JPWO2016143150A1 - 鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法 - Google Patents

Abstract

計測された鋳型砂の性状データに基づいて、生産中の鋳型の造型条件、もしくは、造型後の工程などを変化させて鋳造欠陥又は消費エネルギーを低減することができる鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法を提供する。鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、造型機（４０）に供給する直前の鋳型砂の性状を計測する工程（１）と、計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程（２）と、を有し、該判定の結果が所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型する。【選択図】 図３

Description

本発明は、鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法に関する。

従来、鋳型造型に用いる鋳型砂は、混練機で混練調整された後、造型機に搬送され、該造型機により鋳型に造型されるが、その搬送途中あるいは造型までの待機時間の間に鋳型砂の性状が変化する。この鋳型砂の性状変化は鋳型の造型性などに影響を及ぼし、鋳造欠陥の要因となっている。そこで、鋳型砂を造型機に投入する直前に自動採取して該鋳型砂の性状を自動計測する装置が開発されており、その技術は公知のものとなっている（例えば、特許第５３９７７７８号公報参照）。

しかし、ここで自動計測された鋳型砂の性状データは、鋳物製品の鋳造工程履歴データとして鋳造欠陥の解析などに活用されているが、生産中の鋳型の造型条件、もしくは、造型後の工程などを変化させて鋳造欠陥又は消費エネルギーを低減する方策には利用されていないという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、計測された鋳型砂の性状データに基づいて、生産中の鋳型の造型条件、もしくは、造型後の工程などを変化させて鋳造欠陥又は消費エネルギーを低減することができる鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法を提供することを目的とする。

また本発明は、該鋳型砂を用いて製造された鋳物の品質に基づいて、鋳型砂の性状の判定に、計測された鋳型砂の性状データをフィードバックすることができる鋳造工程管理方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法は、鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、造型機に供給する直前の前記鋳型砂の性状を計測する工程と、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程と、を有し、該判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型することを特徴とする。

また本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法では、前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値及び砂温度から選ばれた一または複数の値であることを特徴とする。

また本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法は、前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後の工程で型合わせされ、該型合わせされた鋳型には溶湯を注湯しないことを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法は、前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後、搬送され、注湯されることなく鋳型バラシされることを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法は、鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、造型機に供給する直前の前記鋳型砂の性状を計測する工程と、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程と、を有し、該判定の結果が前記所定の性状に不適であることが所定回数連続した場合に、それ以降の前記鋳型砂のうち、同一の性状と想定される分量の前記鋳型砂は造型をせずに、混練調整を行う砂処理工程に送られることを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法は、前記判定の結果が前記所定の性状に適合している場合に、前記鋳型砂で造型された鋳型に注湯することにより製造した鋳物に対応する情報として、前記計測された鋳型砂の性状を記憶する工程をさらに有することを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法においては、前記記憶する工程では、前記鋳物に対応する情報として、前記鋳型砂で前記鋳型を造型する造型条件をさらに記憶することを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法においては、前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値及び砂温度から選ばれた一または複数の値であり、前記判定する工程では、前記鋳型砂の性状として選ばれた一または複数の値のうちの一の値が所定の範囲外であれば適合していないと判定し、前記製造した鋳物の品質が所定の品質に適合していない場合に、前記鋳物に対応する情報として記憶された前記鋳型砂の性状に基づいて、前記判定する工程で用いる前記所定の範囲を変更する工程を有することを特徴とする。

さらに本発明の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法においては、前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値を含み、前記判定する工程では、前記鋳型砂の性状として圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値のうちの一の値が所定の範囲外であれば適合していないと判定することを特徴とする。

本発明は、鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、造型機に供給する直前の前記鋳型砂の性状を計測する工程と、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程と、を有し、該判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型するようにしたから、計測された鋳型砂の性状データに基づいて、生産中の鋳型の造型条件、もしくは、造型後の工程などを変化させて鋳造欠陥又は消費エネルギーを低減することができる等種々の効果がある。

さらに本発明は、前記判定の結果が前記所定の性状に適合している場合に、前記鋳型砂で造型された鋳型に注湯することにより製造した鋳物に対応する情報として、前記計測された鋳型砂の性状を記憶する工程を有し、前記製造した鋳物の品質が所定の品質に適合していない場合に、前記鋳物に対応する情報として記憶された前記鋳型砂の性状に基づいて、前記判定する工程で用いる前記所定の範囲を変更する工程を有するので、製造した鋳物に問題があった場合に、計測された鋳型砂の性状データをフィードバックし、鋳型砂の性状を判定するのに用いる所定の範囲を変更することにより、より信頼性の高い判定を行うことが可能となる等の効果を有する。

この出願は、日本国で２０１５年３月１０日に出願された特願２０１５−０４６８５１号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明を実施するための生型鋳造設備の構成の一例を示す概略図である。 混練から造型までの設備の構成の一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお本発明において鋳造工程とは、鋳物製品を鋳造により製作する設備で行われる工程のことであり、造型する鋳型砂を準備する砂処理ライン、鋳型を造型する造型ライン、造型された鋳型に溶湯を注湯する注湯ラインを含む総合的な鋳造ラインで行われる工程のことを意味するものである。

先ず図１を参照して、鋳造設備について説明する。図１は、生型鋳造設備１００の全体構成を示す概略図である。ここで、「生型」とは、生型砂で鋳型が造型されることを指し、「自硬性」と対比される。生型鋳造設備では、混練を行う場所と造型を行う場所が離れており、混練機２０で混練された鋳型砂は、ベルトコンベヤ２２ａ、ホッパ２３、ベルトコンベヤ２２ｂ、砂貯蔵装置２６、ベルトコンベヤ２４、等で造型機４０に搬送される。そのために、混練機２０で鋳型砂を調整しても、搬送する間に水分が蒸発するなどして、性状が変化してしまうことがある。

下流側のベルトコンベヤ２４には、造型機４０に供給される鋳型砂を採取し、鋳型砂の性状を計測する砂性状計測装置３０が配置される。砂性状計測装置３０では、造型機４０に供給される直前の鋳型砂を自動サンプリングし、性状を計測することができる。計測した鋳型砂の性状は、生型鋳造設備１００の運転を制御するコントローラ（不図示）に送信される。

図２に、砂性状計測装置３０の配置の一例を示す。図２に示す生型鋳造設備では、混練機２０で混練された鋳型砂は、ベルトコンベヤ２２ａ、２２ｂ、ホッパ２３等で搬送され、砂貯蔵装置２６に貯留される。砂貯蔵装置２６は、造型機４０に投入される鋳型砂を一時的に貯留するホッパである。砂貯蔵装置２６に貯留された鋳型砂は、ベルトコンベヤ（サンドフィーダ）２４により造型機４０に投入される。砂性状計測装置３０は、砂貯蔵装置２６に貯留された後のベルトコンベヤ２４上の鋳型砂を採取し、性状を計測する。

造型機４０で造型された鋳型は、注湯前処理装置５４に設けられる湯口成形装置（不図示）により、上鋳型に湯口が成形される。次に、注湯前処理装置５４に設けられるガス抜き穴成形装置（不図示）により、上鋳型にガス抜き穴が成形される。次に、注湯前処理装置５４に設けられる中子セット装置（不図示）又は作業者により、上鋳型又は／及び下鋳型に中子がセットされる。次に、注湯前処理装置５４に設けられるチラー・発熱材セット装置（不図示）又は作業者により、上鋳型又は／及び下鋳型に、チラー（冷し金）又は／及び発熱材がセットされる。次に、注湯前処理装置５４に設けられる型合わせ装置（不図示）により、上鋳型と下鋳型が型合わせされる。

注湯機５２から型合わせされた鋳型に溶湯が注湯される。注湯された鋳型は、複数の搬送装置を組み合わせた搬送冷却設備６０により搬送される。搬送冷却設備６０は、時間をかけて鋳型を搬送することにより、冷却する。その際に溶湯が冷却・固化されることにより、鋳物となる。

搬送冷却設備６０で冷却された鋳型および鋳物は、型バラシ装置７０に搬送される。型バラシ装置７０では、鋳枠から鋳型が抜き出され、鋳型は破砕され、鋳型砂と鋳物が分離される。図１には示されないが、鋳物は製品として、後工程に送られる。破砕された鋳型砂は、砂回収手段８０に送られる。その後、鋳型砂は、砂冷却装置８６に送られて冷却される。冷却された鋳型砂は、バケットエレベータなどの搬送装置８７、８９、砂貯留装置（サンドビン）８８等を経て、混練機２０に搬送される。鋳型砂は混練機２０で水、ベントナイトなどを添加され、混練されるとともに、水分などが調整され、再び、造型機４０に送られる。

本発明の第１実施形態について、図３に示すフローチャートも参照して説明する。なお該第１実施形態と後述する第２実施形態は、上下鋳型を交互に上下鋳枠に造型する枠付鋳型造型機を用いた例を示しており、鋳型砂として生型砂が用いられている。

図３に示すように、まず、砂性状計測工程１が実施される。ここでは、砂性状計測装置３０により、造型機４０に供給する直前の鋳型砂の性状を計測する。この点について詳述すると、本実施形態では、造型機４０の上方に配設されると共に造型機４０に鋳型砂を供給するベルトコンベヤ２４から計測する鋳型砂を採取する。そして、上枠・下枠のどちらか一方を造型するごとにベルトコンベヤ２４を作動させ、該どちらか一方分の鋳型砂を造型機４０に供給する。例えば、下枠用の鋳型砂のベルトコンベヤ２４での搬送中（即ち、造型機４０への供給中）に毎回、計測用の鋳型砂を採取して該鋳型砂の性状を計測する。また本実施形態では、鋳型砂の性状として、鋳型砂の圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値、砂温度を計測するのがよい。

次に、砂性状判定工程２が実施される。ここでは、例えばコントローラで、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する。なお本実施形態では、所定の性状として、鋳型砂の圧縮強度が１０〜２０Ｎ／ｃｍ²の範囲内、及び、含水率が２．５％〜３．５％の範囲内、及び、コンパクタビリティ値が３０〜４０％の範囲内であることを採用した。これら三つが全て上述の範囲内であれば、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合していると判定される。また、三つのうち、どれか一つでも上述の範囲外であれば、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に不適（適合していないという意味）であると判定される。

そして、該判定の結果、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合している場合は、造型工程３で通常の造型が実施される。例えば、鋳型砂を採取して該鋳型砂の性状を計測している間に、ベルトコンベヤ２４上の鋳型砂が造型機４０に送られる場合に、次にベルトコンベヤ２４から造型機４０に供給される鋳型砂を用い、造型機４０により所定の鋳型強度になるように鋳型を造型する。次に、湯口成形工程４が実施される。ここでは、湯口成形装置（不図示）により、上鋳型に湯口が成形される。

次に、ガス抜き穴成形工程５が実施される。ここでは、ガス抜き穴成形装置（不図示）により、上鋳型にガス抜き穴が成形される。次に、中子セット工程６が実施される。ここでは、中子セット装置（不図示）又は作業者により、上鋳型又は／及び下鋳型に中子がセットされる。

次に、チラー・発熱材セット工程７が実施される。ここでは、チラー・発熱材セット装置（不図示）又は作業者により、上鋳型又は／及び下鋳型に、チラー（冷し金）又は／及び発熱材がセットされる。次に、型合わせ工程８が実施される。ここでは、型合わせ装置（不図示）により、上鋳型と下鋳型が型合わせされる。

次に、注湯工程９が実施される。ここでは、注湯機５２により、型合わせされた上下鋳型に溶湯が注湯される。次に、冷却工程１０が実施される。ここでは、注湯済みの上下鋳型が所定時間搬送されることにより、該上下鋳型内の鋳物製品が冷却される。

次に、鋳型バラシ工程１１が実施される。ここでは、鋳型バラシ装置７０により、上下鋳枠から上下鋳型が抜き出されて破砕され、鋳型砂と鋳物製品に分離される。そして、該分離された鋳型砂は砂回収手段８０に回収され、砂処理工程１２が実施される。ここでは、砂処理ラインにより、回収された鋳型砂に対し、異物除去、砂冷却、混練調整などが行われて、該鋳型砂が鋳型造型に使用できるように処理される。そして、該処理された鋳型砂は再度、鋳型造型に用いられるため、上述した砂性状計測工程１が実施されることになる。

次に、上述した砂性状判定工程２において、判定の結果、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に不適であった場合について説明する。該不適であった場合、次に、コントローラで不適回数カウント工程１３が実施される。ここでは、砂性状判定を行う毎に毎回、該砂性状判定が不適であった場合には回数をカウントするようにしている。

そして、該不適を連続してカウントした回数が所定回数未満であった場合は、造型工程３で通常外の造型が実施される。なお本実施形態では該所定回数として３回を設定している。ここでは、次にベルトコンベヤ２４から造型機４０に供給される鋳型砂を用い、造型機４０により通常外の造型をする。ここでいう通常外の造型とは、造型される鋳型の強度が、上述の所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型することである。

そして、湯口成形工程４、ガス抜き穴成形工程５、中子セット工程６、チラー・発熱材セット工程７は実施されず、次に、上述した型合わせ工程８が実施される。そして、注湯工程９は実施されず、次に、冷却工程１０を経て上述した鋳型バラシ工程１１が実施されることになる。なお注湯がされない場合は上下鋳型内に鋳物製品が無いため、該鋳物製品が冷却されることはない。このため、冷却工程１０では上下鋳型が所定時間搬送されるだけになる。

次に、不適回数カウント工程１３で、該不適を連続してカウントした回数が所定回数（本実施形態では３回）になった場合について説明する。この場合、それ以降にベルトコンベヤ２４から造型機４０に供給される予定の鋳型砂のうち、同一（同じく不適であるという意味）の性状と想定される分量の鋳型砂は造型をせずに砂回収手段８０に回収する。この際、該造型をせずに砂回収手段８０に回収する同一の性状と想定される分量の鋳型砂については、砂性状計測工程１、砂性状判定工程２、不適回数カウント工程１３を実施せずに砂回収手段８０に回収し、砂処理工程１２に送るようにしている。なお同一の性状と想定される分量の鋳型砂とは、例えば、混練機２０により同一バッチで混練されたと推定される分量の鋳型砂でよく、もしくは、造型機４０に鋳型砂を供給するベルトコンベヤ２４の上部に配設された砂貯蔵装置（サンドホッパ）２６に同時に貯蔵されていた分量の鋳型砂でもよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。最初に第１実施形態との相違点について説明する。第２実施形態では、図４に示すように、上述の砂性状判定の不適を連続してカウントした回数が所定回数（本実施形態では３回）未満であった場合は、造型工程３で上述の通常外の造型が実施される。ここは第１実施形態と同じである。しかし、該造型された鋳型はその後、搬送手段によって、そのまま搬送され、注湯されることなく次の工程で鋳型バラシ工程１１を行う。ここでの鋳型バラシは、上鋳枠からの上鋳型の抜き出し、下鋳枠からの下鋳型の抜き出しが交互に行われ、注湯していないので鋳物製品は無い。この点が第１実施形態との相違点である。これ以外は第１実施形態と同じである。

なお本発明の第１実施形態および第２実施形態では、造型機４０に供給する直前の鋳型砂の性状を計測する工程１と、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程２と、を有し、該判定の結果が所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型するようにしている。本構成によれば、鋳造欠陥が発生する可能性のある鋳型に対し、消費エネルギーを抑えた造型を行っているため、消費エネルギーを低減することができるという利点がある。例えば、鋳型を造型する際のスクイズの油圧圧力が低くてすむため、油圧ポンプの電力量を低減することができる。

また本発明の第１実施形態では、前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後の工程で型合わせされ、該型合わせされた鋳型には溶湯を注湯しないようにしている。本構成によれば、この段階で鋳造欠陥を有する鋳物製品を製作しないようにしているため、鋳造欠陥を低減することができるという利点がある。また、併せて、無駄となる鋳造副資材（例えば、中子、チラー、発熱材など）の低減、及び、金属の溶解エネルギーの低減をすることができるという利点がある。

さらに本発明の第２実施形態では、前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後、搬送され、湯口成形やガス抜き穴成形、中子セット、チラー・発熱材セット、型合わせなどを行わず、注湯されることなく、次の工程で鋳型バラシを行うようにしている。本構成によれば、通常外の造型をされた鋳型は、湯口成形工程４から冷却工程１０までを行わず、別ルートで次の鋳型バラシ工程１１まで搬送されるため、通常の造型をされた鋳型の湯口成形工程４から冷却工程１０までの搬送スペースを、通常外の造型をされた鋳型が使用してしまうことが無いという利点がある。また、鋳造副資材や溶解エネルギーの低減という利点を有する。

さらに本発明の第１実施形態および第２実施形態では、造型機４０に供給する直前の鋳型砂の性状を計測する工程１と、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程２と、を有し、該判定の結果が所定の性状に不適であることが所定回数連続した場合に、それ以降の鋳型砂のうち、同一の性状と想定される分量の鋳型砂は造型をせずに砂回収手段８０に回収し、砂処理工程１２に送るようにしている。本構成によれば、鋳造欠陥が発生する鋳型を無駄に造型することがないため、鋳造欠陥を低減することができるという利点がある。

なお本発明の第１及び第２実施形態では、造型機４０に供給する直前の鋳型砂の性状を計測する際、鋳型砂の性状として、鋳型砂の圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値、砂温度を計測するようにしたが、これら全てではなく、これらのうちの所望の性状を選択して計測するようにしてもよい。

また本発明の第１及び第２実施形態において上述した通常外の造型は、上述したように、造型される鋳型の強度が、上述の所定の性状に適合している鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型すればよい。ただし、造型される鋳型は、該鋳型が搬送に耐えられる最小限の鋳型強度になることが、より好ましい。

この理由について説明すると、上述したように通常外の造型をされた鋳型には注湯をしない。即ち、この鋳型では鋳物製品を製作しないということである。このため、そのような鋳型には通常の造型のときのような所定の強さの鋳型強度は必要ない。そうならば、造型される鋳型は、該鋳型が搬送に耐えられる最小限の鋳型強度（即ち、搬送中に鋳型が鋳枠（上枠・下枠）から崩れ落ちない鋳型強度）でよく、そのほうが鋳型造型に使用される消費エネルギー（例えば、上述した油圧ポンプの電力量）が少なくて済む。なお該鋳型が搬送に耐えられる最小限の鋳型強度になる造型条件としては例えば、造型法がジョルト・スクイズ法であれば、ジョルト動作を行わず、スクイズ力を通常の造型の１／２程度とする。そして、造型法が流気加圧法であれば、流気動作を行わず、スクイズ力を通常の造型の１／２程度とする。また、該鋳型が搬送に耐えられる最小限の鋳型強度とは、例えば、鋳型強度が圧縮強度で２〜６Ｎ／ｃｍ²の範囲内であることを言う。

さらに本発明の第１及び第２実施形態では、上述したように、不適回数カウント工程１３において、該不適を連続してカウントした回数が所定回数未満か所定回数かを基準にして、異なる工程を実施している。この際の所定回数は、該第１及び第２実施形態では３回に設定したが、これに限定されるものではなく、３〜５回（３回又は４回又は５回という意味）であることが好ましい。なぜなら、該所定回数が１〜２回であると、上述した造型機４０に鋳型砂を供給するベルトコンベヤ２４の上部に配設された砂貯蔵装置２６に長時間付着して性状が変化した鋳型砂が、たまたま供給された可能性があるからである。また該所定回数が６回以上であると、少なくともそれまでの５回は、通常外の造型ではあるが鋳型を造型することになるので、その分の造型工程３以降の工程で消費エネルギーを多く使用することになるからである。

さらに本発明の第１及び第２実施形態では、上述したように、砂性状判定工程２において、判定の結果、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に不適であった場合、次に、不適回数カウント工程１３が実施される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、該判定の結果、該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に不適であった場合は全て（即ち、毎回）、次に、通常外の造型をするようにしてもよい。この場合、該不適であった場合は毎回、通常外の造型をするのであるから、該不適回数カウント工程１３は必要ない。

さらに本発明の第１及び第２実施形態では、鋳型造型機として、上下鋳型を交互に上下鋳枠に造型する枠付鋳型造型機４０を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上下鋳型を同時に造型した後、該上下鋳型を型合わせし、その後、該上下鋳型を上下鋳枠から抜き出し、上下鋳型だけの状態で造型機から搬出される方式の無枠鋳型造型機を用いた場合にも適用することができる。

さらに、本発明では、砂性状計測装置３０で計測した鋳型砂の性状を、該鋳型砂を用いて造型された鋳型に注湯することにより製造した鋳物に対応する情報として、記憶する工程を有してもよい。例えば、砂性状計測装置３０で計測した鋳型砂の性状は、砂性状計測装置３０からコントローラ（不図示）に通信され、コントローラで鋳型砂に関する情報として記憶する。次に、当該鋳型砂から造型された鋳型に対して、鋳型砂の性状を関連付ける。コントローラでは、当該鋳型で製造された鋳物に対し、記憶した鋳型砂の性状を関連付けることにより、製造された鋳物に対応する情報として鋳型砂の性状を記憶することができる。

さらに、製造した鋳物に対応する情報として、鋳型の造型条件を記憶してもよい。造型条件としては、スクイズの圧力などが含まれるが、限定はされない。造型機４０で実際に行った造型条件を、鋳型ごとに、コントローラに送信し、コントローラで記憶する。

そして、製造した鋳物の品質を検査する。鋳物の品質が、所定の品質に適合していない場合には、造型された鋳型に不具合があった可能性が高い。当該鋳物に対応する情報として鋳型砂の性状や鋳型の造型条件が記憶されているので、トレースが可能である。

例えば、鋳型砂の性状をトレースした結果に基づき、砂性状判定工程２において判定に用いた所定の性状を、例えばコントローラで、変更することも可能である。適合していると判定された鋳型砂を用いて造型した鋳型で、所定の品質に適合していない鋳物が製造されることが続いた場合、その適合していない鋳物を製造した鋳型を造型するのに用いられた鋳型砂の性状を外すように、所定の性状を変更する。このように、鋳物の品質に基づき、鋳型砂の性状をフィードバックすることにより、より信頼性の高い所定の性状を設定することが可能となる。なお、造型条件をフィードバックすることにより、より信頼性の高い所定の性状を設定することも可能である。

また、上述の鋳造工程管理方法において、計測・判定する鋳型砂の性状は、圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値及び砂温度から選ばれた一または複数の値であればよい。尚、計測・判定する鋳型砂の性状が、圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値である場合、次のメリットがある。すなわち、圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値は、他の性状に比べて調整しやすい値であり、混練機２０で添加される水、ベントナイトの量により調整可能である。よって、鋳型砂の性状が適合するように調整し易い、という大きな利点があるといえる。また、上記の７つの性状すべて行う場合は、計測・判定の観点からは利点があるが、サイクルタイムが増加する可能性がある。これに対し、圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値の３つに限定した場合には、サイクルタイムが必要以上に増加することなく、適切な計測・判定・調整が実現できる。また、判定する鋳型砂の性状は、計測する鋳型砂の性状の中から選ばれた一または複数の値であってもよい。

以下に本明細書および図面で用いた主な符号をリストする。
１ 砂性状計測工程
２ 砂性状判定工程
３ 造型工程
４ 湯口成形工程
５ ガス抜き穴成形工程
６ 中子セット工程
７ チラー・発熱材セット工程
８ 型合わせ工程
９ 注湯工程
１０ 冷却工程
１１ 鋳型バラシ工程
１２ 砂処理工程
１３ 不適回数カウント工程
２０ 混練機
２２ａ、２２ｂ ベルトコンベヤ
２３ ホッパ
２４ ベルトコンベヤ（サンドフィーダ）
２６ 砂貯蔵装置
３０ 砂性状計測装置
４０ 造型機
５２ 注湯機
５４ 注湯前処理装置
６０ 搬送冷却設備
７０ 型バラシ装置
８０ 砂回収手段
８６ 砂冷却装置
８７、８９ バケットエレベータ
８８ 砂貯留装置（サンドビン）
１００ 生型鋳造設備

Claims (9)

1. 鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、
   造型機に供給する直前の前記鋳型砂の性状を計測する工程と、
   該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程と、を有し、
   該判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように鋳型を造型することを特徴とする
   鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
2. 前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値及び砂温度から選ばれた一または複数の値である、
   請求項１記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
3. 前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後の工程で型合わせされ、該型合わせされた鋳型には溶湯を注湯しないことを特徴とする
   請求項１記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
4. 前記判定の結果が前記所定の性状に不適であった場合に、造型される鋳型の強度が、前記所定の性状に適合している前記鋳型砂で造型する際の鋳型強度より弱くなるように造型された鋳型は、該造型された後、搬送され、注湯されることなく鋳型バラシされることを特徴とする
   請求項１記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
5. 鋳型造型に用いる鋳型砂の性状により、鋳造工程を管理する方法であって、
   造型機に供給する直前の前記鋳型砂の性状を計測する工程と、
   該計測された鋳型砂の性状が所定の性状に適合しているか否かを判定する工程と、を有し、
   該判定の結果が前記所定の性状に不適であることが所定回数連続した場合に、それ以降の前記鋳型砂のうち、同一の性状と想定される分量の前記鋳型砂は造型をせずに、混練調整を行う砂処理工程に送られることを特徴とする
   鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
6. 前記判定の結果が前記所定の性状に適合している場合に、前記鋳型砂で造型された鋳型に注湯することにより製造した鋳物に対応する情報として、前記計測された鋳型砂の性状を記憶する工程をさらに有する、
   請求項１記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
7. 前記記憶する工程では、前記鋳物に対応する情報として、前記鋳型砂で前記鋳型を造型する造型条件をさらに記憶する、
   請求項６記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
8. 前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、引張強度、せん断強度、含水率、通気度、コンパクタビリティ値及び砂温度から選ばれた一または複数の値であり、
   前記判定する工程では、前記鋳型砂の性状として選ばれた一または複数の値のうちの一の値が所定の範囲外であれば適合していないと判定し、
   前記製造した鋳物の品質が所定の品質に適合していない場合に、前記鋳物に対応する情報として記憶された前記鋳型砂の性状に基づいて、前記判定する工程で用いる前記所定の範囲を変更する工程を有する、
   請求項６記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。
9. 前記鋳型砂の性状は、圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値を含み、
   前記判定する工程では、前記鋳型砂の性状として圧縮強度、含水率及びコンパクタビリティ値のうちの一の値が所定の範囲外であれば適合していないと判定する、
   請求項１記載の鋳型砂の性状による鋳造工程管理方法。

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