JPS5868443A - 炭素質鋳物砂 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳物砂に関するものであり、詐しくは、新規な
炭素質鋳物砂に関するものである。

鋳物砂は、鋳物を作るための鋳型用の原料砂であるが、
従来公知の鋳物砂は、珪砂を主成分とするものである。

ところが、珪砂は熱膨張が大きく、鋳鉄溶湯に対して所
謂濡れ性が強いために焼付は等の鋳鉄欠陥を生じ易い、
従来、かかる欠点を防止するために、第１表に示すよう
な炭素材の一種又は二種以上が鋳物砂添加材あるいは鋳
型塗型材として常用されている。

第　　ｌ　　表 しかしながら、上記炭素材の中、Ｇ＝ｉ及び（ト）以外
の物は、粉状体であるため、輸送時、取扱時および鋳物
砂への添加後の操業時に黒い粉塵を発生して環境汚染を
もたらす欠点がある。

また、本来、鋳物砂は諸種の物性、要素が要求されるの
であるが、就中、形状が球状であることが重要である。

その理由は、鋳型充填密度を上げて砂粒子の接触面積を
極カ犬きくすることにより、少量の結合剤の使用で以っ
て鋳型の強度と表面安定性を得るためである。しかるに
、前記（ト）の炭素材は、石油コ−クス塊を破砕しまし
いものではない。

また、鋳型に塗型材をＩｋ本する作業は、数多くの１穆
を要し、鋳物製造原価に及ぼす影響は顕著である。

このようなことから、鋳造業界では環境汚染がなく、可
能ならば、ａｌ１行鵬を省略し得る鋳物砂の出現が切望
されているのであるが、未だ満足する鋳物砂の出現は見
ない状況にある。

本発明者等は、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、従来
、適切な用途がなく、セメント焼成用又はコークス製造
時の原料炭配合用として処理され【いた、所醐フルード
コークスが鋳物砂の成分として極めて優れた物性を有し
【いることを見出し本発明の完成に到りた。

すなわち、本発明の畳替は、石油系重質原料油のフルー
ドコーキングで得られる球状コークスを成分とすること
を特徴とする炭素質鋳物砂に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の炭素質鋳物砂の成分である。所謂フルードコー
クスは、石油系重質原料油（例えば。

原油から重質分を抜き取った釜残油）を分解して重質分
と重質分に変えるプロセスの一つであるフルードコーキ
ング（流動コーキング）で生成する石油コークスである
。

フルードコーキングプロセスの一例につき概略説明すれ
ば次の通りである。

すなわち、反応塔の上部から加熱されたコークスの微粒
子を供給し、下部から釜残油を供給して両者を向流接触
させ、コークスの熱によって釜残油をナフサ、軽油等の
重質分と重質分すなわち、縮合反応によって生成するコ
ークスとに分解し、反応塔頂部から重質分を底部からコ
ークスを抜き出し、該コークスを燃焼塔に供給して導入
空気により部分燃焼させてコークスを加熱し、その一部
を前記反応塔に供給すると共に残部を抜き出して冷却す
る。こうして抜き出されたコークスは、球形状の光沢に
富んだものであり、一般に、フルードコークスと呼ばれ
ているのである。

このようなフルードコークスは１例えば、第２表に示す
ような特性を有するのであるが、その結晶構造からして
電極用に、は使用できないとされており、ｆた、その粒
径が一般にｌ￥１以下で通常のコークスに地番べて著し
く小さいとのこともあり、従来は、専らセメント焼成用
又はコークス製造時の原料炭配合用に供されているので
ある。

第　　コ　　表 本発明は、かかるフルードコークスを鋳物砂の成分とし
て利用するものである。しかして、場合、粒径によって
異なるが、例えば、粒径ｊＸ以下のコークスプリーズで
は灰分ｔ−ｔｏ４である）、シかも、形状が球状であり
、更Ｋ、その粒径も前述の炭素材のように大きな発塵な
生ずる程には小さくなく、従って、鋳物砂の成分として
極めて適切な物性を兼備えているとの知見を基礎にする
と共に、コークス故に比較的高い強度を有してシリ、従
って、それ単独でも珪砂の代替になり得、この場合には
、全く塗型工程を省略し得ることを確ｉｌ！シて完成さ
れたものである。

しかして、本発明によれば、フルードコークスを成分と
する新規な炭素質鋳物砂が提供されるが、本明細書にお
いて１成分とする″の語は。

珪砂からなる鋳物砂の一部又は全部としてフルードコー
クスを使用することを意味するものであり、また、珪砂
以外のｐへの適用をも含む。

フルードコークスは、前述したように、一般に７％以下
の球状で得られるが、中には、これより大粒径、例えば
、Ｊ−３％のものも少量含まれているので、これらの大
粒径のものは篩により分離し、コ０メツシュ（約ａｔ〜
粒径相当）以下、好ましくは３２メツシユ（約ｄｊ％粒
径相当）以下のものを使用する。

フルードコークスの使用割合は、これを鋳物砂添加剤と
して使用する場合には、常法に従って、ａＳ〜３重量影
とされる。

従来の添加剤は、前記第１表に示すようにその大部分が
粉状体であるために作業時のドラフトによって吸引消耗
する（一過性である）欠点があるが、フルードコークス
を添加剤とし【使用すればこのような欠点はなく、回収
再使用で含量で使用すれば塗型工程を省略し得る利点が
あり、本発明の効果は、このような使用において特に顕
著となる。この場合、フルードコークスの使用割合の上
限には特に制限はなく、珪砂の全部をフルードコークス
に替えることもできるが、大型の鋳型を作る場合には、
コークス単味では十分な強度が得られないこともあるの
で、適宜珪砂を併用し、例えば、両者の使用割合を／：
１重量比等にすればよい。

本発明の炭素質鋳物砂は、フルードコークス単味で又は
珪砂と併用し、必要に応じて他の添加物を加えたのち十
分混合処理し、次いで、常法に従って生型法、シェルモ
ールド法、有機自硬生性等を用いて鋳型原料に供される
。

以上説明した本発明によれば、フルードコークスの有効
利用が図れると共に、従来の常識に反して塗型を省略し
得る画期的な鋳物砂が提供されるが、殊に、塗型の省略
によって鋳物製造原価を著しく低減し得る本発明の効果
は著大である。

次に本発明に係る炭素質鋳物砂の効果を実施例および比
較例により詳＋１１１ｃ！Ｉ！明する。

なお、以下の実施例で使用したフルードコークスは、第
２表に示すものと同一の本のである。

実施例１〔生ａ！！法〕 本試験では鋳物砂として、フルードコークス１００−か
らなる本発明の炭素質鋳物砂（１）と珪砂１００％から
なる従来の鋳物砂ＣＩ）との比較試験をした。

（Ｄ　　フルードコークス　　１００　　ｔベントナイ
ト　　／／　ｋ＃ 水　　　　　　　　よ珈 （１）　　日光珪砂６号　ｉｏｏ　ｔ ベントナイト　　／ｌｋ＃ 石　　　炭　　粉　　　　ｌＳ穆 水　　　　　　　　よ！ヰ なお、上記配合で夫々シンプソン型ミルで７分間混練し
て得た鋳物砂の性能は下表に示す通りであった。

上記鋳物砂を肌砂として使用し、ＦＣ−コｊの材質の自
動車用フライホールにｒｏｏφ厘、肉厚コθ諺）を、注
湯温度／、７ｇＯでで鋳造した。結果は下表に示す通り
であった。

以上の結果から、本発明の炭素質鋳物砂が優れた鋳物砂
であることが明らかである。

実施例２〔シェルモールド法〕 本試験では下記（１）　（Ｉ）の配合のコーテツドサン
ドを製造し、中子型を作って、成型、鋳込までを比較試
験した。

なお、（Ｉ）は本発明の炭素質鋳物砂、（…）は従来の
鋳物砂である・ （Ｉ）　フルードコークス　　　コ０１フェノールレジ
ン　　　ａｔ　　ｋｔ −一ヒナメプｔ４くｔトラミン　　　　　　ａ０コダＷ
（ｆｌ）　秩父珪砂６号　　コθ　ｔ フェノールレジン　　　ａｔ　　峙 雪メク４トラミン　　　　　　ａＯ２参蝙１なお、上記
（Ｉ）、（ｆｆ）を成型、硬化して得たテストピースの
曲げ強度は次の通りであった。

（１）　　ｊユｊキ／ｄ　　　（ＩＩ）　　μｋｇ／ｃ
ｄト記（１）、（鳳）夫々のコーテツドサンドで自動車
用マニホールド中子型を成型し、（１）はそのまま（Ｉ
Ｉ）にはアルミナ−炭素系の塗型なして鋳込試験した結
果、鋳肌面の仕上り及び鋳物切断面には、（１）、（１
）ともに異状はなかった。

以上の結果から、シェルモールド法におイテ、塗型を必
要とする中子型でも、本発明の炭素質鋳物砂には塗型の
必要性のないことが明らかである。

実施例３〔有機自硬性鋳型〕 本試験では、本発明の炭素質鋳物砂（Ｉ）を使用し塗型
をしないで作った鋳型と、従来の鋳物砂（ｆｆ）を使用
し塗型をして作った鋳型とにより、鋳造された鋳物肌の
比較を調べた。

（Ｉ）　　フルードコークス　　　／２　　　を最上珪
砂５号　　ざ　ｔ フェノールレジン　　　θ２　峙 硬　　化　　　剤　　　　ａＯＯり肇 （１）最上珪砂　コ０を 硬　　化　　剤　　　　６１００２ｋｌなお、上記（１
）、（１１）を成型、硬化して得たテストピースの物性
は下表に示す通りであった。

ＦＣＤの材質で重量Ｊコｑのパルプを鋳込温度／ダ２θ
℃で鋳造し、次いで、ショット加工を作ったのち、各鋳
肌を調査したところ（１）、（ＩＩ）ともに良好であり
優劣はなかった。

上記３種類の造型法で鋳造実験の結果から。

本発明の炭素質鋳物砂が優れた鋳物砂であることが明ら
かである。

出願人　大阪化成株式会社 （ほか７名） 代理人　　弁理士　長谷用　　　− （ほか７名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石油系重質原料油のフルードコーキングで得られ
   る球状コークスを成分とすることを特徴とする炭素質鋳
   物砂。
2. （２）球状フルードコークスを３０重量−以上含み、残
   余が珪砂であることを特徴とする特許請求の範囲箱／項
   記載の炭素質鋳物砂。