(57)【要約】【課題】鋳型砂から効果的に磁着物を分離する、鋳型砂の再生方法及び再生システムの提供。【解決手段】ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂Ｓを対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去し、前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去すること、前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去すること、を含むことを特徴とする鋳型砂の再生方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂を対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去し、前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去すること、
前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去すること、
を含むことを特徴とする鋳型砂の再生方法。
【請求項２】
前記第１の磁束密度が０．０５〜０．１Ｔの範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項３】
前記第２の磁束密度が０．１５〜０．５Ｔの範囲内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項４】
前記金属粉及び金属片、前記磁着物、前記炭化物を含む物質を除去した後、分級により砂粒と、剥離した前記炭化物を含む物質を分離することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項５】
前記第２の磁束密度の磁選を複数回行うことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項６】
前記分級による分離の後に、前記第２の磁束密度の磁選により再度磁着物を除去することを含む、請求項４に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項７】
前記第２の磁束密度の複数回の磁選を、同一の磁束密度により行うことを特徴とする、請求項５または６に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項８】
前記第２の磁束密度の磁選を複数回行う際の磁束密度は、回数を経るにしたがってより高くなることを特徴とする、請求項５または６に記載の鋳型砂の再生方法。
【請求項９】
前記磁選は、半磁外輪方式、吊り下げ方式、マグネットプーリー方式のうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項１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】
ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂を対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去する第１の磁選設備と、
前記鋳型砂から前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去する第２の磁選設備と、
前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去する機械再生設備と、
を備えることを特徴とする鋳型砂の再生システム。
【請求項１１】
前記第１の磁束密度が０．０５〜０．１Ｔの範囲内であることを特徴とする、請求項１０に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１２】
前記第２の磁束密度が０．１５〜０．５Ｔの範囲内であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１３】
分級により砂粒と、剥離した前記炭化物を含む物質を分離する分級設備を備えることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１４】
複数の前記第２の磁選設備を備えていることを特徴とする、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１５】
前記第１及び第２の磁選設備は、半磁外輪方式、吊り下げ方式、マグネットプーリー方式のうちいずれか一つを採用した構造のものであることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１６】
前記機械再生設備は、
連続式で下端に砂落し口を設けた砂供給シュートと、
該砂供給シュー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、該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と、
該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設された１個以上のローラーと、
を備えることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１７】
前記機械再生設備は、
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と、
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と、
砂投入部の砂落し口に設置され、投入される砂の流量を検出する砂流量検出器と、
前記モーター駆動手段の電流値を検出する電流検出器と、
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と、
前記砂流量検出器により検出される前記砂の流量に応じて前記シリンダーによる前記ローラーの加圧力を調整する制御手段と、
を更に備えており、
前記制御手段は、
前記砂の流量と、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があらかじめ設定されており、該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の流量に対応する前記モーターの目標電流値を算出する、目標電流演算部と、
投入された前記砂の流量に対応する前記モーターの目標電流値と、運転中の前記モーターの、実測した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前記ローラーの加圧力を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする、請求項１６に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１８】
前記機械再生設備は、バッチ式で、
前記炭化物を含む物質の除去が行われる処理槽から空気が吸い出される吸い出し管と、
前記処理槽に空気が吹込まれる吹込み管と、
前記吸い出し管と前記吹込み管を交互に開閉する切換手段と、
を備えており、
前記吸い出し管と前記吹込み管が連動して作動することにより、前記処理槽の内外を空気が流入出可能となっていることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項１９】
複数の前記機械再生設備を備えていることを特徴とする、請求項１０から１８のいずれか一項に記載の鋳型砂の再生システム。
【請求項２０】
前記分級設備は、比重分級方式であることを特徴とする、請求項１３に記載の鋳型砂の再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型砂の再生方法及び再生システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂には多くの金属粒及び金属片が含まれている。このような鋳型砂をそのまま再利用すると、金属の影響で鋳物の焼き付き欠陥の原因となったり、鋳型強度を低下させたりするなどの問題があることが知られている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２には、磁選機で鋳物の鉄分を分離することが開示されている。
【０００４】
特許文献３には、２つの乾式の鋳物砂再生装置の前後に、磁選機が設置された構成が開示されている。
【０００５】
特許文献４には、鋳造後の鋳型砂から、金属質の鋳型砂であるクロマイトサンドと硅砂を再生分離する、再生分離システムが開示されている。本再生分離システムは、鋳型砂を再生する再生機と、再生機で再生された鋳型砂に含有された強磁性物の一部を分離して除去するドラム型磁選機と、強磁性物の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が対極になるように設置された対極型磁選機を備えている。
【０００６】
鋳型砂には、金属粒及び金属片以外にも、金属と砂粒が溶着した状態の砂粒（以下磁着物と称する）が多く存在する。磁着物が過剰に鋳型に混入すると、金属と同様鋳物の焼き付き欠陥の原因となるとともに、化学粘結系プロセスにおいては、化学粘結系粘結剤の強度低下の原因ともなる。しかしながら、磁着物は金属よりも磁性が弱いので、より高い磁束密度が分離のために必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９０８７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４５４９５号公報
【特許文献３】特開平６−１７０４８６号公報
【特許文献４】特開２０１２−５１０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜３には、磁着物の分離に関する開示がなされていない。
【０００９】
特許文献４も、磁着物の分離に関する開示がない。また、特許文献４は、鋳型砂からクロマイトサンドと硅砂を分離する構成を開示している。クロマイトサンドは、磁着物よりも磁性が弱いため、高磁束密度を実現可能な対極型磁選機を使用して、高い磁束密度で磁選する必要がある。対極型磁選機は構造が複雑であるため、高価である。また、磁選機の磁束密度が高くなると、設備価格も高くなる。すなわち、特許文献４の構成によって磁着物の磁選を行うことは、磁着物の磁選に必要とする以上の能力を有する、高価な装置を、磁着物の磁選に敢えて使用することとなり、これは、コスト、設備管理の両面において問題である。
【００１０】
本発明は、鋳型砂から効果的に磁着物を分離する、鋳型砂の再生方法及び再生システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による鋳型砂の再生方法は、ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂を対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去し、前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去すること、前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去すること、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様としては、前記第１の磁束密度が０．０５〜０．１Ｔの範囲内であることを特徴とする。
【００１３】
別の態様としては、前記第２の磁束密度が０．１５〜０．５Ｔの範囲内であることを特徴とする。
【００１４】
別の態様としては、鋳型砂の再生方法は、前記金属粉及び金属片、前記磁着物、前記炭化物を含む物質を除去した後、分級により砂粒と、剥離した前記炭化物を含む物質を分離することを含む。
【００１５】
別の態様としては、前記第２の磁束密度の磁選を複数回行うことを特徴とする。
【００１６】
別の態様としては、鋳型砂の再生方法は、前記分級による分離の後に、前記第２の磁束密度の磁選により再度磁着物を除去することを含む。
【００１７】
別の態様としては、前記第２の磁束密度の複数回の磁選を、同一の磁束密度により行うことを特徴とする。
【００１８】
別の態様としては、前記第２の磁束密度の磁選を複数回行う際の磁束密度は、回数を経るにしたがってより高くなることを特徴とする。
【００１９】
別の態様としては、前記磁選は、半磁外輪方式、吊り下げ方式、マグネットプーリー方式のうちいずれか一つであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明による鋳型砂の再生システムは、ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂を対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去する第１の磁選設備と、前記鋳型砂から前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去する第２の磁選設備と、前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去する機械再生設備と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明の一態様としては、前記第１の磁束密度が０．０５〜０．１Ｔの範囲内であることを特徴とする。
【００２２】
別の態様としては、前記第２の磁束密度が０．１５〜０．５Ｔの範囲内であることを特徴とする。
【００２３】
別の態様としては、鋳型砂の再生システムは、分級により砂粒と、剥離した前記炭化物を含む物質を分離する分級設備を備えることを特徴とする。
【００２４】
別の態様としては、鋳型砂の再生システムは、複数の前記第２の磁選設備を備えていることを特徴とする。
【００２５】
別の態様としては、前記第１及び第２の磁選設備は、半磁外輪方式、吊り下げ方式、マグネットプーリー方式のうちいずれか一つを採用した構造のものであることを特徴とする。
【００２６】
別の態様としては、前記機械再生設備は、連続式で下端に砂落し口を設けた砂供給シュートと、該砂供給シュー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、該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と、該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設された１個以上のローラーと、を備えることを特徴とする。
【００２７】
別の態様としては、前記機械再生設備は、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と、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と、砂投入部の砂落し口に設置され、投入される砂の流量を検出する砂流量検出器と、前記モーター駆動手段の電流値を検出する電流検出器と、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と、前記砂流量検出器により検出される前記砂の流量に応じて前記シリンダーによる前記ローラーの加圧力を調整する制御手段と、を更に備えており、前記制御手段は、前記砂の流量と、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があらかじめ設定されており、該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の流量に対応する前記モーターの目標電流値を算出する、目標電流演算部と、投入された前記砂の流量に対応する前記モーターの目標電流値と、運転中の前記モーターの、実測した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前記ローラーの加圧力を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
別の態様としては、前記機械再生設備は、バッチ式で、前記炭化物を含む物質の除去が行われる処理槽から空気が吸い出される吸い出し管と、前記処理槽に空気が吹込まれる吹込み管と、前記吸い出し管と前記吹込み管を交互に開閉する切換手段と、を備えており、前記吸い出し管と前記吹込み管が連動して作動することにより、前記処理槽の内外を空気が流入出可能となっていることを特徴とする。
【００２９】
別の態様としては、鋳型砂の再生システムは、複数の前記機械再生設備を備えていることを特徴とする。
【００３０】
別の態様としては、前記分級設備は、比重分級方式であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、設備の複雑化、高コスト化を招くことなく、磁着物等を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムの概略構成図を示す。
【図２】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムに用いられる、半磁外輪式の磁選設備の構造を示す、概略断面図である。
【図３】吊り下げ方式の磁選設備の構造を示す、説明図である。
【図４】マグネットプーリー方式の磁選設備の構造を示す、説明図である。
【図５】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムに用いられる、乾式の機械再生設備の第１の例を示す、概略断面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【図９】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムに用いられる、乾式の機械再生設備の第２の例を示す、概略断面図である。
【図１０】上記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】上記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】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムに用いられる、乾式の機械再生設備の第３の例を示す、概略断面図である。
【図１３】上記乾式の機械再生設備の第３の例における、剥離手段を表す拡大概略断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムに用いられる、分級設備の構造を示す、概略断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムの、第１の変形例の概略構成図を示す。
【図１６】本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムの、第２の変形例の概略構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３４】
まず、鋳型砂の再生方法について説明する。鋳型砂の再生方法は、ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂を対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去し、前記第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去すること、前記鋳型砂から乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去すること、を含むことを特徴とする。
【００３５】
前記炭化物を含む物質とは、生型においては、ベントナイトが焼結して出来るオーリティクスと呼ばれる多孔質層及び石炭粉や澱粉などの添加物の炭化物などを、化学粘結系プロセスにおいては、粘結剤の炭化物及び反応生成物などを含んでいる。ここで、化学粘結系プロセスは、例えば、フラン樹脂酸硬化自硬性プロセス、フラン樹脂ＳＯ２ガス硬化プロセス、フラン樹脂熱硬化プロセス、フェノール樹脂熱硬化プロセス、フェノール樹脂過熱水蒸気硬化プロセス、フェノール樹脂エステル硬化自硬性プロセス、フェノール樹脂酸硬化自硬性プロセス、フェノール樹脂蟻酸メチルガス硬化プロセス、フェノール樹脂ＣＯ２ガス硬化プロセス、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、水ガラス加熱脱水硬化プロセス等である。
【００３６】
前記再生方法において、第１の磁束密度の磁選とは、低磁束密度の磁選、すなわち、再利用可能な金属のように磁性の強い磁性物を分離する目的で行う磁選を指す。前記再生方法においては、第１の磁束密度が０．０５〜０．１Ｔの範囲内であることを特徴とする。磁束密度が０．０５Ｔ未満の場合は磁束密度が低すぎて、金属を有効に分離することができない。また、磁束密度が０．１Ｔより高い場合は、金属含有量が低く再利用できない磁着物まで分離してしまう。そのため、低磁束密度の磁選において採用される磁束密度とは、０．０５Ｔ〜０．１Ｔであることが必要である。
【００３７】
また、第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選とは、高磁束密度の磁選、すなわち、再利用できない磁着物のように磁性の弱い磁性物を分離する目的で行う磁選を指す。前記再生方法においては、第２の磁束密度が０．１５〜０．５Ｔの範囲内であることを特徴とする。磁束密度が０．１５Ｔ未満の場合は磁束密度が低すぎて、磁着物を有効に分離することができない。また、磁束密度が０．５Ｔより高い場合においては、これ以上磁束密度を高くしても、磁着物の分離効率はそれに比例して増加するわけではなく、ほぼ変わらなくなる。そのため、高磁束密度の磁選において採用される磁束密度とは、０．１５Ｔ〜０．５Ｔであることが必要である。
【００３８】
高磁束密度の磁選を複数回繰り返すことで、再生砂の品質はより高まり、磁着物のより少ない再生砂を供給することが可能となる。この時、同一の磁束密度の磁選を複数回繰り返すことで、磁着物を除去する効率がより高まる。また、磁選の回数を経るにしたがって磁束密度をより高くすることで、より磁性の弱い磁着物であっても、確実に除去することが可能となる。さらに、分級により砂粒と剥離した炭化物、焼結物、反応生成物などとを分離した後で再度高磁束密度の磁選を行うことで、再生によって砂粒が研磨され、金属の割合が増加した磁着物であっても、確実に除去することが可能となる。
【００３９】
金属粉及び金属片、磁着物、炭化物を含む物質を除去した後、分級により砂粒と、剥離した炭化物を含む物質を分離する。
【００４０】
次に、上記の鋳型砂の再生方法を実施する、鋳型砂の再生システムについて説明する。図１は、本発明の一実施形態として示した鋳型砂の再生システムの概略構成図である。
【００４１】
図１に示される鋳型砂の再生システムは、第１の磁選設備ＭＬ、第２の磁選設備ＭＨ、機械再生設備Ｒ、及び、分級設備Ｃを備えている。
【００４２】
第１の磁選設備ＭＬは、ショットブラストで鋳物から分離した鋳型砂Ｓを対象として、第１の磁束密度の磁選により金属粉及び金属片を除去する。第２の磁選設備ＭＨは、鋳型砂Ｓから第１の磁束密度より高い第２の磁束密度の磁選により磁着物を除去する。機械再生設備Ｒは、鋳型砂Ｓから乾式の機械再生により表面に付着した炭化物を含む物質を除去する。分級設備Ｃは、砂粒と、剥離した炭化物を含む物質を分離する。
【００４３】
次に、本鋳型砂の再生システムを構成する、上記の各設備の具体的な例について説明する。
【００４４】
まず、低磁束密度の磁選設備ＭＬを説明する。図２に、低磁束密度の磁選設備ＭＬの例を示す。図１において再生システムに投入される鋳型砂Ｓは、予め、図示されていない異物除去設備で、異物が除去されている。低磁束密度の磁選設備ＭＬは、この鋳型砂Ｓを０．０５〜０．１Ｔの範囲内である第１の磁束密度によって磁選し、鋳型砂Ｓから金属を除去する。低磁束密度の磁選設備ＭＬは、半磁外輪式の磁選設備である。低磁束密度の磁選設備ＭＬ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た永久磁石Ｍ１と、前記永久磁石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と、前記回転ドラム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入口側ダンパーＭ３と、前記回転ドラムＭ２の直下に前記回転ドラム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出口側分離板Ｍ４と、前記回転ドラムＭ２の直上に前記入口側ダンパーＭ３と隣接して配置された砂投入口Ｍ５と、前記回転ドラムＭ２の直下で前記出口側分離板Ｍ４と筐体Ｍ８との間の前記永久磁石Ｍ１側を下方に開口させてなる砂排出口Ｍ６と、前記回転ドラムＭ２の直下で前記出口側分離板Ｍ４と筐体Ｍ８との間の反砂排出口Ｍ６側を下方に開口させてなる金属排出口Ｍ７と、筐体Ｍ８とで構成されている。
【００４５】
図２において、入口側ダンパーＭ３を定量切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該鋳型砂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、該鋳型砂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。金属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で落下する金属Ｅのうち金属排出口Ｍ７から排出される割合が増加し、反対に出口側分離板Ｍ４を金属排出口Ｍ７側に倒すと、回転ドラムＭ２の下端Ｍ２ｃで落下する金属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、金属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。
【００４６】
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、金属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の上に層を成した該鋳型砂Ｓの厚さが略１０ｍｍ以下となるよう、該鋳型砂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。
【００４７】
次に、図１に示される、高磁束密度の磁選設備ＭＨを説明する。高磁束密度の磁選設備ＭＨは、低磁束密度の磁選設備ＭＬによって磁選された該鋳型砂を、０．１５〜０．５Ｔの範囲内である第２の磁束密度によって磁選し、該鋳型砂から磁着物を除去する。高磁束密度の磁選設備ＭＨは半磁外輪式の磁選設備であり、磁束密度が異なる以外は、構造は図２に示す低磁束密度の磁選設備ＭＬと同じものである。
【００４８】
磁選の効率についても低磁束密度の磁選設備ＭＬと同様であり、回転ドラムＭ２の上に層を成した該鋳型砂Ｓの厚さが略１０ｍｍ以下となるよう、該鋳型砂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。
【００４９】
磁選設備には、図２に示す構造の半磁外輪方式、ベルトコンベアー上に磁石を吊り下げる吊り下げ方式、ベルトコンベアーのヘッドプーリーに磁石を内蔵するマグネットプーリー方式以外に、２組の半磁外輪を対向させた対極型磁選方式を採用した構造のものも存在するが、対極型磁選方式を採用した構造のものは他の構造のものと比較して設備コストが高価であり、なおかつ構造が複雑であるという問題がある。本発明では、対極型磁選方式を採用した磁選設備を使用することなく、安価な設備コストで、なおかつ簡易な構造により金属及び磁着物を分離することが可能である。
【００５０】
また、本発明の実施例における磁選設備は図１乃至図２に示された半磁外輪方式を採用した構造のものに限られたものではなく、図３に示す第１のベルトコンベアーＭ１１上に第２のベルトコンベアーＭ１２及び磁石Ｍ１３を吊り下げた吊り下げ方式、図４に示すベルトコンベアーＭ２２のヘッドプーリーＭ２３に磁石を内蔵するマグネットプーリー方式を採用した構造のものとしても良い。しかしながら、吊り下げ方式若しくはマグネットプーリー方式を採用すると、別途ベルトコンベアーなどの搬送設備を必要とすることとなる。半磁外輪方式を採用することで、図１乃至図２に示されるように鋳型砂を重力落下させる途中で金属若しくは磁着物の分離が可能となるので、設備コストを低コストかつ設備構造を簡易な構造とすることが出来るというメリットがある。
【００５１】
なお、本発明では第１の磁束密度の磁選として低磁束密度で磁選を行い、第２の磁束密度の磁選として高磁束密度の磁選を行うような、磁選設備の構成となっている。このような構成としてある理由は、以下の理由である。すなわち、低磁束密度での磁選を行うことなしに高磁束密度での磁選を行うと、鋳型砂の分離後も多量の金属及び磁着物が同時にドラムで搬送され、なおかつそれらは全て完全に磁着固定された状態で搬送されるとは限らない。また、一部はドラム上を滑動しながら搬送されることとなる。そして、結果的に磁選設備の回転ドラム摩耗が著しく早く進行し、頻繁に交換を行う必要が発生するためである。そこで、交換を頻繁に行うことによる設備の停止時間削減及び部品交換コスト削減を目的に、まず第１の磁束密度の磁選として低磁束密度で磁選を行い、第２の磁束密度の磁選として高磁束密度の磁選を行うよう、磁選設備を構成することが必要である。
【００５２】
次に、図１に示される、乾式の機械再生設備Ｒを説明する。乾式の機械再生設備Ｒは、高磁束密度の磁選設備ＭＨによって磁選された鋳型砂を再生し、表面に残留した炭化物、焼結物、反応生成物などを除去する。
【００５３】
まず、図５から図８を用いて、乾式の機械再生設備Ｒの第１の例を説明する。本第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と、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と、回転ドラムＲ４内に配設された１個以上のローラーＲ１２と、を備えている。
【００５４】
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、該砂供給シュート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。該砂供給シュートＲ２の下方には、回転ドラムＲ４が配設されており、該回転ドラム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、該傾斜周壁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。
【００５５】
該回転ドラム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、該回転軸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。該回転軸Ｒ５の下端にはＶプーリーＲ８ａが取付けられていて、前記処理槽Ｒ１の外側において、前記支持フレーム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。前記回転ドラムＲ４内には前記傾斜周壁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、該ローラー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。該支持軸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、該支持アーム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該支持アーム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。該水平軸Ｒ１６、Ｒ１６の他端は前記角筒部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。なお前記シリンダー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。
【００５６】
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内に鋳型砂を供給する。これにより砂供給口Ｒ３から一定量の鋳型砂が回転ドラム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。
【００５７】
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が連続的に再生されてゆく。
【００５８】
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個でも良くまた３つ以上でも良い。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前記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。
【００５９】
また、該機械再生設備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、該モーター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。
【００６０】
次に、図９から図１１を用いて、乾式の機械再生設備Ｒの第２の例を説明する。本第２の例においては、乾式の機械再生設備Ｒは、下端に砂落し口を有する砂投入部Ｒ１０１と、該砂投入部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、該回転ドラム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、前記回転ドラムＲ１０２内において隙間を設けて配置されたローラーＲ１０５、Ｒ１０５と、該ローラーＲ１０５、Ｒ１０５にシリンダーＲ１０６、Ｒ１０６が連結されて、該ローラー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とからな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、前記モーター駆動手段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。前記回転ドラム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および該傾斜周壁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。前記ローラーＲ１０５、Ｒ１０５は、該傾斜周壁Ｒ１０２ｂに対して若干の隙間を設けて配置されている。また、前記回転ドラム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、前記ローラー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へと送られる。
【００６１】
前記モーター駆動手段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、該回転ドラム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。該回転軸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、前記回転ドラム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と前記プーリー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。
【００６２】
前記ローラー加圧機構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、前記ローラーＲ１０５の上端面に固着される連結具Ｒ１１９と、該連結具Ｒ１１９に挿通して支持される軸Ｒ１２０と、該軸Ｒ１２０に連結されるアームＲ１２１と、該アームＲ１２１に連結される前記シリンダー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。
【００６３】
前記砂流量検出器Ｒ１０８は、前記砂投入部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、前記電流検出器Ｒ１０９は、前記モーター駆動手段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。
【００６４】
さらに、前記圧力制御手段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。
【００６５】
前記制御手段Ｒ１１１は、前記砂流量検出器Ｒ１０８により検出される砂流量に応じて前記シリンダー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、前記回転ドラムＲ１０２に投入されるべき砂流量と、該砂流量に応じた前記モーターＲ１０３の電流値との相対関係を維持するように、前記砂流量検出器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前記モーター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、該比較部の結果に基づいて前記運転中のモーターＲ１０３の電流値を目標電流値になるように前記シリンダー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。
【００６６】
前記相対関係は、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、前記回転ドラムＲ１０２に投入される砂流量を再生するのに必要な前記モーター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前記モーターＲ１０３の電流値を１００Ａとすると、前記回転ドラムＲ１０２に投入される砂流量が４ｔ／ｈである場合、該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。
【００６７】
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。
【００６８】
また、前記比較部は、前記投入された砂流量に対応する前記モーター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、前記シリンダー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。
【００６９】
（数１）
増加減率＝（目標電流値／実測の電流値−１)×感度＋１      ・・・（１）
【００７０】
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。
【００７１】
また、本構成では、前記制御手段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、前記砂流量検出器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、前記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。
【００７２】
（数２）
砂量小計＝砂量小計＋毎時砂流量×１／３６００      ・・・（２）
【００７３】
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。
【００７４】
（数３）
砂量累計＝砂量累計＋砂量小計      ・・・（３）
【００７５】
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。
【００７６】
そして、前記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、たとえば前記ローラー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。
【００７７】
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該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）。
ついで、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）。
ついで、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）。
ついで、前記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）。
ついで、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）。
ついで、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）。
ついで、前記式（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）。
【００７８】
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。
【００７９】
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。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。
【００８０】
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、該判定部の結果、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。
【００８１】
次に、図１２及び図１３を用いて、乾式の機械再生設備Ｒの第３の例を説明する。本第３の例においては、乾式の機械再生設備Ｒはバッチ式であり、分級設備を内包していることが特徴である。炭化物を含む物質の除去が行われる処理槽Ｒ２０１は、その底部に鋳型砂を剥離するための剥離手段Ｒ２０２を有している。処理槽Ｒ２０１は、上部に鋳型砂を投入する投入口Ｒ２０３を有し、また、処理槽Ｒ２０１は、下部に鋳型砂を排出するための隙間Ｒ２０４を有している。該処理槽Ｒ２０１は、上部において吹込み管Ｒ２０５を介して空気発生手段Ｐとしてのブロアに連通しており、吹込み管Ｒ２０５によって処理槽Ｒ２０１に空気が吹き込まれる。該処理槽Ｒ２０１は、また、上部において吸出し管Ｒ２０６を介して図示されていない集塵設備に連通しており、吸出し管Ｒ２０６によって処理槽Ｒ２０１から空気が吸い出される。また、処理槽Ｒ２０１の上部には砂投入口Ｒ２０３に連通する計量ゲ−トＲ２０７ａを備えた砂投入シュ−トＲ２０７が設けられている。さらに、前記吹込み管Ｒ２０５と、前記吸出し管Ｒ２０６との連通を交互に開閉して切り換える切替手段Ｒ２０８として、切替弁が設けられている。また、前記鋳型砂の排出口Ｒ２０４の下方には微粉抜き手段としての流動槽Ｒ２０９及びダストフッドＦの入り口を連通させ、さらに流動槽Ｒ２０９の下部にはスリット板Ｒ２０９ａにより仕切られた風箱Ｒ２０９ｂ及び砂出口Ｒ２１０を設け、流動槽Ｒ２０９の上部は集塵ダクトＲ２１１を介して図示していない集塵設備に連通している。
【００８２】
図１３は、乾式の機械再生設備の第３の例における、剥離手段Ｒ２０２の詳細を説明する断面図である。図１３において、剥離手段Ｒ２０２は、軸受Ｒ２０２ｃ、ベルト・プーリーＲ２０２ｄを介しモーターＲ２０２ｅによって高速回転する回転ドラムＲ２０２ａが設けられている。この回転ドラムＲ２０２ａの内に鋳型砂Ｓを投入して、鋳型砂同士が擦れ合うことにより鋳型砂Ｓの砂粒の表面に付着した炭化物、焼結物、反応生成物などを剥離するように構成されている。そして、この回転ドラムＲ２０２ａと固定リングＲ２０２ｂの間には隙間Ｒ２０４があり、該隙間Ｒ２０４からは処理槽Ｒ２０１へ空気の出入りも可能になっている。
【００８３】
乾式の機械再生設備の第３の例においては、吸い出し管Ｒ２０６と吹込み管Ｒ２０５が連動して作動することにより、処理槽Ｒ２０１の内外を空気が流入出可能となっている。例えば図１２において、吸出し管Ｒ２０６と処理槽Ｒ２０１の間を開状態、吹込み管Ｒ２０５と処理槽Ｒ２０１の間を閉状態にして再生処理をする。そして、吸出し管Ｒ２０６と処理槽Ｒ２０１の間を閉状態、吹込み管Ｒ２０５と処理槽Ｒ２０１の間を開状態にして再生処理した鋳型砂を払い出しする。
【００８４】
より詳細には、空気の流れは以下のようになる。まず、再生処理時においては、再生時ゲートＤ１を開状態に、ダンパーＤ２を閉状態にする。再生時ゲ−トＤ１が開かれているため、再生時ゲ−トＤ１から隙間Ｒ２０４を通り処理槽Ｒ２０１を経由して開状態の吸出し管Ｒ２０６へ空気が流れる。吹出し管Ｒ２０５は閉じられているのでダストフッドＦ内の風量はブロア風量と同量になる。このときダンパーＤ２は閉じられているので集塵風量はブロア風量とゲ−トＤ１と合計したものとなる。次に砂排出時においては、ゲ−トＤ１を閉じ、吹込み管Ｒ２０５を開き、吹出し管Ｒ２０６を閉じ、ダンパーＤ２を開く。ブロアの空気の一部は流動槽を経由し、一部の空気は吸出し管Ｒ２０６からダストフッドＦへ流れる。このとき合計集塵風量が減少するので、この不足分をダンパーＤ２から補給する。このようにして、再生と分級を行う。
【００８５】
図１２及び図１３の構成の砂再生設備Ｒの場合は、上記のように、図１に示される分級設備Ｃを内包しているために、砂再生設備Ｒとは別に分級設備Ｃを構成させる必要がないという利点がある。
【００８６】
次に、図１４を用いて、分級設備Ｃを説明する。上記乾式の機械再生設備の第３の例においては、分級設備Ｃは機械再生設備内に設置されていたが、ここでは、分級設備Ｃが砂再生設備Ｒとは個別に設けられた場合の構成を説明する。分級設備Ｃは、乾式の機械再生設備Ｒによって再生された鋳型砂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、反応生成物とを分離する。分級設備Ｃは、風箱Ｃ１と、風箱の上部に戴置され空気噴出口Ｃ２ａを穿設してなる底板Ｃ２と、沈降室Ｃ３と、沈降室Ｃ３の先端に設置され機体下方に開口している砂排出口Ｃ４と、風箱の上部に設置され機体上方に開口している砂投入口Ｃ５と、砂排出口Ｃ４に隣接し底板Ｃ２上に戴置してなる堰Ｃ６と、風箱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と、沈降室Ｃ３の上端に設置され、図示されていない集塵設備に接続されている集塵口Ｃ８とから構成されている。底板Ｃ２は、砂排出口側Ｃ４が低くなり、砂投入口Ｃ５側が高くなるよう、わずかに傾斜させてある。
【００８７】
該分級設備Ｃ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管Ｃ７及び風箱Ｃ１を通じて空気噴出口Ｃ２ａから送風を行う。すると、鋳型砂Ｓは流動化し、底板Ｃ２上を滑動するとともに一部は該分級設備Ｃ内で浮遊を始める。そして、堰Ｃ６によって滑動を停止し、層を成す。ここで連続して鋳型砂Ｓを投入すると、該鋳型砂Ｓの層は堰Ｃ６を越えるため、砂排出口Ｃ４から排出される。
【００８８】
この時、集塵口Ｃ８から集塵を行うことで、該分級設備Ｃ内を浮遊している鋳型砂Ｓは集塵口Ｃ８に向けて浮遊移動するが、沈降室Ｃ３内で再利用可能な鋳型砂Ｓは重力により落下し、鋳型砂Ｓから離した炭化物、焼結物、反応生成物などは、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、集塵口Ｃ８から集塵されて、鋳型砂Ｓから分離される。このようにして砂排出口Ｃ４から再生砂ＳＲが排出され、主型若しくは中子の造型に供される。
【００８９】
次に、図１５を用いて、上記の実施形態の第１の変形例を説明する。本第１の変形例の、上記の実施形態との差異は、高磁束密度の磁選設備がＭＨ１、ＭＨ２の複数台で構成されていることである。
【００９０】
高磁束密度の磁選設備ＭＨ１、ＭＨ２が複数台で構成されていることにより、磁選の効率はより高まることとなる。この時、高磁束密度の磁選設備ＭＨ１、ＭＨ２の磁束密度を全て同じものにすることで、磁選を繰り返し行うこととなり、１回目の磁選で完全に分離出来なかった磁着物を、２回目の磁選で分離することが可能となる。
【００９１】
また、高磁束密度の磁選設備ＭＨ１、ＭＨ２の磁束密度を、回数を経るにしたがってより高いものにする、例えば磁選設備ＭＨ１を０．１５Ｔ、磁選設備ＭＨ２を０．５Ｔとすることで、磁選設備ＭＨ１で分離出来なかった非常に磁性の弱い磁着物を磁選設備ＭＨ２で分離することが可能となる。
【００９２】
次に、図１６を用いて、上記の実施形態の第２の変形例を説明する。本第２の変形例の、上記の実施形態との差異は、高磁束密度の磁選設備がＭＨ１、ＭＨ２の複数台で構成されており、かつ、そのうちＭＨ２は分級設備Ｃの後に配置されていることである。
【００９３】
このような構成とすることで、１台目の磁選設備ＭＨ１で完全に分離出来なかった磁着物が再生設備Ｒによって研磨され、金属酸化物及び鋳型砂が除去されるために、金属の割合が増加し、磁性が強くなることで、２台目の磁選設備ＭＨ２で分離されることとなる。
【００９４】
なお、本発明の鋳型砂の再生方法及び再生システムは、図面を参照して説明した上述の実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
例えば、上記の実施形態及び各変形例においては、再生設備Ｒが１台で構成されているが、再生設備Ｒの台数は１台に限られたものではなく、必要とされる再生能力に応じて複数台の構成としても構わない。
また、上記の各変形例において、複数台で構成される高密度の磁選設備はＭＨ１、ＭＨ２の２台と限定されたものではなく、３台以上の構成としても構わない。
また、上記の第２の変形例において、分級装置Ｃの後に配置される高密度の磁選設備もＭＨ２の１台に限定されるものではなく、２台以上の構成としても構わない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｓ      鋳型砂
ＭＬ    低磁束密度の磁選設備
ＭＨ    高磁束密度の磁選設備
Ｒ      再生設備
Ｃ      分級設備
【図１】
2017074604.tif 000003
【図２】
2017074604.tif 000004
【図３】
2017074604.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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