(57)【要約】【課題】  中子重量、鋳込み重量、冷却時間、砂組成などの異なっているため、砂のバラツキを生じるという問題を解決して、造型ラインにより均一化された鋳型砂を供給する。【解決手段】注湯済み鋳型の砂を１枠毎に回収して、砂処理ラインを介して造型ラインに供給する鋳型砂の処理方法において、模型情報Imを用いて砂組成を含めた情報であって、砂に付与する砂区分情報Iscを得る工程と、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する工程と、該砂区分情報Iscの付与された回収砂を１枠分ずつ回収ストレージに貯蔵する工程と、前記回収ストレージから、砂区分情報Isc付の回収砂を１枠分ずつ取り出して砂混練を行う工程と、を有する。【選択図】        図1
2009241149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注湯済み鋳型の砂を１枠毎に回収して、砂処理ラインを介して造型ラインに供給する鋳型砂の処理方法において、
模型情報Imを用いて砂組成を含めた情報であって、砂に付与する砂区分情報Iscを得る工程と、
この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する工程と、
該砂区分情報Iscの付与された回収砂を１枠分ずつ回収ストレージに貯蔵する工程と、
前記回収ストレージから、砂区分情報Isc付の回収砂を１枠分ずつ取り出して砂混練を行う工程と、
を有することを特徴とする鋳型砂の処理方法。
【請求項２】
前記模型情報Imが、中子重量を含むことを特徴とする請求項1に記載の鋳型砂の処理方法。
【請求項３】
前記模型情報Imが、鋳込み重量を含むことを特徴とする請求項２に記載の鋳型砂の処理方法。
【請求項４】
前記模型情報Imが、冷却時間を含むことを特徴とする請求項３に記載の鋳型砂の処理方法。
【請求項５】
前記砂区分情報Iscの付与された回収砂を複数の回収ストレージに砂区分情報Isc付きの回収砂として貯蔵する工程と、
砂混練時に前記複数の回収ストレージから、異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を最適な量で混ぜる工程からなることを特徴とする請求項１に記載の鋳物砂の処理方法。
【請求項６】
前記回収ストレージが、布製ホッパであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の鋳型砂の処理方法。
【請求項７】
前記砂混練時に、砂区分情報Iscを用いて添加剤ホッパからの添加剤及び水分を加えることを特徴とする請求項1から請求項５のいずれかに記載の鋳型砂の処理方法。
【請求項８】
砂区分情報Iscを模型情報Imにより付与するコンピュータと、
該砂区分情報Iscの付与された回収砂を貯蔵する回収ストレージと、
各回収砂に付与された砂区分情報Iscに沿って砂を混練する混練機と、
を有することを特徴とする鋳型砂の処理システム。
【請求項９】
複数の砂区分情報Iscを模型情報Imにより付与するコンピュータと、
該複数の砂区分情報Iscの付与された組成からなる複数に区分された砂を別々に回収する複数の回収ストレージと、
該複数の回収ストレージから最適な区分砂の量を混ぜるために信号を与えるコンピュータと、
該信号に沿って最適量混ぜられた砂を混練する混練機と、
を有することを特徴とする鋳型砂の処理システム。
【請求項１０】
砂処理ライン及び造型ラインの各情報により模型情報Imや砂区分情報Iscを修正・変更が可能なコンピュータを有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の鋳型砂の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型砂を用いた鋳造に用いる鋳型砂の処理方法及びシステムに関する。より詳しくは、模型情報Imを用いた鋳型砂の処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、造型ラインから回収される組成が異なる各種の砂に対応し、かつ砂の品質にバラツキのない均一化した砂が得られる鋳物の砂処理方法を提供するため、鋳物近辺にあって組成変化した第１の砂と、鋳物から距離を隔ててほとんど組成変化していない第２の砂とを別々に回収し、別の処理ラインにより造型ラインに循環する鋳型砂の処理方法において、第２の砂の砂処理ラインは異物を除去する工程と、砂を冷却する工程と、メイン混練工程とを備え、第１の砂処理ラインは異物を除去する工程と、砂を冷却する工程と、サブ混練工程とを備え、第１の砂処理ラインはサブ混練工程終了後、第２の砂処理ラインのメイン混練工程に合流させると共に、第１の砂処理ラインの鉄分離工程の上流側に、造型ラインからのバイパスラインを合流させてなる鋳型砂の処理方法は公知である（例えば、特許文献1参照）。
特許文献1の方法によれば、鋳物近辺の砂と鋳物から距離を隔てた砂を別々に分離回収することには対応ができる。
しかしながら、上記第1の砂の中にも、中子重量、鋳込み重量、冷却時間、砂組成などが異なった砂が混じっているため、必ずしも品質にバラツキのない均一化した砂が得られる訳ではなかった。上記第2の砂の中でも同様な砂のバラツキの問題があった。
他の方法として、未知の回収砂を一定時間ごとに複数の貯蔵室に切り分け、混練時には、各貯蔵室から一定かつ同量の砂を同時に切り出し、砂組成の変動を抑制する方法も採用されてきたが、貯蔵室内の砂組成は常時変化しており、またその組成も未知であることから砂混練工程で充分に均一化した砂が得られなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６９１８７号公報、図1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の鋳型砂の処理方法と処理システムは、中子重量、鋳込み重量、冷却時間、砂組成などの異なっているため砂のバラツキが生じるという問題を解決して、より均一化された鋳型砂を造型ラインに供給することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理方法は、注湯済み鋳型の砂を１枠毎に回収して、砂処理ラインを介して造型ラインに供給する鋳型砂の処理方法において、模型情報Imを用いて砂組成を含めた情報であって、砂に付与する砂区分情報Iscを得る工程と、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する工程と、該砂区分情報Iscの付与された回収砂を１枠分ずつ回収ストレージに貯蔵する工程と、前記回収ストレージから、砂区分情報Isc付の回収砂を１枠分ずつ取り出して砂混練を行う工程と、を有することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理方法は、注湯済み鋳型の砂を１枠毎に回収して、砂処理ラインを介して造型ラインに供給する鋳型砂の処理方法において、模型情報Imを用いて砂組成を含めた情報であって、砂に付与する砂区分情報Iscを得る工程と、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する工程と、前記砂区分情報Iscの付与された回収砂を複数の回収ストレージに砂区分情報Isc付きの回収砂として貯蔵する工程と、砂混練時に前記複数の回収ストレージから、異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を最適な量で混ぜる工程を有することを特徴とする。
【０００６】
ここで、本発明における「模型情報Im」とは、模型によって固有の情報をいう。鋳型を成型する際に使用される模型は、生産される鋳物によって変更されるもので、生産のための各種設備設定値や鋳造条件などは模型によって異なっている。これらの模型によって固有の情報を「模型情報Im」といい、例えば、摸型を準備する際にコンピュータ（もしくはプログラマブルコントローラ、以下単にコンピュータという）に記憶させ、鋳型を成型する毎に鋳型にコンピュータ上で付与されるデータである。また、模型情報Imは、鋳型を成型する毎に鋳型に追随してシフトするデータ（シフトデータ）である。
また、「砂区分情報Isc」とは、模型情報Imより得られる砂組成を含む回収砂の特性をいう。
すなわち、本発明は、模型情報Imを鋳型砂の処理に用いることが特徴である。そして、模型情報Imから、処理単位である鋳型を成型する毎に、砂区分情報Iscを回収砂に付与して、この情報により鋳型砂を最適に処理する。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理方法は、砂区分情報Iscの付与された回収砂を複数の回収ストレージに砂区分情報Isc付きの回収砂として貯蔵する工程と、砂混練時に前記複数の回収ストレージから、異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を最適な量で混ぜる工程からなることを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理方法は、回収ストレージが、布製ホッパであることを特徴とする。付着性の高い水分の多い回収砂などを貯蔵するにはホッパへの付着防止対策に対し有効である。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理システムは、砂区分情報Iscを模型情報Imにより付与するコンピュータと、該砂区分情報Iscの付与された回収砂を貯蔵する回収ストレージと、各回収砂に付与された砂区分情報Iscに沿って砂を混練する混練機と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理システムは、複数の砂区分情報Iscを模型情報Imにより付与するコンピュータと、該複数の砂区分情報Iscの付与された組成からなる複数に区分された砂を別々に回収する複数の回収ストレージと、該複数の回収ストレージから最適な区分砂の量を混ぜるために信号を与えるコンピュータと、該信号に沿って最適量混ぜられた砂を混練する混練機と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の鋳型砂の処理システムは、砂処理ライン及び造型ラインの各情報により模型情報Imや砂区分情報Iscを修正・変更が可能なコンピュータを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、模型情報Imより得られる砂区分情報Iscから回収砂の組成が予測できるので、この砂区分情報Iscを回収砂に与えることにより回収砂を最適に混合することができ、均一な鋳型砂を造型ラインに提供することができる。
【００１３】
また、模型情報Imから回収砂の組成が予測できるので、この砂区分情報Iscを回収砂に与えて複数の回収ストレージに貯蔵した砂区分付きの回収砂を最適に混合することができ、均一な鋳型砂を造型ラインに提供することができる。
【００１４】
さらに、回収ストレージが布ホッパであるため、付着性の高い水分の多い回収砂などを貯蔵するにはホッパへの付着防止対策に対し有効である等の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明は、注湯済み鋳型の砂を１枠毎に回収して、砂処理ラインを介して造型ラインに供給する鋳型砂の処理方法において、模型情報Imを用いて砂組成を含めた情報であって、砂に付与する砂区分情報Iscを得る工程と、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する工程と、該砂区分情報Iscの付与された回収砂を１枠分ずつ回収ストレージに貯蔵する工程と、前記回収ストレージから、砂区分情報Isc付の回収砂を１枠分ずつ取り出して砂混練を行う工程と、を有する。
ここで、本発明において、「砂組成」とは、鋳型砂(生砂)を形成する成分として鋳型砂中に含まれている、基本砂分、粘土、石炭粉、澱粉、水分などの含有量もしくは含有比率をいう。また、砂の繰り返し使用の中で砂粒表面に生成される熱変性物(通称オーリティックス)や微粉などの含有量もしくは含有比率をいう。
【００１６】
また、本発明において、「砂処理ライン」とは、生砂を用いて鋳造を行う設備において、鋳型から鋳造素材を取り出した後に、鋳型を形成している砂を粉砕し、異物を除去し、加水を行って適切な温度に冷却した後に貯蔵室に貯蔵する工程と、砂貯蔵室から切り出した砂に適正な水分と各種の添加剤を添加し、混合、混練する工程と混練された砂中の塊りをほぐした後(この状態を混練砂と称する)に造型ラインに供給する工程を有する設備全体をいう。回収ストレージ、混練機、添加剤ホッパ及び注水装置等が含まれる。
「造型ライン」とは、生砂を用いて鋳造を行う設備において、生産される鋳物の模型と砂を受け入れる鋳枠からなる容器に混練砂を投入し、混練砂に外力を与えて鋳型を成型する工程と、成型後の鋳型に中子を収める工程と鋳型を組み合わせる工程と、鋳型に溶融金属を注入する工程と、注入された金属を鋳型内で固化、冷却する工程と冷却した鋳物を鋳型から取り出す工程から形成される設備全体をいう。造型機、自動注湯機、型バラシ装置等が含まれる。また、通常は湯口カップやガス抜き用孔を成型する設備もこの中に含んでいる。鋳型は鋳枠と共に搬送される場合と、鋳型成型の後、鋳枠を取り外し、鋳型部分のみを搬送する場合がある。
【００１７】
さらに、「複数に区分」とは、模型情報Imを回収砂の性質に与える影響を考慮して複数の状態に分類することをいう。特に、添加剤の添加量、水分の添加量、混練時間などに影響を与える因子に着目して区分する。例えば、他の回収砂に比べて中子砂が非常に多い組成の回収砂、他の回収砂に比べて鋳込み重量が大きく、大きな熱影響を受けた回収砂、他の回収砂に比べて鋳込み重量が少なく、中子重量も小さい回収砂、その他の平均的な回収砂等に区分する。
「区分情報Ic」とは、複数に区分された回収砂を識別するための識別符号をいう。後述する実施例では、A、B、Cや１、２、３等をいう。
さらに、「砂区分情報Isc」とは、模型情報Im又は区分情報Icより識別される砂組成を含む回収砂の特性（Sa・Sb・Sc・・・）をいう。
なお、本発明において回収砂Sは、砂区分情報Iscに対応してSA・SB・SC・・・と区分する。
「回収ストレージ」とは、鋳型を形成している砂を粉砕し、異物を除去し、加水を行って適切な温度に冷却した後に貯蔵するための貯蔵施設をいう。本発明においては砂区分情報Iscの付与された回収砂を１枠分ずつ回収する回収容器を複数個貯蔵する貯蔵施設又は区分情報Icに基づいて分別するために複数の貯蔵容器から構成される全体を示す。
「砂混練」とは、充分な鋳型性能を発揮するために、前記回収ストレージから、砂区分情報Isc付の回収砂を１枠分ずつ取り出して、回収砂と各種添加剤および水分を混合、攪拌すると共に、粘結剤としての添加剤(ベントナイト)の粘性を引き出すためにこれらの組成分に練りを加える工程をいう。
【実施例１】
【００１８】
以下、実施例に基づき発明を説明する。図１は、本発明の実施例に用いる砂処理システムと造型ラインの概要図である。図1において、鋳造ライン1は、造型ライン２（場合によっては自動注湯機３を含む）及び砂処理ライン４からなっている。ここで、鋳造ライン1は全体を制御するコンピュータシステムが制御している。コンピュータシステムの一部を構成するコンピュータ５は、模型情報Imによって推定して得られる砂区分情報Iscを冷却後の回収砂に付与する。
また、砂処理ライン４において、鋳型は型バラシ装置６による鋳型バラシされて、鋳型毎に砂区分情報Iscの付与された回収砂Ｓを、回収容器７に１枠分ずつ回収し、異物の篩い分け装置８及びサンドクーラー９を経由して、前記回収容器７ごと回収ストレージ１０に貯蔵される。
ここで、砂区分情報Iscは、型バラシ装置６による鋳型バラシ工程後までは、鋳型毎に固有の情報(シフトデータ)としてシフトされる。また、型バラシ後、回収ストレージ１０までは、１枠分ずつ篩い分け装置８及びサンドクーラー９を経由するため、シフトデータを特定することができる。
また、砂処理ライン４は、回収ストレージ１０より１枠分ずつ投入される回収砂Ｓを混練する混練機１１を有している。
さらに、コンピュータ５は、砂区分情報Iscにより最適な混練を行うための信号を混練機１１に与える。
また、砂区分情報Iscは、サンドクーラー９の冷却用注水量の予測にも使用可能である。
ここで、図２は、本発明の砂処理システムに用いる模型情報Imの一例を示す図である。模型情報Imには、造型ラインの中で生産品目に合わせて設備を最適な状態に変更する情報だけでなく、鋳物の固有情報を含めることができる。模型情報Imには、生産必要数量もしくは鋳型成型必要数量、製品重量、製品材質、溶融金属の注入温度、鋳込み重量、中子重量もしくは回収砂に混入すると予想される中子砂の量、中子成型プロセス、溶融金属の鋳型内での冷却時間などが含まれる。実際のシステムではこれらのうちから複数個を選択することができる。鋳物の固有情報としては、中子成型プロセス、製品名称、歩留まり、ガス孔位置・数、湯口位置・数などが挙げられる。
【００１９】
以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。図３は、本発明の砂処理方法のフローチャートである。
まず、模型情報Imを用いて砂組成を含み、砂に付与する砂区分情報Iscを得る。
次いで、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する。これにより造型する鋳型ごとに砂区分情報Iscが付与されて、この砂区分情報Iscは、鋳型ごとの回収砂に対応することになる。
ここで、模型情報Imは鋳型を成型する毎に鋳型にコンピュータ５上で付与されるデータであって、鋳型を成型する毎に鋳型に追随してシフトするデータ（シフトデータ）若しくは鋳型に追随する記憶手段（バーコード等）に付与されたデータである。よって、模型情報Imを利用して、砂区分情報Iscもコンピュータ内に記憶され、シフトされることになる。なお、模型情報Imは、摸型を準備する際にコンピュータ５に記憶させることができる。
そして、この砂区分情報Iscを付与されて回収され運搬されてくる回収砂S（ある砂組成からなる砂SAと、また別の砂組成からなる砂SB、SC）を、１枠分ずつ回収ストレージ１０に砂区分情報Isc付きの回収砂Ｓとして貯蔵する。したがって、回収ストレージ１０内には別々の砂区分情報Isc（Sa、Sb、Sc・・・）を持った回収砂（ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、・・・）が１枠分ずつ回収容器７に回収された状態で混在して貯蔵されている。
砂混練時には、前記回収ストレージ１０から、図示しない搬送手段により砂区分情報Isc付きの回収砂Ｓを１枠分ずつ混練機１１に投入する。
また、コンピュータ５は、砂区分情報Iscにより最適な混練を行うための信号を混練機１１に与える。
【００２０】
さらに、混練機１１は搬送ラインを介して造型機１２と、添加剤ホッパ１３、注水装置１４に連結されているため、混練機１１では、信号の指令に従って最適量に砂及び添加剤（例えば、ベントナイト、シーコール、澱粉、新砂）や、必要に応じて水分が混ぜられる。このようにして、均一でバラツキのない鋳型砂が得られる。
【００２１】
上記の説明から明らかなように、本発明は、模型情報Imから回収砂の砂組成が予測できるので、模型情報Imから得られる砂区分情報Iscを回収砂に与えることにより最適な混練が可能となり、均一な鋳型砂を造型ラインに提供できる。
【００２２】
また模型情報Imが、中子重量を含むと良い。これによれば、回収砂中に混入する中子砂の量を予測することができ、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
【００２３】
加えて、模型情報Imが、鋳込み重量を含むと良い。これによれば、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
【００２４】
更に、模型情報Imが、冷却時間を含むと良い。これによれば、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
そして、砂混練時に、砂区分情報Iscを用いて添加剤ホッパからの添加剤及び水分を加えることができる。これによれば、従来は回収時点では不明であった砂組成を既知とすることができ、添加剤や水分の添加量を適正化できる。
【００２５】
また、砂区分情報Iscには回収砂Ｓの熱影響の情報があるため、砂温度の推測が可能であるため、サンドクーラー９の冷却用注水量の予測に使用できる。
【００２６】
なお、前記回収ストレージ１０は、図４に示すような布製ホッパ１５でもよい。図４及び図５に示す布製ホッパ１５は、型鋼材にて箱型形状に組まれたフレーム１６と、該フレーム１６に取り付けられたホッパ部１７と、該ホッパ部１７の下方に位置し、前記フレーム１６に取り付けられたベルトコンベヤ１８から構成されている。
前記ホッパ部１７はポリエステル繊維の布で形成されており、その形状は、長手方向の両面が前記ベルトコンベヤ１８に向かって狭くなっていく逆さ台形形状となっており、ホッパ部の上下は開放となっている。
通常、このようなホッパはホッパ部を鉄板で製作しているため、ホッパ重量が大きくなり、取り回しに多大な力を要していた。今回、ホッパ部を布製としたことにより、ホッパ重量が軽減され、取り回しが容易となり、本発明の回収ストレージ１０として使用可能となった。
また、布製にしたことでホッパへの砂付着が軽減されるため、付着性の高い水分の多い回収砂などを貯蔵するには有効である。なお、図４及び図５に示す布製ホッパ１５はホッパ部１７の下部に回収砂を切り出すためのベルトコンベヤが付帯しているが、回収砂を切り出す方法は、バルブ方式やゲート方式や振動フィーダーなどの機構としても良い。
【００２７】
なお、自動注湯機３を用いた場合には、模型情報Imの１つである注入重量を、実際に鋳型に注入した溶融金属の注入重量で置き換えることもできる。これによれば、実測値による正確な溶融金属の注入重量がシフトできるので、更に精密に、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を迅速確実に最適化できる。
【００２８】
さらに、混練機１１からの情報（混練後の回収砂の水分量、砂温、混練砂量等）をコンピュータ５に取り込めば、その内容と模型情報Imにより砂区分情報Iscの修正・変更が可能となり、供給される混練砂に最適な造型機１２の造型条件（造型砂の投入圧力、投入時間、圧縮圧力、圧縮時間等）を予測することができ、安定した鋳型造型が可能となる。
【００２９】
また、造型機１２からの情報（造型砂の投入圧力、投入時間、圧縮圧力、圧縮時間、鋳型厚さ等）をコンピュータ５に取り込めば、その内容と模型情報Imにより砂区分情報Iscの修正・変更が可能となり、造型に必要な混練砂の条件を予測することができ、混練機１１への条件設定が最適化できる。特に、鋳型厚さと造型に使用する砂の性状（特にコンパクタビリティ）が把握できれば、それらの関係と模型情報Imにより砂区分情報Iscの修正・変更が可能となり、造型に必要な混練砂の最適な条件を予測できる。
【実施例２】
【００３０】
次に、別の実施例である複数の回収ストレージに異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を貯蔵し、砂混練時に該複数の回収ストレージから、異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を最適な量で混ぜる工程である鋳物砂の処理方法について説明する。
図６は、本発明の実施例に用いる砂処理システムと造型ラインの概要図である。図５において、鋳造ライン２１は、造型ライン２２（場合によっては自動注湯機２３を含む）及び砂処理ライン２４からなっている。ここで、鋳造ライン２１は全体を制御するコンピュータシステムが制御している。コンピュータシステムの一部を構成するコンピュータ２５は、模型情報Imによって砂区分を推定して得られる砂区分情報Iscを冷却後の回収砂に付与する。
また、砂処理ライン２４において、鋳型は型バラシ装置２６による鋳型バラシされて、鋳型毎に砂区分情報Iscの付与された回収砂Ｓを、コンベア２７によって運搬し、別々に回収する複数の回収ストレージ２８に別々に回収される。
ここで、砂区分情報Iscは、型バラシ装置２６による鋳型バラシ工程までは、鋳型毎に固有の情報(シフトデータ)としてシフトされる。また、型バラシ後、コンベア２７によって回収砂ストレージ２８までは、型バラシ後、回収砂ストレージ２８までの所要時間と維持されるシフトデータの順序によって特定することができる。
また、コンピュータ２５は、複数の回収ストレージ２８から最適な区分砂の量を混ぜるために信号を与える。また、砂処理ライン２４は、この信号に沿って最適量混ぜられた砂を、コンベア２９及びバケットエレベータ３０を介して混練する混練機３１を有している。
【００３１】
ここで、図７は、本発明の砂処理システムに用いる模型情報Imの一例を示す図である。模型情報Imには、造型ラインの中で生産品目に合わせて設備を最適な状態に変更する情報だけでなく、鋳物の固有情報を含めることができる。模型情報Imには、生産必要数量もしくは鋳型成型必要数量、製品重量、溶融金属の注入温度、鋳込み重量、中子重量もしくは回収砂に混入すると予想される中子砂の量、中子成型プロセス、溶融金属の鋳型内での冷却時間、製品材質などが含まれる。実際のシステムではこれらのうちから複数個を選択することができる。鋳物の固有情報としては、中子成型プロセス、製品名称、歩留まり、ガス孔位置・数、湯口位置・数などが挙げられる。
【００３２】
以下、これらの構成を用いた場合の動きについて説明する。図８は、本発明の砂処理方法のフローチャートである。
まず、模型情報Imを用いて砂組成を複数に区分する区分情報Icであって砂に付与する砂区分情報Iscを得る。図９は、本発明の砂処理システムに用いる砂区分情報Iscを説明する概略図である。ここで、回収砂は、添加剤の添加量、水分の添加量、混練時間などに影響を与える因子に着目して区分する。その因子とは、中子重量、鋳込み重量（注入重量）、冷却時間などである。
即ち、例えば、図７に示す模型情報Imのうち、中子重量、鋳込み重量に着目して、砂組成を複数に区分する。区分数は３個から１０個が好ましい。ここでは４つに区分した例を説明する。区分情報Ic（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を砂に付与する砂区分情報Isc（Sa、Sb、Sc、Sd）をコンピュータ内で得る。例えば、ＳＡは、他の回収砂に比べて中子砂が非常に多い組成の回収砂、ＳＢは、他の回収砂に比べて鋳込み重量が大きく、大きな熱影響を受けた回収砂、ＳＣは、他の回収砂に比べて鋳込み重量が少なく、中子重量も小さい回収砂、ＳＤは、その他の平均的な回収砂等とする。
次いで、この砂区分情報Iscを造型する鋳型ごとに回収砂に付与する。これにより造型する鋳型ごとに砂区分情報Iscが付与されて、この砂区分情報Iscは、鋳型ごとの回収砂に対応することになる。
ここで、模型情報Imは鋳型を成型する毎に鋳型にコンピュータ２５上で付与されるデータであって、鋳型を成型する毎に鋳型に追随してシフトするデータ（シフトデータ）である。
よって、模型情報Imを利用して、砂区分情報Iscもコンピュータ内に記憶され、シフトされることになる。なお、模型情報Imは、摸型を準備する際にコンピュータ２５に記憶させることができる。
そして、この砂区分情報Iscを付与されてコンベア２７で回収され運搬されてくる回収砂Ｓ（ある砂組成からなる砂ＳＡと、また別の砂組成からなる砂ＳＢ、ＳＣ）を、複数の回収ストレージ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃに砂区分情報Isc付きの回収砂として貯蔵する。なお実施例である図５では、回収ストレージが３つしかないので、平均的な回収砂であるＳＤは、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣのいずれに一番近い砂組成かを判断して、いずれかの回収ストレージに区分して回収する。当然ながら、本システムは回収ストレージの数を変えても構成可能である。
なお、回収ストレージ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの下方にはコンベア２９が設けられており、このコンベア２９の終点はバケットエレベータ３０を介して混練機３１に連結されている。
そして、砂混練時には、前記複数の回収ストレージから、異なる砂区分情報Isc付きの回収砂を最適な量で混ぜる。複数の回収ストレージ２８Ａ・２８Ｂ・２８Ｃから最適な区分砂の量を混ぜる。このためには、例えば、「ＳＡを１０単位、ＳＢを８単位、ＳＣを６単位」というような指令を該複数の回収ストレージ２８から最適な区分砂の量を混ぜるためにコンピュータ２５から信号を与える。
【００３３】
さらに、混練機３１は造型ライン２２に繋がるコンベア３３と、添加剤ホッパ３４、注水装置３５に連結されているため、混練機３１では、信号の指令に従って最適量に砂及び添加剤（例えば、ベントナイト、シーコール、澱粉、新砂）や、必要に応じて水分が混ぜられる。このようにして、均一でバラツキのない鋳型砂が得られる。
【００３４】
ここで、砂区分情報Iscは、型バラシ装置２６による鋳型バラシ工程までは、鋳型毎に固有の情報(シフトデータ)としてシフトされる。また、型バラシ後、コンベア２７によって回収砂ストレージ２８までは、型バラシ後、回収砂ストレージ２８までの所要時間と維持されるシフトデータの順序によって特定することができる。
但し、型バラシ後クーリングドラムのように大きな滞留層のある工程を設ける場合は、前後の砂が混ざり合うことがあり、この場合鋳型バラシ工程までシフトされたデータの順序が滞留層内で入れ替わるため、区分情報Icの精度が低下する場合がある。
この場合にはより早い段階(回収砂が混ざり合う以前)に添加剤(ベントナイト等)を添加剤ホッパ３４Ｂによって添加することもできる。
本発明は、一定の製品を連続的に生産する場合のロットサイズには規制されない。なお、最小ロット数が１の場合も本発明は実現可能である。
【００３５】
上記の説明から明らかなように、本発明は、模型情報Imから回収砂の組成が予測できるので、この砂区分情報Iscを回収砂に与えて複数の回収ストレージに貯蔵した砂区分付きの回収砂を最適に混合することができ、均一な鋳型砂を造型ラインに提供できる。
【００３６】
また模型情報Imが、中子重量を含むと良い。これによれば、回収砂中に混入する中子砂の量を予測することができ、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
【００３７】
加えて、模型情報Imが、鋳込み重量を含むと良い。これによれば、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
【００３８】
更に、模型情報Imが、冷却時間を含むと良い。これによれば、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を最適化できる。
そして、砂混練時に、砂区分情報Iscを用いて添加剤ホッパからの添加剤及び水分を加えることができる。これによれば、従来は回収時点では不明であった砂組成を既知とすることができ、添加剤や水分の添加量を適正化できる。
【００３９】
なお、前記回収ストレージ２８は、図４に示すような布製ホッパ１５でもよい。図４及び図５に示す布製ホッパ１５は、型鋼材にて箱型形状に組まれたフレーム１６と、該フレーム１６に取り付けられたホッパ部１７と、該ホッパ部１７の下方に位置し、前記フレーム１６に取り付けられたベルトコンベヤ１８から構成されている。
前記ホッパ部１７はポリエステル繊維の布で形成されており、その形状は、長手方向の両面が前記ベルトコンベヤ１８に向かって狭くなっていく逆さ台形形状となっており、ホッパ部の上下は開放となっている。
通常、このようなホッパはホッパ部を鉄板で製作しているため、ホッパ重量が大きくなり、取り回しに多大な力を要していた。今回、ホッパ部を布製としたことにより、ホッパ重量が軽減され、取り回しが容易となり、本発明の回収ストレージ２８として使用可能となった。
また、布製にしたことでホッパへの砂付着が軽減されるため、付着性の高い水分の多い回収砂などを貯蔵するには有効である。なお、図４及び図５に示す布製ホッパ１５はホッパ部１７の下部に回収砂を切り出すためのベルトコンベヤが付帯しているが、回収砂を切り出す方法は、バルブ方式やゲート方式や振動フィーダーなどの機構としても良い。
【００４０】
なお、自動注湯機２３を用いた場合には、模型情報Ｉｍの１つである注入重量を、実際に注入した注入重量で置き換えることもできる。これによれば、実測値による正確な注入重量がシフトできるので、更に精密に、混練砂中の添加剤の溶融金属による焼損量や砂温度が予測でき、添加剤や水分の添加量を迅速確実に最適化できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本実施例において、コンピュータ５、２５は一体でも分散制御されていてもよい。また、回収ストレージの数は問わない。さらに、模型情報Imから砂区分情報Iscを得る方法は、本実施例の方法に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の砂処理システム及び造型ラインを示す概略図である。
【図２】本発明の砂処理システムに用いる模型情報Imの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例の砂処理方法のフローチャートである。
【図４】本発明の布製ホッパの一例である。
【図５】図４に示す布製ホッパの側面図である。
【図６】本発明の砂処理システム及び造型ラインの別の実施例を示す概略図である。
【図７】本発明の砂処理システムに用いる模型情報Imの別の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の別の実施例の砂処理方法のフローチャートである。
【図９】本発明の砂処理システムに用いる砂区分情報Iscの別の一例を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
２、２２     造型ライン
４、２４     砂処理ライン
５ 、２５    コンピュータ
１０   回収ストレージ
１１、３１   混練機
１５  布製ホッパ
Im     模型情報
Isc（Sa・Sb・Sc・・・）          砂区分情報
Ｓ （ＳＡ・ＳＢ・ＳＣ・・・）    回収砂
Ｓr     鋳型砂
２８、２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ     回収ストレージ
【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】
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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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