JPH0413438A - 鋳物場における使用済み砂の再生法およびそれを行うためのシステム - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、鋳物プラクテイスに関し且つ鋳物の製造にお
いて砂を再生し調製するのに使用できる。

〔従来の技術〕

砂を再生するのに現在使用されている常法は、使用済み
砂を酸化雰囲気中で５４０〜８２０℃の温度で加熱し、
分級し、冷却することを包含する［１．　　Ｂ、ザイゲ
ロフ、「鋳物ブラクティスにおける使用済み砂の再生」
、マシュギズ、１９６１年、第４９頁（ソ連）参照］。

この方法は、異なる化学的性状の砂を取り扱うのに不適
当であるので、不利である（有機および無機粘結剤に基
づいて）。

また、使用済み鋳型材料の粒を磁気分離し、破砕し、篩
分け、８００℃の温度に酸化加熱し、冷却し、研磨し、
分級することからなる使用済み砂−粘土鋳型材料と有機
粘結剤をベースとする中子砂とからの砂の熱機械的再生
法が、常用されており（「使用済み鋳型材料から砂を再
生するための装置」、インストラクションズＲＤ ３７．００２．０４４６−８５、ＫＴＩＡＭ　、チエリ
アビンスフ、１９８６年、第４頁〜第５頁参照）、そし
て研磨は、空気クリーニングによって行うことができる
（Ａ、Ａ、　　シュベクターおよびＶ、Ｎ。

スコルニアコフ、「大バッチ／大量生産鋳物場での使用
済み砂を再生するための装置および方法」、ＮＩＩＭＡ
ＳＨ、モスクワ、１９８２年、第３７頁〜第３９頁参照
）。この方法の本質的欠点は、石英粒上の活性粘土が４
００〜４９０℃の範囲よりも高い温度でグロックになり
、粒クリーニング法をかなり複雑にし且つ例えば、「ホ
ットボックス」で作られる中子で使用できる再生砂の調
製を不可能にすることである。更に、液体ガラス混合物
を含有する使用済みベントナイトおよび樹脂砂、石英粒
は、７００〜８００℃の温度でソーダおよび他の液体ガ
ラス成分と融解して、再生を更に妨害し且つ再生砂の品
質に悪影響を及はす。

また、砂粒表面を空気処理し、熱処理し、再度空気処理
することからなる３段再生法は、技術上普通である（Ａ
、　Ａ、　　シュベクター、Ｖ、　　Ｓ、パレスチンお
よびＶ、Ｎ、　スコルニアコフ、「使用済み鋳型材料か
らの砂の再生」、ファウンドリー・ブラクティス、ＮＣ
Ｌ５．１９８７年、第２６頁〜第３０頁参照）。この方
法は、液体ガラス、ベントナイトおよび合成樹脂を含有
する複雑な多成分混合物を加工するのに好適である。し
かしながら、空気処理によって粘土成分を回収すること
は、使用済みグリーン砂の高い含水量のため、複雑であ
る。この場合には、良好な砂の割合は、有意に低下する
。しかしながら、この方法の主要な欠点は、第一クリー
ニング工程後に砂に残る活性粘土の部分がその後に高温
か焼時にグロックになること、か焼後の空気処理が粘土
粘結剤の痕跡を完全に除去し損なうことである。その結
果、再生材料の品質は、グリーン砂の品質よりも劣り、
且つ再生砂は、限定された規模でのみ、中子砂中、例え
ば、ホットボックス中で使用できるだけである。

自動車プラントの混合されたごみの山からの砂の水圧再
生法は、技術上更に既知である（Ａ、　Ａ。

シュベクターおよびＶ、　　Ｎ、　　スコルニアコフ、
［大バッチ／大量生産鋳物場での使用済み砂を再生する
ための装置および方法Ｊ　、ＮＩＩＭＡＳＨ、モスクワ
、１９８２年、第１４頁〜第１９頁参照）。

しかしながら、この方法は、高品質の再生砂を製造する
のには使用できない。その理由は、活性ベントナイトの
みが混合物から除去される一方、グロック形態のベント
ナイトおよび石炭および樹脂の残渣が石英粒上に残るか
らである。ホットボックスで製作された中子の強度に悪
影響を及はす砂の劣った性質に加えて、中子ボックスの
加熱時の樹脂および石炭残渣の破壊および昇華は、中子
分野におけるかなりの生態学的汚染を生しさせ且つ中子
製法の通常の進行を妨害する。

最良の結果は、今までは、使用済み砂を磁気分離、篩分
け、水圧研磨、分級、脱水、酸化か焼および冷却に付す
再生法を使用することによって得られてきた（Ａ、Ａ、
　　シュベクターおよびＶ、　Ｎ。

スコルニアコフ、「大バッチ／大量生産鋳物場での使用
済み砂を再生するための装置および方法」、ＮＩＩＭＡ
Ｓ）Ｉ　、モスクワ、１９８２年、第２６百〜第２８頁
参照）。

この方法は、再生砂の不良な品質のため、合成樹脂をベ
ースとする中子砂中で限定量（３０９６まで）で使用す
る砂を再生するのに好適である。このことの背後にある
基本的理由は、鋳型に金属を充填すると、グロック状ベ
ントナイトフィルムの層が４００〜４９０℃の範囲より
も高い温度に加熱された石英粒上で形成することである
。水圧研磨時に処理砂粒にかけられる力は、グロックフ
ィルムを除去するには不十分である。その理由は、水媒
体の高い抵抗性が粒にかけるべきかなりの衝撃力を防止
するからである。高品質石英砂の代わりにグロック状ベ
ントナイトフィルムを包含する再生砂を合成樹脂をベー
スとする中子砂に加えることは、砂の強度特性を１．３
〜３．０倍減少する。その結果、再生砂の適用規模は、
減少される。

中子を有する鋳物を鋳型枠から取り出すための装置、中
子を鋳物から取り出すための、コンベヤー装置によって
それに連結された振動火格子、および鋳物砂を鋳型枠か
ら型ばらしするための装置、その後連続して磁気分離機
、篩、クーラー、砂ミキサーおよび自動モールディング
マシンを包含する砂およびベントナイト物質を調製する
だめのライン、そしてまた連続して砂ミキサーおよび中
子造型機を包含する鋳物砂を調製するためのラインを包
含する鋳物の製造川砂を調製するためのシステムは、現
在、最も普及している〔「ポルジスキー・モーター・プ
ラントの経験、鋳鉄生産」、Ｎ１１ＴＡＶＴＯＰＲＯＭ
、モスクワ、１９７１年、第１２７頁〜第１３１頁（ソ
連）参照〕 従来技術のシステムにおいては、異なる大きさの片から
なる不合格中子は、不合格中子用倉庫に捕集し、リフト
トラックによってダンプトラックに装入し、ごみ捨て場
に運んでいる。振動火格子上の鋳物から型ばらしされた
中子砂および篩の下の空間に分離された使用済み砂は、
水圧スラリー分離混合タンクに搬送し、水と混合し、ポ
ンプによってスラリー沈降タンクに供給し、この沈降タ
ンクからごみ捨て場に定期的に運んでいる。このシステ
ムは、鋳物砂および中子砂の廃棄物を加工するために提
供するのではなく、且つ再使用することを可能にしない
。その結果、かなりの量の砂、ベントナイトおよび石炭
は、調砂システムから一定に排出され、それゆえ、新し
い添加剤を導入することによって、調砂ラインのミキサ
ーに新鮮な砂、ベントナイトおよび石炭を一定に補充す
べきである。

〔発明の目的及び構成〕

本発明の目的は、再生砂の品質を改善し且つ電力要件を
減少し、且つ合成樹脂をベースとする中子砂における再
生砂の利用度を上げることである一方、砂を調製するた
めのシステムは新鮮な砂、ベントナイトおよび石炭の損
失を減少し、天然資源を節約し、環境を保護し且つ輸送
費を低減しなければならない。

この目的は、磁気分離し、破砕し、篩分け、砂粒の表面
を機械的に処理し、熱処理し、分級し、冷却することに
よって鋳物工場の使用済み鋳型材料から砂を再生するに
あたり、熱処理を３１０〜９００℃の温度で実施し、分
級および砂粒表面の機械的処理を複数のサイクルで行い
（砂粒は機械的処理時に５〜５０ｍ／秒の速度で移動す
る）、サイクルの少なくとも１つを水性媒体中で砂粒速
度５〜７ｍ／秒で実施することを特徴とする鋳物工場の
使用済み鋳型材料からの砂の再生法で達成される。実施
する時には、不法は、冷鋳型および熱鋳型での硬化を包
含し且つ樹脂状液体ガラスおよび他の粘結剤を含有する
各種の鋳型材料で使用できる高品質鋳物砂および中子砂
を得ることを可能にする。

再生砂が鋳物砂−ベントナイト、熱硬化性中子およびシ
ェル混合物で使用できるように高い割合の活性粘土およ
び石炭および液体ガラス混合物の混和物を有する使用済
み砂を加工する際に、この目的は、砂粒表面の熱処理を
３１０〜４９０℃の温度範囲内で実施した後、機械的処
理を水性媒体中で実施することによって達成される。同
時に、中心化再生複合体の場合には、例えば、砂の水圧
ドレッシング法と水圧再生法と所望の組成物の鋳物充填
剤の調製法とを組み合わせることが可能である。

合成樹脂に基づく中子混合物で使用すべき多量の再生砂
を必要とする高＠量の活性ベントナイトおよびグロッグ
状ベントナイトおよび高い割合の有機成分（樹脂および
石炭）を有する使用済み鋳物ベントナイト混合物を再生
するためには、砂粒表面の熱処理は、好ましくは、７０
０〜９００℃の温度で実施し、機械的処理は熱処理前お
よび熱処理後に実施し；更に熱処理前の機械的処理は水
性媒体中で行い、熱処理後の機械的処理は空気媒体中で
粒速度３０〜５０ｍ／秒で行う。残留粘結剤および不純
物の逐次処理は、新鮮な砂の完全な代替品を製造し且つ
混合物の組成を変えずに、最も普及している鋳物充填剤
の採鉱、選鉱、輸送および埋設のコストを最小限に下げ
ることを可能にする。前記目的を達成するためには、鋳
物の生産において砂を調製し且つ再生するためのシステ
ムが、開発された。前記システムは中子を有する鋳物を
鋳型から取り出すための装置、中子を鋳物から抽出する
ための、コンベヤー装置によって前記装置に連結された
振動火格子、および砂を鋳型から型ばらしするための装
置、その後連続して磁気分離機、篩、クーラー、鋳物砂
ミキサーおよび自動モールディングマシンを具備する鋳
物砂を調製するだめのライン、そしてまた連続して中子
砂ミキサーおよび中子造型機を包含する中子砂を調製す
るためのラインを包含する。本発明によれば、システム
は、フィーダー、不合格中子を破壊するためのクラッシ
ャー、磁気分離機を有するコンベヤー、逆流篩、コンベ
ヤー装置によって鋳物砂ミキサーに連結された火格子の
下での製品用ホッパ、微細クラッシャー、制御篩、およ
びコンヘヤー装置によって鋳物砂ミキサーと中子砂ミキ
サとに連結された不純物を砂粒の表面から分離するだめ
の装置〔コンベヤーは更に他のコンベヤー装置によって
鋳物砂を調製するためのライン中の篩および中子を鋳物
から取り出すための振動火格子と連結されている〕を包
含する鋳物砂および中子砂の廃棄物を加工するためのラ
インを備えている。

使用済み砂の組成に応して、不純物を砂粒の表面から分
離するための装置を２つの態様で製作することが好まし
い。第一態様においては、装置は、クーラーを包含し、
連続して水圧研磨機、２製品水圧分級機、脱水機および
乾燥機か配置された使用済み砂の酸化か焼用炉からなる
。第二態様においては、分離することが困難であるグロ
ッグ状ベントナイトのフィルムを含めたすべての有機不
純物および鉱物不純物が砂粒の表面から完全に除去され
るように、不純物を砂粒の表面から除去するための装置
は、クーラーおよび吸引システムを有する乾燥研磨機を
有し、連続して水圧分級機、脱水機、使用済み砂をか焼
するための炉が配置された水圧研磨機からなる。乾燥研
磨機として、区分空気再生機を使用することが好ましい
。

本システムは、砂再生法を実施するのに好適であり、新
鮮な砂、ベントナイトおよび石炭の消費を減少し且つご
み捨て場にトラックで運ばれる廃棄物の容量をカットす
ることによって経済的効果を生ずる。

研究は、廃棄物の各トンが砂５７０ｋｇ、ベントナイト
２０ｋｇおよび石炭］、Ｏｋｇを節約するのを助長する
ことを示した。

そのほかに、本システムは、天然資源を経済化するのを
助長し且つ産業廃棄物に対して環境を保護するのを助長
する。本発明に係る砂の再生法を行うためのシステムを
図示する図面を参照して、本発明の特定の態様を後述す
る。

〔発明の詳細な説明〕

本発明に係る砂の製法を行うためのシステム（図面参照
）は、鋳物砂−ベントナイト混合物を調製するためのラ
イン、中子砂を調製するためのライン、および中子およ
び鋳物混合物の廃棄物を加工するためのラインからなる
（第１図）。

鋳物砂を調製するだめのラインは、中子を何する鋳物を
鋳型から取り出すだめの装置１、中子を鋳物から取り出
すための振動火格子２、鋳物砂を鋳型から型ばらしする
ための装置３、その後磁気分離機４、篩５、クーラー６
、再循環鋳物砂川ホッパー７、鋳物砂ミキサー８および
自動モールディングマンン９を具備する。

中子砂を調製するためのラインは、連続して中子造型機
１１、準備かできた中子貯蔵装置１２および不合格中子
貯蔵装置１３か配置された中子砂ミキサー１０を具備す
る。

システムは、鋳物砂ミキサー８に連結された新鮮な鋳物
砂ホッパー１４、中子砂ミキサー１０に連結された新鮮
な中子砂ホッパー１５、およびコンベヤー装置、例えば
、ベルトコンベヤーによってホッパー１４および１５に
連結された新鮮な乾燥砂貯蔵装置１６を包含する。

中子および鋳物混合物の廃棄物を加工するためのライン
は、フィーダー１７を有し連続して不合格中子を破壊す
るための粗クラッシャー１８、磁気分離機２０を包含す
るベルトコンベヤー１９、逆流装置２２を有する篩２１
、例えば、トリッパ−を有するベルトコンベヤー、火格
子の下での製品用ホッパー２３、微細クラッシャー２４
、制御篩２５および不純物を石英粒子の表面から除去す
るだめの装置２６が配置されている。前記装置２６はベ
ルトコンベヤー装置３８によってホッパー１４および１
５およびミキサー８および１０に連結されている。

火格子の下での製品用ホッパー２３は、ベルトコンベヤ
ー３７によって再循環鋳物砂ホッパー７およびミキサー
８に連結されており、振動火格子２および篩５はベルト
コンベヤー３９によってコンベヤー１９に連結されてい
る。

有機不純物および鉱物不純物を砂粒の表面から除去する
ための装置２６は、２つの態様を有する。

−態様においては（第２図）、不純物除去装置は、使用
済み砂ホツパ−２７、フィーダー２８を有し、連続して
か焼炉３４、クーラー３５、水圧研磨機２９、水圧分級
機３０、脱水機３１、乾燥機３２、およびホッパー３３
が配置されている。第二態様においては（第３図）、不
純物除去装置は、フィダー２８を有する使用済みホッパ
ー２７、水圧研磨機２９、水圧分級機３０、脱水機３１
、か焼炉３４、クーラー３５、乾燥研磨機３６およびホ
ッパー３３（すべては連続して配置され且つコンヘヤー
装置４２によって相互連結されている）を具備する。

システムは、次の通り作動する。

鋳物砂は、再循環砂、新鮮な砂、ベントナイト、石炭お
よび水を混合することによってミキサー８て調製する。

準備ができた砂は、自動モールディングマシン９に供給
する。半割れを作り、中子を貯蔵装置１２から設置し、
鋳型を組み立て、金属を注いだ後、鋳物を有する鋳型は
、鋳物を除去するための装置１に前進させ、次いで、除
去すべき中子用振動火格子２に供給する一方、鋳型は、
鋳型枠から型ばらしすべき鋳物砂用装置３に移す。

前記装置によって型ばらしされた使用済み鋳物砂は、磁
気分離機４に供給し、更に篩５上に供給する。篩分けら
れた材料は、クーラー６に流れ、次いで、使用済み鋳物
砂ホッパー７に流れ、このホッパー７から鋳物砂ミキサ
ー８に少しずつ供給する。

新鮮な砂は、貯蔵装置１６からホッパー１４に送出し、
このホッパー１４からミキサー８に少しずつ供給し、ホ
ッパー１５にも供給し、このホッパー１５からミキサー
１０に流入する。準備ができた中子砂は、中子造型機１
１に供給する。準備かできた中子は、貯蔵装置１２に移
し、次いて、鋳型組み立てステーションに移す。不合格
中子は、鋳型枠に捕集し、リフトトラックによって貯蔵
装置１３に移す。リフトトラックは、フィーダー１７に
不合格中子を充填し、これらの不合格中子を粗クラッシ
ャー１８に供給する。粗破砕後、不合格中子は、磁気分
離機２０を有するベルトコンベヤー１９上に移す。同時
に、ベルトコンベヤー１９に、篩５の火格子の上から製
品を供給し、振動火格子２の下からも製品を供給する。

この振動火格子２に−おいて、中子は、鋳物から取り出
す。

金属不純物を含まない材料は、篩２１に流れる。

篩２１の火格子の下からの製品、実際に再生鋳物砂は、
逆流装置２２によってホッパー２３に捕集し、このホッ
パー２３からベルトコンヘヤーのシステムによって向け
、再循環鋳物砂ホッパー７にリフトし、その際に、ミキ
サー８に少しずつ供給する。篩２１の火格子の上からの
製品は、微細クラッシャー２４に供給する。同時に、ク
ラッシャーには、逆流装置２２を通して篩２１の火格子
の下からの製品を供給できる。このことは、再循環鋳物
砂ホッパー７およびホッパー２３に材料を完全に充填す
る時に必要とされる。

微細クラッシャー２４後、材料は、制御篩２５に流れる
。制御篩２５の火格子の上からの製品は、ごみ捨て場に
移す一方、火格子の下からの製品は、ベルトコンベヤー
のシステムによって、不純物を砂粒の表面から除去する
ための装置２６に送出する。再生砂は、空気輸送システ
ム、ベルトコンベヤーによって移し、ホッパー１４およ
び１５にリフトする。同時に、新鮮な砂は、貯蔵装置１
５がらベルトコンベヤーのシステムによって送出し、ホ
ッパー１４および１５にリフトする。ホッパー１５から
、新鮮な砂と研磨された材料との混合物は、中子砂ミキ
サー１０に少しずつ供給する。ホッパー１４から、新鮮
な砂と再生砂との混合物は、鋳物砂ミキサー８に少しず
つ供給する。

砂は、下記の２つの別の方法で再生できる。

使用済み混合物が有意割合の活性粘土および石炭、そし
てまた液体ガラス混合物の不純物を少量のグロッグ状ベ
ントナイトと共に含有する時には、か焼炉３４中、そし
て水圧研磨機２９中での逐次処理によって不純物を石英
粒子の表面から除去するだめの装置２６を使用すること
か好ましい（第２図）。この場合には、制御篩２５の火
格子の下からの製品は、フィーダー２８を有する使用済
み砂ホツパ−２７に流入し、このフィーダー２８からか
焼炉３４に少しずつ供給する。材料は、炉の酸化雰囲気
中で３１０〜４９０℃の温度に加熱する。高揮発性物は
、樹脂および石炭フィルムから燃える。加熱された材料
は、クーラー３５に流入し、次いで、水圧研磨機２９に
流入し、そこで水と混合し、粒移動速度５〜７ｍ／秒で
ベントナイトフィルムから分離する。次いて、材料は、
水圧分級機３０にポンプ供給し、そこで研磨湿潤砂とド
レン水とに分離する。研磨湿潤砂は、脱水機３１に供給
し、次いで、乾燥機３２に供給し、更にホッパー３３上
に供給する。研磨乾燥砂は、ホッパー３３からホッパー
１４および１５に移し、これらのホッパーからミキサー
８および１０に少しずつ供給する。

使用済み砂がかなりの割合のグロッグ状ベントナイトお
よび活性ベントナイトおよび若干の有機不純物を含有す
るならば、逐次水圧処理、熱処理および機械的処理によ
って不純物を石英粒子の表面から分離するための装置２
５を使用することが好ましい（第３図）。この場合には
、制御篩２５の火格子の下からの製品は、フィーダー２
８を有するホッパー２７に移し、このフィーダー２８か
ら水と一緒に基型研磨機２９に供給し、そこでベントナ
イトフィルムは粒移動速度５〜７ｍ／秒で実質上除去し
、次いで、水圧分級機３０に供給し、そこで材料は、研
磨湿潤砂とドレン水とに分離する。研磨湿潤砂は、脱水
機３１に供給し、そこで研磨された材料の含水量を先ず
２０〜２５％から６〜８％に減少し、次いで、脱水材料
は、炉３４に少しずつ供給する。材料は、炉の酸化雰囲
気中で７００〜９００℃の温度に加熱する。有機フィル
ムは、その結果として燃え尽きる。加熱された材料は、
クーラー３５に移して室温に冷却させる。

冷却された材料は、乾燥研磨機３６に供給し、そこで粒
移動速度３０〜５ρ、／ｊ、’゛−フィルムおよびダス
トから分離し、換気システム４１に引き、ホッパー３３
で貯蔵し、このホッパー３３からホッパー１４および１
５に搬送し、次いて、ミキサー８および１０に搬送する
。合成樹脂をベースとする中子を使用した生砂−ベント
ナイト鋳型中での鋳物の生産で使用する使用済み混合物
は、本質上有機および無機起源のフィルムで被覆された
石英粒（約９０％）からなる物質である（石英粒は樹脂
および石炭を包含し、フィルムはベントナイトを包含す
る）。

ベントナイトは、モンモリロナイト鉱物からなることが
常識である。モンモリロナイト構造は、中心で八面体ア
ルミナシートによって分離されたシリカ四面体の２シー
トからなる。層間の空間に入る水分子は、格子の膨潤を
生じさせる。交換陽イオンは、シリケート層間に見出さ
れるべきである。１００〜２００℃への加熱は、使用済
み砂粒上に含有されるベントナイトフィルムの損失、お
よび収縮およびボイド水の損失を生ずる。材料の更なる
加熱は、ベントナイトフィルムを生じて、再膨潤する能
力を失う。膨潤能力が完全に失われる正確な温度は、ベ
ントナイトによって吸着された陽イオンの性状に依存す
る。カルシウムベントナイトの場合には、その温度は、
３１０〜４００℃の範囲内であり、ナトリウムベントナ
イトの場合には、４００〜４９０℃の範囲内である。カ
ルシウムベントナイトをベースとする使用済み砂の場合
に４００℃よりも高い温度、ナトリウムベントナイトの
場合には４９０℃よりも高い温度に加熱する場合には、
ヒドロキシル水は減少し始め、膨潤能力は完全に失われ
、ベントナイトの焼成（グロッグ形成）および石英粒と
の化学反応か、生ずる。ヒドロキシル水は、７００℃で
完全に失われ、構造は八面体部分における酸素の１／３
の除去によって変化する。石英上のベントナイト焼成の
程度は、温度、加熱期間の増大および粒径の減少につれ
て増大する。石英粒上のベントナイトの転化は、加熱時
間に応じて７００〜９００℃の温度範囲内で完了する。

３１０〜４９０℃に加熱されたベントナイトは、活性で
あり且つ石英粒にゆるく結合し且つベントナイト鋳物砂
で再使用することができる。３１０〜４９０℃の範囲よ
りも高い温度に加熱されたベントナイトは、不活性にな
り且つ石英粒と堅く結合し、それゆえ、ベントナイト鋳
物砂で使用できない。石英粒上に存在する活性または不
活性ベントナイトは、樹脂をベースとする砂の強度を激
減し且つベントナイトフィルムを使用済み砂粒から除去
することを必要とする。

対照的に、有機起源（樹脂および石炭）のフィルムは、
酸化雰囲気中で１００〜２００℃で加熱する時に分解し
始める。分解プロセスは、温度および処理期間の増大に
つれて加速され、一般に、７００〜８００℃の範囲内で
完了する。

砂を使用済み砂−ベントナイト混合物および樹脂をベー
スとし且つ高い割合の活性粘土および低い割合の不活性
粘土を有する中子砂から再生する時には（態様１）、本
発明に係る再生法の第一工程は、混合物を酸化雰囲気中
で３１０〜４９０℃に加熱することからなる。カルシウ
ムベントナイトを含有する使用済み混合物の場合には、
加熱温度は、３１０〜４００℃の範囲を超えるべきでは
なく、ナトリウムベントナイトを有する使用済み混合物
の場合には、この範囲は、４００〜４９０℃である。こ
のことは、活性ベントナイトが石英粒上でグロックに変
わるのを防止し且つこれらの温度で分解する有機不純物
の部分を除去するのを助長する。本発明に係る再生法の
第二工程は、非ケーク化活性ベントナイトのフィルムを
水圧技術によって水流中の砂粒移動速度５〜７ｍ／秒で
除去することからなる。活性ベントナイトは、石英に対
して低い凝集を有し、それゆえ、未焼成ベントナイトは
最も完全に除去される。ベントナイトに加えて、使用済
み混合物が液体ガラスも有するならば、可溶性ケイ酸ナ
トリウムは、第二工程で混合物から除去される。材料の
水圧分級および乾燥で終わるこの処理は、鋳物ベントナ
イトおよび液体ガラス混合物中およびシェル中子混合物
中の石英砂の有益な代替品である再生砂を生じ且つホッ
トボックス中子混合物中でも使用できる。中子の製作時
のホットボックスの加熱温度が一般に２５０℃を超えな
いこと、および再生プロセス時のか焼温度が少なくとも
３１０℃であることを考慮すると、ガスは、再生砂粒上
に残る有機物質から遊離しないであろう。

砂を砂−ベントナイト使用済み混合物および高い割合の
不活性粘土および活性粘土を有する樹脂をベースとする
中子混合物から再生する時には（態様２）、本発明に係
る第一工程は、未焼成ベントナイトのフィルムを水圧技
術によって水流中の砂粒移動速度５〜７ｍ／秒で分離す
ることからなる。この場合には、未焼成フィルムは、石
英に対して低い凝集を有し且つ活性粘土粒子は、最も完
全に分離される。水圧研磨および爾後の水圧分級後に、
材料は、第二処理工程で使用される。

７００〜９００℃の温度で熱処理し、冷却した後、材料
は、有機不純物から完全に分離される。

最後の処理工程で、粒は、グロック状ベントナイトを分
離できる最大衝撃力および研磨力に付さなければならな
い。このことは、例えば、砂粒移動速度３０〜５０ｍ／
秒で空気クリーニングした後、分級しく除塵）、反復空
気処理サイクル（好ましくは４〜８）を施すことによっ
て達成される。

最高速度５０ｍ／秒の選択は、５０ｍ／秒を超える速度
が石英粒自体の解体を生じ、良好な砂の収率が激減する
という事実によって説明される。最小速度３０ｍ／秒お
よび処理サイクルの数は、実験的に決定された。清浄な
石英粒が、かかる処理の結果として得られる。高品質再
生砂を得るためには、材料は、最終工程で乾式分級によ
る処理に付して０．１〜２．５１の有用な画分を回収す
る。

〔実施例〕

下記のものは、使用済み砂−ベントナイト鋳物混合物お
よび樹脂をベースとするホットボックス／シェル中子混
合物用の本発明の装置で行う砂再生法の特定の態様を説
明する例である。

例１ 使用済み砂−ベントナイト鋳物混合物および熱硬化樹脂
をベースとする中子混合物を下記順序で本発明に係る処
理に付す：回転クラッシャー２４中での破砕、メツシュ
サイズ１０、Ｏｍｍを有する篩２５上での篩分け、シャ
フト炉３４中での酸化加熱、流動床クーラー３５中ての
冷却、水圧研磨機２９中での粒移動速度６．０ｍ／秒で
の研磨、螺旋分級機３０中ての分級、および流動床乾燥
機３２中での熱乾燥。

酸化加熱工程を実施するために、カルシウムベントナイ
トを含有する材料を３１０℃の温度で炉に供給し、そこ
で３℃／分の割合で加熱した。

得られた再生砂を１００％までの量で充填剤として砂−
ベントナイト混合物、合成樹脂をベースとするホットボ
ックス中子、およびシェル中子から鋳型を作るために使
用した。

試験されたシェル混合物は、下記組成を有していた（重
量部）：充填剤１００、ＣＦ−０１５樹脂４．５、灯油
０．２（樹脂をベースとして）、ウロトロピンの３３％
溶液１．５、およびステアリン酸カルシウム０．１２゜
硬化温度は２７５℃であり、硬化時間は６０秒であり、
試料の厚さは１０＋ａｍであった。

再生砂および新鮮な強化砂から調製されたシェル混合物
の試験結果を表１に与える。表１は、新鮮な砂を再生砂
に完全に取り替える可能性を実証する。

表１ シェル混合物の性質処理条件 名前 ℃ｍ／秒　　熱間 冷 （例１） 操作プラントの１つにおける本発明の方法の実際的応用
は、ベントナイト混合物から鋳型を作るために、フェノ
ール樹脂に基づくシェル中子の製造のために（クローニ
ング法により）、そしてフラン樹脂に基づくホットメル
ト中子を部分的に製造するために（ホットボックス法に
より）再生砂を使用することによって毎年強化砂 ２００．００（ｌンを節約することを可能にする。

間 例２ 合成樹脂をベースとし且つ磁気金属介在物を含まない使
用済み鋳物／中子混合物をメツシュサイズ１０ｍｍを有
する振動＠２５に供給した。篩の下からの製品をホッパ
ー２７に貯蔵し、このホッパーからフィーダー２８によ
って水圧研磨機２９に移した。この水圧研磨機２９は、
砂粒子を６．０ｍ／秒で移動した。使用済み混合物を水
圧研磨機中で未焼成ベントナイトのフィルムから分離し
た。

湿潤材料を水圧研磨機から水圧分級機３０に移し、そこ
で研磨フィルムおよび微粒子を水流によって材料から洗
い流した。洗浄された材料を脱水ステーションに向け、
そこで脱水をバンド真空濾過器３１によって行った。脱
水された砂を向流ドラム炉３４に移し、そこで砂を酸化
雰囲気中で８００℃の温度に加熱した。か焼材料を流動
床クーラー３５中で３５℃に冷却するのと同時に、除塵
した。

冷却された再生砂は、数個の逐次セクションからなる空
気再生機３６に流入することによって空気的に浄化した
。セクションの各々は、連続して垂直方向に上方に延出
するノズル、チューブおよびバリヤーを有するケーシン
グからなる。０．０３ＭＰａの圧力下での圧縮空気をノ
ズルに供給し、その出口において、圧縮空気は砂粒子を
トラップし、速度３０ｍ／秒に加速し、固定バリヤーに
対して衝突させた。ダスト状粒子を排気ファンによって
吸引システムに引く一方、砂を処理用の更に他のセクシ
ョンに前進させた。空気再生機の８個のセクションを通
過後、材料を分級して、２，５關よりも大きい粒子と０
．１ｍｍよりも小さい粒子とを分離した。ホッパー３３
に蓄積するｆ＄（ｉｉｉｉかできた再生砂をステーショ
ンに供給し、そこで鋳物／中子混合物を調製した。

使用済み出発混合物、および再生砂およびブルトセボ鉱
床からの標準新鮮強化砂の特性を表２に示す。

再生砂を１００％までの量で充填剤として砂ヘントナイ
ト混合物、ホットボックス中子およびシェル中子から鋳
型を作るために使用した。

表２ 不純物の含量に従っての材料の特性 ％　　　％　　含量、％ 使用済み　　　９．８　　５．０　　　３．０混合物 （例２） 加熱りラギング上の鋳物混合物は、下記組成　（重量部
）を有していた：充填剤１００：酸化第二鉄０．５；２
：１の比率のフラン樹脂とフェノール樹脂との混合物２
，０；触媒（硝酸銅）０，５゜硬化温度は２１０℃てあ
っｔ二。

再生砂および強化砂から調製された中子混合物の試験結
果を表３に示す。

表に与えるデータから、本性は、いかなる限定もなしに
合成樹脂をベースとする中子混合物（１００％まで）で
使用でき且つ強化石英砂に完全に取って替わることがで
きる高品質材料を調製するのに好適であることが明らか
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る砂の製法を行うためのシステムの
略図、第２図は不純物を砂粒の表面から除去するための
装置の一態様の略図、第３図は不純物を砂粒の表面から
除去するための装置の別の態様の略図である。 １・・・中子を有する鋳物を鋳型枠から取り出すだめの
装置、２・・・火格子、３・・・鋳物砂を鋳型枠から型
ばらしするための装置、４・・・磁気分離機、５・・・
篩、６・・・クーラー、８・・・鋳物砂ミキサー、９・
・・モールディングマシン、１０・・・中子砂ミキサー
１１・・・中子造型機、１７・・・フィーダー、１８・
・・粗クラッシャー、１９・・・コンベヤー、２０・・
・磁気分離機、２１・・・篩、２２・・・逆流装置、２
３・・・ホッパ、２４・・・微細クラッシャー、２５・
・・制御篩、２６・・・不純物を砂粒の表面から分離す
るための装置、２９・・・水圧研磨機、３０・・・水圧
分級機、３１・・・脱水機、３２・・・乾燥機、３４・
・・炉、３５・・・クーラー、３６・・・乾燥研磨機、
３７・・コンベヤー装置、３８・・・コンベヤー装置、
３９・・・コンベヤー装置、４０・・・コンベヤー装置
、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気分離し、解体し、篩分け、砂粒の表面を機械的
   に処理し、熱処理し、分級し、冷却することによって鋳
   物場における使用済み砂を再生するにあたり、熱処理を
   ３１０〜９００℃の温度で実施し、分級および砂粒表面
   の機械的処理を複数のサイクルで機械的処理時に砂粒移
   動速度５〜５０ｍ／秒で実施し、サイクルの少なくとも
   １つを水性媒体中で砂粒移動速度５〜７ｍ／秒で実施す
   ることを特徴とする鋳物場における使用済み砂の再生法
   。 ２、砂粒表面の熱処理を３１０〜４９０℃の温度で実施
   し、砂粒表面の機械的処理を砂粒の熱処理後に水性媒体
   中で実施する、請求項１に記載の方法。 ３、砂粒表面の熱処理を７００〜９００℃の温度で実施
   し、砂粒表面の機械的処理を熱処理前および熱処理後に
   実施し、熱処理前の砂粒表面の機械的処理を水性媒体中
   で実施し、熱処理後の砂粒表面の機械的処理を空気媒体
   中で粒移動速度２０〜５０ｍ／秒で実施する、請求項１
   に記載の方法。 ４、中子を有する鋳物を鋳型枠から取り出すための装置
   （１）、中子を鋳物から取り出すための、コンベヤー装
   置（４０）によって装置（１）と連結された振動火格子
   （２）、および鋳物砂を鋳型枠から型ばらしするための
   装置（３）、その後連続して磁気分離機（４）、篩（５
   ）、クーラー（６）、鋳物砂ミキサー　（８）および自
   動モールディングマシン（９）を具備する鋳物砂を調製
   するためのライン、そしてまた連続して中子造型機（１
   １）を備えた中子砂ミキサー（１０）を具備する中子砂
   を調製するためのラインを具備する請求項１に記載の方
   法を行うためのシステムであって、フィーダー（１７）
   、不合格中子を破砕するための粗クラッシャー（１８）
   、磁気分離機（２０）を有するコンベヤー（１９）、逆
   流装置（２２）を有する篩（２１）およびコンベヤー装
   置（３７）によって鋳物砂ミキサー（８）に連結された
   火格子下での製品用ホッパー（２３）、微細クラッシャ
   ー（２４）、制御篩（２５）、およびコンベヤー装置（
   ３８）によって鋳物砂ミキサー（８）と中子砂ミキサー
   （１０）とに連結された不純物を砂粒の表面から分離す
   るための装置（２６）〔コンベヤー（１９）はコンベヤ
   ー装置（３９）によって砂−ベントナイト混合物を調製
   するためのラインの篩（５）および中子を鋳物から取り
   出すための振動火格子（２）と連結されている〕を具備
   する廃棄鋳物砂および中子砂を加工するためのラインを
   備えていることを特徴とするシステム。 ５、不純物を砂粒の表面から分離するための装置が、ク
   ーラー（３５）を包含し且つ連続して水圧研磨機（２９
   ）、水圧分級機（３０）、脱水機（３１）および乾燥機
   （３２）が配置された使用済み砂の酸化か焼用炉（３４
   ）からなる、請求項４に記載のシステム。 ６、不純物を砂粒の表面から分離するための装置が、ク
   ーラー（３５）および吸引システム（４１）を有する乾
   燥研磨機（３６）を包含し、連続して水圧分級機（３０
   ）、脱水機（３１）、使用済み砂をか焼するための炉（
   ３４）が配置された水圧研磨機（２９）からなる、請求
   項４に記載のシステム。 ７、乾燥研磨機（３６）としての、不純物を砂粒の表面
   から分離するための装置が、区分空気再生機を包含する
   、請求項４に記載のシステム。