JPH10323736A - 鋳物砂型用人工砂の製造方法 - Google Patents
鋳物砂型用人工砂の製造方法Info
- Publication number
- JPH10323736A JPH10323736A JP9154434A JP15443497A JPH10323736A JP H10323736 A JPH10323736 A JP H10323736A JP 9154434 A JP9154434 A JP 9154434A JP 15443497 A JP15443497 A JP 15443497A JP H10323736 A JPH10323736 A JP H10323736A
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- JP
- Japan
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- sand
- artificial
- mold
- weight
- fine powder
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 ８０重量％以上が２０〜２００メッシュ
の鋳物砂型用人工砂の製造方法である。鋳物の製造に関
して回収される微粉砂を撹拌しながら水を加えて造粒
し、次いで８００〜１０００℃で焼成する。 【課題】 鋳物の製造に関して廃棄物として大量に回収
される微粉砂を使用して、鋳物砂型に再使用できる物性
を備えた人工砂の製造方法を提供する。
の鋳物砂型用人工砂の製造方法である。鋳物の製造に関
して回収される微粉砂を撹拌しながら水を加えて造粒
し、次いで８００〜１０００℃で焼成する。 【課題】 鋳物の製造に関して廃棄物として大量に回収
される微粉砂を使用して、鋳物砂型に再使用できる物性
を備えた人工砂の製造方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳物の製造に関し
て回収される微粉砂を鋳物砂型用に再使用できる人工砂
の製造方法に関する。
て回収される微粉砂を鋳物砂型用に再使用できる人工砂
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題に対する関心が高まり、
我国においても産業界、学界、官界挙げてその対策に取
り組んでいる。具体的には、廃棄物処理・リサイクルな
どに関する立法措置が講じられ、それに応じて企業にお
いても環境保全と経済性の確保との調和を図るための革
新的な技術開発が行われている。
我国においても産業界、学界、官界挙げてその対策に取
り組んでいる。具体的には、廃棄物処理・リサイクルな
どに関する立法措置が講じられ、それに応じて企業にお
いても環境保全と経済性の確保との調和を図るための革
新的な技術開発が行われている。
【０００３】鋳物業界においても、鋳物の製造に関し
て、使用済み鋳物砂型を開枠した砂などが多量に発生す
る。これらの砂は再生処理して、約半分を再生鋳物砂と
してリサイクルしている。
て、使用済み鋳物砂型を開枠した砂などが多量に発生す
る。これらの砂は再生処理して、約半分を再生鋳物砂と
してリサイクルしている。
【０００４】残りの約半分は有機物などを含んだ集塵ダ
スト（微粉砂）である。この集塵ダスト（微粉砂）を鋳
物砂として使用した場合には、砂型内に溶湯を注入する
と、その中に含まれている有機物が燃焼して多量のガス
が発生し、また、集塵ダスト（微粉砂）を使用して砂型
を製造するには多量の水を必要とするので砂型に含まれ
る多量の水が一挙に水蒸気などになる。微粉砂を使用し
た砂型には、これらの多量のガスや水蒸気などを通す空
隙が極めて僅かしか存在しないので、鋳造品にガス欠陥
が多発し、このような集塵ダスト（微粉砂）は再生鋳物
砂としてリサイクル使用することができない。そのた
め、集塵ダスト（微粉砂）は埋め立て処理などにより処
分されていた。
スト（微粉砂）である。この集塵ダスト（微粉砂）を鋳
物砂として使用した場合には、砂型内に溶湯を注入する
と、その中に含まれている有機物が燃焼して多量のガス
が発生し、また、集塵ダスト（微粉砂）を使用して砂型
を製造するには多量の水を必要とするので砂型に含まれ
る多量の水が一挙に水蒸気などになる。微粉砂を使用し
た砂型には、これらの多量のガスや水蒸気などを通す空
隙が極めて僅かしか存在しないので、鋳造品にガス欠陥
が多発し、このような集塵ダスト（微粉砂）は再生鋳物
砂としてリサイクル使用することができない。そのた
め、集塵ダスト（微粉砂）は埋め立て処理などにより処
分されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳物の
製造に関して生ずる再利用できないこのような集塵ダス
ト（微粉砂）を埋め立て処理などするためにはかなりの
費用を要するだけでなく、埋め立て場所にも限界があ
る。
製造に関して生ずる再利用できないこのような集塵ダス
ト（微粉砂）を埋め立て処理などするためにはかなりの
費用を要するだけでなく、埋め立て場所にも限界があ
る。
【０００６】本発明は、鋳物の製造に関して廃棄物とし
て大量に回収される微粉砂を使用して、鋳物砂型に再使
用できる物性を備えた人工砂の製造方法を提供すること
を目的とする。
て大量に回収される微粉砂を使用して、鋳物砂型に再使
用できる物性を備えた人工砂の製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、鋳物の製造に関して回収される微粉砂を
撹拌しながら水を加えて造粒し、次いで８００〜１００
０℃で焼成すること、を特徴とする８０重量％以上が２
０〜２００メッシュの鋳物砂型用人工砂の製造方法であ
る。
に、本発明は、鋳物の製造に関して回収される微粉砂を
撹拌しながら水を加えて造粒し、次いで８００〜１００
０℃で焼成すること、を特徴とする８０重量％以上が２
０〜２００メッシュの鋳物砂型用人工砂の製造方法であ
る。
【０００８】また本発明は、微粉砂を高速撹拌しなが
ら、これに対して水を２０〜３０重量％の範囲で噴霧し
て加える、前記の８０重量％以上が２０〜２００メッシ
ュの鋳物砂型用人工砂の製造方法である。
ら、これに対して水を２０〜３０重量％の範囲で噴霧し
て加える、前記の８０重量％以上が２０〜２００メッシ
ュの鋳物砂型用人工砂の製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の鋳物砂型用人工砂の製造
に使用される微粉砂は、使用済み鋳物砂型の開枠の際に
発生する集塵ダストや、その開枠の際にオーバーフロー
した生型砂を乾燥して砂粒子同士を生型砂再生装置で摩
擦摩耗させ砂粒子表面の付着物を剥離させた微粉砂等
の、鋳物の製造に関する諸工程から回収される微細な砂
であって、鋳物砂として再使用できないほど微細な砂で
ある。一般に鋳物砂型には、硅砂、粘土、澱粉、炭素な
どから形成される生砂型と、硅砂、有機バインダー樹脂
から形成される有機砂型がある。鋳物の製造に関する諸
工程や鋳物砂の再生工程などから回収される２００メッ
シュより微細な砂を３０重量％以上、好ましくは５０重
量％以上含有する微粉砂が、本発明における鋳物砂型用
人工砂の原料として使用される。この微粉砂には、生砂
型のみから得られるものの他に、これと少量の有機砂型
から得られるものとの混合物を含み、鉱物成分として、
ＳｉＯ2 ７５．０〜８５．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ６．０
〜１３．０重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 １．０〜３．０重量％、
Ｎａ2 Ｏ１．０〜２．５重量％、Ｋ2 Ｏ０．５〜１．０
重量％、ＣａＯ１．０〜２．０重量％、ＭｇＯ１．０〜
３．０重量％、ＴｉＯ2 ０．１〜０．３重量％を含み、
また、その他の成分として、有機バインダー樹脂、澱
粉、炭素などを鉱物成分の合計１００重量部に対し合計
で２．４〜３．６重量部含有している。ＳｉＯ2 以外の
鉱物成分は焼成すると一部溶融し、またその他の成分は
一部燃焼して人工砂を形成する。
に使用される微粉砂は、使用済み鋳物砂型の開枠の際に
発生する集塵ダストや、その開枠の際にオーバーフロー
した生型砂を乾燥して砂粒子同士を生型砂再生装置で摩
擦摩耗させ砂粒子表面の付着物を剥離させた微粉砂等
の、鋳物の製造に関する諸工程から回収される微細な砂
であって、鋳物砂として再使用できないほど微細な砂で
ある。一般に鋳物砂型には、硅砂、粘土、澱粉、炭素な
どから形成される生砂型と、硅砂、有機バインダー樹脂
から形成される有機砂型がある。鋳物の製造に関する諸
工程や鋳物砂の再生工程などから回収される２００メッ
シュより微細な砂を３０重量％以上、好ましくは５０重
量％以上含有する微粉砂が、本発明における鋳物砂型用
人工砂の原料として使用される。この微粉砂には、生砂
型のみから得られるものの他に、これと少量の有機砂型
から得られるものとの混合物を含み、鉱物成分として、
ＳｉＯ2 ７５．０〜８５．０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ６．０
〜１３．０重量％、Ｆｅ2 Ｏ3 １．０〜３．０重量％、
Ｎａ2 Ｏ１．０〜２．５重量％、Ｋ2 Ｏ０．５〜１．０
重量％、ＣａＯ１．０〜２．０重量％、ＭｇＯ１．０〜
３．０重量％、ＴｉＯ2 ０．１〜０．３重量％を含み、
また、その他の成分として、有機バインダー樹脂、澱
粉、炭素などを鉱物成分の合計１００重量部に対し合計
で２．４〜３．６重量部含有している。ＳｉＯ2 以外の
鉱物成分は焼成すると一部溶融し、またその他の成分は
一部燃焼して人工砂を形成する。
【００１０】本発明の鋳物砂型用人工砂の製造におい
て、まず、前記微粉砂は好適には１０００ｒｐｍ以上、
更に好適には３０００〜１００００ｒｐｍの高速で撹拌
しながら水を加えて、好ましくは、その８０重量％以上
さらに８０〜９０重量％が２０〜２００メッシュさらに
７０〜１００メッシュに造粒する。この粒度に均一に造
粒するためには、水は噴霧状で加えるのが最も好まし
い。水は微粉砂に対して２０〜３０重量％の範囲で添加
するのが好ましい。次に、造粒物（砂粒）は、場合によ
って自然乾燥あるいは熱などにより強制乾燥した後、電
気炉、重油炉などで８００〜１０００℃、好ましくは９
００〜９５０℃で所定時間（例えば５０〜７０分間）焼
成する。このようにして得られる焼結粒は、その８０重
量％以上さらに好ましくは８０〜９０重量％が２０〜２
００メッシュさらに好ましくは７０〜１００メッシュの
砂である。
て、まず、前記微粉砂は好適には１０００ｒｐｍ以上、
更に好適には３０００〜１００００ｒｐｍの高速で撹拌
しながら水を加えて、好ましくは、その８０重量％以上
さらに８０〜９０重量％が２０〜２００メッシュさらに
７０〜１００メッシュに造粒する。この粒度に均一に造
粒するためには、水は噴霧状で加えるのが最も好まし
い。水は微粉砂に対して２０〜３０重量％の範囲で添加
するのが好ましい。次に、造粒物（砂粒）は、場合によ
って自然乾燥あるいは熱などにより強制乾燥した後、電
気炉、重油炉などで８００〜１０００℃、好ましくは９
００〜９５０℃で所定時間（例えば５０〜７０分間）焼
成する。このようにして得られる焼結粒は、その８０重
量％以上さらに好ましくは８０〜９０重量％が２０〜２
００メッシュさらに好ましくは７０〜１００メッシュの
砂である。
【００１１】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお実施例及び比較例において、熱膨張率の場合
を除いて「％」は「重量％」を意味する。実施例１ 不二パウダル（株）製の試験用造粒機スパルダン・リュ
ーザーＲＭＯ−２Ｈ型を使用して、有機バインダー樹脂
及び粘土分等を含有する生型鋳造ライン及び生型砂再生
装置から回収される２００メッシュより細かい砂を６
２．５６％含有する微粉砂（集塵ダスト）２０００ｇを
３１００〜６２００ｒｐｍで高速撹拌しながら、これに
水を４００ｍｌ／ｍｉｎで微粉砂に対し約２５％の割合
で噴霧して加えて、造粒した。この造粒物を３０ｋｗ／
ｈｒの熱処理炉中で９００℃にて７０分間焼成して、人
工砂を製造した。得られた人工砂の特性を以下に示す。 （１）化学組成：ＳｉＯ2 ７５．５％、Ａｌ2 Ｏ3 １
２．７％、Ｆｅ2 Ｏ3 ２．８９％、ＴｉＯ2 ０．１５
％、Ｎａ2 Ｏ２．１１％、Ｋ2 Ｏ０．６６％、ＣａＯ
１．４８％、ＭｇＯ２．８６％、その他１．６５％ （２）耐破砕性 得られた人工砂を５０メッシュ、７０メッシュ、１００
メッシュ、及び１４０メッシュに分級し、これらそれぞ
れについて十分に水洗し乾燥して、日本鋳造工学会東海
支部、無機砂型研究部会試験方法（ＴＩＫＳ−３０６）
に準じて破砕試験を行った。破砕試験の前後の（分級し
た）人工砂の粒度分布の測定結果をまとめて表１に示
す。なお、製造した（分級前の）人工砂の粒度分布の測
定結果を併せて表１に示す。 （３）抗折力及び熱膨張性 得られた人工砂（分級前）に対してノボラック型フェノ
ール樹脂を２．５％（固形分換算）の割合で加えて２３
０℃で５０秒間撹拌し、次いでヘキサミンを１５％の割
合で加えて５秒間撹拌し、更に３０秒間送風して冷却
し、この中にステアリン酸カルシウムを０．１％の割合
で加えて３０秒間撹拌した。得られた樹脂被覆人工砂を
型の中に充填し、２００℃で６０秒間加熱し冷却して、
１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍのシェルモールド鋳型試
験片を得た。この試験片について、ＪＩＳ Ｚ２６０４
の方法に準じて抗折力（強度）を測定した。また、鋳物
砂熱膨張計により１０００℃における熱膨張率を測定し
た。これらの測定結果と製造した人工砂の嵩比重の測定
結果をまとめて表２に示す。
する。なお実施例及び比較例において、熱膨張率の場合
を除いて「％」は「重量％」を意味する。実施例１ 不二パウダル（株）製の試験用造粒機スパルダン・リュ
ーザーＲＭＯ−２Ｈ型を使用して、有機バインダー樹脂
及び粘土分等を含有する生型鋳造ライン及び生型砂再生
装置から回収される２００メッシュより細かい砂を６
２．５６％含有する微粉砂（集塵ダスト）２０００ｇを
３１００〜６２００ｒｐｍで高速撹拌しながら、これに
水を４００ｍｌ／ｍｉｎで微粉砂に対し約２５％の割合
で噴霧して加えて、造粒した。この造粒物を３０ｋｗ／
ｈｒの熱処理炉中で９００℃にて７０分間焼成して、人
工砂を製造した。得られた人工砂の特性を以下に示す。 （１）化学組成：ＳｉＯ2 ７５．５％、Ａｌ2 Ｏ3 １
２．７％、Ｆｅ2 Ｏ3 ２．８９％、ＴｉＯ2 ０．１５
％、Ｎａ2 Ｏ２．１１％、Ｋ2 Ｏ０．６６％、ＣａＯ
１．４８％、ＭｇＯ２．８６％、その他１．６５％ （２）耐破砕性 得られた人工砂を５０メッシュ、７０メッシュ、１００
メッシュ、及び１４０メッシュに分級し、これらそれぞ
れについて十分に水洗し乾燥して、日本鋳造工学会東海
支部、無機砂型研究部会試験方法（ＴＩＫＳ−３０６）
に準じて破砕試験を行った。破砕試験の前後の（分級し
た）人工砂の粒度分布の測定結果をまとめて表１に示
す。なお、製造した（分級前の）人工砂の粒度分布の測
定結果を併せて表１に示す。 （３）抗折力及び熱膨張性 得られた人工砂（分級前）に対してノボラック型フェノ
ール樹脂を２．５％（固形分換算）の割合で加えて２３
０℃で５０秒間撹拌し、次いでヘキサミンを１５％の割
合で加えて５秒間撹拌し、更に３０秒間送風して冷却
し、この中にステアリン酸カルシウムを０．１％の割合
で加えて３０秒間撹拌した。得られた樹脂被覆人工砂を
型の中に充填し、２００℃で６０秒間加熱し冷却して、
１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍのシェルモールド鋳型試
験片を得た。この試験片について、ＪＩＳ Ｚ２６０４
の方法に準じて抗折力（強度）を測定した。また、鋳物
砂熱膨張計により１０００℃における熱膨張率を測定し
た。これらの測定結果と製造した人工砂の嵩比重の測定
結果をまとめて表２に示す。
【００１２】比較例１ 実施例１における混合微粉砂（集塵ダスト）の粒度分布
の測定結果を表１に示し、嵩比重の測定結果を表２に示
す。
の測定結果を表１に示し、嵩比重の測定結果を表２に示
す。
【００１３】比較例２ 鋳物用砂（国産天然珪砂）を使用して、実施例１と同様
の方法で、破砕試験を行なった。鋳物用砂（国産天然珪
砂）と破砕試験の前後の（５０メッシュ、７０メッシ
ュ、１００メッシュに分級した）鋳物用砂の粒度分布の
測定結果をまとめて表１に示す。また、この鋳物用砂
（国産天然珪砂）を使用して、実施例１と同様に、シェ
ルモールド鋳型試験片を作製し、抗折力（強度）及び熱
膨張率を測定した。これらの測定結果とこの鋳物用砂の
嵩比重の測定結果をまとめて表２に示す。
の方法で、破砕試験を行なった。鋳物用砂（国産天然珪
砂）と破砕試験の前後の（５０メッシュ、７０メッシ
ュ、１００メッシュに分級した）鋳物用砂の粒度分布の
測定結果をまとめて表１に示す。また、この鋳物用砂
（国産天然珪砂）を使用して、実施例１と同様に、シェ
ルモールド鋳型試験片を作製し、抗折力（強度）及び熱
膨張率を測定した。これらの測定結果とこの鋳物用砂の
嵩比重の測定結果をまとめて表２に示す。
【００１４】
【表１】 表１の結果より、実施例１で得られた人工砂の粒度分布
及び耐破砕性は、通常の鋳物砂と較べて大差なく、実用
の範囲内である。
及び耐破砕性は、通常の鋳物砂と較べて大差なく、実用
の範囲内である。
【００１５】
【表２】 表２の結果より、実施例１で得られた人工砂は、比較例
２の鋳物砂を使用した場合に較べて抗折力はわずかに低
いが、比較例２の鋳物砂を使用した場合と異なり、熱膨
張率は極めて低く砂型に亀裂が入らないので非常に好ま
しい。
２の鋳物砂を使用した場合に較べて抗折力はわずかに低
いが、比較例２の鋳物砂を使用した場合と異なり、熱膨
張率は極めて低く砂型に亀裂が入らないので非常に好ま
しい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の工業的で簡
易な方法で得られる人工砂は、粒度分布や、耐破砕性、
抗折力などの物性の点でも鋳物砂型に使用される砂とほ
ぼ同等であり、鋳物砂型に再利用することができる。そ
のため、鋳物の製造に関して回収される使用済み鋳物微
粉砂（集塵ダスト）の埋め立て場所やその処理コストを
大幅に減らすことができ、環境保全や資源の有効利用に
貢献することが可能となった。特に、本発明の方法によ
り得られる人工砂は、通常の鋳物砂と異なり、熱膨張が
少ないかあるいは逆に少し熱収縮するため、鋳型に亀裂
が生ずることがなく強度が低下しない。更に、本発明の
方法により得られる人工砂は、水質の浄化やゴルフ場な
どの土壌の改良等の分野にも幅広く使用することができ
る。
易な方法で得られる人工砂は、粒度分布や、耐破砕性、
抗折力などの物性の点でも鋳物砂型に使用される砂とほ
ぼ同等であり、鋳物砂型に再利用することができる。そ
のため、鋳物の製造に関して回収される使用済み鋳物微
粉砂（集塵ダスト）の埋め立て場所やその処理コストを
大幅に減らすことができ、環境保全や資源の有効利用に
貢献することが可能となった。特に、本発明の方法によ
り得られる人工砂は、通常の鋳物砂と異なり、熱膨張が
少ないかあるいは逆に少し熱収縮するため、鋳型に亀裂
が生ずることがなく強度が低下しない。更に、本発明の
方法により得られる人工砂は、水質の浄化やゴルフ場な
どの土壌の改良等の分野にも幅広く使用することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武之内 教男 茨城県土浦市北神立町４番２ 自動車鋳物 株式会社土浦工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋳物の製造に関して回収される微粉砂を
撹拌しながら水を加えて造粒し、次いで８００〜１００
０℃で焼成すること、を特徴とする８０重量％以上が２
０〜２００メッシュの鋳物砂型用人工砂の製造方法。 - 【請求項２】 前記水は、微粉砂を高速撹拌しながら、
これに対して２０〜３０重量％の範囲で噴霧して加え
る、請求項１に記載の８０重量％以上が２０〜２００メ
ッシュの鋳物砂型用人工砂の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154434A JPH10323736A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 鋳物砂型用人工砂の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154434A JPH10323736A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 鋳物砂型用人工砂の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323736A true JPH10323736A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15584114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154434A Pending JPH10323736A (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 鋳物砂型用人工砂の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323736A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104445216A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 襄阳市立强机械有限公司 | 一种可替面层制壳锆沙的石英砂加工方法 |
| CN114101577A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 北京仁创砂业铸造材料有限公司 | 一种铸造3d打印废砂的再生方法 |
| CN114273604A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-05 | 天阳新材料科技有限公司 | 一种覆膜砂粉尘的再生利用方法 |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP9154434A patent/JPH10323736A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104445216A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 襄阳市立强机械有限公司 | 一种可替面层制壳锆沙的石英砂加工方法 |
| CN114273604A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-05 | 天阳新材料科技有限公司 | 一种覆膜砂粉尘的再生利用方法 |
| CN114273604B (zh) * | 2021-11-15 | 2023-08-29 | 天阳新材料科技有限公司 | 一种覆膜砂粉尘的再生利用方法 |
| CN114101577A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-03-01 | 北京仁创砂业铸造材料有限公司 | 一种铸造3d打印废砂的再生方法 |
| CN114101577B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-12-29 | 北京仁创砂业铸造材料有限公司 | 一种铸造3d打印废砂的再生方法 |
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