知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6519654
(24)【登録日】2019年5月10日
(45)【発行日】2019年5月29日
(54)【発明の名称】鋳型砂の再生方法及び再生設備
(51)【国際特許分類】
B22C 5/00 20060101AFI20190520BHJP
B22C 5/06 20060101ALI20190520BHJP
B22C 5/08 20060101ALI20190520BHJP
B07B 4/08 20060101ALI20190520BHJP
B03C 1/00 20060101ALI20190520BHJP
B03C 1/10 20060101ALI20190520BHJP
B03C 1/14 20060101ALI20190520BHJP
【ＦＩ】
B22C5/00 Z
B22C5/06
B22C5/08
B07B4/08 B
B03C1/00 B
B03C1/10 A
B03C1/14 101
【請求項の数】31
【全頁数】54
(21)【出願番号】特願2017-523143(P2017-523143)
(86)(22)【出願日】2016年4月18日
(86)【国際出願番号】JP2016062274
(87)【国際公開番号】WO2016199498
(87)【国際公開日】20161215
【審査請求日】2018年4月9日
(31)【優先権主張番号】特願2015-118537(P2015-118537)
(32)【優先日】2015年6月11日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000191009
【氏名又は名称】新東工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】大羽 崇文
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 順一
(72)【発明者】
【氏名】阿部 和也
(72)【発明者】
【氏名】青木 達行
【審査官】
中西 哲也
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１４−０２４０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−１２３４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１５４２０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０７−２２３０３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５５−０５０９４９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２２Ｃ ５／００、５／０４、５／０６、５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂の水分量及び磁着物量を測定する工程、
測定された水分量を第１の管理値と比較し、前記水分量が第１の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を乾燥せず、前記水分量が第１の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を第１の管理値以下になるまで乾燥する工程、
測定された磁着物量を第２の管理値と比較し、前記磁着物量が第２の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を磁選せず、前記磁着物量が第２の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を第２の管理値以下になるまで磁選する工程、
その後、前記鋳型砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、
前記鋳型砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程
を含むこと、を特徴とする鋳型砂の再生方法。
測定された水分量を第１の管理値と比較し、前記水分量が第１の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を乾燥せず、前記水分量が第１の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を第１の管理値以下になるまで乾燥する工程、
測定された磁着物量を第２の管理値と比較し、前記磁着物量が第２の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を磁選せず、前記磁着物量が第２の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を第２の管理値以下になるまで磁選する工程、
その後、前記鋳型砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、
前記鋳型砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程
を含むこと、を特徴とする鋳型砂の再生方法。
【請求項2】
前記再生する工程、及び、前記分級する工程を複数回行うこと、を特徴とする請求項１に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項3】
前記再生する工程の前に前記鋳型砂を複数に分ける工程をさらに含み、複数に分けられた前記鋳型砂に対して、前記再生する工程、及び、前記分級する工程をそれぞれ行うこと、を特徴とする請求項１に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項4】
前記再生する工程、及び、前記分級する工程を複数回行うこと、を特徴とする請求項３に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項5】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂を、オーバーフロー砂、製品付着砂、主型中子混合砂、及び、砂塊及び砂に分けて回収する工程、
前記オーバーフロー砂を水分量が第１の管理値以下になるまで乾燥させ、異物を除去した後、貯蔵する工程、
前記製品付着砂の異物を除去し、磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選した後、貯蔵する工程、
前記主型中子混合砂を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、
前記砂塊を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、
貯蔵された前記オーバーフロー砂、貯蔵された前記製品付着砂、貯蔵された前記主型中子混合砂、及び、貯蔵された前記砂塊を、それらの割合が常に一定となるように取り出して配合する工程、
配合された砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、
配合された前記砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程
を含むこと、を特徴とする鋳型砂の再生方法。
前記オーバーフロー砂を水分量が第１の管理値以下になるまで乾燥させ、異物を除去した後、貯蔵する工程、
前記製品付着砂の異物を除去し、磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選した後、貯蔵する工程、
前記主型中子混合砂を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、
前記砂塊を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、
貯蔵された前記オーバーフロー砂、貯蔵された前記製品付着砂、貯蔵された前記主型中子混合砂、及び、貯蔵された前記砂塊を、それらの割合が常に一定となるように取り出して配合する工程、
配合された砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、
配合された前記砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程
を含むこと、を特徴とする鋳型砂の再生方法。
【請求項6】
前記再生する工程、及び、前記分級する工程を複数回行うこと、を特徴とする請求項５に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項7】
前記配合する工程で配合された砂を複数に分ける工程をさらに含み、複数に分けられた前記配合された砂に対して、前記再生する工程、及び、前記分級する工程をそれぞれ行うこと、を特徴とする請求項５に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項8】
前記再生する工程、及び、前記分級する工程を複数回行うこと、を特徴とする請求項７に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項9】
生型鋳造設備で使用される中子が加熱脱水硬化型水ガラスプロセスの場合、前記主型中子混合砂の異物を除去した後に前記主型中子混合砂を４００℃以上に加熱する工程、及び、前記砂塊の異物を除去した後に前砂塊を４００℃以上に加熱する工程をさらに含むこと、を特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項10】
最初の前記分級する工程において発生した微粉を集塵する工程をさらに含むこと、を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項11】
前記分級する工程は、比重分級法を用いること、を特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項12】
前記第１の管理値は、前記鋳型砂に対する前記水分量の重量割合が０．５％であること、を特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項13】
前記第２の管理値は、前記鋳型砂に対する前記磁着物量の重量割合が５．０％であること、を特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項14】
前記第３の管理値は、前記鋳型砂に対する前記強熱減量の重量割合が０．６％であること、を特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項15】
前記第４の管理値は、前記鋳型砂に対する前記全粘土分の重量割合が０．６％であること、を特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項16】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂の水分量を第１の管理値以下になるまで乾燥する乾燥設備、
前記鋳型砂の磁着物量を第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、
前記鋳型砂の強熱減量を第３の管理値以下になるまで再生する乾式の機械再生設備、
前記鋳型砂の全粘土分を第４の管理値以下になるまで分級する分級設備、
前記水分量が第１の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を前記乾燥設備に通過させず、前記水分量が第１の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を前記乾燥設備に通過させることを選択する第１の切り替え設備、及び、
前記磁着物量が第２の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を前記磁選設備に通過させず、前記磁着物量が第２の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を前記磁選設備に通過させることを選択する第２の切り替え設備
を備えたこと、を特徴とする鋳型砂の再生設備。
前記鋳型砂の磁着物量を第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、
前記鋳型砂の強熱減量を第３の管理値以下になるまで再生する乾式の機械再生設備、
前記鋳型砂の全粘土分を第４の管理値以下になるまで分級する分級設備、
前記水分量が第１の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を前記乾燥設備に通過させず、前記水分量が第１の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を前記乾燥設備に通過させることを選択する第１の切り替え設備、及び、
前記磁着物量が第２の管理値を超えていなかった場合、前記鋳型砂を前記磁選設備に通過させず、前記磁着物量が第２の管理値を超えていた場合、前記鋳型砂を前記磁選設備に通過させることを選択する第２の切り替え設備
を備えたこと、を特徴とする鋳型砂の再生設備。
【請求項17】
前記乾式の機械再生設備の前に、前記鋳型砂に前記乾式の機械再生設備を通過させるか、又は、前記鋳型砂を前記再生設備の入口に戻すかを選択する第３の切り替え設備をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１６に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項18】
前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を複数備えたこと、を特徴とする請求項１６又は１７に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項19】
前記鋳型砂を複数の通路に振り分ける設備をさらに備え、
前記複数通路の後ろのそれぞれに、前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を備えたこと、を特徴とする請求項１６又は１７に記載の鋳型砂の再生設備。
前記複数通路の後ろのそれぞれに、前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を備えたこと、を特徴とする請求項１６又は１７に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項20】
前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を複数備えたこと、を特徴とする請求項１９に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項21】
砂処理工程から排出されたオーバーフロー砂を回収するオーバーフロー砂回収設備、
前記オーバーフロー砂を水分が第１の管理値以下になるまで乾燥させる乾燥設備、
前記オーバーフロー砂の異物を除去するオーバーフロー砂異物除去設備、
前記オーバーフロー砂を貯蔵するオーバーフロー砂貯蔵槽、
製品付着砂を回収する製品付着砂回収設備、
前記製品付着砂の異物を除去する製品付着砂異物除去設備、
前記製品付着砂の磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、
前記製品付着砂を貯蔵する製品付着砂貯蔵槽、
主型中子砂混合砂を回収する主型中子砂混合砂回収設備、
前記主型中子混合砂を解砕する解砕設備、
前記主型中子混合砂の異物を除去する主型中子混合砂異物除去設備、
前記主型中子混合砂を貯蔵する主型中子混合砂貯蔵槽、
中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を回収する砂塊及び砂回収設備、
前記砂塊を解砕する解砕設備、
前記砂塊の異物を除去する砂塊異物除去設備、
前記砂塊を貯蔵する砂塊貯蔵槽、
前記オーバーフロー砂貯蔵槽、製品付着砂貯蔵槽、前記主型中子混合砂貯蔵槽、及び、前記砂塊貯蔵槽から取り出される砂の割合が常に一定となるよう各貯蔵槽から砂を取り出して配合する砂切り出し／配合設備、
配合された砂を第３の管理値以下の強熱減量になるまで再生する乾式の機械再生設備、及び、
前記配合された砂を第４の管理値以下の全粘土分になるまで分級する分級設備
を備えたこと、を特徴とする、鋳型砂の再生設備。
前記オーバーフロー砂を水分が第１の管理値以下になるまで乾燥させる乾燥設備、
前記オーバーフロー砂の異物を除去するオーバーフロー砂異物除去設備、
前記オーバーフロー砂を貯蔵するオーバーフロー砂貯蔵槽、
製品付着砂を回収する製品付着砂回収設備、
前記製品付着砂の異物を除去する製品付着砂異物除去設備、
前記製品付着砂の磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、
前記製品付着砂を貯蔵する製品付着砂貯蔵槽、
主型中子砂混合砂を回収する主型中子砂混合砂回収設備、
前記主型中子混合砂を解砕する解砕設備、
前記主型中子混合砂の異物を除去する主型中子混合砂異物除去設備、
前記主型中子混合砂を貯蔵する主型中子混合砂貯蔵槽、
中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を回収する砂塊及び砂回収設備、
前記砂塊を解砕する解砕設備、
前記砂塊の異物を除去する砂塊異物除去設備、
前記砂塊を貯蔵する砂塊貯蔵槽、
前記オーバーフロー砂貯蔵槽、製品付着砂貯蔵槽、前記主型中子混合砂貯蔵槽、及び、前記砂塊貯蔵槽から取り出される砂の割合が常に一定となるよう各貯蔵槽から砂を取り出して配合する砂切り出し／配合設備、
配合された砂を第３の管理値以下の強熱減量になるまで再生する乾式の機械再生設備、及び、
前記配合された砂を第４の管理値以下の全粘土分になるまで分級する分級設備
を備えたこと、を特徴とする、鋳型砂の再生設備。
【請求項22】
前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を複数備えたこと、を特徴とする請求項２１に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項23】
前記鋳型砂を複数の通路に振り分ける設備をさらに備え、
前記複数通路の後ろのそれぞれに、前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を備えたこと、を特徴とする請求項２１に記載の鋳型砂の再生設備。
前記複数通路の後ろのそれぞれに、前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を備えたこと、を特徴とする請求項２１に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項24】
前記乾式の機械再生設備、及び、前記分級設備を複数備えたこと、を特徴とする請求項２３に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項25】
前記主型中子混合砂異物除去設備の後ろに前記主型中子混合砂を４００℃以上に加熱する加熱設備、及び、前記砂塊異物除去設備の後ろに、前記砂塊を４００℃以上に加熱する加熱設備をさらに備えたこと、を特徴とする請求項２１から２４のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項26】
前記分級設備において発生した微粉を集塵する集塵設備をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１６から２５のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項27】
前記磁選設備は、磁束密度０．１５Ｔ〜０．５Ｔの能力を有する、半磁外輪式の磁選設備であること、を特徴とする請求項１６から２６のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項28】
前記乾式の機械再生設備は、
下端に砂落し口を設けた砂供給シュ−ト、
前記砂供給シュ−トの下方において水平回転自在に配設されて、円形底板の周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁及び前記傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰を連結した回転ドラム、
前記回転ドラム内において前記傾斜周壁に対して若干の隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つのローラー、及び、
前記ローラーに連結されて、前記ローラーを前記傾斜周壁の方向に一定圧力により押しつけるローラー加圧機構
を備えたこと、を特徴とする請求項１６から２７のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
下端に砂落し口を設けた砂供給シュ−ト、
前記砂供給シュ−トの下方において水平回転自在に配設されて、円形底板の周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁及び前記傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰を連結した回転ドラム、
前記回転ドラム内において前記傾斜周壁に対して若干の隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つのローラー、及び、
前記ローラーに連結されて、前記ローラーを前記傾斜周壁の方向に一定圧力により押しつけるローラー加圧機構
を備えたこと、を特徴とする請求項１６から２７のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項29】
前記ローラー加圧機構に使用されるシリンダーは、空圧油圧複合シリンダーであること、を特徴とする請求項２８に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項30】
前記乾式の機械再生設備は、
下端に砂落し口を設けた砂投入部、
前記砂投入部の下方において水平回転自在に配設されて、円形底板の周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁及び前記傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰を連結した回転ドラム、
前記回転ドラム内において前記傾斜周壁に対して若干の隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つのローラー、
前記ローラーに連結されて、前記ローラーを前記傾斜周壁の方向に一定圧力により押しつけるローラー加圧機構、
前記回転ドラムをモーターにより回転させるモーター駆動手段、
前記砂投入部の砂落し口に設置され投入される砂流量を検出する砂流量検出器、
前記モーター駆動手段の電流値を検出する電流検出器、
前記ローラー加圧機構であるシリンダーの圧力制御手段、及び、
前記砂流量検出器により検出される砂流量に応じて前記シリンダーによるローラーの加圧力を調整する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記砂流量と再生砂に要求される研磨の程度の違いにより決定される前記モーターの電流値との相対関係をあらかじめ設定し、前記相対関係を維持するように、前記砂流量検出器により検出された砂流量に対応する前記モーターの目標電流値を算出する目標電流演算部、
投入された砂流量に対応する前記モーターの目標電流値と運転中の実測したモーターの電流値とを比較する比較部、及び、
前記比較部の結果に基づいて運転中の前記モーターの電流値を前記モーターの目標電流値になるように前記シリンダーによるローラーの加圧力を調整する制御部
を備えたこと、を特徴とする請求項１６から２７のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
下端に砂落し口を設けた砂投入部、
前記砂投入部の下方において水平回転自在に配設されて、円形底板の周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁及び前記傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰を連結した回転ドラム、
前記回転ドラム内において前記傾斜周壁に対して若干の隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つのローラー、
前記ローラーに連結されて、前記ローラーを前記傾斜周壁の方向に一定圧力により押しつけるローラー加圧機構、
前記回転ドラムをモーターにより回転させるモーター駆動手段、
前記砂投入部の砂落し口に設置され投入される砂流量を検出する砂流量検出器、
前記モーター駆動手段の電流値を検出する電流検出器、
前記ローラー加圧機構であるシリンダーの圧力制御手段、及び、
前記砂流量検出器により検出される砂流量に応じて前記シリンダーによるローラーの加圧力を調整する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記砂流量と再生砂に要求される研磨の程度の違いにより決定される前記モーターの電流値との相対関係をあらかじめ設定し、前記相対関係を維持するように、前記砂流量検出器により検出された砂流量に対応する前記モーターの目標電流値を算出する目標電流演算部、
投入された砂流量に対応する前記モーターの目標電流値と運転中の実測したモーターの電流値とを比較する比較部、及び、
前記比較部の結果に基づいて運転中の前記モーターの電流値を前記モーターの目標電流値になるように前記シリンダーによるローラーの加圧力を調整する制御部
を備えたこと、を特徴とする請求項１６から２７のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【請求項31】
前記乾式の機械再生設備は、前記傾斜周壁に付着堆積して成る堆積微粉に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射手段をさらに備え、前記圧縮空気噴射手段は、
圧縮空気源からの圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁、
前記圧力調整弁からの圧縮空気の流量を調整する流量調整弁、
前記圧力調整弁、及び、前記流量調整弁を貫流した圧縮空気を噴射するノズル、
圧縮空気の噴射条件を選定する噴射条件選定手段、及び、
前記噴射条件選定手段からの指令に基づき前記圧力調整弁、及び、前記流量調整弁を制御する制御手段
を備えたこと、を特徴とする請求項２８から３０のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
圧縮空気源からの圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁、
前記圧力調整弁からの圧縮空気の流量を調整する流量調整弁、
前記圧力調整弁、及び、前記流量調整弁を貫流した圧縮空気を噴射するノズル、
圧縮空気の噴射条件を選定する噴射条件選定手段、及び、
前記噴射条件選定手段からの指令に基づき前記圧力調整弁、及び、前記流量調整弁を制御する制御手段
を備えたこと、を特徴とする請求項２８から３０のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂の再生方法及び再生設備に関する。【背景技術】
【0002】
鋳型砂に水、ベントナイト、石炭粉並びに澱粉などの生型添加剤を添加して混練した後、鋳型に混練砂を充填して造型する生型鋳造設備では、砂処理設備で古砂がオーバーフローしたオーバーフロー砂、ショットブラスト工程から排出された製品付着砂、解砕工程から排出された主型中子混合砂、及び、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂等、様々な工程から様々な性状の廃砂が発生する。【0003】
これらの廃砂はそのままでは主型や中子の砂として再利用する砂性状を有していないので、砂粒表面の不純物や付着物を除去し、適切な粒度に調整した上で再利用する必要がある。この工程を再生という。【0004】
通常、生型砂の再生には、焙焼炉を用いた熱再生、乾式の機械再生装置を用いた機械再生、湿式の砂再生装置を用いた湿式再生、並びにそれらの方法の組み合わせが用いられる。【0005】
例えば、特許文献１には熱再生を用いた鋳型砂の再生装置、特許文献２には熱再生と乾式の機械再生を組み合わせた鋳型砂の再生方法、特許文献３には乾式の機械再生を使用する鋳型砂の再生装置及びその再生方法、特許文献４には乾式の機械再生と湿式再生を組み合わせた生型廃砂の再生方法、特許文献５には複数の乾式の機械再生を組み合わせた自硬性鋳物砂の再生装置がそれぞれ開示されている。【0006】
また、特許文献６には、複数の処理条件で熱再生と乾式再生を行った複数の再生砂（補給砂）を回収砂（生型砂）に所定の割合で添加して再利用する生型砂管理システムおよび管理方法が開示されている。【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平５−１５９４０号公報
【特許文献2】特開２０１４−２４０９７号公報
【特許文献3】特開平６−１７０４８６号公報
【特許文献4】特開２００６−６８８１５号公報
【特許文献5】特開平５−３１８０２１号公報
【特許文献6】特開２０１１−１９４４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、生型鋳造設備から排出される、水分及び磁着物が含まれた鋳型砂を乾式の機械再生のみを使用して再生する有効適切な方法及び再生設備は、今まで存在しなかった。【0009】
また、生型鋳造設備から排出される様々な種類の鋳型砂を乾式の機械再生のみを使用して再生する有効適切な方法及び再生設備は、今まで存在しなかった。【0010】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、乾式の機械再生のみを使用して生型鋳造設備から排出される鋳型砂を再生する方法及び再生設備を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0011】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明における鋳型砂の再生方法は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂の水分量及び磁着物量を測定する工程、測定された水分量を第１の管理値と比較し、水分量が第１の管理値を超えていた場合、鋳型砂を第１の管理値以下になるまで乾燥する工程、測定された磁着物量を第２の管理値と比較し、磁着物量が第２の管理値を超えていた場合、鋳型砂を第２の管理値以下になるまで磁選する工程、その後、鋳型砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、鋳型砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程を含むこと、を特徴とする。【0012】
また、本発明における鋳型砂の再生方法は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂を、オーバーフロー砂、製品付着砂、主型中子混合砂、及び、砂塊及び砂に分けて回収する工程、オーバーフロー砂を水分量が第１の管理値以下になるまで乾燥させ、異物を除去した後、貯蔵する工程、製品付着砂の異物を除去し、磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選した後、貯蔵する工程、主型中子混合砂を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、砂塊及び砂を解砕し、異物を除去した後、貯蔵する工程、貯蔵されたオーバーフロー砂、貯蔵された製品付着砂、貯蔵された主型中子混合砂、及び、貯蔵された砂塊及び砂を、それらの割合が常に一定となるように取り出して配合する工程、配合された砂を強熱減量が第３の管理値以下になるまで乾式の機械再生により再生する工程、及び、配合された砂を全粘土分が第４の管理値以下になるまで分級する工程を含むこと、を特徴とする。【0013】
また、本発明における鋳型砂の再生設備は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂の水分量を第１の管理値以下になるまで乾燥する乾燥設備、鋳型砂の磁着物量を第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、鋳型砂の強熱減量を第３の管理値以下になるまで再生する乾式の機械再生設備、鋳型砂の全粘土分を第４の管理値以下になるまで分級する分級設備、鋳型砂に乾燥設備を通過させるか否かを選択する第１の切り替え設備、及び、鋳型砂に磁選設備を通過させるか否かを選択する第２の切り替え設備を備えたこと、を特徴とする。【0014】
また、本発明における鋳型砂の再生設備は、砂処理工程から排出されたオーバーフロー砂を回収するオーバーフロー砂回収設備、オーバーフロー砂を水分が第１の管理値以下になるまで乾燥させる乾燥設備、オーバーフロー砂の異物を除去するオーバーフロー砂異物除去設備、オーバーフロー砂を貯蔵するオーバーフロー砂貯蔵槽、製品付着砂を回収する製品付着砂回収設備、製品付着砂の異物を除去する製品付着砂異物除去設備、製品付着砂の磁着物量が第２の管理値以下になるまで磁選する磁選設備、製品付着砂を貯蔵する製品付着砂貯蔵槽、主型中子砂混合砂を回収する主型中子砂混合砂回収設備、主型中子混合砂を解砕する解砕設備、主型中子混合砂の異物を除去する主型中子混合砂異物除去設備、主型中子混合砂を貯蔵する主型中子混合砂貯蔵槽、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を回収する砂塊及び砂回収設備、砂塊及び砂を解砕する解砕設備、砂塊及び砂の異物を除去する砂塊及び砂異物除去設備、砂塊及び砂を貯蔵する砂塊及び砂貯蔵槽、オーバーフロー砂貯蔵槽、製品付着砂貯蔵槽、主型中子混合砂貯蔵槽、及び、砂塊及び砂貯蔵槽から取り出される砂の割合が常に一定となるよう各貯蔵槽から砂を取り出して配合する砂切り出し／配合設備、配合された砂を第３の管理値以下の強熱減量になるまで再生する乾式の機械再生設備、及び、配合された砂を第４の管理値以下の全粘土分になるまで分級する分級設備を備えたこと、を特徴とする。【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、生型鋳造設備から排出される鋳型砂を乾式の機械再生のみで再生することができる。その結果、湿式再生を使用する場合に発生する廃水の中和処理・不純物の分離処理が不要となり、熱再生を使用する場合の多大なエネルギー消費量を削減することができ、再生設備を小型化かつ簡略化することができるので、砂再生に要する効率を上げ、砂再生にかかるコストを削減することができるという効果を奏する。【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図2】乾燥設備の第１の例である流動層式の熱風乾燥設備の構造を示す、概略断面図である。
【図3】乾燥設備の第２の例である内燃式ロータリーキルン方式の乾燥設備の構造を示す、概略断面図である。
【図4】磁選設備の概略断面図である。
【図5】乾式の機械再生設備の第１の例である機械再生設備の概略断面図である。
【図9】乾式の機械再生設備の第２の例である機械再生設備の概略断面図である。
【図10】乾式の機械再生設備の第２の例における、投入砂流量とモーターの目標電流値との相対関係を示すグラフである。
【図11】乾式の機械再生設備の第２の例における、フローチャートである。
【図12】圧縮空気噴射手段の概略構成図である。
【図13】分級設備の概略断面図である。
【図14】第１の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図15】第２の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図16】第２の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図17】第３の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図18】解砕設備の正面図である。
【図19】解砕設備の平面図である。
【図21】第３の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図22】第４の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図23】第４の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図24】第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図25】第５の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図26】第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図27】第６の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図28】第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図29】第７の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【図30】第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。
【図31】第８の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して、本発明による鋳型砂の再生方法及び再生設備を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。【0018】
（第１の実施の形態）第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備１は、乾燥設備Ｄ、磁選設備Ｍ、切り替え設備Ｖ１、切り替え設備Ｖ２、バイパス系ＢＰ１、バイパス系ＢＰ２、乾式の機械再生設備Ｒ、分級設備Ｃ、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、集塵設備ＤＣを備えている。
【0019】
乾燥設備Ｄは、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓを乾燥させる。乾燥設備Ｄは、切り替え設備Ｖ１を介して鋳型砂Ｓの注入口と接続される。乾燥設備Ｄは、鋳型砂Ｓに含まれる水分量を後述する管理値以下になるまで乾燥を行うことのできる能力を有していればどのような方式であるかは問わないが、例えば、電気若しくはガスなどの熱源により空気を加熱しながら送風機で熱風を鋳型砂に通気し、水分を乾燥させる方式のものが挙げられる。なお、管理値以下の水分量まで乾燥するためにどの程度の能力が必要とされるかは、事前に乾燥前の水分量を試験的に測定しておき、管理値以下の水分量に乾燥するために必要な熱量を求めた上で、決定しておく。乾燥設備Ｄは、鋳型砂Ｓを９０℃以上に加熱する能力を有する乾燥設備であることが好ましい。【0020】
磁選設備Ｍは、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓを磁選し、鋳型砂Ｓから磁着物を除去する。なお、磁着物とは、金属と砂粒が溶着した状態の砂粒のことである。磁選設備Ｍは、バイパス系ＢＰ１及び切り替え設備Ｖ２を介して乾燥設備Ｄと接続される。磁選設備Ｍは、鋳型砂Ｓ内の磁着物の量を後述する管理値以下になるまで磁選を行うことのできる能力を有していればどのような方式であるかは問わないが、例えば回転するドラムの内側半周部に永久磁石を配置し、ドラム上に鋳型砂を通過させ、永久磁石の磁力により非磁性体と磁着物を分離する方式のものが挙げられる。なお、管理値以下の磁着物量にまで下げるのにどの程度の能力が必要とされるかは、事前に磁選前の磁着物量を試験的に測定しておき、管理値以下の磁着物量に磁選するために必要な能力を求めた上で、決定しておく。また、磁選設備の磁束密度は、磁着物量の測定に用いた磁石の磁束密度と同じものを選定する必要がある。磁選設備Ｍは、磁束密度０．１５Ｔ〜０．５Ｔの能力を有する、半磁外輪式の磁選設備とすることが好ましい。【0021】
乾燥設備Ｄの手前には切り替え設備Ｖ１が、磁選設備Ｍの手前には切り替え設備Ｖ２が備えられており、それぞれバイパス系ＢＰ１、及び、バイパス系ＢＰ２が接続している。生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓに含まれる水分の測定値が管理値を超えていない場合は、切り替え設備Ｖ１で鋳型砂Ｓが乾燥設備Ｄを通過せずにバイパス系ＢＰ１を通過するように選択することが可能な構成となっている。【0022】
また、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓに含まれる磁着物の測定値が管理値を超えていない場合は、切り替え設備Ｖ２で鋳型砂Ｓが磁選設備Ｍを通過せずにバイパス系ＢＰ２を通過するように選択することが可能な構成となっている。このような構成により、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓが、乾燥設備Ｄ、及び、磁選設備Ｍの両方を経由して乾式の機械再生設備Ｒに運ばれるか、それらの一方の設備を経由して乾式の機械再生設備Ｒに運ばれるか、又は、いずれの設備も経由せずに直接乾式の機械再生設備Ｒに運ばれるかをそれぞれ選択することが可能である。【0023】
乾式の機械再生設備Ｒは、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。乾式の機械再生設備Ｒは、磁選設備Ｍの後ろに接続されている。乾式の機械再生設備Ｒは、強熱減量を後述する管理値以下にできる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0024】
分級設備Ｃは、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃは、乾式の機械再生設備Ｒの後ろに接続されている。分級設備Ｃは、再生された鋳型砂Ｓ内の全粘土分の量が後述する管理値以下になるまで微粉を除去できる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0025】
分級設備Ｃの後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒの投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒへ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。分級された再生砂の強熱減量と全粘土分とが管理値以下になっていない場合には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒへ戻すことが可能な構成となっている。【0026】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃと接続されており、分級設備Ｃで発生したダスト（微粉）を集塵する。【0027】
次に、本鋳型砂の再生設備１を構成する、上記の各設備の具体的な例について説明する。【0028】
（乾燥設備の第１の例）初めに、乾燥設備Ｄを説明する。図２は、乾燥設備Ｄの第１の例である流動層式の熱風乾燥設備の構造を示す、概略断面図である。流動層式の熱風乾燥設備である乾燥設備Ｄは、鋳型砂Ｓを９０℃以上に加熱することにより、鋳型砂Ｓを乾燥させる。乾燥設備Ｄは、風箱Ｄ１、底板Ｄ２、沈降室Ｄ３、砂排出口Ｄ４、砂投入口Ｄ５、堰Ｄ６、熱風送風管Ｄ７、及び、集塵口Ｄ８を備えている。
【0029】
風箱Ｄ１は、乾燥設備Ｄの下部に設けられ、熱風送風管Ｄ７から送られてきた熱風が風箱Ｄ１を経由して沈降室Ｄ３に送風される。底板Ｄ２は、風箱Ｄ１の上部に置かれ、投入された鋳型砂Ｓが上面に留まる様になっている。底板Ｄ２には、風箱Ｄ１からの熱風を沈降室Ｄ３に送風する空気噴出口Ｄ２ａが設けられている。沈降室Ｄ３は、乾燥設備Ｄの上部に設けられ、熱風を受けた鋳型砂Ｓを重力により底板Ｄ２側へ沈降させる。砂排出口Ｄ４は、底板Ｄ２の先端に設置され、機体下方に開口している。乾燥後の鋳型砂Ｓは砂排出口Ｄ４から排出される。砂投入口Ｄ５は、風箱Ｄ１の上部に設置され、機体上方に開口している。乾燥前の鋳型砂Ｓは砂投入口Ｄ５から投入される。なお、底板Ｄ２は、砂排出口Ｄ４側が低くなり、砂投入口Ｄ５側が高くなるように、わずかに傾斜させてある。【0030】
堰Ｄ６は、底板Ｄ２上の砂排出口Ｄ４に隣接した位置に設けられている。堰Ｄ６は流動した鋳型砂Ｓを一時的に堰き止める。熱風送風管Ｄ７は、風箱Ｄ１の底部に設置され、図示されていない熱風発生装置に接続されている。熱風送風管Ｄ７は、熱風発生装置により発生された熱風を送風する。集塵口Ｄ８は、沈降室Ｄ３の上端に設置され、図示されていない集塵装置に接続されている。鋳型砂Ｓに付着していた塵が集塵口Ｄ８を経由して集塵装置に集められる。【0031】
図２において、砂投入口Ｄ５から鋳型砂Ｓを投入すると同時に、熱風発生装置が発生させた熱風が熱風送風管Ｄ７に送風される。送風された熱風は、風箱Ｄ１に流れ込み、さらに、底板Ｄ２の空気噴出口Ｄ２ａを通じて沈降室Ｄ３に送風される。すると、底板Ｄ２上に溜まっていた鋳型砂Ｓは、熱風を受けることにより水分が蒸発により減少する。次第に、鋳型砂Ｓは流動化し、底板Ｄ２上を滑動するとともに一部は沈降室Ｄ３内で浮遊を始める。この時、鋳型砂Ｓに付着していた塵は鋳型砂Ｓと分離する。滑動した鋳型砂Ｓは、底板Ｄ２の傾斜に沿って砂排出口側Ｄ４の方へ進んだ後、堰Ｄ６によって滑動を停止する。よって、鋳型砂Ｓは、この部分で層を形成し始める。さらに、連続して砂投入口Ｄ５から鋳型砂Ｓを投入すると、鋳型砂Ｓの層は堰Ｄ６を越え、砂排出口Ｄ４から排出される。【0032】
この時、集塵口Ｄ８から集塵を行うことで、乾燥設備Ｄ（沈降室Ｄ３）内を浮遊している塵と鋳型砂Ｓは集塵口Ｄ８に向けて浮遊移動するが、鋳型砂Ｓは集塵口Ｄ８に到達する前に重力により落下する。その結果、塵と熱風（空気）が集塵口Ｄ８から排出され、鋳型砂Ｓは砂排出口Ｄ４から排出される。【0033】
ここで、乾燥される鋳型砂Ｓが水分を蒸発させるのに十分な温度まで加熱されないと、水分の管理値以下にまで鋳型砂Ｓを乾燥させることができない。そのためには乾燥設備Ｄ内での鋳型砂Ｓの温度を９０℃以上になるよう加熱することが必要であり、鋳型砂Ｓの供給量及び砂投入口Ｄ５と砂排出口Ｄ４との間で最大何％の水分を蒸発させねばならないのか事前に検討して、熱風発生装置から供給する熱量を決定しておく必要がある。【0034】
さらに、効率よく乾燥を行うためには、熱風送風管Ｄ７から風箱Ｄ１，空気噴出口Ｄ２ａ、沈降室Ｄ３を通り集塵口Ｄ８に至る熱風の流れが常に存在し、かつ、機体外への熱風の漏出がないようにすることが必要である。そのためには、熱風送風管Ｄ７から送風される熱風の風量と集塵口Ｄ８での集塵風量が等しいか、若しくは集塵口Ｄ８での集塵風量の方が大きいことが必要である。【0035】
（乾燥設備の第２の例）図３は、乾燥設備Ｄの第２の例である内燃式ロータリーキルン方式の乾燥設備の構造を示す、概略断面図である。内燃式ロータリーキルン方式の熱風乾燥設備である乾燥設備Ｄは、鋳型砂Ｓを９０℃以上に加熱することにより、鋳型砂Ｓを乾燥させる。乾燥設備Ｄは、円筒Ｄ１０１、砂投入口Ｄ１０２、バーナーＤ１０３、砂排出口Ｄ１０４、砂排出口Ｄ１０５、攪拌板Ｄ１０６、支持台Ｄ１０７、及び、駆動源Ｄ１０８を備えている。
【0036】
円筒Ｄ１０１は、乾燥設備Ｄの中心に配置され、回転可能に支持されている。円筒Ｄ１０１は、投入された鋳型砂Ｓが円筒内に留まる様になっている。砂投入口Ｄ１０２は、円筒Ｄ１０１の一端に設けられている。乾燥前の鋳型砂Ｓは砂投入口Ｄ１０２から投入される。バーナーＤ１０３は、円筒Ｄ１０１内の砂投入口Ｄ１０２の反対端側に、円筒Ｄ１０１の略中心部に挿入されて配置されている。バーナーＤ１０３に着火することにより、円筒Ｄ１０１の内部を昇温する。砂排出口Ｄ１０４は、バーナーＤ１０３の下方に配設され、円筒Ｄ１０１の下方へ開口している。乾燥後の鋳型砂Ｓは砂排出口Ｄ１０４から排出される。砂排出口Ｄ１０５は、バーナーＤ１０３の上方に配設され、円筒Ｄ１０１の上方へ開口している。【0037】
攪拌板Ｄ１０６は、円筒Ｄ１０１内面に螺旋状に複数配設されている。円筒Ｄ１０１が回転することにより、攪拌板Ｄ１０６は円筒Ｄ１０１内の鋳型砂Ｓを攪拌する。支持台Ｄ１０７は、円筒Ｄ１０１下方に配設され、円筒Ｄ１０１を回転可能に支持する。駆動源Ｄ１０８は、円筒Ｄ１０１下方に配設され、円筒Ｄ１０１を回転させる。なお、円筒Ｄ１０１は、砂投入口Ｄ１０２側が高く、砂排出口Ｄ１０４側が低くなるよう、わずかに傾斜した状態で支持台Ｄ１０７に支持されている。【0038】
図３において、あらかじめバーナーＤ１０３に着火し、円筒Ｄ１０１内部を昇温しておく。その状態で円筒Ｄ１０１を回転させ、砂投入口Ｄ１０２から鋳型砂Ｓを投入する。鋳型砂Ｓは昇温された円筒Ｄ１０１内で攪拌板Ｄ１０６によって攪拌されながら昇温し、乾燥する。その後、鋳型砂Ｓは砂排出口Ｄ１０４に達したところで、砂排出口Ｄ１０４より排出される。【0039】
ここで、乾燥される鋳型砂Ｓが水分を蒸発させるのに十分な温度まで加熱されないと、水分の管理値以下にまで鋳型砂を乾燥させることができない。そのためには乾燥設備内Ｄでの鋳型砂Ｓの温度を９０℃以上になるよう加熱することが必要であり、鋳型砂Ｓの供給量及び砂投入口Ｄ１０２と砂排出口Ｄ１０４との間で最大何％の水分を蒸発させねばならないのか事前に検討して、バーナーＤ１０３から供給する熱量を決定しておく必要がある。【0040】
なお、乾燥設備Ｄの構成はこれら二つに限られるものではなく、鋳型砂Ｓを９０℃以上に加熱できる構造のものであれば、どのようなものでも構わない。例えば振動搬送しながら熱風を送風して乾燥させる機構の乾燥設備でも構わないし、熱風を送風しながら連続的に鋳型砂Ｓを攪拌して乾燥させる方式の乾燥設備でも構わないし、加熱源を円筒外部に配設した外燃式ロータリーキルンのような乾燥設備を用いても、問題はない。【0041】
乾燥設備Ｄは、鋳型砂Ｓを９０℃以上に加熱する能力を有するので、砂粒に残留する水分を効率的に管理値以下にまで乾燥することが可能である。【0042】
（磁選設備）次に、磁選設備Ｍを説明する。図４は、磁選設備Ｍの概略断面図である。磁選設備Ｍは、鋳型砂Ｓを０．１５Ｔ〜０．５Ｔの範囲内である磁束密度によって磁選し、鋳型砂Ｓから磁着物を除去する。磁選設備Ｍは、半磁外輪式の磁選設備である。磁選設備Ｍは、永久磁石Ｍ１、回転ドラムＭ２、入口側ダンパーＭ３、出口側分離板Ｍ４、砂投入口Ｍ５、砂排出口Ｍ６、磁着物排出口Ｍ７、及び、筐体Ｍ８を備えている。
【0043】
永久磁石Ｍ１は、設備の中心に固定され、鋳型砂Ｓの搬送範囲内に磁力を付与するよう配置される。回転ドラムＭ２は、永久磁石Ｍ１の外周に密接配置され、図示しない動力源により回転する機構を有する。回転ドラムＭ２は、上端Ｍ２ａ、及び、下端Ｍ２ｃを有する。入口側ダンパーＭ３は、回転ドラムＭ２の直上に配置され、自在に開度を調整できる機構を有する。出口側分離板Ｍ４は、回転ドラムＭ２の直下に回転ドラムＭ２との間に空隙を有するように配置され、自在に開度を調整できる機構を有する。砂投入口Ｍ５は、回転ドラムＭ２の直上に入口側ダンパーＭ３と隣接して配置される。砂排出口Ｍ６は、回転ドラムＭ２の直下で出口側分離板Ｍ４と筐体Ｍ８との間の永久磁石Ｍ１側で下方に開口する。磁着物排出口Ｍ７は、回転ドラムＭ２の直下で出口側分離板Ｍ４と筐体Ｍ８との間の反砂排出口Ｍ６側で下方に開口する。筐体Ｍ８は、磁選設備Ｍの全体を覆っている。【0044】
図４において、入口側ダンパーＭ３を定量切り出し（取り出し）が可能な状態になるよう調整した上で、回転ドラムＭ２を反時計回りに回転させた状態で砂投入口Ｍ５から鋳型砂Ｓを投入すると、回転ドラムＭ２の上端Ｍ２ａの位置から、回転ドラムＭ２の上に層を成した状態で鋳型砂Ｓが搬送される。回転ドラムＭ２の回転が進み回転ドラムＭ２の中間点Ｍ２ｂを通過すると、鋳型砂Ｓは回転ドラムＭ２から落下し、砂排出口Ｍ６から排出される。磁着物Ｅは回転ドラムＭ２の下端Ｍ２ｃまで搬送され、そこで回転ドラムＭ２から落下する。この時、出口側分離板Ｍ４を鋳型砂排出口Ｍ６側に倒すと、回転ドラムＭ２の下端Ｍ２ｃで落下する磁着物Ｅのうち磁着物排出口Ｍ７から排出される割合が増加し、反対に出口側分離板Ｍ４を磁着物排出口Ｍ７側に倒すと、回転ドラムＭ２の下端Ｍ２ｃで落下する磁着物Ｅのうち砂排出口Ｍ６から排出される割合が増加する。したがって、出口側分離板Ｍ４の位置は、磁着物Ｅの歩留まりを勘案して、適切な位置に調整しておく必要がある。【0045】
また、磁選の効率は、磁束密度以外に回転ドラムＭ２の上に層を成した鋳型砂Ｓの厚さによっても決まる。この厚さが過剰となると、たとえ適切な磁束密度の磁選を行ったとしても、磁着物Ｅは回転ドラムＭ２の中間点Ｍ２ｂから回転ドラムＭ２の下端Ｍ２ｃまでの間に落下してしまい、鋳型砂Ｓ内に引き続き滞留してしまう。そのため、回転ドラムＭ２の上に層を成した鋳型砂Ｓの厚さが５ｍｍ以下となるよう、鋳型砂Ｓの供給量を勘案して、永久磁石Ｍ１の直径及び横幅を選定する必要がある。【0046】
磁選設備Ｍは、磁束密度０．１５Ｔ〜０．５Ｔの能力を有する、半磁外輪式であるので、鋳型砂Ｓに残留する磁着物を、効率的に除去することが可能である。【0047】
（乾式の機械再生設備の第１の例）次に、乾式の機械再生設備Ｒを説明する。図５は、乾式の機械再生設備Ｒの第１の例である機械再生設備の概略断面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ矢視図であり、図７は、図５におけるＢ−Ｂ矢視図であり、図８は、図７におけるＣ−Ｃ矢視図である。乾式の機械再生設備Ｒは、鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。
【0048】
第１の例においては、乾式の機械再生設備Ｒは、連続式で下端に砂落し口を設けた砂供給シュートＲ２、砂供給シュートＲ２の下方において水平回転自在に配設された回転ドラムＲ４、及び、回転ドラムＲ４内に配設された１個以上のローラーＲ１２を備えている。【0049】
より具体的には、角筒部Ｒ１ａの下部に角錐部Ｒ１ｂを連結した処理槽Ｒ１の上端部には漏斗状の砂供給シュートＲ２が吊設されており、砂供給シュートＲ２の下端は図示されないゲートを介して常に一定流量の砂が流下される砂供給口Ｒ３が設けられている。砂供給シュートＲ２の下方には、回転ドラムＲ４が配設されており、回転ドラムＲ４は、円形底板Ｒ４ａの周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁Ｒ４ｂと、傾斜周壁Ｒ４ｂの上端から内側に張り出す堰Ｒ４ｃと、をそれぞれ一体的に連結した構成にされている。【0050】
回転ドラムＲ４とモーターＲ９との間の接続は特に制限されるものではないが、例えば、回転ドラムＲ４における円形底板Ｒ４ａの下面中央部には回転軸Ｒ５が固着されており、回転軸Ｒ５は中空状の支持フレームＲ６上に取付けられた軸受Ｒ７を介して、回転自在に支持されている。回転軸Ｒ５の下端にはＶプーリーＲ８ａが取付けられていて、処理槽Ｒ１の外側において、支持フレームＲ６上に取付けられたモーターＲ９の回転軸Ｒ１０にＶベルトＲ１１及びＶプーリーＲ８ｂを介して、伝動可能に連結されている。回転ドラムＲ４内には傾斜周壁Ｒ４ｂに対して若干の隙間を設け、かつ、傾斜周壁Ｒ４ｂに対し直角にして２個のローラーＲ１２、Ｒ１２が配設されており、ローラーＲ１２、Ｒ１２の上面中央部には支持軸Ｒ１３、Ｒ１３が相対的に回転可能にして連結されている。【0051】
支持軸Ｒ１３、Ｒ１３の上端は横方向（ローラーＲ１２、Ｒ１２に平行）に延びる支持アームＲ１４、Ｒ１４の一端に固着されており、支持アームＲ１４、Ｒ１４の他端部は軸受Ｒ１５、Ｒ１５を介して垂直回転可能に支持されて支持アームＲ１４、Ｒ１４に交差する方向に延びる水平軸Ｒ１６、Ｒ１６の一端に連結されている。水平軸Ｒ１６、Ｒ１６の他端は角筒部Ｒ１ａを貫通して外部に突出されて回転アームＲ１７、Ｒ１７の上端に固着されている。さらに２本の回転アームＲ１７、Ｒ１７の下端間はシリンダーＲ１８により連結されていて、全体としてローラー加圧機構Ｐを構成している。すなわち常時、回転アームＲ１７、水平軸Ｒ１６、アームＲ１４、を介してローラーＲ１２、Ｒ１２に対し傾斜周壁Ｒ４ｂ方向に一定圧力をかけた状態にしている。なおシリンダーＲ１８に代えて圧縮コイルばねを介して回転アームＲ１７、Ｒ１７の下端間を連結しても同様の作用効果が得られる。【0052】
このような構成にされたものは、モーターＲ９を駆動させて回転ドラムＲ４を図６の矢印方向に回転させた状態で砂供給シュートＲ２内に鋳型砂Ｓを供給する。これにより砂供給口Ｒ３から一定量の鋳型砂Ｓが回転ドラムＲ４の円形底板Ｒ４ａの中央部へ連続的に供給される。供給された鋳型砂Ｓは回転ドラムＲ４の遠心力により外方向へ移動され、更に傾斜周壁Ｒ４ｂの内面に遠心力により押え付けられながら堆積してゆき、その厚さを増して砂層Ｌを形成する。この砂層Ｌは厚さが傾斜周壁Ｒ４ｂとローラーＲ１２、Ｒ１２との隙間よりも厚くなるとローラーＲ１２、Ｒ１２は鋳型砂Ｓとの摩擦力で回転を始める。さらに時間が経過すると砂層Ｌはさらに厚さを増して堰Ｒ４ｃをのり越える。その後は堰Ｒ４ｃの幅にほぼ等しい厚さに一定に保たれる。【0053】
この状態で砂層Ｌは回転ドラムＲ４と共に回転し、ローラーＲ１２、Ｒ１２の位置に来るとローラーＲ１２、Ｒ１２と回転ドラムＲ４の傾斜周壁に挾まれて一定の加圧力を受けると共に砂内部に剪断作用を生じ、これにより鋳型砂Ｓの表面の付着物は剥離、除去され砂再生が成される。この砂再生は、ローラーＲ１２により一定圧力で加圧された状態での剪断作用により行なわれるものであるため、効率よく付着物が剥離されると共に砂の破砕が少ない。再生された砂は堰Ｒ４ｃをのり越えて処理槽Ｒ１の下方へ落下してゆき、引き続き、図１に示される分級設備Ｃへと送られる。以上のように回転ドラムＲ４内への鋳型砂Ｓの供給、回転ドラムＲ４内での砂再生及び砂再生の排出が連続して行なわれ、鋳型砂Ｓが連続的に再生されてゆく。【0054】
上記の構成において、回転ドラムＲ４の周壁Ｒ４ｂを上外方に延びる上広がりの傾斜面にした理由は、遠心力で砂層Ｌを形成する場合重力の影響で下方ほど堆積層の内径が小さくなるので砂層Ｌの厚さを上下方向にわたって一定にするためのものであり、これによりローラーＲ１２、Ｒ１２による均等な加圧がなされ、より効率の良い砂再生が成される。また上記の構成においてはローラーＲ１２を２個配設しているが、１個でもよく、また、３つ以上でもよい。【0055】
さらにローラーＲ１２、Ｒ１２の外周部の材質を砥石などの研磨材にすることにより、砂再生作用のほかに、回転ドラムＲ４の傾斜周壁Ｒ４ｂとローラーＲ１２、Ｒ１２に挾まれた砂は研磨材による研磨作用を同時に受け、再生効率を更に向上させることができる。またローラーＲ１２、Ｒ１２は傾斜周壁Ｒ４ｂの方向へ一定圧力をかけた状態にされているため若干の摩耗等があっても鋳型砂Ｓを一定圧力で加圧することができ、砂再生の安定化を測ることが可能となる。【0056】
また、機械再生設備Ｒにおいて、再生の強さとはモーターＲ９の負荷電流によって表されるのだが、モーターＲ９の負荷電流は、砂層Ｌの厚さと、ローラー加圧機構Ｐの加圧力によって決定される。したがって、堰Ｒ４ｃの幅とローラー加圧機構Ｐの加圧力を最適なものに調整することで、最も効率的な再生を行うことが可能となる。【0057】
なお、シリンダーＲ１８の動力は空圧、水圧、油圧、電動など特に制限するものではないが、特に空圧油圧複合シリンダーを採用することで、加圧力を調整する際に迅速に反応させることが可能となる。【0058】
このような構成を取ることにより、機械再生設備Ｒは、非常に効率よく再生を行うことが可能となる。【0059】
（乾式の機械再生設備の第２の例）図９は、乾式の機械再生設備Ｒの第２の例である機械再生設備の概略断面図であり、図１０は、乾式の機械再生設備Ｒの第２の例における、投入砂流量とモーターの目標電流値との相対関係を示すグラフであり、図１１は、乾式の機械再生設備Ｒの第２の例における、フローチャートである。乾式の機械再生設備Ｒは、鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。
【0060】
第２の例においては、乾式の機械再生設備Ｒは、砂（鋳型砂Ｓ）を投入するため下端に砂落し口を有する砂投入部Ｒ１０１と、砂投入部Ｒ１０１の下方において水平方向に回転自在に配設される回転ドラムＲ１０２と、回転ドラムＲ１０２をモーターＲ１０３により回転させるモーター駆動手段Ｒ１０４と、回転ドラムＲ１０２内において隙間を設けて配置されたローラーＲ１０５、Ｒ１０５と、ローラーＲ１０５、Ｒ１０５にシリンダーＲ１０６、Ｒ１０６が連結されて、ローラーＲ１０５、Ｒ１０５を回転ドラムＲ１０２に向けて押しつけるローラー加圧機構Ｒ１０７、Ｒ１０７とを備える鋳型砂再生設備に、砂投入部の砂落し口に設置され、投入される砂流量を検出する砂流量検出器Ｒ１０８と、モーター駆動手段Ｒ１０４の電流値を検出する電流検出器Ｒ１０９と、シリンダーＲ１０６、Ｒ１０６の圧力制御手段Ｒ１１０と、制御手段Ｒ１１１とが備えられている。【0061】
回転ドラムＲ１０２は、円形底板Ｒ１０２ａの周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁Ｒ１０２ｂおよび傾斜周壁Ｒ１０２ｂの上端から内側に張り出す堰Ｒ１０２ｃを連結した構成にされている。ローラーＲ１０５、Ｒ１０５は、傾斜周壁Ｒ１０２ｂに対して若干の隙間を設けて配置されている。また、回転ドラムＲ１０２を囲むようにシュートＲ１１２が設けられている。これにより、ローラーＲ１０５、Ｒ１０５により一定圧力で加圧された状態で剪断作用が行われ再生された砂（鋳型砂Ｓ）は、堰Ｒ１０２ｃを乗り越えてシュートＲ１１２に集められたのち分級設備Ｃへと送られる。【0062】
モーター駆動手段Ｒ１０４は特に限定されるものではないが、回転ドラムＲ１０２をモーターＲ１０３とベルトで駆動させる機構を用いることができる。この構成においては、回転ドラムＲ１０２における円形底板Ｒ１０２ａの下面中央部には門形フレームＲ１１３に取り付けられた軸受部Ｒ１１４に軸支される回転軸Ｒ１１５ａが固着されている。回転軸Ｒ１１５ａの下端にはプーリーＲ１１６ａが取付けられている。また、機体の外側には、フレームＲ１１７にモーターＲ１０３が取付けられている。これにより、回転ドラムＲ１０２は、このモーターＲ１０３の回転軸Ｒ１１５ｂに取り付けられるプーリーＲ１１６ｂとプーリーＲ１１６ａに巻きつけられるベルトＲ１１８により、モーターＲ１０３の駆動力が伝動可能にされている。【0063】
ローラー加圧機構Ｒ１０７は、ローラーＲ１０５をシリンダーＲ１０６で加圧させる機構を用いることができれば、とくに限定されるものではない。本構成では、ローラーＲ１０５の上端面に固着される連結具Ｒ１１９と、連結具Ｒ１１９に挿通して支持される軸Ｒ１２０と、軸Ｒ１２０に連結されるアームＲ１２１と、アームＲ１２１に連結されるシリンダーＲ１０６とからなる機構にされている。また、このシリンダーＲ１０６は、そのロッドがアームＲ１２１の上端部に回動自在に連結されている。なお、本構成では、２個のローラーＲ１０５が配設されているが、ローラーＲ１０５の個数は適宜選定することができる。【0064】
砂流量検出器Ｒ１０８は、砂投入部Ｒ１０１の砂落し口に設置され、投入される砂流量を検出することができる検出器であれば、とくに限定されるものではないが、たとえばロードセルなどで一定の高さから落下する砂の荷重を測定する装置を用いることができる。また、電流検出器Ｒ１０９は、モーター駆動手段Ｒ１０４の電流値を検出することができる検出器であれば、とくに限定されるものではないが、たとえば電流表示に用いられる変流器の信号を数値データに変換する装置を用いることができる。【0065】
さらに、圧力制御手段Ｒ１１０は、シリンダーＲ１０６の加圧力を調整できる機構であれば、とくに限定されるものではないが、本構成では、油圧配管Ｒ１２２に接続される電磁切替弁Ｒ１２３、圧力制御弁Ｒ１２４、油圧ポンプＲ１２５及び油圧タンクＲ１２６からなる機構とされている。この圧力制御弁Ｒ１２４は、送られてくるオイルを制御手段Ｒ１１１の出力信号の大きさに比例した圧力に制御してシリンダーＲ１０６側に送り出すようにされている。なお、本構成では、シリンダーＲ１０６が油圧シリンダーとされているが、空圧シリンダー、空圧油圧複合シリンダーまたは電動シリンダーとすることができる。この場合、シリンダーの種類に応じて適宜シリンダーの加圧力を調整できる機構を採用することができる。【0066】
制御手段Ｒ１１１は、砂流量検出器Ｒ１０８により検出される砂流量に応じてシリンダーＲ１０６によるローラーＲ１０５の加圧力を調整する構成にされている。本構成では、あらかじめ設定された、回転ドラムＲ１０２に投入されるべき砂流量と、砂流量に応じたモーターＲ１０３の電流値との相対関係を維持するように、砂流量検出器Ｒ１０８により検出された砂流量に対応するモーターＲ１０３の電流値を算出する目標電流演算部と、算出された砂流量に対応するモーターＲ１０３の目標電流値と運転中の実測したモーターＲ１０３の電流値とを比較する比較部と、比較部の結果に基づいて運転中のモーターＲ１０３の電流値を目標電流値になるようにシリンダーＲ１０６によるローラーＲ１０５の加圧力を調整する制御部とからなる構成にされている。具体的には、演算内容は負の帰還量を算出している。つまり、目標の電流値に近づくためには、現在の設定圧力を、どれだけ上げるべきか、下げるべきか、またはそのままでよいかを算出している。【0067】
相対関係は、仕様により決定される砂流量と再生砂に要求される研磨の程度の違いにより決定される電流値、たとえば研磨し易い砂は８０〜１００Ａ程度、研磨し難い砂は１００〜１２０Ａ程度とに基づいて、回転ドラムＲ１０２に投入される砂流量を再生するのに必要なモーターＲ１０３の電流値を目標電流値として求めることができる。たとえば、砂流量が２〜５ｔ／ｈ程度を対象とした設備を考えると、図１０に示されるように、砂流量５ｔ／ｈを再生するときに必要なモーターＲ１０３の電流値を１００Ａとすると、回転ドラムＲ１０２に投入される砂流量が４ｔ／ｈである場合、砂流量に応じたモーターＲ１０３の目標電流値は８８Ａとなる。本構成では、砂流量が５ｔ／ｈから４ｔ／ｈに減少したとき、運転中のモーターＲ１０３の電流値を目標電流値８８ＡになるようにシリンダーＲ１０６によるローラーＲ１０５の加圧力を調整する。【0068】
なお、本構成における相対関係は、投入砂流量に応じた電流値の調整を直線で表しているが、曲線で表される場合についても同様の制御を行うことができる。【0069】
また、比較部は、投入された砂流量に対応するモーターＲ１０３の目標電流値と運転中の実測したモーターＲ１０３の電流値とを比較したのち、シリンダーＲ１０６によるローラーＲ１０５の加圧力に対する増加減率を算出する演算部を具備しているのが好ましい。たとえば、つぎの式（１）から得られる増加減率（増圧率または減圧率）を１秒周期で演算してシリンダーＲ１０６の加圧力を調整する。ここで、感度とは増加減率が急激に変化することを調整するためのものであり、たとえば０．２とすることができる。【0070】
（数１）増加減率＝（目標電流値／実測の電流値−１)×感度＋１・・・（１）
【0071】
具体的な加圧力の演算例としては、目標電流値＝８８Ａ、実測の電流値＝８０Ａにて、感度＝０．２とした場合、増加減率＝（８８／８０−１）×０．２＋１＝１．０２となり、現在の圧力設定値が１００ｋＰａなら、１秒後の圧力設定値を１００×１．０２＝１０２ｋＰａとする。【0072】
また、本構成では、制御手段Ｒ１１１に付加される機能として、処理砂の累計重量値を算出する演算手段を備えている。この演算手段は、砂流量検出器Ｒ１０８により測定した砂流量を処理時間について積分演算を行い、処理砂の累計重量値を算出する。たとえば、測定した砂流量を処理時間について積分演算を行う方法としては、サンプリング時間を1秒に設定するとともに、処理開始時点の砂量小計をゼロとして、砂処理中の砂量をつぎの式（２）により１秒毎に演算を行う。【0073】
（数２）砂量小計＝砂量小計＋毎時砂流量×１／３６００・・・（２）
【0074】
ついで、この砂処理中の砂量を積分演算したのち、処理完了時点の処理砂の累計重量値（砂累計値）は、つぎの式（３）により算出することができる。【0075】
（数３）砂量累計＝砂量累計＋砂量小計・・・（３）
【0076】
なお、ここで、累計を求める手順を小計と累計の二段階に分けたのは演算精度を確保するためである。たとえば２〜５ｔ／ｈを処理する場合、１秒当り０．６〜１．４ｋｇの砂が流れるので、１年のうち２０００時間の稼動では、処理砂の量は(０．６〜１．４)×３６００×２０００＝４３２００００〜１００８００００ｋｇとなる。演算処理では、有効数字７桁で浮動小数点まで演算をさせているので、累計が小さい間はそのまま積算しても高精度の演算ができる。ところが、長い間累計をリセットしないと前述の様に、演算結果が７桁を越えることもあり得る。この場合は、小さい方の有効数字が失われ、全く加算されなくなるという不具合が発生する。そこで、再生処理毎に一旦、小計を取り、小さい方の数字を３程度桁移動させた後、累計に加算することにより高精度の演算を行っている。【0077】
そして、算出される処理砂の累計重量値は、表示装置、たとえばパーソナルコンピュータや、グラフィックタッチパネルなどに表示し、メモリーカードなどに記録する。本構成では、この記録される処理砂の累計重量値の情報（データ）を、鋳型造型工程における砂量の管理や、設備の消耗部品、たとえばローラーＲ１０５や回転ドラムＲ１０２の交換時期の管理に役立てることができる。【0078】
このようにして構成された設備は、図１１のフローチャートにしたがって動作する。本構成では、再生する砂流量が５ｔ／ｈである設備を対象とし、使用されるモーターの目標電流値を１００Ａとする。このときの相対関係は図１０に示される。そこで、回転ドラムに投入される砂流量と砂流量に応じたモーターの目標電流値との相対関係を設定し、記憶させる（ステップＳ１）。次に、砂再生設備を起動する。そして、回転ドラムに砂の投入を開始する（ステップＳ２）。次に、砂投入部に設置した砂流量検出器にて、現在の投入砂流量を算出する（ステップＳ３）。次に、相対関係から投入砂流量に応じたモーターの目標電流値を算出する（ステップＳ４）。【0079】
次に、現在（運転中）のモーターの電流値（実測電流値）を算出し、投入された砂流量に対応するモーターの目標電流値と比較する（ステップＳ５、Ｓ６）。次に、シリンダーによるローラーの加圧力に対する増加減率を算出する（ステップＳ７）。次に、式（１）から得られる増加減率をサンプリング時間、たとえば１秒ごとに算出し、シリンダーの加圧力設定値を増減し、モーターの電流値を増減させる。なお、このときの感度は０．２とした（ステップＳ８）。【0080】
本構成では、投入される砂流量に対応するモーターの目標電流値に合わせてシリンダーの加圧力を制御することで再生砂の品質を向上させることができる。【0081】
また、本構成では、再生設備における主要データを運転している最中に記録し、採取記録を分析することで設備の稼動状態や砂性状の変化を監視して、適正範囲を超える場合は対処を促すための警報を発することで、大きな問題発生を防止することにより再生砂の品質管理ができる。監視としては、ディスプレイ画面に表示して適正範囲を超える場合はその理由と対処方法を表示する。主要データとしては、投入された砂流量、モーターの電流値、シリンダーの伸びおよび加圧力の設定値を挙げることができる。たとえば投入砂流量の極端な減少は、ローラーを急加熱し、割れを引き起こすこともあるため、砂流量を監視する。【0082】
目標電流値とモーターの電流値が異なることから電流値の変動を管理するため、モーターの電流値を記録し、監視する。シリンダーの伸びが適正範囲（たとえば７０〜１１０ｍｍ）を超えた時だけ異常表示をするのでは、それまでの過程が不明となるので記録を行う。また、砂性状やローラーの加圧力などの値が変化していないのにも関わらず、シリンダーの伸びが大きくなる場合はローラーや回転ドラムの摩耗が考えられるため、シリンダーの伸びを監視する。このシリンダーの伸びは、シリンダーＲ１０６のロッドに位置センサー、たとえばリニアゲージＲ１２７、Ｒ１２７を連結して測定することができる。また、ローラーの加圧力にも制御可能な範囲があるため、ローラーの加圧力も監視する。【0083】
そこで、本構成では、主要データを運転中記録する記録部と、記録される主要データをそれぞれ適正な範囲にあるか否かを判定する判定部と、判定部の結果、主要データが適正な範囲外となった場合は対処を促す警報を発する警報指令部とを具備するのが好ましい。【0084】
このような構成を取ることにより、機械再生設備Ｒは、供給される砂（鋳型砂Ｓ）の性状の変動に合わせて常に最適の条件にローラーの加圧力が最適な状態に制御され、再生砂の性状を常に一定に保つことが可能となる。【0085】
（圧縮空気噴射手段）次に、乾式の機械再生設備Ｒに用いられる圧縮空気噴射手段を説明する。図１２は、圧縮空気噴射手段２の概略構成図である。圧縮空気噴射手段２は、乾式の機械再生設備Ｒの傾斜周壁に付着堆積している堆積微粉に圧縮空気を噴射してこれを除去する。これは、再生によって鋳型砂Ｓから剥離した微粉が傾斜周壁に付着堆積して層を形成して固着することで、加圧が不十分になり再生効率が著しく低下することがあるので、微粉堆積層が固着する前に、圧縮空気を噴射してこれを除去するためである。
【0086】
圧縮空気噴射手段２は、図示しない圧縮空気源からの圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁Ｒ２０１、圧力調整弁Ｒ２０１からの圧縮空気の流量を調整する流量調整弁Ｒ２０２、圧力調整弁Ｒ２０１および流量調整弁Ｒ２０２を貫流した圧縮空気を噴射するノズルＲ２０３、及び、圧力調整弁Ｒ２０１及び流量調整弁Ｒ２０２を制御する制御手段Ｒ２０４で構成される。また、本図では、処理槽が、水平面内で回転可能に配設された円形底板Ｒ２０５ａ、円形底板２０５ａの周端から斜め上外方に延びる傾斜周壁Ｒ２０５ｂ、及び、傾斜周壁Ｒ２０５ｂの上端から内側に張り出す堰Ｒ２０５ｃをそれぞれ一体的に連結した回転ドラムＲ２０５と、傾斜周壁Ｒ２０５ｂ上を転がり自在に軸支されて配設されたローラーＲ２０６とで構成され、ノズルＲ２０３が処理槽内に配設され、ノズルＲ２０３の先端は傾斜周壁Ｒ２０５ｂに対向している。【0087】
ここで、回転ドラムＲ２０５は、上述した乾式の機械再生設備の回転ドラムＲ４及びＲ１０２に相当し、円形底板Ｒ２０５ａは、上述した乾式の機械再生設備のＲ４ａ及びＲ１０２ａに相当し、傾斜周壁Ｒ２０５ｂは、上述した乾式の機械再生設備の傾斜周壁Ｒ４ｂ及びＲ１０２ｂに相当し、堰Ｒ２０５ｃは、上述した乾式の機械再生設備の堰Ｒ４ｃ及びＲ１０２ｃに相当し、ローラーＲ２０６は、上述した乾式の機械再生設備のローラーＲ１２及びＲ１０５に相当する。【0088】
そしてローラーＲ２０６はシリンダーＲ２０７とローラー加圧機構Ｒ２０８を介して連結されており、さらにシリンダーロッドには位置センサーＲ２０９が接続され、シリンダーロッドの伸びの情報を、制御手段Ｒ２０４へ送る。制御手段Ｒ２０４には、噴射条件選定手段として、堆積微粉の成長速度によって決まる、固有の圧縮空気の圧力と流量、そして噴射時間の条件が記憶されている。【0089】
ここで、シリンダーＲ２０７は、上述した乾式の機械再生設備のシリンダーＲ１８及びＲ１０６に相当し、ローラー加圧機構Ｒ２０８は、上述した乾式の機械再生設備のローラー加圧機構Ｐ及びＲ１０７に相当する。【0090】
このように構成したものは、加圧開始時の位置センサーＲ２０９の情報を制御手段Ｒ２０４で記憶し、その後引き続き位置センサーＲ２０９の情報を連続的に制御手段Ｒ２０４で収集することにより、シリンダーＲ２０７のロッドの伸びの変化を制御手段Ｒ２０４の情報として取得する。ここで例えば、加圧開始時と比較してシリンダーロッドの伸びが１０ｍｍ減少したとすると、シリンダーロッドの総長さと加圧制御機構の長さの比率から決定されるローラーＲ２０６と傾斜周壁Ｒ２０５ｂとの距離の関係から、制御手段Ｒ２０４で微粉堆積層の厚さを演算する。そして、あらかじめ設定した噴射条件となる微粉堆積層の厚さに達したら、微粉堆積層に圧縮空気を噴射してこの微粉堆積層を除去する。【0091】
設定した噴射条件となる微粉堆積層に達する時間が短い（例えば略５分）場合は、微粉は付着性が高いことが推定されるので、制御手段Ｒ２０４に記憶された噴射条件選定手段のうち、例えば圧縮空気の圧力が高く、風量が多く、そして噴射時間が長いものを選択することになる。反対に、設定した噴射条件となる微粉堆積層に達する時間が長い（例えば略１５分）場合は、微粉は付着性が低いことが推定されるので、制御手段Ｒ２０４に記憶された噴射条件選定手段のうち、例えば圧縮空気の圧力が低く、風量が少なく、そして噴射時間が短いものを選択することになる。またこれらとは別に、噴射条件選定手段として一定の時間間隔（例えば３分に１回）を選択できるようにし、一定の時間間隔で微粉堆積層の厚さと関係なく圧縮空気を噴射することで、微粉堆積層の成長を未然に防止するようにしてもよい。【0092】
圧縮空気噴射手段２を用いることにより、堆積微粉がローラーで加圧されて固着し、加圧力を最適な状態に制御出来なくなることを防止することが可能となる。【0093】
（分級設備Ｃ）次に、分級設備Ｃを説明する。図１３は、分級設備Ｃの概略断面図である。分級設備Ｃは、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉とを分離する。分級設備Ｃは、風箱Ｃ１、底板Ｃ２、沈降室Ｃ３、砂排出口Ｃ４、砂投入口Ｃ５、堰Ｃ６、送風管Ｃ７、及び、集塵口Ｃ８を備えている。
【0094】
風箱Ｃ１は、分級設備Ｃの下部に設けられ、送風管Ｃ７から送られてきた空気が風箱Ｃ１を経由して沈降室Ｃ３に送風される。底板Ｃ２は、風箱Ｃ１の上部に置かれ、投入された鋳型砂Ｓが上面に留まる様になっている。底板Ｃ２には、風箱Ｃ１からの風（空気）を沈降室Ｃ３に送風する空気噴出口Ｃ２ａが設けられている。沈降室Ｃ３は、分級設備Ｃの上部に設けられ、風を受けた鋳型砂Ｓがその中で流動（浮遊）する。砂排出口Ｃ４は、沈降室Ｃ３の先端に設置され、機体下方に開口している。鋳型砂Ｓは砂排出口Ｃ４から排出される。砂投入口Ｃ５は、風箱Ｃ１の上部に設置され、機体上方に開口している。再生された鋳型砂Ｓは砂投入口Ｃ５から投入される。なお、底板Ｃ２は、砂排出口Ｃ４側が低くなり、砂投入口Ｃ５側が高くなるように、わずかに傾斜させてある。【0095】
堰Ｃ６は、底板Ｃ２上の砂排出口Ｃ４に隣接した位置に設けられている。堰Ｃ６は流動（浮遊）した鋳型砂Ｓを一時的に堰き止める。送風管Ｃ７は、風箱Ｃ１の底部に設置され、図示されていない送風機に接続されている。送風管Ｃ７は、送風機が発生させた風を送風する。集塵口Ｃ８は、沈降室Ｃ３の上端に設置され、図示されていない集塵装置に接続されている。鋳型砂Ｓから分離した炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉が集塵口Ｃ８を経由して集塵装置に集められる。【0096】
図１３において、砂投入口Ｃ５から鋳型砂Ｓを投入すると同時に、送風機により発生された風（空気）が送風管Ｃ７に送風される。送風された風は、風箱Ｃ１に流れ込み、さらに、底板Ｃ２の空気噴出口Ｃ２ａを通じて沈降室Ｃ３に送風される。すると、底板Ｃ２上に溜まっていた鋳型砂Ｓは、風を受けることにより流動化し、底板Ｃ２上を滑動するとともに一部は分級設備Ｃ（沈降室Ｃ３）内で浮遊を始める。この時、鋳型砂Ｓに付着していた炭化物、焼結物、金属化合物などは鋳型砂Ｓと分離する。浮遊した鋳型砂Ｓは、底板Ｃ２の傾斜に沿って砂排出口側Ｃ４の方へ進んだ後、堰Ｃ６によって滑動を停止する。よって、鋳型砂Ｓは、この部分で層を形成し始める。さらに、連続して砂投入口Ｃ５から鋳型砂Ｓを投入すると、鋳型砂Ｓの層は堰Ｃ６を越え、砂排出口Ｃ４から排出される。【0097】
この時、集塵口Ｃ８から集塵を行うことで、分級設備Ｃ（沈降室Ｃ３）内を浮遊している炭化物、焼結物、金属化合物などと鋳型砂Ｓは集塵口Ｃ８に向けて浮遊移動するが、再利用可能な鋳型砂Ｓは集塵口Ｃ８に到達する前に重力により落下し、砂排出口Ｃ４から排出される。一方、鋳型砂Ｓから離した炭化物、焼結物、金属化合物などは、鋳型砂Ｓと比較して質量が軽いため重力による落下は起こらず、空気とともに集塵口Ｃ８から排出される。このようにして、鋳型砂Ｓから分離される。【0098】
分級設備Ｃは比重分級法を用いているので、複雑な構造を持たずに砂粒と微粉とを効率的に分級することが可能となる。【0099】
なお、前述した乾燥設備Ｄの第１の例である流動層式の熱風乾燥設備と、分級設備Ｃとは構造的に類似している。例えば、熱風送風管Ｄ７に接続されている熱風発生装置を送風機に切り替えることにより、乾燥設備Ｄを分級設備Ｃとして使用することができる。また、送風管Ｃ７に接続されている送風機を熱風発生装置に切り替えることにより、分級設備Ｃを乾燥設備Ｄとして使用することができる。よって、乾燥設備Ｄを分級設備Ｃに、又は、分級設備Ｃを乾燥設備Ｄに流用することが可能である。【0100】
（再生方法）次に、第１の実施の形態に係る再生設備１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。本再生方法で用いられる生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓは、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある砂である。例えば、水分が含まれている可能性がある砂とは、砂処理設備で古砂がオーバーフローしたオーバーフロー砂が挙げられる。また、磁着物が付着している可能性がある砂とは、ショットブラスト工程から排出された製品付着砂が挙げられる。
【0101】
オーバーフロー砂は、砂粒表面に、ベントナイトと生型添加剤が付着し、さらに、砂粒表面に、ベントナイトが焼結してできるオーリティクスと呼ばれる多孔質の焼結層が形成されている。ベントナイトと生型添加剤が砂粒表面に残留したままでは、生型砂の通気度と充填性を低下させる。また、生型添加剤がガス化すると、鋳物のガス欠陥の原因ともなる。さらに、オーリティクスが過剰に残留すると、鋳型の充填性を低下させると同時に耐火度を下げる原因ともなる。従って、オーバーフロー砂では、砂粒表面のベントナイトと生型添加剤を除去し、さらに砂粒表面のオーリティクスを剥離し、除去することが必要である。【0102】
製品付着砂は、非常に苛烈な熱履歴を受けているためにベントナイトが焼結してオーリティクスに変化している。それ以外の生型添加剤や中子粘結剤も多くの部分がガス化して揮発しているが、一部は炭化した状態で砂粒表面に残留している。それ以上に重要なのは、この砂には磁着物（金属と砂粒が溶着した状態の砂粒）が多く存在することである。磁着物が過剰な砂が鋳型に混入すると鋳物の焼き付き欠陥の原因となるとともに、中子に使用した場合に中子用粘結剤の強度発現不良の原因ともなる。従って、製品付着砂では、磁着物を磁選により除去した上で、表面の炭化物を除去することが必要である。【0103】
図１４は、第１の実施の形態に係る再生設備１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。本再生方法に用いられる鋳型砂Ｓは、前述した様に、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある。【0104】
初めに、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を測定する（第一工程）。砂の水分量を測定するために、公知の測定方法を用いることができる。例えば、水分量の測定方法として、ＪＩＳ Ｚ ２６０１ 附属書５「鋳物砂の水分試験方法」が挙げられる。【0105】
また、砂の磁着物量を測定するために、公知の測定方法を用いることができる。例えば、磁着物量の測定方法として、ＡＦＳ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ）発行のＭｏｌｄ ＆ Ｃｏｒｅ Ｔｅｓｔ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎで規定されている、Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ＡＦＳ ５１０１−００−Ｓ “ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬ， ＲＥＭＯＶＡＬ ＡＮＤ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ”が挙げられる。この手順書では磁着物を分離するために用いる磁石の磁束密度に関する規定がないが、本発明で規定される磁着物の測定を行うには、磁束密度０．１５Ｔ〜０．５Ｔの磁石を用いることが必要である。【0106】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、乾燥設備Ｄで鋳型砂Ｓを乾燥させる（第二工程）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。水分量が０．５％以下であれば、再生設備１の中で棚吊りを起こすことがなく、また、水分量が多いことに起因する中子強度発現不良などの問題を発生させることがないためである。【0107】
鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、磁選設備Ｍで、鋳型砂Ｓを磁選する（第二工程）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。磁着物量が５．０％以下であれば、再生砂を使用することによる鋳物の焼き付き欠陥や、残留金属分が原因である中子強度発現不良などの問題を発生させることがないためである。【0108】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定する（第二工程）。【0109】
鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。【0110】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要、及び、磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定し、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。なお、このように、バイパス系ＢＰ１とバイパス系ＢＰ２の両方を通過する経路を、バイパス系ＢＰ３と呼ぶ。【0111】
次に、乾式の機械再生設備Ｒで鋳型砂Ｓの再生を行う（第三工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。【0112】
次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃで分級する（第四工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0113】
第三工程（再生処理）、及び、第四工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第三工程（再生処理）、及び、第四工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒへ戻るように設定する。そして、鋳型砂Ｓは、乾式の機械再生設備Ｒ、及び、分級設備Ｃを再び通過する。本工程は、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分の測定値が管理値以下になるまで繰り返される。【0114】
一方、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定し、鋳型砂Ｓは再生設備１から排出される。これにより再生処理は終了する。【0115】
ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。強熱減量が０．６％以下であれば、砂粒表面に付着した揮発分が注湯時にガス化して鋳物欠陥の原因となったり、中子に使用した際に硬化反応を阻害したりするなどの問題を発生させることがないためである。砂の強熱減量を測定するために、公知の測定方法を用いることができる。例えば、強熱減量の測定方法として、ＪＩＳ Ｚ ２６０１ 附属書６「鋳物砂の強熱減量試験方法」が挙げられる。【0116】
また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。全粘土分が０．６％以下であれば、砂粒表面に付着した揮発分が注湯時にガス化して鋳物欠陥の原因となったり、中子に使用した際に硬化反応を阻害したりするなどの問題を発生させることがないためである。また、鋳型砂Ｓ全体の微粉が増加することによる鋳型砂Ｓの通気度低下や充填性低下などの鋳型砂Ｓの品質を低下させる問題も発生させることがないためである。砂の全粘土分を測定するために、公知の測定方法を用いることができる。例えば、全粘土分の測定方法として、ＪＩＳ Ｚ ２６０１ 附属書１「鋳物砂の粘土分試験方法」が挙げられる。【0117】
乾式の機械再生設備Ｒ、及び、分級設備Ｃ（再生処理、及び、分級処理）を通過させる回数のことをパスと称する。最初のパスを１パスと称し、通過させる回数が増すに従い、以降２パス、３パスなどと称する。【0118】
管理値以下の強熱減量、及び、管理値以下の全粘土分とするのに何パス必要とするかは、あらかじめ試験的に砂を再生し、何パスで管理値以下の強熱減量、及び、管理値以下の全粘土分に達するのか確認することにより決定される。【0119】
上述したように、集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃと接続されており、分級設備Ｃで発生したダスト（微粉）を集塵することが可能となっている。ここで、１パス目で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。そのため、これらのダストはベントナイト及び生型添加剤の代替物として混練工程で再利用することが可能である。したがって、この工程で発生するダストはそれ以降のパスで集塵されるダストとは独立に回収してもよい。例えば、１パス目に集塵設備ＤＣで集塵されたダストを、２パス目開始前に排出するなどして２パス以降のダストと独立して回収するようにすることで、再利用可能な１パス目のダストを他のダストと混合させることなく、有効に再利用することが可能となる。【0120】
また、一般に焙焼炉を用いた熱再生では、鋳型砂Ｓを８００℃程度まで加熱する必要があるが、本実施の形態の乾燥設備Ｄでは、鋳型砂Ｓを９０℃以上１０５℃以下で加熱すればよいため、エネルギー消費量を抑えることができ、再生に必要なコストを削減することが可能となる。【0121】
このように、第１の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備から排出される水分及び磁着物が含まれた鋳型砂を乾式の機械再生のみで再生することができる。その結果、湿式再生を使用する場合に発生する廃水の中和処理・不純物の分離処理が不要となり、熱再生を使用する場合の多大なエネルギー消費量を削減することができ、再生設備を小型化かつ簡略化することができるので、砂再生に要する効率を上げ、砂再生にかかるコストを削減することが可能となる。【0122】
（第２の実施の形態）第２の実施の形態では、乾燥設備での乾燥工程、及び／又は、磁選設備での磁選工程を経た鋳型砂に対して、再度、鋳型砂に含まれる水分量、及び、磁着物量を測定し、それぞれの数値が管理値以下になるまで、乾燥設備での乾燥工程、及び／又は、磁選設備での磁選工程を繰り返す。第２の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0123】
図１５は、第２の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備１１は、乾燥設備Ｄ、磁選設備Ｍ、切り替え設備Ｖ１、切り替え設備Ｖ２、バイパス系ＢＰ１、バイパス系ＢＰ２、乾式の機械再生設備Ｒ、分級設備Ｃ、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、集塵設備ＤＣ、切り替え設備Ｖ４、及び、送還系ＰＬ２を備えている。【0124】
磁選設備Ｍと乾式の機械再生設備Ｒとの間には、乾燥設備Ｄでの乾燥工程、及び／又は、磁選設備Ｍでの磁選工程を経た鋳型砂Ｓを機械再生設備Ｒへそのまま送るか、鋳型砂Ｓを切り替え設備Ｖ１の手前に戻して再度、乾燥処理、及び／又は、磁選処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ４が備えられており、切り替え設備Ｖ４には、鋳型砂Ｓを乾燥設備Ｄ、及び／又は、磁選設備Ｍへ戻すための送還系ＰＬ２が接続している。鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を測定し、それぞれの数値が管理値以下になっていない場合には、鋳型砂Ｓを乾燥設備Ｄ、及び／又は、磁選設備Ｍへ戻すことが可能な構成となっている。【0125】
（再生方法）次に、第２の実施の形態に係る再生設備１１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図１６は、第２の実施の形態に係る再生設備１１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。本再生方法に用いられる鋳型砂Ｓは、前述した様に、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある。
【0126】
初めに、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を測定する（第一工程）。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、乾燥設備Ｄで鋳型砂Ｓを乾燥させる（第二工程）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、磁選設備Ｍで鋳型砂Ｓを磁選する（第二工程）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定する（第二工程）。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。【0127】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要、及び、磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定し、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。なお、このように、バイパス系ＢＰ１とバイパス系ＢＰ２の両方を通過する経路を、バイパス系ＢＰ３と呼ぶ。【0128】
次に、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を再度測定する（第三工程）。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、及び／又は、鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、再度、第二工程（乾燥工程、及び／又は、磁選工程）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ４を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ２を経由して切り替え設備Ｖ１の手前へ戻るように設定する（第三工程）。そして、鋳型砂Ｓは、乾燥設備Ｄ、及び／又は、磁選設備Ｍを再び通過する。本工程は、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値以下になるまで繰り返される。鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値以下の場合、切り替え設備Ｖ４を用いて鋳型砂Ｓが機械再生設備Ｒへ送られるように設定し、鋳型砂Ｓは乾式の機械再生設備Ｒへ送られる（第三工程）。【0129】
次に、乾式の機械再生設備Ｒで鋳型砂Ｓの再生を行う（第四工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃで分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0130】
第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒへ戻るように設定する。【0131】
一方、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定する。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0132】
このように、第２の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、鋳型砂に含まれる水分量、及び、磁着物量が管理値以下になるまで、乾燥設備での乾燥工程、及び／又は、磁選設備Ｍでの磁選工程を繰り返すことができるので、鋳型砂に含まれる水分量、及び、磁着物量を確実に管理値以下にすることが可能となる。【0133】
（第３の実施の形態）第１の実施の形態では、生型鋳造設備から排出される鋳型砂は、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある砂に対する再生方法及び再生設備について説明したが、第３の実施の形態では、生型鋳造設備から排出される様々な種類の鋳型砂Ｓを一度に再生する方法及び再生設備について説明する。第３の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0134】
図１７は、第３の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備２１は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯ、乾燥設備Ｄ、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯ、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂回収設備ＰＳ、製品付着砂異物除去設備ＩＳ、磁選設備Ｍ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬ、解砕設備Ｌ、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、砂塊及び砂回収設備ＰＣ、解砕設備Ｌ、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣ、砂切り出し／配合設備Ｆ、乾式の機械再生設備Ｒ、分級設備Ｃ、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、集塵設備ＤＣを備えている。【0135】
オーバーフロー砂回収設備ＰＯは、生型鋳造設備の砂処理設備（図示せず）から排出されたオーバーフロー砂（鋳型砂Ｓ）を回収する。オーバーフロー砂回収設備ＰＯの構造としては、例えば、生型鋳造設備の砂搬送系を流れる一定流量以上の回収砂をスクレーパーでかき取り、砂搬送系から分離回収するものが挙げられる。乾燥設備Ｄは、オーバーフロー砂回収設備ＰＯに回収されているオーバーフロー砂を乾燥させる。オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯは、乾燥後のオーバーフロー砂の異物を除去する。オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯは、回転式篩や振動式篩など、公知の構造の設備を使用することができる。オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯは、異物除去後のオーバーフロー砂を貯蔵する。オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯは、公知の構造を有するサンドホッパーを使用することができる。【0136】
製品付着砂回収設備ＰＳは、製品付着砂（鋳型砂Ｓ）を回収する。製品付着砂回収設備ＰＳの構造としては、例えば、ショットブラストから排出されたショット玉及び製品付着砂を、比重分級して製品付着砂を取り出す構造のものが挙げられる。製品付着砂異物除去設備ＩＳは、製品付着砂の異物を除去する。製品付着砂異物除去設備ＩＳの構造としては、回転式篩や振動式篩など、公知の構造の設備を使用することができる。磁選設備Ｍは、異物除去後の製品付着砂を磁選し、製品付着砂から磁着物を除去する。製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳは、磁着物除去後の製品付着砂を貯蔵する。製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳは、公知の構造を有するサンドホッパーを使用することができる。【0137】
主型中子砂混合砂回収設備ＰＬは、主型中子砂混合砂（鋳型砂Ｓ）を回収する。主型中子砂混合砂回収設備ＰＬの構造としては、例えば、鋳型から取り出した鋳物製品に打撃若しくは振動を加えて鋳物製品に付着した主型中子混合砂を剥落させ回収する方式のものが挙げられる。解砕設備Ｌは、主型中子混合砂を解砕する。解砕設備Ｌの構造としては、例えば、主型中子混合砂に振動を加えて砂粒を摩擦させることで解砕するものが挙げられる。主型中子混合砂異物除去設備ＩＬは、主型中子混合砂の異物を除去する。主型中子混合砂異物除去設備ＩＬは、回転式篩や振動式篩など、公知の構造の設備を使用することができる。主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬは、異物除去後の主型中子混合砂を貯蔵する。主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬは、公知の構造を有するサンドホッパーを使用することができる。【0138】
砂塊及び砂回収設備ＰＣは、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂（鋳型砂Ｓ）を回収する。砂塊及び砂回収設備ＰＣは、例えば、鋳物製品内に残留した中子に打撃若しくは振動を加えて鋳物製品内に残った中子を剥落させ回収する方式のものが挙げられる。解砕設備Ｌは、砂塊及び砂を解砕する。解砕設備Ｌの構造としては、例えば、砂塊及び砂に振動を加えて砂粒を摩擦させることで解砕するものが挙げられる。砂塊及び砂異物除去設備ＩＣは、砂塊及び砂の異物を除去する。砂塊及び砂異物除去設備ＩＣは、回転式篩や振動式篩など、公知の構造の設備を使用することができる。砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣは、異物除去後の砂塊及び砂を貯蔵する。砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣは、公知の構造を有するサンドホッパーを使用することができる。【0139】
砂切り出し／配合設備Ｆは、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、及び、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵された砂（鋳型砂Ｓ）を、その割合が常に一定となるように切り出して（取り出して）、これらの砂を配合する。砂切り出し／配合設備Ｆの構造としては、例えば、貯蔵工程の後に定量切り出し用スライドゲートを設け、スライドゲートから排出された砂を振動フィーダー若しくはスクリューコンベアで配合するものが挙げられる。【0140】
乾式の機械再生設備Ｒは、配合された鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。分級設備Ｃは、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃの後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備２１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒの投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒへ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃと接続されており、分級設備Ｃで発生したダスト（微粉）を集塵する。【0141】
（解砕設備Ｌ）次に、本鋳型砂の再生設備２１を構成する、解砕設備Ｌについて説明する。図１８は、解砕設備Ｌの正面図であり、図１９は、解砕設備Ｌの平面図であり、図２０は、図１９におけるＡ−Ａ断面図である。解砕設備Ｌは、上面が解放された円筒形の容器Ｌ１が、支柱Ｌ２に、例えばコイルバネなどの弾性体Ｌ３を介して支持されている。容器Ｌ１の上部は漏斗状に開口したシュートＬ４を有しており、さらに、容器Ｌ１及びシュートＬ４の外縁には、弾性体Ｌ３を支持する台座Ｌ５が複数配設されている。容器Ｌ１の下面には取付板Ｌ６を介して振動機Ｌ７が取り付けられている。容器Ｌ１の内面には、スリットＬ８が穿設されたライナーＬ９が全周にわたって、容器Ｌ１の内面に取り付けられた取付座Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂに、螺子Ｌ１１ａ、Ｌ１１ｂにより螺接されている。容器Ｌ１の側面には排出口Ｌ１２が取り付けられており、さらにライナーＬ９上に滞留した異物を取り出すための扉Ｌ１３がハンドルＬ１４により固定されている。
【0142】
解砕設備Ｌを用いる解砕方法を以下に説明する。まず、容器Ｌ１に主型中子混合砂、または、砂塊及び砂を投入する。次に振動機Ｌ７を作動させ、ライナーＬ９上の主型中子混合砂、または、砂塊及び砂同士による衝突及び摩擦、乃至主型中子混合砂、または、砂塊及び砂とライナーＬ９との衝突及び摩擦により、解砕を行う。解砕されスリットＬ８の幅よりも細かくなった砂粒は、スリットＬ８を通過してライナーＬ９と容器Ｌ１との間の空間を移動し、排出口Ｌ１２を通じて解砕設備Ｌ外に排出される。【0143】
なお、スリットＬ８の幅は、広すぎると解砕が不十分な主型中子混合砂、または、砂塊及び砂が排出されたり、更には異物が排出されたりする恐れがある。一方で、狭すぎると解砕された砂粒の排出が進まず、容器Ｌ１内に滞留したままとなる恐れがある。そのため、スリットＬ８の幅は、２ｍｍ〜５ｍｍの間であることが望ましい。加えて、ライナーＬ９上の主型中子混合砂、または、砂塊及び砂を効率よく解砕しかつ排出するためには、容器Ｌ１の円周に沿ってこれらを移動させるような振動を発生させることが望ましい。そのためには、振動機Ｌ７をその中心線が設置床面に対して略４５°の角度となるように設置することが望ましい。さらには、図１８では１台の振動機Ｌ７を使用しているが、代わりに２台の振動機Ｌ７を、取付板Ｌ６の左右にそれぞれの中心線がＸ字を描くように取り付ければ、２台の振動機が発生させる垂直方向の振動の位相が逆になることで垂直方向の振動が打ち消され、容器Ｌ１の円周方向の振動のみとなるため、このような取り付け方法を採用しても良い。_【0144】
（再生方法）次に、第３の実施の形態に係る再生設備２１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図２２は、第３の実施の形態に係る再生設備２１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【0145】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、砂処理設備から排出されたオーバーフロー砂は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯに回収される（第一工程の１）。【0146】
第１の実施の形態で説明したように、オーバーフロー砂は、砂粒表面に、ベントナイトと生型添加剤が付着し、さらに、砂粒表面に、ベントナイトが焼結してできるオーリティクスと呼ばれる多孔質の焼結層が形成されている。ベントナイトと生型添加剤が砂粒表面に残留したままでは、生型砂の通気度と充填性を低下させる。また、生型添加剤がガス化すると、鋳物のガス欠陥の原因ともなる。さらに、オーリティクスが過剰に残留すると、鋳型の充填性を低下させると同時に耐火度を下げる原因ともなる。従って、オーバーフロー砂では、砂粒表面のベントナイトと生型添加剤を除去し、さらに砂粒表面のオーリティクスを剥離し、除去することが必要である。【0147】
次に、オーバーフロー砂を乾燥設備Ｄで水分量が管理値以下になるまで乾燥させる（第二工程の１）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。乾燥は、第１の実施の形態で説明した方法を用いて行うことが可能である。次に、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯで、乾燥後のオーバーフロー砂の異物を除去する（第二工程の１）。最後に、異物除去後のオーバーフロー砂を、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯに貯蔵する（第二工程の１）。【0148】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、製品付着砂は、製品付着砂回収設備ＰＳに回収される（第一工程の２）。【0149】
第１の実施の形態で説明したように、製品付着砂は、非常に苛烈な熱履歴を受けているためにベントナイトが焼結してオーリティクスに変化している。それ以外の生型添加剤や中子粘結剤も多くの部分がガス化して揮発しているが、一部は炭化した状態で砂粒表面に残留している。それ以上に重要なのは、この砂には磁着物（金属と砂粒が溶着した状態の砂粒）が多く存在することである。磁着物が過剰な砂が鋳型に混入すると鋳物の焼き付き欠陥の原因となるとともに、中子に使用した場合に中子用粘結剤の強度発現不良の原因ともなる。従って、製品付着砂では、磁着物を磁選により除去した上で、表面の炭化物を除去することが必要である。【0150】
次に、製品付着砂異物除去設備ＩＳで、製品付着砂の異物を除去する（第二工程の２）。次に、異物除去後の製品付着砂を磁選設備Ｍで製品付着砂の磁着物量が管理値以下になるまで磁選する（第二工程の２）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。磁選は、第１の実施の形態で説明した方法を用いて行うことが可能である。最後に、磁選後の製品付着砂を、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳに貯蔵する（第二工程の２）。【0151】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、主型中子混合砂は、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬに回収される（第一工程の３）。【0152】
主型中子混合砂は、溶湯の熱により高温にさらされた状態となるので、水分は非常に少ない。また、ベントナイトはほぼ焼結してオーリティクス化している。さらに、炭素質の生型添加剤や中子の有機系粘結剤は揮発しているか、あるいは炭化して砂粒表面に付着している。オーリティクスが過剰となった場合の問題点は上述のとおりであるが、砂粒表面に付着した炭化物も注湯の際ガス欠陥の原因となったり、中子砂に使用した際に強度発現不良が発生したりするなどの問題がある。従って、主型中子混合砂も、これらの残留物を再生処理で除去することが必要である。【0153】
次に、解砕設備Ｌで、主型中子混合砂を解砕する（第二工程の３）。次に、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬで、解砕後の主型中子混合砂の異物を除去する（第二工程の３）。最後に、異物除去後の主型中子混合砂を、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬに貯蔵する（第二工程の３）。【0154】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂は、砂塊及び砂回収設備ＰＣに回収される（第一工程の４）。【0155】
中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂は、生型砂の成分はほとんど含有していないが、中子粘結剤の残留物の一部が砂粒表面に付着している。これらの残留物も上述のとおり注湯の際ガス欠陥の原因となったり、中子砂に使用した際に強度発現不良が発生したりするなどの問題がある。従って、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂も、これらの残留物を再生処理で除去することが必要である。【0156】
次に、解砕設備Ｌで、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を解砕する（第二工程の４）。次に、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、解砕後の砂塊及び砂の異物を除去する（第二工程の４）。最後に、異物除去後の砂塊及び砂を、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵する（第二工程の４）。【0157】
オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、及び、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵された砂（鋳型砂Ｓ）は、砂切り出し／配合設備Ｆによりこれらの貯蔵槽から切り出される（取り出される）砂（鋳型砂Ｓ）の割合が常に一定となるよう砂を切り出して（取り出して）配合される（第三工程）。【0158】
次に、乾式の機械再生設備Ｒで配合された鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う（第四工程）。再生は、第１の実施の形態で説明した方法を用いて行うことが可能である。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。【0159】
次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃで分級する（第五工程）。分級は、第１の実施の形態で説明した方法を用いて行うことが可能である。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0160】
第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒへ戻るように設定する。そして、鋳型砂Ｓは、乾式の機械再生設備Ｒ、及び、分級設備Ｃを再び通過する。本工程は、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分の測定値が管理値以下になるまで繰り返される。【0161】
一方、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定し、鋳型砂Ｓは再生設備１から排出される。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0162】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃと接続されており、分級設備Ｃで発生したダスト（微粉）を集塵することが可能となっている。ここで、１パス目で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。そのため、これらのダストはベントナイト及び生型添加剤の代替物として混練工程で再利用することが可能である。したがって、この工程で発生するダストはそれ以降のパスで集塵されるダストとは独立に回収してもよい。例えば、１パス目に集塵設備ＤＣで集塵されたダストを、２パス目開始前に排出するなどして２パス以降のダストと独立して回収するようにすることで、再利用可能な１パス目のダストを他のダストと混合させることなく、有効に再利用することが可能となる。【0163】
本実施の形態に用いられる、中子に使用される造型法とは、例えば、フラン樹脂酸硬化自硬性プロセス、フラン樹脂ＳＯ２ガス硬化型プロセス、フラン樹脂熱硬化型プロセス、フェノール樹脂熱硬化型プロセス、フェノール樹脂過熱水蒸気硬化型プロセス、フェノール樹脂エステル硬化型自硬性プロセス、フェノール樹脂酸硬化型自硬性プロセス、フェノール樹脂蟻酸メチルガス硬化型プロセス、フェノール樹脂ＣＯ２ガス硬化型プロセス、フェノール樹脂ウレタン化反応自硬性プロセス、フェノール樹脂ウレタン化反応アミンガス硬化プロセス、油変成アルキド樹脂ウレタン化反応自硬性プロセス、ポリオール樹脂ウレタン化反応自硬性プロセス、水ガラスフェロシリコン自硬性プロセス、水ガラスダイカルシウムシリケート自硬性プロセス、水ガラスエステル自硬性プロセス、水ガラスＣＯ２ガス硬化プロセスが挙げられる。なお、上述した水ガラス各プロセスは、加熱を行わず機械再生のみで、非晶質ケイ酸塩水和物及び金属酸化物を、許容される残留量まで減少させられることが経験上明らかであるので、加熱は必要としない。【0164】
このように、第３の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備から排出される様々な種類の鋳型砂を乾式の機械再生のみで再生することができる。その結果、湿式再生を使用する場合に発生する廃水の中和処理・不純物の分離処理が不要となり、熱再生を使用する場合の多大なエネルギー消費量を削減することができ、再生設備を小型化かつ簡略化することができるので、砂再生に要する効率を上げ、砂再生に係るコストを削減することが可能となる。【0165】
また、第３の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備各所から排出されるそれぞれ性状の異なる鋳型砂を分離した状態で前処理を行い、常に一定の比率となるよう切り出しと配合を行った上で乾式の機械再生を行い、さらに微粉を除去するので、常に再生砂の性状を一定に保つことが可能となる。従って、再生砂をそのまま再利用することが可能となる。【0166】
（第４の実施の形態）第４の実施の形態では、生型鋳造設備で使用される中子が加熱脱水硬化型水ガラスプロセスの場合について説明する。第４の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第３の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第３の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0167】
図２２は、第４の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備３１の概略構成図である。再生設備３１は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯ、乾燥設備Ｄ、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯ、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂回収設備ＰＳ、製品付着砂異物除去設備ＩＳ、磁選設備Ｍ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬ、解砕設備Ｌ、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬ、加熱設備ＴＲ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、砂塊及び砂回収設備ＰＣ、解砕設備Ｌ、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、加熱設備ＴＲ、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣ、砂切り出し／配合設備Ｆ、乾式の機械再生設備Ｒ、分級設備Ｃ、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、集塵設備ＤＣを備えている。【0168】
加熱設備ＴＲは、鋳型砂Ｓを４００℃以上に加熱する。本実施の形態では、加熱設備ＴＲは２つ設けられている。その１つは、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬと主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬの間に設けられ、異物除去後の主型中子混合砂を加熱する。もう１つは、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣと砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣの間に設けられ、異物除去後の砂塊及び砂を加熱する。【0169】
生型鋳造設備で使用される中子が加熱脱水硬化型水ガラスプロセスの場合、水ガラスの主成分である非晶質ケイ酸塩水和物及び金属酸化物がわずかでも残留していると、中子砂に使用した際に著しい強度発現不良が発生したりするなどの問題を発生させる。したがって、この場合には、主型中子混合砂、及び中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を加熱することにより、それらに残留している非晶質ケイ酸塩水和物を加熱してガラス化させると同時に、金属酸化物をその内部に封止する。その後に、乾式の機械再生を行うので、鋳型の強度発現に対して有害となる非晶質ケイ酸塩水和物及び金属酸化物を、無害化させることが可能となる。【0170】
（再生方法）次に、第４の実施の形態に係る再生設備３１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図２３は、第４の実施の形態に係る再生設備を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【0171】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、砂処理設備から排出されたオーバーフロー砂は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯに回収される（第一工程の１）。次に、オーバーフロー砂を乾燥設備Ｄで水分量が管理値以下になるまで乾燥させる（第二工程の１）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。次に、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯで、乾燥後のオーバーフロー砂の異物を除去する（第二工程の１）。最後に、異物除去後のオーバーフロー砂を、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯに貯蔵する（第二工程の１）。【0172】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、製品付着砂は、製品付着砂回収設備ＰＳに回収される（第一工程の２）。次に、製品付着砂異物除去設備ＩＳで、製品付着砂の異物を除去する（第二工程の２）。次に、異物除去後の製品付着砂を磁選設備Ｍで製品付着砂の磁着物量が管理値以下になるまで磁選する（第二工程の２）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。最後に、磁選後の製品付着砂を、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳに貯蔵する（第二工程の２）。【0173】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、主型中子混合砂は、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬに回収される（第一工程の３）。次に、解砕設備Ｌで、主型中子混合砂を解砕する（第二工程の３）。次に、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬで、解砕後の主型中子混合砂の異物を除去する（第二工程の３）。次に、異物除去後の主型中子混合砂を４００℃以上に加熱する（第二工程の３）。最後に、加熱後の主型中子混合砂を、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬに貯蔵する（第二工程の３）。【0174】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂は、砂塊及び砂回収設備ＰＣに回収される（第一工程の４）。次に、解砕設備Ｌで、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を解砕する（第二工程の４）。次に、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣで、解砕後の砂塊及び砂の異物を除去する（第二工程の４）。次に、異物除去後の砂塊及び砂を４００℃以上に加熱する（第二工程の４）。最後に、加熱後の砂塊及び砂を、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵する（第二工程の４）。【0175】
オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、及び、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵された砂は、砂切り出し／配合設備Ｆによりこれらの貯蔵槽から切り出される砂の割が常に一定となるよう砂を切り出して配合される（第三工程）。【0176】
次に、乾式の機械再生設備Ｒで配合された鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う（第四工程）。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃで分級する（第五工程）。鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒへ戻るように設定する。【0177】
一方、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定し、鋳型砂Ｓは再生設備１から排出される。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0178】
このように、第４の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備で使用される中子が加熱脱水硬化型水ガラスプロセスの場合でも、生型鋳造設備各所から排出される主型中子混合砂、及び、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を加熱し、それらに残留している非晶質ケイ酸塩水和物をガラス化させると同時に、金属酸化物をその内部に封止する。その後に、乾式の機械再生を行うので、鋳型の強度発現に対して有害となる非晶質ケイ酸塩水和物及び金属酸化物を、無害化させることが可能となる。【0179】
（第５の実施の形態）第５の実施の形態は、第１の実施の形態における再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを、直列及び並列に複数配置する構成としたものである。第５の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0180】
図２４は、第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備４１は、乾燥設備Ｄ、磁選設備Ｍ、切り替え設備Ｖ１、切り替え設備Ｖ２、バイパス系ＢＰ１、バイパス系ＢＰ２、４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２、４つの分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、２つの集塵設備ＤＣ、及び、ＤＯを備えている。【0181】
乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、全て同一の機構を有するが、強熱減量を管理値以下にできる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0182】
分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１及びＣ４２２は、全て同一の機構を有するが、再生された鋳型砂Ｓ内の全粘土分の量が管理値以下になるまで微粉を除去できる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0183】
バイパス系ＢＰ２の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４１１は、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び分級設備Ｃ４１２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。同様に、バイパス系ＢＰ２の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４２１は、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。別の見方をすれば、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の構成と、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の構成は、バイパス系ＢＰ２と切り替え設備Ｖ３の間で並列に配置されている。【0184】
分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２の後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備４１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１の投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。分級された再生砂の強熱減量と全粘土分とが管理値以下になっていない場合には、分級された再生砂を、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すことが可能な構成となっている。【0185】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１と接続されており、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で発生したダスト（微粉）を集塵する。集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２と接続されており、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト（微粉）を集塵する。【0186】
（再生方法）次に、第５の実施の形態に係る再生設備４１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図２５は、第５の実施の形態に係る再生設備４１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。本再生方法に用いられる鋳型砂Ｓは、第１の実施の形態で説明した様に、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある。
【0187】
初めに、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を測定する（第一工程）。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、乾燥設備Ｄで鋳型砂Ｓを乾燥させる（第二工程）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、磁選設備Ｍで鋳型砂Ｓを磁選する（第二工程）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定する（第二工程）。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。【0188】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要、及び、磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定し、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。なお、このように、バイパス系ＢＰ１とバイパス系ＢＰ２の両方を通過する経路を、バイパス系ＢＰ３と呼ぶ。【0189】
次に、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１で鋳型砂Ｓの再生をそれぞれ行う（第三工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で分級する（第四工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0190】
次に、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１から集塵されるダストを集塵設備ＤＣで単独に回収する。前述したように、最初（１パス目）で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。したがって、この工程で発生するダストを独立に回収することにより、これらのダストをベントナイト及び生型添加剤の代替物として鋳型砂の混練を行う際に再利用することが可能となる。【0191】
次に、一度、再生処理を行ったそれぞれの鋳型砂Ｓを、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、Ｒ４２２で、再度、再生を行う（第三工程）。再度の再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で再度分級する（第四工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0192】
２回の第三工程（再生処理）、及び、２回の第四工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第三工程（再生処理）、及び、第四工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１へ戻るように設定する。【0193】
一方、２回の第三工程（再生処理）、及び、２回の第四工程（分級処理）によって、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定する。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0194】
なお、集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト、及び、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で２回目以降に発生したダストを集塵する。【0195】
このように、第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、異なる機構を持った再生設備を組み合わせて構成する必要がなくなり、処理量と強熱減量及び全粘土分の管理値に合わせて容易に再生設備の構成を決定することが可能となる。【0196】
また、第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、処理量及び必要とされる処理能力など工程に対する負荷の変動に応じて適宜不要な工程を停止できるので、第１の実施の形態よりも柔軟に負荷変動に対応することが可能となる。【0197】
また、第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、２回の再生処理、及び、２回の分級処理を一度に行うことができるので、切り替え設備を用いて鋳型砂を、再生処理、及び、分級処理に戻す回数を減らすことが可能となる。【0198】
また、第５の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備から排出される水分及び磁着物が含まれた鋳型砂を乾式の機械再生のみで再生することができる。その結果、湿式再生を使用する場合に発生する廃水の中和処理・不純物の分離処理が不要となり、熱再生を使用する場合の多大なエネルギー消費量を削減することができ、再生設備を小型化かつ簡略化することができるので、砂再生に要する効率を上げ、砂再生にかかるコストを削減することが可能となる。【0199】
（第６の実施の形態）第６の実施の形態は、第２の実施の形態における再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを、直列及び並列に複数配置する構成としたものである。第６の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第２の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第２の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0200】
図２６は、第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備５１は、乾燥設備Ｄ、磁選設備Ｍ、切り替え設備Ｖ１、切り替え設備Ｖ２、バイパス系ＢＰ１、バイパス系ＢＰ２、４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２、４つの分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、２つの集塵設備ＤＣ、ＤＯ切り替え設備Ｖ４、及び、送還系ＰＬ２を備えている。【0201】
乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、全て同一の機構を有するが、強熱減量を管理値以下にできる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0202】
分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、全て同一の機構を有するが、分級設備Ｃは、再生された鋳型砂Ｓ内の全粘土分の量が管理値以下になるまで微粉を除去できる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0203】
切り替え設備Ｖ４の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４１１は、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び分級設備Ｃ４１２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。同様に、切り替え設備Ｖ４の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４２１は、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。別の見方をすれば、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の構成と、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の構成は、切り替え設備Ｖ４と切り替え設備Ｖ３の間で並列に配置されている。【0204】
分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２の後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備４１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１の投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。分級された再生砂の強熱減量と全粘土分とが管理値以下になっていない場合には、分級された再生砂を、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すことが可能な構成となっている。【0205】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１と接続されており、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で発生したダスト（微粉）を集塵する。集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２と接続されており、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト（微粉）を集塵する。【0206】
（再生方法）次に、第６の実施の形態に係る再生設備５１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図２７は、第６の実施の形態に係る再生設備５１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。本再生方法に用いられる鋳型砂Ｓは、第２の実施の形態で説明した様に、水分が含まれている可能性、及び／又は、磁着物が付着している可能性がある。
【0207】
初めに、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を測定する（第一工程）。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、乾燥設備Ｄで鋳型砂Ｓを乾燥させる（第二工程）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、磁選設備Ｍで鋳型砂Ｓを磁選する（第二工程）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定する（第二工程）。鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。【0208】
鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値を越えていなかった場合、鋳型砂Ｓは乾燥設備Ｄで乾燥する必要、及び、磁選設備Ｍで磁選する必要がないため、切り替え設備Ｖ１を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ１を通過するように設定し、切り替え設備Ｖ２を用いて鋳型砂Ｓがバイパス系ＢＰ２を通過するように設定する（第二工程）。なお、このように、バイパス系ＢＰ１とバイパス系ＢＰ２の両方を通過する経路を、バイパス系ＢＰ３と呼ぶ。【0209】
次に、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量を再度測定する（第三工程）。鋳型砂Ｓに含まれる水分量の測定値が管理値を越えていた場合、及び／又は、鋳型砂Ｓに含まれる磁着物量の測定値が管理値を越えていた場合、再度、第二工程（乾燥工程、及び／又は、磁選工程）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ４を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ２を経由して切り替え設備Ｖ１の手前へ戻るように設定する（第三工程）。そして、鋳型砂Ｓは、乾燥設備Ｄ、及び／又は、磁選設備Ｍを再び通過する。本工程は、鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値以下になるまで繰り返される。鋳型砂Ｓに含まれる水分量、及び、磁着物量の測定値が管理値以下の場合、切り替え設備Ｖ４を用いて鋳型砂Ｓが機械再生設備Ｒへ送られるように設定し、鋳型砂Ｓは乾式の機械再生設備Ｒへ送られる（第三工程）。【0210】
次に、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１で鋳型砂Ｓの再生をそれぞれ行う（第四工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0211】
次に、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１から集塵されるダストを集塵設備ＤＣで単独に回収する。前述したように、最初（１パス目）で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。したがって、この工程で発生するダストを独立に回収することにより、これらのダストをベントナイト及び生型添加剤の代替物として鋳型砂の混練を行う際に再利用することが可能となる。【0212】
次に、一度、再生処理を行ったそれぞれの鋳型砂Ｓを、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、Ｒ４２２で、再度、再生を行う（第四工程）。再度の再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で再度分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0213】
２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１へ戻るように設定する。【0214】
一方、２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）によって、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定する。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0215】
なお、集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト、及び、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で２回目以降に発生したダストを集塵する。【0216】
このように、第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、異なる機構を持った再生設備を組み合わせて構成する必要がなくなり、処理量と強熱減量及び全粘土分の管理値に合わせて容易に再生設備の構成を決定することが可能となる。【0217】
また、第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、処理量及び必要とされる処理能力など工程に対する負荷の変動に応じて適宜不要な工程を停止できるので、第２の実施の形態よりも柔軟に負荷変動に対応することが可能となる。【0218】
また、第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、２回の再生処理、及び、２回の分級処理を一度に行うことができるので、切り替え設備を用いて鋳型砂を、再生処理、及び、分級処理に戻す回数を減らすことが可能となる。【0219】
また、第６の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、鋳型砂に含まれる水分量、及び、磁着物量が管理値以下になるまで、乾燥設備での乾燥工程、及び／又は、磁選設備Ｍでの磁選工程を繰り返すことができるので、鋳型砂に含まれる水分量、及び、磁着物量を確実に管理値以下にすることが可能となる。【0220】
（第７の実施の形態）第７の実施の形態は、第３の実施の形態における再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを、直列及び並列に複数配置する構成としたものである。第６の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第３の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第２の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0221】
図２８は、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備の概略構成図である。再生設備６１は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯ、乾燥設備Ｄ、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯ、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂回収設備ＰＳ、製品付着砂異物除去設備ＩＳ、磁選設備Ｍ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬ、解砕設備Ｌ、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、砂塊及び砂回収設備ＰＣ、解砕設備Ｌ、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣ、砂切り出し／配合設備Ｆ、４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２、４つの分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２、分級設備Ｃ、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、２つの集塵設備ＤＣ、及び、ＤＯを備えている。【0222】
４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、配合された鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、全て同一の機構を有するが、強熱減量を管理値以下にできる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0223】
分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、全て同一の機構を有するが、再生された鋳型砂Ｓ内の全粘土分の量が管理値以下になるまで微粉を除去できる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0224】
砂切り出し／配合設備Ｆの後段に配置された乾式の機械再生設備Ｒ４１１は、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び分級設備Ｃ４１２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。同様に、バイパス系ＢＰ２の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４２１は、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。別の見方をすれば、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の構成と、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の構成は、バイパス系ＢＰ２と切り替え設備Ｖ３の間で並列に配置されている。【0225】
分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２の後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備４１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１の投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。分級された再生砂の強熱減量と全粘土分とが管理値以下になっていない場合には、分級された再生砂を、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すことが可能な構成となっている。【0226】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１と接続されており、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で発生したダスト（微粉）を集塵する。集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２と接続されており、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト（微粉）を集塵する。【0227】
（再生方法）次に、第７の実施の形態に係る再生設備６１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図２９は、第７の実施の形態に係る再生設備６１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【0228】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、砂処理設備から排出されたオーバーフロー砂は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯに回収される（第一工程の１）。次に、オーバーフロー砂を乾燥設備Ｄで水分量が管理値以下になるまで乾燥させる（第二工程の１）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。次に、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯで、乾燥後のオーバーフロー砂の異物を除去する（第二工程の１）。最後に、異物除去後のオーバーフロー砂を、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯに貯蔵する（第二工程の１）。【0229】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、製品付着砂は、製品付着砂回収設備ＰＳに回収される（第一工程の２）。次に、製品付着砂異物除去設備ＩＳで、製品付着砂の異物を除去する（第二工程の２）。次に、異物除去後の製品付着砂を磁選設備Ｍで製品付着砂の磁着物量が管理値以下になるまで磁選する（第二工程の２）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。最後に、磁選後の製品付着砂を、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳに貯蔵する（第二工程の２）。【0230】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、主型中子混合砂は、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬに回収される（第一工程の３）。次に、解砕設備Ｌで、主型中子混合砂を解砕する（第二工程の３）。次に、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬで、解砕後の主型中子混合砂の異物を除去する（第二工程の３）。最後に、主型中子混合砂を、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬに貯蔵する（第二工程の３）。【0231】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂は、砂塊及び砂回収設備ＰＣに回収される（第一工程の４）。次に、解砕設備Ｌで、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を解砕する（第二工程の４）。次に、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、解砕後の砂塊及び砂の異物を除去する（第二工程の４）。最後に、砂塊及び砂を、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵する（第二工程の４）。【0232】
オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、及び、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵された砂は、砂切り出し／配合設備Ｆによりこれらの貯蔵槽から切り出される砂の割合が常に一定となるよう砂を切り出して配合される（第三工程）。【0233】
次に、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１で鋳型砂Ｓの再生をそれぞれ行う（第四工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0234】
次に、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１から集塵されるダストを集塵設備ＤＣで単独に回収する。前述したように、最初（１パス目）で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。したがって、この工程で発生するダストを独立に回収することにより、これらのダストをベントナイト及び生型添加剤の代替物として鋳型砂の混練を行う際に再利用することが可能となる。【0235】
次に、一度、再生処理を行ったそれぞれの鋳型砂Ｓを、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、Ｒ４２２で、再度、再生を行う（第四工程）。再度の再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で再度分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0236】
２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１へ戻るように設定する。【0237】
一方、２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）によって、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定する。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0238】
なお、集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト、及び、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で２回目以降に発生したダストを集塵する。【0239】
このように、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、異なる機構を持った再生設備を組み合わせて構成する必要がなくなり、処理量と強熱減量及び全粘土分の管理値に合わせて容易に再生設備の構成を決定することが可能となる。【0240】
また、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、処理量及び必要とされる処理能力など工程に対する負荷の変動に応じて適宜不要な工程を停止できるので、第３の実施の形態よりも柔軟に負荷変動に対応することが可能となる。【0241】
また、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、２回の再生処理、及び、２回の分級処理を一度に行うことができるので、切り替え設備を用いて鋳型砂を、再生処理、及び、分級処理に戻す回数を減らすことが可能となる。【0242】
また、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備から排出される様々な種類の鋳型砂を乾式の機械再生のみで再生することができる。その結果、湿式再生を使用する場合に発生する廃水の中和処理・不純物の分離処理が不要となり、熱再生を使用する場合の多大なエネルギー消費量を削減することができ、再生設備を小型化かつ簡略化することができるので、砂再生に要する効率を上げ、砂再生にかかるコストを削減することが可能となる。【0243】
また、第７の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備各所から排出されるそれぞれ性状の異なる鋳型砂を分離した状態で前処理を行い、常に一定の比率となるよう切り出しと配合を行った上で乾式の機械再生を行い、さらに微粉を除去するので、常に再生砂の性状を一定に保つことが可能となる。従って、再生砂をそのまま生型鋳造設備で再利用することが可能となる。【0244】
（第８の実施の形態）第８の実施の形態は、第４の実施の形態における再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを、直列及び並列に複数配置する構成としたものである。第８の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備のうち、第４の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第４の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
【0245】
図３０は、第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生設備７１の概略構成図である。再生設備７１は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯ、乾燥設備Ｄ、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯ、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂回収設備ＰＳ、製品付着砂異物除去設備ＩＳ、磁選設備Ｍ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬ、解砕設備Ｌ、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬ、加熱設備ＴＲ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、砂塊及び砂回収設備ＰＣ、解砕設備Ｌ、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、加熱設備ＴＲ、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣ、砂切り出し／配合設備Ｆ、４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２、４つの分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２、切り替え設備Ｖ３、送還系ＰＬ１、及び、２つの集塵設備ＤＣ、及び、ＤＯを備えている。【0246】
４つの乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、配合された鋳型砂Ｓの表面に付着した炭化物、焼結物、金属化合物などを剥離し、鋳型砂Ｓの再生を行う。乾式の機械再生設備Ｒ４１１、Ｒ４１２、Ｒ４２１、及び、Ｒ４２２は、全て同一の機構を有するが、強熱減量を管理値以下にできる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0247】
分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、再生された鋳型砂Ｓを比重分級方式により分級し、回収すべき砂粒と集塵すべき炭化物、焼結物、金属化合物などの微粉を分離する。分級設備Ｃ４１１、Ｃ４１２、Ｃ４２１、及び、Ｃ４２２は、全て同一の機構を有するが、再生された鋳型砂Ｓ内の全粘土分の量が管理値以下になるまで微粉を除去できる能力を有していればどのような方式であるかは問わない。【0248】
砂切り出し／配合設備Ｆの後段に配置された乾式の機械再生設備Ｒ４１１は、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び分級設備Ｃ４１２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。同様に、バイパス系ＢＰ２の後ろに接続された乾式の機械再生設備Ｒ４２１は、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２と直列に接続され、その後ろで切り替え設備Ｖ３と接続している。別の見方をすれば、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の構成と、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の構成は、バイパス系ＢＰ２と切り替え設備Ｖ３の間で並列に配置されている。【0249】
分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２の後には、分級された再生砂（鋳型砂Ｓ）を再生設備４１から排出するか、分級された再生砂を乾式の再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１の投入口に戻して再度再生処理をするかを切り替えるための切り替え設備Ｖ３が備えられており、切り替え設備Ｖ３には、分級された再生砂を乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すための送還系ＰＬ１が接続している。分級された再生砂の強熱減量と全粘土分とが管理値以下になっていない場合には、分級された再生砂を、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、分級設備Ｃ４１１、再生設備Ｒ４１２、及び、分級設備Ｃ４１２の経路、及び、乾式の機械再生設備Ｒ４２１、分級設備Ｃ４２１、乾式の機械再生設備Ｒ４２２、及び、分級設備Ｃ４２２の経路へ戻すことが可能な構成となっている。【0250】
集塵設備ＤＣは、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１と接続されており、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で発生したダスト（微粉）を集塵する。集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２と接続されており、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト（微粉）を集塵する。【0251】
（再生方法）次に、第８の実施の形態に係る再生設備７１を用いた鋳型砂の再生方法について説明する。図３１は、第８の実施の形態に係る再生設備７１を用いた鋳型砂の再生方法を示すフローチャートである。
【0252】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、砂処理設備から排出されたオーバーフロー砂は、オーバーフロー砂回収設備ＰＯに回収される（第一工程の１）。次に、オーバーフロー砂を乾燥設備Ｄで水分量が管理値以下になるまで乾燥させる（第二工程の１）。ここで、水分量の管理値は、０．５％であることが好ましい。次に、オーバーフロー砂異物除去設備ＩＯで、乾燥後のオーバーフロー砂の異物を除去する（第二工程の１）。最後に、異物除去後のオーバーフロー砂を、オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯに貯蔵する（第二工程の１）。【0253】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、製品付着砂は、製品付着砂回収設備ＰＳに回収される（第一工程の２）。次に、製品付着砂異物除去設備ＩＳで、製品付着砂の異物を除去する（第二工程の２）。次に、異物除去後の製品付着砂を磁選設備Ｍで製品付着砂の磁着物量が管理値以下になるまで磁選する（第二工程の２）。ここで、磁着物量の管理値は、５．０％であることが好ましい。最後に、磁選後の製品付着砂を、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳに貯蔵する（第二工程の２）。【0254】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、主型中子混合砂は、主型中子砂混合砂回収設備ＰＬに回収される（第一工程の３）。次に、解砕設備Ｌで、主型中子混合砂を解砕する（第二工程の３）。次に、主型中子混合砂異物除去設備ＩＬで、解砕後の主型中子混合砂の異物を除去する（第二工程の３）。次に、異物除去後の主型中子混合砂を４００℃以上に加熱する（第二工程の３）。最後に、加熱後の主型中子混合砂を主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬに貯蔵する（第二工程の３）。【0255】
生型鋳造設備から排出される鋳型砂Ｓの内、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂は、砂塊及び砂回収設備ＰＣに回収される（第一工程の４）。次に、解砕設備Ｌで、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を解砕する（第二工程の４）。次に、砂塊及び砂異物除去設備ＩＣ、解砕後の砂塊及び砂の異物を除去する（第二工程の４）。次に、異物除去後の砂塊及び砂を４００℃以上に加熱する（第二工程の４）。最後に、加熱後の砂塊及び砂を、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵する（第二工程の４）。【0256】
オーバーフロー砂貯蔵槽ＳＳＯ、製品付着砂貯蔵槽ＳＳＳ、主型中子混合砂貯蔵槽ＳＳＬ、及び、砂塊及び砂貯蔵槽ＳＳＣに貯蔵された砂は、砂切り出し／配合設備Ｆによりこれらの貯蔵槽から切り出される砂の割が常に一定となるよう砂を切り出して配合される（第三工程）。【0257】
次に、乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１で鋳型砂Ｓの再生をそれぞれ行う（第四工程）。再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0258】
次に、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１から集塵されるダストを集塵設備ＤＣで単独に回収する。前述したように、最初（１パス目）で発生するダストは主に砂粒表面に付着していたベントナイト及び生型添加剤である。したがって、この工程で発生するダストを独立に回収することにより、これらのダストをベントナイト及び生型添加剤の代替物として鋳型砂の混練を行う際に再利用することが可能となる。【0259】
次に、一度、再生処理を行ったそれぞれの鋳型砂Ｓを、乾式の機械再生設備Ｒ４１２、及び、Ｒ４２２で、再度、再生を行う（第四工程）。再度の再生処理により、鋳型砂Ｓの強熱減量は減少する。次に、再生された鋳型砂Ｓを比重分級法の分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で再度分級する（第五工程）。分級処理により、鋳型砂Ｓの全粘土分は減少する。【0260】
２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）を経た鋳型砂Ｓ（再生砂）は、強熱減量、及び、全粘土分がともに減少しているが、最終的には、それぞれの数値を管理値以下にする必要がある。従って、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値を越えている場合、再度、第四工程（再生処理）、及び、第五工程（分級処理）に鋳型砂Ｓを通過させるため、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが送還系ＰＬ１を経由して乾式の機械再生設備Ｒ４１１、及び、Ｒ４２１へ戻るように設定する。【0261】
一方、２回の第四工程（再生処理）、及び、２回の第五工程（分級処理）によって、鋳型砂Ｓの強熱減量、及び、全粘土分が管理値以下になっている場合、切り替え設備Ｖ３を用いて鋳型砂Ｓが再生設備１から排出されるように設定する。これにより再生処理は終了する。ここで、強熱減量の管理値は、０．６％であることが好ましい。また、全粘土分の管理値は、０．６％であることが好ましい。【0262】
なお、集塵設備ＤＯは、分級設備Ｃ４１２、及び、Ｃ４２２で発生したダスト、及び、分級設備Ｃ４１１、及び、Ｃ４２１で２回目以降に発生したダストを集塵する。【0263】
このように、第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、異なる機構を持った再生設備を組み合わせて構成する必要がなくなり、処理量と強熱減量及び全粘土分の管理値に合わせて容易に再生設備の構成を決定することが可能となる。【0264】
また、第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、処理量及び必要とされる処理能力など工程に対する負荷の変動に応じて適宜不要な工程を停止できるので、第４の実施の形態よりも柔軟に負荷変動に対応することが可能となる。【0265】
また、第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、２回の再生処理、及び、２回の分級処理を一度に行うことができるので、切り替え設備を用いて鋳型砂を、再生処理、及び、分級処理に戻す回数を減らすことが可能となる。【0266】
また、第８の実施の形態に係る鋳型砂の再生方法及び再生設備によれば、生型鋳造設備で使用される中子が加熱脱水硬化型水ガラスプロセスの場合でも、生型鋳造設備各所から排出される主型中子混合砂、及び、中子砂落とし工程から排出された砂塊及び砂を加熱し、それらに残留している非晶質ケイ酸塩水和物をガラス化させると同時に、金属酸化物をその内部に封止する。その後に、乾式の機械再生を行うので、鋳型の強度発現に対して有害となる非晶質ケイ酸塩水和物及び金属酸化物を、無害化させることが可能となる。【実施例1】
【0267】
第１の実施の形態の再生設備１を用い、生型砂をシェル中子に再生する目的で、５パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。中子の物性を評価するにあたっては、フェノール樹脂２．０％（対砂）、ヘキサメチレンテトラミン１５％（対樹脂）、ステアリン酸カルシウム０．１％（対砂）の配合でレジンコーテッドサンド（以下ＲＣＳと略す）を調製し、このＲＣＳを評価した。また、評価方法は、日本鋳造技術普及協会（ＪＡＣＴ）の定めるＪＡＣＴ試験法ＳＭ−１「曲げ強さ試験法」に準拠した、幅１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×長さ６０ｍｍの寸法を有し、２５０℃で６０秒間焼成して成形した試験片を用いて評価を行った。【実施例2】
【0268】
第１の実施の形態の再生設備１を用い、生型砂をシェル中子に再生する目的で、１０パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例１】
【0269】
比較例１として、生型砂をシェル中子に再生する目的で、焙焼後遠心摩擦型鋳物砂再生装置を使用して６パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例２】
【0270】
比較例２として、生型砂をシェル中子に再生する目的で、バッチ式の砥石研磨型鋳物砂再生装置を使用して３０分再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例３】
【0271】
比較例３として、生型砂をシェル中子に再生する目的で、バッチ式の砥石研磨型鋳物砂再生装置を使用して４５分再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例４】
【0272】
比較例４として、生型砂をシェル中子に再生する目的で、バッチ式の砥石研磨型鋳物砂再生装置を使用して６０分再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例５】
【0273】
比較例５として、再生前の状態の鋳型砂で、砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【比較例６】
【0274】
比較例６として、実施例１及び２、及び、比較例１〜５に使用しているものと同じ銘柄の砂（スプレードライヤー法によるムライト系人工砂）の未使用状態、所謂新砂で、砂の性状及び中子の物性を評価した。ＲＣＳの調製方法及び物性の評価方法は実施例１と同様である。【0275】
【表1】
【0276】
表１に実施例１及び２、及び、比較例１〜６の砂性状及び中子の物性の結果の一覧を示す。実施例１及び２での結果は、比較例１〜６全ての結果より良好なものであった。特に、スプレードライヤー法によるムライト系人工砂は機械再生の困難な砂であり、従来方式である比較例１〜４での評価結果は、新砂の評価結果である比較量６より劣るものであった。これに対して、実施例１及び２での結果は新砂の評価結果である比較例６をも上回っていた。このことは、第１の実施の形態の再生設備１を用いて鋳型砂を再生した場合、新砂よりも品質の良い再生砂を作り出すことが可能であることを意味する。実際、新砂よりも再生砂の評価結果が劣っている場合は再生砂のみで生産した中子を使用できないため、新砂の一部を再生砂に置き換えることしかできない。このため、全ての再生砂を中子として消費できない。一方、新砂よりも再生砂の評価結果が優れていれば、再生砂のみで生産した中子を使用できることになり、全ての再生砂を中子として消費することが可能となる。【実施例3】
【0277】
第１の実施の形態の実施例１の構成の設備を用い、硅砂を主成分とする生型砂をフェノールウレタン自硬性中子に再生する目的で、３パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。中子砂はフェノール樹脂０．８５％（対砂）、ポリイソシアネート０．８５％（対砂）、硬化触媒０．１％（対砂）の配合で調製を行い、評価方法はＪＡＣＴ試験法ＨＭ−１「圧縮強さ試験法」に準拠して行った。【比較例７】
【0278】
比較例７として、硅砂を主成分とする生型砂をフェノールウレタン自硬性中子に再生する目的で、連続式の遠心摩擦型鋳物砂再生装置を使用して実施例７と同じ処理量ならびに所要動力で１０パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。中子砂の調製方法及び物性の評価方法は実施例３と同様である。【0279】
【表2】
【0280】
表２に実施例３と比較例７の再生砂の性状及び中子の物性の結果を示す。実施例３と比較例７との比較では、ほぼ同程度の砂性状であるが、実施例３は比較例７よりも強度が優れている。また、同程度の砂性状にまで再生するのに同じ処理量、所要動力で比較例７では１０パスを要するが、実施例３では３パスで十分である。この結果から、実施例３は比較例７と比較して、エネルギー消費量の点で優れているといえる。【実施例4】
【0281】
第１の実施の形態の再生設備１を用い、硅砂を主成分とする生型砂をフェノールウレタンコールドボックス中子に再生する目的で、あらかじめ０．３Ｔの磁束密度の磁選機で磁選を行った後３パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。中子砂はフェノール樹脂１．０％（対砂）、ポリイソシアネート１．０％（対砂）の配合で調整を行い、評価方法はＪＡＣＴ試験法ＳＭ−１「曲げ強さ試験法」に準じた、幅１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×長さ６０ｍｍの寸法を有し、ブロー条件０．４ＭＰａ×３秒、ガッシング・パージ条件各々０．２ＭＰａ×１０秒で成形した試験片を用いて評価を行った。【比較例８】
【0282】
比較例８として、第１の実施の形態の再生設備１を用い、硅砂を主成分とする生型砂をフェノールウレタンコールドボックス中子に再生する目的で、３パス再生を行い、再生砂の性状及び中子の物性を評価した。中子砂の調製方法及び物性の評価方法は実施例４と同様である。【0283】
【表3】
【0284】
表３に実施例４と比較例８の再生砂の性状及び中子の物性の結果を示す。実施例４と比較例８との比較では、あらかじめ磁選を行い、磁着物量の少ない実施例４の方が、強度が優れている。同じ再生方式であっても、磁着物量が多い砂では強度が下がる傾向であることが明らかである。【実施例5】
【0285】
第１の実施の形態の再生設備１を用い、硅砂を主成分とする生型砂を再生した際に発生した１パス目のダストの活性粘土分、全粘土分及び強熱減量を測定した。活性粘土分の測定方法はＡＦＳ発行のＭｏｌｄ ＆ Ｃｏｒｅ Ｔｅｓｔ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎで規定されている、Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ＡＦＳ ２２１０−００−Ｓ “ＭＥＴＨＹＬＥＮＥ ＢＬＵＥ ＣＬＡＹ ＴＥＳＴ， ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＭＥＴＨＯＤ， ＭＯＬＤＩＮＧ ＳＡＮＤ”に準拠し、ベントナイト係数は４．５を採用した。また、全粘土分の測定方法は、前述した、ＪＩＳ Ｚ ２６０１ 附属書１「鋳物砂の粘土分試験方法」に準拠して行った。強熱減量の試験方法は、前述した、ＪＩＳ Ｚ ２６０１ 附属書６「鋳物砂の強熱減量試験方法」に準拠して行った。【比較例９】
【0286】
比較例９として、第１の実施の形態の再生設備１を用い、硅砂を主成分とする生型砂を再生した際に発生した２パス目のダストの活性粘土分、全粘土分及び強熱減量を測定した。活性粘土分、全粘土分及び強熱減量の測定方法は、実施例５と同様である。【0287】
【表4】
【0288】
表４に実施例５と比較例９のダストの活性粘土分、全粘土分及び強熱減量の結果を示す。実施例５と比較例９との比較では、１パス目のダストでは活性粘土分、全粘土分、及び、強熱減量のいずれもが比較例９よりも高い値を示している。このことは、実施例５の方がより多くの有効なベントナイト及び石炭粉など揮発性の添加物を含有していることと、比較例９の方が不揮発性かつ有効なベントナイトではない成分、すなわち再生によって研摩された砂粒の微粉などを多く含有していることを示している。【実施例6】
【0289】
第１の実施の形態の再生設備１を用い、硅砂を主成分とする生型砂を主型添加用硅砂代替砂に再生する目的で、６パス再生を行い、再生砂の性状を評価した。その上、再生砂を１ｔ／日の割合で主型へ添加し、１ヶ月経過した後の主型砂の性状を評価した。【比較例１０】
【0290】
比較例１０として、実施例６の再生砂で代替される前の主型添加用硅砂の性状を評価した。その上、新砂を１ｔ／日の割合で主型へ添加した際の主型砂の性状を評価した。【0291】
【表5】
【0292】
オーリティクスが不足すると、鋳型砂の保水機能が失われるため、鋳型砂に添加した水分が蒸発し、鋳型砂に起因する鋳物不良を引き起こすことになる。一方で、オーリティクスが過剰な場合は、鋳型砂の充填密度低下や鋳物の焼き付き不良などの原因ともなる。そのため、鋳物の材質や対象となる製品の要求仕様によっても異なるが、一般的に鋳鉄鋳物を生産する生型鋳造設備で使用される主型砂では、オーリティクスを略２０％で管理することが多い。【0293】
表５において実施例６と比較例１０の結果を比較してみると、オーリティクスの割合は若干比較例１０の方が高いものの、いずれもほぼ同等の値であった。クォーツの割合は実施例６の方が比較例１０に対して著しく改善されている。この結果より、実施例６に示される再生砂の性状まで再生を行ったものであれば、新砂を添加したものとほぼ同じ水準で、保水性を維持するのに十分な割合となるよう主型砂のオーリティクスを維持しながら、さらにクォーツが増加することで過剰なオーリティクスに起因する焼き付きなどの欠陥を防止することができることが明らかとなった。【0294】
なお、第５〜第８の実施の形態では、全て同一の機構を有する再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを直列及び並列に配置している。これらの台数が何台必要であるかは、あらかじめ試験を行って必要な処理量及び処理能力を検証し、最大限必要な台数を用意しておく必要がある。【0295】
また、第５〜第８の実施の形態では、全て同一の機構を有する再生設備、及び、分級設備を直列に２台、及び並列に２台、配置しているが、要求される処理量、要求される再生砂の品質、及び、要求される処理能力によっては、直列、及び、並列に何台配置してもよく、直列のみの配置や並列のみの配置としてもよい。【0296】
さらに、第５〜第８の実施の形態では、全て同一の機構を有する再生設備及び分級設備を用いているが、異なる機構を有する再生設備Ｒ及び分級設備Ｃを用いてもよい。【0297】
また、第５〜第８の実施の形態では、１パス目の分級装置Ｃは集塵装置ＤＣで、２パス目以降の分級装置Ｃは集塵装置ＤＯですることで、１パス目のダストと２パス目以降のダストを分離して回収するようにしている。このため、再利用可能な１パス目のダストを他のダストと混合させることなく、有効に再利用することが可能となる。【符号の説明】
【0298】
１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 再生設備２ 圧縮空気噴射手段
Ｓ 鋳型砂
Ｄ 乾燥設備
Ｍ 磁選設備
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４ 切り替え設備
ＢＰ１、ＢＰ２ バイパス系
Ｒ 乾式の機械再生設備
Ｃ 分級設備
ＰＬ１、ＰＬ２ 送還系
ＤＣ、ＤＯ 集塵設備
ＰＯ オーバーフロー砂回収設備
ＩＯ オーバーフロー砂異物除去設備
ＳＳＯ オーバーフロー砂貯蔵槽
ＰＳ 製品付着砂回収設備
ＩＳ 製品付着砂異物除去設備
ＳＳＳ 製品付着砂貯蔵槽
ＰＬ 主型中子砂混合砂回収設備
Ｌ 解砕設備
ＩＬ 主型中子混合砂異物除去設備
ＳＳＬ 主型中子混合砂貯蔵槽
ＰＣ 砂塊及び砂回収設備
ＩＣ 砂塊及び砂異物除去設備
ＳＳＣ 砂塊及び砂貯蔵槽
Ｆ 砂切り出し／配合設備
ＴＲ 加熱設備