンコウベヤ ７ ショットブラスト ８ ベルトコンベヤ ９ マグネットセパレーター １０ バレットエレベーター １１ バイバラスクリーン １２ サンドビン １３ 冷却工程 １４ 混練工程 １５ 鋳型造型工程 １６ 循環砂ホッパー １７ ベルトフィダー １８ バケットエレベーター １９ 混合ミキサー Ａ 鋳型の流れ Ｂ 製品の流れ Ｃ ライン砂の流れ Ｄ 循環砂の流れ Ｔｄ ライン砂の流れの砂温 ｅ シェイクアウト後の砂温の補正値 ｆ 混合ミキサー直前の砂温の補正値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチアウト後の高温の儘の製品と解枠
   砂とを、振動ドラム内にて製品を冷却するに際して、該
   振動ドラムへ投入直後の砂温と、該振動ドラムより排出
   後の砂温並びに混合ミキサーに入る直前の砂温に対して
   演算した加水量を混合ミキサーに添加して混練した大量
   の循環砂を、該振動ドラム内に追加投入することによ
   り、この循環砂により製品を冷却するようにしたことを
   特徴とする循環鋳物砂による製品冷却方法。
2. 【請求項２】 注湯工程が完了後して一定時間経過後の
   鋳型を解枠して高温の儘の製品とライン砂とに分離し
   て、これらを振動ドラム等に投入し、更にこれより搬出
   される製品とライン砂とを夫々に分離して製品はショッ
   トブラストによる製品研掃へと、ライン砂は公知の搬送
   手段と鉄片、夾雑物除去手段等により鉄片と夾雑物を除
   去してサンドビンに貯溜した後、再度これを切り出して
   冷却工程及び混練工程を経て鋳型造型工程へと循環する
   鋳造ラインにおいて、該サンドビンに循環砂ホッパーを
   分岐形成すると共に、これに連続する搬送手段より加水
   処理が出来る様にした混合ミキサーへと接続し、該混合
   ミキサーにて加水した混練砂を振動ドラム等に投入出来
   る様な循環砂の流れを形成すると共に、振動ドラム等へ
   投入直後のライン砂の砂温と、該ドラム等より排出され
   た砂温及び混合ミキサーに入る直前の砂温とを基に演算
   した水分量を混合ミキサーに添加、混練して水分量３乃
   至５％に調整した大量の循環砂を振動ドラム内に追加投
   入してなることを特徴とする循環鋳物砂による製品冷却
   装置。