JPH0337816B2

JPH0337816B2 -

Info

Publication number: JPH0337816B2
Application number: JP62008624A
Authority: JP
Inventors: Takao Katayama; Nobuo Iwasa; Masaji Nakamura
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1987-01-17
Filing date: 1987-01-17
Publication date: 1991-06-06
Also published as: JPS63177939A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］この発明は、鋳物砂型の形成に用いる鋳物砂に
添加する鋳物砂型用添加剤に関し、さらに詳しく
言うと、塵埃による作業環境の汚染がなく、作業
性の向上を図ることができると共に、繰り返して
使用しても製品鋳肌の品質の低下を招くことがな
い鋳物砂型用添加剤に関する。［従来の技術およびその問題点］鋳物砂型を形成する鋳物砂は、砂、水、ベント
ナイト、澱粉、炭素材等を適当な割合で配合して
なるものである。ここで、炭素材は鋳肌品質の改善、溶湯と砂型
との焼着の防止、砂の膨張に起因する鋳きずの防
止等に欠くことのできない添加剤である。すなわち、炭素材を添加しない場合には、けい
砂と酸化した溶鉄の表面との間に急速な反応が生
じ、この反応によつて一種の溶融性のけい酸鉄
（フアイヤライト、2FeO・SiO₂）が生成する。
このけい酸鉄が鋳型面の粒子間に侵入して、砂の
付着が起こり、鋳肌を不良にすることが知られて
いる。一方、鋳物砂には通気度、圧縮強度、表面安定
性、コンパクタビリテイ等の物性の安定性が要求
される。このような要求を満たす炭素材として、古くか
ら石炭粉が一般に用いられてきた。しかしながら、石炭粉をそのまま用いた場合に
は、飛散し易いので取り扱いが面倒であり、たと
えば自動計量化が困難で作業性が悪い、鋳物製造工程における混練、型バラシ等の際
の塵埃により作業環境が著しく悪化する、繰り返して使用すると、鋳物砂中に灰分が堆
積して粉塵が増え、その結果、鋳物砂を汚染す
るので、得られる鋳物製品の鋳肌品質が低下す
る、煙と有毒ガス（COガス）の発生が、鋳物製
造工程中の注湯、移動、型バラシの際に集中す
るので、作業員の健康を害する虞れがある、等の種々の問題があつた。そこで、これらの問題を解消するために、たと
えばコールタール、ピツチ、天然または人造のア
スフアルト、各種の瀝青、各種の油剤等を石炭粉
の代替品として用いることが検討されているが、
いずれも満足すべき性能を有するには至つていな
いのが実状である。［発明の目的］この発明の目的は、石炭粉が有する種々の問題
を解消し、塵埃による作業環境の汚染がなく、作
業性の向上を図ることができると共に、繰り返し
て使用した場合でも鋳肌の品質の低下を招くこと
のない鋳物砂型用添加剤を提供することである。［前記目的を達成するための手段］この発明は前記事情に基づいてなされたもので
ある。前記目的を達成するために、この発明者が鋭意
検討を重ねた結果、鉱油と炭素質原料とを特定の
割合で含有する組成物を鋳物砂型用添加剤として
用いた場合には、塵埃による作業環境の汚染がな
く、自動計量が容易になつて作業性の向上を図る
ことができ、しかも、繰り返して使用した場合に
鋳物砂の汚染が少ないことを見出してこの発明に
到達した。すなわち、前記目的を達成するためのこの発明
の概要は、鉱油10〜90重量％と微粉体を含有する
ことのある炭素質原料90〜10重量％とを含有する
ことを特徴とする鋳物砂型用添加剤である。前記鉱油としては、芳香族系鉱油、パラフイン
系鉱油、ナフテン系鉱油、あるいはこれらの混合
物のいずれをも用いることができるが、芳香族系
揮発性成分を５重量％以上、好ましくは30重量％
以上含有するものを好適に用いることができる。
これらの中でも、好ましいのは沸点が200℃以上
の芳香族系鉱油であり、特に好ましいのは沸点が
300℃以上の芳香族系鉱油である。前記鉱油に含有される芳香族系揮発性成分が５
重量％未満の場合には良好な鋳肌品質が得られな
いことがある。前記鉱油の沸点が200℃未満の場合には、たと
えば注湯時の発煙や臭気が著しくなつて作業環境
の悪化を招くことがある。前記炭素質原料としては、たとえば石炭、黒
鉛、コークス、ピツチコークス、アスフアルト等
を挙げることができる。これらは１種単独で用い
てもよいし、２種以上を組合せて用いてもよい。
これらの中でも、好ましいのは無水無灰ベースで
の揮発性成分の含有量が30％以上であつて固定炭
素分を80％以上含有すると共にボタン指数が５以
上である弱粘結炭およびこの弱粘結炭とアスフア
ルトとの混合物である。前記炭素質原料に含有さ
れる揮発性成分が30％未満（無水無灰ベース）の
場合には、鋳肌品質が低下することがある。さらに、この発明においては前記炭素質原料が
粒度200メツシユ以下の微粉体を70重量％以上含
有することが好ましい。前記炭素質原料が粒度
200メツシユ以上の粉体を30重量％を超えて含有
する場合には、前記鉱油との均一な混合が困難に
なることがあり、その結果、均一な物性を有する
鋳物砂の調製が困難になることがある。この発明においては、前記鉱油および炭素質原
料を混合して組成物を調製する。前記組成物における前記鉱油の配合割合は、通
常、10〜90重量％、好ましくは30〜70重量％、特
に好ましくは40〜60重量％であり、前記炭素質原
料の配合割合は、通常、90〜10重量％、好ましく
は70〜30重量％、特に好ましくは60〜40重量％で
ある。前記鉱油の配合割合が10重量％未満の場合に
は、この発明の鋳物砂型用添加剤を繰り返して使
用した場合に鋳物砂中に灰分が堆積して、鋳肌品
質の低下を招くことがある。一方、前記鉱油の配
合割合が90重量％を超える場合には、発煙や臭気
が激しくなることがある。この発明の鋳物砂型用添加剤を用いて鋳物砂を
調製するには、この発明の鋳物砂型用添加剤と共
に、たとえば砂と粘結剤と澱粉質添加剤と水と
を、適宜の割合で混練すればよい。ここで、前記砂としては、鋳物砂として通常に
使用されているものを制限なく使用することがで
き、たとえば山砂、半合成砂、合成砂が挙げられ
る。山砂としては、天然に産出して粘度分が少なく
とも２％で含有するものであれば良く、たとえば
愛知県の野間砂、大阪府の河内砂、三重県の志摩
砂、島根県の松江砂、福島県の大田砂、そのほ
か、遠州砂、玄海砂などが挙げられる。好ましい
のは遠州砂、玄海砂などである。半合成砂としては、前記山砂にケイ砂、粘結剤
および添加剤を適当に配合して調製してなる砂が
挙げられる。合成砂としては、山砂を全く使用し
ないで、ケイ砂などの原料砂に粘結剤と添加剤と
を配合してなるものが挙げられる。この合成砂に
使用する原料砂としては、ガイロメケイ砂、浜砂
および川砂などの天然ケイ砂、ケイ石人造ケイ
砂、コニカルケイ砂および風化ケイ砂などの人造
ケイ砂、ジルコンケイ砂、オリビン砂、クロマイ
ト砂などが挙げられる。前記粘結剤としては、木節粘土、ベントナイ
ト、モンモリロナイト、カオリンなどが挙げられ
る。前記澱粉質添加剤としては、デキストリン、澱
粉などが挙げられる。この発明に係る鋳物砂型用添加剤を用いて形成
する鋳物砂型には、繊維質添加剤を添加しても良
く、そのような繊維質添加剤として、和紙、もみ
がらなどがある。この発明に係る鋳物砂型用添加剤を用いて形成
した鋳物砂型における各成分の配合割合の一例を
示せば、砂100部、ベントナイト10部、澱粉１部、
水３部、この発明に係る鋳物砂型用添加剤１〜２
部である。また、この発明の鋳物砂型用添加剤に
おいて鉱油の配合割合が高い場合には、鋳物砂を
調製するにあたつて界面活性剤を適宜に用いても
よい。この発明に係る鋳物砂型用添加剤を用いて形成
した鋳物砂型は、鋳鋼品、鋳鉄品、銅合金鋳物、
アルミニウム合金鋳物、マグネシウム合金鋳物、
亜鉛合金鋳物などの鋳物製造に好適である。そして、そのような鋳物製造に際して、この発
明の鋳物砂型用添加剤は、液体である鉱油によつ
て炭素質原料の微粉体が飛散するのを防いで作業
環境を著しく改善すると共に、溶湯の熱によつて
鉱油および炭素質原料中の揮発性成分がガス化し
鋳型と溶湯との間にガスフイルムを形成して鋳肌
の改善と焼着の防止を図るものである。なお、発明に係る鋳物砂型用添加剤は、通常の
鋳型の他にシエル鋳型、炭酸ガス鋳型などの特殊
鋳型にも適用することができる。［発明の効果］この発明の鋳物砂型用添加剤は、炭素質原料の
微粉体と鉱油とを特定の割合で混合してなるもの
である。したがつて、この発明によると、 (1) 石炭粉のみを従来の鋳物砂型用添加剤のよう
に、微粉体が飛散して作業環境を悪化させる心
配が皆無であり、 (2) 自動計量化が可能になつて作業性の向上を図
ることができ、 (3) この発明の鋳物砂型用添加剤を含有する鋳物
砂を繰り返して用いた場合に、鋳物砂中に堆積
する灰分が少ないので鋳物砂を汚染することが
なく、その結果、鋳物砂を繰り返して用いた場
合の鋳肌の低下がなく、 (4) 石炭粉のみを用いた従来の鋳物砂型用添加剤
に比較して、水を吸収する微粉と灰分の減少に
よつて鋳物砂に配合する水を減少させることが
できると共に粘結剤として用いるベントナイト
や澱粉等も同様の比率で減少させることができ
るので、鋳物砂の通気性および流動性を改善す
ることができる、等の種々の特性を有する鋳物砂型用添加剤を提供
することができる。［実施例］次に、この発明の実施例および比較例を示し、
この発明の鋳物砂型用添加剤についてさらに具体
的に説明する。実施例１芳香族系鉱油［商品名；「Diana Oil Ｅ−
100」：出光興産(株)製］および石炭粉［商品名；
「シーコール８」：旭コークス(株)製］を用いて、鉱
油50重量％、石炭粉50重量％の配合割合で鋳物砂
型用添加剤を調製した。次いで、この鋳物砂型用添加剤を用いて、以下
の配合比からなる鋳物砂を調製した。遠州砂 ………100部ベントナイト ………10部澱粉 ………１部水 ………３部鋳物砂型用添加剤 ………１部この鋳物砂20Kgを用いて砂型を形成した。この
砂型に1350℃の鋳込み温度で鋳込み材料（FC−
20相当品）４Kgを鋳込んだ。その後、型バラシを
行ない、回収した鋳物砂に水分のみを補給して鋳
物砂を再生した。再生した鋳物砂20Kgを用いて砂
型を形成し、前記条件と同様の条件下に鋳込み材
料を鋳込んだ。同様の操作を10回繰り返し、鋳物
砂の造型性および製品の鋳肌品質について評価を
行つた。結果を第１表に示す。第１表から明らかなように、この発明の鋳物砂
型用添加剤を配合した鋳物砂においては、再生使
用を繰り返した場合には造型性および製品の鋳肌
品質の低下が見られなかつた。比較例１前記実施例１において、鉱油50重量％および石
炭粉50重量％からなる鋳物砂型用添加剤に代えて
芳香族系鉱油［商品名；「Diana Oil Ｅ−100」：
出光興産(株)製］を用いたほかは前記実施例１と同
様にして鋳物砂の造型性および製品の鋳肌品質に
ついて評価を行つた。結果を第１表に示す。第１表から明らかなように、芳香族系鉱油のみ
を用いた場合には鋳物砂の再生使用を繰り返すに
したがつて製品の鋳肌品質が低下した。比較例２前記実施例１において、鉱油50重量％および石
炭粉50重量％からなる鋳物砂型用添加剤に代えて
石炭粉［商品名；「シーコール８」：旭コークス(株)
製］を用いると共に下記の配合比で鋳物砂型を調
製したほかは前記実施例１と同様にして鋳物砂の
造型性および製品の鋳肌品質について評価を行つ
た。遠州砂 ………100部ベントナイト ………10部澱粉 ………１部水 ………３部石炭粉 ………２部結果を第１表に示す。第１表から明らかなように、石炭粉のみを用い
た場合には鋳物砂の再生使用を繰り返すにしたが
つて鋳物砂の造型性および製品の鋳肌品質がとも
に低下した。

【表】実施例２前記実施例１において石炭粉に代えてアスフア
ルト［60／80アスフアルト：ユニオン石油(株)製］
を用いたほかは前記実施例１と同様にして鋳物砂
を調製した。得られた鋳物砂20Kgを用いて砂型を形成し、鋳
物砂の造型性の評価を行つた。次いで、この砂型
に1350℃の鋳込み温度で鋳込み材料（EC−20相
当品）４Kgを鋳込み、製品の鋳肌品質、鋳物砂か
らの発煙および臭気、塵埃の各項目について評価
を行なつた。結果を第２表に示す。第２表から明らかなように、この発明の鋳物砂
型用添加剤を配合した鋳物砂においては、造型性
および製品の鋳肌品質が良好であると共に鋳物砂
からの発煙および臭気はわずかであり、また、鋳
物砂からの塵埃は観察されなかつた。比較例３前記実施例２において、鉱油50重量％およびア
スフアルト50重量％からなる鋳物砂型用添加剤に
代えて芳香族系鉱油［商品名；「Diana Oil Ｅ−
100」：出光興産(株)製］を用いたほかは前記実施例
２と同様にして、鋳物砂の造型性、製品の鋳肌品
質、鋳物砂からの発煙および臭気、塵埃の各項目
について評価を行なつた。結果を第２表に示す。第２表から明らかなように、芳香族系鉱油のみ
を用いた場合には鋳物砂からの発煙および臭気が
激しかつた。比較例４前記比較例３において、芳香族系鉱油に代えて
アスフアルト［60／80アスフアルト：ユニオン石
油(株)製］を用いたほかは前記比較例３と同様にし
て鋳物砂の造型性、製品の鋳肌品質、鋳物砂から
の発煙および臭気、塵埃の各項目について評価を
行なつた。結果を第２表に示す。第２表から明らかなように、アスフアルトのみ
を用いた場合には鋳物砂の造型性および製品の鋳
肌品質が良好でなかつた。この原因は、アスフアルトが砂となじみにくい
性質を有しているためであると推察される。比較例５前記実施例２において、鉱油50重量％およびア
スフアルト50重量％からなる鋳物砂型用添加剤に
代えて石炭粉［商品名；「シーコール８」：旭コー
クス(株)製］を用いると共に下記の配合比で鋳物砂
を調製したほかは前記実施例と同様にして鋳物砂
の造型性、製品の鋳肌品質、鋳物砂からの発煙お
よび臭気、塵埃の各項目について評価を行なつ
た。遠州砂 ………100部ベントナイト ………10部澱粉 ………１部水 ………３部石炭粉 ………２部結果を第２表に示す。第２表から明らかなように、石炭粉のみを用い
た場合には鋳物砂からの塵埃が激しかつた。なお、各項目の評価方法および評価基準は次の
とおりである。造型性：調合した鋳物砂を型ワクに入れて固めた
後、型ワクを取り外して形成された砂型を目視
観察する。評点５……良好（正常）。４……軽度の欠落有り（１ケ所）。３……中度の欠落有り（２ケ所）。２……重度の欠落有り（３ケ所以上）。１……造型不能。鋳肌品質：砂型を型バラシして得られた鋳物製品
につきシヨツトブラスト処理（３分間）した
後、その外観を目視観察する。評点５……良好（正常）。４……表面凹凸部分の面積５％未満。３……表面凹凸部分の面積５〜10％。２……表面凹凸部分の面積10〜20％。１……表面凹凸部分の面積20％以上。（ただし、表面凹凸は砂かみ、しぼられ、すくわ
れ、ガス欠陥、焼着等によるものである。）発煙、臭気、塵埃：いずれも五感評価による。

【表】実施例３芳香族系鉱油［商品名；「Diana Oil Ｅ−
100」：出光興産(株)製］および石炭粉［商品名；
「シーコール８」：旭コークス(株)製］を用いて、鉱
油70重量％、石炭粉30重量％の配合割合で鋳物砂
型用添加剤を調製した。この鋳物砂型用添加剤を用いて、実施例１と同
様にして、鋳物砂を調製し、砂型を形成した。そして実施例１と同様にして鋳物砂の造型性、
製品の鋳肌品質などについて評価した。結果を第３表に示す。実施例４芳香族系鉱油［商品名；「Diana Oil Ｅ−
100」：出光興産(株)製］および石炭粉［商品名；
「シーコール８」：旭コークス(株)製］を用いて、鉱
油30重量％、石炭粉70重量％の配合割合で鋳物砂
型用添加剤を調製した。この鋳物砂型用添加剤を用いて、実施例１と同
様にして、鋳物砂を調製し、砂型を形成した。そして実施例１と同様にして鋳物砂の造型性、
製品の鋳肌品質などについて評価した。結果を第３表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１鉱油10〜90重量％と微粉体を含有することの
ある炭素質原料90〜10重量％とを含有することを
特徴とする鋳物砂型用添加剤。２炭素質原料中に粒度が200メツシユ以下の微
粉体を70重量％以上含有する前記特許請求の範囲
第１項に記載の鋳物砂型用添加剤。３炭素質原料中の揮発分含有量が30％以上（無
水無灰ベース）である前記特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の鋳物砂型用添加剤。４鉱油が沸点200℃以上の芳香族系鉱油である
前記特許請求の範囲第１項または第２項または第
３項に記載の鋳物砂型用添加剤。