日本新东砂处理设备与工艺简介及发展方向

砂处理设备的发展趋势一览表有关铸造砂管理法的研究动向年代与铸造砂管理法相关的研究课题铸造砂管理装置开发动向1960～1970年代1)粘结膜层的发现(F.Hoffman)2)二氧化硅程序方法(H.W.Dietert)3)Methyleneblue法活性粘土评价4)RD(筛分离密度)/紧实率测定法5)IMC社管理图(Wenninger･Volkmar)6)SSI测定法（Okakura）7)Levelink方法（活性粘土推定法）8)Troy方法（BondIndex混砂度）9)热砂的研究10)抄取・拧挤的研究11)潮模砂的成熟（发酵）理论･砂・水分自动判定装置（初代型）･砂自动检测器･砂冷却系统的出现(MTC・SC・BUHLER系统等)1980年代1)Bethke方法（统计的倾向管理手法）2)Egen方式（铸型材料收支预测）3)Berndt方式（铸型材料的收支预测）4)Strong方法（宏观收支预测管理）5)剪切强度和变形极限的研究（D.Boenish）6)Ventability･Bondability管理（W.H.Moore）･MIA･RCT砂冷却系统･BMIC水分控制系统･CMIC预备混砂系统･MIECB値控制系统1990年代1)主成分分析・要素分析技术在潮模砂管理的应用2)在砂管理系统中计量系统变动性的(MSV)评价3)重新修改JIS型砂试验法(JISZ2601)4)依据铸型材料收支的组成管理法(G.J.Vingas)･砂特性自动计量装置（DST・GTR）･砂管理情报综合系统･真空冷却混砂系统砂粒子粘结膜层（浇铸时粘土受热能影响而融合成的多孔状非均匀的呈鳞状的层）有效的膨润土表层粘结膜层没被充分湿润时，混砂过程中供给膨润土层的水分会移动混砂后潮膜砂特性的变化→因砂引发的次品（例如砂眼）膨润土表层的水分蒸发混練砂特性の変化概念図利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果（（11））新砂的粘结状态观察※辛普森型混砂机混砂30分钟后压缩形成的实验片利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果（（22））※造型线上使用中的砂的粘结状态观察※辛普森型混砂机混砂5分钟后压缩形成的实验片利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果利用扫描电子显微镜观察微观组织的结果（（33））※1000℃×1小时处理的造型线上使用中的砂的表面潮模砂混砂机的分类潮模砂混砂机间歇式连续式辗轮式辗轮式转子混砂式辗轮+转子混砂式滚筒式垂直辗轮式水平辗轮式垂直辗轮式水平辗轮式外套固定式外套旋转式（双螺旋搅拌式）处理量大型化倾向的砂处理设备纵向型辗轮式混砂机水平摆轮式高速混砂机转子式搅拌混砂机汽车生产的加速中国・新兴国的产业发展建机行业需要的增大40～50吨/小时砂处理芯子砂对应型高强度砂节省能源中・少量处理中・少量处理大量处理大量处理高速大量对应性高速分散中间位置的混砂机具备混砂辗轮的高速混砂具备混砂辗轮的高速混砂80～100吨/小时砂处理垂直垂直辗轮型型（（辛普森方式辛普森方式））潮模砂混砂装置潮模砂混砂装置高速转子型高速转子型（（外套外套旋转方式旋转方式））潮潮模砂混砂装置模砂混砂装置辛普森（辗轮）型混砂机转子型混砂机200倍200倍2000倍2000倍膨润土层的卷曲拖拉膨润土的薄片状附着趋势膨润土表面涂层状态的比较压缩强度透气度水分抗拉强度湿剪强度抗劈裂强度振实韧性表面安定性（ＳＳＩ）强热减量全粘土活性粘土粒度分布粒度指数酸可溶性金属量粘结膜量煤气发生量石英量（ＳｉＯ２纯度）紧实率（ＣＢ）筛分离密度热膨胀量曝熱試験热间强度水分凝结成抗拉强度热间变形量残存淀粉量固定炭量混砂度试验片重量（φ50×50H)试验片密度（φ50×50H)铸型强度（试验片)水分敏感度pH（氢离子浓度）団粒度常温特性（湿性）潮模砂组成高温特性潮模砂的特性评价指标不是测定每一个独立的因素而是测定相互依存性非常强的特性值（指标）。罗列每一个因素的特性值（指标）的期望值、只是为了表现无法实现的潮模砂而已。砂冷却系统回收砂回收砂皮带式磁选机皮带式磁选机永磁滚筒永磁滚筒滚筒筛滚筒筛砂温比例洒水装置砂温比例洒水装置滚筒式砂冷却装置滚筒式砂冷却装置圆盘给料机圆盘给料机水分测定注水装置水分测定注水装置混砂机混砂机DIK松砂DIK松砂型砂型砂ＣＢ紧实率ＣＢ紧实率添加剂计量添加剂计量砂回收系统砂性状控制系统磁选磁选筛网分离筛网分离砂冷却砂冷却储藏储藏混砂混砂松砂松砂水分控制系统潮模砂处理的流程潮模砂处理的流程根据目的需要逐步调整系统水源回收砂型砂皮带式磁选机永磁滚筒滚筒筛斗式提升机砂斗ＭＩＡ砂搅拌装置滚筒式砂冷却装置圆盘式给料机斗式提升机计量器ＭＩＡ砂温水分比例注水装置ＭＩＣ注水装置混砂机注水装置水压一定装置新东辛普森混砂机ＭＩＥＭＩＣ气流输送添加剂除尘机除尘机除尘机砂处理流程模拟图数码流量计减压阀水压2kg/cm2以上（顶峰时）洒水系统CPU使用电阻式传感器直接从回收砂中准确地测量砂温以及水分含量搅拌冷却水和回收砂、分散水分提高冷却效果的同时防止溜槽等部位的粘砂附着以及砂团的发生。搅拌装置砂温・水分滚筒式冷却装置定量给料砂斗砂温水分比例注水装置SOL比例阀过滤器水大气温回收砂冷却装置回收砂冷却装置旋转旋转部剖面图户外空气除尘・排气砂投入冷却砂异物加热器RCTRCT型型・・砂冷却装置砂冷却装置注水单元MIC・MIE控制器（安装在控制盘）水分紧实率（ＣＢ）砂温ＭＩＥ一次注水信号追加注水信号ＢＭＩＣ混砂机砂温水分型砂完了信号型沙型砂控制系统的概念示意图余砂刮板用气缸型砂采样用电动机ＣＢ测量用气缸水分传感器试验筒MIE型CB值控制系统（CB値測定部）型砂分散叶片旋转板固定松砂销旋转松砂销松砂DIK型松砂装置称量传感器压力传感器伺服气缸流量传感器水箱电控比例阀电磁阀空气源马达刮板伺服电机水分电极热电偶筛DST型潮模砂特性测定装置投入砂搅拌砂ＣＢ・水分測定废除试验片投入砂搅拌砂５０ｍｍ试制试验片头气度测定取出试验片压缩强度测定废除试验片称量传感器流量传感器压力传感器水分传感器加压空间DST型潮模砂特性测定装置的工作流程121416182022压缩强度N/cm2不同试验方法的压缩强度测定值比较Ramming法：CB值上升→压缩强度下降压实法：CB值上升→压缩强度一定活性粘土：9.0%Ramming法压实法253035404550CB值％砂分离・毛坯冷却砂分离・毛坯冷却●无相撞痕迹=转向为软件处理●毛坯冷却的效率化=省空间、环境改善●可追溯性=一件・一箱流水工程振动落砂机振动落砂机振动落砂机滚筒冷却滚筒冷却滚筒冷却冷却输送机冷却输送机冷却输送机低速旋转化低速旋转化低速旋转化大型化大型化大型化从旋转到摇动从旋转到摇动从旋转到摇动×先进・先出不可××先进先进・・先出先出不可不可○省空间・环境良好○○省空间省空间・・环境良好环境良好可变震动可变震动可变震动筛优化设计筛优化设计筛优化设计砂分离和无相撞痕迹的两立？砂分离和无相撞痕迹的两立砂分离和无相撞痕迹的两立？？○低成本・省空间○○低成本低成本・・省空间省空间×不可避免的相撞痕迹・逗留××不可避免的相撞痕迹不可避免的相撞痕迹・・逗留逗留×噪音・振动××噪音噪音・・振动振动一个流水工程和冷却效率化一个流水工程和冷却效率化一个流水工程和冷却效率化小车冷却小车冷却小车冷却利用强制冷却利用强制冷却利用强制冷却○无相撞痕迹系统化○○无相撞痕迹系统化○确保可谁追溯性○○确保确保可谁追溯性×设置空间××设置空间设置空间●改善工作环境=省人化・省力化后处理设备的课题和方向性减少相撞痕迹的抛丸清理机输送机型输送机型输送机型天车型天车型天车型加紧式加紧式加紧式摇动型摇动型摇动型衣架型衣架型衣架型『『连续连续』』『『间歇间歇』』实现实现『『清净清净』』SNCSNC型型SUASUA型型SURSUR型型SNMSNM型型精加工自动化的发展小型且容易导入的巴零达(小山)程序更换容易的大型毛刺加工系统协调使用2台机械手的精加工系统（来源GIFA展）进行铝铸件的清除毛刺和面加工工作FCA精加工系统(新东)铸造设备的系统化铸造设备的系统化1970年代［自动化・省人化］计量铸造技术的概念的问世1980年代［ＦＡ・ＦＭＳ化］实验室计量试验的报告1990年代［ＣＩＭ・ＣＡＭ化］实验室计量系统的实施报告问世（实际造型线）自动计量技术的导入计量技术的进步（传感器・数据纪录仪的小型化）浇铸流线・凝固分解技术的急速发展现在［情报技术化］三维数码技术・模拟化实际应用造型线・造型机的情报技术化造型线运转监视显示器流水线产品确认显示器生产情报管理系统PLCPLC周期时间解析系统造型线控制装置造型线保养检修管理系统・预防保养检修管理・保养检修履历管理ＰＯＰ情报管理系统造型机监视系统控制装置的远程监控数码通讯网砂处理设备运转显示器砂处理设备砂品质显示器事务所电脑事务所服务器局域网远程维修中心最佳设定支援故障诊断支援ＭＩＡ用微机ＭＩＣ，ＭＩＥ微机PLC砂処理設備制御用ＰＬＣ技术参数显示器机械运转音像・图像・调砂状态的监视・各工位砂特性记忆・以往数据检索确认・解析・设备的故障履历收集・Pareto图形分析砂特性、造型场所等的远程监控視数据的确认、调砂状态的监视ＭＩＡ砂温冷却系统水分・ＣＢ控制铸造设备全体的系统的一体化ＤＳＴ砂特性计量装置MIC/MIE运转数据的共有砂处理设备的情报技术化造型机数据收集解析系统ルータ－放置砂箱ＣＹ编码器值－盛箱CY编码器值－气流加沙压力－砂箱气流压力－气流加砂压力设定值－砂箱气流压力设定值造型工程重要指标的数据化/曲线化PLC控制盘检测・显示器功能PC生产情报管理系统周期时间解析装置故障诊断系统生产管理・设备监控系统的技术情报化事例生产指示～账单传票制作设备故障预测＋周期稳定化工具运转状况监视=电子显示屏生产管理・设备监控系统的技术情报化事例流水线产品显示器保养检修显示器砂处理运转显示器确保可追溯性砂品质的维持管理工具预防保养检修和预备品管理工具静压静压静压后静压后压实压实实验观察实验观察破裂破裂过桥现象的模拟实验过桥现象的模拟实验