(57)【要約】【課題】安価で焼着を防止出来る鋳型用骨材と有機自硬性クローズド法においてシンプルで効率的補給砂を提供する。【解決手段】  ニッケル精錬鉱滓を風砕して得られる粗目の２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主成分とする人工砂を予め珪砂に所定量混合して得られたことを特徴とする混合砂を焼着防止用の特殊砂としてまた有機自硬性クローズド法の補給砂として適用することにより、上記の課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ精錬時に発生する、２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主成分とする熔融スラグが風砕により製造された耐火物で、粒径が０．０８〜３．５０ｍｍの範囲にあり、ＡＦＳ粒度指数が８〜３５の範囲で構成された球状の粗目の耐火物が、予め珪砂に重量割合で１０〜７０％混合され、そのまま鋳型の造型に適用できるように配合されていることを特徴とする焼着防止用混合砂。
【請求項２】
Ａｌ２Ｏ３を主成分として風砕または焼結されて製造されたムライト系の球状の人工砂で、請求項１に記載された焼着防止用混合砂。
【請求項３】
有機自硬性法における使用砂の回収、再生、再使用を繰り返すクローズド法において、補給砂として補給される請求項１及び請求項２に記載された混合砂。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は、鋳物製造用の鋳型を形成する鋳物砂に関する。更に詳しくは、本発明は、従来使用されているクロマイト砂、ジルコン砂やムライトに代わって、焼着防止用として新しい構成の焼付防止用混合砂を提供し、これらの持つコスト高や廃棄物規制を改善できる新規の混合砂を提供する。
【０００２】  一方、使用砂を回収して再利用する有機自硬性クローズド法においては、これらの特殊砂の蓄積を改善し、回収再生砂全体の焼着を軽減できる新規の補給用混合砂を提供する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来の有機自硬性クローズド、世界的にもフラン自硬性法が最も一般的である。このフラン自硬性法においては、天然の珪砂が使用されてきているが、課題として珪砂の熱膨張が大きいために、熱的条件が厳しい部所に溶鉄が浸透して焼着が発生して砂落とし工数がかかる。その解決方法として、旧ＪＩＳ６号〜７号の細粒のクロマイト砂やジルコン砂やムライト系人工砂のような高価で特殊な低膨張砂を別途混練して部分的に適用しているのが実状である。
【０００４】  また、このような特殊な低膨張砂は高価である一方、比重が大きいため、リサイクル法での回収砂中に蓄積しやすく、回収砂の性状が変化する。そのため多く使用出来ず、慎重な回収砂管理が必要となっている。
【０００５】  一方、フラン自硬性クローズド法においては、最近ニッケル鉱滓の熔融スラグから得られた２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主成分とする人工砂が注目されている。粗目の人工砂を補給砂として使用して蓄積させて、持砂の約３０〜４０％に達するまで補充し、回収、再製砂の鋳型強度を向上させてコストダウンを計り、熱膨張を低下させて焼着等の品質向上を計るる方法が採用されてきている。
【０００６】  ただし、この方法においては、持砂全体に約３０〜４０％の粗目の人工砂が含有されることが必要である。一方、厳しい熱的条件の中子等には、持砂とは別に、粗目の人工砂の含有割合を更に増加させた焼着防止砂を別途混練する必要がある。なぜならば、そのために持砂全体の粗目の人工砂の含有割合を増加させることは、鋳型コストの上昇や鋳物肌不良を誘発するおそれがあるため、その対策を含めて非効率的であるからである。
【０００７】  また、同じフラン自硬性クローズド法においても、持砂にニッケル鉱滓の熔融スラグから得られた２ＭｇＯ・ＳｉＯ２を主成分とする人工砂（以下Ｎｉ鉱滓砂と称す）を含有させないで操業している工場も多い。この場合は、焼着防止用にクロマイト砂やジルコン砂、ムライト系人工砂を別途混練して使用しているが、コストが高く持砂への蓄積を考慮して使用量を可能な限り制限しながら使用している。
【０００８】  この粗目のＮｉ鉱滓砂をあらかじめ珪砂に混合して焼着防止砂として用いることは新しい方法であり、クロマイト砂やジルコン砂、ムライト系人工砂のように、そのまま使用出来るように、粗目のＮｉ鉱滓砂が所定量配合された焼着防止砂は現在開発、市販されていないのが実情である。コストダウンのために、当方法を適用しようとするには、珪砂と粗目のＮｉ鉱滓砂を別々に購入し、所定の配合となるように計量、混合して本発明の焼着防止砂を自ら製造しなければならないため、非効率である。
【０００９】  この回収砂中のＮｉ鉱滓砂の含有率を３０〜４０％に管理するためには、持砂を分析して含有率を算出し、補給する珪砂とＮｉ鉱滓砂の量を決定して交互に補給する方法を取らざるを得ない。この方法では頻繁に分析作業が必要であるため、管理が複雑になる。また珪砂とＮｉ鉱滓砂を別々に発注して在庫する必要があり、在庫管理と置き場の確保に苦労している。
【発明が解決しようとする手段】
【００１０】  以上、これまで述べた課題を解決する方法として、単独では鋳型に適用できない粗目のＮｉ鉱滓砂と従来より使用されている珪砂を予め所定の比率で混合した専用の混合砂を提供することにより、種々の課題を解決できることが長期間の実施結果により判明した。
【００１１】  例えば、予め所定の比率で混合された専用の混合砂を提供することにより、従来の焼着防止砂と同様な使用方法が可能となり、著しく低コストの焼着防止砂を提供できる。これは従来の焼着防止用の特殊砂に比べて、混合砂の単価が安く、カサ比重も小さいため二重のコスト低減が可能となるからである。比較例として市販のクロマイト砂と本発明によるクロマイト砂と同等の焼着防止効果を持つ混合砂のコスト比較を表１に示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】  一方、有機自硬性クローズド法で持砂のＮｉ鉱滓砂含有率を３０〜４０％で推移させながら管理してＮｉ鉱滓砂を補給する場合、純度１００％のＮｉ鉱滓砂を補給するため、補給量を決定するために、持砂中のＮｉ鉱滓砂の分析を頻繁に実施する必要がある。
したがって、珪砂とＮｉ鉱滓砂の目減りを考慮した配合の補給砂を補給できれば管理値に近いＮｉ鉱滓砂含有率を維持出来、確認のために数カ月に一度の分析で賄えることが出来る。
【００１４】  一方、Ｎｉ鉱滓砂を補給する場合、珪砂とＮｉ鉱滓砂の２種類の砂を購入、在庫する必要があり、置き場倉庫や在庫数量のバランスに苦労する。
【００１５】  また、Ｎｉ鉱滓砂を補給する場合、通常はバラシ場にて１ｔフレコンバッグの底口から一気にＮｉ鉱滓砂を排出して補給するが、この場合Ｎｉ鉱滓砂が偏析しやすく、回収砂中のＮｉ鉱滓砂含有率が変動しやすい。
【００１６】したがって、Ｎｉ鉱滓砂が適切に混合された専属の補給用混合砂が供給されれば、これらの課題が速やかに解決される。
【００１７】  かくして本発明によれば、従来の焼着防止のための特殊砂と有機自硬性クローズド法の補給砂の代わりに、課題を解決出来る新しい鋳物用耐火物骨材、即ち従来の鋳物用珪砂にあらかじめ粗目のＮｉ鉱滓砂が所定の割合で混合された専用の混合砂からなることを特徴とする新しい鋳物用耐火物骨材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明の混合骨材は主に珪砂とＮｉ鉱滓砂との混合物で構成される。珪砂の粒度としては旧ＪＩＳ５号〜６号で構成されており、Ｎｉ鉱滓砂の粒度は通常単独では鋳物砂として適用出来ない旧ＪＩＳ１号〜３号で構成される。表２に代表的な粒度分布を示す。【００１９】
【表２】
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【００２０】  本発明の重量混合比率としては、適用する製品により、旧ＪＩＳ５号珪砂：旧３号Ｎｉ鉱滓砂＝９０：１０〜３０：７０の割合で所定の課題を解決できるが、一般的には旧ＪＩＳ５号珪砂：旧３号Ｎｉ鉱滓砂＝７０：３０〜５５：４５が望ましい。【００２１】  本発明の珪砂に混合する人工砂としては、Ｎｉ鉱滓砂以外にＡＬ２Ｏ３を主成分とするムライト系の球状砂で同等の粒度構成を有する人工砂であれば同様に適用できる。【００２２】  本発明において、珪砂とＮｉ鉱滓砂の混合砂及び珪砂とムライト砂の混合砂の熱膨張を測定すると、両者共に珪砂に対する混合割合が増加するほど熱膨張率は小さくなる。このことは有機自硬性砂に発生しやすいベイニングによる焼着欠陥の発生を軽減出来ることを示している。ＪＡＣＴ試験法Ｍ−２に準拠して測定した急膨張率測定結果を表３に示す。【００２３】
【表３】
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【実施例】
【００２４】  以下、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】  表４に示した配合砂を用いて楔型の中子試験片をフラン樹脂で硬化させて図１に示すような鋳込み形状で中子の焼着試験を実施した。鋳込み、冷却後、中子砂の焼着量の体積を測定し、焼着した砂の体積の量で優劣を評価した。尚、焼着砂体積の測定は、ショットブラストによる砂落し終了後、その凹部に新砂を充填し、その充填量の体積を算出して結果とした。【００２６】
【表４】
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【実施例２】
【００２７】  表５に示すように、１００％のＮｉ鉱滓砂と国産珪砂を補給砂として交互に補給し、持砂中のＮｉ鉱滓砂の含有率を各々約３０％、４５％で管理しているＡ，Ｂ２社について約１年間試験した結果それぞれ特定の割合で混合された補給砂を補給すれば、作業性の向上、砂置き場の省略、コンテナバッグ処理の軽減、在庫量の低減等の合理化が達成された。その結果を表５に示す。【００２８】
【表５】
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【００２９】  以上の実績調査から、補給砂のに混合するＮｉ鉱滓砂の割合は、鋳物工場がＮｉ鉱滓砂の含有割合を決定した目標値の割合で補給砂の割合を設定すれば、自ずと目標値を維持できる。従って、頻繁な分析を実施してコストをかけずに管理できる。
【発明の効果】
【００３０】  あらかじめ、所定量のＮｉ鉱滓砂を珪砂に混合した混合砂を鋳物製造用の焼着防止砂や有機自硬性クローズド法の補給砂として用いることにより、次のような効果がある。
（１）クロマイト砂等の焼着防止砂のかわりに十分適用出来、著しいコストダウンが可能となる。
（２）有機自硬性クローズド法の補給砂として用いることにより、回収再生砂中のＮｉ鉱滓砂含有量を略一定に維持出来るため、分析回数を大幅に減少出来る。
（３）有機自硬性クローズド法の補給砂として用いることにより、フレコンバッグの廃棄が大幅に低減でき、廃棄物処理の合理化が出来る。
（４）砂の在庫量が減少し砂置き場の縮小が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】鋳込みによる焼着試験法案を示す。
【図２】焼着試験に供する中子の形状を示す。
【図３】鋳込み試験結果の写真。
【符号の説明】
【００３２】１  焼着試験評価用中子
２  円柱状鋳物（ＦＣ３００）
３  湯道
４  珪砂１００％中子ショットプラスト後
５  珪砂９０％：Ｎｉ鉱滓砂１０％中子ショットブラスト後
６  珪砂７０％：Ｎｉ鉱滓砂３０％中子ショットブラスト後
７  珪砂５０％：Ｎｉ鉱滓砂５０％中子ショットブラスト後
【図１】
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【図２】
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【図３】
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