JP5297731B2 - 再生鋳物砂の製造方法 - Google Patents
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Description
球形度0.99、Al2O3/SiO2比(重量比)=1.9、SiO2及びAl2O3の合計量が94重量%(その他は、TiO2:2.9重量%、Fe2O3:1.3重量%、及び微量のCaO、MgO、Na2O、K2Oを含む。)の球状人工セラミック鋳物砂100重量部に対して、アルカリフェノール樹脂用硬化剤(カオーステップKC−130、花王クエーカー(株)製)0.30重量部、及びアルカリフェノール樹脂(カオーステップS−660、花王クエーカー(株)製)1.2重量部を加え攪拌し、サンド/メタル比が4の鋳型を造型した。本鋳型に1400℃にて鋳鉄溶湯(FC200)を注湯し、冷却後、鋳型をクラッシャーで処理し回収砂を得た。本回収砂の平均粒子径は200μmであった。この回収砂の100重量部に対してジメチルシリコーンオイル(KF−96−10CS、信越化学工業(株)製)0.1重量部を添加混合した後、一般的な垂直軸回転型の研磨処理装置(ロータリーリクレーマM型、日本鋳造(株)製)にて、回転ドラムの回転数2450rpm、砂投入速度3.1t/hr、A再生(砂層間摩擦再生方式)にて乾式研磨処理を4回繰返し、再生砂を得た(ジメチルシリコーンオイルの添加は最初の研磨処理の際の1回のみ)。回収砂及び再生砂の分析値及び鋳型強度試験結果を表1に示す。尚、LOI及びLOI除去率、並びに鋳型強度は下記する方法にて評価した。
JACT試験法S−2に基づき鋳物砂中の強熱減量(LOI)を測定し、以下の式によりLOI除去率を算出した。LOIは鋳物砂中の有機物量(残留樹脂量)を示す。
LOI除去率(%)=(1−再生砂のLOI(重量%)/回収砂のLOI(重量%))×100
得られた再生鋳物砂又は回収砂100重量部に対して、アルカリフェノール樹脂(カオーステップS−660、花王クエーカー(株)製)1.0重量部、アルカリフェノール樹脂用硬化剤(カオーステップKC−140、花王クエーカー(株)製)0.25重量部を添加して得られた鋳型について、25℃、55%RHの条件下にてJACT試験法HM−1に基づき、混練1日後の圧縮強度を島津製強度試験機AD−5000で測定した。
ジメチルシリコーンオイルを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様に行い再生砂を得た。再生砂の分析値(LOI及びLOI除去率)及び鋳型強度は実施例1と同様に測定した。結果を表1に示す。
比較例1で得られた再生砂100重量部に対してジメチルシリコーンオイル(KF−96−10CS、信越化学工業(株)製)0.02重量部を添加混合した後、図1のような流動床を具備した乾式鋳物砂再生装置(ハイブリッドサンドマスター 形式HSM1115、日本鋳造(株)製)で、ローター回転数2600rpmで30分間、砂投入量80kgのバッチ処理にて乾式研磨処理を行い、再生砂を得た。乾式研磨処理を行う際、流動層から剥離有機分を浮遊させて集塵処理を行った。再生砂の分析値(LOI及びLOI除去率)及び鋳型強度は実施例1と同様に測定した。結果を表1に示す。
ジメチルシリコーンオイルを添加しなかったこと以外は実施例2と同様に行い再生砂を得た。再生砂の分析値(LOI及びLOI除去率)及び鋳型強度は実施例1と同様に測定した。結果を表1に示す。
実施例1で用いた回収砂を図2に示す構造の水を添加して研磨処理できる研磨処理装置にて、回収砂(回収砂中の水分量は0.16重量%)100重量部に対して水を4重量部になるように、砂投入速度2.7t/hrにて高速回転ドラム2に投入し回転数2542rpmにて研磨処理を行った。回収砂は高速回転ドラム2の中央に投入し、対応する水は高速回転ドラム2の中央に投入した。この研磨処理装置の高速回転ドラム2の上部周縁と環状体3の隙間6は5mm、環状体3の深さは100mmのもの(図3参照)を使用し、研磨処理時の砂滞留時間は26秒であった。
実施例1に示した球状人工セラミック鋳物砂100重量部に対して、アルカリフェノール樹脂用硬化剤(カオーステップKC−130、花王クエーカー(株)製)0.30重量部、及びアルカリフェノール樹脂(カオーステップS−660、花王クエーカー(株)製)1.2重量部を加え攪拌し、サンド/メタル比が4の鋳型を造型した。本鋳型に1400℃にて鋳鉄溶湯(FC200)を注湯し、冷却後、鋳型をクラッシャーで処理し回収砂を得た。この回収砂を新東工業(株)製 USR型砂再生機を用い、砂投入速度3.0t/hrにて乾式研磨処理を2回繰返し再生砂を得た。この再生砂を用い前記した鋳型の造型、鋳込をもう1回行ない、冷却後、鋳型をクラッシャーで処理し、LOIが0.79%の回収砂を得た。この回収砂を前記したUSR砂再生機を用い前記条件(砂投入量3.0t/hr、2回乾式研磨処理)にて砂再生を行いLOIが0.53%の再生砂を得、この再生砂を評価用の元砂として使用した。この再生砂100重量部に各種添加剤を0.04重量部添加混合した後、乾式鋳物砂再生装置(ハイブリッドサンドマスター 形式HSM1115、日本鋳造(株)製)で、ローター回転数2600rpmで処理時間6分、12分、30分、砂投入量80kgのバッチ処理にて乾式研磨処理を行い、再生砂を得た。乾式研磨処理を行う際、流動層から剥離有機分を浮遊させて集塵処理を行った。各処理時間における再生砂の分析値(LOI)及び鋳型強度を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示す。
シリコーンオイルの添加を2回目の鋳型の造型時に行い、ハイブリッドサンドマスター処理前には添加を行わなかった以外は実施例4と同様にして再生砂を得た。各処理時間における再生砂の分析値(LOI)及び鋳型強度を実施例1と同様に測定した。結果を表2に示す。
22 下部の攪拌槽
23 上部の分級槽
24 送風室
25 送風口
26 流動床
220 回収砂
Claims (8)
- 25℃での表面張力が35mN/m以下で且つ1気圧での沸点が150℃以上の液体からなる添加剤(A)を回収砂、若しくは研磨処理された回収砂に添加して、前記添加剤(A)の存在下で回収砂の研磨処理を行う工程(I)を有する、再生鋳物砂の製造方法。
- 添加剤(A)がシリコーンオイル、炭素数8〜18のアルコール、炭素数8〜18のカルボン酸、炭素数1〜8のアルキル基を有するアルキルシリケート及びその低縮合物、並びに、炭素数8〜18のアルキル基を有するポリオキシアルキレンアルキルエーテルの中から選ばれる1種以上である、請求項1記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 添加剤(A)の研磨処理時の存在量が、回収砂100重量部に対して、0.001〜0.2重量部である請求項1又は2記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 添加剤(A)の添加時期が、研磨処理時である、請求項1〜3の何れか1項記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 回収砂が、粘結剤として水溶性フェノール樹脂を使用した鋳型からの回収砂である、請求項1〜4の何れか1項記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 回収砂が、鋳物砂として人工セラミック砂を用いた鋳型からの回収砂である、請求項1〜5の何れか1項記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 回収砂100重量部に対して、0.5〜20重量部の水を添加して研磨処理を行う(以下、水添研磨処理という)工程を有し、該水添研磨処理を、添加剤(A)の存在下での研磨処理の際に水を添加して行う、又は、添加剤(A)の存在下での研磨処理とは別の研磨処理で行う、請求項1〜6の何れか1項記載の再生鋳物砂の製造方法。
- 請求項1〜7の何れか1項記載の製造方法により得られた再生鋳物砂を用いる鋳型の製造方法。
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