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JP6188502B2 - Casting sand recycling process - Google Patents

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JP6188502B2 JP2013185584A JP2013185584A JP6188502B2 JP 6188502 B2 JP6188502 B2 JP 6188502B2 JP 2013185584 A JP2013185584 A JP 2013185584A JP 2013185584 A JP2013185584 A JP 2013185584A JP 6188502 B2 JP6188502 B2 JP 6188502B2
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吉明 横山
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Description

本発明は、鋳物砂の再生処理方法に関する。   The present invention relates to a method for reclaiming foundry sand.

鋳造後の鋳物砂を回収し、該鋳物砂の表面に付着したバインダーを除去する再生処理を行った上で、再生鋳物砂として再度鋳造に使用することは公知であり、例えば、湿式再生法、加熱式再生法、及び乾式再生法が提案されている。
しかし、上記湿式再生法では、汚水処理装置を必要とし、そのために設備費がかかり、又再生費もかさむ。また再生処理後は砂を乾燥させる必要もある。また、上記加熱式再生法では、燃焼設備、空冷設備を必要とし、またダイオキシン類などを含む排ガスの揮散が問題となる。さらに、乾式再生法では、遠心力を利用して砂粒間に摩擦を与え砂粒表面に付着しているバインダー等を除く方法が一般的に普及している。しかし、この方法では、再生効率を高めようとすると、砂の破砕、細粒化などにより歩留まりが低下し、回収した鋳物砂1トン当たりの動力原単位も大きくなる。また細粒骨材に対しては再生処理が困難で、更には最近多用されるようになってきた耐火性粒状人工骨材に対しては、再生処理後も鋳型強度が向上しない場合があった。
そこで、上記事情から、鋳物砂の再生方法の改善について種々の提案がなされており、例えば、100℃以上に加熱された水と接触させる工程を有する回収鋳物砂の再生方法が提案されている(特許文献1)。
It is publicly known that the cast sand after casting is recovered and used for casting again as the reclaimed foundry sand after performing the regeneration treatment to remove the binder adhering to the surface of the foundry sand. Heating regeneration methods and dry regeneration methods have been proposed.
However, the above-mentioned wet regeneration method requires a sewage treatment apparatus, which incurs equipment costs and increases regeneration costs. It is also necessary to dry the sand after the regeneration process. The heating regeneration method requires combustion facilities and air cooling facilities, and volatilization of exhaust gas containing dioxins is a problem. Furthermore, in the dry regeneration method, a method of removing friction between sand grains by removing centrifugal force and removing binders and the like adhering to the surface of the sand grains is widely used. However, in this method, if the regeneration efficiency is increased, the yield decreases due to sand crushing, fine graining, etc., and the power consumption per ton of recovered foundry sand also increases. In addition, it is difficult to regenerate fine-grained aggregates. Furthermore, for fire-resistant granular artificial aggregates that have recently been used frequently, the mold strength may not improve even after reclaiming. .
In view of the above circumstances, various proposals have been made for improving the method for reclaiming foundry sand. For example, a method for reclaiming recovered foundry sand having a step of contacting with water heated to 100 ° C. or higher has been proposed ( Patent Document 1).

特開2002−178100号公報JP 2002-178100 A

特許文献1に記載された再生方法は、不純物の除去率が高く鋳物品質及び鋳型強度の向上させることができるが、回収した鋳物砂を高温・高圧処理するため、操作面及び設備面の観点から、該方法を工業的に利用するのは難しい。   The regeneration method described in Patent Document 1 has a high impurity removal rate and can improve casting quality and mold strength. However, since the recovered foundry sand is treated at high temperature and high pressure, from the viewpoint of operation and equipment. It is difficult to use the method industrially.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特別な操作及び設備を必要とせずに、簡便な方法により、回収された鋳物砂を再生処理することが可能な方法を提供することを目的とする。   Then, this invention is made | formed in view of the said situation, and provides the method which can recycle | recover the collect | recovered foundry sand by a simple method, without requiring special operation and equipment. For the purpose.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、鋳物砂を特定温度の水中で混合撹拌し、該鋳物砂に付着した無機バインダーを分離し、無機バインダーが分離された鋳物砂を撹拌させながら加熱乾燥し、そして、加熱乾燥させた鋳物砂から微粉を除去することにより、鋳物砂を再生することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
[1]回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする粉砕工程、
得られた鋳物砂の粉砕物を5℃乃至70℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着した無機バインダーを分離する混合工程、
無機バインダーが分離された鋳物砂を回収し、該鋳物砂を撹拌させながら加熱乾燥する工程
加熱乾燥させた鋳物砂から微粉を除去する工程
を含む、鋳物砂の再生処理方法
[2]前記無機バインダーが珪酸ソーダである、[]に記載された方法、
]前記珪酸ソーダが一般式:NaO・nSiO(nは0.5乃至4.0を表す。)で表される、[]に記載された方法、
]前記無機バインダーが、一般式:xSiO・yMO・zHO(MはLi、KまたはNaのアルカリイオン)で表されるアルカリ珪酸塩水溶液からなる水ガラスベースのバインダーであって、該バインダーには吸湿剤としてナトリウム含有物が、ナトリウム含有物と前記アルカリ珪酸塩水溶液との比が1:4乃至1:6となるよう加えられ、バインダーにはさらに250℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルが界面活性剤としてエマルションの型で添加され、該エマルション中におけるシリコンオイルの含有量はバインダーの質量の8%乃至10%である、[]に記載された方法
である。
Castings The present inventor has conducted extensive studies to solve the above problems, which were mixed and stirred molding sand in water at a specific temperature, to separate the inorganic binder adhered to the template material sand, inorganic binder is separated The present invention was completed by finding that the sand can be regenerated by heating and drying the sand while stirring, and then removing the fine powder from the heat-dried foundry sand .
That is, the present invention
[1] A pulverization step of finely crushing the recovered foundry sand mold to obtain a pulverized product of the foundry sand,
A mixing step of separating the inorganic binder adhering to the foundry sand by mixing and stirring the obtained pulverized foundry sand in water at 5 ° C to 70 ° C;
Recovering the foundry sand from which the inorganic binder has been separated, and heating and drying while stirring the foundry sand ;
A method for reclaiming foundry sand, comprising a step of removing fine powder from the heat-dried foundry sand ,
[2 ] The method according to [ 1 ], wherein the inorganic binder is sodium silicate.
[3] The sodium silicate is the general formula: Na 2 O · nSiO 2 ( . N is representative of the 0.5 to 4.0) are represented by, as described in [2] method,
[4], wherein the inorganic binder, the general formula: xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li +, K + or Na + alkali ions) of water glass base consisting of an alkali silicate aqueous solution represented by A binder containing a sodium-containing material as a hygroscopic agent is added to the binder so that a ratio of the sodium-containing material to the alkali silicate aqueous solution is 1: 4 to 1: 6. In the method described in [ 1 ], a silicone oil having a boiling point of 5 is added as a surfactant in the form of an emulsion, and the content of the silicone oil in the emulsion is 8% to 10% of the mass of the binder. is there.

本発明の方法により再生された鋳物砂は、未使用の新しい鋳物砂(本明細書では、「新砂」とも記載する。)と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を有し、有利に再利用することができる。例えば、再利用において、再生された鋳物砂と新砂との混合物だけでなく、再生された鋳物砂それ単独でも、通常の鋳物砂と同様に再使用することができる。
また、本発明の方法により再生された鋳物砂は、曲げ強度のばらつきが少ないため、本発明の方法は回収された鋳物砂を品質が安定した鋳物砂に再生することができる。
さらに、本発明の方法は、回収した鋳物砂を高温・高圧処理する、従来の再生プロセスと比較して、操作が簡便であり、また特別な設備を必要としないため、コストも低減することができ、環境に優しい。
The foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength comparable to or comparable to unused fresh foundry sand (also referred to herein as “new sand”) and is advantageously reused. can do. For example, in the reuse, not only a mixture of regenerated foundry sand and fresh sand but also regenerated foundry sand itself can be reused in the same manner as normal foundry sand.
In addition, since the foundry sand regenerated by the method of the present invention has little variation in bending strength, the method of the present invention can regenerate the recovered foundry sand to a foundry sand having a stable quality.
Furthermore, the method of the present invention is simpler to operate and does not require special equipment compared to the conventional recycling process in which the recovered foundry sand is treated at a high temperature and high pressure, so that the cost can be reduced. Can be environmentally friendly.

図1は、曲げ強度測定に用いた抗折力試験機の曲げ試験治具の写真である。FIG. 1 is a photograph of a bending test jig of a bending strength tester used for bending strength measurement. 図2は、曲げ強度測定の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the bending strength measurement. 図3は、曲げ強度測定において、新砂と各水温で再生処理された砂との強度関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a strength relationship between fresh sand and sand regenerated at each water temperature in bending strength measurement.

本発明は、回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする粉砕工程、得られた鋳物砂の粉砕物を5℃乃至70℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着した無機バインダーを分離する混合工程、無機バインダーが分離された鋳物砂を回収し、該鋳物砂を撹拌させながら加熱乾燥する工程、加熱乾燥させた鋳物砂から微粉を除去する工程を含む、鋳物砂の再生処理方法に関する。
In the present invention, the recovered foundry sand mold is finely pulverized to obtain a pulverized product of the foundry sand, and the obtained pulverized product of the foundry sand is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C. More, a mixing step for separating the inorganic binder adhering to it, a step of recovering the foundry sand from which the inorganic binder has been separated , a step of heating and drying while stirring the foundry sand, and a step of removing fine powder from the heat-dried foundry sand In addition, the present invention relates to a method for reclaiming casting sand.

[粉砕工程]
本発明の方法の粉砕工程では、回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする。
<鋳物砂>
上記工程に用いられる鋳物砂としては、従来から鋳型用に用いられている耐火性粒状材料を特に制限なく使用することができ、例えば、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、合成ムライト砂、及びアルミナ系骨材粒子を挙げることができる。これらの鋳物砂は単独であってもよいし、二種以上の組合せであってもよい。その中でも、アルミナ系骨材粒子が好ましい。
[Crushing process]
In the pulverization step of the method of the present invention, the recovered foundry sand mold is finely crushed to obtain a crushed product of foundry sand.
<Casting sand>
As the foundry sand used in the above process, refractory granular materials conventionally used for molds can be used without particular limitation, for example, silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, synthetic mullite sand. And alumina aggregate particles. These foundry sands may be used alone or in combination of two or more. Among these, alumina aggregate particles are preferable.

また、上記工程に用いられる鋳物砂は、鋳物砂として鋳型の造型に一回或いは複数回使用して再生された鋳物砂であっても、更には、そのような再生された鋳物砂と新砂との混合物であってもよい。鋳物砂が、再生された鋳物砂と新砂との混合物である場合、再生された鋳物砂と新砂との割合は、再生された鋳物砂の質量に対して、新砂は0.01乃至10倍量であり、好ましくは0.1乃至10倍量であり、より好ましくは1乃至10倍量である。   Moreover, even if the foundry sand used in the above-mentioned process is founded sand that has been regenerated by using it once or a plurality of times as a foundry for casting, it is further possible to use such regenerated foundry sand and fresh sand. It may be a mixture of When the foundry sand is a mixture of regenerated foundry sand and fresh sand, the proportion of reclaimed foundry sand and fresh sand is 0.01 to 10 times the amount of fresh sand relative to the weight of the reclaimed foundry sand. Preferably, the amount is 0.1 to 10 times, more preferably 1 to 10 times.

<粉砕方法>
鋳物砂型を粉砕する方法としては、該鋳物砂型を粉砕することができれば、特に制限はなく、公知の鋳物砂型の粉砕方法を用いることができる。そのような粉砕方法としては、例えば、粉砕機による粉砕が挙げられる。
<Crushing method>
The method for pulverizing the foundry sand mold is not particularly limited as long as the foundry sand mold can be pulverized, and a known foundry sand mold pulverizing method can be used. Examples of such a pulverization method include pulverization using a pulverizer.

[混合工程]
本発明の方法の混合工程では、得られた鋳物砂の粉砕物を5℃乃至70℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着した無機バインダーを分離する。<特定温度の水>
上記工程において用いられる水の温度としては、通常、5℃乃至70℃であり、本発明の方法により再生された鋳物砂が、新砂と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を十分
に有するものとする観点、及び回収された鋳物砂を品質がより安定した鋳物砂に再生するとする観点から、好ましくは10℃乃至50℃であり、より好ましくは10℃乃至40℃である。
また、水の使用量は、鋳物砂に付着した無機バインダーを十分に除去することができれば、特に制限はなく、鋳物砂の質量に対して、0.5乃至100倍量であり、好ましくは0.5乃至50倍量であり、より好ましくは1乃至30倍量である。
[Mixing process]
In the mixing step of the method of the present invention, the obtained ground sand is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C., thereby separating the inorganic binder adhering to the foundry sand. <Water at a specific temperature>
The temperature of water used in the above step is usually 5 ° C. to 70 ° C., and the foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength that is comparable to or comparable to fresh sand. From the viewpoint of regenerating the recovered foundry sand into a more stable foundry sand, the temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 40 ° C.
The amount of water used is not particularly limited as long as the inorganic binder attached to the foundry sand can be sufficiently removed, and is 0.5 to 100 times the mass of the foundry sand, preferably 0. The amount is from 5 to 50 times, more preferably from 1 to 30 times.

<撹拌方法>
粉砕した鋳物砂を水と撹拌する方法としては、鋳物砂に付着した無機バインダーを除去することができれば、特に制限はなく、公知の撹拌方法を用いることができる。そのような撹拌方法としては、例えば、撹拌機による撹拌が挙げられる。
撹拌条件は、鋳物砂、及び該鋳物砂に付着した無機バインダーの種類によって変動するため一概に規定することができないが、鋳物砂に付着した無機バインダーを十分に除去する観点、及び撹拌により鋳物砂の粒径が不均一になることを防止する観点から、撹拌機の回転数は、30乃至300rpmであり、好ましくは40乃至250rpmであり、より好ましくは50乃至200rpmである。また、撹拌時間は、5分乃至60分であり、好ましくは10分乃至50分であり、より好ましくは15分乃至40分間である。撹拌条件は、使用する撹拌機によって、上記撹拌機の回転数及び撹拌時間から適宜選択される。
<Method of stirring>
The method of stirring the pulverized foundry sand with water is not particularly limited as long as the inorganic binder attached to the foundry sand can be removed, and a known stirring method can be used. Examples of such a stirring method include stirring by a stirrer.
The stirring conditions vary depending on the type of the foundry sand and the inorganic binder adhering to the foundry sand, and thus cannot be specified unconditionally. However, the viewpoint of sufficiently removing the inorganic binder adhering to the foundry sand, and the foundry sand by stirring. From the viewpoint of preventing the particle size of the particles from becoming non-uniform, the rotational speed of the stirrer is 30 to 300 rpm, preferably 40 to 250 rpm, and more preferably 50 to 200 rpm. The stirring time is 5 minutes to 60 minutes, preferably 10 minutes to 50 minutes, and more preferably 15 minutes to 40 minutes. Stirring conditions are suitably selected from the rotation speed and stirring time of the said stirrer by the stirrer to be used.

無機バインダー>
上記混合工程により、鋳物砂より分離される無機バインダーとしては、粘土、珪酸ソーダ(水ガラス)、シリカゾル、硫酸塩、リン酸塩、及び硝酸塩を挙げることができる。これらの無機バインダーは単独であってもよいし、二種以上の組合せであってもよい。
< Inorganic binder>
By the mixing step, the non-machine binder that will be separated from the molding sand, clay, sodium silicate (water glass), silica sol, sulfates, phosphates, and nitrates. These inorganic binders may be used alone or in combination of two or more.

その中でも、無機バインダーとしては、珪酸ソーダ(水ガラス)が好ましく、一般式:Na2O・nSiO2(nは0.5乃至4.0を表す。)で表される珪酸ソーダがより好ましい。
このような珪酸ソーダとしては、ナトリウム酸化物と二酸化ケイ素とのモル比(上記一般式におけるnの値)によって、分類され、オルト珪酸ソーダ[Na4SiO4(Na2O・0.5SiO2:n=0.5)]、メタ珪酸ソーダ[Na2SiO3(Na2O・SiO2:n2=1)]などが挙げられる。
また、珪酸ソーダとしては、珪酸ソーダ1号[Na2Si25(Na2O・2SiO2:n=2)]、珪酸ナトリウム2号[Na4Si512(Na2O・2.5SiO2:n=2.5)]、珪酸ソーダ3号[Na2Si37(Na2O・3SiO2:n=3)]、及び珪酸ソーダ4号[Na2Si49(Na2O・4SiO2:n=4)]なども挙げられる。
Among these, as the inorganic binder, sodium silicate (water glass) is preferable, and sodium silicate represented by the general formula: Na 2 O.nSiO 2 (n represents 0.5 to 4.0) is more preferable.
Such sodium silicate is classified according to the molar ratio of sodium oxide to silicon dioxide (value of n in the above general formula), and sodium orthosilicate [Na 4 SiO 4 (Na 2 O · 0.5SiO 2 : n = 0.5)], sodium metasilicate [Na 2 SiO 3 (Na 2 O.SiO 2 : n 2 = 1)] and the like.
Examples of sodium silicate include sodium silicate No. 1 [Na 2 Si 2 O 5 (Na 2 O · 2SiO 2 : n = 2)] and sodium silicate No. 2 [Na 4 Si 5 O 12 (Na 2 O · 2. 5SiO 2 : n = 2.5)], sodium silicate 3 [Na 2 Si 3 O 7 (Na 2 O · 3SiO 2 : n = 3)], and sodium silicate 4 [Na 2 Si 4 O 9 (Na 2 O · 4SiO 2 : n = 4)] and the like.

また、無機バインダーとしては、一般式:xSiO2・yM2O・zH2O(MはLi+
+またはNa+のアルカリイオン)で表されるアルカリ珪酸塩水溶液からなる水ガラスベースのバインダーであって、該バインダーには吸湿剤としてナトリウム含有物が、ナトリウム含有物と前記アルカリ珪酸塩水溶液との比が1:4乃至1:6となるよう加えられ、バインダーにはさらに250℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルが界面活性剤としてエマルションの型で添加され、該エマルション中におけるシリコンオイルの含有量はバインダーの質量の8%乃至10%であるバインダーが好ましい。
As the inorganic binder, a general formula: xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li + ,
A water glass-based binder comprising an alkali silicate aqueous solution represented by K + or Na + alkali ions), wherein the binder contains a sodium-containing substance as a moisture absorbent, a sodium-containing substance, and the alkali silicate aqueous solution; The silicone oil having a boiling point of 250 ° C. or higher is further added to the binder as a surfactant in the form of an emulsion, and the silicone oil is contained in the emulsion. A binder whose amount is 8% to 10% of the mass of the binder is preferred.

上記水ガラスベースのバインダーは、一般式、xSiO2・yM2O・zH2O(MはLi+、K+またはNa+のアルカリイオン)で表されるアルカリ珪酸塩水溶液あるいは水性のアルカリ珪酸塩溶液からなり、付加的に吸湿剤(湿気付与剤)を含有することを特徴とする。 The water glass based binder has the general formula, xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li +, K + or Na + alkali ions) alkali silicate aqueous solution or an alkali silicate aqueous represented by It consists of a solution and additionally contains a hygroscopic agent (humidity imparting agent).

吸湿剤はナトリウム含有物であり、アルカリ珪酸塩水溶液からなるバインダーに1:4乃至1:6の割合、すなわち、吸湿剤1に対してバインダー4の割合乃至吸湿剤1に対してバインダー6の割合で加えられる。好ましい実施形態として、アルカリ珪酸塩水溶液あるいは水性のアルカリ珪酸塩溶液中のNa2O/SiO2の率(質量比率)が、2.5乃至3.5(固型分:20%乃至40%)であれば、ある操業条件の下で、早期に硬化するのを防止することが可能である。好ましい実施形態によれば、ナトリウム含有物の30%水溶液の吸湿剤を提供することが提案される。 The hygroscopic agent is a sodium-containing material and has a ratio of 1: 4 to 1: 6 in the binder composed of the alkali silicate aqueous solution, that is, the ratio of the binder 4 to the hygroscopic agent 1 to the ratio of the binder 6 to the hygroscopic agent 1. Added in. As a preferred embodiment, the ratio (mass ratio) of Na 2 O / SiO 2 in the aqueous alkali silicate solution or aqueous alkali silicate solution is 2.5 to 3.5 (solid content: 20% to 40%). If so, it is possible to prevent early curing under certain operating conditions. According to a preferred embodiment, it is proposed to provide a hygroscopic agent of a 30% aqueous solution of sodium-containing material.

吸湿性(湿気付与性)を制御することができるようにするために、界面活性剤を用いるのが好ましい。界面活性剤が、250℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルの形でバインダーに添加された場合には、鋳物砂の流動性が顕著に改善される。有効な態様において、バインダーの質量に対して8乃至10%のシリコンオイルを含むエマルションがバインダーに加えられる。   In order to be able to control hygroscopicity (moisture imparting property), it is preferable to use a surfactant. When a surfactant is added to the binder in the form of silicone oil having a boiling point of 250 ° C. or higher, the fluidity of the foundry sand is significantly improved. In an effective embodiment, an emulsion containing 8-10% silicone oil based on the weight of the binder is added to the binder.

上記無機バインダーの含有量は、鋳物砂に対して、好ましくは0.2乃至10質量%、より好ましくは0.5乃至5質量%である。
The content of the inorganic binder is preferably 0.2 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the foundry sand.

[加熱乾燥工程]
本発明の方法の加熱乾燥工程では、無機バインダーが分離された鋳物砂を回収し、該鋳物砂を撹拌させながら加熱乾燥させる。
回収された鋳物砂を乾燥する方法としては、温風、マイクロ波や過熱蒸気による乾燥、鋳型に温風を供給してその熱により水分を蒸発させる方法、金型を加熱してその中に鋳物砂を充填して硬化させる方法、成形型内に鋳物砂を充填させた後に減圧して水分を蒸発させる方法等が挙げられる。
[微粉除去工程]
本発明の方法の微粉除去工程では、加熱乾燥させた鋳物砂から微粉を除去する。
[Heat drying process]
In the heat drying step of the method of the present invention, the foundry sand from which the inorganic binder has been separated is recovered, and the foundry sand is heated and dried while being stirred .
Methods for drying the recovered foundry sand include hot air, drying with microwaves or superheated steam, supplying hot air to the mold to evaporate moisture, heating the mold and casting in it Examples thereof include a method of filling and hardening sand, and a method of evaporating moisture by reducing pressure after filling molding sand into a mold.
[Fine powder removal process]
In the fine powder removing step of the method of the present invention, fine powder is removed from the heat-dried foundry sand.

実施例における各使用試験機及び試験機条件は、以下のとおりである。
[1]水洗機:タケムラテック(株)製PM−1.5
[2]送風機:トラスコ中山(株)製HJF−300
[3]微粉除去機:日本鋳造(株)製HSM1115
[4]混練機:大和化工機(株)製MG−150
[5]造型機:浪速製作所(株)製JNC−5
造型条件
金型温度:150℃
ブロー圧:0.25MPa
ブロー時間:3秒
ガッシング温度:100℃
ガッシング圧:0.15MPa
ガッシング時間:7秒
[6]乾燥機:Haier製JM−17C
[7]抗折力試験機:高千穂精機(株)製SC−200D−B
曲げ試験測定条件
圧縮速度:5[mm/分]±5[%](戻り速度 約50[mm/分])
圧縮板間隔:最大55[mm]
試料台材質:S45C
曲げ試験治具:スパン 50[mm]、3点曲げ試験用治具
Each use test machine and test machine conditions in the examples are as follows.
[1] Washing machine: Takemura Tech Co., Ltd. PM-1.5
[2] Blower: HJF-300 manufactured by TRUSCO NAKAYAMA
[3] Fine powder removing machine: Nippon Casting Co., Ltd. HSM1115
[4] Kneading machine: MG-150, manufactured by Daiwa Koki Co., Ltd.
[5] Molding machine: JNC-5 manufactured by Naniwa Seisakusho Co., Ltd.
Molding conditions
Mold temperature: 150 ° C
Blow pressure: 0.25 MPa
Blow time: 3 seconds
Gassing temperature: 100 ° C
Gassing pressure: 0.15 MPa
Gasing time: 7 seconds [6] Dryer: JM-17C made by Haier
[7] Anti-bending force tester: SC-200D-B manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd.
Bending test measurement conditions
Compression speed: 5 [mm / min] ± 5 [%] (return speed approximately 50 [mm / min])
Compression plate interval: Max. 55 [mm]
Sample stage material: S45C
Bending test jig: span 50 [mm], 3-point bending test jig

[実施例1]
回収された鋳物砂型を細かく砕いたエスパール[登録商標]#60(山川産業(株)製、アルミナ系球状骨材)(熱入り砂:熱無し砂=約7:約3)10kg、及び5℃の水10Lを水洗機に入れ、20分間撹拌した(60rpm)。水洗後、エスパール[登録商標]#60と水を分離し、モルタルミキサーにエスパール[登録商標]#60を投入し、撹拌させながら、ポータブル送風機にダクトを繋げ上部から風を送り乾燥させた。次に、微粉除去機に乾燥させたエスパール[登録商標]#60を投入し、20分間、該エスパール[登録商標]#60(熱無し砂)の再生と微粉除去を行った。
再生が完了したエスパール[登録商標]#60 1kgを混練機に入れ、混練機を動かしながら、該エスパール[登録商標]#60 1kgに対し、苛性ソーダ32%を0.1%添加し、60秒間混練(回転数:185rpm)した。次に珪酸ソーダを1.1%添加し、40秒間混練(回転数:185rpm)した。最後にヒュームシリカを0.8%添加し、40秒間混練(回転数:185rpm)した。上記混練によりバインダー[商品名:AWB40(ミネルコ社製)]が付着したエスパール[登録商標]#60を造型機を用いて、サンプル[縦10mm×横100mm×厚さ10mm]に造型した。そして、サンプルを乾燥機に入れ、200W、30秒で乾燥させた。
[Example 1]
10 kg of ESPAL [registered trademark] # 60 (manufactured by Yamakawa Sangyo Co., Ltd., alumina-based spherical aggregate) (hot sand: non-heated sand = about 7: about 3) and 5 ° C. 10 L of water was put into a water washer and stirred for 20 minutes (60 rpm). After washing with water, Espar [registered trademark] # 60 and water were separated, and Espar [registered trademark] # 60 was put into a mortar mixer, and while stirring, a duct was connected to a portable blower and air was sent from the top to dry. Next, the dried ESPAR [registered trademark] # 60 was put into a fine powder remover , and the ESPAR [registered trademark] # 60 (heatless sand) was regenerated and the fine powder was removed for 20 minutes.
1 kg of regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is placed in a kneader, and while moving the kneader, 0.1% of caustic soda 32% is added to 1 kg of ESPAL [registered trademark] # 60 and kneaded for 60 seconds. (Rotational speed: 185 rpm). Next, 1.1% sodium silicate was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). Finally, 0.8% of fumed silica was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). A sample [length 10 mm × width 100 mm × thickness 10 mm] was formed by using the molding machine with Espearl [registered trademark] # 60 to which the binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] was adhered by the kneading. Then, the sample was put in a dryer and dried at 200 W for 30 seconds.

[実施例2]
5℃の水に替えて、10℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 2]
A sample was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that 10 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例3]
5℃の水に替えて、20℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 3]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例4]
5℃の水に替えて、30℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 4]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 30 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例5]
5℃の水に替えて、40℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 5]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 40 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例6]
5℃の水に替えて、50℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 6]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 50 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例7]
5℃の水に替えて、60℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 7]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 60 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[実施例8]
5℃の水に替えて、70℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Example 8]
A sample was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that 70 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[比較例1]
5℃の水に替えて、0℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 1]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[比較例2]
5℃の水に替えて、3℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 2]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[比較例3]
5℃の水に替えて、100℃の水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って、サンプルを作製した。
[Comparative Example 3]
A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 100 ° C. water was used instead of 5 ° C. water.

[参考例]
新しいエスパール[登録商標]#60 1kgを混練機に入れ、混練機を動かしながら、該エスパール[登録商標]#60 1kgに対し、苛性ソーダ32%を0.1%添加し、60秒間混練(回転数:185rpm)した。次に珪酸ソーダを1.1%添加し、40秒間混練(回転数:185rpm)した。最後にヒュームシリカを0.8%添加し、40秒間混練(回転数:185rpm)した。上記混練によりバインダー[商品名:AWB40(ミネルコ社製)]が付着したエスパール[登録商標]#60を造型機を用いて、サンプル[縦10mm×横100mm×厚さ10mm]に造型した。そして、サンプルを乾燥機に入れ、200W、30秒で乾燥させた。
[Reference example]
Add 1 kg of new Espearl [registered trademark] # 60 to the kneader, and move the kneader to add 0.1% of caustic soda 32% to 1 kg of Esper [registered trademark] # 60 and knead for 60 seconds (rotation speed) 185 rpm). Next, 1.1% sodium silicate was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). Finally, 0.8% of fumed silica was added and kneaded for 40 seconds (rotation speed: 185 rpm). A sample [length 10 mm × width 100 mm × thickness 10 mm] was formed by using a molding machine with Espearl [registered trademark] # 60 to which a binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] was adhered by kneading. Then, the sample was put in a dryer and dried at 200 W for 30 seconds.

[曲げ強度測定]
参考例で作製したサンプルを15分間放置し、サンプルの温度を室温にした。その後、サンプルをマイクロ波で加熱し、5分間放置した。そしてサンプルを抗折力試験機1の曲げ試験治具2上にセットし、サンプル3の上部からサンプルの中央部に圧子4により荷重をかけて曲げ強度を測定した(図2参照)。
また、実施例1乃至11、及び比較例1乃至比較例3で作製した各サンプルについても、同様に曲げ強度を測定した。測定結果を下記表1乃至表13、及び図3に示す。
[Bending strength measurement]
The sample produced in the reference example was allowed to stand for 15 minutes, and the temperature of the sample was brought to room temperature. The sample was then heated in the microwave and left for 5 minutes. Then, the sample was set on the bending test jig 2 of the bending strength tester 1, and the bending strength was measured by applying a load from the top of the sample 3 to the center of the sample with the indenter 4 (see FIG. 2).
Moreover, the bending strength was measured in the same manner for each sample produced in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3. The measurement results are shown in Tables 1 to 13 below and FIG.

表1乃至表9、表13及び図3の結果から、本発明に係る鋳物砂の再生処理方法の混合工程において、バインダー[商品名:AWB40(ミネルコ社製)]が付着したエスパール[登録商標]#60を5℃乃至70℃の水中において混合撹拌した場合、再生されたエスパール[登録商標]#60は、新砂であるエスパール[登録商標]#60(参考例)と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を示した。一方、表1、表10乃至表13、及び図3の結果から、バインダー[商品名:AWB40(ミネルコ社製)]が付着したエスパール[登録商標]#60を5℃未満である0℃(比較例1)及び3℃(比較例2)、並びに水温が70℃を超える100℃(比較例3)の水中において混合撹拌した場合、再生されたエスパール[登録商標]#60は、新砂であるエスパール[登録商標]#60(参考例)より、曲げ強度が劣っていた。
また、表13より、実施例1乃至実施例8で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅は、比較例1乃至比較例3で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅と比べて、小さいため、曲げ強度のばらつきが小さく、再生処理された鋳物砂の品質が安定していた。一方、比較例1乃至比較例3で作製したサンプルの曲げ強度の測定値幅は大きいため、曲げ強度のばらつきが大きく、再生処理された鋳物砂の品質が不安定だった。
以上の結果より、本発明の方法により再生された鋳物砂は、新砂と同程度若しくはこれに匹敵する曲げ強度を有すること、及び本発明の方法は使用済みの鋳物砂を品質が安定した鋳物砂に再生することができることが明らかである。
From the results shown in Tables 1 to 9, Table 13, and FIG. 3, in the mixing step of the method for reclaiming foundry sand according to the present invention, ESPAR [registered trademark] with a binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] adhered thereto. When # 60 is mixed and stirred in water at 5 ° C. to 70 ° C., the regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is equivalent to or comparable to ESPAL [registered trademark] # 60 (reference example) which is fresh sand. The bending strength was shown. On the other hand, from the results of Table 1, Table 10 to Table 13 and FIG. 3, it was found that ESPAL [registered trademark] # 60 to which the binder [trade name: AWB40 (manufactured by Minerco)] was attached was 0 ° C. (comparison) In the case of mixing and stirring in water of Example 1) and 3 ° C. (Comparative Example 2) and 100 ° C. (Comparative Example 3) in which the water temperature exceeds 70 ° C., the regenerated ESPAL [registered trademark] # 60 is ESPAL which is fresh sand. Bending strength was inferior to [registered trademark] # 60 (reference example).
Further, from Table 13, since the measured value width of the bending strength of the samples prepared in Examples 1 to 8 is smaller than the measured value width of the bending strength of the samples prepared in Comparative Examples 1 to 3, The variation in strength was small and the quality of the reclaimed foundry sand was stable. On the other hand, since the measurement value width of the bending strength of the samples produced in Comparative Examples 1 to 3 was large, the variation in bending strength was large, and the quality of the reclaimed foundry sand was unstable.
From the above results, the foundry sand regenerated by the method of the present invention has a bending strength comparable to or comparable to that of fresh sand, and the method of the present invention is a foundry sand that has a stable quality compared to the used foundry sand. It is clear that it can be played back.

1 抗折力試験機
2 曲げ試験治具
3 サンプル
4 圧子
5 試料台材質:S45C
1 Bending test machine 2 Bending test jig 3 Sample 4 Indenter 5 Sample base material: S45C

Claims (4)

回収された鋳物砂型を細かく砕いて、鋳物砂の粉砕物とする粉砕工程、
得られた鋳物砂の粉砕物を5℃乃至70℃の水中において混合撹拌することにより、該鋳物砂より、それに付着した無機バインダーを分離する混合工程、
無機バインダーが分離された鋳物砂を回収し、該鋳物砂を撹拌させながら加熱乾燥する工程
加熱乾燥させた鋳物砂から微粉を除去する工程
を含む、鋳物砂の再生処理方法。
Crushing the collected foundry sand mold into finely crushed cast sand,
A mixing step of separating the inorganic binder adhering to the foundry sand by mixing and stirring the obtained pulverized foundry sand in water at 5 ° C to 70 ° C;
Recovering the foundry sand from which the inorganic binder has been separated, and heating and drying while stirring the foundry sand ;
A method for reclaiming foundry sand, comprising a step of removing fine powder from the heat-dried foundry sand.
前記無機バインダーが珪酸ソーダである、請求項に記載された方法。 The method according to claim 1 , wherein the inorganic binder is sodium silicate. 前記珪酸ソーダが一般式:NaO・nSiO(nは0.5乃至4.0を表す。)で表される、請求項に記載された方法。 The method according to claim 2 , wherein the sodium silicate is represented by a general formula: Na 2 O.nSiO 2 (n represents 0.5 to 4.0). 前記無機バインダーが、一般式:xSiO・yMO・zHO(MはLi、KまたはNaのアルカリイオン)で表されるアルカリ珪酸塩水溶液からなる水ガラスベースのバインダーであって、該バインダーには吸湿剤としてナトリウム含有物が、ナトリウム含有物と前記アルカリ珪酸塩水溶液との比が1:4乃至1:6となるよう加えられ、バインダーにはさらに250℃以上の沸騰点を有するシリコンオイルが界面活性剤としてエマルションの型で添加され、該エマルション中におけるシリコンオイルの含有量はバインダーの質量の8%乃至10%である、請求項に記載された方法。 Wherein the inorganic binder, the general formula: xSiO 2 · yM 2 O · zH 2 O (M is Li +, K + or Na + in alkaline ions) was with water glass based binder comprising an alkali silicate aqueous solution represented by In addition, a sodium-containing material as a moisture absorbent is added to the binder so that the ratio of the sodium-containing material and the aqueous alkali silicate solution is 1: 4 to 1: 6, and the binder further has a boiling point of 250 ° C. or higher. how silicone oil is added in the form of an emulsion as a surfactant, the content of silicone oil in the emulsion is 8% to 10% by weight of the binder, of claim 1 having a.
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