KR100362782B1

KR100362782B1 - 주물모래의재생방법및그장치

Info

Publication number: KR100362782B1
Application number: KR1019950032012A
Authority: KR
Inventors: 스기나카타카시; 키무라토시사브로
Original assignee: 마쉬넨파브릭 구스타프 아이리히 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 2003-02-25
Also published as: DE19536803A1; US5816312A; DE19536803B4; KR960010121A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야.

본발명은 주물모래재생장치및 재생방법에 관한것이다.

2.발명이 해결하려하는 기술적과제.

회수모래의온도와 재생모래의 강도와의 상관관계에 기초해서 보다안정된 품질의 재생모래를 얻는다.

3.발명의 해결방법의 요지.

진공혼합반죽조내에 회수주물모래를 투입하고 물및점결재를 첨가해서 혼합반죽하는것에의해 상기주물모래를 재생하는 주물모래의 재생방법에 있어서,

재생모래의 모래강도의 목표값을 미리설정하고 그목표값에 대해서 진공 혼합반죽전의 조내의 주물모래의 온도에 기초해서 물의 첨가량을 조정하는 것을 특징으로하고 또, 상기물의 첨가량은 재생모래의 함수량과 모래강도와의 관계데이터,목표냉각온도에있어서의 진공혼합반죽전의 조내의 주물모래의 온도와 냉각수첨가량과의 관계데이터 및 진공혼합반죽전의 조내의 주물모래의 함수량에 기초해서 조정되는것을 특징으로한다.

4.발명의 중요한 용도.

주조결함의 감소와 주조치수정밀도향상및 점결재양의 감소에 따른 제조단가의 절약화를 달성한다.

Description

주물모래의 재생방법및 그장치

본발명은 진공혼합반죽조를 사용하여 회수주물모래를 재생하는 방법및 장치에 관한것이다.

알려진바와같이 주조용의 생형라인에서는 주물모래를 혼합반죽하여 틀을 조형하고 이틀을 사용하여 주형한후, 사용이 끝난틀을 해체하여 주물모래를 회수하고 이회수된모래를 필요에 따라서 새모래를 더해서 재차혼합반죽하여 다음 사이클의 조형을 진행시킨다.

위와같이 회수모래를 재생시켜 사용하는 경우, 주물틀을 해체하여 회수한 모래는 회수시짐에서는 상당한 고온이 유지되고있어 이를 그대로 혼합반죽하면 이 재생모래의 온도는 지나치게 높게된다.

그래서 종래에는 회수모래를 이른바 모래냉각기(sand cooler)로 소정온도(일반적으로 40도이하)까지 냉각시켜서 반죽조에 공급하도록 하고있다.

그리고 근래에는 생형조형라인에 사용되는 혼합반죽조로서 조내를 소정의 진공도를 유지하는 상태로 혼합반죽할수있는 진공혼합반죽조가 일부도입되어 이미 사용되고 있다.

이진공혼합반죽조를 채용하면 고온의 주물모래(예를들면 대략40℃-70℃정도)를 급격히 40℃의 설정온도로 냉각시킬수있다.

즉,주물모래를 반죽하여 생형을 조형하는 경우 보통 고온의 회수모래를, 필요에 따라 새모래를 더하여 반죽조내에 투입하고 이에 모래입자의 점결재로서 벤토나이트및 소정량의 물을 첨가하여 조내에서 혼합반죽을 행하고 있는바, 진공혼합반죽조를 사용하는 경우에는 조내를 감압하여 물의 비등점을 저하시키므로서 첨가한물의 일부(이하에서 말하는 냉각수)를 증발시키고 이때 조내의 주변 (즉,모래)에서 기화잠열을 빼앗아 조내의 모래를 단숨에 설정온도까지 냉각할수가 있다.

또한 이 반죽조를 사용한경우, 조내의 물의 첨가량은 기본적으로 혼합반죽후 주물모래의 함수량을 소정의 수치로 유지하기위한 반죽용(보습수)와 반죽시에 고온의 회수모래를 냉각시키기위한 냉각용(냉각수)와의 총합으로서 결정된다.

이 중에 반죽시에 조내에서 증발하는 것은 냉각수에 상당하는 몫이다.

상술한바와 같이 진공혼합을 행할경우에 혼합반죽조내로의 첨가수량은 혼합반죽후의 모래(재생모래)의 품질을 확보하고 목표의 모래강도(즉,재생모래로 조형한 생형의 항압력)가 얻어지도록 제어된다.

일반적으로 모래의 소성이 일정하면 함수량과 항압력과의 사이에는 일정한 상관관계가 있는것으로 알려져있으며,종래에는 회수모래의 함수량을 측정하여 이 상관관계에 기초해서 혼합반죽후의 재생모래의 함수량이 일정하게 되도록 첨가수량을 제어하도록하고있었다.

여기서,혼합반죽후의 주물모래(재생모래)의 함유수분량은 모래입자표면에 단순히 부착한 부착수와벤토나이트의 결정층에 침투한 흡착수로 나눌수가있다.

이중, 벤토나이트결정층에 침투한 흡착수는 증발하면서 주물모래의 보수성(保水性)을 향상시킨다.

또 이흡착수는 벤토나이트를 활성화해서 모래강도(즉, 생형의 항압력)의 성립을 빨리, 또한 강도를 높이는 작용을 하는것으로 생각된다.

본출원인은 혼합반죽후의 재생모래의 함수율과 회수모래의온도와 항압력과의 관계에 대해서 예의 연구한결과, 진공혼합반죽한 주물모래의 경우에 일반적인 대기압혼합반죽의 경우에 비해서 항압력이 높고, 또한 진공혼합반죽한경우에는 혼합반죽후의 재생모래의 함수량이 같아도 회수모래의 온도가 높게되는 이외에 생형의 항압력이 높게되는것을 발견하였다.

제5도는 혼합반죽후의 재생모래의 함수량과 생형의 항압력과의 관계를 조사한 결과를 나타낸그래프이다.

이그래프에서의 직선A와B는 각각25℃의 회주모래와 65℃ 회수모래에 같은 배합률로 벤토나이트를 첨가하여 진공하에서 혼합반죽조성한 생형의 항압력과 수분량의 관계를 나타낸것이고,직선C와D는각각25℃의회수모래와65℃의 회수모래에 같은 배합률로 벤토나이트를 첨가하여 대기압하에서 혼합반죽한 생형의 항압력과 수분량과의 관계를나타낸것으로 그래프에 나타난바와 같이 65℃의 고온모래를 사용한 생혈의 쪽이 25℃의 모래를 사용한경우보다 항압력이 높게되어있다.

상기,진공혼합반죽조를 사용한때에도 이제까지는 대기중에서 혼합반죽한 때와 마찬가지로 온도에 관계없이 모래에 대한 벤토나이트의 배합률이 일정하게 유지되도록하였지만, 고온의 모래를 사용한 만큼 생형강도가 향상하는 것에 착안하면생형강도가 소정이상의 값으로 유지되는한 ,점결재로서의 벤토나이트의 배합률을 감소시킬수가있다.

본발명은 상기와같은 사실에 기초해서 된것으로 생형의 강도(항압력)을 유지하면서 모래의 온도에 기초해서 벤토나이트의 배합률 조정을 행하는것으로 벤토나이트의 사용량을 제어하여 생형조형 비용의 줄임을 도모하는것을 목적으로한다.

상술한바와 같이 본발명의 첫번째목적은 보다 안정된 품질의 재생주물모래를 얻는방법을 제공하고,또한 그방법을 수행하기위한 장치를 제공하는데 있다.

본발명의 또다른목적은 낮은 비용으로 생형조형을 생산하는 회수모래의 재생방법을 제공하고,또한 그방법을 수행하기위한 장치를 제공하는데 있다.

본발명의 첫번째목적에 따르면, 진공혼합반죽조내에 회수모래를 투입하고 물및 점결재를 첨가해서 혼합반죽하는것에 의해 회수주물모래를 재생하는 방법에 있어서,

재생모래의 목표강도를 미리 설정하고 ,진공혼합반죽전 조내의 회수주물 모래의 온도에 기초해서 회수모래에 첨가하여아할 물의양을 조정하는 방법을 제공하는것에 있다.

또한,필요에 따라서 회수모래에 새로운모래가 첨가된다, 즉"혼합반죽전의 회수모래"의 의미는 회수모래와 새로운모래의 혼합을 포함한다.

실시예에서, 회수모래의 함수량과 재생모래강도와의 관계데이터,진공혼합반죽전 진공혼합반죽조내 회수모래의온도와 목표냉각온도를 설정하여 회수 모래와냉각에 필요한 냉각수량에 기초한 데이터, 진공혼합반죽전 진공혼합반죽조내 회수모래의 함수량에 기초하여 회수모래에 첨가하여야할 물의양이 조정된다.

본발명의 첫번째 및 두번째 구체화에 따르면 ,진공혼합반죽전 믹서내 주물모래(즉,회수모래)의 온도는 첨가하여야할 물의 양을 제어하는 장치에 의해서 얻어져, 단순히 함수량과 모래의강도의 관계에 기초해서 첨가하여야할물의 양이 설정되는 종래의 방법과 비교해서 안정적인 재생모래의 품질을 얻을수있다.

그결과, 더욱일정되게 주형(생형)이 유지되어, 그에의해 주조결함이 감소하고 주조의 치수정밀도가 향상된다.

본발명의 세번째구체화에 따르면, 진공혼합반죽조내에 회수주물모래를 투입하고 물및 점결재를 첨가해서 상기회수주물모래를 재생하는 주물모래의 재생방법에 있어서,

회수모래의 온도와 함수량에 기초하여 첨가해야할 물의 양과, 회수모래의 온도에 기초하여 첨가하여야할 벤토나이트의 양이 제어되는 방법을 제공하는것을 특징으로한다.

게다가, 첨가수는 소정의 진공하에서 혼합반죽후 주물모래의 함수량을 유지하기위한 혼합반죽수와 회수모래를 냉각시키기위한 냉각수로 구성되어있으며,상기 냉각수의 양은 회수모래의 온도에 기초해서 조정된다.

본발명의 네번째구체화에 따르면, 세번째구체화에 따른 주물모래재생장치를 제공한다.

주물모래재생장치는 소정의 진공도하에서 회수모래를 혼합반죽하기위한 진공혼합반죽조, 상기 진공혼합반죽조에 소정량의 회수모래를 공급하기위한 회수모래공급장치, 소정량의 점결재를 공급하기위한 점결재 공급장치,진공혼합반죽조에 소정량의 물을 공급하기위한 물공급장치, 진공혼합반죽전 진공혼합반죽조내 회수모래의 온도를 검출하기위한 온도검출수단, 진공혼합반죽전 진공혼합반죽조내의 회수모래의 함수량을 검출하기 위한 함수량검출수단, 상기 온도검출수단과함수량검출수단에 의해서 검출된 진공혼합반죽전 회수모래의 함수량과 온도에 기초해서 소정량의 물을 공급하기위한 물공급장치와 온도검출수단에 의해서 검출된 진공혼합반죽전 회수모래의 온도에 기초해서 소정량의 점결재를 공급하기위한 점결재공급장치를 제어하는 수단등을 구비하고있다.

상기와같이 회수모래온도의 증가에따라 점결재의양이 작아지는것에 의해 소망하는 생형의 항압력이 얻어진다.

여기서 본발명의 세번째와 네번째구체화에 의하면, 소망의 생형강도를 얻기위한 점결재의 양과 회수모래의 온도사이의 관계가 미리 얻어지고, 검출된 회수모래의 온도에 기초한 관계에 따라 첨가해야할 점결재의 양이 결정되며, 점결재의 양이 감소하면 생형의 제조단가는 낮아진다.

(실시예)

이발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본실시예에 관련된 주물모래재생장치의 전체구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이 도면에 보이는 바와같이 상기재생장치는 그 내부를 소정의 진공도를 유지하는 상태로 반죽(혼합반죽)을 할수있는 진공믹서(1)과 그진공믹서(1)에 소정량의회수모래및 첨가제(예,벤토나이트)투입하기위한 계량홉퍼(2)와,(필요에 따라서) 소정량의 물을 공급하기위한 물공급장치(10)을갖추고 있다. 상세히는 나타내지 않았지만, 계량홉퍼(2)는 생형조형라인에 있어서 주입후 사용이 끝난 형틀을 해체하여 주물모래를 회수하는 회수스테이션(salvage station), 첨가제로서의 벤토나이트 (bentonite,점결제)를 공급하는 벤토나이트 공급시스템및 새모래를 공급하기위한 공급스테이션에 컨베이어장치나 피더장치(feeder mechanism)등 반송수단을 끼고 접속되어있다.

물공급장치(10)은 진공믹서(1)에 공급될 물의양을 계량하기위한 물계량기 (11), 공급라인(Ls)를 통하여 진공믹서(1)에 콘덴서(13)로부터 공급하여야할 물을 압송하는 공급펌프(12), 냉각탑(16)에 접속된 열교환기(15)를 통하여 콘덴서(13)에 물을 환류시키는 순환펌프(14)등을 갖추고있어 공급할물을 거의 일정한 온도로 진공믹서(1)에 공급할수가있다.

물계량기(11)의 하류측에는 1차및 2차 물제어밸브(18)과(19)가 설치되어 있다.

상기 1차물제어밸브(18)은 반죽후의 주물모래(재생모래)의 함수량을 소정의 수치로 유지하도록하는 반죽용의 보온수를 1차주입수로서 진공믹서(1)에 주입하기위한것이다.

또 상기2차물제어밸브(19)는 반죽시에 고온의 회수모래를 냉각하기위한 냉각수를 2차주입수로서 진공믹서(1)에 주입하기위한것으로서 , 상기1, 2차물 주입밸브 (18)(19)는 진공믹서(1)에 공급되어야할 물의양을 조절하기위한것이다.

진공믹서(1)에는 중간부에 진공차단밸브(22)가 설치되어있는 진공덕트 (vaccum duct)(21)이 접속되어있고 그진공덕트(21)은 다른쪽끝이 콘덴서(13)을 통하여 진공펌프(23)에 접속되어있다.

진공차단밸브(22)를열었을때 진공펌프(23)을 구동하여 진공믹서(1)의 내부는 소정의 진공상태로되도록 되어있다. 또한 진공믹서(1)에는 대기압을 공급하는 대기개방밸브(26)이 접속되어있어 대기개방밸브(26)을 열므로해서 거의 순식간에 진공믹서(1)내부는 진공이 해제된다.

상기 진공믹서(1)내부에는 그진공믹서(1)내에 공급되는 회수모래의 함수량(含水量)과 온도를 검지를 위한FK센서(5)가 삽입되어있으며,이FK센서(5)는 제2도에 나타낸바와같이 주물모래재생장치를 제어하기위한 제어유니트(30)에 접속되어있고 이 제어유니트(30)에 검지신호를 입력한다.

상기제어유니트(30)은, 예를들면 FK센서외에도 마이크로컴퓨터와 물계량기(11)내부의 로드셀(load cell)(11a)와 물주입제어밸브(18)(19)가 접속되어있고 로드셀(11a)로부터의 검지신호가 상기제어유니트(30)에 입력되고 제어유니트 (30)으로부터 물주입제어밸브(18)(19)에 제어신호가 출력된다.

상세히나타내지는 않았지만, 제어유니트(30)에는 계량홉퍼(2)내부의 로드셀로부터의 검지신호, 물공급장치(10)의 공급라인(Ls)의 수온검출신호등의 각종신호가 각각입력되면, 차단밸브(22)나 대기개방밸브(26)등의밸브와 공급펄프(12)나 진공펌프(23)등의 기기에 여러가지제어신호가 출력되도록 되어있다.

이상과같은 구성을 갖춘 상기주물모래재생장치의 작동에 대해서 제3도의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

제어유니트(30)으로부터의 제어신호에 따라서 주물모래회수스테이션(도면에 나티내지 않았음)으로부터 계량홉퍼(2)내에 소정량의 고온회수모래가 반송투입되고, 필요에 따라서 새모래공급스테이션(도면에 나타내지않음)으로부터 계량흡퍼(2)내에 새모래가 공급되며, 또한 벤토나이트공급장치(도면에 나타내지 않음)로부터 계량홉퍼(2)내에 소정량의 벤토나이트가 공급된다.

그리고 진공믹서(1)내에서 소정시간동안 회수모래와 벤토나이트가 예비혼합된다.

이때 상기진공믹서(1)의 내부는 진공화되어있지않고 대기압상태로있다.

예비혼합후, FK센서(5)는 진공믹서(1)내부의 모래의 함수량과온도를 측정하고 컨트롤유니트(30)에 그 검출된 온도와 함수량을 나타낸신호를 입력한다.

다음에 상세히 설명하겠지만, 제4유니트(30)은 미리설정된 회수모래의 목표강도값에 대하여 FK선세(5)에의해서 측정된 혼합반죽전의 믹서(1)내의 주물모래의 온도에 기초해서 재생모래의 함수량을 설정하고, 측정된진공혼합 반죽전의 모래의 함수량과 목표함수량에 기초해서 첨가할물의양을 계산하여 주물을위한 1차수와냉각각을위한 2차수로 배분하는 연산을한다.

이 연산수치에 기초하여 1차수의양이 결정되고 컨트롤유니트(10)은 1차 물주입제어밸브(18)에 제어신호를 출력하여서 그밸브(18)이 소정시간동안 열려 진공믹서(1)내에 1차수가 투입된다.

1차수의 주입후 ,진공믹서(1)로 통하는 게이트밸브등의 밸브류가 닫히고 진공차단밸브(22)가 열린다. 그러후 진공펌프(23)이 작동하여 진공믹서(1)의 내부가 소정의 진공정도(본실시예에서는 74hap)만큼 진공화된다.여기서 74hap(헥토파스칼)애서의 물의 비등점은 40℃이며 이수치에 도달하면 진공반죽이 시작된다.

진공혼합반죽의 공정중(바람직하게는 진공혼합반죽의 전반)에 냉각을 위한 2차수가 투입된다.

즉,컨트롤유니트(30)으로부터의 제어신호에 따라 2차물주입밸브(19)가 소정의시간열려 진공믹서(1)내부에 소정량의 2차수가 투입된다.

상술한바와같이 2차수의 증발에 의해 진공믹서(1)내의 모래는 미리설정된온도(본실시예에서는 40℃이하)로 급격히 냉각된다.

상기의 진공혼합반죽후,진공차단밸브(22)는닫히고 대기개방밸브(26)은 열려 진공믹서(1)의 내부는 대기압상태로 돌아가고 그런후 게이트밸브는 열려 대기압하에서 소정시간 반죽이 행해진다.

이대기압하에서의 반죽이종료하면, 진공믹서(1)의 배출부를 통하여 미리 설정된 수분을 함유한(즉,미리 설정된 강도) 회수모래를 배출하여 다시 주형의 조형에 제공한다.

이와같이하여 1사이를의 재생처리가 끝난다 ,여기서 본실시예에서의 1사이클은 180초이다.

본실시예에서는 상술한바와같이 첨가하여야할 물의양은 진공혼합반죽전에 진공믹서(1)내에서 측정된 모래(주로 회수모래)의 온도에 기초하여 미리 설정된 목표강도를 위한 재생모래의 목표함수량을 설정하고 이 목표함수량과 FK센서(5)로부터검출된 진공혼합반죽전의 모래의 함수량과 목표함수량에 기초하여 첨가하여야할 물의양을 계산하여 반죽을위한1차수와 냉각을위한2차수로 첨가하여야할 물의양을 할당하여 조절하도록 되어있다.

다음에 첨가하여야할 물의양을 조절하는것에 대해서 상세히설명한다.

본실시예에서는 진공혼합반죽에 새모래는 첨가하지않고 단지 회수모래만 계량홉퍼(2)에 공급하였다.

먼저 얻어야할 재생모래의 목표강도(즉,재생모래로부터 조형한 생형의목표항압력)를 설정한다.

본실시예에서는 목표항압력을 2.0kgf/cm²으로 설정하였는바, 실질적으로는 항압력이 1.8kgf/cm²이면 충분하다.

이 항압력의 목표값에 대해서,진공혼합반죽전의 진공믹서(1)내의 주물모래(본실시예에서는 회수모래)의 온도에 기초해서 재생모래의 함수량을 설정한다.

즉, 제5도의 그래프에서 명백히 나타난바와같이, 진공혼합반죽한 경우에는 혼합반죽후의 재생모래합수량이 동일하여도 진공혼합반죽전의 진공믹서(1)내의 주물모래의 온도가 높게될수록 생형의 항압력이 높아지는바,제5도의 그래프에 나타내바와같은 데이터를 진공혼합반죽전 진공믹서(1)내의 주물모래(회수모래)의 여러가지 온도변화를 기초데이터로서 채택해두고 ,이 기초데이터와 FK센서에의해 측정된회수모래의 온도를 비교검토하여 이검출온도에 따라서 반죽후의 재생모래의 함수량의 목표값을 설정할수있게된다. 그리고 이설정된 함수량의 목표값은 제어유니트(30)에 입력된다.

특히 이방법대신 상기기초데이터를 미리 제어유니트(30)에 입력하여 기억시켜놓고 제어유니트(30)에 입력된 목표값으로서 재생모래의 항압력의 목표값을 입력하여 FK센서(5)의 검출온도와 상기기초데이터와의 대조및 재생모래함수량의 목표값설정을 제어유니트에서 자동적으로하게 할수도있다. 이 제어유니트(30)은 상기와같이 설정된 재생모래함수량의 목표값과 FK센서(5)에서 측정된 진공혼합반죽전의 진공믹서(1)내의 주물모래의 함수량에서 진공믹서(1)에 첨가할 물의총량을 연산한다.

진공믹서(1)에서의 냉각온도나 진공혼합반죽시의 진공정도가 설정되면,진공혼합반죽전 회수모래의 온도와 냉각용으로 첨가해야할 2차수의 첨가량과의 사이에는 일정한관계가 있다.

이 관계의 예를 제4도에 나타내었다.

제4도의 직선A는 냉각온도를 40℃ 또는 진공도를 74hpa로 설정하였다.

여기서 냉각온도나 진공도의값을 변화시키는 것에의해서 직선A에 평행한 일련의 그래프를 얻었다. 또한 2차수로서 첨가해야할 냉각수의양은 하기의 계산식(냉각처리 전후의 에너지식)에 따른다.

상기의 식에 있어서, 각부호는 각각 다음의 사항을 나타낸다.

Kw:믹서가동

P:믹서모터에 가해지는 에너지

t:혼합반죽시간

M:회수모래중량

X1:회수모래수분값

Ms:회수모래건조중량[M·(X1/100)]

Cps:모래의 비열

T1:회수모래온도

Mw, X1:회수모래수분중량 [M·X1/100]

Cw:물의 비열

X2:목표수분값

Mw, △X:혼합반죽수의 중량 [X2/100·M-Mw,X1]

Tw:혼합반죽수의 온도

Mw, k:냉각수중량

T2:목표모래온도

Tsa:평균증발온도

△Hv:증발잠열[증발온도의 계수]

Qab:믹서로부터의 방열량

따라서 FK센서에 의해서 측정된회수모래의 온도와 상기 데이터에 기초해서 2차수로서 첨가해야할 냉각수의 양을 계산할수있고 첨가되어야할 물의 총량과 냉각수의 양에 기초해서 1차수로서 첨가되어야할 반죽용물의 양이 계산된다.

이렇게하여 물의 총량과 이물의 반죽용1차수와 2차수로의배분을 최적으로 행할수가있다.

이상 상술한바와같이 진공혼합반죽전의 조내의 주물모래(회수모래)의 온도를 첨가수량조정시의 제어인자로서 사용하여 ,단순히 함수량과 모래강도와의 관계에 따른 첨가수량의 설정이라는 종래의 방법에 비해서 재생모래의 품질을 더욱안정되게 할수가있다.

이결과 ,주형(생형)의 강도를 더 균일하게 유지할수가 있어 주조시의 결함감소및 주조품의 치수정밀도의 향상에 기여할수가 있다.

다음으로 본발명의 다른실시예에 따른 혼합반죽모래재생장치에 대해서 제6도를 참조하면서 설명한다. 이실시예의 혼합반죽모래회수장치는 진공혼합 반죽조 (101),회수모래홉퍼(102),진동피더(103),새모래홉퍼(104),스크루컨베이어(105), 회수모래와새로운모래를 계량하는 모래계량기(106)등으로 구성되어있는 모래공급장치와 벤토나이트홉퍼(107),스크루우 컨베이어(108),벤토나이트 계량기(109),압송탱크 (110)으로 구성되어있는 벤토나이트 공급장치와 진공혼합반죽조(101)에 설치된 물계량기(111),온도센서(112), 회수모래홉퍼(102)내에 설치된 함수량센서(113),온도센서(112)와 함수량센서(113)으로부터의 신호에 기초해서 각공급장치들을 제어하는 연산제어기(114)등으로 되어있다. 한편, 첨가되는 냉각수의 배합률은 모래의 비열과 비례하며 공급되는 모래의 온도는 진공혼합반죽조(101)의 설정온도(혼합반죽후의 모래온도,예를들면 40℃)와 동일할때 0으로 설정하고 모래의 온도가 그보다 높아질수록 높은배합률이 되도록 설정되며 ,벤토나이트배합률은 공급되는 모래의 온도가 진공혼합반죽조(101)의 설정온도와 동일할때를 최대치로 설정하여 모래의 온도가 그보다 높아질수록 낮은 배합률이되도록 설정한다. 냉각수의양과 첨가될 벤토나이트의양은 모두 연산제어기(114)에 미리 입력되어있다.

또한 공급되는 모래의 온도가 진공혼합반죽조(101)의 설정온도보다 낮을때 냉각수의양은 0으로 설정되고 벤토나이트의양은 최대치로 설정된다.

본실시예의 혼합반죽모래재생장치의 작동은 다음과같다.

먼저 연산제어기(114)로부터의 신호로 고온의 회수모래가 회수모래홉퍼 ((102)에서 진동피더(103)을 통하여 모래계량기(106)으로 보내어지고 필요에 따라서 새모래가 새모래홉퍼(104)에서 스크루컨베이어(105)를 통해서 모래계량기(106)에 보내어진다.

상기모래계량기(106)내의 로드셀(115)에의해 모래의 중량이 측정되고 계량되는 사이에 계량신호가 연산제어기(114)에 입력된다.

모래의 중량이 소정의 값에 도달하였을때 연산제어기(114)는 진동피더(103)과 스크루컨베이어(105)를 정지시키는 신호를 낸다.

회수모래홉퍼(102)내의 함수량센서(113)에 의해 회수모래의 함수량은 측정되고 그측정된신호는 연산제어기(114)에 입력된다.

그런후 모래계량기(106)내의 모래는 진공혼합반죽조(101)에 보내어지고 대기압하의 진공혼합반죽조내에서 예비혼합된다. 이때의 온도는 온도센서(112)에 의해 측정되고 연산제어기(114)에 측정된신호가 입력된다.

연산제어기(114)는 회수모래의 측정된함수량에 기초해서 혼합반죽후의 재생모래의 소정값의 함수량을 유지하는데 필요한 물의양을 연산하고 측정된 모래의온도에 기초해서 첨가할 벤토나이트의양가 냉각수의 양이 연산되며 모래의 중량에 따라 필요로하는 물의총량과 벤토나이트의양이 연산된다.

다음,연산제어기(114)로부터의 제어신호에 기초해서 벤토나이트가 스크루컨베이어를 통하여 벤토나이트홉퍼(107)로부터 벤토나이트계량기(109)에공급되고 공급된 벤토나이트의양은 로드셀(116)에 의해서 측정된다. 측정되는동안에 측정신호가 연산제어기(114)에 입력되고 벤토나이트의양이 상기연산된 값에 도달하였을때 연산제어기(114)는 스크루컨베이어(108)을 멈추는 신호를 낸다.

이어서,벤토나이트계량기(109)내의 벤토나이트는 압송탱크(110)으로 옮겨지고 공기압송에의해 모래계량기(106)을 통하여 진공혼합반죽조(101)에 공급되며 ,동시에 연산제어기(114)로부터의 제어신호에의해 물계량기(111)로부터 물이 진공혼합반죽조(101)에 공급된다.

진공혼합반죽조(101)에 모래, 벤토나이트 및 물이 공급된후 진공혼합반죽조 (101)내부는 감압되고 모래,벤토나이트및 물은 진공하에서 소정의시간 반죽되며 그후 진공혼합반죽조(101)내부는 대기압상태로 돌아와 재생모래는 조형기로 보내어진다.

상기의 실시예에서는 모래의온도와벤토나이트의양의 관계를 설정하여 측정된 모래의온도의 수치로부터 직접 벤토나이트의 양(배합을)을 연산하였지만, 모래의 온도가 증가하고 따라서 냉각수의 양이 증가하게되면 벤토나이트의 양이 감소할수있다는 관계에 있으므로 냉각수의양과 벤토나이트의 양의 관계를 설정하여 연산제어기(114)에 입력하여놓고 모래의온도측정수치에 기초하여 냉각수의 양을 연산하고 냉각수의 양에 기초하여 벤토나이트의 양을 연산하는것도 가능하다.

본실시예에 따르면 진공혼합반죽후 조형되는 생형의 강도를 유지하면서 벤토나이트의 사용량을 줄이므로서 생형조형비용의 절감화를 달성할수가있다.

제1도는 본발명의 실시예에 관계하는 주물모래재생장치와 전체구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.

제2도는 상기재생장치의 진공믹서 및 물의 공급제어를 나타내는 확대설명도이다.

제3도는 상기재생장치의 작동을 설명하기위한 시간흐름도이다.

제4도는 회수모래의 온도와 냉각수의 첨가율과의 관계를 나타내는 그래프이다.

제5도는 재생모래의 함수량과 생형의 항압력과의 관계를 나타내는 그래프이다.

제6도는 본발명의 다른실시예에 따른 주물모래재생장치의 전체구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

1. 진공믹서 5. FK센서

10. 물공급장치 11. 물계량기

23. 대기개방밸브 30. 제어유니트

101진공혼합반죽조 102회수모래펌프

110압송탱크 111물계량기

114연산제어기

Claims

진공혼합반죽조내에 회수주물모래를 투입하고 물및 점결재를 첨가해서 혼합반죽하는것에 의해서 상기회수주물모래를 재생하는 주물모래의 재생방법에 있어서,

재생모래의 모래강도의 목표값을 미리설정하고 그 목표값에 대해 진공혼합반죽전의 조내의 주물모래의 온도에 기초해서 물의 첨가량을 조정하는것을 특징으로하는 주물모래의 재생방법.
제1항에 있어서,

상기 물의 첨가량은 재생모래의 함수량과 모래강도와의 관계데이터, 목표냉각온도에 있어서의 진공혼합반국전의 조내의 주물모래의 온도와 냉각수첨가량과의 관계데이터 및 진공혼합반국전의 조내의 주물모래의 함수량에 기초해서 조정되는것을 특징으로하는 주물모래의 재생방법.
제1항에 있어서,

점결재는 벤토나이트인것을 특징으로하는 주물모래의 재생방법.
내부를 소정의 진공도로 유지한상태에서 혼합반죽을 행하는 진공혼합반죽조, 진공혼합반죽조내에 소정량의 회수주물모래를 공급하는 회수모래공급장치,진공혼합반죽조내에 소정량의 점결제를 제공하는 점결제공급장치.

진공흡합반죽조내에 소정량의 물을 공급하는 물공급장치,

진공흡합반죽전 조내의 주물모래의 함수량을 검출하기위한 함수량검출수단, 등을 구비함과 동시에 재생모래의 함수량과 모래강도와의 관계데이터, 목표냉각온도에 있어서의 진공혼합반죽전의 조내의 주물모래의 온도와 냉각수첨가량의 관계데이터및 진공혼합반죽전 조내의 주물모래의 함수량에 기초해서 상기 물공급장치에 의해 진공혼합반죽조내로의 물의 공급량을 제어하는 제어수단등을 구비한것을 특징으로 하는 주물모래의 재생장치.
진공혼합반죽조내로 회수주물모래를 투입하고 물및 점결재를 첨가해서 혼합반죽하는것에 의해서 상기회수주물모래를 재생하는 주물모래의 재생방법에 있어서,

회수모래의 함수량과 온도에 기초하여 첨가하여야할 물의양을 조정하고 ,회수모래의 온도에 기초하여 첨가하여야할 벤토나이트의 양이 조절되는것을 특징으로하는 주물모래의 재생방법.
제5항에 있어서,

상기 첨가하여야할 물은 소정의 진공혼합반죽후의 회수모래의 함수량을 유지하기위한 반죽용물과 회수모래를 냉각시키기위한 냉각용물로 되어있으며,상기냉각용물의 양은 회수모래의 온도에 기초해서 조정되는것을 특징으로 하는 주물모래의 재생방법.
제5항에 있어서,

점결재는 벤토나이트인것을 특징으로하는 주물모래의 재생방법.
내부를 소정의 진공도로 유지한상태에서 혼합반죽을 행하는 진공혼합반죽조, 진공혼합반죽조내에 소정량의 회수모래를 공급하는 회수모래공급장치, 진공혼합반죽조내에 소정량의 점결재를 제공하는 점결제공급장치, 진공혼합반죽조내에 소정량의 물을 공급하는 물공급장치, 진공혼합반죽전에 진공혼합반죽조내 회수모래의 온도를 검출하기위한 온도검출수단, 진공혼합반죽전에 진공혼합반죽조내 회수모래의 함수량을 검출하기위한 함수량검출수단, 등을 구비함과 동시에 진공혼합반죽전의 온도검출수단과 참수랑검출수단에 의해서 검출된 회수모래의 함수량과 온도에 기초해서 설정된량의 물을 공급하기위한 물공급장와, 온도검출수단에 의해서 검출된 진공혼합반죽전의 회수모래의 온도에 기초해서 소정의 공급해야할 점결재의 양을 조정하는 점결재공급장치등을 제어하는 제어수단등을 구비한것을 특징으로하는 주물모래의 재생장치.
진공혼합반죽조내에 회수주물모래를 투입하고 물및 점결재를 첨가해서 혼합반죽하는 것에 의해서 상기회수주물모래를 재생하는 주물모래의 재생방법에 있어서, 재생모래의 목표모래강도값을 미리 설정하고, 진공혼합반죽전 회수주물모래의 온도에 기초해서 회수주물모래에 첨가하여야할 물과 점결재의 양을 제어하여 재생주물모래의 목표강도를 얻는것을 특징으로하는 주물모래의 재생장치.