アルミ砂型鋳造の水蒸気爆発

質問

初めまして。
うちではアルミの砂型鋳造において、アルミを注湯してすぐに
砂型からアルミが跳ね上がる「水蒸気爆発（？）」が
ごくたまーにあります。

しかし、原因ははっきりしません。

環境（砂型が湿気を吸った）なのか、砂型を運ぶためのパイプが湯口に触れて
しまったからなのか、砂型を結合しているアルカリフェノールバインダーと
その硬化剤（水分を含む）の混練のムラがあって、湯口付近にたまたま
水分が集中してあったからなのか・・・。

どれが一番おおきな要因なのか、対策が打てず困っています。

ちなみに、今は木型から砂型を外してから２時間ほどで型を合わせて
加熱などせずに鋳造しています。

どなたかアドバイスをお願い致します。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

こんばんは

>ちなみに一般的に、やはりこれくらいの混練における水分のムラでも
　うちはスクリュー式の混連機使っています。砂を出すとほぼ同時にバインダーと硬化剤をいれてこねているいますが、混連はじめと混連終わりの差は水分（硬化剤）では余り変わりありませんでしたが、抗圧試験では混連始めと終わりがちょっと低かった（かし時間の設定も関係しますが）と記憶しています。

>水蒸気爆発に起因するほど大きなムラになってしまうのでしょうか？
　自硬性の場合ですが、爆発するほど水分が偏る事はたぶんないと思いますといいますかそのような事故等は聞いた事はありません。ただ生砂の場合は何度か聞いた事があります。生砂の場合前日に使用した砂は水分が無くなり結合が弱くなり鋳型として使えなくなるので、鋳造する朝にジョウロ等で水を加え、スコップで混連後にサンドブレンダと言われる機械でかたまりをほぐしたあとに使います。水分が偏る場合あるようで、注湯後は湯口を覗くなと言います。
※修行していた頃ですが、のぞいたら怒られました。

>湯口から注いだアルミが、入れてすぐに「はねる」現象の
>一番の可能性は何だと思われますか？
　湯口がふさがるように十分な量を手際よく注いだときに湯口又は押し湯にあがってきた溶湯がはねるのでしょうか？。通常湯口→湯道→堰→製品と流れると思いますが、注いだ時に湯があまり暴れないように湯口に対して湯道と堰の断面比率等があります（すみません、詳しい比率は記憶にありません）。
　湯が暴れるとガスも出やすいだろうし空気も巻き込みます。もしかしたらその結果として湯が暴れるのかも知れませんね。

いちど鋳造法案を見直して見たらいかがでしょうか。

以前注湯する直前の湯をコンクリートの床にこぼした事がありますが、広さ２０ｃｍ深さ３ｃｍ位えぐれて割れたコンクリートが勢いよく飛散しました。
あと余り乾燥させなかったペール缶で実験したときにも爆発し、鋳型が割れた事もあります。今回は鋳型が割れるとか無いようですからたぶん水蒸気爆発ではないと思います。

お礼

ありがとうございます。
私も、この可能性が一番納得できそうです。

今回、複数の湯口から注湯されていて、
その中でも、一番最後に注湯した湯口から「ポンッ」と
天井まで跳ね上がりました。砂型は横が少し崩れました。

私も、いろいろと考えていましたが、
作業者に状況を聞いていくと、
他の湯口から注湯されたあと、最後の湯口は少し遅れて
注湯されたようです。
湯口がふさがった状態で上から注いだため、
空気が閉じ込められて圧縮された空気が反動で跳ね返ったのでは、
と思い始めました。

方案と変えて、メカニズムを確認したいと思います。

ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

こんばんは

>その硬化剤（水分を含む）の混練のムラがあって、湯口付近にたまたま
　どのようなもので混練しているか分かりませんが、下記ような方法で確
認出来ると思います。
　混連した砂をランダム（又は混連順）に採取し、坩堝（φ３ｃｍ高さ３ｃｍ位）にいれ重量を計ります。次に８００～１０００度Ｃの乾燥炉で２～３時間熱して水分を飛ばし、冷ましてから再度重量を計ります。これで後乾燥前と後の重量差で水分のむらがあるかを調べる事が出来ると思います。

※同じような方法でうちでは再生砂のイグロスを調べています。

今回の場合、混連した砂をそのまま乾燥する為、硬化剤等が坩堝に張り付く
はずです。したがって使用する坩堝は１回しか使えないと思います。

それでは

お礼

ありがとうございます。
一度やってみたいと思います。

ちなみに一般的に、やはりこれくらいの混練における水分のムラでも
水蒸気爆発に起因するほど大きなムラになってしまうのでしょうか？

湯口から注いだアルミが、入れてすぐに「はねる」現象の
一番の可能性は何だと思われますか？