JPH04231142A - 使用済み鋳物砂の選択的再生処理方法 - Google Patents
使用済み鋳物砂の選択的再生処理方法Info
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- JPH04231142A JPH04231142A JP3228522A JP22852291A JPH04231142A JP H04231142 A JPH04231142 A JP H04231142A JP 3228522 A JP3228522 A JP 3228522A JP 22852291 A JP22852291 A JP 22852291A JP H04231142 A JPH04231142 A JP H04231142A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/18—Plants for preparing mould materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S241/00—Solid material comminution or disintegration
- Y10S241/10—Foundry sand treatment
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新しい砂の代わりに再
使用するために、使用済み鋳物砂を選択的に再生処理す
る方法に関するものである。
使用するために、使用済み鋳物砂を選択的に再生処理す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼および鉄を鋳造する技術、この場合に
特に鋳型造型技術では、天然資源を使用するが、天然資
源は環境適合性の要件および制約によって強く左右され
る。これは特に鋳型砂の場合にあてはまり、この鋳型砂
によって鋳型の成形適性が決まる。
特に鋳型造型技術では、天然資源を使用するが、天然資
源は環境適合性の要件および制約によって強く左右され
る。これは特に鋳型砂の場合にあてはまり、この鋳型砂
によって鋳型の成形適性が決まる。
【０００３】この場合に天然砂は合成砂から区別される
。合成砂は純粋であり、普通洗浄され分級された石英砂
であって、有機および／または無機の添加剤あるいは不
純物は全く加えられていない。
。合成砂は純粋であり、普通洗浄され分級された石英砂
であって、有機および／または無機の添加剤あるいは不
純物は全く加えられていない。
【０００４】このように純粋で、しかも個々の粒子の大
きさによって決まる粒子組成を有する砂は、有機ならび
に無機の添加剤を正確に決定しかつ適量用いることによ
り、成形可能にする必要がある。
きさによって決まる粒子組成を有する砂は、有機ならび
に無機の添加剤を正確に決定しかつ適量用いることによ
り、成形可能にする必要がある。
【０００５】鋳物工場、例えば粘土で結合した生の注型
砂を使用する鋳物工場における通常の鋳型砂サイクルで
は、鋳物取出し場所に貯った使用済み砂の最大部分は再
使用のための準備プラントを経由して生鋳型製造所に送
られる。この使用済み砂は、大部分を占める粘土で結合
されている鋳型砂と小部分を占める化学的に結合されて
いる中子砂との混合物であり、中子砂は中子製造所を経
由して新しい砂としてサイクルに最初に導入される。
砂を使用する鋳物工場における通常の鋳型砂サイクルで
は、鋳物取出し場所に貯った使用済み砂の最大部分は再
使用のための準備プラントを経由して生鋳型製造所に送
られる。この使用済み砂は、大部分を占める粘土で結合
されている鋳型砂と小部分を占める化学的に結合されて
いる中子砂との混合物であり、中子砂は中子製造所を経
由して新しい砂としてサイクルに最初に導入される。
【０００６】使用済み砂には、なお活性な結合剤粘土（
ベンドナイト）ならびに炭素質残留物、特に多孔質のコ
ークス化した石炭のダストが含まれているのが普通であ
る。さらに、砂粒子は何回も循環使用するうちに次第に
構造的に変化し、流し込まれる金属の熱の作用によって
結合剤粘土の部分が死焼され、多孔質セラミック表面層
として石英粒子上に付着して残る（いわゆるオライト化
（ｏｏｌｉｔｈｉｓａｔｉｏｎ））。
ベンドナイト）ならびに炭素質残留物、特に多孔質のコ
ークス化した石炭のダストが含まれているのが普通であ
る。さらに、砂粒子は何回も循環使用するうちに次第に
構造的に変化し、流し込まれる金属の熱の作用によって
結合剤粘土の部分が死焼され、多孔質セラミック表面層
として石英粒子上に付着して残る（いわゆるオライト化
（ｏｏｌｉｔｈｉｓａｔｉｏｎ））。
【０００７】従来、ベントナイトのような使用添加剤お
よび炭素質残留物を石英粒子から分離して、少なくとも
多量に貯る石英粒子を繰り返し再使用するために輸送す
るいくつかの方法に関する技術が開発され、使用されて
いる。石英砂と使用した結合剤などとのこのような分離
は、使用技術次第で、個々の粒子を包み込んでいる残留
物質に関して、程度の異なる成功を収めており、前記残
留物質の全パーセンテージは試験法によって測定される
。測定パラメータは強熱減量、泥分、ふるい分け分析お
よびｐＨ値の決定という項目に要約され、これらのパラ
メータの全体によって砂の新たな再使用が決まる。
よび炭素質残留物を石英粒子から分離して、少なくとも
多量に貯る石英粒子を繰り返し再使用するために輸送す
るいくつかの方法に関する技術が開発され、使用されて
いる。石英砂と使用した結合剤などとのこのような分離
は、使用技術次第で、個々の粒子を包み込んでいる残留
物質に関して、程度の異なる成功を収めており、前記残
留物質の全パーセンテージは試験法によって測定される
。測定パラメータは強熱減量、泥分、ふるい分け分析お
よびｐＨ値の決定という項目に要約され、これらのパラ
メータの全体によって砂の新たな再使用が決まる。
【０００８】上述の砂の品質パラメータはいずれもそれ
自体で試験に使用した特定量の砂の総合評価を示す。実
際に、砂は再生のために貯っている状態ではその粒度組
成に配慮することなく全体として評価される。
自体で試験に使用した特定量の砂の総合評価を示す。実
際に、砂は再生のために貯っている状態ではその粒度組
成に配慮することなく全体として評価される。
【０００９】従って、現在の技術水準では、これらのパ
ラメータは砂を品質評価する上で個々の粒子から決まる
値に関するものではなく、試験量の砂を試験して得られ
る平均値に関するものである。しかし、現在の混合方法
およびこれに使用する現存の装置では、砂粒子の表面に
結合剤を極めて均一かつ一様に分布させることができる
。
ラメータは砂を品質評価する上で個々の粒子から決まる
値に関するものではなく、試験量の砂を試験して得られ
る平均値に関するものである。しかし、現在の混合方法
およびこれに使用する現存の装置では、砂粒子の表面に
結合剤を極めて均一かつ一様に分布させることができる
。
【００１０】これは結合剤の添加が表面積ではなく重量
に関係することを意味する。試験量の砂のその重量に比
例する表面積とは、結合剤の使用量が小粒子または大粒
子の数ではなく重量に関係していることを意味する。
に関係することを意味する。試験量の砂のその重量に比
例する表面積とは、結合剤の使用量が小粒子または大粒
子の数ではなく重量に関係していることを意味する。
【００１１】しかし実際に、粒子の大小によって分けた
同じ試験量の砂は完全に異なる表面積を有する。
同じ試験量の砂は完全に異なる表面積を有する。
【００１２】大粒子および小粒子の表面における添加剤
付着程度が同じであると仮定すると、これはある重量の
例えば大粒子には同じ重量の小粒子より全体として少量
の結合剤が付着しており、その理由は小粒子の方が粒子
の重量に対する表面の比率が大きいからであることを意
味する。
付着程度が同じであると仮定すると、これはある重量の
例えば大粒子には同じ重量の小粒子より全体として少量
の結合剤が付着しており、その理由は小粒子の方が粒子
の重量に対する表面の比率が大きいからであることを意
味する。
【００１３】再生するために貯められた砂の全量は、全
体として、どのようなシステム工学によって処理するに
せよ、時間および投入エネルギーに関して合算した清浄
処理を受ける。時間、システム工学、従って投入エネル
ギーに関する差別化因子が必要になる。
体として、どのようなシステム工学によって処理するに
せよ、時間および投入エネルギーに関して合算した清浄
処理を受ける。時間、システム工学、従って投入エネル
ギーに関する差別化因子が必要になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このような技術の現状
にかんがみ、本発明の目的は、砂の処理を粒子の大きさ
の差に基づいて選択的に行うことにより使用済み鋳物砂
を再生する方法を提供することにある。従って、本発明
の目的は、石英粒子の均一な精製程度を石英粒子の大き
さとは無関係に達成することにある。
にかんがみ、本発明の目的は、砂の処理を粒子の大きさ
の差に基づいて選択的に行うことにより使用済み鋳物砂
を再生する方法を提供することにある。従って、本発明
の目的は、石英粒子の均一な精製程度を石英粒子の大き
さとは無関係に達成することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、新しい砂の代
わりに再使用するために、使用済み鋳物砂を選択的に再
生処理するに当り、第１工程において、粒状の出発物質
からの結合剤部分の分離を機械的手段によって行い；第
２工程において、砂粒子を加速して個々の砂粒子の相互
間に摩耗作用を生じさせ；第３工程において、大粒子と
小粒子とを分離し；所要に応じて、次の工程において、
小粒子の追加処理を行うことを特徴とする使用済み鋳物
砂の選択的再生処理方法により、上述の目的を達成する
。
わりに再使用するために、使用済み鋳物砂を選択的に再
生処理するに当り、第１工程において、粒状の出発物質
からの結合剤部分の分離を機械的手段によって行い；第
２工程において、砂粒子を加速して個々の砂粒子の相互
間に摩耗作用を生じさせ；第３工程において、大粒子と
小粒子とを分離し；所要に応じて、次の工程において、
小粒子の追加処理を行うことを特徴とする使用済み鋳物
砂の選択的再生処理方法により、上述の目的を達成する
。
【００１６】本発明の好適例においては、小粒子の追加
処理を熱処理または機械的処理によって行う。熱処理の
場合には、温度を約３００ ℃まで上昇させるのが好ま
しい。あるいはまた、熱処理では、処理される砂を−１
５℃〜−２０℃に冷却する。機械的処理の場合には、例
えば、洗浄に次いで乾燥を行う。本発明の好適例におい
ては、分離をふるいわけによって行い、小粒子を系から
除外する。
処理を熱処理または機械的処理によって行う。熱処理の
場合には、温度を約３００ ℃まで上昇させるのが好ま
しい。あるいはまた、熱処理では、処理される砂を−１
５℃〜−２０℃に冷却する。機械的処理の場合には、例
えば、洗浄に次いで乾燥を行う。本発明の好適例におい
ては、分離をふるいわけによって行い、小粒子を系から
除外する。
【００１７】以下に、本発明方法をさらに詳細に説明す
る。第１処理工程において、砂と塊との分離、塊の粉砕
、鉄粒子、木およびガラスの残留物などの異物質の分離
のような基本的な機械的処理を行う。また、ダストの除
去、場合によっては砂の乾燥、所要に応じて冷却を行う
。
る。第１処理工程において、砂と塊との分離、塊の粉砕
、鉄粒子、木およびガラスの残留物などの異物質の分離
のような基本的な機械的処理を行う。また、ダストの除
去、場合によっては砂の乾燥、所要に応じて冷却を行う
。
【００１８】第２処理工程において、砂に所要の品質を
付与する処理を行う。摩擦および摩耗の作用、ダスト除
去、衝撃による清浄化処理、場合によっては熱処理技術
によって砂をさらに清浄にする。次いで、コークス化、
焼結または燃焼した結合剤部分を石英粒子から分離する
。砂の熱処理工程は最小限に抑えて適用する必要がある
。
付与する処理を行う。摩擦および摩耗の作用、ダスト除
去、衝撃による清浄化処理、場合によっては熱処理技術
によって砂をさらに清浄にする。次いで、コークス化、
焼結または燃焼した結合剤部分を石英粒子から分離する
。砂の熱処理工程は最小限に抑えて適用する必要がある
。
【００１９】この第２処理工程の後に、砂の検査を行っ
て上述のパラメータ、すなわち強熱減量、泥分およびｐ
Ｈ値を測定し、ふるい分け分析を行う。
て上述のパラメータ、すなわち強熱減量、泥分およびｐ
Ｈ値を測定し、ふるい分け分析を行う。
【００２０】この処理工程までで、砂はこれを構成する
砂粒子の大きさとは無関係に全体的に処理される。しか
し、次表から、上述の第１および第２の処理工程の後に
、再生された砂は粒子の大きさによって次の強熱減量お
よび泥分を有することが分かる。
砂粒子の大きさとは無関係に全体的に処理される。しか
し、次表から、上述の第１および第２の処理工程の後に
、再生された砂は粒子の大きさによって次の強熱減量お
よび泥分を有することが分かる。
【００２１】測定値から、処理時間および処理の強さが
同じである場合には、粒子の大きさが大きくなるにつれ
て得られる値が次第に良好になること、すなわち大粒子
の砂は小粒子の砂より純度が大きくなることが分かる。 しかし、現在行われている砂の評価法ではそれぞれの混
合物の値から出発しているので、良好な大粒子の砂は小
粒子の砂すなわち細砂によって悪い影響を受けているの
が普通である。
同じである場合には、粒子の大きさが大きくなるにつれ
て得られる値が次第に良好になること、すなわち大粒子
の砂は小粒子の砂より純度が大きくなることが分かる。 しかし、現在行われている砂の評価法ではそれぞれの混
合物の値から出発しているので、良好な大粒子の砂は小
粒子の砂すなわち細砂によって悪い影響を受けているの
が普通である。
【００２２】この悪影響を無くそうとする場合には、大
粒子と小粒子とを選別する必要がある。従って、本発明
方法の第３処理工程においては、砂を粒子の大きさによ
って分別し、泥分および強熱減量が大きいことが分かっ
ている小粒子を追加処理のために輸送する。追加処理と
して強い熱処理を行うことができる。熱処理には温度上
昇および温度下降の両方の場合がある。高い温度で処理
を行う本発明方法では、熱処理を結合剤層などが破砕さ
れるまで続ける。この際に燃焼は起こらない。
粒子と小粒子とを選別する必要がある。従って、本発明
方法の第３処理工程においては、砂を粒子の大きさによ
って分別し、泥分および強熱減量が大きいことが分かっ
ている小粒子を追加処理のために輸送する。追加処理と
して強い熱処理を行うことができる。熱処理には温度上
昇および温度下降の両方の場合がある。高い温度で処理
を行う本発明方法では、熱処理を結合剤層などが破砕さ
れるまで続ける。この際に燃焼は起こらない。
【００２３】しかし、−１５℃〜−２０℃に温度を下降
させること（冷却すること）によって、砂粒子を取り囲
んでいる結合剤に熱応力を導入することができ、これに
より砂粒子を取り囲んでいる結合剤層を脆化することが
できる。次いで、さらに機械的再生処理を行うために砂
を輸送し、この処理工程でいわゆる「汚染物質」から成
る外被を破砕して、純粋になった粒子を得ることができ
る。
させること（冷却すること）によって、砂粒子を取り囲
んでいる結合剤に熱応力を導入することができ、これに
より砂粒子を取り囲んでいる結合剤層を脆化することが
できる。次いで、さらに機械的再生処理を行うために砂
を輸送し、この処理工程でいわゆる「汚染物質」から成
る外被を破砕して、純粋になった粒子を得ることができ
る。
【００２４】小粒子の清浄化が終了した際に、これらの
小粒子を再び残部の砂に加え、砂サイクルにおいてさら
に輸送する。
小粒子を再び残部の砂に加え、砂サイクルにおいてさら
に輸送する。
【００２５】
【実施例】次に、本発明を実施例について説明する。再
生しようとする所定量の砂において、粒状出発物質から
結合剤部分を分離した。次いで、この予備洗浄処理を行
った砂に空気処理を施し、その後にふるいを使用して大
粒子と小粒子とを分離した。砂の約２５％が小粒子とし
て分離されたことが分かった。ここに小粒子とは粒径０
．１ｍｍ 以下の粒子を意味するものとする。分離した
小粒子を、汚染物質から成る外被にこれを脆化するのに
十分な熱応力が蓄積されるまで、約３００ ℃の温度に
おいて所定時間維持した。粒子の中心と汚染物質の外被
との間に温度の平衡状態が生じる前に、熱処理を中断し
た。その後、このようにして清浄にした砂を、汚染物質
の外被が各粒子から完全に飛散するまで、さらに機械的
に処理した。
生しようとする所定量の砂において、粒状出発物質から
結合剤部分を分離した。次いで、この予備洗浄処理を行
った砂に空気処理を施し、その後にふるいを使用して大
粒子と小粒子とを分離した。砂の約２５％が小粒子とし
て分離されたことが分かった。ここに小粒子とは粒径０
．１ｍｍ 以下の粒子を意味するものとする。分離した
小粒子を、汚染物質から成る外被にこれを脆化するのに
十分な熱応力が蓄積されるまで、約３００ ℃の温度に
おいて所定時間維持した。粒子の中心と汚染物質の外被
との間に温度の平衡状態が生じる前に、熱処理を中断し
た。その後、このようにして清浄にした砂を、汚染物質
の外被が各粒子から完全に飛散するまで、さらに機械的
に処理した。
【００２６】
【発明の効果】上述の本発明方法は、既知の熱的方法と
は異なり燃焼が起こらないので、環境に有毒な作用を及
ぼさないため、環境上極めて好ましい。
は異なり燃焼が起こらないので、環境に有毒な作用を及
ぼさないため、環境上極めて好ましい。
Claims (7)
- 【請求項１】 新しい砂の代わりに再使用するために
、使用済み鋳物砂を選択的に再生処理するに当り、第１
工程において、粒状の出発物質からの結合剤部分の分離
を機械的手段によって行い、第２工程において、砂粒子
を加速して個々の砂粒子の相互間に摩耗作用を生じさせ
、第３工程において、大粒子と小粒子とを分離し、所要
に応じて、次の工程において、小粒子の追加処理を行う
ことを特徴とする使用済み鋳物砂の選択的再生処理方法
。 - 【請求項２】 小粒子の追加処理を熱的に行うことを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 小粒子の追加処理を機械的に、例えば
、洗浄に次いで乾燥を行うことにより行うことを特徴と
する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 熱処理の場合に温度を約３００ ℃ま
で上昇させることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 熱処理では処理される砂を−１５℃〜
−２０℃に冷却することを特徴とする請求項２記載の方
法。 - 【請求項６】 分離をふるいわけにより行うことを特
徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 小粒子を系から除外することを特徴と
する請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH2663/90A CH681283A5 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | |
| CH02663/90-0 | 1990-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231142A true JPH04231142A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=4238783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228522A Pending JPH04231142A (ja) | 1990-08-16 | 1991-08-15 | 使用済み鋳物砂の選択的再生処理方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5219123A (ja) |
| JP (1) | JPH04231142A (ja) |
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