JPS59219410A - 砂型鋳造品の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂型鋳造品の熱処理装置に係り、特に加熱のた
めにバーナ等の燃焼を用いる直火加熱方式の熱処理装置
に関する。

鋳造設備から搬出される砂型による鋳造品は一般に鋳造
組織の改質等のために加熱及び冷却等の熱処理に付され
且つ中子砂や鋳造品表面に付着した鋳砂等を除去された
後に洗浄工程に送られる。

例えば、複雑な形状の製品の鋳造に適したアルミダイカ
スト等の場合では鋳造品を約５００℃程度の温度に加熱
した後、これを水中又は油液中で急冷する熱処理にかけ
ると共に、この間に鋳砂を鋳造品から崩壊・脱落させる
。

しかし、内部に複雑な構造を有する鋳造品の場合には、
中子砂等がこの加熱の間には完全に除去されずに冷却工
程まで持ち越されるので更に付加的な除去手段を設ける
必要がある。

ここで、加熱処理にバーナ等の燃焼用を用いる直火加熱
方式の場合には、加熱雰囲気の適性な維持に加えて熱エ
ネルギーを極力有効に利用するために加熱炉の内部が厳
重に遮蔽され、外部から採り入れる空気もバーナの燃焼
に必要な最小限度に抑えられる。

このため、加熱炉内部の雰囲気の酸素濃度はバーナの燃
焼によって通常の約２１％の状態から次第に減少し約５
〜１０％程度にまで低下する。

高温の空気は本来の熱処理効果のほかに鋳砂を結合して
いる高分子結合剤等を酸化分解して鋳砂の崩壊・脱落を
促す役割をも果たしているので、炉中の雰囲気中の酸素
濃度がこのように低下すると鋳砂の崩落が妨げられ、鋳
造品が多量の鋳砂を付着したまま次の冷却工程に移行す
ることとなる。このため、例えば冷却槽に攪拌装置や揚
砂ポンプ等を設けて水流の攪拌作用によって鋳砂を除去
して排出する必要がある。

而も、通常は除去された妹砂は回収して再度使用される
こととされるから、水分又は油分の分離除去や乾燥等の
ための労力２時間が更に必要となる。

そこで本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を解消し
、特に加熱炉内部での熱処理のために直火加熱方式が用
いられる際の鋳造品からの鋳砂の崩落を効果的に促進す
ることのできる砂型鋳造品の熱処理装置を提供すること
にある。

この目的を達成するために本発明は、鋳造設備から搬入
される砂型鋳造品を外気から略遮断された雰囲気内での
燃焼によって加熱処理するようになされた加熱炉と前記
加熱炉から搬出される製品を水中又は油液中で急冷する
ようになされた冷却装置とを備えた砂型鋳造品の熱処理
装置において、前記加熱炉と冷却装置との間の鋳造品搬
送路に少なくとも前記加熱炉内部よりも酸素濃度の高い
高温の雰囲気を与える鋳砂崩落促進帯域を設けたことを
特徴とする。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明装置の一例としてアルミダイカスト製品
のための連続熱処理装置の概要を示す平面図であり、鋳
造設備（図示せず）から取り出されたアルミダイカスト
製品（以下単に製品という）Ｐは予熱炉１−加熱炉２−
鋳砂崩落促進装置３−冷却装置４を経て順次搬送され、
この間に連続的な熱処理を施されるように成されている
。

予熱炉１ば加熱炉２内における製品Ｐの加熱効率を高め
且つ省エネルギー化を図るために加熱炉２又は鋳砂崩落
促進装置３から排出される高温の排気を有効利用して鋳
造設備から取り出された製品Ｐの各部を加熱処理に先立
って均一に予熱するための帯域であり、予熱中に製品Ｐ
を矢印Ａ方向に沿って搬送するためのエンドレスチェイ
ン（図示せず）を備えている。

加熱炉２は予熱炉１の搬出側端部に直角方向に設けられ
ており、予熱された製品Ｐを所定の加熱温度にまで昇温
し、その温度で所定時間に亘って加熱する帯域であって
、加熱処理中に製品Ｐを矢印Ｂ方向に沿って搬送するた
めの多数のバスローラを備えている。

また、加熱炉２は第２図の断面図に示す如く、断熱材を
介在させた二重壁構造のケーシング５によフて密閉され
、該ケーシング５の上部には前記搬送方向Ｂに沿って所
定間隔でバーナ６及びターボファン７が対向して配設さ
れており、炉内雰囲気を直火加熱方式で前記加熱温度に
加熱すると共にファンモータ８によって回転駆動される
ターボファン７によりダクト９及び製品Ｐの周囲を通し
て高温の排気を炉外に排出し、排出された排気は予熱炉
１に導入されて予熱炉１内における製品Ｐの予熱源とし
て利用するように成されている。

ケーシング５の下方には炉内を搬送される製品Ｐから崩
落する鋳砂を排出するためのスクリューコンベア１０が
配設されそのコンベア排出端部には回収パケット１１が
付設されている。

なお、前記ケーシング５乃至スクリューコンベア１０等
は、前述の予熱炉１及び後述する鋳砂崩落促進装置３に
もそれぞれ同様に設けられている鋳砂崩落促進装置３は
第１図に示すように加熱炉２の製品通路の終端部と後述
する冷却装置４との間に配設され、加熱炉２内の雰囲気
よりも酸素濃度の高い高温の雰囲気（例えば、酸素濃度
２１％の通常の外気組成）を製品に与えて銹砂結合剤の
酸化分解を促進させるためのものである。

即ち、鋳砂崩落促進装置３には第３図及び第４図に示す
如く、新鮮な外気を加熱して導入する熱交換器１２が配
設されている。

熱交換器１２は、その内部に直接取り入れられる酸素濃
度２１％の新鮮な外気と、防砂崩落促ｍ装置３内のダク
ト９内に開口された排気ダクト１３を介して送給されて
取り入れられる高温の排気との間で強制的に熱交換を行
う全熱交換器が用いられており、ダクト１３により送給
される高温の排気との熱交換により１Ｔｌｉ温に加熱さ
れた外気は、ファン１４によって吹出口が防砂崩落促進
装置３内に開口された給気ダクト１５を介して導入され
る。

なお、１６は熱交換後の排気を外部に排出する排気ダク
トである。

冷却装置４は防砂崩落促進装置３がらの製品を急冷する
ために隣接して設けられた帯域であり、ピント内の水槽
１７に対Ｕ７て製品Ｐを出没させるためのシリンダ駆動
される製品棚１８．水槽１７中の水を攪拌するポンプ１
９．製品Ｐがら崩落した防砂を水と共に排出する揚砂ポ
ンプ２ｏとを備えている。

なお、予熱炉１．加熱炉２及び防砂崩落促進装置３の相
互間はそれぞれ処理帯域中の雰囲気が所望の状態に適確
に保持されるようにシリンダ２１によっ°Ｃ開閉可能な
仕切ドア２２により互いに遮断されている。また、この
ような仕切ドア２２は予熱炉１の搬入Ｉ」及び鋳砂崩落
促進装置３の搬出口にもそれぞれ配設され°Ｃいる。

以上の構成からなる本発明装置においては、熱処理され
るアルミダイカスト製品Ｐがまず予熱炉１に搬入され、
エンドレスチェインによって矢印Ａ方向に搬送され、こ
こで加熱炉２の排気による熱の一部を利用して比較的低
い所定温度（例えば約１００°Ｃ程度）で均一に予熱さ
れる。

次いで、予熱処理を終えた製品ｌ）はシリンダ２１の駆
動による仕切ドア２２の開放によって加熱炉２内に搬入
され、バスローラ（図示せず）上を矢印Ｂ方向に搬送さ
れなからバーナ６の加熱によって所定の熱処理温度（例
えば約５１０　”Ｃ程度）に昇温され、この温度で所定
時間（例えば約２４０分程度）に亘って加熱処理される
。

加熱用の空気は炉内に設置されたクーボフアンマによっ
て効果的に均一な分布形態をとり製品Ｐを加熱してから
炉外に排出され、排出された高温の排気はその後予熱炉
１に導入されて予熱源とし゛ζ利用される。

ここで、製品ｒ〕の内部に結合した中子砂及び表面に付
着した防砂はそれらを結合し７ている結合剤が加熱処理
中の酸化、加熱によって分解することにより崩壊して製
品Ｐから脱落し、ケーシング５下方のスクリューコンベ
ア１０により排出されバケットＩＩに回収される。

しかし、加熱炉２内では熱効率を良くするために外気の
導入を極力抑えバーナ６の燃焼に必要な程度に抑制しで
あるから、熱処理中に酸素濃度が次第に低下し通當の約
２１％の状態から約５〜１０％程度に迄減少する。そし
てこのような状態になると結合剤の酸化分解が充分に行
われず、防砂が製品面から崩落し難＜くなる。

このため本発明装置においては、次工程の防砂崩落促進
装置３において酸素濃度の高い高温の新鮮な外気が導入
される。

即し、加熱処理後の製品Ｐが搬入される防砂崩落促進装
置３では、熱交換器１２において新鮮な外気がダク）１
３を介して送給される高温の排気との熱交換によって加
温された後ファン１４によって給気ダクト１５から構成
される装置３内の雰囲気の酸素濃度が約１５〜２０％程
度に増大される。これにより鋳砂結合剤の酸化分解が促
進され、防砂が崩壊して製品Ｐから容易に脱落するよう
になる。そして崩落した防砂は加熱炉２の場合と同様な
スクリューコンベア１０によって排出されて回収される
。

その後、製品Ｐは冷却装置４に搬入されて水槽１７中で
冷却処理され、次に後段の洗浄装置等に搬出されて行く
。

なお、冷却装置４に搬入される製品Ｐには幾分かの防砂
が付着しているが、これらは水ｆＷ１７中に浸漬された
際にポンプ１９による水流攪拌により水中に脱落し、揚
砂ポンプ２０によって水と共に排出されて防砂回収装置
（図示せず）に送られる。

以上のように本発明実施例においては、ハーナ６による
直火加熱方式を用いた加熱炉２とその後段の冷却装置４
との間に新鮮な外気を導入して酸素濃度の高い高温の雰
囲気を与える防砂崩落促進装置３を設けであるので、加
熱炉２での加熱処理中の酸素濃度の低下により製品Ｐか
ら崩落し難くくなっている防砂をここで酸素濃度の高い
新鮮な外気に接触させ、防砂の結合剤の酸化分解を早め
てその崩壊・脱落を促進させることができるという効果
がある。

したがって、製品Ｐに何着した防砂は防砂崩落促進装置
３を通過する際には殆ど崩落し、次段の冷却装置４での
揚砂ポンプ２０等の負荷や水分と共に回収された防砂の
回収再生の労力及び費用が著しく低減されるという利点
がある。

また、防砂崩落促進装置３を加熱炉２の搬出口側に配設
したことにより、加熱炉２の排出口側の仕切ドア２２の
開放の際の低温の外気との直接接触による炉内温度の低
下等の雰囲気の攪乱を著しく低減させる効果も得られる
。

更に、前記の如き酸素濃度の高い雰囲気は単に新鮮な外
気を導入することによって充分（Ｘ子られ、何ら特別な
酸素供給源を必要と（７ないし、この際の外気の加熱も
防砂崩落促進装置３内からの高温の排気との熱交換によ
って効果的に行うことができる。

更にまた、熱交換後の排気は排気ダクト１６によって予
熱炉１内に送給することにより予熱炉１の予熱源として
利用することもでき、或いはまた冷却装置４の揚砂ポン
プ２０により回収された水分を含む防砂の乾燥に用いる
こともでき、装置全体としての熱利用を極めて効率的に
行うことができる。

なお、上述の実施例においては加熱炉２自体の後部に仕
切ドア２２をイ′ＮＪ設してこれと搬出端部との間の帯
域を防砂崩落促進４１１・域として利用しているが、防
砂崩落促進装置３をそれ自体独立した帯域として加熱炉
２と冷却装置４との間に設けることも勿論可能である。

また、加熱された製品Ｐは水槽１７中で水により急冷さ
れているが、冷媒とし２ては水のほか必要に応じて通常
の焼入油を用いることもできる。

また、実施例は複雑な構造物の鋳造に適しており、その
ために防砂との離型性がしばしば問題となるアルミダイ
カストの熱処理の場合を特に好適な例として説明したが
、本発明装置はこれに限らず、砂型を用いて鋳造される
製品の熱処理であれば広く一般の鋳造物に適用して優れ
た効果を得ることができる。

以上述べたように、本発明によれば砂型鋳造製品の熱処
理に際し２、製品から防砂を容易に崩落させることがで
きるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を示す平面ヌ１第２図
はその縦断面図、第３図は本発明実施例の要部を示す平
面図、第４図はその縦断面図である。 符号の説明 １−予熱炉、２−加熱炉、計−防砂崩落促進装置、４−
冷却装置、５−ケーシング、６−〕＼−ナ、７−ツーボ
ッアン、８−ファンモータ、１０−スクリヱーコンヘア
、１２−熱交換器、１５−給気ダクト、Ｐ−アルミダイ
カスｌ−製品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳造設備から搬入される砂型鋳造品を外気から略遮断さ
   れた雰囲気内での燃焼によって加熱処理するようになさ
   れた加熱炉と前記加熱炉から搬出される製品を水中又は
   油液中で急冷するようになされた冷却装置とを備えた砂
   型鋳造品の熱処理装置において、前記加熱炉と冷却装置
   との間の鋳造品搬送路に少なくとも前記加熱炉内部より
   も酸素濃度の高い高温の雰囲気を与える鋳砂崩落促進帯
   域を設けたことを特徴とする砂型鋳造品の熱処理装置。