JPS60234737A - 鋳物砂の処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は鋳物砂の処理方法に係り、詳しくは注湯後の鋳
型を型ばらしして得た回収砂を鋳型造型用の鋳物砂とし
て再使用できる状態に処理するために、添加補給する粘
結材及び集塵微粉の量を増減する方法に関する。

（従来の技術） 鋳型を型ばらしして得た回収砂を鋳型造型用の最適な鋳
物砂として再使用するに際し、回収砂は溶湯の熱により
水分が多量に蒸発しベントナイト等の粘結材が焼損する
ため、回収砂に水や粘結材を添加補給する必要があるが
、回収砂は性状が時々刻々変化するため、その回収砂の
含有粘結材量を検出しそれらの不足量を補給して所望の
鋳物砂に再生することは仲々困難であった。さらに、難
しいことには、回収砂は造型、注湯、型ばらし等の循環
ラインを繰返し使用されるため、回収砂の物理的性状は
その、循環のたびに少しずつ変化することにある。その
ため従来は、回収砂に適当量の水や粘結材を添加して回
収砂を混練し、その混練途中で回収砂の一部を取り出し
て作業者が手で握ったり、コンパクタビリテイ値という
造型性の良否を判断する基準値を測るなどして造型性の
良否を判断し、その結果悪かった場合には再び水や粘結
材を適当量添加し前記操作を繰返して造型性の良否を判
断するようにしていた。このように試行錯誤を繰返して
それらの添加量を決めていたために、生産性が悪（、ま
た作業者の勘などによるため個人差が生じ正確性に欠け
るなどの問題があった。

（本発明が解決しようとする問題） 本発明は上記の問題を解決するために脱党研究した結果
、繰返し使用される鋳物砂の物理的性質の経時変化に対
する粘結材及び集塵微粉の添加量とその時期との相関関
係を発見することができ、本発明はその相関関係に着目
してなされたものである。

本発明の目的は、回収砂を最適造型砂に確実に近づける
ことができる上に、作業者の経験や勘にたよることなく
添加量を変更した結果が正確に確認でき、比較的短時間
のうちに再生可能な鋳物砂の処理方法を提供することに
ある。

（発明の構成） 以下、本発明の一実施例について詳細に説明する。

第１図は鋳物砂の循環経路を示す工程図で、（１）は造
型装置、（２）は中子収め及び注湯工程、（３）は冷却
工程、（４）は型ばらし装置を示し、型ばらし装置（４
）で鋳込み製品と鋳物砂に分離され、分離された鋳込み
製品は製品ホッパ（５）に、鋳物砂は異物除去装置（６
）にそれぞれ送られ、異物除去装置（６）に送られた鋳
物砂はここで鉄片等の異物と分離されて砂回収ホッパ（
７）に送られる。（８）は集塵装置で、型ばらし装置（
４）と異物除去装置（６）にそれぞれダクトを介して連
通接続されるとともに集塵微粉ホッパ（９）に回収管を
以って接続され、型ばらし装置（４）と異物除去装置（
６）で発生する微粉を吸引、補集し、補集された微粉は
集塵微粉ホッパ（９）に送られ一時貯留されるようにな
っている。（１０）はベントナイトを貯留する粘結材ホ
ッパで、この粘結材ホッパ（１０）と前記集塵微粉ホッ
パ（９）の排出口には定量切出し装置（１１）　（１１
）がそれぞれ設けであるとともにこの定量切出し装置（
１１）　（１１）は後記する添加物コントロール装置（
１２〕にそれぞれ電気的に結線してあって添加物コント
ロール装置（１２）の指令により所定量の粘結材及び　
□集塵微粉が回収砂に補給されるようになっている。

（１３）　Ｌｔ　ハツチ式混練機であって、このバッチ
式混線機（１３）の側部には自動砂試験装置（１４）が
設けてあってバッチ式混線機（１３）から混線中の砂を
直接取出してその砂のコンパクタビリテイ値、含有水分
量、通気度及び圧縮強度を自動的に計測できるようにな
っている。また、自動砂試験装置（１４）はコンパクタ
ビリテイコントロール装置（１５）及び砂特性データ記
憶演算装置（１６）に電気的に結線してあり、さらに砂
特性データ記憶演算装置（１６）は時系列経時変化分析
装置（１７）、ついで添加物コントロール装置（１２）
に順次直列に電気結線しである。

コンパクタビリテイコントロール装置（１５）は水添加
制御弁（１８）に電気結線してあって自動砂試験装置（
１４）から送られてきた実測コンパクタビリテイ値を目
標コンパクタビリテイ値にするためにその差の不足水分
量だけ添加するように水添加制御弁〔１８）に指令し混
練機（１３）内の砂が所定の目標コンパクタビリテイ値
になるようにしである。一方、砂特性データ記憶演算装
置（１６）には自動砂試験装置（１４）から送られてく
る混線排出直前の含有水分量、通気度、圧縮強度が記憶
されるようになっている。さらに、これらの含有水分量
、通気度、及び圧縮強度の各数値は時系列経時変化分析
装置（１７）に送られてそれらの累積和が演算されると
ともにこれらの累積和が所定の目標値から外れているか
どうかを分析し所定の目標値から外れていると分析され
ると、添加物コントロール装置（１２）が作動し定量切
出し装置（１１）　（１１）に所定量の粘結材及び集塵
微粉を添加するように指令を送るようになっている。

なお、累積和とは、順に並んだデータより一定の値を引
き、その差を順に累積したもので、それを第３図の如く
、グラフ化したものを累積和グラフといい、つまり、累
積和グラフの傾斜方向および傾斜角度によって一般のグ
ラフ（工程）の変化をよりはっきりと把握することがで
きるものである。

また、第２図はコンパクタビリテイ値を一定に制御した
場合における粘土分合有量の上限、下限により含有水分
量、通気度、圧縮強度の特性変化をあらかじめめたもの
で、粘土分が多くなると含有水分量、圧縮強度は大きく
なって逆に通気度は小さくなり、粘土分が少なくなれば
、それの逆の結果になることを示している。したがって
、自動砂試験装置（１４）によって計測された含有水分
量及び圧縮強度が所定の目標値より大きく通気度が所定
の目標値より小さくなる傾向にある場合には、粘結材茎
たは集塵微粉の添加量を少なくすることによりそれらの
目標値に制御でき、逆の現象の場合は粘結材または集塵
微粉の添加量を多くすることにより制御できることを意
味している。また、粘土分は一般に混練時間によって若
干具なるが、粘結材または集塵微粉の添加量に略比例す
る。

（発明の作用） 次に、本発明における鋳物砂の再生方法について説明す
る。

造型工程、中子収め及び注湯工程、並びに冷却工程を経
て型ばらし装置（４）に送られてきた注湯流鋳型は型ば
らし装置（４）で鋳込み製品と鋳物砂に分離され鋳込み
製品は製品ホッパ（５）に、鋳物砂は異物分離除去装置
（６）に送られて鉄片等の異物が除去されるとともに異
物と分離、除去された鋳物砂は砂回収ホッパ（７）に回
収されてのち、集塵微粉ホッパ（９）からの微粉及び粘
結材ホッパ（１０）からのベントナイトの添加を受けて
バッチ式混線機（１３）に所定量投入され混線が行われ
る。所定時間混練後、混線機（１３）内にある混線中の
回収砂を取り出し自動砂試験装置（１４）によってコン
パクタビリテイ値、含有水分量、通気度及び圧縮強度を
計測する。そして、これらの計測データのうちのコンパ
クタビリテイ値と含有水分量はコンパクタビリテイコン
トロール装置（１５）に送られて実測コンパクタビリテ
イ値と所定の目標コンパクタビリテイ値との差に対応す
る分の不足水分量が演算されこの不足水分量の添加指令
が水添加制御弁（１８）に送られ所定量の不足水分量が
注水されて所定の目標コンパクタビリテイ値に混練、調
砂される。次いで、この混線、調砂された回収砂は造型
工程（１）に送られ再使用される。

一方、前記計測データのうちの混線排出直前の　ｊ含有
水分量、通気度及び圧縮強度は砂特性データ記憶装置（
１６）に送られて記憶されるとともに、１日数１０回繰
返し計測された含有水分量、通気度及び圧縮強度の１日
の平均値がこの砂特性データ記憶演算装置（１６）によ
ってめられる。

次いで、これらの含有水分量、通気度及び圧縮強度の平
均値を時系列経時変化分析装置（１７）に送って累積和
に演算し、この累積和を第３図に示す如く、累積和グラ
フとして表す。

尚、第３図は通気度及び圧縮強度の１日の平均値を単に
グラフ化した一般グラフと累積和統計手法を用いてめた
累積和グラフとの対比グラフで、その時の粘結材である
ベントナイトと集塵微粉の経時変化による添加量を同時
にグラフ化したものである。また、含有水分量の第３図
への記載はグラフが複雑になるために省略した。

ここに、累積和統計手法とは、 なる式を用いて累積和をめるもので、 ｎ：累積数（日数）、ｉ：累積し始めた数（日数）Ｃ１
二所定の目標値、ｒｉ：計測データとする。

また、第３図の実施例においては、所定の目標コンパク
タビリテイ値を４０％に制御した状態において、通気度
の所定の目標値ｃｉを１５５、圧縮強度の所定の目標値
ｃｉを０．９５（’、ｐ）とした。

こうして時系列経時変化分析装置（１７）でめられた通
気度及び圧縮強度の累積和が前記所定の目標値から外れ
ているかどうか分析し、所定の目標値より外れていると
分析された場合、この時系列経時変化分析装置（１７）
の指令により添加物コントロール装置（１２）が作動し
定量切出し装置（１１）（１１）の切出し量が調整され
集塵微粉ホッパ（９）及び粘結剤ホッパ（１０）より調
整された所定量の集塵微粉及び粘結材であるベントナイ
トを砂回収ホッパ（７）よりバッチ式混練機（１３）に
送られる回収砂に添加し、回収砂を所望の破性状に制御
する。第３図よりわかる如く、累積和グラフが単に１日
の平均値をグラフ化した一般グラフと比べて、グラフの
傾斜方向及び傾斜角度がゆるやかに変化しており、この
傾斜方向及び傾斜角度が循環使用される回収砂における
含有水分量、通気度、圧縮強度等の秒時性値の所定目標
値と偏差している量を積算していることになり、所定の
目標値より偏差が大きくなると、その経時変化は大きく
変化していることがはっきりわかり、その時のベントナ
イト、集塵微粉の添加量変化と一致していることがわか
る。また、目標コンパクタビリテイ値４０％に対して通
気度及び圧縮強度の変動範囲は第２図における粘土分合
有量の上限、下限を示す２本の直線グラフ（イ）（ロ）
の間における中間附近で変動しており、経時変化による
通気度及び圧縮強度の値は常に所定の目標値になるよう
に制御されていることがわかる。さらに、含有水分量も
正確に制御されていることが確認できる。

（発明の効果） 以上の説明によって明らかなように、本発明によれば循
環使用されて経時変化する回収鋳物砂を作業者の勘にた
よることなく常に所望の最適な砂柱状に自動制御できる
とともに、集塵微粉を有効に利用できる効果を有し、こ
の種の業界に寄与する効果は著大である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示すフローチャート図、第２
図はコンパクタビリテイ値、含有水分量、通気度及び圧
縮強度の相関関係を示すグラフ、第３図は通気度及び圧
縮強度の経時変化に対するベントナイト及び集塵微粉の
添加状態を示すグラフである。 （１）：造型工程　（２）：中子収め及び注湯工程（３
）：冷却工程　（４）：型ばらし工程（５）：バッチ式
混練機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 造型、注湯、型ばらし及び混線等の各工程間を繰返し循
   環使用される鋳物砂の処理方法において、鋳物砂のコン
   パクタビリテイ値を一定に制御し、その時の該鋳物砂の
   含有水分量、通気度及び圧縮強度の計測データを、累積
   和に演算処理した結果とコンパクタビリテイ値、含有水
   分量、通気度及び圧縮強度の相関関係より、粘結材及び
   集塵微粉の添加量を増減することを特徴とする鋳物砂の
   処理方法。