特許 6797067 鋳物砂の再生方法

(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】6797067

(24)【登録日】2020年11月19日

(45)【発行日】2020年12月9日

(54)【発明の名称】鋳物砂の再生方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 5/00 20060101AFI20201130BHJP

   B07B 4/08 20060101ALI20201130BHJP

   B07B 9/00 20060101ALI20201130BHJP

【ＦＩ】

   B22C5/00 A

   B07B4/08 B

   B07B9/00 Z

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-88620(P2017-88620)

(22)【出願日】2017年4月27日

(65)【公開番号】特開2018-183812(P2018-183812A)

(43)【公開日】2018年11月22日

【審査請求日】2019年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000117102

【氏名又は名称】旭有機材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100159581

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 勝誠

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100158540

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 博生

(74)【代理人】

【識別番号】100106264

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 耕治

(74)【代理人】

【識別番号】100187768

【弁理士】

【氏名又は名称】藤中 賢一

(74)【代理人】

【識別番号】100139354

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 昌子

(72)【発明者】

【氏名】盛武 克己

【審査官】 瀧口 博史

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−０６８０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１６９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２４０９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ ５／００

Ｂ０９Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

使用済み鋳物砂の再生方法であって、
少なくとも砂及びゴムチップを混合した補助可燃物を用意する工程と、
上記鋳物砂と上記補助可燃物とを混合する工程と、
上記混合工程で得られた混合物を焼成する工程と
を有する鋳物砂の再生方法。

【請求項2】

上記焼成工程後の砂を研磨する工程と、
上記研磨工程後の砂を分級する工程と
をさらに有する請求項１に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項3】

上記分級工程が、
空気流により上記研磨工程後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く工程と、
ふるいにより上記研磨工程後の砂に含まれる異物を取り除く工程と
を有する請求項２に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項4】

上記焼成工程の前に、上記補助可燃物を燃焼させる初期加熱工程
をさらに有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項5】

上記焼成工程における焼成温度が４００℃以上９００℃以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項6】

上記混合工程における鋳物砂と補助可燃物との混合比率が、質量基準で１：１以上９：１以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項7】

上記補助可燃物における砂及びゴムチップの混合比率が、質量基準で４：１以上４９：１以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項8】

上記補助可燃物が、使用済み人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の鋳物砂の再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳物砂の再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一度使用された鋳物砂が再生されるときには、鋳物砂に付着した付着物が除去される必要がある。従来、鋳物砂の再生方法としては、例えば、ロータリーキルン等の焙焼炉を用い、砂を流動させつつ上部又は下部からバーナーで加熱することにより、砂の付着物を燃焼させて砂から付着物を除去する方法が知られている。

【0003】

従来の鋳物砂の再生方法を用いた場合、焙焼炉の熱効率が低いため、焙焼炉の初期加熱時に膨大な燃料を必要とし、採算性が良くない。また、鋳物砂が焼成される際には、鋳物砂に付着している可燃性の粘結剤やその炭化物が可燃物となって燃焼するが、鋳物砂に付着している可燃物の量は鋳物砂の状態によって大きく異なる。可燃物の付着量が少ない鋳物砂が焼成されると、焼成温度が低下してしまい、焼成が不十分となるおそれがある。このため、鋳物砂だけを用いて安定的にかつ効率の良く焼成することは困難である。

【0004】

そこで、可燃物の含有量が少ない又は無い鋳物砂が用いられる場合に、コークス粉、炭素系ダストの粉等の粒状可燃物を鋳物砂に添加し、この鋳物砂を焼成することで焼成効率を向上させた鋳物砂の再生方法が提案されている（特許文献１）。

【0005】

特許文献１の鋳物砂の再生方法では、鋳物砂における可燃物の含有量の確認が必要である。このため、この再生方法では、鋳物砂における可燃物の含有量を確認し、可燃物の含有量が少ないときに鋳物砂に燃料を添加する手順が必要となるが、大量の鋳物砂が再生される際にはこの手順を採用することは極めて困難であり、作業効率が非常に悪くなる。

【0006】

また、例えば、鋳物砂と粒状可燃物とを特定の割合で混合させた混合物を焙焼炉で焼成する方法が考えられるが、鋳物砂における可燃物の含有量が十分である場合は、燃料過多となって焙焼炉内の温度が急激に上昇してしまう懸念がある。焙焼炉内の温度が急激に上昇すると、鋳物砂が安定的に焼成されないばかりでなく、焙焼炉が損傷するおそれ、煙や臭気が発生するおそれ、及び急激な燃焼で一時的に酸素が欠乏することによる燃焼不良が起こるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開昭６０−２１６９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を抑制できる鋳物砂の再生方法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】

【0009】

上記課題を解決するためになされた発明は、使用済み鋳物砂の再生方法であって、少なくとも砂及びゴムチップを混合した補助可燃物を用意する工程と、上記鋳物砂と上記補助可燃物とを混合する工程と、上記混合工程で得られた混合物を焼成する工程とを有する。

【0010】

当該再生方法は、使用済み鋳物砂に対して砂及びゴムチップを含む補助可燃物を混合し、この混合物を焼成する。鋳物砂における可燃物の含有量が少ない場合は、補助可燃物に含まれるゴムチップが燃焼することで焼成温度の低下を抑制する。また、鋳物砂における可燃物の含有量が多い場合は、補助可燃物に含まれる砂が急激な温度上昇を抑制する。このため、当該再生方法は、鋳物砂における可燃物の含有量の多少によらず、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を抑制できる。

【0011】

当該再生方法は、上記焼成工程後の砂を研磨する工程と、上記研磨工程後の砂を分級する工程とをさらに有するとよい。これにより、当該再生方法は、焼成工程後の砂表面の付着物を適切に取り除いた後に、純良な状態に再生された砂を取り出すことができる。

【0012】

上記分級工程が、空気流により上記研磨工程後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く工程と、ふるいにより上記研磨工程後の砂に含まれる異物を取り除く工程とを有するとよい。これにより、当該再生方法は、研磨工程後の砂に紛れ込んでいる微粉体及び異物を適切に取り除くことができる。

【0013】

当該再生方法は、上記焼成工程の前に、上記補助可燃物を燃焼させる初期加熱工程をさらに有するとよい。これにより、当該再生方法は、初期加熱時に焼成に適した温度まで焼成対象を短時間で加熱することができる。

【0014】

上記焼成工程における焼成温度が４００℃以上９００℃以下であるとよい。これにより、当該再生方法は、鋳物砂の付着物、ゴムチップ、ゴミ及び不純物を適切な温度で燃焼させることができる。

【0015】

上記混合工程における鋳物砂と補助可燃物との混合比率が、質量基準で１：１以上９：１以下であるとよい。これにより、当該再生方法は、鋳物砂を焼成する際の温度を焼成に適した温度とすることができる。

【0016】

上記補助可燃物における砂及びゴムチップの混合比率が、質量基準で４：１以上４９：１以下であるとよい。これにより、当該再生方法は、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を適切に抑制できる。

【0017】

上記補助可燃物が、使用済み人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物であるとよい。人工芝に充填された砂及びゴムチップは、人工芝を新しいものに張り替える際に廃棄される。当該再生方法は、補助可燃物として人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物を用いるので、鋳物砂を再生するとともに、人工芝に含まれている砂も再生することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明は、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を抑制できる鋳物砂の再生方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態の再生方法を示すフローチャートである。

【図2】本発明の第２実施形態の再生方法の一部を示すフローチャートである。

【図3】図２の分級工程Ｓ４の詳細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】

【0020】

以下、本発明に係る鋳物砂の再生方法の実施形態について図を参照しつつ詳説する。

【0021】

［第１実施形態］
当該再生方法は、使用済み鋳物砂を再利用可能に再生する。図１に示すように、当該再生方法は、少なくとも砂及びゴムチップを混合した補助可燃物を用意する用意工程Ｓ１と、鋳物砂と補助可燃物とを混合する混合工程Ｓ２と、混合工程Ｓ２で得られた混合物を焼成する焼成工程Ｓ３とを有している。

【0022】

＜用意工程Ｓ１＞
用意工程Ｓ１では、少なくとも砂及びゴムチップを混合した補助可燃物を用意する。補助可燃物は、後段の焼成工程Ｓ３における焼成を補助する可燃物であり、少なくとも砂及びゴムチップを含んだ混合物である。

【0023】

補助可燃物に含まれる砂は、例えば、川砂、海砂、山砂、粘土等から得られる天然砂であっても、人工砂であってもよく、特に限定されない。また、砂は、サンゴ、貝殻等の石灰質の化石片を含んでいてもよい。砂の材料としては、例えば、ケイ砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド、アルミナサンド、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグ、ムライト系人工粒子等を用いることができ、これらの再生砂が用いられてもよいし、これらを２種以上組み合わせたものが用いられてもよい。砂は、再利用の観点から、鋳物砂と同質の砂が用いられると好ましい。また、砂の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上２０００μｍであればよく、好ましくは２００μｍ以上１５００μｍ以下であればよく、より好ましくは３００μｍ以上１２００μｍ以下であればよい。砂の形状は、球形状であってもよいし、非球形状であってもよい。

【0024】

補助可燃物に含まれるゴムチップは、ゴムを粒子化したものであれば特に限定されないが、例えば天然ゴム、合成ゴム等の加硫ゴムや、熱可塑性エラストマーが用いられる。合成ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソブチレン等が挙げられ、熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系、塩化ビニル系、ウレタン系のものが挙げられるが、これらのうちの１種が用いられてもよいし、これらを２種以上組み合わせたものが用いられてもよい。また、ゴムチップの平均粒子径は、特に限定されないが、例えば１００μｍ以上３０００μｍ以下であればよく、好ましくは５００μｍ以上２０００μｍ以下であればよく、より好ましくは８００μｍ以上１５００μｍ以下であればよい。ゴムチップの形状は、一般的にゴムチップの製造方法によって決まるものであり、粒子化されていれば特に限定されない。なお、砂及びゴムチップの平均粒子径は、例えばレーザ回折式の粒度分布測定装置によって測定される粒度分布により求められる体積平均粒子径（Ｄ５０）である。

【0025】

補助可燃物における砂及びゴムチップの混合比率の下限は、質量基準で、４：１であり、５：１であると好ましく、１７：３であるとより好ましい。砂及びゴムチップの混合比率が上記下限未満であると、砂の量が不足して後段の焼成工程Ｓ３における急激な温度上昇を抑制できないおそれがある。一方、補助可燃物における砂及びゴムチップの混合比率の上限は、質量基準で、４９：１であり、２４：１であると好ましく、１９：１であるとより好ましい。砂及びゴムチップの混合比率が上記上限を超えると、可燃物であるゴムチップの量が不足して後段の焼成工程Ｓ３における加熱不足を抑制できないおそれがある。

【0026】

補助可燃物は、特に限定されないが、使用済み人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物であるとよい。人工芝に充填された砂及びゴムチップは、人工芝を新しいものに張り替える際に廃棄されるが、当該再生方法における補助可燃物として利用されれば、鋳物砂とともに人工芝に含まれている砂も同時に再生することができる。

【0027】

使用済み人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物が補助可燃物として用いられる際には、補助可燃物におけるゴムチップの量が過剰となっている場合がある。この場合は、必要に応じて混合物からゴムチップの一部が取り出されることにより、補助可燃物における砂及びゴムチップの混合比率が調整されてもよい。つまり、当該再生方法が、補助可燃物からゴムチップの一部を取り出す工程をさらに有していてもよい。補助可燃物からゴムチップの一部を取り出す方法としては、特に限定されないが、例えば風選や遠心分離等の方法を用いることができる。また、補助可燃物から取り出されるゴムチップの量は、後段の焼成工程Ｓ３における焼成の条件に応じて適宜に選択されるため特に限定されないが、例えば補助可燃物におけるゴムチップの全体含有量に対して、５質量％以上８０質量％であるとよく、２０質量％以上６０質量％であると好ましい。取り出されたゴムチップは、別途燃料として利用されるとよい。

【0028】

＜混合工程Ｓ２＞
混合工程Ｓ２では、鋳物砂と補助可燃物とを混合する。混合工程Ｓ２で得られる混合物は、焼成工程Ｓ３における焼成温度が焼成に適した温度となるように混合比率が調整される。

【0029】

鋳物砂と補助可燃物との混合比率の下限は、質量基準で、１：１であり、５：４であると好ましく、３：２であるとより好ましい。鋳物砂と補助可燃物との混合比率が上記下限未満であると、補助可燃物の量が過剰となり、焼成工程Ｓ３における焼成温度が上昇し過ぎるおそれがある。一方、鋳物砂と補助可燃物との混合比率の上限は、質量基準で、９：１であり、１７：３であると好ましく、４：１であるとより好ましい。鋳物砂と補助可燃物との混合比率が上記上限を超えると、補助可燃物の量が不足して焼成工程Ｓ３における焼成温度が低下するおそれがある。

【0030】

混合物全体に対するゴムチップの含有量の下限は、２質量％であり、３質量％であると好ましく、４質量％であるとより好ましい。ゴムチップの含有量が上記下限未満であると、ゴムチップの量が不足して焼成工程Ｓ３における焼成温度が低下するおそれがある。一方、混合物全体に対するゴムチップの含有量の上限は、１５質量％であり、１２質量％であると好ましく、１０質量％であるとより好ましい。ゴムチップの含有量が上記上限を超えると、ゴムチップの量が過剰となり、焼成工程Ｓ３における焼成温度が上昇し過ぎるおそれがある。

【0031】

なお、用意した補助可燃物に含まれているゴムチップの量が不足している場合には、混合工程Ｓ２において燃料がさらに混合されてもよい。つまり、混合工程Ｓ２が、鋳物砂と補助可燃物と燃料とを混合する工程であってもよい。

【0032】

＜焼成工程Ｓ３＞
焼成工程Ｓ３では、混合工程Ｓ２で得られた混合物を焙焼炉内に随時投入しつつ焼成する。この混合物の焼成には、例えばロータリーキルンやトンネルキルン等の焙焼炉が用いられる。

【0033】

鋳物砂に付着した可燃性の粘結剤やその炭化物は、燃料の役割を果たすので焼成が効率良く進行する。また同時に、混合物中のゴムチップも燃料の役割を果たすので、鋳物砂における可燃物の含有量が少ない場合であっても、混合物は高温で焼成される。これにより、鋳物砂の付着物、ゴムチップ、ゴミ及び不純物は十分に燃焼する。

【0034】

一方、鋳物砂における可燃物の含有量が十分な場合には、焙焼炉内に投入される燃料が過剰となる。ところが、混合物中には補助可燃物に含まれていた砂が存在しており、この砂は可燃性のものではなく過度な燃焼を抑える作用を奏するものであるので、焙焼炉内の急激な温度上昇は抑制される。

【0035】

焙焼炉内の焼成温度の下限は、４００℃であり、５００℃であると好ましく、６００℃であるとより好ましい。焼成温度が上記下限未満であると、鋳物砂の付着物、ゴムチップ、ゴミ及び不純物が十分に燃焼しないおそれがある。一方、焼成温度の上限は、９００℃であり、８５０℃であると好ましく、８００℃であるとより好ましい。焼成温度が上記上限を超えると、焙焼炉に負荷がかかる上に、加熱コストが増大するおそれがある。

【0036】

（利点）
当該再生方法は、混合工程Ｓ２において鋳物砂と補助可燃物とを混合する。鋳物砂における可燃物の含有量が少ない場合には、補助可燃物のゴムチップが燃料の役割を果たすので、焼成工程Ｓ３における焼成温度が低下し難い。また、鋳物砂における可燃物の含有量が十分な場合には、補助可燃物の砂が過度な燃焼を抑える作用を奏するので、焼成工程Ｓ３における焙焼炉内の急激な温度上昇が抑制される。このため、当該再生方法は、鋳物砂における可燃物の含有量の多少によらず、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を抑制できる。そして、当該再生方法は、焙焼炉内の急激な温度上昇を抑制するので、焙焼炉の損傷を防止し、煙や臭気の発生を抑制し、急激な燃焼で焙焼炉内の酸素が一時的に欠乏することによる燃焼不良を抑制することができ、さらには、焼成後の鋳物砂における品質のばらつきを抑制できる。

【0037】

当該再生方法は、使用済み鋳物砂における可燃物の含有量を逐一確認する必要がなく、焼成前において鋳物砂に対して補助可燃物を混合することで、手間をかけずに効率よく鋳物砂を再生できる。また、当該再生方法は、補助可燃物が使用済み人工芝から分離して得られる砂及びゴムチップの混合物であれば、鋳物砂とともに人工芝に含まれている砂も同時に再生することができるので、使用済み鋳物砂から鋳物砂を回収する作業と使用済み人工芝から砂を回収する作業とを別々に実行する場合に比べて、作業効率を向上させることができる。

【0038】

［第２実施形態］
当該再生方法は、第１実施形態の再生方法と同様に、少なくとも砂及びゴムチップを混合した補助可燃物を用意する用意工程Ｓ１と、鋳物砂と補助可燃物とを混合する混合工程Ｓ２と、混合工程Ｓ２で得られた混合物を焼成する焼成工程Ｓ３とを有しているが、図２に示すように、焼成工程Ｓ３後の砂を研磨する研磨工程Ｓ４と、研磨工程Ｓ４後の砂を分級する分級工程Ｓ５とをさらに有している。用意工程Ｓ１、混合工程Ｓ２及び焼成工程Ｓ３については、第１実施形態と同じであるので説明を省略し、焼成工程Ｓ３に続く研磨工程Ｓ４及び分級工程Ｓ５について説明する。

【0039】

＜研磨工程Ｓ４＞
研磨工程Ｓ４では、焼成後の砂を研磨して砂表面に残存する付着物を削り取る。研磨工程Ｓ４における研磨方法としては、特に限定されないが、例えばロータリーリクレーマー、サンドフレッシャー、サンドシャイナー等を用いた研磨を挙げることができる。なお、研磨工程Ｓ４における研磨時間等の研磨条件は、焼成後の砂表面への付着物の付着状態により適宜に選択される。

【0040】

＜分級工程Ｓ５＞
分級工程Ｓ５では、研磨工程Ｓ４後の砂を分級する。図３に示すように、分級工程Ｓ５は、空気流により焼成後の砂を流動させ、集塵装置によりこの砂に含まれる微粉体を取り除く集塵工程Ｓ５−１と、ふるいにより焼成後の砂に含まれる異物を取り除くふるい工程Ｓ５−２とを有している。

【0041】

（集塵工程Ｓ５−１）
集塵工程Ｓ５−１では、空気流により研磨後の砂を流動させ、研磨後の砂に含まれている削りカス、塵及び微粉等の微粉体を駆動状態の集塵装置で除去する。これにより、研磨後の砂から微小な残留物が取り除かれる。

【0042】

（ふるい工程Ｓ５−２）
ふるい工程Ｓ５−２では、ふるいを用いて砂の粒子径を分級することで、研磨後の砂に含まれる異物を取り除く。これにより、研磨後の砂から大きな残留物が取り除かれるとともに、適切な粒子径の砂が選択的に取り出される。

【0043】

なお、分級工程Ｓ５は、上述の集塵工程Ｓ５−１及びふるい工程Ｓ５−２を有するものに限定されない。例えば、分級工程Ｓ５が、集塵工程Ｓ５−１又はふるい工程Ｓ５−２のいずれか一方を有するものであってもよいし、ふるい工程Ｓ５−２を実行した後に集塵工程Ｓ５−１を実行するものであってもよい。また、分級工程Ｓ５は、研磨後の砂を分級する工程であれば他の工程であってもよい。

【0044】

（利点）
当該再生方法は、研磨工程Ｓ４と、分級工程Ｓ５とをさらに有しているので、焼成後の砂の表面を研磨することにより、砂表面に付着している有機分やゴミ等を適切に取り除くことができ、純良な状態に再生された砂を適切に回収することができる。このため、当該再生方法は、より新砂に近いゴミや塵の少ない綺麗な状態の砂を再生することができ、再生後の鋳物砂から新たな鋳型を造形した場合には、新砂から造型した鋳型とほぼ同等の強度を有する鋳型を得ることができる。

【0045】

［その他の実施形態］
本発明の鋳物砂の再生方法は、上記実施形態に限定されるものではない。

【0046】

上記実施形態では、混合工程Ｓ２で得られた混合物を焼成する焼成工程Ｓ３について説明したが、焼成工程Ｓ３の前に、補助可燃物を燃焼させる初期加熱工程をさらに有していてもよい。焙焼炉の初期加熱時には、焙焼炉内の温度をできるだけ短時間で焼成に適した温度まで上昇させる必要がある。そこで、混合工程Ｓ２で得られた混合物を焙焼炉に投入する前に、燃えやすいゴムチップを含んでいる補助可燃物を焙焼炉に投入することで、初期加熱を短時間で効率良く行うことができる。

【実施例】

【0047】

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0048】

［Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の評価］
まず、使用済み人工芝から砂及びゴムチップを分離した。分離物における砂及びゴムチップの質量比率は４：１であった。得られた分離物の一部については、そのまま補助可燃物として用い、他の一部については、ゴムチップのみを取り出し、これを補助可燃物として用いた。

【0049】

次に、使用済みの砂鋳型から鋳物砂を回収し、表１に示す質量比率で、回収した鋳物砂と補助可燃物とを混合した。なお、Ｎｏ．３は、補助可燃物を用いなかった例であり、Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、ゴムチップのみを補助可燃物として用いた例である。

【0050】

次に、処理能力１０ｔ／ｈの焙焼炉に、上述の混合物を５ｔ／ｈの割合で投入し、１時間かけて焼成した。焙焼炉における焼成温度の範囲（定常的に焼成が行われている際の最低温度から最高温度までの範囲）を表１に示す。なお、Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、時間とともに昇温を続け、１時間以内に９００℃を超えたため、危険と判断して混合物の投入を停止した。このため、Ｎｏ．４及びＮｏ．５については、焼成が完了せず、鋳物砂を再生できなかった。

【0051】

また、焙焼炉において混合物を焼成している最中に排煙の評価を行った。排煙評価としては、視覚による目視評価と嗅覚による臭気評価とを実施した。この排煙評価は、５名のパネラーにより行われ、各パネラーの評価について最多のものを採用して導出した。目視評価は、焙焼炉の煙突から有色の煙が見られない場合の評価をＡとし、有色の煙が見られた場合の評価をＢとした。また、臭気評価は、焙焼炉の煙突から臭気が出ていると感じらない場合の評価をＡとし、臭気が出ていると感じられる場合の評価をＢとした。これらの結果を表１に示す。

【0052】

最後に、再生後の砂を再利用した物品の強度を知るために、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の再生後の砂を用いた試験片について、曲げ強度の評価を行った。試験片は以下の手順により用意した。まず、１５０℃に加熱した再生後の砂７ｋｇと、ノボラック型フェノール樹脂（旭有機材工業社製のＳＰ６１０）１７５ｇとをワールミキサー（遠州鉄工株式会社製）内に入れて４０秒間混練し、さらにヘキサメチレンテトラミン２６．３ｇと水１０５ｇとを含む水溶液をワールミキサー内の混練物に追加した。続いてブロワーで送風しながら混練物の塊が崩れるまで混練を継続し、さらにステアリン酸カルシウム７ｇをワールミキサー内へ追加し、さらに５秒間混練してレジンコーテッドサンドを得た。このレジンコーテッドサンドを用いてＪＩＳ−Ｋ６９１０で規定される試験片を作製した。曲げ強度の評価は、ＪＡＣＴ試験法ＳＭ−１（曲げ強さ試験法）に準拠して行った。測定された曲げ強度を表１に示す。

【0053】

【表1】

【0054】

表１に示すように、Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、焼成時の焼成温度が安定し、目視評価及び臭気評価が良好であることが確認された。また、Ｎｏ．１及びＮｏ．２は、再生後の砂を用いた試験片の曲げ強度の評価において試験片が高い強度を示すことが確認された。

【0055】

Ｎｏ．３は、補助可燃物を用いなかった例である。Ｎｏ．３は、Ｎｏ．１及びＮｏ．２と比較して、焼成時の焼成温度の安定性が悪いことが確認された。また、Ｎｏ．３は、Ｎｏ．１及びＮｏ．２と比較して、曲げ強度の評価における試験片の強度が低いことが確認された。

【0056】

Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、ゴムチップのみを含有し、砂を含有していない補助可燃物を用いた例である。Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、焼成時に焙焼炉内の温度が急激に上昇して１時間以内に９００℃を超え、黒煙及びゴム臭の発生が確認された。また、Ｎｏ．４は、Ｎｏ．５と比較して、焼成時に９００℃を超えるまでの時間が短かった。これらのことから、Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、焼成時に焙焼炉が損傷するおそれや、排ガスの問題が生じるおそれがあることが分かった。また、混合物におけるゴムチップの割合が多すぎると、焼成時の昇温速度が増大するとともに、安定的に焼成できないことが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明の鋳物砂の再生方法は、使用済み鋳物砂における可燃物の含有量の多少によらず、鋳物砂を焼成する際の加熱不足や急激な温度上昇を抑制することができる。このため、本発明は、安定的にかつ効率よく大量の鋳物砂を再生することができる。

【図1】

【図2】

【図3】