(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離する再生分離システムであって、
前記鋳型砂を再生する再生機と、
該再生機で再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去するドラム型磁選機と、
前記ドラム型磁選機により強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する、一対のドラム型磁石を対極になるように並行に設置してなる対極型磁選機と、
前記再生機に搬入される鋳型砂を冷却する冷却装置とを備え、
前記対極型磁選機は、
前記一対のドラム型磁石の対向間隙の下方に設けられ、分離される硅砂を収容する硅砂収容部と、
前記硅砂収容部の両側に設けられ、分離されるクロマイトサンドを収容するクロマイトサンド収容部と、
前記硅砂収容部の両側に設けられた前記クロマイトサンド収容部の外側に設けられ、分離される強磁性物を収容する強磁性物収容部とを有し、
前記硅砂収容部及び前記クロマイトサンド収容部の間と、前記クロマイトサンド収容部及び前記強磁性物収容部の間とには、回動可能であるとともに、前記硅砂、前記クロマイトサンド、前記強磁性物を導く案内板が設けられ、
前記案内板は、前記クロマイトサンド収容部、前記硅砂収容部に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分の状態に応じて可変され、
前記再生機は、鋳型砂の投入口と、
該投入口の下方において水平回転自在に設けられるとともに、円形の底板と、該底板の周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁と、該傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰とが連結されている回転体と、
該回転体内において前記傾斜周壁に対して隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つ以上のローラと、
前記ローラの前記傾斜周壁側へ向けて鋳型砂を加圧する力を調整する加圧力調整手段とを有する再生分離システム。
【請求項２】
前記再生機は、２台設けられ、一方の再生機で処理した鋳型砂を他方の再生機で処理した後に、前記ドラム型磁選機に導く請求項１記載の再生分離システム。
【請求項３】
前記再生機で再生され前記ドラム型磁選機に搬送される鋳型砂を冷却する第２冷却装置をさらに備える請求項１又は請求項２記載の再生分離システム。
【請求項４】
前記ドラム型磁選機と前記対極型磁選機とは、一体に形成され、複合磁選機を構成し、
前記複合磁選機は、前記再生機で再生された鋳型砂が投入される投入口と、
前記投入口の下方に設けられ、投入された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離する一次磁選としての役割を有する前記ドラム型磁選機と、
前記ドラム型磁選機の下方に設けられる前記対極型磁選機と、
前記ドラム型磁選機で分離除去された強磁性物を収容する一次磁選収容部と、
前記ドラム型磁選機で分離除去された強磁性物を前記一時磁選収容部に導く第１導通部と、
前記ドラム型磁選機で強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂を前記対極磁選機に導く第２導通部とを有し、
前記対極型磁選機は、前記第２導通部で導かれた鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する二次磁選としての役割を有し、
当該再生分離システムを構成する前記複合磁選機が前記一次磁選及び前記二次磁選を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の再生分離システム。
【請求項５】
再生機と、ドラム型磁選機と、対極型磁選機と、冷却装置とを有する再生分離システムを用いて、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離する再生分離方法であって、
前記再生機に搬入される鋳型砂を前記冷却装置により冷却する工程と、
前記再生機により鋳型砂を再生する工程と、
前記ドラム型磁選機により、該再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去する工程と、
前記対極型磁選機により、該強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂を、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する工程とを備え、
前記対極型磁選機は、一対のドラム型磁石が対極になるように並行に設置されるとともに、前記一対のドラム型磁石の対向間隙の下方に設けられる硅砂収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられるクロマイトサンド収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられた前記クロマイトサンド収容部の外側に設けられる強磁性物収容部とを有し、
前記分離する工程においては、前記硅砂収容部に分離される硅砂を収容し、前記クロマイトサンド収容部に分離されるクロマイトサンドを収容し、前記強磁性物収容部に分離される強磁性物を収容することで、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物を分離し、
前記硅砂収容部及び前記クロマイトサンド収容部の間と、前記クロマイトサンド収容部及び前記強磁性物収容部の間とには、回動可能であるとともに、前記硅砂、前記クロマイトサンド、前記強磁性物を導く案内板が設けられ、
前記案内板は、前記クロマイトサンド収容部、前記硅砂収容部に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分の状態に応じて可変され、
前記再生機は、鋳型砂の投入口と、
該投入口の下方において水平回転自在に設けられるとともに、円形の底板と、該底板の周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁と、該傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰とが連結されている回転体と、
該回転体内において前記傾斜周壁に対して隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つ以上のローラと、
前記ローラの前記傾斜周壁側へ向けて鋳型砂を加圧する力を調整する加圧力調整手段とを有する再生分離方法。
【請求項６】
前記再生機は、２台設けられ、
前記再生する工程においては、一方の再生機で処理した鋳型砂を他方の再生機で処理して、前記ドラム型磁選機に導く請求項５記載の再生分離方法。
【請求項７】
前記再生機で再生され前記ドラム型磁選機に搬送される鋳型砂を冷却する第２冷却装置をさらに備える請求項５又は請求項６記載の再生分離方法。
【請求項８】
前記ドラム型磁選機と前記対極型磁選機とは、一体に形成され、複合磁選機を構成し、
前記複合磁選機は、前記再生機で再生された鋳型砂が投入される投入口と、
前記投入口の下方に設けられ、投入された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離する一次磁選としての役割を有する前記ドラム型磁選機と、
前記ドラム型磁選機の下方に設けられる前記対極型磁選機と、
前記ドラム型磁選機で分離除去された強磁性物を収容する一次磁選収容部と、
前記ドラム型磁選機で分離除去された強磁性物を前記一時磁選収容部に導く第１導通部と、
前記ドラム型磁選機で強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂を前記対極磁選機に導く第２導通部とを有し、
前記対極型磁選機は、前記第２導通部で導かれた鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する二次磁選としての役割を有し、
前記一次磁選及び前記二次磁選を行う該複合磁選機を有する再生分離システムを用いて再生分離する請求項５〜７のいずれか一項に記載の再生分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離する再生分離システム及び再生分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クロマイトサンド及び硅砂を鋳造に用いることや、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離することが、例えば特許文献１に記載されている。クロマイトサンドは、高価であり、さらに効率的に且つ適切に再生分離する装置や方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９０１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、鋳造後の鋳型からクロマイトサンド及び硅砂を適切に再生分離する再生分離システム及び再生分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る再生分離システムは、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離する再生分離システムであって、前記鋳型砂を再生する再生機と、該再生機で再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去するドラム型磁選機と、前記ドラム型磁選機により強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する、一対のドラム型磁石を対極になるように並行に設置してなる対極型磁選機と、前記再生機に搬入される鋳型砂を冷却する冷却装置とを備え、前記対極型磁選機は、前記一対のドラム型磁石の対向間隙の下方に設けられ、分離される硅砂を収容する硅砂収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられ、分離されるクロマイトサンドを収容するクロマイトサンド収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられた前記クロマイトサンド収容部の外側に設けられ、分離される強磁性物を収容する強磁性物収容部とを有し、前記硅砂収容部及び前記クロマイトサンド収容部の間と、前記クロマイトサンド収容部及び前記強磁性物収容部の間とには、回動可能であるとともに、前記硅砂、前記クロマイトサンド、前記強磁性物を導く案内板が設けられ、前記案内板は、前記クロマイトサンド収容部、前記硅砂収容部に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分の状態に応じて可変され、前記再生機は、鋳型砂の投入口と、該投入口の下方において水平回転自在に設けられるとともに、円形の底板と、該底板の周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁と、該傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰とが連結されている回転体と、該回転体内において前記傾斜周壁に対して隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つ以上のローラと、前記ローラの前記傾斜周壁側へ向けて鋳型砂を加圧する力を調整する加圧力調整手段とを有する。
【０００６】
また、本発明に係る再生分離方法は、再生機と、ドラム型磁選機と、対極型磁選機と、冷却装置とを有する再生分離システムを用いて、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離する再生分離方法であって、前記再生機に搬入される鋳型砂を前記冷却装置により冷却する工程と、前記再生機により鋳型砂を再生する工程と、前記ドラム型磁選機により、該再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去する工程と、前記対極型磁選機により、該強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂を、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する工程とを備え、前記対極型磁選機は、一対のドラム型磁石が対極になるように並行に設置されるとともに、前記一対のドラム型磁石の対向間隙の下方に設けられる硅砂収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられるクロマイトサンド収容部と、前記硅砂収容部の両側に設けられた前記クロマイトサンド収容部の外側に設けられる強磁性物収容部とを有し、前記分離する工程においては、前記硅砂収容部に分離される硅砂を収容し、前記クロマイトサンド収容部に分離されるクロマイトサンドを収容し、前記強磁性物収容部に分離される強磁性物を収容することで、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物を分離し、前記硅砂収容部及び前記クロマイトサンド収容部の間と、前記クロマイトサンド収容部及び前記強磁性物収容部の間とには、回動可能であるとともに、前記硅砂、前記クロマイトサンド、前記強磁性物を導く案内板が設けられ、前記案内板は、前記クロマイトサンド収容部、前記硅砂収容部に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分の状態に応じて可変され、前記再生機は、鋳型砂の投入口と、該投入口の下方において水平回転自在に設けられるとともに、円形の底板と、該底板の周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁と、該傾斜周壁の上端から内側に張り出す堰とが連結されている回転体と、該回転体内において前記傾斜周壁に対して隙間を設けて直角に配置された少なくとも１つ以上のローラと、前記ローラの前記傾斜周壁側へ向けて鋳型砂を加圧する力を調整する加圧力調整手段とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、鋳造後の鋳型からクロマイトサンド及び硅砂を適切に再生分離することを実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用された再生分離システムの構成を示す図。
【図２】再生分離システムを構成する案内板の動作を説明するための図である。
【図３】再生分離システムを構成する再生機の構成を示す縦断面図である。
【図４】再生機の図３に示すＡ−Ａ矢視図である。
【図５】再生分離システムを構成する対極磁選機の構成例を示す図である。
【図６】再生分離システムの変形例に用いられる複合磁選機の構成を示す図である。
【図７】再生分離システムを構成する再生機の変形例の構成を示す縦断面図である。
【図８】図７の再生機のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】図８の再生機のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１０】再生分離システムを構成する再生機の他の変形例の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した再生分離システム１について、図面を参照して説明する。再生分離システム１は、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を再生分離するものである。
【００１０】
図１に示すように、再生分離システム１は、再生機２，３と、ドラム型磁選機４と、対極型磁選機５とを備える。再生機２，３は、鋳造後の鋳型砂を再生する。ドラム型磁選機４は、再生機２，３で再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去する。このドラム型磁選機４は、例えば永久磁石により構成されている。対極型磁選機５は、ドラム型磁選機４により強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する。対極型磁選機５は、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂを対極になるように並行に設置して構成されている。
【００１１】
尚、ここで説明する再生分離システム１では、再生機を２台設けるようにして、一方の再生機２で処理した鋳型砂を他方の再生機３で処理した後に、ドラム型磁選機４に導くように構成したが、これに限られるものでなく、例えば１台であってもよい。
【００１２】
対極型磁選機５は、その下方に、硅砂収容部６と、クロマイトサンド収容部７と、強磁性物収容部８とを有する。硅砂収容部６は、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂの対向間隙の下方に設けられ、分離される硅砂を収容する。クロマイトサンド収容部７は、硅砂収容部６の両側に設けられ、分離されるクロマイトサンドを収容する。強磁性物収容部８は、硅砂収容部６の両側に設けられたクロマイトサンド収容部７のさらに外側に設けられ、分離される強磁性物を収容する。
【００１３】
また、再生分離システム１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、硅砂収容部６及び前記クロマイトサンド収容部７の間と、クロマイトサンド収容部７及び強磁性物収容部８の間とには、回動可能とされた案内板９が設けられている。案内板９は、硅砂、クロマイトサンド、強磁性物を導く。この案内板９は、後述のように、クロマイトサンド収容部７、硅砂収容部６に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分の状態に応じて回動されて、最適な角度となるように調整される。
【００１４】
さらに、再生分離システム１は、粉砕装置１１と、冷却装置１２と、各装置間を処理した鋳型砂を搬送する昇降搬送手段１３，１４，１５とを備える。粉砕装置１１には、鋳造後解枠されることにより得られた鋳型砂（ここでは砂塊の状態）を収容する収容部１１ａと、この収容部１１ａを振動自在に支持する弾性支持部材１１ｂと、振動方向が例えば９０度異なる一対の振動発生装置１１ｃ，１１ｄと、篩部１１ｅとが設けられる。振動発生装置１１ｃ，１１ｄによりひねり上げるように振動された収容部１１ａ中の鋳型砂は、収容部１１ａの内壁や篩部１１ｅに衝突し、さらに砂塊同士で衝突することで細かく粉砕され、所定の大きさより小さくなったときに、シュート状の配管１１ｆから昇降搬送手段１３側に排出される。昇降搬送手段１３は、例えば、パケットコンベヤ等であり、粉砕装置１１で粉砕細粒化した鋳型砂を冷却装置１２に搬送する。
【００１５】
冷却装置１２は、粉砕装置１１で粉砕処理がされ再生機２に搬入される鋳型砂を冷却する。冷却装置１２には、昇降搬送手段１３で搬送された所定の大きさに破砕された鋳型砂を収容する収容部１２ａと、収容部１２ａ内に通される冷却用配管１２ｂとが設けられている。冷却用配管１２ｂには、冷却用の水等の流体が流され、収容部１２ａ内の鋳型砂と熱交換を行うことで、該鋳型砂を冷却する。昇降搬送手段１４は、パケットコンベヤ、スクリューコンベヤ等からなり、冷却装置１２で冷却された鋳型砂を、再生機２に搬送する。冷却装置１２は、再生分離システム１において、ドラム型磁選機４及び対極型磁選機５の機能を発揮させることができる。すなわち、これらの磁選機は、高温に晒されると、永久磁石の劣化を招いたり、電磁石用のコイルに悪影響を及ぼしたり、磁力が弱まり機能を十分に発揮できなくなる等のおそれがあるからであり、冷却装置１２によりあらかじめ適切な温度（例えば８０℃以下）にまで下げておけばこのような問題が発生しない。
【００１６】
尚、ここでは、冷却装置を１機設けるようにしたが、必要に応じて必要な箇所に増加してもよい。例えば、再生分離システム１は、再生機３で再生されドラム型磁選機４に搬送される鋳型砂を冷却する第２冷却装置をさらに備えるように構成してもよい。この場合第２冷却装置は、再生機３及びドラム型磁選機４の間に配置されることとなり、ドラム型磁選機４及び対極型磁選機５に搬入される鋳型砂の温度を十分に低下させ（例えば０℃〜８０℃程度）、これらの磁選機の機能を十分に発揮することを実現できる。
【００１７】
次に、再生機２，３の具体的構成の一例について、図３及び図４を用いて説明する。尚、ここでは、再生機２について説明するが、再生機３は、同じ構造であるものとする。再生機２は、図３及び図４に示すように、鋳型砂の投入口２１と、回転体２２と、ローラ２３とを有している。回転体２２は、該投入口２１の下方において水平回転自在に設けられる。また、回転体２２は、円形の底板２２ａと、該底板２２ａの周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁２２ｂと、該傾斜周壁２２ｂの上端から内側に張り出す堰２２ｃとが連結されて構成されている。ローラ２３は、該回転体２２内において、傾斜周壁２２ｂに対して若干の隙間を設けて直角に配置されている。ここでは、ローラ２３は、図４に示すように２個設けられているが、少なくとも１つ以上設けるように構成すれば個数はこれに限られない。
【００１８】
上述の投入口２１は、円筒部２５及びその下部の円錐筒部２６を連結した再生機２の本体の上端部に漏斗状に形成される。投入口２１の下部には、図示しないゲートにより常に一定流量の砂を回転体２２に供給する砂落とし口２７が設けられている。
【００１９】
回転体２２の底板２２ａの下面中央部には、回転軸２８が固定されている。この回転軸２８は、支持フレーム２９上に取り付けられた軸受３０を介して回転自在に支持されている。回転軸２８の下端には、Ｖプーリ３１が取り付けられ、モータ３２の回転軸３３にＶベルト３４及びＶプーリ３５を介して連結されている。
【００２０】
上述した２個のローラ２３の上面中央部には、回転軸３６が設けられている。回転軸３６は、円筒部２５に設けたフレーム３７に軸受３８を介して回転自在に取り付けられている。
【００２１】
以上のような再生機２には、モータ３２を駆動させて回転体２２を回転させた状態で投入口２１に鋳型砂が供給される。投入口２１下方の砂落とし口２７から一定量の鋳型砂が回転体２２の底板２２ａの中央に連続的に供給される。供給された鋳型砂は、回転体２２の遠心力により外方向へ移動され、さらに傾斜周壁２２ｂの内面に遠心力により押え付けられながら堆積し、その厚みを増して砂層３９を形成する。この砂層３９の厚みが傾斜周壁２２ｂとローラ２３との隙間より厚くなると、ローラ２３は、鋳型砂との摩擦力で回転を始める。さらに、砂層３９の厚みが増すと鋳型砂は、堰２２ｃを乗り越える。
【００２２】
この状態で、砂層３９は、回転体２２とともに回転し、ローラ２３の位置にくると、ローラ２３と回転体２２の傾斜周壁２２ｂとの間に挟まれて大きな加圧力を受ける。それとともに、砂内部に剪断作用を生じ、これにより砂表面の付着物は、隔離、除去され砂再生がなされる。この砂再生は、加圧された状態での剪断作用により行われるので効率よく付着物が剥離される。再生された砂は、堰２２ｃを乗り越えて、再生機２，３の本体外側に排出される。このように回転体２２内への鋳型砂の供給、回転体２２内での砂再生及び排出が連続して行われる。
【００２３】
図３及び図４の再生機２，３において、傾斜周壁２２ｂを上外側に延びる構成、すなわち上広がりの傾斜面にした理由を説明する。周壁に遠心力で砂層を形成する場合の重力の影響で、下方ほど堆積層の内径が小さくなるので、砂層の厚さを上下方向にわたって一定にすることができるからである。これによりローラ２３により均等な加圧が実現し、効率のよい砂再生がなされる。
【００２４】
さらに、このローラ２３は、砥石等の研磨部材により構成してもよく、その場合には、研磨作用を与えることができ、再生効率をさらに向上させることができる。以上のように再生機２，３は、供給された鋳型砂を回転体２２による遠心作用により傾斜周壁２２ｂに堆積させて砂層を形成し、これをローラ２３により加圧しながら剪断作用を生じさせ砂を再生させるから効率よく再生を行うことができる。
【００２５】
次に、ドラム型磁選機４と、対極型磁選機５とについて説明する。ドラム型磁選機４には、再生機２，３を経由することで再生された鋳型砂が、パケットコンベヤやスクリューコンベヤ等からなる昇降搬送手段１５により供給される。ドラム型磁選機４は、ドラム型磁石４ａを一つ有する簡易的な構成であり、これにより、鉄片等の強磁性物を取り除く一次磁選としての役割を有する。ドラム型磁選機４で取り除かれた鉄片は、導通部４ｂを介して強磁性物収容部１７に導かれる。ドラム型磁選機４により強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂は、導通部４ｃを介して対極型磁選機５に導かれる。対極型磁選機５は、上述したように、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂを対極になるように並行に設置することで、例えば、１５０００ガウス〜２５０００ガウス程度の強力な磁力により、強磁性物、クロマイトサンド、硅砂に分級を行う二次磁選としての役割を有する。尚このドラム型磁選機４の構成は、磁力１５０００ガウス〜２５０００ガウスの範囲で磁選効果が大幅に向上することに着目したものである。
【００２６】
対極型磁選機５は、例えば図５に示すように一対の円板４２，４２’及び一対の円板４３，４３’と、電磁石鉄芯４５と、電磁石巻線４６とを有する。円板４２，４２’及び円板４３，４３’をそれぞれ電磁石鉄芯４５と一体となし、電磁石巻線４６を施して、それぞれドラム型磁石（マグネットロール）５ａ，５ｂを形成している。磁極の極性については、円板４２がＮ極のとき、４３をＳ極、４２’をＳ極、４３’をＮ極となるように、すなわち、互いに異極となるように直流電源又は交流電源により電流が供給される。例えば図示しない直流電源が設けられ、カーボンブラッシュやスリップリングを介して、電磁石巻線４６に電流が通じさせられる。４２−４５−４２’により構成されるドラム型磁石及び４３−４５−４３’により構成されるドラム型磁石は、磁極４２，４３及び磁極４２’，４３’間の二つの空隙を介して、一つの磁気回路を形成する。また、このドラム型磁石は、軸４７と、軸受４９により、所定の間隙を保って回転自在に保持され、相互に逆方向に一定速度で回転される。図５中矢印は、回転方向を示す。
【００２７】
以上のように構成された対極型磁選機５は、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂ（マグネットロール）の近接する中心線位置で最大となり、中心線から遠ざかるにつれて弱くなる。かかる構成により、対極型磁選機５は、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂの対向間隙の下方に設けられた硅砂収容部６に、硅砂を分離して収容する。また、対極型磁選機５は、硅砂収容部６の両側に配置されるクロマイトサンド収容部７に、クロマイトサンドを分離して収容する。硅砂収容部６、クロマイトサンド収容部７に収容された硅砂及びクロマイトサンドは、それぞれ、導通部１８，１９を介して所望の場所に搬送され再利用される。このように、焼着防止や鋳肌向上や寸法精度に優れ、高価なクロマイトサンドを適切に再利用できる。さらに、対極型磁選機５は、さらに外側に配置される強磁性物収容部８に、強磁性物を分離して収容する。尚、再生分離システム１を構成する対極型磁選機は、図５に示すものに限られるものではない。例えば、電磁石として構成される磁性体に加えて永久磁石を有するようにした対極型磁選機を用いるようにしてもよい。
【００２８】
また、対極型磁選機５と、硅砂収容部６、クロマイトサンド収容部７及び強磁性物収容部８との間には、図１及び図２を用いて上述したように、案内板９が設けられている。この案内板９は、回動可能とされ、実際にクロマイトサンド収容部７、硅砂収容部６に収容されたクロマイトサンド、硅砂の成分を計測して所望の状態（成分割合）となるように調整可能とされている。これは、例えば、初期設定や、一定時間経過後に再調整するようにしてもよく、さらに、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂに供給される電流の強さに応じて調整するようにしてもよい。
【００２９】
尚、上述では、ドラム型磁選機４及び対極型磁選機５は、別体により構成するようにしたが、これに限られるものではなく、これらに換えて例えば図６に示す一体の複合磁選機６０を用いるようにしてもよい。上述の同様の機能を有する部分には、同様の符号を付して詳細説明は省略する。この複合磁選機６０は、鋳型砂が投入される投入口６０ｃの下方に設けられ、鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去するドラム型磁選機６０ａと、ドラム型磁選機６０ａの下方に設けられ、強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂をクロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する対極型磁選機６０ｂとを有する。ドラム型磁選機６０ａは、ドラム型磁選機４と同様に、ドラム型磁石４ａを一つ有し、導通部４ｂ、導通部４ｃを有する。対極型磁選機６０ｂは、対極型磁選機５と同様に、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂと、その下方に、硅砂収容部６と、クロマイトサンド収容部７と、強磁性物収容部８とを有する。複合磁選機６０は、別体で構成したのと同様の機能を有するとともに、装置の小型化を実現する。
【００３０】
また、再生分離システム１に用いられる再生機は、上述の図３及び図４を用いて説明した再生機２，３に限られるものではなく、次の図７〜図９に示す再生機７２，７３であってもよく、さらに、図１０に示す再生機８２，８３であってもよい。
【００３１】
ここで、図７〜図９に示す再生機７２，７３について説明するが、図３〜図４の再生機２，３と同様の機能を有する部分には、同様の符号を付して詳細説明は省略する。尚、図７のＤ−Ｄ矢視については、上述した図４と同様であるので省略する。再生機７２，７３は、投入口２１、回転体２２、ローラ２３、円筒部２５、円錐筒部２６、回転軸２８、支持フレーム２９、軸受３０、Ｖプーリ３１、モータ３２、回転軸３３、Ｖベルト３４、Ｖプーリ３５を有している。
【００３２】
再生機７２，７３において、２個のローラ２３の上面中央部には、回転支持軸７５が設けられている。回転支持軸７５の上端は、横方向に延びる支持アーム７６の一端に固着されており、該支持アーム７６の他端部は軸受７７を介して垂直回転可能に支持されて該支持アーム７６に交差する方向に延びる水平軸７８の一端に連結されている。該水平軸７８の他端は、円筒部２５を貫通して、外部に突出されて回転アーム７９の上端に固着されている。さらに、２本の回転アーム７９の下端間は、シリンダ８０により連結されている。
【００３３】
回転支持軸７５、支持アーム７６、軸受７７、水平軸７８、回転アーム７９、シリンダ８０は、全体としてローラ加圧機構７１を構成している。すなわち、このローラ加圧機構７１は、ローラ２３に連結されて該ローラ２３を傾斜周壁２２ｂの方向に一定圧力により押し付ける機構である。さらに、このローラ加圧機構７１を構成するシリンダ８０には、図示しない圧力調整機構が設けられている。この圧力調整機構は、例えば減圧バルブ等からなり、ローラ２３の傾斜周壁２２ｂ側への鋳型砂への付勢力を決定する。該ローラ加圧機構７１は、鋳型砂への付勢力を変えることが可能である。そして、ローラ加圧機構７１を有する再生機７２，７３において、この圧力調整機構による付勢力に対応して、砂層の厚さが変化することとなり、結果として単位時間あたりの処理能力が可変できる。よって、再生機７２，７３は、鋳型砂の供給量に応じてローラ加圧機構７１の圧力調整機構を変化させることで、ローラ２２の傾斜周壁側への鋳型砂への加圧力（付勢力）を調整することができ、所望の処理量を発揮することができる。
【００３４】
このように、再生機７２，７３においては、常時、回転アーム７９、水平軸７８、アーム７６を介してローラ２３に対し傾斜周壁２２ｂ方向に一定圧力がかけられた状態とされている。尚、シリンダ８０に換えて圧縮コイルばねを介して回転アーム７９の下端間を連結しても同様の作用効果が得られる。
【００３５】
以上のように構成された再生機７２，７３は、モータ３２を駆動させて、回転体２２を回転させた状態で投入口２１に鋳型砂が供給される。投入口２１下方の落とし口２７から一定量の鋳型砂が回転体２２の底板２２ａの中央に連続的に供給される。供給された鋳型砂は、回転体２２の遠心力により外方向へ移動され、さらに傾斜周壁２２ｂの内面に遠心力により押え付けられながら堆積し、その厚みを増して砂層を形成する。この砂層の厚みが傾斜周壁２２ｂとローラ２３との隙間より厚くなると、ローラ２３は、鋳型砂との摩擦力で回転を始める。さらに、砂層の厚みが増すと鋳型層は、堰２２ｃを乗り越える。
【００３６】
この状態で、砂層は、回転体２２とともに回転し、ローラ２３の位置にくると、ローラ２３と回転体２２の傾斜周壁２２ｂとの間に挟まれて一定の加圧力を受ける。それとともに、砂内部に剪断作用を生じ、これにより砂表面の付着物は、剥離、除去され砂再生がなされる。この砂再生は、ローラ２３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われるので効率よく付着物が剥離される。再生された砂は、堰２２ｃを乗り越えて、再生機７２，７３の本体外側に排出される。このように回転体２２内への鋳型砂の供給、回転体２２内での砂再生及び排出が連続して行われる。このように、再生機７２，７３は、上述の構成により鋳型砂を適切に再生できる。さらに再生機７２，７３は、ローラ加圧機構７１を有しているので、鋳型砂の供給量に合わせて再生処理量を変化させることができる。
【００３７】
図７〜図９に示す再生機７２，７３において、傾斜周壁２２ｂが上外側に延びて構成する理由は、上述の再生機２，３のときと同様であり、さらに、ローラ２３を砥石等の研磨部材により構成してもよい点及びその利点も同様である。
【００３８】
次に、再生機の更なる変形例として図１０に示す再生機８２，８３について説明するが、図３〜図４の再生機２，３と同様の機能を有する部分には、同様の符号を付して詳細説明は省略する。再生機８２，８３は、下端に砂落とし口を有する砂投入部９１と、該砂投入部９１の下方において水平方向に回転自在に設けられる回転体９２と、該回転体９２をモータ９３により回転させるモータ駆動手段９４と、回転体９２内において隙間を設けて配置されたローラ９５と、該ローラ９５にシリンダ９６が連結されて、該ローラ９５を回転体９２に向けて押し付けるシリンダ手段９７とを備えている。
【００３９】
さらに、再生機８２，８３には、投入される砂流量を検出する砂流量検出器８４と、モータ駆動手段９４の電流を検出する電流検出器８５と、シリンダ９６の圧力を制御する圧力制御手段８６と、制御手段８７とが設けられている。
【００４０】
回転体９２は、上述の回転体２２と同様に、円形の底板９２ａと、この底板９２ａの周端から斜め上外側に延びる傾斜周壁９２ｂと、該傾斜周壁９２ｂの上端から内側に張り出す堰９２ｃとが連結されて構成されている。ローラ９５は、傾斜周壁９２ｂに対して若干の隙間を設けて配置されている。また、回転体９２を囲むようにシュート９８が設けられている。これにより、ローラ９５により一定圧力で加圧された状態で剪断作用が行われた砂（再生砂）は、堰９２ｃを乗り越えてシュート９８に集められた後に排出される。
【００４１】
モータ駆動手段９４は、例えば回転体９２をモータ９３とベルトで駆動させる機構である。具体的にここでは、回転体９２における底板９２ａの下面中央部には、門形フレーム１０１に取り付けられた軸受部１０２に軸支される回転軸１０３が固定されている。該回転軸１０３の下端には、プーリ１０４が取付けられている。また、外側には、フレーム１０５にモータ９３が取り付けられている。これにより、回転体９２は、このモータ９３の回転軸１０６に取り付けられるプーリ１０７とプーリ１０４に巻きつけられるベルト１０８によりモータ９３の駆動力が伝導可能にされている。
【００４２】
シリンダ手段９７は、ローラ９５をシリンダ９６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。ここでは、ローラ９５の上端面に固着される連結具１１１と、該連結具１１１に挿通して支持される軸１１２と、該軸１１２に連結されるアーム１１３と、該アーム１１３に連結されるシリンダ９６とからなる機構にされている。また、このシリンダ９６は、そのロッドがアーム１１３の上端部に回動自在に連結されている。なお、ここでは、２個のローラ９５を設けるようにしたが、個数はこれに限られるものではない。
【００４３】
砂流量検出器８４は、砂投入部９１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よく、例えばロードセル等で一定の高さから落下する砂の運動量変化を測定する装置を用いることができる。
【００４４】
また、電流検出器８５は、モータ駆動手段９４の電流値を検出することができる検出器であればよく、例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。
【００４５】
さらに、圧力制御手段８６は、シリンダ９６の加圧力を調整できる機構であればよく、例えば、油圧配管１２１に接続される電磁切替弁１２２、圧力制御弁１２３、油圧ポンプ１２４、及び油圧タンク１２５からなる機構とされている。この圧力制御弁１２３は、送られるオイルを制御手段８７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９６が油圧シリンダとされている。これに換えて、エアシリンダ、空圧と油圧とを用いるシリンダ又は電導シリンダとすることができる。この場合、シリンダの種類に応じて適宜シリンダの加圧力を調整できる機構を採用できる。
【００４６】
制御手段８７は、砂流量検出器８４により検出される砂流量に応じてシリンダ９６によるローラ９５の加圧力を調整する構成とされている。ここでは、あらかじめ設定された回転体９２に投入されるべき砂流量と、該砂流量に応じたモータ９３の電流値との相対関係を維持するように、砂流量検出器８４により検出された砂流量に対応するモータ９３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９３の目標電流値と運転中の実測したモータ９３の電流値とを比較する比較部と、該比較部の結果に基づいて運転中のモータ９３の電流値を目標電流値となるようにシリンダ９６によるローラ９５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算出している。
【００４７】
前記相対関係は、使用条件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（例えば研磨しやすい砂は８０〜１００Ａ程度、研磨しがたい砂は１００〜１２０Ａ程度）に基づいて、回転体９２に投入される砂流量を再生するのに必要なモータ９３の電流値を目標電流値として算出できる。
【００４８】
また、前記比較部は、投入された砂流量に対応するモータ９３の目標電流値と運転中の実測したモータ９３の電流値とを比較したのち、シリンダ９６によるローラ９５の加圧力に対する増加減率を算出する演算部を備えることが望ましい。例えば、関係式（増加減率＝（目標電流値／実測の電流値−１）×感度＋１）から得られる増加減率（増圧率又は減圧率）を１秒周期で演算してシリンダ９６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、例えば０．２とすることが可能である。
【００４９】
また、上述の再生機８２，８３において、投入砂流量や、モータの電流値や、シリンダの延びや、加圧力の設定値を監視して、適正範囲に抑えるように構成しても良い。例えば、シリンダの伸びを監視する場合は、シリンダ９６のロッドにリニアゲージ１３１等の位置センサを連結して測定すればよい。シリンダの伸びを監視することで、ローラや回転ドラムの磨耗状態を把握できる。実際に上述した各値を監視する場合には、運転中のデータを記録する記録部と、記録されるデータを適正な範囲にあるか否かを判定する判定部と、データが適正範囲外となった場合に警報を発する警報発生部とを備える。
【００５０】
以上のように構成された再生機８２，８３は、上述の再生機２，７２等と同様に、モータ９３を駆動させて、回転体９２を回転させた状態で砂投入部９１に鋳型砂が供給され、一定量の鋳型砂が回転体９２の底板９２ａの中央に連続的に供給される。供給された鋳型砂は、回転体９２の遠心力により外方向へ移動され、さらに傾斜周壁９２ｂの内面に遠心力により押え付けられながら堆積し、その厚みを増して砂層を形成する。この砂層の厚みが傾斜周壁９２ｂとローラ９５との隙間より厚くなると、ローラ９５は、鋳型砂との摩擦力で回転を始める。さらに、砂層の厚みが増すと鋳型層は、堰９２ｃを乗り越える。
【００５１】
この状態で、砂層は、回転体９２とともに回転し、ローラ９５の位置にくると、ローラ９５と回転体９２の傾斜周壁９２ｂとの間に挟まれて一定の加圧力を受ける。それとともに、砂内部に剪断作用を生じ、これにより砂表面の付着物は、剥離、除去され砂再生がなされる。この砂再生は、ローラ９５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われるので効率よく付着物が剥離される。再生された砂は、堰９２ｃを乗り越えて、再生機８２，８３の本体外側に排出される。このように回転体９２内への鋳型砂の供給、回転体９２内での砂再生及び排出が連続して行われる。このように、再生機８２，８３は、上述の構成により鋳型砂を適切に再生できる。さらに再生機８２，８３は、砂流量検出器８４、電流検出器８５、圧力制御手段８６、制御手段８７を有しているので、鋳型砂の供給量に合わせてローラの加圧力（再生処理量）を自動的に変化させることができ、再生分離システムの性能を向上させることができ、適正な再生分離を実現できる。
【００５２】
図１０に示す再生機８２，８３において、傾斜周壁９２ｂが上外側に延びて構成する理由は、上述の再生機２，３のときと同様であり、さらに、ローラ９５を砥石等の研磨部材により構成してもよい点及びその利点も同様である。尚、再生分離システム１では、上述した再生機２，３，８２，８３，９２，９３のうちから選ばれる１又は複数の組み合わせの再生機を備えるように構成するようにしてもよい。
【００５３】
次に、上述した再生分離システム１を用いた再生分離方法について説明する。再生分離方法の説明においては、図１及び図２に示すようにドラム型磁選機４及び対極型磁選機５を別体として設けた例においても、図６に示すように複合磁選機６０を設けた例においても同様であるので、前者を例に挙げて説明する。また、再生機２，３を用いた場合を例に挙げて説明するが、再生機８２，８３，９２，９３を用いたときは、上述した更なる効果を有することを除いて同様である。
【００５４】
再生分離方法は、粉砕工程と、冷却工程と、再生工程と、一次磁選工程と、二次磁選工程とを有する。粉砕工程においては、粉砕装置１１が、解枠後に搬送された鋳型砂を粉砕する。冷却工程においては、冷却装置１２が、粉砕装置１１から昇降搬送手段１３により搬送された鋳型砂を冷却する。
【００５５】
再生工程においては、再生機２，３が、冷却装置１２から昇降搬送手段１４により搬送された鋳型砂を再生する。一次磁選工程においては、ドラム型磁選機４が、再生機２，３から昇降搬送手段１５により搬送された鋳型砂を、該再生された鋳型砂に含有された強磁性物の少なくとも一部を分離して除去する。
【００５６】
二次磁選工程においては、対極型磁選機５が、該強磁性物の少なくとも一部が除去された鋳型砂を、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物に分離する。この二次磁選工程（分離工程）においては、一対のドラム型磁石５ａ，５ｂにより分離して、硅砂収容部６に分離される硅砂を収容し、クロマイトサンド収容部７に分離されるクロマイトサンドを収容し、強磁性物収容部８に分離される強磁性物を収容することで、クロマイトサンド、硅砂、強磁性物を分離する。
【００５７】
以上のように、本発明を適用した再生分離システム１は、上述したような再生機２，３、ドラム型磁選機４、対極型磁選機５を備えることにより、鋳造後の鋳型からクロマイトサンド及び硅砂を適切に再生分離することを実現する。また、本システム１を用いた再生分離方法は、上述した再生工程、一次磁選工程、二次磁選工程を備えることで、鋳造後の鋳型砂からクロマイトサンド及び硅砂を適切に再生分離することを実現する。
【００５８】
また、該システム１及び方法は、簡易な構成で適切にクロマイトサンドを鋳型砂から分離することを実現するものである。すなわち、ドラム型磁選機４，６０ａと、対極型磁選機５，６０ｂとを所定の配置関係とすることで、簡易な構成で適切にクロマイトサンドを鋳型砂から分離することを実現する。さらに、ドラム型磁選機及び対極型磁選機の前工程に、一又は直列配置の複数の再生機を設けて、適切な再生を行うことにより、ドラム型磁選機及び対極型磁選機の磁選効果をより有効に発揮させることを実現するものであり、結果としてクロマイトサンド及び硅砂を適切に再生分離できる。
【００５９】
さらに、該システム１及び方法において、再生機を２台設ける場合には、１台の場合よりも磁選効果を増大できる。また、案内板９を設け、これを可変することで、クロマイトサンド及び硅砂のより適切な分離を実現する。また、冷却装置１２や図示しない第２冷却装置を設けることによりドラム型磁選機４及び対極型磁選機５の機能を確実に発揮させることができ、これによりクロマイトサンド及び硅砂のより適切な分離を実現する。また、該システム１を構成する再生機として、図３及び図４に示すような構成を有する再生機２，３や、図７〜図９に示す再生機７２，７３や、図１０に示す再生機８２，８３を用いることにより、効率的な再生や適切な処理量を実現し、これにより、適切な分離を実現する。
【符号の説明】
【００６０】
１  再生分離システム
２，３  再生機
４  ドラム型磁選機
５  対極型磁選機
６  硅砂収容部
７  クロマイトサンド収容部
８  強磁性物収容部
９  案内板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005534445.tif 000005
【図５】
0005534445.tif 000006
【図６】
0005534445.tif 000007
【図７】
0005534445.tif 000008
【図８】
0005534445.tif 000009
【図９】
0005534445.tif 000010
【図１０】
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