JPS5848265B2 - 鋳物砂の再生方法 - Google Patents
鋳物砂の再生方法Info
- Publication number
- JPS5848265B2 JPS5848265B2 JP1494776A JP1494776A JPS5848265B2 JP S5848265 B2 JPS5848265 B2 JP S5848265B2 JP 1494776 A JP1494776 A JP 1494776A JP 1494776 A JP1494776 A JP 1494776A JP S5848265 B2 JPS5848265 B2 JP S5848265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sand
- water glass
- old
- old sand
- foundry sand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水硝子を粘結剤とする鋳物砂の古砂を新砂同様
に再生処理する方法に関するものである。
に再生処理する方法に関するものである。
現在、鋳鋼、鋳鉄の鋳造作業において多種類の造型法が
用いられているが、水硝子を粘結剤とする造型法は、粘
結剤のコストの低さ、作業性の良さ等から主型を始め中
子にも幅広く利用されている。
用いられているが、水硝子を粘結剤とする造型法は、粘
結剤のコストの低さ、作業性の良さ等から主型を始め中
子にも幅広く利用されている。
しかも水硝子をＣＯ２ガスで硬化させる初期のＣＯ２法
が開発されて以来、水硝子との反応性を考慮した各種自
硬性鋳型（例えばＳｉ，ＦｅＳｉを利用したＮプロセス
、２ Ｃ ａ Ｏ・Ｓ ｔ ０２ ヲ利用したダイカル
法、炭酸マンガンを利用する方法等）が近時開発され利
用されており、水硝子を粘結剤とする造型法の利用は、
造型法の中でも非常に高い割合を占めている。
が開発されて以来、水硝子との反応性を考慮した各種自
硬性鋳型（例えばＳｉ，ＦｅＳｉを利用したＮプロセス
、２ Ｃ ａ Ｏ・Ｓ ｔ ０２ ヲ利用したダイカル
法、炭酸マンガンを利用する方法等）が近時開発され利
用されており、水硝子を粘結剤とする造型法の利用は、
造型法の中でも非常に高い割合を占めている。
鋳造作業における溶湯鋳込後の鋳物砂は、脱水または溶
融した水硝子が硝子状に表面を被覆した状態で得られる
。
融した水硝子が硝子状に表面を被覆した状態で得られる
。
一度加熱工程を経た鋳物砂（以下これを古砂と称する）
は、従来再使用することなく屋外投棄していたが、たと
えば埋立投棄をした場合雨水、地下水または他の廃棄物
の影響で水硝子が溶出し、このｐＨ値が１０〜１１と高
いため、公害防止の観点から現在では古砂のまま廃棄す
ることは不可能な状況にある。
は、従来再使用することなく屋外投棄していたが、たと
えば埋立投棄をした場合雨水、地下水または他の廃棄物
の影響で水硝子が溶出し、このｐＨ値が１０〜１１と高
いため、公害防止の観点から現在では古砂のまま廃棄す
ることは不可能な状況にある。
一方、鋳鋼用鋳型等には鋳物用骨材としてジルコンサン
ド、クロマイトサンド、オリピンサンドおよび珪砂、特
に高純度珪砂が使用されているが、このような材料は漸
次資源的に涸渇しつつある。
ド、クロマイトサンド、オリピンサンドおよび珪砂、特
に高純度珪砂が使用されているが、このような材料は漸
次資源的に涸渇しつつある。
以上のような観点から古砂の再生利用の必要性が高まり
、種々の試みがなされているが新砂同様の再生砂が得ら
れるまでに到っておらず実用化されているものも多くな
い。
、種々の試みがなされているが新砂同様の再生砂が得ら
れるまでに到っておらず実用化されているものも多くな
い。
古砂の再生、即ち鋳物砂表面に付着している水硝子の除
去法の既に発表されているものとしては、次のようなも
のがある。
去法の既に発表されているものとしては、次のようなも
のがある。
■ 砂の塊同志を擦り合わせ塊から単一粒子に分離する
と同時に砂粒表面の付着物を除去する機械的方法。
と同時に砂粒表面の付着物を除去する機械的方法。
２ クラッシャー等にて一次破砕した砂粒子を空気など
によりターゲットに衝突させて表面の付着物を衝撃破壊
すると同時に、砂粒子同志の摩擦によって表面の被覆層
を除去する機械的方法。
によりターゲットに衝突させて表面の付着物を衝撃破壊
すると同時に、砂粒子同志の摩擦によって表面の被覆層
を除去する機械的方法。
３ 水または沸騰した水に浸漬することにより砂表面の
被覆層を除去する水洗法。
被覆層を除去する水洗法。
４ 酸性の液で煮沸して砂表面の被覆層を溶出させる酸
洗法。
洗法。
これら従来法のうち、機械的方法では砂の形状、粒径に
よっては未剥離の水硝子が残ったり、剥離した水硝子の
微粒子が再び砂粒子に付着することがあり、更には衝撃
、摩擦などの現象を利用する方法であるために、完全に
水硝子を除去するには処理回数が必然的に多くなること
から装置能力の低下をもたらし、また砂粒の微粉化を誘
起して再生砂の回収率が低下すると共に、後に生成する
微粉の処理問題が最犬の弱点となる。
よっては未剥離の水硝子が残ったり、剥離した水硝子の
微粒子が再び砂粒子に付着することがあり、更には衝撃
、摩擦などの現象を利用する方法であるために、完全に
水硝子を除去するには処理回数が必然的に多くなること
から装置能力の低下をもたらし、また砂粒の微粉化を誘
起して再生砂の回収率が低下すると共に、後に生成する
微粉の処理問題が最犬の弱点となる。
水洗法では水硝子の溶解速度が非常に遅いために実用性
に欠ける。
に欠ける。
また酸洗法では、古砂表面の水硝子被覆層は酸に接触す
るとその表面に珪酸被膜が形威されて急に溶解速度が落
ち、水の場合と同様に付着シ，７た水硝子は殆んど除去
されない。
るとその表面に珪酸被膜が形威されて急に溶解速度が落
ち、水の場合と同様に付着シ，７た水硝子は殆んど除去
されない。
このように従来技術で再生した古砂は完全に新砂といえ
るまでになっていないため、一度の使用で廃却するか、
新砂に一部混合して利用したり、あるいは付価価値の小
さい鋳型用裏砂にしか適用できなかった。
るまでになっていないため、一度の使用で廃却するか、
新砂に一部混合して利用したり、あるいは付価価値の小
さい鋳型用裏砂にしか適用できなかった。
本発明者等はこのような従来の再生法の欠点を改良すべ
く研究を重ねた結果、アルカリ金属の水酸化物を含有す
る水溶液が有効であることを先に見出し既に提案した。
く研究を重ねた結果、アルカリ金属の水酸化物を含有す
る水溶液が有効であることを先に見出し既に提案した。
（特願昭５０〜３５３５５号）しかしながら古砂の表面
に付着している水硝子の状態は鋳型内に鋳込まれた溶湯
から受ける熱の程度によって異なり、鋳物に近い部分で
はＮａ２０−ｍＳｉＯ２なる無水物（即ち、水硝子が硝
子状に変化したもの）となり、鋳物より離れて受ける熱
の程度が小さくなるにつれてＮａ２０・ｍＳｉＯ２・ｎ
Ｈ２ ０のｎ数が増加した水硝子形態で冷却されること
になる。
に付着している水硝子の状態は鋳型内に鋳込まれた溶湯
から受ける熱の程度によって異なり、鋳物に近い部分で
はＮａ２０−ｍＳｉＯ２なる無水物（即ち、水硝子が硝
子状に変化したもの）となり、鋳物より離れて受ける熱
の程度が小さくなるにつれてＮａ２０・ｍＳｉＯ２・ｎ
Ｈ２ ０のｎ数が増加した水硝子形態で冷却されること
になる。
したがって鋳型を破壊する枠ばらしの際に回収される古
砂の表面には上記のようにｎ数の異なる水硝子が混合し
て付着した状態にある。
砂の表面には上記のようにｎ数の異なる水硝子が混合し
て付着した状態にある。
しかも鋳物が大きくなると鋳物に近い部分では熱の影響
大で、時には溶融した水硝子と珪砂等の鋳物用骨材とが
反応して冷却後には益益強固な硝子状態を形成する。
大で、時には溶融した水硝子と珪砂等の鋳物用骨材とが
反応して冷却後には益益強固な硝子状態を形成する。
このように古砂表面における水硝子の形態の相違により
、アルカリ金属水酸化物含有水溶液の再生能力も影響を
受け、加熱温度の高い、硝子化状態の古砂ほと被覆され
た水硝子の除去は困難であることがわかった。
、アルカリ金属水酸化物含有水溶液の再生能力も影響を
受け、加熱温度の高い、硝子化状態の古砂ほと被覆され
た水硝子の除去は困難であることがわかった。
そこで特に高温に加熱された古砂に対する経済的な再生
方法について更に検討した結果、機械的処理により古砂
表面の水硝子系付着物に衝撃を与えて付着物内に亀裂（
時には剥離）を生じさせた後にアルカリ金属の水酸化物
の水溶液で再生処理することにより、古砂表面に付着し
ている硝子状態になった水硝子でも迅速に除去し得るこ
とを見出し、本発明を完或するに至った。
方法について更に検討した結果、機械的処理により古砂
表面の水硝子系付着物に衝撃を与えて付着物内に亀裂（
時には剥離）を生じさせた後にアルカリ金属の水酸化物
の水溶液で再生処理することにより、古砂表面に付着し
ている硝子状態になった水硝子でも迅速に除去し得るこ
とを見出し、本発明を完或するに至った。
ここで用いられるアルカリ金属水酸化物としてはＮａＯ
Ｈ，ＫＯＨ等があり、その水溶液の濃度は１〜１５重量
係である。
Ｈ，ＫＯＨ等があり、その水溶液の濃度は１〜１５重量
係である。
そして本発明における機械的処理は、従来の機械的方法
のように古砂表面の水硝子系付着物の除去を目的とした
ものでなく、付着物内に亀裂を生じさせればよいので、
従来のものより処理回数は少なくてよい。
のように古砂表面の水硝子系付着物の除去を目的とした
ものでなく、付着物内に亀裂を生じさせればよいので、
従来のものより処理回数は少なくてよい。
したがって従来の機械的処理による問題点、即ち回収率
の低下、砂粒の微粉化は殆んど問題にならない。
の低下、砂粒の微粉化は殆んど問題にならない。
なお、本発明における機械的処理に用いる装置として、
その目的から高圧空気やインペラ等による機械力でター
ゲット（または衝撃板）に古砂を衝突させて付着物に対
して衝撃力を与える方式のものが効果が太きいが、砂塊
をら細粒化する破砕機も利用することができる。
その目的から高圧空気やインペラ等による機械力でター
ゲット（または衝撃板）に古砂を衝突させて付着物に対
して衝撃力を与える方式のものが効果が太きいが、砂塊
をら細粒化する破砕機も利用することができる。
実施例
新砂（三子山珪砂）１００部に対してモル比２．３０の
水硝子５部を加えて混練し、ＣＯ２ガスで硬化させた鋳
物砂を、大型鋳物、肉厚鋳物における熱影響を考慮して
２００℃、１００℃および１３００℃にて加熱焼或した
後、破砕して古砂を作成した。
水硝子５部を加えて混練し、ＣＯ２ガスで硬化させた鋳
物砂を、大型鋳物、肉厚鋳物における熱影響を考慮して
２００℃、１００℃および１３００℃にて加熱焼或した
後、破砕して古砂を作成した。
このようにして作威した古砂に対して機械的処理（空気
により古砂をターゲットに衝突させる方式）を施した。
により古砂をターゲットに衝突させる方式）を施した。
スクラビング回数は１回である。
本発明におけるスクラビングの目的が前述の如く亀裂（
時には剥離）を主体としたものであるため回収率の向上
、微粉の問題の点から最小限の機械的処理とした。
時には剥離）を主体としたものであるため回収率の向上
、微粉の問題の点から最小限の機械的処理とした。
その後、５重量係水酸化ナトリウムの水溶液（処理温度
１００℃）にて処理時間を変化させて古砂表面の水硝子
分を溶解させた（なお、機械的処理により剥離除去され
た微粉分も混合して行なった）。
１００℃）にて処理時間を変化させて古砂表面の水硝子
分を溶解させた（なお、機械的処理により剥離除去され
た微粉分も混合して行なった）。
再生処理板の古砂は、溶出水硝子量を定量するための分
析用溶液を採取した後、炉過し水洗を充分に行ない、付
着する水酸化ナトリウム水溶液を除去した後、乾燥し、
再生砂を回収した。
析用溶液を採取した後、炉過し水洗を充分に行ない、付
着する水酸化ナトリウム水溶液を除去した後、乾燥し、
再生砂を回収した。
なお、再生砂の判定は処理水溶液中のＳｉＯ２分を定量
し、試料作戒に用いた水硝子を１００として算出した。
し、試料作戒に用いた水硝子を１００として算出した。
ブランクとしては同様に新砂を処理し、溶出したＳｉＯ
２分を定量にブランク値とした。
２分を定量にブランク値とした。
なお、比較のために機械的処理を施さない５重量係水酸
化ナトリウム水溶液のみによる再生処理の再生砂につい
ても試験を行なった。
化ナトリウム水溶液のみによる再生処理の再生砂につい
ても試験を行なった。
その結果を第１図に示す。
第１図において横軸はＮａＯＨ処理時間（分）、縦軸は
水硝子除去率（係）を表わし、（１）は２００℃加熱古
砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（２）は１０００℃加
熱古砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（３）は１３００
℃加熱古砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（４）は１０
００℃加熱古砂を機械的処理後、ＮａＯＨ処理したもの
、（５）は１３００℃加熱古砂を機械的処理後、ＮａＯ
Ｈ処理したものである。
水硝子除去率（係）を表わし、（１）は２００℃加熱古
砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（２）は１０００℃加
熱古砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（３）は１３００
℃加熱古砂をＮａＯＨ処理のみしたもの、（４）は１０
００℃加熱古砂を機械的処理後、ＮａＯＨ処理したもの
、（５）は１３００℃加熱古砂を機械的処理後、ＮａＯ
Ｈ処理したものである。
第１図から判るように機械的処理による前処理効果は、
２００℃加熱の古砂のように古砂表面の水硝子が硝子状
でなく、単なる脱水水硝子の場合には得られず、１００
０℃加熱古砂、１３００℃加熱古砂のように水硝子が硝
子化している場合には水硝子の除去率を一定にして考え
た場合に処理時間を大幅に短縮しうろことが認められる
。
２００℃加熱の古砂のように古砂表面の水硝子が硝子状
でなく、単なる脱水水硝子の場合には得られず、１００
０℃加熱古砂、１３００℃加熱古砂のように水硝子が硝
子化している場合には水硝子の除去率を一定にして考え
た場合に処理時間を大幅に短縮しうろことが認められる
。
しかも加熱温度の高い程機械的処理併用の効果が大きく
なることも判る。
なることも判る。
この′ことは溶湯から受けた熱影響の大きい古砂、即ち
、肉厚鋳物や大型鋳物に使用された古砂を再生する場合
には前処理として機械的処理を行なうことが非常に効果
的であることを表わしている。
、肉厚鋳物や大型鋳物に使用された古砂を再生する場合
には前処理として機械的処理を行なうことが非常に効果
的であることを表わしている。
次に機械的処理として破砕機を併用した場合の実施例を
示す。
示す。
破砕機としては現場で用いられているクラツシャを利用
した（古砂の処理回数は１回である）。
した（古砂の処理回数は１回である）。
古砂の作成条件（但し、１３００℃の加熱古砂のみにつ
いて実験した）、再生砂の作戒条件は前記実施例の場合
と同様である。
いて実験した）、再生砂の作戒条件は前記実施例の場合
と同様である。
その結果を第２図に示す。
（１）はＮａＯＨ処理のみ、（２）は機械的処理後Ｎａ
ＯＨ処理したものである。
ＯＨ処理したものである。
第２図においても機械的処理の併用効果はスクラバ方式
の場合と同様に水硝子の除去率の向上、ＮａＯＨ処理時
間の短縮が可能であることが判る。
の場合と同様に水硝子の除去率の向上、ＮａＯＨ処理時
間の短縮が可能であることが判る。
但し、その効果は先のスクラビング方式の場合よりもい
ささか劣る傾向にある。
ささか劣る傾向にある。
次に現場より排出された水硝子系古砂について再生処理
結果を示す。
結果を示す。
製品重量５ ０ｋｉ４ ０ Ｔｏｎの鋳鋼品（平均重量
約ｉ ｏ Ｔｏｎ）を生産する鋳造工場より排出される
水硝子系古砂（三子山珪砂１００部に対してモル比２３
０の水硝子５部を添加したもの）について本発明による
再生処理を行なった。
約ｉ ｏ Ｔｏｎ）を生産する鋳造工場より排出される
水硝子系古砂（三子山珪砂１００部に対してモル比２３
０の水硝子５部を添加したもの）について本発明による
再生処理を行なった。
その結果、古砂中の残留水硝子分（２４重量係）は０．
２重量係まで低下しており、製品重量７００ｋｇ（鋳込
重量ＩＴｏｎ）の製品の主型、中子に適用した結果、外
観上、鋳造欠陥、焼着、張り気等の欠陥は認められず、
比較試験として鋳込んだ新砂と同等の製品を得ることが
出来た。
２重量係まで低下しており、製品重量７００ｋｇ（鋳込
重量ＩＴｏｎ）の製品の主型、中子に適用した結果、外
観上、鋳造欠陥、焼着、張り気等の欠陥は認められず、
比較試験として鋳込んだ新砂と同等の製品を得ることが
出来た。
第１図および第２図は古砂に対するアルカリ金属水酸化
物処理時間と水硝子除去率との関係を本発明方法および
比較方法について示したものである。
物処理時間と水硝子除去率との関係を本発明方法および
比較方法について示したものである。
Claims (1)
- １ 水硝子を粘結剤とする鋳物砂の再生方法において、
鋳物砂を機械的処理して亀裂を生じさせた後、アルカリ
金属水酸化物含有水溶液で溶解処理することを特徴とす
る鋳物砂の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1494776A JPS5848265B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 鋳物砂の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1494776A JPS5848265B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 鋳物砂の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5298616A JPS5298616A (en) | 1977-08-18 |
| JPS5848265B2 true JPS5848265B2 (ja) | 1983-10-27 |
Family
ID=11875157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1494776A Expired JPS5848265B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 鋳物砂の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848265B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107321913A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-07 | 佛山市恒学科技服务有限公司 | 一种型砂循环回收机 |
-
1976
- 1976-02-16 JP JP1494776A patent/JPS5848265B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5298616A (en) | 1977-08-18 |
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