JPH09323138A - 鋳物廃砂の再利用方法 - Google Patents

鋳物廃砂の再利用方法

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JPH09323138A
JPH09323138A JP8160662A JP16066296A JPH09323138A JP H09323138 A JPH09323138 A JP H09323138A JP 8160662 A JP8160662 A JP 8160662A JP 16066296 A JP16066296 A JP 16066296A JP H09323138 A JPH09323138 A JP H09323138A
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JP
Japan
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sand
foundry
waste
molding sand
aggregate
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JP8160662A
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Nobuyuki Sakamoto
信行 坂元
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルカリ系鋳物砂の鋳物廃砂をアスファルト
骨材に再利用する。 【解決手段】 鋳物砂がアルカリ系鋳物砂であることを
確認すると共に、このアルカリ系鋳物砂を選択する工程
と、このアルカリ系鋳物砂を砂再生手段により鋳物再生
砂と鋳物廃砂とに仕分けし、それぞれを各回収手段によ
り回収する工程と、この回収された鋳物廃砂をふるい分
けして粒度分析を行なうと共に、密粒度アスコンの合成
粒度分析を行ない、両分析結果に基づいてアスファルト
骨材としての基準に適合する許容骨材配合割合を設定す
る工程と、この設定した許容骨材配合割合に従って算出
した許容量の鋳物廃砂を純骨材に混合する工程とによ
り、鋳物砂の再生時に発生する鋳物廃砂をアスファルト
骨材として再利用する。前記鋳物砂再生手段は、ロータ
リリクレーマ方式の再生装置であり、鋳物再生砂及び鋳
物廃砂の回収手段は、それぞれ再生砂タンク及びダスト
集塵機である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳物製造工程中の
鋳物砂再生段階で発生する鋳物廃砂(鋳物ダスト)、特
にはアルカリフェノールプロセスで発生する鋳物廃砂の
再利用方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋳物製造工程中の鋳物砂再生工程では、
鋳物砂から再利用可能な再生砂を選別してこれを再度鋳
型製作に使用している。一方、この鋳物砂再生工程で残
された上記再生砂以外の鋳物廃砂は、産業廃棄物として
各都道府県が指定する廃棄場所に埋設して処理されてい
る。この処理される鋳物廃砂の量は、一つの鋳造工場で
例えば250t/月という大量なものであり、廃棄のた
めの作業や運搬等に非常に多額の費用がかかっている。
また、廃棄された鋳物廃砂が雨によって地中に溶け込ん
で行くので、この対策のために多くの費用がかかるとい
う問題もある。このような理由から、従来より、この鋳
物廃砂の処理方法は非常に重要な問題となっており、こ
の鋳物廃砂を再利用するための多くの研究がなされて来
ている。
【0003】例えば、特公昭51−44962号公報に
は、鋳物製造時に発生する鋳物廃砂の内で酸性物質をア
スファルト骨材に使用したアスファルト混合物が記載さ
れている。同公報によると、従来からアスファルト混合
物のフィラーとして広く使用されていた石灰石粉末の石
粉の代わりに、鋳物砂の再生処理の際に発生する鋳物廃
砂(例えば、生型砂、水ガラス系鋳型砂、乾燥型砂及び
それらの微粉砂)の内、硫酸鉄や硫酸アルミのような酸
性物質を使用している。この酸性物質を使用することに
より、生型の場合等に使用されている粘結力の強いベン
トナイト(粘土)の粘結性を悪くして団粒が生じないよ
うにし、石粉と同等に均一なアスファルト混合物が得ら
れるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方、アルカリフェノ
ールプロセスと呼ばれる、フェノール−ウレタン樹脂系
の有機質粘結剤を使用する鋳物造型ラインが近年多くの
鋳物工場で採用されている。このアルカリフェノールプ
ロセスから発生する鋳物廃砂は、アルカリ性が強い(例
えば、PHイオン濃度=10程度)ので、産業廃棄物と
しては規格外として特別に管理が要求され処理されるも
のとなっている。このために、従来まで広く採用されて
いた無機質粘結剤を使用したプロセスに比べて廃棄物の
埋設に多くの費用がかかるという問題がある。このため
に、アルカリフェノールプロセスから発生する鋳物廃砂
の再利用方法の開発が強く望まれている。しかしなが
ら、従来から提案されているアスファルト混合物には、
アルカリ系鋳物砂中の鋳物廃砂の再利用に関しては開示
が無く、この再利用には対応することができない。
【0005】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、アルカリ系鋳物砂の鋳物廃砂をアスファ
ルト骨材に再利用する方法を提供することを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、鋳物廃
砂の再利用方法において、鋳物砂がアルカリ系鋳物砂で
あることを確認すると共に、このアルカリ系鋳物砂の砂
再生時に発生する鋳物廃砂をアスファルト骨材として再
利用する方法としている。
【0007】請求項1に記載の発明によると、アルカリ
系鋳物砂の砂再生過程で分離された鋳物廃砂はアルカリ
性を示すので、アスファルト骨材の混合物への適用が容
易となる。よって、鋳物廃砂の再利用が可能となり、産
業廃棄物の埋設量の低減により公害が少なくなり、また
鋳物廃砂の廃棄処理費用を低減できる。また、アスファ
ルトの添加量の低減が可能となり、安価なアスファルト
骨材を提供できる。
【0008】請求項2に記載の発明は、鋳物廃砂の再利
用方法において、鋳物砂がアルカリ系鋳物砂であること
を確認すると共に、このアルカリ系鋳物砂を選択する工
程と、このアルカリ系鋳物砂を砂再生手段により鋳物再
生砂と鋳物廃砂とに仕分けし、それぞれを各回収手段に
より回収する工程とによって、回収された鋳物廃砂をア
スファルト骨材として再利用する方法としている。
【0009】請求項2に記載の発明によると、アルカリ
系鋳物砂の砂再生過程で、鋳物造型に再使用可能な鋳物
再生砂と、その他の鋳物廃砂とに仕分けされ、それぞれ
は各回収手段によって回収される。したがって、鋳物廃
砂を再利用するための回収が容易であり、回収作業が効
率化される。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の鋳物廃砂の再利用方法において、前記回収手段により
鋳物廃砂を回収する工程の後に、前記回収手段により回
収された鋳物廃砂をふるい分けして粒度分析を行なうと
共に、密粒度アスコンの合成粒度分析を行ない、両分析
結果に基づいてアスファルト骨材としての基準に適合す
る許容骨材配合割合を設定する工程と、前記設定した許
容骨材配合割合に従って算出した許容量の鋳物廃砂を純
骨材に混合する工程とにより、回収された鋳物廃砂をア
スファルト骨材として再利用する方法としている。
【0011】請求項3に記載の発明によると、回収され
た鋳物廃砂の粒度分析を行ない、また、基準となる密粒
度アスコンの合成粒度分析を行なう。この両結果に基づ
いて、密粒度アスコンの合成粒度と同等となるように鋳
物廃砂の配合割合を設定する。そして、この設定された
骨材配合割合に従って鋳物廃砂を配合することによっ
て、規定値を満足する密粒度アスコンの特性が得られ
る。この結果、鋳物廃砂のアスファルトへの再利用が可
能となり、工場廃棄物の埋設量の低減により公害が無く
なり、また鋳物廃砂の廃棄処理費用を低減できる。
【0012】請求項4に記載の発明は、請求項2又は3
に記載の鋳物廃砂の再利用方法において、前記鋳物砂再
生手段は、ロータリリクレーマ方式の再生装置である方
法としている。
【0013】請求項4に記載の発明によると、ロータリ
リクレーマ方式の再生装置により鋳物砂が再生されるの
で、これによって分離された鋳物廃砂の比重が安定して
おり、またその粒度は石灰石粉の粒度と略同等となる。
よって、鋳物廃砂をアスファルト骨材に配合する際の合
成粒度が安定するので、鋳物廃砂を再利用したアスファ
ルトの品質を安定させることが可能である。また、石灰
石粉が完全に鋳物廃砂で代用されるので、アスファルト
骨材のコストを低減できる。
【0014】請求項5に記載の発明は、請求項2又は3
に記載の鋳物廃砂の再利用方法において、前記鋳物再生
砂及び鋳物廃砂の回収手段は、それぞれ再生砂タンク及
びダスト集塵機である方法としている。
【0015】請求項5に記載の発明によると、鋳物再生
砂は再生手段により再生砂タンク内に蓄積され、また、
鋳物廃砂は再生手段に配設されたダスト集塵機により回
収される。これにより、鋳物廃砂を確実に、そして大量
に回収することが容易となり、鋳物廃砂の再利用のため
の回収作業性が向上する。
【0016】請求項6に記載の発明は、請求項3に記載
の鋳物廃砂の再利用方法において、前記アスファルト骨
材としての基準は、密粒度アスコン(13F)の合成粒
度としている。
【0017】請求項6に記載の発明によると、本発明に
係わる鋳物造型ラインで回収される鋳物廃砂の粒度分布
は、密粒度アスコン(13F)の骨材として使用される
石灰石粉の粒度分布に非常に類似しているので、この鋳
物廃砂を密粒度アスコン(13F)の骨材として利用可
能となる。このとき、鋳物廃砂を使用したアスファルト
骨材の合成粒度は密粒度アスコン(13F)の基準値を
満足でき、これによって造られたアスファルトは従来と
同等の性状を示す。したがって、鋳物廃砂の再利用が可
能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら実施形
態を説明する。図1は、本発明の鋳物廃砂の再利用方法
に係わるアルカリフェノールプロセスの造型ラインの砂
フローを示している。砂回収系11では、本造型ライン
から排出される使用済みの鋳物砂を回収し、これを回収
砂タンクに蓄積する。砂再生系12では、この回収タン
クからの鋳物砂を振動ふるい機にかけて粒度を選別し、
ロータリリクレーマ方式砂再生装置1によって鋳物砂を
再生し、流動床エアレーター3、磁選機4及びサンドク
ーラー5等を介してこの鋳物再生砂を再生砂タンク2に
蓄積される。この再生砂タンクの再生砂は、大物造型ラ
イン14、中子造型ライン15及び小物造型ライン16
にそれぞれ供給され、各鋳型の造型に再度使用される。
また、クロマイト分離系13では、上記再生砂タンクの
再生砂からさらにクロマイトが分離されて再生クロマイ
トタンクに蓄積され、この再生クロマイトは同じく大物
造型ライン14、中子造型ライン15及び小物造型ライ
ン16に供給される。
【0019】本発明に係わる鋳物廃砂は、上記造型ライ
ンのロータリリクレーマ方式砂再生装置1及び流動床エ
アレーター3の近傍に設けられているダスト集塵機によ
って回収されるものである。本発明者は、このダスト集
塵機から回収される鋳物廃砂をアスファルト骨材のフィ
ラー(微粉末添加剤)として石粉の代わりに使用するた
めに、上記鋳物廃砂の粒度及び比重を測定し、両者を比
較してみた。図2は、上記鋳物廃砂の粒度及び比重試験
の結果を表している。また、図3はアスファルト骨材の
石灰石粉の品質基準値を表しており、日本道路協会のア
スファルト舗装要綱に規定されているものである。そし
て、図2及び図3の対比により、石灰石粉の代わりに鋳
物廃砂を使用できる可能性が大きいことが分かった。
【0020】そこで、本発明者は、上記鋳物廃砂を使用
した場合のアスファルト骨材に対して、マーシャル安定
度試験を行った。ここで、比較の対象として、積雪寒冷
地の表層混合物(例えば、北陸管内加熱アスファルト混
合物)「密粒度アスコン(13F)」の骨材配合率及び
合成粒度を選定し、上記のマーシャル試験結果より鋳物
廃砂利用の可否を検討している。図4は、上記密粒度ア
スコン(13F)とマーシャル試験供試体の骨材配合率
を示しており、また図5は、この密粒度アスコン(13
F)と供試体の合成粒度を示している。さらに、図6に
は、このマーシャル試験で使用した鋳物廃砂以外の骨材
のふるい分け試験結果(粒度分布)を示している。そし
て、図7はそのマーシャル試験結果を示しており、密粒
度アスコン(13F)の標準的なアスファルト量6.2
%を中心に0.5%毎にずらした前後5点のアスファル
ト量の供試体に対して試験を行った。
【0021】上記マーシャル試験結果から判断すると、
上記鋳物廃砂を図4及び図5で示した配合及び合成粒度
で配合したアスファルト骨材は、空隙率、飽和度、安定
度及びフロー値共に密粒度アスコン(13F)の基準値
を満足している。したがって、鋳物廃砂をアスファルト
骨材へ適用することは可能と判断できる。ここで、図7
の結果を元に、各特性の基準値を満足するアスファルト
量許容範囲を表すと図8のようになる。同図から判断し
て、アスファルト量の許容範囲は5.7〜6,2%であ
り、したがってこの範囲の中央値を上記配合での最適ア
スファルト量とすると、最適アスファルト量は5.95
%となる。このことから、本発明に係わる鋳物廃砂を使
用するとアスファルト量を6.2%よりも低減できるこ
とが分かり、アスファルト骨材への適用時にアスファル
ト使用量の低減が可能となる。
【0022】以上のことにより、アルカリフェノールプ
ロセスの造型ラインで排出されるアルカリ系鋳物砂から
分離された鋳物廃砂の再利用が可能となる。したがっ
て、産業廃棄物の量が低減され、廃棄処理にかかる費用
が非常に低減されることになる。また、この鋳物廃砂を
配合することにより、安価なアスファルト骨材が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる鋳物造型ラインの砂フローを示
す。
【図2】本発明に係わる鋳物廃砂の粒度及び比重試験の
結果を表す。
【図3】本発明に係わるアスファルト骨材の石灰石粉の
品質基準値を示す。
【図4】密粒度アスコンとマーシャル試験供試体の骨材
配合率を示す。
【図5】密粒度アスコンとマーシャル試験供試体の合成
粒度を示す。
【図6】本発明に係わるマーシャル試験で使用した鋳物
廃砂以外の骨材のふるい分け試験結果(粒度分布)を表
す。
【図7】本発明に係わる密粒度アスコンと供試体のマー
シャル試験結果を示す。
【図8】本発明に係わる密粒度アスコン(13F)の空
隙率、飽和度、安定度及びフロー値の各特性の基準値を
満足するアスファルト量許容範囲を表す。
【符号の説明】
1 ロータリリクレーマ方式砂再生装置 2 再生砂タンク 3 流動床エアレーター 4 磁選機 5 サンドクーラー 11 砂回収系 12 砂再生系 13 クロマイト分離系 14 大物造型ライン 15 中子造型ライン 16 小物造型ライン

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳物廃砂の再利用方法において、 鋳物砂がアルカリ系鋳物砂であることを確認すると共
    に、このアルカリ系鋳物砂の砂再生時に発生する鋳物廃
    砂をアスファルト骨材として再利用することを特徴とし
    た鋳物廃砂の再利用方法。
  2. 【請求項2】 鋳物廃砂の再利用方法において、 鋳物砂がアルカリ系鋳物砂であることを確認すると共
    に、このアルカリ系鋳物砂を選択する工程と、 このアルカリ系鋳物砂を砂再生手段により鋳物再生砂と
    鋳物廃砂とに仕分けし、それぞれを各回収手段により回
    収する工程とによって、回収された鋳物廃砂をアスファ
    ルト骨材として再利用することを特徴とした鋳物廃砂の
    再利用方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の鋳物廃砂の再利用方法
    において、前記回収手段により鋳物廃砂を回収する工程
    の後に、 前記回収手段により回収された鋳物廃砂をふるい分けし
    て粒度分析を行なうと共に、密粒度アスコンの合成粒度
    分析を行ない、両分析結果に基づいてアスファルト骨材
    としての基準に適合する許容骨材配合割合を設定する工
    程と、 前記設定した許容骨材配合割合に従って算出した許容量
    の鋳物廃砂を純骨材に混合する工程とにより、回収され
    た鋳物廃砂をアスファルト骨材として再利用することを
    特徴とした鋳物廃砂の再利用方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3に記載の鋳物廃砂の再利
    用方法において、 前記鋳物砂再生手段は、ロータリリクレーマ方式の再生
    装置であることを特徴とする鋳物廃砂の再利用方法。
  5. 【請求項5】 請求項2又は3に記載の鋳物廃砂の再利
    用方法において、 前記鋳物再生砂及び鋳物廃砂の回収手段は、それぞれ再
    生砂タンク及びダスト集塵機であることを特徴とする鋳
    物廃砂の再利用方法。
  6. 【請求項6】 請求項3に記載の鋳物廃砂の再利用方法
    において、 前記アスファルト骨材としての基準は、密粒度アスコン
    (13F)の合成粒度であることを特徴とする鋳物廃砂
    の再利用方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006068815A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Yamakawa Sangyo Kk 生型廃砂の再生方法及び鋳型用骨材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006068815A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Yamakawa Sangyo Kk 生型廃砂の再生方法及び鋳型用骨材

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