JPS63260645A - 鋳物砂の水分調整方法 - 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】 本発明は生型鋳物砂の水分調整方法に関するものである
。

生型は鋳型用けい砂と粘結剤であるベントナイトおよび
水を基本構成材料とする鋳物砂によって製作され、通常
水を含んだ状態で鋳鉄などの溶湯を鋳込み、製品を得る
鋳型である。

同鋳型における水分調整の必要性については、鋳物砂中
の水分の多少が、鋳型の成型性、強さ、通気性などあら
ゆる性質に影響することから、きわめて重要であること
が古くから知られている。

また生型鋳物砂における水分は、添加直後から蒸発を開
始する宿命をもっており、混練処理、造型機までの搬送
、造型などの作業時間は、可能な限り短縮化が要求され
ている。

このため生型を使用する鋳造工場における鋳物砂処理時
間は、通常３分間から５分間のサイクルになっている。

一方、鋳物砂の水分測定方法は、ＪＩＳＺ２６０５に規
定されているが測定には最低１時間を必要とし、前記３
分間から５分間の鋳物砂処理時間内において水分測定を
行い目標とする水分に調整することは、おおよそ不可能
である。このため、カーバイト法や電気抵抗法など各種
の迅速水分測定法が開発されてはいるが、これらの方法
によっても鋳物砂水分測定には最低３分間を必要とし、
前記処理時間に追従できない状況である。

また、鋳物砂水分の量に伴う鋳物砂の成型性やサラサラ
の度合の変動に着目し、これを測定することによって鋳
物砂の水分量を知り水分添加を行う水分調整方法が数種
開発されているが、回収砂の水分が変動しているため、
サンドミルで水分均一化のための予備混練を行った後に
成型性等に関する測定を行い、不足水分量を計算して添
加する機構になっているため、装置全体が大がかりで価
、格も高いものとなっている。

以上のことから、生型番使用するほとんどの鋳造工場に
おける鋳物砂の水分調整は、砂を混練する作業者が手で
砂を握った場合の感触で行なわれており、水分をはじめ
とする鋳物砂の性質に変動が大きく、種々な成型上のト
ラブルや鋳造欠陥の発生の原因となっている。

本発明は、生型鋳物砂の処理作業時において、常に定量
の水の添加で鋳物砂水分が一定にならない原因が、回収
砂の水分変動にあることに着目し、サンドミルに投入さ
れる回収砂の水分をきわめて短時間ごとに連続的に測定
し、一定重量の回収砂がサンドミルに投入された時点で
回収砂の保有水重量を積算し、目標水分に対する不足水
分量を算出して自動添加することによって鋳物砂の水分
を調整する方法であり、以下第１図〜第３図に従って本
発明にかかる鋳物砂の水分調整方法と各装置の作用につ
いて説明する。

第１図は本発明の鋳物砂の水分調整方法に用いる装置全
体の概要である。

前回の鋳物砂処理が終了すると同時に、マイクロコンピ
ュータ７がスクリューヒープ−３ベルトコンベアー４、
回収砂の断面形状−走化装置５を同時にスタートさせる
。

これらの装置はその搬送または処理能力が同じに設定さ
れており、回収砂タンク！に収納されている回収砂２を
ベルトコンヘアー４上に等断面形状で流動させる。

回収砂２が赤外線水分計６の真下に到達した時点で、マ
イクロコンピュータ７は赤外線水分計６を作動させ測定
を開始させるとともに、その出力信号をきわめて短時間
ごとに演算回路に取り込む。

演算回路には第２図および第３図に示したような回収砂
水分と赤外線水分計６の出力の相関式および回収砂水分
と回収砂かさ密度の相関式がインプットされており、時
間の経過と共にベルトコンベアー４によって移送され赤
外線水分計６の下を通過した回収砂２の重量とこれが保
有する水の重量の積算が行なわれる。すなわち赤外線水
分計６の測定間隔をＴ秒とし、このＴをきわめて短時間
にすればこの１秒間にベルトコンベアー４によって赤外
線水分計６の直下を通過した回収砂の水分はほぼ一定と
みなすことができ、（１）式によって求められる。

Ｍ＝２．０１６Ａ３−２．５０１／Ｍ＋１．８６０Ａ−
０．１０７　−　　（１） Ｍ：回収砂水分（％） Ａ：赤外線水分計出力（ｍＡ） また１秒間にベルトコンベアー４によって移動した回収
砂２の重量は、（２）式によって求められる。

Ｇ　＝　Ｈ・Ｓ　−Ｔ＝（０，００４３Ｍ’＋　０．０
５８６Ｍ”−０，２６Ｍ＋１．５２２）−７（２）Ｇ：
回収砂重量（ｇｒ） 一■４：回収砂断面積（ｃｍ２） Ｓ；ベルトコンベアー速度（ｃｍ／秒）Ｔ：赤外線水分
計の測定間隔（秒） Ｍ：回収砂水分（％） さらに、この１秒間に移動した回収砂２が保有する水の
重量は（３）式によって求められる。

Ｎ＝Ｇ−Ｍ−１０”’　　−７−（３）Ｎ：１秒間に移
動した回収砂中の水重量（ｇｆ）Ｇ：回収砂型ｆｆｉ（
ｇＤ Ｍ：回収砂水分（％） なお第２図および第３図に付記した相関式は回収砂の種
類、色調などによって変更するものである。

積算された回収砂２の重量と、スクリューヒープ−３以
後のベルトコンベアー４上にあってこれから赤外線水分
計７の下を通過するであろう回収砂２の重量の合計がサ
ンドミル９によって１回に処理される鋳物砂のうち回収
砂２の必要重量に達した時点で、マイクロコンピュータ
７はスクリューヒーダー３を停止させ、回収砂タンクｌ
からのベルトコンベアー４に対する回収砂２の供給を停
止させる。

次にベルトコンベアー４によってを移動する回収砂２の
末端部が赤外線水分計６に到達した時点でマイクロコン
ピュータ７は赤外線水分計６の作動を停止させ、その時
点までにベルトコンベアー４によって搬送され、赤外線
水分計６の下を通過した回収砂２の重量と水の重量とを
積算すると共に、赤外線水分計６の直下からサンドミル
９に至るまでのベルトコンベアー４上に残留している回
収砂２がすべてサンドミル９に落下するまでの時間経過
後にベルトコンベアー４を停止させる。

次いでマイクロコンピュータ７は、回収砂２の総重量と
回収砂２が保有していた水の総重量から回収砂２を目標
水分にする為に必要な水の重量すなわち供給水重量を算
出し、この分の水を水供給装置８によりサンドミル９に
供給する。

なお、この際に水供給装置８によって供給される水の量
は、回収砂２のほかに鋳物砂処理に使用される新砂（図
示せず）および添加剤（図示せず）か必要とずろあらか
じめ計算可能な水の量との合計量である。

水の供給が開始された時点において、マイクロコンビコ
ータ７はサンドミル９を起動させ、所定の時間混練した
後にサンドミル９の底板部分を兼ねる排砂ダンパーＩＯ
を開き処理済鋳物砂をすべて排出せしめダンパーを閉じ
ることによで１回の砂処理ザイクルを終了する。

第１表は、発明者が本発明にかかる方法によって試作し
た自動鋳物砂調整装置を用い、１０回運転を行なった場
合の測定結果であり、鋳物砂重量で＋２．４５％ないし
−１．６４％、調整水分で＋５．２１％ないし−３，０
９％、絶体水分量では＋０．１１％ないし−０，０６％
ときわめて低い誤差範囲での調整が可能となったもので
ある。

第１表　運転試験結果 以上の本発明の効果を簡明に繰り返し述べると、第一に
変動の激しい回収砂水分をサンドミルで均一化処理をす
ることなしに測定可能とした点。

第二にサンドミルに移送される回収砂を等断面形状に流
動さけ、その水分を連続的に測定することにより、水分
とかさ密度の相関関係から重量計を用いずに移送した砂
重量の積算を可能にした点。

第三に回収砂の連続水分測定センサーに非接触で測定可
能な赤外線水分計を使用したため、砂と接触することに
よるセンサーの摩耗を皆無にすることが出来た点。

第四に回収砂以外に添加される新砂および添加剤類が必
要とする水の量をあらかじめ計算して、回収砂が必要と
する水の量との合計量の形で自動添加することにより、
自動鋳物砂水分調整を可能にした点などである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる鋳物砂の水分調整方法に用いる
装置の全体図。 第２図はマイクロコンピュータがベルトコンベアーによ
って移送される回収砂の水分を定量するために用いろ、
赤外線水分計出力と回収砂水分との相関の一例を示す図
。 第３図はマイクロコンピュータがベルトコンベアーによ
って移送された回収砂の重責を積算するための回収砂水
分と回収砂かさ密度との相関の一例を示す図である。 ｌ：回収砂タンク ２：回収砂 ３：スクリューヒーダー ４：ベルトコンベアー ５：回収砂断面形状−走化装置 ６：赤外線水分計 ７：マイクロコンピュータ ８：水供給装置 ９：サンドミル ｌＯ：鋳物砂排出用ダンパー ＄１１９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水分が絶えず変動しながらベルトコンベアーによって一
   定速度で移動する回収砂を、断面一定化装置を通過させ
   た後に赤外線水分計を用いて連続的に水分測定し、その
   出力信号を用いて、ベルトコンベアーによって移動して
   サンドミルに投入された回収砂の重量と水の重量を積算
   し、目標とする水分との差を演算して、その必要水分お
   よび新砂、添加剤類が必要とするあらかじめ計算可能な
   水分を自動添加すると同時に、サンドミルによって所定
   の時間自動混練を行い、鋳物砂を目標とする水分に調整
   する方法。