TW201904688A - 濕模砂之再利用方法及裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種將即便可使用，亦由於自鑄造生產線上溢流而廢棄之濕模砂更有效率地再利用之方法及裝置。本發明之濕模砂之再利用方法包含：超音波處理步驟，將濕模砂於水中進行超音波處理；分離步驟，將超音波處理步驟中所得之混合物分離為懸浮液與殘渣砂粒；循環步驟，使懸浮液循環至超音波處理步驟中而將該懸浮液濃縮；儲藏步驟，將經濃縮之懸浮液加以儲藏；以及供給步驟，將所儲藏之懸浮液於濕模砂混練時定量供給。

Description

濕模砂之再利用方法及裝置

本發明係關於一種將造模後之濕模砂更有效率地再利用之方法及裝置。

於濕砂模鑄造中由於使用砂芯，故而於鑄造過程中，砂芯之成形中使用之有機黏合劑消失，砂芯砂單粒化而混入。因此，鑄造生產線整體之砂量緩緩增加而溢流，故而必須將鑄造生產線中使用之一部分濕模砂廢棄。另外，必須重新追加隨著砂量之增加而下降之黏土部分，成為成本增加之要因。

因此進行如下操作：利用機械性方法，將被覆砂表面之物質剝離分離去除而再生出砂，形成鑄模；且剝離分離之被覆物係以與集塵灰塵相同之方式由集塵器回收。

該剝離分離之被覆物中亦包含微粉中經破碎之砂、或藉由加熱而變性之黏土部分。但是，自剝離分離之被覆物中，難以僅分離出作為有效之黏合劑成分之活性黏土部分。因此，例如專利文獻1所述，亦進行如下操作：對包含剝離分離之被覆物之集塵灰塵添加水，作為糊狀之鑄模密封材而再利用，但大部分廢棄之情形多。

因此，例如於專利文獻2中報告有：作為自剝離分離之被覆物中回收作為有效之黏合劑成分之活性黏土部分的方法，使包含剝離分離之被覆物之集塵灰塵於水中攪拌懸浮後，分離出包含膨土或有機物之上清液，將該上清液於造模生產線中使用。

但是，為了自即便可使用亦溢流而廢棄之濕模砂中，更有效率地分離出活性黏土部分，將濕模砂再利用，則該等方法不充分。

本發明之目的在於提供一種將即便可使用，亦由於自鑄造生產線上溢流而廢棄之濕模砂更有效率地再利用之方法及裝置。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2003-290872號公報

[專利文獻2]日本特表2004-532129號公報

本發明之濕模砂之再利用方法，其特徵在於，包含：超音波處理步驟，將濕模砂於水中進行超音波處理；分離步驟，將超音波處理步驟中所得之混合物分離為懸浮液與殘渣砂粒；循環步驟，使懸浮液循環至超音波處理步驟中而將該懸浮液濃縮；儲藏步驟，將經濃縮之懸浮液加以儲藏；以及供給步驟，將所儲藏之懸浮液於濕模砂混練時定量供給。

藉由進行超音波處理，自濕模砂中有效率地分離出活性黏土部分而形成包含活性黏土部分之懸浮液，將該懸浮液作為對濕模砂之超音波處理水而循環利用，藉此可將懸浮液濃縮，可作為濕模砂之黏土部分而效率良好地利用。

較佳為特徵在於：更包含去除步驟，自由上述分離步驟所分離之上述殘渣砂粒中去除鮞狀層。

藉由自殘渣砂粒中去除鮞狀層，可將殘渣砂粒作為砂芯砂等而再利用。

本發明之濕模砂之再利用裝置，其特徵在於，包含：超音波洗 滌裝置，將使用完畢之濕模砂於水中進行超音波處理；分離裝置，將上述超音波洗滌裝置中所得之混合物分離為懸浮液與殘渣砂粒；懸浮液之循環濃化裝置，測量上述分離之懸浮液之濃度，於所測量之濃度為既定濃度以下之情形時返回至上述超音波洗滌裝置中，於所測量之濃度超過既定濃度之情形時送至儲藏裝置中；上述儲藏裝置，將上述濃度超過既定濃度之懸浮液加以儲藏；以及定量供給裝置，將所儲藏之上述懸浮液於濕模砂混練時定量供給。

藉由進行超音波處理，從濕模砂中有效率地分離出活性黏土部分而形成包含活性黏土部分之懸浮液，將該懸浮液作為對濕模砂之超音波處理水而循環利用，藉此可將懸浮液濃縮，可作為濕模砂之黏土部分而效率良好地利用。

較佳為特徵在於：更包含機械性再生系統，自由上述分離裝置所分離之上述殘渣砂粒中去除鮞狀層。

藉由自殘渣砂粒中去除鮞狀層，可將殘渣砂粒作為砂芯砂等而再利用。

如上所述，依據本發明，可提供將即便可充分使用，亦由於自鑄造生產線上溢流而廢棄之濕模砂更有效率地再利用之方法。

本申請案係基於在日本於2017年6月20日提出申請之日本特願2017-120202號，其內容係作為本申請案之內容而形成其一部分。

另外，本發明可藉由以下之詳細說明而進一步完全理解。然而，詳細之說明及特定之實施例為本發明之理想之實施形態，僅出於說明之目的而記載。根據該詳細說明，業者瞭解各種變更、改變。

申請人並非意圖將所記載之實施形態之任一種均貢獻給公眾，所揭示之改變、代替案中，於專利申請之範圍內在語句上可能未包含者亦作為均等論下之發明之一部分。

本說明書或申請專利範圍之記載中，只要未特別指示，或者只要未由文脈所明確否定，則名詞及及同樣之指示語之使用應解釋為包含單數及複數之兩種者。本說明書中提供之任一例示或者例示性用語(例如「等」)之使用亦僅僅為容易對本發明進行說明之意圖，只要未特別記載於申請專利範圍中，則並非對本發明之範圍加以限制者。

0‧‧‧溢流砂料斗

1‧‧‧超音波洗滌裝置

2‧‧‧分離裝置

3‧‧‧儲藏裝置

4‧‧‧定量供給裝置

5‧‧‧循環濃化裝置

6‧‧‧濕模砂混練裝置

7‧‧‧機械性再生系統

圖1係表示本發明之作業步驟之裝置流程圖。

圖2係表示藉由超音波處理之濕砂之活性黏土部分回收率之圖表。

以下，參照圖1，對本發明進行說明。

(1)造模生產線上產生之過剩之濕模砂移送至溢流砂料斗0中，暫時儲藏。

(2)儲藏於溢流砂料斗中之濕模砂藉由定量切出裝置而供給至超音波洗滌裝置1中，進而，供給以砂供給重量比計為3~10倍之不包含剝離劑等添加物之水。此處，使用不包含剝離劑等添加物之水之原因在於對成本及添加物之毒性等的考慮。另外，於後述(4)之懸浮液之懸浮液濃度為基準值以下之情形時，該懸浮液供給至超音波洗滌裝置1中。超音波洗滌裝置1係使20~400kHz之頻率之超音波，對濕模砂與水之混合物作用與超音波發射器之功率相應之適當時間(超音波處理步驟)。藉由該超音波處理，將附著於濕模砂之表面之被覆物自砂表面剝離。其結果為，獲得所剝離之被覆物懸浮於水中之懸浮液、以及剝離了被覆物之殘渣砂粒。

(3)經過超音波處理步驟之濕模砂與水之混合物供給至分離裝 置2中，分離為懸浮液與殘渣砂粒(分離步驟)。該分離裝置2係使用藉由沈降法或過濾法之分離裝置。

(4)測量懸浮液之濃度，於懸浮液濃度為基準值以下之情形時，為了進一步實現濃縮，懸浮液藉由循環濃化裝置5而循環，投入至超音波洗滌裝置1中(循環步驟)。懸浮液之濃度可利用使用反射光或透射光之光學式濃度計等公知之濃度計而測定。該超音波洗滌裝置1中，將儲藏於溢流砂料斗0中之濕模砂定量供給，經過超音波處理步驟、以及分離步驟後，再次進行懸浮液濃度之測定。於懸浮液濃度為基準值以下之情形時，為了進一步實現濃縮，重複(4)之步驟之流程。作為一例，懸浮液濃度之基準值係以20wt%為標準，若該懸浮液濃度低，則當於濕模砂中僅添加必需量之包含於懸浮液中之活性黏土部分時，會添加必需量以上之水，因此產生問題。

(5)達到一定基準值以上之濃度之懸浮液儲藏於儲藏裝置3中(儲藏步驟)。該儲藏裝置3中，較佳為設置具有防沈降功能之攪拌裝置等。

(6)儲藏裝置內之懸浮液係於濕模砂混練時，利用定量供給裝置4，將懸浮液定量供給至濕模砂混練裝置6中(供給步驟)。作為該定量供給裝置4，可使用泥漿泵等。經過(1)~(6)之步驟，懸浮液中所含之活性黏土部分被再利用。藉此，可節約本來應重新供給之黏土部分之約50%。

(7)於將懸浮液與殘渣砂粒分離之步驟中所產生之殘渣砂粒藉由機械性再生系統7而去除鮞狀層，從而再生(去除步驟)。藉由該機械性再生系統7，可將牢固地附著於殘渣砂粒之表面之鮞狀層去除。機械性再生系統7較佳為包含乾燥步驟。機械性再生系統7可為公知之裝置，例如可為於旋轉之杯狀之轉子內放入殘渣砂粒，且於轉子之周壁上部設置有刀片之摩擦賦予式之裝置。藉由轉子之旋轉，殘渣砂粒相互摩擦，另外，藉由碰撞刀片而於鮞狀層上產生龜裂，自砂之表面剝離。此外，所謂鮞狀層，係指於濕模砂之表面上牢 固地燒附有耐火度低之微粉部分之層。再生之砂可再利用於砂芯砂等。

[實施例]

關於使超音波作用之情形與進行機械性攪拌之情形，將濕模砂中所含之活性黏土部分之分離狀態進行比較實驗。將其結果示於圖2中。作為評價方法，採用日本鑄造工學會東海支部活性黏土部分測定法(TJFS-205法)。該測定法為如下方法：對於5g之濕砂，添加具有粒子表面之附著物之剝離及分散作用的焦磷酸鈉2%溶液50cc後，進行10分鐘之超音波洗滌，對上清液進行1/100當量之亞甲基藍溶液之滴定，根據其消耗量來測定活性黏土部分含量。

該測定法中，雖添加具有分散作用之焦磷酸鈉，但於此次之發明內容中未進行分散劑之添加，因此使用未添加分散劑之蒸餾水，對利用超音波洗滌法與攪拌法之活性黏土部分之回收可能性加以比較。

藉由利用未添加分散劑之蒸餾水對濕砂進行超音波處理，則濕砂中所含之活性黏土部分之74%藉由超音波處理而包含於懸浮液中，確認可將其回收。另外，利用攪拌法之活性黏土部分分離回收率為38%。

根據以上之實驗結果可確認，僅藉由在蒸餾水中進行超音波處理，即可回收活性黏土部分70%以上，係工業上極其有效之方法。

Claims (4)

1. 一種濕模砂之再利用方法，其特徵在於，包含：超音波處理步驟，將濕模砂於水中進行超音波處理；分離步驟，將上述超音波處理步驟中所得之混合物分離為懸浮液與殘渣砂粒；循環步驟，使上述懸浮液循環至上述超音波處理步驟中而將該懸浮液濃縮；儲藏步驟，將經濃縮之懸浮液儲藏；以及供給步驟，將所儲藏之上述懸浮液於濕模砂混練時定量供給。
2. 如請求項1所述之濕模砂之再利用方法，其更包含：去除步驟，自由上述分離步驟所分離之上述殘渣砂粒中去除鮞狀層。
3. 一種濕模砂之再利用裝置，其特徵在於，包含：超音波洗滌裝置，將使用完畢之濕模砂於水中進行超音波處理；分離裝置，將上述超音波洗滌裝置中所得之混合物分離為懸浮液與殘渣砂粒；懸浮液之循環濃化裝置，測量上述分離之懸浮液之濃度，於所測量之濃度為既定濃度以下之情形時返回至上述超音波洗滌裝置中，於所測量之濃度超過既定濃度之情形時送至儲藏裝置中；上述儲藏裝置，將上述濃度超過既定濃度之懸浮液加以儲藏；以及定量供給裝置，將所儲藏之上述懸浮液於濕模砂混練時定量供給。
4. 如請求項3所述之濕模砂之再利用裝置，其更包含：機械性再生系統，自由上述分離裝置所分離之上述殘渣砂粒中去除鮞狀層。