주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법

주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법

[0001] 본 발명은, 주형 조형에 이용하는 주형사(鑄型砂)의 성상(性狀)에 따라, 주조공정을 관리하는 방법에 관한 것이다.

[0002] 종래, 주형 조형에 이용하는 주형사는, 혼합반죽기로 혼합반죽 조정된 후, 조형기에 반송되어, 상기 조형기에 의해 주형으로 조형되는데, 그 반송 도중 혹은 조형까지의 대기 시간 중에 주형사의 성상이 변화한다. 이러한 주형사의 성상 변화는 주형의 조형성 등에 영향을 미쳐, 주조 결함의 요인이 되고 있다. 따라서, 주형사를 조형기에 투입하기 직전에 자동 채취하여 상기 주형사의 성상을 자동 계측하는 장치가 개발되고 있으며, 그 기술은 공지의 것으로 되어 있다(예컨대, 일본 특허 공보 제5397778호 참조).

[0003] 그러나, 여기서 자동 계측된 주형사의 성상 데이터는, 주물 제품의 주조공정 이력 데이터로서 주조 결함의 해석 등에 활용되고 있는데, 생산 중인 주형의 조형 조건, 혹은, 조형 후의 공정 등을 변화시켜 주조 결함 또는 소비 에너지를 저감하는 방책에는 이용되고 있지 않다는 문제가 있었다.

[0004] 본 발명은, 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 계측된 주형사의 성상 데이터에 근거하여, 생산 중인 주형의 조형 조건, 혹은, 조형 후의 공정 등을 변화시켜 주조 결함 또는 소비 에너지를 저감할 수 있는 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[0005] 또 본 발명은, 상기 주형사를 이용하여 제조된 주물의 품질에 근거하여, 주형사의 성상의 판정에, 계측된 주형사의 성상 데이터를 피드백할 수 있는 주조공정 관리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[0006] 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법은, 주형 조형에 이용하는 주형사의 성상에 따라, 주조공정을 관리하는 방법으로서, 조형기에 공급하기 직전의 상기 주형사의 성상을 계측하는 공정과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정하는 공정을 가지며, 해당 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 상기 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 주형을 조형하는 것을 특징으로 한다.

[0007] 또 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법에서는, 상기 주형사의 성상은, 압축 강도, 인장 강도, 전단 강도, 함수율(含水率), 통기도(通氣度), 다짐성(compactability) 및 모래 온도로부터 선택된 하나 또는 복수의 값인 것을 특징으로 한다.

[0008] 또 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법은, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 상기 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 조형된 주형은, 그 조형된 후의 공정에서 형 맞춤이 이루어지며, 그 형 맞춤이 이루어진 주형에는 용탕을 주탕(注湯)하지 않는 것을 특징으로 한다.

[0009] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법은, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 상기 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 조형된 주형은, 그 조형된 후, 반송되어, 주탕되는 일없이 주형 셰이크 아웃(shake out)이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

[0010] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법은, 주형 조형에 이용하는 주형사의 성상에 따라, 주조공정을 관리하는 방법으로서, 조형기에 공급하기 직전의 상기 주형사의 성상을 계측하는 공정과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정하는 공정을 가지며, 그 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우가 소정 횟수 연속되었을 경우에, 그 이후의 상기 주형사 중, 동일한 성상으로 상정되는 분량의 상기 주형사는 조형을 하지 않고, 혼합반죽 조정을 행하는 모래 처리 공정으로 보내지는 것을 특징으로 한다.

[0011] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법은, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합한 경우에, 상기 주형사로 조형된 주형에 주탕함으로써 제조한 주물에 대응하는 정보로서, 상기 계측된 주형사의 성상을 기억하는 공정을 더 가지는 것을 특징으로 한다.

[0012] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법에 있어서는, 상기 기억하는 공정에서는, 상기 주물에 대응하는 정보로서, 상기 주형사로 상기 주형을 조형하는 조형 조건을 더 기억하는 것을 특징으로 한다.

[0013] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법에 있어서는, 상기 주형사의 성상은, 압축 강도, 인장 강도, 전단 강도, 함수율, 통기도, 다짐성 및 모래 온도로부터 선택된 하나 또는 복수의 값이며, 상기 판정하는 공정에서는, 상기 주형사의 성상으로서 선택된 하나 또는 복수의 값 중의 하나의 값이 소정의 범위 외(外)이면 적합하지 않은 것으로 판정하고, 상기 제조한 주물의 품질이 소정의 품질에 적합하지 않은 경우에, 상기 주물에 대응하는 정보로서 기억된 상기 주형사의 성상에 근거하여, 상기 판정하는 공정에서 이용하는 상기 소정의 범위를 변경하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

[0014] 나아가 본 발명의 주형사의 성상에 따른 주조공정 관리방법에 있어서는, 상기 주형사의 성상은, 압축 강도, 함수율 및 다짐성을 포함하며, 상기 판정하는 공정에서는, 상기 주형사의 성상으로서 압축 강도, 함수율 및 다짐성 중 하나의 값이 소정의 범위 외이면 적합하지 않은 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

[0015] 본 발명은, 주형 조형에 이용하는 주형사의 성상에 따라, 주조공정을 관리하는 방법으로서, 조형기에 공급하기 직전의 상기 주형사의 성상을 계측하는 공정과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정하는 공정을 가지며, 그 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 상기 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 주형을 조형하도록 하였기 때문에, 계측된 주형사의 성상 데이터에 근거하여, 생산 중인 주형의 조형 조건, 혹은, 조형 후의 공정 등을 변화시켜 주조 결함 또는 소비 에너지를 저감할 수 있는 등 다양한 효과가 있다.

[0016] 나아가 본 발명은, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합한 경우에, 상기 주형사로 조형된 주형에 주탕함으로써 제조한 주물에 대응하는 정보로서, 상기 계측된 주형사의 성상을 기억하는 공정을 가지며, 상기 제조한 주물의 품질이 소정의 품질에 적합하지 않은 경우에, 상기 주물에 대응하는 정보로서 기억된 상기 주형사의 성상에 근거하여, 상기 판정하는 공정에서 이용하는 상기 소정의 범위를 변경하는 공정을 가지기 때문에, 제조한 주물에 문제가 있었을 경우에, 계측된 주형사의 성상 데이터를 피드백하여, 주형사의 성상을 판정하는 데에 이용하는 소정의 범위를 변경함으로써, 보다 신뢰성이 높은 판정을 행할 수 있게 되는 등의 효과를 갖는다.

[0017] 이 출원은, 일본에서 2015년 3월 10일에 출원된 일본 특허출원 제2015-046851호에 근거하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서, 그 일부를 형성한다.

또, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정한 실시예는, 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 다양한 변경, 개변(改變)이, 당업자에게 있어서 명백하기 때문이다.

출원인은, 기재된 실시형태 중 어느 것도 공중(公衆)에 헌상할 의도는 없으며, 개시된 개변, 대체안 중, 특허청구범위 내에 문언상 포함되지 않을지 모르는 것도, 균등론 하에서의 발명의 일부로 한다.

본 명세서 혹은 청구범위의 기재에 있어서, 명사 및 동일한 지시어의 사용은, 특별히 지시(指示)되지 않는 한, 또는 문맥에 의해 명료하게 부정되지 않는 한, 단수 및 복수의 양방을 포함하는 것으로 해석해야 한다. 본 명세서 내에서 제공된 예시 또는 예시적인 용어(예컨대, 「등」)의 사용은 모두, 단순히 본 발명을 설명하기 쉽게 하고자 하는 의도임에 불과하며, 특히 청구범위에 기재하지 않는 한 본 발명의 범위에 제한을 가하는 것은 아니다.

[0018] 도 1은 본 발명을 실시하기 위한 생형(生型) 주조 설비의 구성의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2는 혼합반죽으로부터 조형까지의 설비의 구성의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태를 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 플로우 차트이다.

[0019] 이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 자세하게 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서 주조공정이란, 주물 제품을 주조에 의해 제작하는 설비에서 행해지는 공정이며, 조형하는 주형사를 준비하는 모래 처리 라인, 주형을 조형하는 조형 라인, 조형된 주형에 용탕을 주탕하는 주탕 라인을 포함하는 종합적인 주조 라인에서 행해지는 공정을 의미하는 것이다.

[0020] 먼저 도 1을 참조하여, 주조 설비에 대해 설명한다. 도 1은, 생형 주조 설비(100)의 전체 구성을 나타낸 개략도이다. 여기서, 「생형」이란, 생형사(生型砂)로 주형이 조형되는 것을 가리키며, 「자경성(自硬性)」과 대비된다. 생형 주조 설비에서는, 혼합반죽을 행하는 장소와 조형을 행하는 장소가 떨어져 있고, 혼합반죽기(20)로 혼합반죽된 주형사는, 벨트 컨베이어(22a), 호퍼(hopper, 23), 벨트 컨베이어(22b), 모래 저장 장치(26), 벨트 컨베이어(24) 등에 의해 조형기(40)에 반송된다. 이 때문에, 혼합반죽기(20)에서 주형사를 조정하여도, 반송하는 동안 수분이 증발하는 등에 의해, 성상이 변화하는 경우가 있다.

[0021] 하류측의 벨트 컨베이어(24)에는, 조형기(40)에 공급되는 주형사를 채취하여, 주형사의 성상을 계측하는 모래 성상 계측 장치(30)가 배치된다. 모래 성상 계측 장치(30)에서는, 조형기(40)에 공급되기 직전의 주형사를 자동 샘플링 하여, 성상을 계측할 수 있다. 계측한 주형사의 성상은, 생형 주조 설비(100)의 운전을 제어하는 컨트롤러(미도시)에 송신된다.

[0022] 도 2에, 모래 성상 계측 장치(30)의 배치의 일례를 나타낸다. 도 2에 나타내는 생형 주조 설비에서는, 혼합반죽기(20)에 의해 혼합반죽된 주형사는, 벨트 컨베이어(22a, 22b), 호퍼(23) 등으로 반송되어, 모래 저장 장치(26)에 저류 된다. 모래 저장 장치(26)는, 조형기(40)에 투입되는 주형사를 일시적으로 저류하는 호퍼이다. 모래 저장 장치(26)에 저류된 주형사는, 벨트 컨베이어(샌드 피더(sand feeder); 24)에 의해 조형기(40)에 투입된다. 모래 성상 계측 장치(30)는, 모래 저장 장치(26)에 저류된 후의 벨트 컨베이어(24) 상의 주형사를 채취하여, 성상을 계측한다.

[0023] 조형기(40)에 의해 조형된 주형은, 주탕 전처리장치(54)에 설치되는 탕구(湯口) 성형장치(미도시)에 의해, 상부 주형에 탕구가 성형된다. 다음으로, 주탕 전처리장치(54)에 설치되는 가스 빼기구멍 성형장치(미도시)에 의해, 상부 주형에 가스 빼기구멍이 성형된다. 다음으로, 주탕 전처리장치(54)에 설치되는 코어 세팅장치(미도시) 또는 작업자에 의해, 상부 주형 또는/및 하부 주형에 코어가 세팅된다. 다음으로, 주탕 전처리장치(54)에 설치되는 칠러(chiller)·발열재 세팅장치(미도시) 또는 작업자에 의해, 상부 주형 또는/및 하부 주형에, 칠러(냉각쇠) 또는/및 발열재가 세팅된다. 다음으로, 주탕 전처리장치(54)에 설치되는 형(型) 맞춤 장치(미도시)에 의해, 상부 주형과 하부 주형의 형 맞춤이 이루어진다.

[0024] 주탕기(52)로부터 형 맞춤이 이루어진 주형에 용탕이 주탕된다. 주탕된 주형은, 복수의 반송 장치를 조합한 반송 냉각 설비(60)에 의해 반송된다. 반송 냉각 설비(60)는, 시간을 들여 주형을 반송함으로써, 냉각한다. 그때에 용탕이 냉각·고체화 됨에 따라, 주물이 된다.

[0025] 반송 냉각 설비(60)에 의해 냉각된 주형 및 주물은, 셰이크 아웃 장치(shakeout machine, 70)에 반송된다. 셰이크 아웃 장치(70)에서는, 주형틀로부터 주형이 추출되고 주형은 파쇄되어 주형사와 주물이 분리된다. 도 1에는 도시되지 않지만, 주물은 제품으로서 후속 공정으로 보내진다. 파쇄된 주형사는, 모래 회수 수단(80)에 보내진다. 그 후, 주형사는, 모래 냉각 장치(86)로 보내져 냉각된다. 냉각된 주형사는, 버킷 엘리베이터(bucket elevators) 등의 반송 장치(87, 89), 모래 저류 장치(샌드 빈(sand bin); 88) 등을 거쳐, 혼합반죽기(20)에 반송된다. 주형사는 혼합반죽기(20)에서 물, 벤토나이트(bentonite) 등이 첨가되어 혼합 반죽되는 동시에, 수분 등이 조정되어, 다시 조형기(40)에 보내진다.

[0026] 본 발명의 제1 실시형태에 대하여, 도 3에 나타낸 플로우 차트도 참조하여 설명한다. 또한 상기 제1 실시형태와 후술하는 제2 실시형태는, 상하 주형을 교대로 상하 주형틀로 조형하는 틀(플라스크)이 부착된 주형 조형기를 이용한 예를 나타내고 있으며, 주형사로서 생형사가 이용되고 있다.

[0027] 도 3에 나타낸 바와 같이, 우선, 모래 성상 계측 공정(1)이 실시된다. 여기에서는, 모래 성상 계측 장치(30)에 의해, 조형기(40)에 공급하기 직전의 주형사의 성상을 계측한다. 이 점에 대해 상세히 기술하면, 본 실시형태에서는, 조형기(40)의 상방에 설치되는 동시에 조형기(40)에 주형사를 공급하는 벨트 컨베이어(24)로부터 계측할 주형사를 채취한다. 그리고, 상부 틀·하부 틀 중 어느 일방(一方)을 조형할 때마다 벨트 컨베이어(24)를 작동시켜, 그 어느 일방 분(分)의 주형사를 조형기(40)에 공급한다. 예컨대, 하부 틀용 주형사의 벨트 컨베이어(24)에 의한 반송 중(즉, 조형기(40)에 대한 공급 중)에 매회, 계측용의 주형사를 채취하여 그 주형사의 성상을 계측한다. 또 본 실시형태에서는, 주형사의 성상으로서, 주형사의 압축 강도, 인장 강도, 전단 강도, 함수율, 통기도, 다짐성, 모래 온도를 계측하는 것이 좋다.

[0028] 다음으로, 모래 성상 판정 공정(2)이 실시된다. 여기에서는, 예컨대 컨트롤러에 의해, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정한다. 또한 본 실시형태에서는, 소정의 성상으로서, 주형사의 압축 강도가 10~20 N/㎠의 범위 내, 및 함수율이 2.5%~3.5%의 범위 내, 및 다짐성이 30~40%의 범위 내인 것을 채용하였다. 이들 세 가지가 모두 상술한 범위 내이면, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한 것으로 판정된다. 또, 셋 중, 어느 하나라도 상술한 범위 밖이면, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 부적합(적합하지 않다는 의미)한 것으로 판정된다.

[0029] 그리고, 그 판정의 결과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한 경우에는, 조형 공정(3)에서 통상의 조형이 실시된다. 예컨대, 주형사를 채취하여 그 주형사의 성상을 계측하고 있는 동안에, 벨트 컨베이어(24) 상의 주형사가 조형기(40)로 보내질 경우에, 다음에 벨트 컨베이어(24)로부터 조형기(40)에 공급되는 주형사를 이용하여, 조형기(40)에 의해 소정의 주형 강도가 되도록 주형을 조형한다. 다음으로, 탕구 성형 공정(4)이 실시된다. 여기에서는, 탕구 성형장치(미도시)에 의해, 상부 주형에 탕구가 성형된다.

[0030] 다음으로, 가스 빼기구멍 성형 공정(5)이 실시된다. 여기에서는, 가스 빼기구멍 성형장치(미도시)에 의해, 상부 주형에 가스 빼기구멍이 성형된다. 다음으로, 코어 세팅 공정(6)이 실시된다. 여기에서는, 코어 세팅장치(미도시) 또는 작업자에 의해, 상부 주형 또는/및 하부 주형에 코어가 세팅된다.

[0031] 다음으로, 칠러·발열재 세팅 공정(7)이 실시된다. 여기에서는, 칠러·발열재 세팅장치(미도시) 또는 작업자에 의해, 상부 주형 또는/및 하부 주형에, 칠러(냉각쇠) 또는/및 발열재가 세팅된다. 다음으로, 형 맞춤 공정(8)이 실시된다. 여기에서는, 형 맞춤 장치(미도시)에 의해, 상부 주형과 하부 주형의 형 맞춤이 이루어진다.

[0032] 다음으로, 주탕 공정(9)이 실시된다. 여기에서는, 주탕기(52)에 의해, 형 맞춤이 이루어진 상하 주형에 용탕이 주탕된다. 다음으로, 냉각 공정(10)이 실시된다. 여기에서는, 주탕이 끝난 상하 주형이 소정 시간 반송됨에 따라, 상기 상하 주형 내의 주물 제품이 냉각된다.

[0033] 다음으로, 주형 셰이크 아웃 공정(11)이 실시된다. 여기에서는, 주형 셰이크 아웃 장치(70)에 의해, 상하 주형틀로부터 상하 주형이 추출되고 파쇄되어, 주형사와 주물 제품으로 분리된다. 그리고, 그 분리된 주형사는 모래 회수 수단(80)에 회수되어, 모래 처리 공정(12)이 실시된다. 여기에서는, 모래 처리 라인에 의해, 회수된 주형사에 대해, 이물 제거, 모래 냉각, 혼합반죽 조정 등이 행해져, 그 주형사가 주형 조형에 사용될 수 있도록 처리된다. 그리고, 그 처리된 주형사는 다시, 주형 조형에 이용되기 때문에, 상술한 모래 성상 계측 공정(1)이 실시되게 된다.

[0034] 다음으로, 상술한 모래 성상 판정 공정(2)에 있어서, 판정의 결과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에 대해 설명한다. 이와 같이 적합하지 않은 경우, 다음으로, 컨트롤러에 의해 부적합 횟수 카운트 공정(13)이 실시된다. 여기에서는, 모래 성상 판정을 할 때마다 매회, 그 모래 성상 판정이 적합하지 않았을 경우에는 횟수를 카운트하도록 하고 있다.

[0035] 그리고, 그 부적합을 연속하여 카운트한 횟수가 소정 횟수 미만이었을 경우에는, 조형 공정(3)에서 통상 외의 조형이 실시된다. 또한 본 실시형태에서는 그 소정 횟수로서 3회가 설정되어 있다. 여기에서는, 다음으로 벨트 컨베이어(24)로부터 조형기(40)에 공급되는 주형사를 이용하여, 조형기(40)에 의해 통상 외의 조형을 한다. 여기서 말하는 통상 외의 조형이란, 조형되는 주형의 강도가, 상술한 소정의 성상에 적합한 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 주형을 조형하는 것이다.

[0036] 그리고, 탕구 성형 공정(4), 가스 빼기구멍 성형 공정(5), 코어 세팅 공정(6), 칠러·발열재 세팅 공정(7)은 실시되지 않고, 다음으로, 상술한 형 맞춤 공정(8)이 실시된다. 그리고, 주탕 공정(9)은 실시되지 않고, 다음으로, 냉각 공정(10)을 거쳐 상술한 주형 셰이크 아웃 공정(11)이 실시되게 된다. 또한 주탕이 되지 않을 경우에는 상하 주형 내에 주물 제품이 없기 때문에, 상기 주물 제품이 냉각되는 일은 없다. 이 때문에, 냉각 공정(10)에서는 상하 주형이 소정 시간 반송되기만 하게 된다.

[0037] 다음으로, 부적합 횟수 카운트 공정(13)에서, 그 부적합을 연속하여 카운트 한 횟수가 소정 횟수(본 실시형태에서는 3회)가 되었을 경우에 대해 설명한다. 이 경우, 그 이후에 벨트 컨베이어(24)로부터 조형기(40)로 공급될 예정인 주형사 중, 동일(마찬가지로 부적합하다는 의미)한 성상으로 상정되는 분량의 주형사는 조형을 하지 않고 모래 회수 수단(80)에 회수한다. 이 때, 그 조형을 하지 않고 모래 회수 수단(80)에 회수하는 동일한 성상으로 상정되는 분량의 주형사에 대해서는, 모래 성상 계측 공정(1), 모래 성상 판정 공정(2), 부적합 횟수 카운트 공정(13)을 실시하지 않고 모래 회수 수단(80)에 회수하여, 모래 처리 공정(12)에 보내도록 하고 있다. 또한 동일한 성상으로 상정되는 분량의 주형사란, 예컨대, 혼합반죽기(20)에 의해 동일한 배치(batch)로 혼합반죽되었다고 추정되는 분량의 주형사이면 되고, 혹은, 조형기(40)에 주형사를 공급하는 벨트 컨베이어(24)의 상부에 설치된 모래 저장 장치(샌드 호퍼, 26)에 동시에 저장되어 있던 분량의 주형사여도 된다.

[0038] 다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여, 도 4에 나타낸 플로우 차트에 근거하여 설명한다. 맨 먼저 제1 실시형태와의 차이점에 대해 설명한다. 제2 실시형태에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상술한 모래 성상 판정의 부적합을 연속하여 카운트한 횟수가 소정 횟수(본 실시형태에서는 3회) 미만이었을 경우에는, 조형 공정(3)에서 상술한 통상 외의 조형이 실시된다. 이 부분은 제1 실시형태와 같다. 그러나, 그 조형된 주형은 그 후, 반송 수단에 의해, 그대로 반송되어, 주탕되는 일없이 다음의 공정에서 주형 셰이크 아웃 공정(11)을 수행한다. 여기서의 주형 셰이크 아웃은, 상부 주형틀로부터의 상부 주형의 추출, 하부 주형틀로부터의 하부 주형의 추출이 교대로 행해지며, 주탕하고 있지 않으므로 주물 제품은 없다. 이 점이 제1 실시형태와의 차이점이다. 그 밖에는 제1 실시형태와 같다.

[0039] 또한 본 발명의 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 조형기(40)에 공급하기 직전의 주형사의 성상을 계측하는 공정(1)과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정하는 공정(2)을 가지며, 그 판정의 결과가 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 소정의 성상에 적합한 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 주형을 조형하도록 하고 있다. 본 구성에 의하면, 주조 결함이 발생할 가능성이 있는 주형에 대해, 소비 에너지를 억제한 조형을 실시하고 있기 때문에, 소비 에너지를 저감할 수 있다는 이점이 있다. 예컨대, 주형을 조형할 때의 스퀴즈의 유압 압력이 낮아도 되기 때문에, 유압 펌프의 전력량을 저감할 수가 있다.

[0040] 또 본 발명의 제1 실시형태에서는, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 조형된 주형은, 그 조형된 후의 공정에서 형 맞춤이 이루어지며, 그 형 맞춤이 이루어진 주형에는 용탕을 주탕하지 않도록 하고 있다. 본 구성에 의하면, 이 단계에서 주조 결함을 갖는 주물 제품을 제작하지 않게 하고 있기 때문에, 주조 결함을 저감할 수 있다는 이점이 있다. 또, 아울러, 낭비되는 주조 부자재(예컨대, 코어, 칠러, 발열재 등)의 저감, 및 금속의 용해 에너지의 저감을 실현할 수 있다는 이점이 있다.

[0041] 또한 본 발명의 제2 실시형태에서는, 상기 판정의 결과가 상기 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에, 조형되는 주형의 강도가, 상기 소정의 성상에 적합한 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 조형된 주형은, 그 조형된 후, 반송되어, 탕구 성형이나 가스 빼기구멍 성형, 코어 세팅, 칠러·발열재 세팅, 형 맞춤 등을 실시하지 않고, 주탕되는 일없이, 다음의 공정에서 주형 셰이크 아웃을 행하도록 하고 있다. 본 구성에 의하면, 통상 외의 조형이 이루어진 주형은, 탕구 성형 공정(4)으로부터 냉각 공정(10)까지 실시하지 않고, 다른 루트로 다음의 주형 셰이크 아웃 공정(11)까지 반송되기 때문에, 통상의 조형이 이루어진 주형의 탕구 성형 공정(4)으로부터 냉각 공정(10)까지의 반송 스페이스를, 통상 외의 조형이 이루어진 주형이 사용하는 일이 없다는 이점이 있다. 또, 주조 부자재나 용해 에너지의 저감과 같은 이점을 가진다.

[0042] 나아가 본 발명의 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 조형기(40)에 공급하기 직전의 주형사의 성상을 계측하는 공정(1)과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합한지 여부를 판정하는 공정(2)을 가지며, 그 판정의 결과가 소정의 성상에 적합하지 않은 경우가 소정 횟수 연속되었을 경우에, 그 이후의 주형사 중, 동일한 성상으로 상정되는 분량의 주형사는 조형을 하지 않고 모래 회수 수단(80)에 회수하여, 모래 처리 공정(12)으로 보내도록 하고 있다. 본 구성에 의하면, 주조 결함이 발생하는 주형을 쓸데없이 조형하는 일이 없기 때문에, 주조 결함을 저감할 수 있다는 이점이 있다.

[0043] 또한 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에서는, 조형기(40)에 공급하기 직전의 주형사의 성상을 계측할 때, 주형사의 성상으로서, 주형사의 압축 강도, 인장 강도, 전단 강도, 함수율, 통기도, 다짐성, 모래 온도를 계측하도록 하였으나, 이들 전부가 아닌, 이들 중 원하는 성상을 선택하여 계측하도록 하여도 된다.

[0044] 또 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에 있어서 상술한 통상 외의 조형은, 상술한 바와 같이, 조형되는 주형의 강도가, 상술한 소정의 성상에 적합한 주형사로 조형할 때의 주형 강도보다 약해지도록 주형을 조형하면 된다. 단, 조형되는 주형은, 상기 주형이 반송에 견딜 수 있는 최소한의 주형 강도가 되도록 하는 것이, 보다 바람직하다.

[0045] 그 이유에 대해 설명하면, 상술한 바와 같이 통상 외의 조형이 이루어진 주형에는 주탕을 하지 않는다. 즉, 이러한 주형으로는 주물 제품을 제작하지 않는다는 것이다. 이 때문에, 그러한 주형에는 통상의 조형시와 같은 소정의 세기의 주형 강도는 불필요하다. 그렇다면, 조형되는 주형은, 그 주형이 반송에 견딜 수 있는 최소한의 주형 강도(즉, 반송 중에 주형이 주형틀(상부 틀·하부 틀)로부터 무너져 내리지 않는 주형 강도)이면 되며, 그렇게 하는 편이 주형 조형에 사용되는 소비 에너지(예컨대, 상술한 유압 펌프의 전력량)가 적어도 된다. 또한 상기 주형이 반송에 견딜 수 있는 최소한의 주형 강도가 되는 조형 조건으로서는 예컨대, 조형법이 졸트·스퀴즈법(jolt squeeze method)이면, 졸트 동작을 실시하지 않고, 스퀴즈 힘을 통상의 조형의 1/2 정도로 한다. 그리고, 조형법이 유기(流氣, air flow) 가압법이면, 유기 동작을 실시하지 않고, 스퀴즈 힘을 통상의 조형의 1/2 정도로 한다. 또, 상기 주형이 반송에 견딜 수 있는 최소한의 주형 강도란, 예컨대, 주형 강도가 압축 강도로 2~6 N/㎠의 범위 내인 것을 말한다.

[0046] 나아가 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 부적합 횟수 카운트 공정(13)에 있어서, 상기 부적합을 연속하여 카운트한 횟수가 소정 횟수 미만인지 소정 횟수인지를 기준으로 하여, 다른 공정을 실시하고 있다. 이 때의 소정 횟수는, 본 제 1 및 제2 실시형태에서는 3회로 설정하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 3~5회(3회 또는 4회 또는 5회라는 의미)인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 소정 횟수가 1~2회이면, 상술한 조형기(40)에 주형사를 공급하는 벨트 컨베이어(24)의 상부에 설치된 모래 저장 장치(26)에 장시간 부착되어 성상이 변화한 주형사가, 우연히 공급될 가능성이 있기 때문이다. 또 상기 소정 횟수가 6회 이상이면, 적어도 지금까지의 5회는, 통상 외의 조형이기는 하지만 주형을 조형하게 되므로, 그만큼의 조형 공정(3) 이후의 공정에서 소비 에너지를 많이 사용하게 되기 때문이다.

[0047] 또한 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 모래 성상 판정 공정(2)에 있어서, 판정의 결과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합하지 않은 경우, 다음으로, 부적합 횟수 카운트 공정(13)이 실시된다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 그 판정의 결과, 그 계측된 주형사의 성상이 소정의 성상에 적합하지 않은 경우에는 모두(즉, 매회), 다음으로, 통상 외의 조형을 하도록 하여도 된다. 이 경우, 상기 적합하지 않은 경우에는 매회, 통상 외의 조형을 하는 것이기 때문에, 상기 부적합 횟수 카운트 공정(13)은 불필요하다.

[0048] 나아가 본 발명의 제1 및 제2 실시형태에서는, 주형 조형기로서, 상하 주형을 교대로 상하 주형틀에 조형하는 틀이 부착된 주형 조형기(40)를 이용한 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상하 주형을 동시에 조형한 후, 상기 상하 주형의 형 맞춤을 하고, 그 후, 상기 상하 주형을 상하 주형틀로부터 추출하여, 상하 주형뿐인 상태로 조형기로부터 반출되는 방식의 무틀식 주형 조형기를 이용한 경우에도 적용할 수 있다.

[0049] 또한, 본 발명에서는, 모래 성상 계측 장치(30)에 의해 계측한 주형사의 성상을, 상기 주형사를 이용하여 조형된 주형에 주탕함으로써 제조한 주물에 대응하는 정보로서 기억하는 공정을 가져도 된다. 예컨대, 모래 성상 계측 장치(30)에 의해 계측한 주형사의 성상은, 모래 성상 계측 장치(30)로부터 컨트롤러(미도시)로 통신되어, 컨트롤러에서 주형사에 관한 정보로서 기억한다. 다음으로, 해당 주형사로부터 조형된 주형에 대하여, 주형사의 성상을 관련짓는다. 컨트롤러에서는, 해당 주형으로 제조된 주물에 대하여, 기억한 주형사의 성상을 관련지음으로써, 제조된 주물에 대응하는 정보로서 주형사의 성상을 기억할 수가 있다.

[0050] 나아가, 제조한 주물에 대응하는 정보로서, 주형의 조형 조건을 기억하여도 된다. 조형 조건으로서는, 스퀴즈의 압력 등이 포함되지만, 한정되는 것은 아니다. 조형기(40)에서 실제로 실시한 조형 조건을, 주형마다, 컨트롤러에 송신하여, 컨트롤러에서 기억한다.

[0051] 그리고, 제조한 주물의 품질을 검사한다. 주물의 품질이, 소정의 품질에 적합하지 않은 경우에는, 조형된 주형에 문제가 있었을 가능성이 높다. 해당 주물에 대응하는 정보로서 주형사의 성상이나 주형의 조형 조건이 기억되어 있기 때문에, 트레이싱(trace)이 가능하다.

[0052] 예컨대, 주형사의 성상을 트레이스한 결과에 근거하여, 모래 성상 판정 공정(2)에 있어서 판정에 이용한 소정의 성상을, 예컨대 컨트롤러로, 변경하는 것도 가능하다. 적합하다고 판정된 주형사를 이용하여 조형한 주형으로, 소정의 품질에 적합하지 않은 주물의 제조가 계속되었을 경우, 그 적합하지 않은 주물을 제조한 주형을 조형하는 데에 이용된 주형사의 성상을 제외하도록, 소정의 성상을 변경한다. 이와 같이, 주물의 품질에 근거하여, 주형사의 성상을 피드백함으로써, 보다 신뢰성이 높은 소정의 성상을 설정할 수 있게 된다. 또한, 조형 조건을 피드백함으로써, 보다 신뢰성이 높은 소정의 성상을 설정할 수도 있다.

[0053] 또, 상술한 주조공정 관리방법에 있어서, 계측·판정하는 주형사의 성상은, 압축 강도, 인장 강도, 전단 강도, 함수율, 통기도, 다짐성 및 모래 온도로부터 선택된 하나 또는 복수의 값이면 된다. 또한, 계측·판정하는 주형사의 성상이, 압축 강도, 함수율 및 다짐성인 경우, 다음과 같은 장점이 있다. 즉, 압축 강도, 함수율 및 다짐성은, 다른 성상에 비해 조정하기 쉬운 값이며, 혼합반죽기(20)에서 첨가되는 물, 벤토나이트의 양에 의해 조정 가능하다. 따라서, 주형사의 성상이 적합하도록 조정하기 쉽다는 큰 이점이 있다고 할 수 있다. 또, 상기 7개의 성상 모두 실시할 경우에는, 계측·판정의 관점에서는 이점이 있지만, 사이클 타임이 증가될 가능성이 있다. 이에 대하여, 압축 강도, 함수율 및 다짐성의 3개로 한정한 경우에는, 사이클 타임이 필요 이상으로 증가하는 일 없이, 적절한 계측·판정·조정을 실현할 수가 있다. 또, 판정하는 주형사의 성상은, 계측하는 주형사의 성상 중에서 선택된 하나 또는 복수의 값이어도 된다.

[0054] 이하에 본 명세서 및 도면에서 이용한 주요 부호를 열거한다.

1; 모래 성상 계측 공정
2; 모래 성상 판정 공정
3; 조형 공정
4; 탕구 성형 공정
5; 가스 빼기구멍 성형 공정
6; 코어 세팅 공정
7; 칠러·발열재 세팅 공정
8; 형 맞춤 공정
9; 주탕 공정
10; 냉각 공정
11; 주형 셰이크 아웃 공정
12; 모래 처리 공정
13; 부적합 횟수 카운트 공정
20; 혼합반죽기
22a, 22b; 벨트 컨베이어
23; 호퍼
24; 벨트 컨베이어(샌드 피더)
26; 모래 저장 장치
30; 모래 성상 계측 장치
40; 조형기
52; 주탕기
54; 주탕 전처리 장치
60; 반송 냉각 설비
70; 주형 셰이크 아웃 장치
80; 모래 회수 수단
86; 모래 냉각 장치
87, 89; 버킷 엘리베이터
88; 모래 저류 장치(샌드 빈)
100; 생형 주조 설비