JPH06285583A

JPH06285583A - 鋳物砂の再生方法

Info

Publication number: JPH06285583A
Application number: JP10181993A
Authority: JP
Inventors: Sosuke Naito; 壮介内藤; Hideki Nakamura; 英輝中村; Toshikatsu Senda; 利勝千田
Original assignee: KANSAI MATETSUKU KK
Current assignee: KANSAI MATETSUKU KK
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】効率よく低コストで鋳物砂を再生する方法を
提供する。【構成】投入口（１５）と排出口（１７）を設けた中
空のドラム（１２）を回転軸（８）を中心に回転させ、
ドラム（１２）の回転軸（８）に対して偏心した回転軸
（９）を有するディスク（１４）をドラム（１２）内で
回転自在に支承し、投入口（１５）からドラム（１２）
内に鋳物砂を供給し、ドラム（１２）とディスク（１
４）の相互作用に基づいて鋳物砂を摩擦研磨し、それに
より鋳物砂からバインダーを除去することを特徴とする
鋳物砂の再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳物砂の再生方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造工程で用いられる鋳型は、耐火性を
有する硅砂等の鋳物砂にフラン、フェノール、水ガラ
ス、ベントナイト等のバインダーを加えて固定化させた
ものである。鋳型として一度鋳造に使用した鋳物砂は、
表面にバインダーが付着しているので、再利用時には砂
の粒子一つ一つの表面に付着したバインダーを除去しな
ければならない。バインダ―の除去が不十分な場合には
造型した砂型の強度が不足し不良製品が多発するという
不都合が生じる。

【０００３】従来、鋳物砂を再生する方法としては、高
速回転するドラム内に砂を投入して粒子同士を衝突させ
る方法や、ドラム内に砂を滞留させ砂に遠心力を与えな
がらドラムに設けた勾配面で砂同士を摩擦させる方法が
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では砂同士の接触力が弱く接触面が点状であるため
大きな摩擦力が得られなかった。また、後者の方法では
滞留した表面のみで摩擦が生じるためやはり摩擦力は小
さかった。このため、いずれの方法もバインダーの除去
効率が悪く、ソフトなバインダーであっても長時間の再
生処理が必要でコスト高になっていた。また、従来の方
法ではフェノールや水ガラスのようなハードなバインダ
ーの除去はさらに困難であった。

【０００５】ところで、近年は品質向上のためハードな
タイプのバインダーが多く使われる傾向にあるため、従
来方法での鋳物砂の再生はますます難しくなってきてい
る。

【０００６】他方、鋳物砂を再生せずに廃棄する場合に
も昨今の産業廃棄物問題や公害問題のため簡単に処分す
ることができず、廃棄コストが高くついてしまう。

【０００７】本発明は、前述の従来技術の問題点を解消
し、ハードタイプのバインダーにも充分に対応でき、し
かも低コストで鋳物砂を再生可能な鋳物砂の再生方法を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、投入口１５
と排出口１７を設けた中空のドラム１２を回転軸８を中
心に回転させ、ドラム１２の回転軸８に対して偏心した
回転軸９を有するディスク１４をドラム１２内で回転自
在に支承し、投入口１５からドラム１２内に鋳物砂を供
給し、ドラム１２とディスク１４の相互作用に基づいて
鋳物砂を摩擦研磨し、それにより鋳物砂からバインダー
を除去することを特徴とする鋳物砂の再生方法を要旨と
している。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明方法を実施するための鋳物砂再生装
置１０を示す断面図である。

【００１０】再生装置１０は、ドラムシャフト１１を中
心に強制回転可能な中空のドラム１２と、ドラム１２内
でディスクシャフト１３を中心に自由回転可能に支承さ
れたディスク１４を有している。

【００１１】ドラム１２は全体的に円筒形状であり、図
１で左の側壁１２ａには投入口１５が形成されている。
右の側壁１２ｂの少し内側には、円環形状のしきり板１
６がドラム周壁１２ｃの内側に固定されている。しきり
板１６と右の側壁１２ｂの間には複数の排出口１７が円
周方向で等間隔に形成されている。ドラムシャフト１１
は図示しない高速モータで強制回転可能である。

【００１２】ディスクシャフト１３は、その中心軸９が
ドラムシャフト１１の中心軸８に対して下方に所定距離
Ｄだけ偏心するように装置本体（図示せず）に固定され
ている。偏心距離Ｄはディスクの半径の８．２〜１３．
７％に設定し，さらに望ましくは１１．０〜１２．３％
に設定する。ディスクシャフト１３の外側には回転体１
８がベアリング１９を介して自由回転可能に設けられて
いる。回転体１８にはディスク本体２０が着脱可能に固
定されている。ディスク本体２０は耐摩耗性の材料で形
成されていて、外周が二重構造になっている。

【００１３】次に再生装置１０を用いた鋳物砂の再生方
法を説明する。投入口１５から使用済の鋳物砂をドラム
１２内に投入する（矢印Ａ参照）。この際、鋳物砂を投
入シュート（図示せず）で案内すると良い。高速回転し
ているドラム１２内に導かれた砂は、大きな遠心力を受
けてドラム１２の内面に押圧され層状に密着する。

【００１４】さて、ディスク１４はドラム１２に対して
距離Ｄだけ下方に偏心しているので、ドラム内の空間は
下方領域で少し狭くなっている。すなわち、ドラム内下
方領域ではドラム１２内面とディスク１４先端との間隙
が狭くなっているのである。

【００１５】このため、ディスク１４はドラム内面に高
圧で密着した砂の層の中に衝撃的に圧入して回転する。
この衝撃及び加圧で砂の層が流動し、砂の粒子間に大き
な摩擦力が働き、砂の粒子同士による研磨が行われる。
そして、この研磨によって、砂の粒子に付着したバイン
ダーが除去されるのである。

【００１６】研磨された砂は、しきり板１６を越えて流
動し（矢印Ｂ）、排出口１７から外部に排出される（矢
印Ｃ）。ドラム１２の周囲には、遠心力で排出された砂
を集めるカバーを設け、その下部に排出シュートを連結
して砂を回収容器（いずれも図示せず）に送るようにす
る。

【００１７】投入シュートから砂を定常的に投入するこ
とによって、ほぼ同量の再生砂が定常的に排出される。
砂と共に除去されたバインダーも排出されるが、両者は
比重の差等を利用して容易に分離することができる。

【００１８】以下、実際に行った再生テストの結果を説
明する。

【００１９】実施例１表１の欄外に示す条件で砂の再生実験を試みた。その結
果を表１及び図２に示す。なお、パス回数は再生装置で
処理した回数を意味している。また、灼熱減量とは有機
質バインダーを加熱気化させその減量分を定量的に測定
する方法を意味している。灼熱減量ではパス回数を重ね
る毎に再生効果が示され、３パスでは元砂の７１．９％
と著しい消滅率が得られた。圧縮強度もパス回数の増加
毎に向上し、３パス以上の再生砂では２４時間後の強度
は新砂の約８０％アップの強度値が得られた。また、消
費電力が著しく減少した。

【００２０】実施例２同様にして表２の欄外に示す条件で砂の再生実験を試み
た。その結果を表２、図３に示す。従来最も再生が難し
いとされて来た水ガラスプロセスにおける残留アルカリ
分の消滅率は、３パスで６１．５％と驚異的な数値が得
られた。圧縮強度では２パスで２２．５ｋｇｆ／ｃｍ²
を示し、２パスで再生砂繰り返し使用が実証された。

【００２１】実施例３プロセス：生型、供試砂：輸入砂（生型砂に中子として
シェル砂、アルカリレゾール砂、コールドボックス砂等
が混入し、繰り返し使用されている砂）の条件で同様の
再生実験を行った。結果を図４、５に示す。生型砂での
灼熱滅量及び全粘土分の消滅値を示しているが、いずれ
も極めて著しい消滅率が得られた。２パスで再生砂の繰
り返し使用が実証された。

【００２２】以上の鋳物砂再生実験の結果をまとめる
と、有機自硬性、無機自硬性、生型等のいずれのプロセ
スにおいても優れた再生効果が得られることが実証さ
れ、低コストで鋳物砂を再生できることが明らかになっ
た。

【００２３】ここで、ドラムの遠心力に関して述べる
と、一般に砂の強度や粒形によっても異なるが、硅砂、
ジルコンサンド、ガラスビーズ等の通常用いられている
砂では１５Ｇ〜４０Ｇの遠心力が必要であると言われて
いるが、本発明者が行った実験によれば次のことが判明
した。

【００２４】すなわち、硅砂、ジルコンサンドでは遠心
力は望ましくは３０Ｇ〜４０Ｇに設定し、さらに好まし
くは３５Ｇ〜４０Ｇ内に設定する。最適値は３８Ｇであ
る。また、ガラスビーズでは望ましくは５Ｇ〜２０Ｇに
設定し、さらに好ましくは１５Ｇ〜２０Ｇに設定する。
最適値は１７Ｇである。ガラスビーズは粒形が丸いた
め、小さな遠心力でも充分に再生可能なのである。

【００２５】また、ディスクがドラム内面の層状の砂に
突入する深さは、砂の層厚が５０〜６０ｍｍの場合に
は、３０〜５０ｍｍとするのが効果的で、最適値は４０
〜４５ｍｍであることも判明した。つまり砂の層厚の６
０〜８３％とするのが望ましく、より望ましくは６７〜
７５％に設定する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の鋳物砂再生方法は、投入口１５
と排出口１７を設けた中空のドラム１２を回転軸８を中
心に回転させ、ドラム１２の回転軸８に対して偏心した
回転軸９を有するディスク１４をドラム１２内で回転自
在に支承し、投入口１５からドラム１２内に鋳物砂を供
給し、ドラム１２と偏心したディスク１４の相互作用に
基づいて鋳物砂を摩擦研磨し、それにより鋳物砂からバ
インダーを除去するので、効率よく低コストで鋳物砂を
再生することができる。従って、消費電力を大幅に節約
することができる。

【００２７】本発明は前述の実施例に限定されない。例
えばディスクの形状は円形に限らず円に近いだ円形や多
角形でもよい。ドラムの形状も同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための再生装置の主要部
を示す断面図。

【図２】実施例１の結果を示すグラフ。

【図３】実施例２の結果を示すグラフ。

【図４】実施例３の結果を示すグラフ。

【図５】実施例３の結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１０再生装置１１ドラムシャフト１２ドラム１３ディスクシャフト１４ディスク１５投入口１６しきり板１７排出口

【表１】

【表２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投入口（１５）と排出口（１７）を設け
た中空のドラム（１２）を回転軸（８）を中心に回転さ
せ、ドラム（１２）の回転軸（８）に対して偏心した回
転軸（９）を有するディスク（１４）をドラム（１２）
内で回転自在に支承し、投入口（１５）からドラム（１
２）内に鋳物砂を供給し、ドラム（１２）とディスク
（１４）の相互作用に基づいて鋳物砂を摩擦研磨し、そ
れにより鋳物砂からバインダーを除去することを特徴と
する鋳物砂の再生方法。