JPS631368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂型鋳造品の熱処理装置に係り、特に
加熱のためにバーナ等の燃焼を用いる直火加熱方
式の熱処理装置に関する。

鋳造設備から搬出される砂型による鋳造品は一
般に鋳造組織の改質等のために加熱及び冷却等の
熱処理に付され且つ中子砂や鋳造品表面に付着し
た鋳砂等を除去された後に洗浄工程に送られる。

例えば、複雑な形状の製品の鋳造に適したアル
ミダイカスト等の場合では鋳造品を約500℃程度
の温度に加熱した後、これを水中又は油液中で急
冷する熱処理にかけると共に、この間に鋳砂を鋳
造品から崩壊・脱落させる。

しかし、内部に複雑な構造を有する鋳造品の場
合には、中子砂等がこの加熱の間には完全に除去
されずに冷却工程まで待ち越されるので更に付加
的な除去手段を設ける必要がある。

ここで、加熱処理にバーナ等の燃焼焔を用いる
直火加熱方式の場合には、加熱雰囲気の適性な維
持に加えて熱エネルギーを極力有効に利用するた
めに加熱炉の内部が厳重に遮蔽され、外部から採
り入れる空気もバーナの燃焼に必要な最小限度に
抑えられる。

このため、加熱炉内部の雰囲気の酸素濃度はバ
ーナの燃焼によつて通常の約21％の状態から次第
に減少し約５〜10％程度にまで低下する。

高温の空気は本来の熱処理効果のほかに鋳砂を
結合している高分子結合剤等を酸化分解して鋳砂
の崩壊・脱落を促す役割をも果たしているので、
炉中の雰囲気中の酸素濃度がこのように低下する
と鋳砂の崩落が妨げられ、鋳造品が多量の鋳砂を
付着したまま次の冷却工程に移行することとな
る。このため、例えば冷却槽に撹拌装置や揚砂ポ
ンプ等を設けて水流の撹拌作用によつて鋳砂を除
去して排出する必要がある。

而も、通常は除去された鋳砂は回収して再度使
用されることとされるから、水分又は油分の分離
除去や乾燥等のための労力、時間が更に必要とな
る。

そこで本発明の目的は、かかる従来技術の欠点
を解消し、特に加熱炉内部での熱処理のために直
火加熱方式が用いられる際の鋳造品からの鋳砂の
崩落を効果的に促進することのできる砂型鋳造品
の熱処理装置を提供することにある。

この目的を達成するために本発明は、鋳造設備
から搬入される砂型鋳造品を外気から略遮断され
た雰囲気内での燃焼によつて加熱処理するように
なされた加熱炉と、当該加熱炉から搬出される製
品を水中又は油液中で急冷するようになされた冷
却装置とを備えた砂型鋳造品の熱処理装置におい
て、前記加熱炉と冷却装置との間に、新鮮な外気
を加熱して導入することにより前記加熱炉内より
も酸素濃度の高い高温の燃焼雰囲気を与えるよう
になされた鋳砂崩落促進帯域が設けられているこ
とを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明装置の一例としてアルミダイカ
スト製品のための連続熱処理装置の概要を示す平
面図であり、鋳造設備（図示せず）から取り出さ
れたアルミダイカスト製品（以下単に製品とい
う）Ｐは予熱炉１−加熱炉２−鋳砂崩落促進装置
３−冷却装置４を経て順次搬送され、この間に連
続的な熱処理を施されるように成されている。

予熱炉１は加熱炉２内における製品Ｐの加熱効
率を高め且つ省エネルギー化を図るために加熱炉
２又は鋳砂崩落促進装置３から排出される高温の
排気を有効利用して鋳造設備から取り出された製
品Ｐの各部を加熱処理に先立つて均一に予熱する
ための帯域であり、予熱中に製品Ｐを矢印Ａ方向
に沿つて搬送するためのエンドレスチエイン（図
示せず）を備えている。

加熱炉２は予熱炉１の搬出側端部に直角方向に
設けられており、予熱された製品Ｐを所定の加熱
温度にまで昇温し、その温度で所定時間に亘つて
加熱する帯域であつて、加熱処理中に製品Ｐを失
印Ｂ方向に沿つて搬送するための多数のパスロー
ラを備えている。

また、加熱炉２は第２図の断面図に示す如く、
断熱材を介在させた二重壁構造のケーシング５に
よつて密閉され、該ケーシング５の上部には前記
搬送方向Ｂに沿つて所定間隔でバーナ６及びター
ボフアン７が対向して配設されており、炉内雰囲
気を直火加熱方式で前記加熱温度に加熱すると共
にフアンモータ８によつて回転駆動されるターボ
フアン７によりダクト９及び製品Ｐの周囲を通し
て高温の排気を炉外に排出し、排出された排気は
予熱炉１に導入されて予熱炉１内における製品Ｐ
の予熱源として利用するように成されている。

ケーシング５の下方には炉内を搬送される製品
Ｐから崩落する鋳砂を排出するためのスクリユー
コンベア１０が配設されそのコンベア排出端部に
は回収バケツト１１が付設されている。

なお、前記ケーシング５乃至スクリユーコンベ
ア１０等は、前述の予熱炉１及び後述する鋳砂崩
落促進装置３にもそれぞれ同様に設けられてい
る。

鋳砂崩落促進装置３は第１図に示すように加熱
炉２の製品通路の終端部と後述する冷却装置４と
の間に配設され、加熱炉２内の雰囲気よりも酸素
濃度の高い高温の雰囲気（例えば、酸素濃度21％
の通常の外気組成）を製品に与えて鋳砂結合剤の
酸化分解を促進させるためのものである。

即ち、鋳砂崩落促進装置３には第３図及び第４
図に示す如く、新鮮な外気を加熱して導入する熱
交換器１２が配設されている。

熱交換器１２は、その内部に直接取り入れられ
る酸素濃度21％の新鮮な外気と、鋳砂崩落促進装
置３内のダクト９内に開口された排気ダクト１３
を介して送給されて取り入れられる高温の排気と
の間で強制的に熱交換を行う全熱交換器が用いら
れており、ダクト１３により送給される高温の排
気との熱交換により高温に加熱された外気は、フ
アン１４によつて吹出口が鋳砂崩落促進装置３内
に開口された給気ダクト１５を介して導入され
る。

なお、１６は熱交換後の排気を外部に排出する
排気ダクトである。

冷却装置４は鋳砂崩落促進装置３からの製品を
急冷するために隣接して設けられた帯域であり、
ピツト内の水槽１７に対して製品Ｐを出没させる
ためのシリンダ駆動される製品棚１８、水槽１７
中の水を撹拌するポンプ１９、製品Ｐから崩落し
た鋳砂を水と共に排出する揚砂ポンプ２０とを備
えている。

なお、加熱炉１、加熱炉２及び鋳砂崩落促進装
置３の相互間はそれぞれ処理帯域中の雰囲気が所
望の状態に適確に保持されるようにシリンダ２１
によつて開閉可能な仕切ドア２２により互いに遮
断されている。また、このような仕切ドア２２は
予熱炉１の搬入口及び鋳砂崩落促進装置３の搬出
口にもそれぞれ配設されている。

以上の構成からなる本発明装置においては、熱
処理されるアルミダイカスト製品Ｐがまず予熱炉
１に搬入され、エンドレスチエインによつて矢印
Ａ方向に搬送され、ここで加熱炉２の排気による
熱の一部を利用して比較的低い所定温度（例えば
約100℃程度）で均一に予熱される。

次いで、予熱処理を終えた製品Ｐはシリンダ２
１の駆動による仕切ドア２２の開放によつて加熱
炉２内に搬入され、パスローラ（図示せず）上を
矢印Ｂ方向に搬送されながらバーナ６の加熱によ
つて所定の熱処理温度（例えば約510℃程度）に
昇温され、この温度で所定時間（例えば約240分
程度）に亘つて加熱処理される。

加熱用の空気は炉内に設置されたターボフアン
７によつて効果的に均一な分布形態をとり製品Ｐ
を加熱してから炉外に排出され、排出された高温
の排気はその後予熱炉１に導入されて予熱源とし
て利用される。

ここで、製品Ｐの内部に結合した中子砂及び表
面に付着した鋳砂はそれらを結合している結合剤
が加熱処理中の酸化、加熱によつて分解すること
により崩壊して製品Ｐから脱落し、ケーシング５
下方のスクリユーコンベア１０により排出されバ
ケツト１１に回収される。

しかし、加熱炉２内では熱効率を良くするため
に外気の導入を極力抑えバーナ６の燃焼に必要な
程度に抑制してあるから、熱処理中に酸素濃度が
次第に低下し通常の約21％の状態から約５〜10％
程度に迄減少する。そしてこのような状態になる
と結合剤の酸化分解が充分に行われず、鋳砂が製
品面から崩落し難くくなる。

このため本発明装置においては、次工程の鋳砂
崩落促進装置３において酸素濃度の高い高温の新
鮮な外気が導入される。

即ち、加熱処理後の製品Ｐが搬入される鋳砂崩
落促進装置３では、熱交換器１２において新鮮な
外気がダクト１３を介して送給される高温の排気
との熱交換によつて加温された後フアン１４によ
つて給気ダクト１５から導入され、該装置３内の
雰囲気の酸素濃度が約15〜20％程度に増大され
る。これにより鋳砂結合剤の酸化分解が促進さ
れ、鋳砂が崩壊して製品Ｐから容易に脱落するよ
うになる。そして崩落した鋳砂は加熱炉２の場合
と同様なスクリユーコンベア１０によつて排出さ
れて回収される。

その後、製品Ｐは冷却装置４に搬入されて水槽
１７中で冷却処理され、次に後段の洗浄装置等に
搬出されて行く。

なお、冷却装置４に搬入される製品Ｐには幾分
かの鋳砂が付着しているが、これらは水槽１７中
に浸漬された際にポンプ１９による水流撹拌によ
り水中に脱落し、揚砂ポンプ２０によつて水と共
に排出されて鋳砂回収装置（図示せず）に送られ
る。

以上のように本発明実施例においては、バーナ
６による直火加熱方式を用いた加熱炉２とその後
段の冷却装置４との間に新鮮な外気を導入して酸
素濃度の高い高温の雰囲気を与える鋳砂崩落促進
装置３を設けてあるので、加熱炉２での加熱処理
中の酸素濃度の低下により製品Ｐから崩落し難く
くなつている鋳砂をここで酸素濃度の高い新鮮な
外気に接触させ、鋳砂の結合剤の酸化分解を早め
てその崩壊・脱落を促進させることができるとい
う効果がある。

したがつて、製品Ｐに付着した鋳砂は鋳砂崩落
促進装置３を通過する際には殆ど崩落し、次段の
冷却装置４での揚砂ポンプ２０等の負荷や水分と
共に回収された鋳砂の回収再生の労力及び費用が
著しく低減されるという利点がある。

また、鋳砂崩落促進装置３を加熱炉２の搬出口
側に配設したことにより、加熱炉２の排出口側の
仕切ドア２２の開放の際の低温の外気との直接接
触による炉内温度の低下等の雰囲気の撹乱を著し
く低減させる効果も得られる。

更に、前記の如き酸素濃度の高い雰囲気は単に
新鮮な外気を導入することによつて充分得られ、
何ら特別な酸素供給源を必要としないし、この際
の外気の加熱も鋳砂崩落促進装置３内からの高温
の排気との熱交換によつて効果的に行うことがで
きる。

更にまた、熱交換後の排気は排気ダクト１６に
よつて予熱炉１内に送給することにより予熱炉１
の予熱源として利用することもでき、或いはまた
冷却装置４の揚砂ポンプ２０により回収された水
分を含む鋳砂の乾燥に用いることもでき、装置全
体としての熱利用を極めて効率的に行うことがで
きる。

なお、上述の実施例においては加熱炉２自体の
後部に仕切ドア２２を付設してこれと搬出端部と
の間の帯域を鋳砂崩落促進帯域として利用してい
るが、鋳砂崩落促進装置３をそれ自体独立した帯
域として加熱炉２と冷却装置４との間に設けるこ
とも勿論可能である。

また、加熱された製品Ｐは水槽１７中で水によ
り急冷されているが、冷媒としては水のほか必要
に応じて通常の焼入油を用いることもできる。

また、実施例は複雑な構造物の鋳造に適してお
り、そのために鋳砂との離型性がしばしば問題と
なるアルミダイカストの熱処理の場合を特に好適
な例として説明したが、本発明装置はこれに限ら
ず、砂型を用いて鋳造される製品の熱処理であれ
ば広く一般の鋳造物に適用して優れた効果を得る
ことができる。

以上述べたように、本発明によれば砂型鋳造製
品の熱処理に際し、製品から鋳砂を容易に崩落さ
せることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を示す平面
図、第２図はその縦断面図、第３図は本発明実施
例の要部を示す平面図、第４図はその縦断面図で
ある。 符号の説明、１……予熱炉、２……加熱炉、３
……鋳砂崩落促進装置、４……冷却装置、５……
ケーシング、６……バーナ、７……ターボフア
ン、８……フアンモータ、１０……スクリユーコ
ンベア、１２……熱交換器、１５……給気ダク
ト、Ｐ……アルミダイカスト製品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳造設備から搬入される砂型鋳造品を外気か
   ら略遮断された雰囲気内での燃焼によつて加熱処
   理するようになされた加熱炉と、当該加熱炉から
   搬出される製品を水中又は油液中で急冷するよう
   になされた冷却装置とを備えた砂型鋳造品の熱処
   理装置において、前記加熱炉と冷却装置との間
   に、新鮮な外気を加熱して導入することにより前
   記加熱炉内よりも酸素濃度の高い高温の燃焼雰囲
   気を与えるようになされた鋳砂崩落促進帯域が設
   けられていることを特徴とする砂型鋳造品の熱処
   理装置。 ２ 前記鋳砂崩落促進帯域から排出される高温の
   排気との熱交換によつて加熱された新鮮な外気が
   前記鋳砂崩落促進帯域内に導入される前記特許請
   求の範囲第１項記載の砂型鋳造品の熱処理装置。