(57)【要約】【課題】遠心分離機を用いずに、造型機の中子型へ送られる混練砂（スラリー）の濃度を、簡易且つ短時間に、良好な精度で調製することを実現可能な、水溶性中子の再利用のためのシステム、プログラム及び方法を提案する。【解決手段】水溶性中子を水又は無機塩バインダーの水溶液で洗浄して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの、鋳砂と無機塩溶液との配合比を調整するに際して、前記スラリーを、鋳砂と無機塩溶液の配合比と密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度ρを定め、前記スラリーの密度ρ０を前記目標密度ρとするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量ｘを求め、前記スラリーから前記除去量ｘだけ無機塩溶液を除去する。【選択図】図６
2008149360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用方法であって、
前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの、鋳砂と無機塩溶液との配合比を調整するに際し、
鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記スラリーから前記除去量だけ無機塩溶液を除去することを特徴とする、
水溶性中子の再利用方法。
【請求項２】
無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用方法であって、
（ａ）前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーを沈降回収するステップ、
（ｂ）前記スラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製するステップ、
（ｃ）前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比を所定値に調製するステップ、
（ｄ）前記スラリーを攪拌により均一化させて、造型機の中子型へ供給するステップの、
前記（ａ）〜（ｄ）のステップを含み、
前記（ｃ）のステップにおいて、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記スラリーから前記除去量だけ無機塩溶液を除去することを、特徴とする水溶性中子の再利用方法。
【請求項３】
前記（ｃ）のステップにおいて、鋳砂と無機塩溶液の配合比が予め所定範囲内に調製されたスラリーに対して、鋳砂と無機塩溶液の配合比を所定値に調製することを特徴とする、請求項２に記載の水溶性中子の再利用方法。
【請求項４】
無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用システムであって、
前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製する手段と、
前記スラリーを収容する容器、スラリーの重量を計測する重量計測手段、スラリーの体積を計測する体積計測手段、スラリー中の無機塩溶液を排出させる排出手段、及び制御手段を備えて、前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比を調製する手段とを含んで構成され、
前記制御手段は、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記重量計測手段にて得られたスラリーの重量と前記体積計測手段にて得られた前記スラリーの体積とから、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記除去量だけ前記スラリー中の無機塩溶液を前記排出手段にて排出させることを、
特徴とする、水溶性中子の再利用システム。
【請求項５】
無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄し、無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーを沈降回収したのち、該スラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製したものを、収容する容器と、前記容器に収容されたスラリーの重量を計測する重量計測手段と、前記容器に収容されたスラリーの体積を検出する体積計測手段と、前記容器から所定量のスラリー中の無機塩溶液を排出させる排出手段と、制御手段とを備えた配合装置おいて、
前記制御手段に、
鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記重量計測手段にて得られたスラリーの重量と前記容積計測手段にて得られた前記スラリーの体積とから、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求める処理と、
前記除去量だけ前記スラリー中の無機塩溶液を前記排出手段にて排出させる処理とを、
実行させることを特徴とする、水溶性中子の再利用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造に使用される水溶性中子を構成する鋳砂及び水溶性無機塩バインダーを再利用するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳型に溶湯を圧入し、急冷凝固させて鋳物を製造する鋳造技術においては、機械部品等の鋳造品の内部に空間を設けるために、中子が利用される。例えば、アルミ合金を使ったシリンダの内部空間、エグゾースト内部の冷却媒体通路の作製に中子は不可欠なものである。
【０００３】
近年では、環境性を考慮して、鋳砂で構成される中子を、再生・リサイクルする手法が提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術である。
特許文献１に記載の中子は、使用後の鋳砂及び無機バインダーの両者をほぼ完全に再生・リサイクルことが可能であり、且つ、中子を更に実用性のあるものとするために、特定の水溶性無機塩が鋳砂のバインダーとして採用されている。
【０００４】
そして、同じく特許文献１に記載の中子の再利用装置は、鋳造品から水圧を用いて鋳砂を除去する砂落装置と、鋳造品から除去された鋳砂、水溶性無機塩バインダーの水溶液からなる混合物を貯蔵し鋳砂を沈殿させる砂沈殿槽と、砂沈殿槽の上澄みである水溶性無機塩バインダー水溶液を貯蔵する溶液バッファー槽と、砂沈殿槽に沈降した鋳砂と水溶性無機塩バインダーの水溶液からなるスラリーを所定含有量まで脱水し混練砂を造型機へ送る脱水装置とで構成される。つまり、前記再利用装置では、鋳造品から鋳砂を除去する工程から、回収・脱水された鋳砂のスラリーを再混練する工程に至るまでのシステムが備えられるのである。
【０００５】
上記特許文献１に記載の再利用装置において、脱水装置として遠心分離機が採用されている。遠心分離機にて所定含有量まで脱水されたスラリーは、鋳砂が所定の溶液を含んだ湿砂状態（混練砂状態）とされたうえで、次工程の造型機へ送られ再利用される。
【特許文献１】特開２００５−１３８１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の再利用装置では、造型機の中子型へ送られる混練砂（混砂）の鋳砂と液体との配合比を調製するために、遠心分離機が使用される。これに対し、本発明では、遠心分離機を用いずに、造型機の中子型へ送られる混練砂（スラリー）の鋳砂と液体との配合比を、簡易且つ短時間に、良好な精度で調製することを実現可能な、水溶性中子の再利用のための技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用方法であって、前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの、鋳砂と無機塩溶液との配合比を調整するに際し、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記スラリーから前記除去量だけ無機塩溶液を除去するものである。
【０００９】
請求項２においては、無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用方法であって、（ａ）前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーを沈降回収するステップ、（ｂ）前記スラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製するステップ、（ｃ）前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比を所定値に調製するステップ、（ｄ）前記スラリーを攪拌により均一化させて、造型機の中子型へ供給するステップの、前記（ａ）〜（ｄ）のステップを含み、前記（ｃ）のステップにおいて、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記スラリーから前記除去量だけ無機塩溶液を除去するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記（ｃ）のステップにおいて、鋳砂と無機塩溶液の配合比が予め所定範囲内に調製されたスラリーに対して、鋳砂と無機塩溶液の配合比を所定値に調製するものである。
【００１１】
請求項４においては、無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子の再利用システムであって、前記水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製する手段と、前記スラリーを収容する容器、スラリーの重量を計測する重量計測手段、スラリーの体積を計測する体積計測手段、スラリー中の無機塩溶液を排出させる排出手段、及び制御手段を備えて、前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比を調製する手段とを含んで構成され、前記制御手段は、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記重量計測手段にて得られたスラリーの重量と前記体積計測手段にて得られた前記スラリーの体積とから、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求め、前記除去量だけ前記スラリー中の無機塩溶液を前記排出手段にて排出させることを、特徴とするものである。
【００１２】
請求項５においては、無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末が充填された水溶性中子を水又は無機塩溶液で洗浄し、無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーを沈降回収したのち、該スラリーの無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製したものを、収容する容器と、前記容器に収容されたスラリーの重量を計測する重量計測手段と、前記容器に収容されたスラリーの体積を検出する体積計測手段と、前記容器から所定量のスラリー中の無機塩溶液を排出させる排出手段と、制御手段とを備えた配合装置おいて、前記制御手段に、鋳砂と無機塩溶液の配合比と、スラリーの密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度を定め、前記重量計測手段にて得られたスラリーの重量と前記容積計測手段にて得られた前記スラリーの体積とから、前記スラリーの密度を前記目標密度とするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量を求める処理と、前記除去量だけ前記スラリー中の無機塩溶液を前記排出手段にて排出させる処理とを、実行させるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
本発明によれば、造型機の中子型へ送られるスラリー（混練砂）の鋳砂と液体との配合比を、遠心分離機を用いないので簡易且つ安価に、配合のために沈降時間を要しないので短時間で、調製することができる。さらに、スラリーの体積と重量より得る密度に基づいて鋳砂と液体との配合比を調製するので、鋳砂の堆積高で配合を調製する場合と比較して、良好な精度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る水溶性中子の再利用システムの全体的な構成を示す図、図２は配合装置の別形態を示す図、図３はスラリー搬送装置及び配合装置の制御構成を示すブロック図である。
図４は水溶性中子の再利用処理の流れ図、図５は搬送処理の流れ図、図６は配合処理の流れ図、図７は充填処理の流れ図、図８はスラリーの密度と鋳砂と無機塩溶液重量比の関係を示す図である。
【００１６】
先ず、本発明の実施例に係る鋳砂及び水溶性無機塩バインダー等から成る水溶性中子の再利用システム１０について説明する。図１は、水溶性中子の再利用システム１０の概略構成を示す図である。
【００１７】
なお、以下に示す実施例において、水溶性無機塩バインダーで被覆された鋳砂粒子の隙間に無機微粉末（無機フィラー）が充填された水溶性中子が用いられる。
前記鋳砂粒子は、ＳｉＣ、アルミナ、ムライト、シリカ、ジルコン等の、従来採用されている鋳砂材料から選択される１種以上が用いられる。
また、前記水溶性無機塩バインダーは、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）から選択されるカチオンと、ＳＯ４２−、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３２−、Ｂ４Ｏ７−から選択されるアニオンとの組み合わせからなる水溶性無機塩から選択される１種以上が用いられる。鋳砂に対する無機塩バインダー添加量の合計量は０．８〜１０重量％であることが好ましい。
前記無機微粉末は、珪砂（珪粉）、アルミナ、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸ジルコン、繊維状チタン酸カリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウムから選択される１種以上とすることができる。
【００１８】
前記水溶性中子の再利用システム１０は、砂落装置２０と、調製装置３５と、スラリー搬送装置３０と、配合装置４０と、充填装置５０等とで構成される。
前記再利用システム１０は、鋳造品Ｄから鋳砂を除去して回収する工程から、回収された鋳砂を含むスラリーを再混練し、造型機の中子型７０へ注入するブロータンクへ供給する工程に至るまでの処理を実行するシステムである。中子型７０へのスラリーの充填にはエアーブロー方式が採用される。
【００１９】
［砂落装置２０］
前記砂落装置２０には、鋳造品Ｄへ洗浄液を吹き付けるノズル２６を備えた鋳造品洗浄ケース２１と、該鋳造品洗浄ケース２１の下方に配置されて洗浄液及び鋳砂を回収するスラリー容器２２と、スラリー容器２２からオーバーフローさせた洗浄液を収容する洗浄液容器２３と、洗浄液容器２３から鋳造品洗浄ケース２１のノズルへ洗浄液を圧送するポンプ２４とが、備えられる。
【００２０】
前記鋳造品洗浄ケース２１では、ノズル２６から鋳造品Ｄへ洗浄液が射出されて、鋳造品Ｄの洗浄が行われ、該鋳造品Ｄから鋳砂が除去される。前記洗浄液は、水や無機塩バインダーの水溶液（以下、「無機塩溶液」と記載する。）で成る。
【００２１】
前記スラリー容器２２には、鋳造品洗浄ケース２１にて鋳造品Ｄから除去された鋳砂、除去に利用された洗浄液、造型工程で型から漏れた無機塩溶液、及び、不良中子等を含むスラリーが回収される。
【００２２】
前記スラリー容器２２の上部には、ドレン管２２ａが接続されたドレン孔２２ｂが設けられ、該スラリー容器２２に回収されたスラリーの上澄み液（主に、洗浄液）は、前記ドレン孔２２ｂからドレン管２２ａを通じて、洗浄液容器２３へ送出される。
前記洗浄液容器２３は、スラリー容器２２から送られてきた洗浄液を貯溜させる容器であり、該洗浄液容器２３に該洗浄液を浄化させるために濾過手段をさらに備えることもできる。
【００２３】
前記洗浄液容器２３と、鋳造品洗浄ケース２１に備えられたノズル２６とは、供給管２７で接続される。前記供給管２７には、洗浄液容器２３の洗浄液を汲み上げて圧送するためのポンプ２４が介装される。
この構成により、洗浄液容器２３の洗浄液は鋳造品洗浄ケース２１のノズル２６まで圧送され、該ノズル２６から勢いよく噴出されて、鋳造品Ｄの洗浄に利用される。
【００２４】
なお、上述のように、砂落装置２０は洗浄液を循環させる構成とされるが、鋳造品Ｄの洗浄中に洗浄液の蒸発が発生するため、該砂落装置２０を循環する洗浄液の量は、必ずしも一定とはならない。
【００２５】
［調製装置３５］
前記調製装置３５は、上述のように水溶性中子を水洗することにて、スラリー容器２２に沈降回収された無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの、無機塩溶液の濃度及び無機微粉末の量を各々所定値に調製するとともに、前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の重量比を所定の範囲に調製する手段である。
【００２６】
前記調製装置３５は、スラリー容器２２に装着可能な攪拌手段３１と、無機塩溶液成分の投入手段３６と、検出手段３８とで構成される。
前記無機塩溶液成分の投入手段３６は、水溶性無機塩、無機微粉末、水の何れか一種類又は複数種類の組み合わせを選択的に、且つ、設定された量だけ、スラリー容器２２に投入する手段である。
前記検出手段３８は、スラリー容器２２に収容されたスラリーの無機塩溶液の濃度、及び無機微粉末の量を検出する手段である。なお、スラリーの無機塩溶液の濃度、及び無機微粉末の量を検出する際には、前記攪拌手段３１にてスラリー容器２２に収容されたスラリーが攪拌されて均一化される。
【００２７】
［スラリー搬送装置３０］
前記スラリー搬送装置３０は、前記砂落装置２０を構成するスラリー容器２２に装着可能な攪拌手段３１（前記調製装置３５を構成するものと共用できる）と、スラリー容器２２と後述する配合容器４１とを接続する搬送管３２と、該搬送管３２に備えられたポンプ３３とで構成される。
このスラリー搬送装置３０は、スラリー容器２２に収容された調製済みのスラリーを攪拌により均一化して配合容器４１へ搬送するための手段である。該スラリー搬送装置３０では、スラリー容器２２に堆積しているスラリーが攪拌手段３１にて攪拌され、この攪拌により均一化されたスラリーは、搬送管３２を通じて配合容器４１へポンプ３３にて圧送される。
【００２８】
［配合装置４０］
前記配合装置４０は、スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比を調製する手段である。
前記配合装置４０は、スラリーを収容する配合容器４１と、配合容器４１の重量を計測する重量計測手段４２と、配合容器４１に装着可能な攪拌手段４３と、配合容器４１の収容物の体積を計測する体積計測手段４７とが設けられる。
【００２９】
図２にも示すように、前記配合容器４１は、後述する充填装置５０のブロータンク５１へスラリーを供給するノズル４６が底部に設けられる。前記ノズル４６は開閉可能な供給弁４６ａが備えられる。
【００３０】
また、前記配合容器４１には、調製用の排出手段４８が設けられる。排出手段４８は、配合容器４１に収容されたスラリーの密度を調製するために、該配合容器４１に収容されたスラリーの上澄み液（主に、無機塩溶液）を、設定された量だけ排出する手段である。排出手段４８は、例えば、開閉可能な排出弁と、該排出弁の開閉駆動手段と、該排出弁から流れ出るスラリーの上澄み液の量を計測する流量計等で構成することができる。
【００３１】
前記重量計測手段４２は、前記配合容器４１の重量を計測することにて、該配合容器４１の収容物の重量を間接的に計測するためのものである。該重量計測手段４２として重量計やロードセル等を採用することができる。
前記体積計測手段４７は、前記配合容器４１に収容されたスラリーの液面位置検出手段であり、スラリーの液面位置を検出することにて、該配合容器４１に収容されたスラリーの体積を間接的に計測するためのものである。体積計測手段４７として、接触式変位センサ又は非接触式変位センサ等を採用することができる。
【００３２】
図３にも示すように、前記スラリー搬送装置３０の攪拌手段３１及びポンプ３３と、配合装置４０の攪拌手段４３、供給弁４６ａ、及び排出手段４８とは、制御手段４９に接続され、これらは該制御手段４９の制御を受けて動作する。また、前記配合装置４０の重量計測手段４２と体積計測手段４７とは、前記制御手段４９に接続され、これらの計測結果が制御手段４９に伝達される。
前記制御手段４９は、演算部、制御部、記憶部、入力部、出力部等を備えた電子計算機であり、記憶部に格納されたプログラムや演算に必要な各数値等を読み出し、演算部にて実行することにより、搬送処理、配合処理及び充填処理が行われる。
なお、本実施例においては、スラリー搬送装置３０と配合装置４０とに一つの制御手段４９を備えているが、この構成に限定されるものではなく、各装置のそれぞれに制御手段を備えたり、各装置に複数の制御手段を備えたりして、備えられた制御手段を連動制御させる構成とすることもできる。
【００３３】
［充填装置５０］
前記充填装置５０は、ブロータンク５１と、ブロータンク５１の移動手段５２とが設けられる。
前記ブロータンク５１には、前記配合容器４１から自重落下により所定量のスラリー（回収されたスラリーが調製されて、再混練された混練砂）が充填される。該ブロータンク５１の底部には、ノズル５１ａが設けられ、該ノズル５１ａを通じてスラリーが中子型７０へ注入される。
前記移動手段５２は、前記ブロータンク５１を、配合容器４１下方の充填位置から、中子型７０上方の注入位置まで移動させるための手段である。移動手段５２は、例えば、ブロータンク５１を支持するスライダと、該スライダが摺動可能に装着されたレールと、スライダの駆動手段等にて、構成することができる。なお、移動手段５２の構成は本実施例に限定されない。
【００３４】
続いて、上記構成の再利用システム１０における、鋳砂の再利用処理の流れについて説明する。図４は、鋳砂の再利用処理の流れ図である。
【００３５】
先ず、砂落装置２０にて、鋳造品Ｄから洗浄液にて鋳砂が洗い落とされる（洗浄工程Ｓ１）。
砂落装置２０の鋳造品洗浄ケース２１に、鋳砂粒子の表面が水溶性無機塩バインダーで被覆された水溶性中子を用いた鋳造品Ｄ（砂付粗材）がセットされ、この鋳造品Ｄに対して洗浄液が噴射される。
水溶性無機塩バインダーで成型された中子は、噴射された洗浄液によって成形力を失い、鋳造品（砂付粗材）から流出し、この際、中子に付着していた水溶性無機塩バインダーは洗浄液内に溶解する。
【００３６】
水圧を用いて砂落装置２０で除去された鋳砂、水溶性無機塩バインダー及び水からなる混合物は落下し、砂落装置２０の下方に配置されたスラリー容器２２に回収される。
スラリー容器２２において、鋳砂や無機塩溶液等を含む混合物は、主に無機塩溶液から成る上澄み液と、主に鋳砂と少量の無機塩溶液から成るスラリーとに分離する。スラリー容器２２からオーバーフローした上澄み液は、隣接する洗浄液容器２３に流入する。
洗浄液容器２３の上澄み液は、ポンプ２４を介して供給管２７により砂落装置２０のノズル２６に導かれ、鋳造品Ｄの洗浄に繰返し再利用される。
【００３７】
鋳造品Ｄの洗浄を繰り返し、スラリー容器２２に適当な量のスラリーが堆積すれば、該スラリーの調製が行われる（調製工程Ｓ２）。
鋳造品Ｄの洗浄が停止されたうえで、スラリー容器２２に装着された攪拌手段３１にて収容物が攪拌され、上澄み液とスラリーとに分離していた収容物は、鋳砂と無機塩溶液とを含む流動化されたスラリーとなる。この調製工程Ｓ２では、前記スラリーにおける無機塩溶液の濃度と、無機微粉末の量とが、前記調製装置３５にて調製される。
なお、スラリーにおける無機塩溶液の濃度と、無機微粉末の量とは、各々所定値（無機塩や、無機微粉末の種類、造型する中子の形状等に応じて設定される）に調製される。
【００３８】
この調製工程Ｓ２において、予めスラリーにおける鋳砂と無機塩溶液と重量比を所定の範囲に調製することが望ましい。比率は、重量比で１／０．２５〜１／３の範囲に調製されることが望ましい。
【００３９】
上述のように、スラリー容器２２で調製されて流動化されたスラリーは、該スラリー容器２２の下部よりポンプ３３を介して配合容器４１へ送られる（搬送工程Ｓ３）。そして、配合容器４１に収容されたスラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合比が所定値に調製され（配合工程Ｓ４）、再び流動化されたうえで所定量がブロータンク５１へ充填される（充填工程Ｓ５）。
【００４０】
前記搬送工程Ｓ３において、制御手段４９は、処理の開始に伴って重量計測手段４２にて計量された配合容器４１の初期重量を取得する（Ｓ１１）。続いて、制御手段４９は、ポンプ３３を作動してスラリー容器２２からのスラリーの供給を開始させるとともに（Ｓ１２）、配合容器４１の収容物を攪拌すべく攪拌手段４３を作動させる。
【００４１】
そして、制御手段４９は、重量計測手段４２にて検出される配合容器４１に供給されたスラリーの量が、所定量（５〜数十体の中子を造型できる程度の量）に達すれば（Ｓ１５のＹＥＳ）、ポンプ３３を停止させるとともに（Ｓ１６）、攪拌手段４３による攪拌を停止させる（Ｓ１７）。なお、前記Ｓ１７において、攪拌手段４３を停止させるとともに、配合容器４１に充填された混合物より引き上げるようにすれば、次ステップで正確にスラリーを計量するうえで望ましい。
【００４２】
続いて、配合工程Ｓ４において制御手段４９は、重量計測手段４２にて計量された配合容器４１の重量から得られるスラリーの重量Ｗを取得するとともに（Ｓ１８）、体積計測手段４７にて計測されたスラリーの液面の位置から得られる該スラリーの体積Ｖを取得する（Ｓ１９）。
【００４３】
なお、体積計測手段４７であるスラリーの液面位置検出手段にて検出される配合容器４１に収容されたスラリーの液面位置と、スラリーの体積とは、これらの関係を予め求めたテーブルを制御手段４９に記憶させておき、このテーブルを参照してスラリーの体積Ｖが算出される。
【００４４】
但し、体積計測手段４７は、スラリーの液面位置検出手段に限定されるものではなく、配合容器４１の容積を定量化し、この容積を計測することにて、スラリーの体積を計測する構成ともできる。例えば、図２に示すように、前記配合容器４１の上部に、収容されたスラリーの上澄み液（主に、塩溶液）を排出するドレン孔４７ａを設ける構成とできる。このドレン孔４７ａから、配合容器４１内の収容物が流出するため、該ドレン孔４７ａの位置により、配合容器４１の容積が定まり、この容積を計測することにて、スラリーの体積を知ることができる。そして、配合容器４１のドレン孔４７ａからオーバーフローするまでスラリーを配合容器４１に供給することによって、配合容器４１に所定体積のスラリーが収容されることとなる。
【００４５】
次に、制御手段４９は、配合容器４１に収容されたスラリーの密度ρ０を算出する（Ｓ２０）。
スラリーの密度ρ０は、上記の如く制御手段４９に取得されたスラリーの体積Ｖと、重量Ｗとから、算出することができる。
【００４６】
制御手段４９は、算出された密度ρ０と予め設定された目標密度ρとを比較演算し、密度ρ０と目標密度ρとの差異が、予め設定された閾値を超える場合は（Ｓ２１のＹＥＳ）、スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合調製のための処理を続いて行う。
一方、密度ρ０と目標密度ρとの差異が、予め設定された閾値を超えない場合は（Ｓ２１のＮＯ）、配合工程Ｓ４を終了する。
【００４７】
スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合調製は、スラリーの密度に基づいて行われる。例えば、図８に示すように、スラリーの密度と、スラリーの鋳砂と無機塩溶液との配合比（重量比）とは、比例することから、所定の配合比を得る目標密度ρを定めて、当該目標密度ρとなるようにスラリーの密度調製を行うことにて、スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合調製を行うことができるのである。
前記スラリーの鋳砂と無機塩溶液の配合調製（密度調製）のための処理において、制御手段４９は、目標密度ρ、体積Ｖ、重量Ｗ、組成や濃度により予め設定された無機塩溶液の密度ρＬ、及び、無機塩溶液の除去量ｘの間に成立する［数１］で示される密度式に基づいて、無機塩溶液の除去量ｘを算出する（Ｓ２２）。
【００４８】
【数１】
2008149360.tif 000003
【００４９】
そして、制御手段４９は、算出された除去量ｘだけ、排出手段４８にて配合容器４１に収容されたスラリーの上澄み液である無機塩溶液を除去する（Ｓ２３）。なお、配合工程Ｓ４においては、配合容器４１に収容されたスラリーは攪拌されないので、この間にスラリー中の鋳砂の沈降が起こり、上澄み液は主に無機塩溶液となるのである。
【００５０】
続いて、上記配合工程Ｓ４において、配合容器４１に収容され、配合（密度）が調製されて再混練されたスラリー（混練砂）が、充填装置５０のブロータンク５１に充填される（充填工程Ｓ５）。
【００５１】
充填工程Ｓ５では、図７に示すように、制御手段４９は、配合容器４１のスラリーを攪拌すべく、再度配合容器４１に装着された攪拌手段４３を作動させる（Ｓ３１）。
この攪拌により、鋳砂の沈降により分離していたスラリーは、混合されて全部位で均一な組成となり、また、適正な密度において流動化する。
なお、この攪拌に際して、図２に示すように、配合容器４１の底部にエアタンク５８と接続されたエア供給管５９を連結し、エアをスラリー内へ吹き込んで、スラリーの混合を促進するように構成することもできる。
【００５２】
スラリーの均一化及び流動化が済むと、制御手段４９は、攪拌手段４３を停止させて（Ｓ３２）、配合容器４１のノズル４６に設けられた供給弁４６ａを開放させる（Ｓ３３）。これにより、配合容器４１のスラリーは、ノズル４６を通じてブロータンク５１へ注入される。この際、予めブロータンク５１は、配合容器４１の下方の充填位置に配置される。
【００５３】
制御手段４９は、所定時間毎に或いは常時重量計測手段４２にて検出されるブロータンク５１へのスラリーの充填量を取得し（Ｓ３４）、予め設定された充填量となれば（Ｓ３５のＹＥＳ）、配合容器４１の供給弁４６ａを閉塞させる（Ｓ３６）。
なお、予め供給時間を設定して、当該供給時間だけ供給弁４６ａを開放させて、所定の充填量だけブロータンク５１にスラリーを供給するように制御することもできる。
【００５４】
最後に、上述の充填工程Ｓ５にて、ブロータンク５１に充填されたスラリーが、中子型７０へ注入される（注入工程Ｓ６）。
この注入工程Ｓ６では、移動手段５２にてスラリーが充填されたブロータンク５１が注入位置まで移動させられ、エアーブロー方式にてスラリーが中子型７０へ注入される。
なお、前記充填工程Ｓ５にてスラリーの攪拌が停止されてから、該スラリーが中子型７０に注入されるまでは、およそ１分も要しないので、鋳砂が僅かに沈殿する可能性もあるが、中子の品質に問題がない程度に十分な流動状態が維持される。
【００５５】
上記の水溶性中子の再利用処理では、水溶性中子を水洗して沈降回収した無機塩、無機微粉末及び鋳砂を含むスラリーの、鋳砂と無機塩溶液との配合比を調整するに際して、鋳砂と無機塩溶液の配合比と密度との関係から、所定の配合比を得る目標密度ρが定められ、前記スラリーの密度ρ０を前記目標密度ρとするために該スラリーから除去すべき無機塩溶液の除去量ｘが求められ、前記スラリーから前記除去量ｘだけ無機塩溶液が除去される。
【００５６】
この水溶性中子の再利用技術によれば、造型機の中子型７０へ送られるスラリー（混練砂）の鋳砂と液体との配合比を、遠心分離機を用いないので簡易且つ安価に、配合のために十分な沈降時間を要しないので短時間で、調製することができる。
さらに、スラリーの体積と重量より得る密度に基づいて鋳砂と液体との配合比を調製するので、鋳砂の堆積高で配合を調製する場合と比較して、良好な精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例に係る水溶性中子の再利用システムの全体的な構成を示す図。
【図２】配合装置の別形態を示す図。
【図３】スラリー搬送装置及び配合装置の制御構成を示すブロック図。
【図４】水溶性中子の再利用処理の流れ図。
【図５】搬送処理の流れ図。
【図６】配合処理の流れ図。
【図７】充填処理の流れ図。
【図８】スラリーの密度と鋳砂と無機塩溶液重量比の関係を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１０  再利用システム
２０  砂落装置
２２  スラリー容器
３０  スラリー搬送装置
４０  配合装置
４１  配合容器
４２  重量計測手段
４３  攪拌手段
４６  ノズル
４８  排出手段
５０  充填装置
５１  ブロータンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008149360.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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