CN106132595A - 浇铸装置以及浇铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供将熔融金属液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，以适当的浇铸时间进行浇铸的浇铸装置以及方法。一种从容器对以列状送出的铸模进行浇铸的浇铸装置(1)，该浇铸装置(1)具备：行驶台车(10)，其沿着以列状送出的铸模行驶；前后移动机构(20)，其设置于行驶台车，并使容器沿与行驶台车的行驶方向正交的方向移动；倾动机构(40)，其设置于前后移动机构，并倾动容器；重量检测部(50)，其对容器内的熔融金属的重量进行检测；熔融金属液面检测部(60)，其设置于行驶台车，对从容器接受熔融金属的铸模(100)的浇铸杯(110)中的熔融金属液面高度进行检测；以及控制部(70)，其使用由熔融金属液面检测部检测出的熔融金属液面高度以及由重量检测部检测出的熔融金属的重量来控制容器的倾动角度(T)。

Description

浇铸装置以及浇铸方法

技术领域

本发明涉及向铸模浇铸熔融金属的浇铸装置以及浇铸方法。特别是，涉及以适于各种铸模的浇注流量进行浇铸的自动浇铸装置以及方法。

背景技术

铸造产品有各种形状，另外，为了提高生产率进行在一砂箱增加了浇铸数的多个浇铸，并且产品的组合模式也多样。为此，铸模内的浇铸模式各种各样，适当地控制浇注流量是很重要的。

例如，一般在浇包容量为500Kg的情况下，使浇注重量为10～50Kg，浇注时间为4～12秒，浇注流量为1～5Kg/秒，在浇包容量为1000Kg的情况下，使浇注重量为30～150Kg，浇注时间为6～15秒，浇注流量为5～10Kg/秒。该浇铸作业复杂，但要求准确性。此外，浇注重量表示浇铸于铸模的熔融金属的重量，浇注流量是从浇包浇铸于铸模的熔融金属的流量。

以往，作为自动浇铸方法，公知有按照基于熟练作业者实际进行的浇铸工序预先决定的浇铸模式，将倾动角速度按照规定值进行反馈控制成来进行浇铸的方法(参照专利第3361369号说明书，日本特开平9-239524号公报，日本特表2013-544188号公报)。在专利第3361369号说明书所公开的方法中，提出使用预先存储的修正系数修正浇包的倾动角速度，使浇注流量一定。另外，在日本特开平9-239524号公报所公开的方法中，提出有在浇铸的终止期监视浇铸重量，或者用图像处理用照相机监视浇口的液面高度而断流的方法。在日本特表2013-544188号公报所公开的方法中，提出根据浇铸量、浇铸时间以及规定的参数容易地制成不同的对铸模的浇铸模式的方案。这些现有文献所提出的方法对个别的课题有效，但不得不说不管是哪一个方法在自动恰当地控制浇注流量方面均不充分。

在以往的典型的浇铸工序中，首先，作为初始填充，为了使熔融金属充满方案部，在2秒左右的期间，以不在浇口溢出的程度增加流量注入熔融金属。熔融金属开始填充于产品部后，一边监视浇口附近以不从浇口溢出，一边与熔融金属的流入配合地调整浇注流量，进行填充作业。熟练作业者基于经验评估出填充结束，浇铸结束。

然而，掌握浇铸工序的进行是很难的，在流量不足的情况下，因熔融金属温度的降低、铸模的变化等而产生流动性不良，另外，相反若流量过大，则导致熔融金属飞散、溢流。另外，难以推断熔融金属的流入量，存在为了避免溢流而缩小浇注流量的趋势，从而存在浇铸时间延长的趋势。这直接对生产率带来负面影响。

另外，若欲仅利用预先决定的浇铸模式与实测值的偏差来控制从浇铸工序的初始填充后至断流的工序，则导致产生因浇注流量的变化的延迟而引起的熔融金属外溢、溢流或浇不足。

另外，若欲使用基于熔融金属的流入量的经过时间－流量模型，而仅通过流入量来控制浇注流量，则在安全方面效果好，浇铸时间变长，产生熔融金属温度的降低。并且，存在浇包的喷嘴的劣化等无法应对的缺点。

另外，为了使生产率优先，缩短浇注时间，增加浇注流量这样的要求增大，从而具有容易产生熔融金属从浇口溢出的熔融金属外溢、熔融金属从铸模溢出的溢流的趋势。而且，由于熔融金属的温度降低、熔渣朝浇包喷嘴的附着、浇包形状的变化等，所以熔融金属从浇包的流出方式变动，从而难以进行流量控制。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供从浇铸的开始至结束期间，将熔融金属液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，以适当的浇铸时间进行浇铸的浇铸装置以及方法。

因此，本发明的第一方式的浇铸装置例如图1～3所示，是从容器2对以列状送出的铸模100进行浇铸的浇铸装置1，该浇铸装置1具备：行驶台车10，其沿着以列状送出的铸模100行驶；前后移动机构20，其设置于行驶台车10，并沿与行驶台车10的行驶方向正交的方向移动容器2；倾动机构40，其设置于前后移动机构20，倾动容器2；重量检测部50，其对容器2内的熔融金属的重量进行检测；熔融金属液面检测部60，其设置于行驶台车10，对从容器2接受熔融金属的铸模100的浇铸杯110中的熔融金属液面高度进行检测；以及控制部70，其使用由熔融金属液面检测部60检测出的熔融金属液面高度以及由重量检测部50检测出的熔融金属的重量来控制容器2的倾动角度T。此外，本说明书中，例如记载为“设置于行驶台车”的情况下，除了直接设置于行驶台车10的情况之外，也包括设置于在行驶台车10设置的前后移动机构20或者设置于在前后移动机构20设置的升降机构30的情况。

若这样构成，则能够一边使用通过熔融金属液面检测部检测出的熔融金属液面高度、与通过重量检测部检测出的熔融金属的重量即浇铸于铸模的熔融金属的重量，来控制容器的倾动角度，一边向铸模浇铸，因此在从浇铸工序的初始填充后至断流的工序中，能够成为将液面高度保持为恒定，在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，以适当的浇铸时间进行浇铸的浇铸装置。

在本发明的第二方式的浇铸装置中，例如图1所示，在第一方式的浇铸装置1的基础上，熔融金属液面检测部60为图像传感器。若这样构成，则能够由熔融金属液面检测部通过拍摄熔融金属液面来检测熔融金属液面高度。

在本发明的第三方式的浇铸装置中，例如图1以及图4所示，在第二方式的浇铸装置1的基础上，在浇铸杯110设置有锥形部112，熔融金属液面检测部60基于熔融金属液面的面积对熔融金属液面高度进行检测。若这样构成，则通过由图像传感器拍摄设置有锥形部的浇铸杯能够正确地检测熔融金属液面高度。

本发明的第四方式的浇铸装置例如图1～3所示，在第一～三方式的浇铸装置1的基础上，容器2是从炉接受熔融金属并且对铸模100进行浇铸的浇包；使浇包2升降的升降机构30设置于前后移动机构20；倾动机构40设置于升降机构30。若这样构成，则能够一边通过前后移动机构调整与铸模的距离，通过升降机构调整与铸模的高度之差，一边通过倾动机构使浇包倾动而向铸模浇铸，从而能够正确地保持浇铸位置。

本发明的第五方式的浇铸装置例如图1～3以及图5所示，在第四方式的浇铸装置1的基础上，前后移动机构20、升降机构30以及倾动机构40，以使倾动容器2的倾动机构40的倾动轴44在以容器2的浇铸口6的熔融金属落下开始点或者设定成与该熔融金属落下开始点接近的假想点O为中心的圆弧上移动的方式进行连动，从而将从容器2朝铸模100的浇铸位置维持为恒定。若这样构成，则容器的倾动轴在以假想点为中心的圆弧上移动，因此能够正确地恒定地维持从容器朝铸模的浇铸位置，并且进行适当的流量控制。

本发明的第六方式的浇铸装置例如图6所示，在第一～五方式的浇铸装置1的基础上，控制部70对适于铸模100的流量模式进行存储(96)，该流量模式包括每单位时间的用于使容器2倾动的倾动角速度与浇注重量的数据；控制部70基于倾动角速度(85)，对容器2的倾动角度进行控制(86)。若这样构成，则能够从浇铸的开始至结束以适当的浇注流量进行浇铸。

本发明的第七方式的浇铸装置例如图6所示，在第六方式的浇铸装置1的基础上，控制部70还对用于使流量模式的倾动角速度适于容器2的形状的修正函数进行存储(95)，使用对倾动角速度乘以修正函数而得的值。若这样构成，则使用形状不同的容器，也能够以适当的浇注流量进行浇铸。

在第七方式的浇铸装置1的基础上，本发明的第八方式的浇铸装置的特征在于，控制部70使用对倾动角速度乘以修正函数而得的值进行前馈控制，使用由熔融金属液面检测部60检测出的熔融金属液面高度与由重量检测部50检测出的熔融金属的重量进行反馈控制。若这样构成，则从浇铸的开始至结束，将液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，能够以适当的浇铸时间可靠地进行浇铸。

本发明的第九方式的浇铸装置例如图6所示，在第一～八方式的浇铸装置1的基础上，控制部70使用流量模式的浇注重量的数据(96)与由重量检测部50检测出的容器内的熔融金属的重量(87)的重量差(82)，求出容器2的倾动角速度的修正量(85)而进行控制(86)。若这样构成，则使用流量模式的浇注重量的数据与容器内的熔融金属的重量之差进行控制，因此能够更可靠地确保适当的浇注流量。

本发明的第十方式的浇铸装置例如图6所示，在第九方式的浇铸装置1的基础上，控制部70对用于根据重量差计算容器2的倾动角速度的修正量的浇注重量修正系数进行存储(93)，对重量差乘以浇注重量修正系数(82)而求出容器2的倾动角速度的修正量(85)。若这样构成，能够根据重量差适当地求出倾动角速度的修正量。

本发明的第十一方式的浇铸装置例如图6所示，第一～十方式的浇铸装置1的基础上，控制部70求出容器2的倾动角速度的修正量(85)而进行控制(86)以使由熔融金属液面检测部60检测出的熔融金属液面高度成为规定的熔融金属液面高度(94)(84)。若这样构成，则使用规定的熔融金属液面高度与检测出的熔融金属液面高度之差进行控制，因此能够更可靠地确保适当的浇注流量。

本发明的第十二方式的浇铸装置例如图6所示，在第十一方式的浇铸装置1的基础上，控制部70对用于根据由熔融金属液面检测部60检测出的熔融金属液面高度与规定的熔融金属液面高度(94)的高度差计算容器2的倾动角速度的修正量的熔融金属液面高度修正系数进行存储(93)，对高度差(84)乘以熔融金属液面高度修正系数而求出容器2的倾动角速度的修正量(85)。若这样构成，则能够根据熔融金属液面高度之差适当地求出倾动角速度的修正量。

本发明的第十三方式的浇铸方法例如图1以及图6所示，具备：倾动容器2而向铸模100浇铸的工序；对容器2内的熔融金属的重量进行检测的工序(87)；对从容器2接受熔融金属的铸模100的浇铸杯110的熔融金属液面高度进行检测的工序(84)；使用检测出的重量、与检测出的液面高度，对倾动容器2的倾动角度进行控制的工序(86)。

若这样构成，则能够一边使用检测出的熔融金属液面高度与检测出的熔融金属的重量而对容器的倾动角度进行控制一边向铸模浇铸，因此在从浇铸工序的初始填充后至断流的工序中，能够成为将液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，以适当的浇铸时间进行浇铸的浇铸装置。

本发明的第十四方式的浇铸方法例如图1以及图5所示，在第十三方式的浇铸方法的基础上，在倾动容器2而向铸模100浇铸的工序中，使容器2沿水平方向移动，进而进行升降，来使倾动容器2的倾动轴在以容器2的浇铸口6的熔融金属落下开始点或者设定成与该熔融金属落下开始点接近的假想点O为中心的圆弧上移动，从而将从容器2朝铸模100的浇铸位置维持为恒定。若这样构成，则容器的倾动轴在以假想点为中心的圆弧上移动，因此能够正确恒定地维持从容器朝铸模的浇铸位置，并且能够进行适当的流量控制。

本发明的第十五方式的浇铸方法例如图1以及图6所示，在第十三或者十四方式的浇铸方法的基础上，使用能够适用于铸模100的流量模式(96)，该流量模式包括每单位时间的用于使容器2倾动的倾动角速度与浇注重量的数据；基于用于使容器2倾动的倾动角速度(85)，对容器2的倾动角度进行控制(86)。若这样构成，则能够从浇铸的开始至结束以适当的浇注流量进行浇铸。

本发明的第十六方式的浇铸方法例如图1以及图6所示，在第十五方式的浇铸方法的基础上，使用流量模式(96)的浇注重量的数据与检测出的容器2内的熔融金属的重量(87)的重量差(82)、以及检测出的熔融金属液面高度(83)与规定的熔融金属液面高度(94)的熔融金属液面高度差(84)，求出容器2的倾动角速度的修正量(85)而进行控制(86)。若这样构成，则使用流量模式的浇注重量的数据与容器内的熔融金属的重量之差、以及规定的熔融金属液面高度与检测出的熔融金属液面高度之差进行控制，因此能够更可靠地确保适当的浇注流量。

根据本发明的浇铸装置以及浇铸方法，在从浇铸工序的初始填充后至断流的工序中，能够将熔融金属液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，以适当的浇铸时间进行浇铸。

能够通过本说明书的详细的说明而更加完整地理解本发明。然而，详细的说明以及特定的实施例是本发明优选的实施方式，仅为了实现说明的目的而进行记载。对于本领域技术人员而言，能够根据以上详细的说明，明确各种变更、改变。

申请者未打算将所有的所记载的实施方式都贡献于公众，在公开的改变、代替方案中，表述上可能未包含于权利要求书的方案，在等同原则下也属于本发明的一部分。

在本说明书或者权利要求书的记载中，名词以及相同的指示语的使用，只要未被特别地指示，或者只要未被文脉清楚地否定，能够解释为包含单个和多个中任一个。在本说明书中所欲提供的错开的例示或者例示性用语(例如，“等”)，也只不过是意图使对本发明的说明容易而使用的，只要在权利要求书未特别地记载，则不对本发明的范围加以限制。

附图说明

图1是浇铸装置的主视图，示出从浇包向铸模浇铸的情况。

图2是浇铸装置的侧视图，示出浇包下降的情况。

图3是浇铸装置的俯视图。

图4是对浇铸杯进行说明的图，(a)示出俯视下呈矩形的浇铸杯，(b)示出俯视下呈圆形的浇铸杯，(c)示出铸模与浇铸杯。

图5是对浇包进行说明的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图，还示出移动中心点。

图6是对控制部的结构进行说明的图。

图7是对经过时间与浇注流量的关系进行说明的图。

图8是其它的浇铸装置的主视图，示出从浇包向铸模浇铸的情况。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，对相互相同或者相当的装置标注相同附图标记，省略重复的说明。

图1是从浇包2向铸模100浇铸的浇铸装置1的主视图，图2是侧视图，图3是俯视图。浇铸装置1具备：在导轨R上行驶的行驶台车10、设置于行驶台车10并沿与行驶台车10的行驶方向正交的方向移动的前后移动机构20、设置于前后移动机构20并使浇包2升降的升降机构30、以及设置于升降机构30并使浇包2倾动的倾动机构40。并且，具备作为对浇包2内的熔融金属的重量进行检测的重量检测部的负载传感器50。另外，具备：从行驶台车10立设的框架64、从框架64沿水平方向延伸而将照相机60支承于适于拍摄铸模100的浇铸杯110的位置的照相机用臂62、以及作为对从浇包2接受熔融金属的铸模100的浇铸杯110的液面高度进行检测的熔融金属液面检测部的照相机60。并且，具备对浇铸装置1的运转进行控制的控制部70。

如图3中明确的那样，导轨R沿着将铸模100以列状送出的铸模线L铺设。因此，行驶台车10沿着铸模线L行驶。行驶台车10可以是公知的构造，因此省略详细的说明。一般情况下，若从浇铸装置1浇铸于一个铸模100，则铸模线L移动铸模一个砂箱的距离，空的铸模100置于浇铸装置1前，再一次进行浇铸。但是，在铸模线DL仅移动铸模的一个砂箱的距离花费时间的情况下，在从浇铸装置1浇铸于铸模100期间，也可以浇铸装置1在导轨R上而且铸模100在铸模线L上向同方向以同速度移动。防止铸模线L移动铸模的一个砂箱的距离而浪费时间。该情况下，浇铸装置1为了浇铸下一铸模100而在导轨R上返回铸模的一个砂箱的距离。或者，也可以不是每浇铸一次铸模100就返回，而是从浇包2结束了规定的量的浇铸的情况下，集中返回与铸模线L一同移动的距离。

前后移动机构20是在行驶台车10上，沿与行驶台车10的行驶方向正交的方向即靠近或离开铸模100或铸模线L的方向移动的装置。既可以是在行驶台车10上铺设导轨，而在导轨上行驶的台车，也可以是在辊式输送机上移动的台，另外也可以是其他的构造。

升降机构30是设置在前后移动机构20上，用于使浇包2升降的装置。在本实施方式中，具备：立设在前后移动机构20上的支柱32、和包围支柱32的周围并沿着支柱32升降的升降主体34。利用链条(未图示)悬挂升降主体34，通过设置于支柱32的上端的升降驱动部36例如马达卷起链条，由此使升降主体34升降。此外，图1～图3中，通过一根支柱32以单支承方式使倾动机构40升降，然而对于大型的浇包，优选将两根支柱32立设在前后移动机构20上，通过双支承方式使倾动机构40升降。升降机构30也可以是缩放式升降机构(未图示)，用于升降的构造不限定。

倾动机构40是支承于升降装置30而升降，使浇包2倾动而从浇包2浇铸铸模100的装置。倾动机构40的倾动轴44以能够绕水平轴倾动的方式被支承于升降主体34。在倾动轴44的一端，对用于载置浇包2的浇包台46进行支承。浇包台46具有从倾动轴44向下方延伸的侧板47、和从侧板47的底边沿水平方向延伸并载置浇包2的底板48，以便倾动轴44与浇包2的重心靠近。在倾动轴44的另一端连接有使倾动轴倾动的倾动驱动部42。倾动驱动部42是例如带减速功能马达。此外，也可以通过油压使倾动轴44即浇包台46倾动，用于倾动的动力未限定。

负载传感器50对浇包2内的熔融金属的重量进行检测。负载传感器50也可以设置于例如测量前后移动机构20的重量的位置。此时，从由负载传感器50测量的重量，减去前后移动机构20、升降装置30、倾动机构40以及浇包2的重量，检测出浇包2内的熔融金属的重量。负载传感器50也可以设置于对行驶台车10、升降装置30、倾动机构40或浇包2的重量进行测量的位置。

照相机60为了对从浇铸装置1接受熔融金属的铸模100的浇铸杯110的液面高度进行检测，对浇铸杯110的熔融金属液面进行拍摄。照相机60被支承于从立设于行驶台车10的框架64的上部沿几乎水平方向延伸的照相机用臂62，并配置于适于拍摄浇铸杯110的熔融金属液面的位置。优选能够根据行驶台车10与铸模100的浇铸杯110的位置关系，用照相机用臂62调整照相机60的位置、朝向。也可以不设置框架64，而是使照相机用臂62从控制部70延伸，照相机60也可以由其他结构支承。

如图4所示，优选在浇铸杯110设置锥形部。此外，浇铸杯110是指设置于铸模100，接受浇铸的熔融金属并引向铸模100内的垂直方向的最初的流路。通过在浇铸杯110设置锥形部，能够根据由照相机60拍摄的熔融金属液面的面积容易地检测出液面高度。此时，浇铸杯110的剖面形状是任意的，既可以是如图4(a)所示的矩形，也可以是如(b)所示的圆形，或者也可以是其他形状。但是，优选根据熔融金属液面的面积的由锥形部引起的变化正确地导出液面高度的形状。浇铸杯110在铸模100的位置不局限于图3所示的中央，也可以如图4(c)所示为向一边偏的位置，根据铸模不同而不同。因此，优选能够调整照相机60的位置、朝向。

拍摄浇铸杯110的熔融金属液面的照相机60优选为CCD、CMOS等图像传感器。但是，作为熔融金属液面检测部60，也可以使用红外线传感器或激光传感器，不是基于熔融金属液面面积，而是基于与熔融金属液面检测部60的距离来检测液面高度。

控制部70控制浇铸装置1的运转。即，进行行驶台车10的行驶、前后移动机构20的移动、升降机构30的升降、倾动机构40的倾动、根据由负载传感器50测量的重量进行的浇包2内的熔融金属的重量的检测、以及根据由照相机60拍摄的熔融金属液面进行的液面高度的检测等。控制部的控制的详细内容将后述。控制部70一般载置于行驶台车10，但也可以载置于其他位置，或者也可以直接载置于沿着导轨R的地面。

接着，对浇铸装置1的作用进行说明。浇铸装置1从铸造工厂内的熔融金属输送系统(未图示)接受存积熔融金属的浇包2。根据用途对熔融金属添加合金材料、孕育剂。通常，使升降装置30下降，通过前后移动机构20使浇包台46向熔融金属输送系统侧移动，将由浇包输送机(未图示)输送的浇包2载置于浇包台46。浇包2也可以通过起重机等载置于浇包台46。

载置了浇包2的浇铸装置1通过行驶台车10移动至向铸模100浇铸的规定位置。接着，通过前后移动机构20以及升降机构30使浇包2移动至适于浇铸的位置。接下来，倾动机构40使浇包2倾动，开始从浇包2朝铸模100的浇铸。

浇包2以倾动轴44为中心倾动，即旋转倾斜。若固定倾动轴44的位置，则熔融金属从浇包2流出的位置根据倾动的角度而移动。若流出位置移动，则导致熔融金属注入铸模100的位置变化。因此，最好通过前后移动机构20以及升降机构30使浇包2沿前后以及上下移动，而将熔融金属注入铸模100的位置保持为恒定。

图5示出浇包2的一个例子。浇包2具备：作为存积熔融金属的容器的浇包主体4、和作为从浇包2注出熔融金属的流路的浇铸口6。因此，若使浇包2倾动，则熔融金属从浇铸口6的末端流出。因此，设定浇铸口6的熔融金属落下开始点或者接近其的假想的移动中心点O。然后，通过前后移动机构20以及升降机构30使浇包2前后以及上下移动，如图5(b)用细线示出浇铸时的熔融金属液面那样，以倾动轴44在以移动中心点O为中心的圆弧上移动的方式进行调节。因此，即使浇包2移动，浇铸口6的末端部的熔融金属落下开始点与熔融金属注入铸模100的位置的关系也保持为恒定。其结果，将从浇包2朝铸模100的浇铸位置恒定地维持。此外，用于将浇铸位置保持为恒定的移动中心点O的位置，根据浇包的形状、熔融金属的性状而变化。

对于从浇包2朝铸模100的浇铸而言，从浇铸的开始至结束期间，为了适当地保持浇注流量，对浇包的倾动角度T进行控制。将按照基于熟练作业者的浇铸工序等预先决定的浇铸模式进行浇铸作为基础。这样通过使用浇铸模式，能够容易地确保几乎适当的浇注流量。通过检测铸模100内的熔融金属重量，能够比基于铸模100的倾动角度T进行的控制，更加准确地以接近规定的流量模式的浇注流量进行浇铸。特别是，由于实际浇铸于铸模100的熔融金属的量是已知的，因此能够防止浇铸结束时的溢流，从而能够进行适当的断流，并且，由于铸模100的熔融金属的流入的预测困难，因此将浇铸杯110的液面高度保持为恒定。由此，能够防止溢流、浇铸不足的产生。

参照图6，对用于控制浇包的倾动角度T的控制部70的结构的一个例子进行说明。控制部70具备：中央控制装置72、轴驱动装置放大器74、图像处理运算装置76以及负载传感器放大器78。轴驱动装置放大器74是从中央控制装置72的后述的轴速度指令位置指令运算单元86向前后移动机构20、升降机构30以及倾动机构40传输的工作指令信号放大的装置，指示移动各装置的浇包2的方向、速度，另外，将指示的信号或者由各装置测定的移动浇包2的方向、速度的数据向中央控制装置72输出。图像处理运算装置76是对由照相机60取得的数据进行图像处理的装置，对来自照相机60的输入数据进行处理而向中央控制装置72输出。负载传感器放大器78是将从负载传感器50输出的电压放大的装置，作为负载传感器50的检测重量向中央控制装置72输出。

将中央控制装置72分为运算区域80与存储区域90。运算区域80具有进行运算的单元，存储区域90具有存储数据的单元。此处，单元是电路、元件等硬件或者硬件与软件的组合。运算区域80具备：轴的现在位置速度运算单元81、浇注重量修正运算单元82、浇口面积运算单元83、液面高度修正运算单元84、操作倾动角速度运算单元85、轴速度指令位置指令运算单元86、以及浇包内的熔融金属重量运算单元87。

存储区域90具备：运算数据存储单元91、时间经过参数存储单元92、参数存储单元93、液面高度基准值存储单元94、浇包倾动角度修正函数存储单元95、流量模式存储单元96、以及浇包皮重量存储单元97。

运算数据存储单元91用于运算区域80的运算用数据的临时保管等。时间经过参数存储单元92作为计时器对时间经过进行计数。即，对从浇包2朝铸模100的浇铸的时间经过tp进行计数。并且，对浇包2接受熔融金属之后的时间进行计数，或者对在熔融金属添加合金剂、孕育剂之后的时间经过进行计数。特别是添加了合金剂、孕育剂之后的时间对衰退(fading)(若添加后发生难以字化，则导致合金剂、孕育剂的效果变差)的判定很重要。

参数存储单元93对铸模100的形状所涉及的参数、浇包2的形状所涉及的参数进行存储，并对浇注重量修正运算单元82、液面高度修正运算单元84、操作倾动角速度运算单元85输出数据。

液面高度基准值存储单元94对浇铸杯110的液面高度的基准值进行存储。液面高度的基准值根据铸模100不同而不同并且根据熔融金属的性状不同而不同。液面高度基准值的数据向液面高度修正运算单元84输出。

浇包倾动角度修正函数存储单元95对表示浇包的每个种类的倾动角度T与浇注重量的关系的倾动角度修正函数f(T)进行存储，将该数据向操作倾动角速度运算单元85输出。

流量模式存储单元96对铸模、熔融金属的每个种类的流量模式进行存储。流量模式对例如每次经过时间的浇注重量(即，浇包2内的熔融金属重量)以及浇包的倾动角速度进行存储。将该数据向浇注重量修正运算单元82、操作倾动角速度运算单元85输出。

浇包皮重量存储单元97对浇包2、前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40等、由负载传感器50检测的重量所包括的除熔融金属以外的装置、机器的重量数据进行存储，向浇包内的熔融金属重量运算单元87输出。

轴的现在位置速度运算单元81是基于利用前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40测定的各装置中的浇包2的移动数据、或者从后述的轴速度指令位置指令运算单元86向前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40传输的工作指令，对各装置中的轴的位置、移动速度进行运算的装置，将该计算值即该时刻的浇包2的位置与倾斜角度向操作倾动角速度运算单元85输出。

浇注重量修正运算单元82对来自后述的浇包内的熔融金属重量运算单元87的检测出的浇包2内的熔融金属重量、与来自流量模式存储单元96的流量模式的熔融金属重量之差进行运算，基于来自参数存储单元93的浇包2的形状等参数对从浇包2朝铸模100的浇注重量的修正量进行运算，向操作倾动角速度运算单元85输出。

浇口面积运算单元83基于来自图像处理运算装置76的图像数据，对浇口面积进行运算，向液面高度修正运算单元84输出。液面高度修正运算单元84基于浇口面积与来自参数存储单元93的浇铸杯110的形状的参数对液面高度进行运算，基于与来自液面高度基准值存储单元94的基准值之差，对液面高度的修正值进行运算。将该结果向操作倾动角速度运算单元85输出。

操作倾动角速度运算单元85根据来自轴的现在位置速度运算单元81的该时刻的浇包2的位置与倾斜角度、来自浇注重量修正运算单元82的浇注重量的修正量、来自液面高度修正运算单元84的液面高度的修正值，对使浇包2倾动的角速度进行运算，向轴速度指令位置指令运算单元86输出。对于使浇包2倾动的角速度的运算，使用来自参数存储单元93的浇包2的形状等参数、来自浇包倾动角度修正函数存储单元95的倾动角度修正函数f(T)、来自流量模式存储单元96的作为适于铸模100的流量模式的倾动角速度。此外，对于倾动角度修正函数f(T)以及使浇包2倾动的角速度的运算将后述。

轴速度指令位置指令运算单元86基于来自操作倾动角速度运算单元85的使浇包2倾动的角速度，对传输给前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40的工作指令进行运算，通过轴驱动装置放大器74，向各装置输出，并且向轴的现在位置速度运算单元81输出。

浇包内的熔融金属重量运算单元87基于来自负载传感器放大器78的负载传感器50的检测重量与来自浇包皮重量存储单元97的浇包2、前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40等的重量数据，对浇包内的熔融金属重量进行运算，向浇注重量修正运算单元82输出。

参照图7，对通过控制部70进行的浇包2的倾动角度T的控制进行说明。图7是通过经过时间与浇注流量的关系对流量模式进行说明的图，通过以经过时间为横轴，以浇注流量为纵轴的图表示出。图表中，实线表示从浇包2朝铸模100的浇注流量，虚线表示基于流量模式的浇注流量。

首先，作为初始填充，为了从浇铸杯110使浇口、浇道(通称也称为方案部)充满熔融金属，在短时间内例如2秒左右，以不从浇铸杯溢出的程度增加流量而进行浇铸。此时的浇包2的倾动角度T基于流量模式来决定。即，通过操作倾动角速度运算单元85，根据在流量模式存储单元96存储的规定的经过时间tp的倾动角速度的数据V_Tobj(tp)，通过(1)式对适于浇包2的时间tp的指示倾动角速度V_Tp进行运算。

V_Tp＝f(T)·V_Tobj(tp) (1)

这里，f(T)：倾动角速度修正系数，

T：浇包的移动中心点O的倾动角度

基于指示倾动角速度V_Tp，通过轴速度指令位置指令运算单元86对前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40各自的移动量进行运算，通过轴驱动装置放大器74向各装置输出。各装置20、30、40根据轴速度指令位置指令运算单元86的指示移动，从而通过倾动机构40使浇包2倾动与倾动角速度对应的量，并且倾动轴44在以移动中心点O为中心的圆弧上移动。即，控制部70中使用对流量模式的倾斜角速度V_Tobj(tp)乘以倾动角速度修正系数f(T)而得的值亦即指示倾动角速度V_Tp来进行前馈控制。

方案部被熔融金属装满，熔融金属在产品部开始填充。在产品部填满熔融金属的工序中，首先，基于流量模式使浇包2倾动。至此，与上述的初始填充的控制相同。

从浇包2朝铸模100的浇铸中，通过负载传感器50对包括浇包2在内的装置的重量进行检测，继续通过浇包内的熔融金属重量运算单元87对浇包内的熔融金属重量进行测量。此外，包括通过熔融金属重量运算单元87运算浇包2内的熔融金属重量在内，称为通过负载传感器50对浇包2内的熔融金属重量进行检测。然后，通过浇注重量修正运算单元82，对检测出的浇包2内的熔融金属重量与流量模式的熔融金属重量之差进行运算，将浇注重量的修正量输出至操作倾动角速度运算单元85。在操作倾动角速度运算单元85中，根据浇注重量的修正量，使用来自参数存储单元93的浇注重量修正系数cg，通过(2)式对浇包倾动角速度的修正量V_Tw进行运算。此外，(2)式中{}内的运算通过浇注重量修正运算单元82进行。

V_Tw＝cg·{g_obj(tp)－g(tp)} (2)

这里，cg：根据浇注重量的修正量导出浇包的倾动角速度的浇注重量修正系数，

g_obj(tp)：流量模式的时间tp的浇注重量，

g(tp)：时间tp中检测出的铸模内的熔融金属重量。

浇包倾动角速度的修正量V_Tw输出至轴速度指令位置指令运算单元86，轴速度指令位置指令运算单元86对前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40的各自的移动量的修正值进行输出，对浇包2的倾动角度T进行修正。即，控制部70使用由负载传感器50检测出的浇包2内的熔融金属重量，进行反馈控制。

另外，从浇包2朝铸模100的浇铸中，继续通过照相机60对铸模100的浇铸杯110的熔融金属液面进行检测。由照相机60拍摄的数据通过图像处理运算装置76转换为图像数据，通过浇口面积运算单元83运算出浇口面积。然后，通过液面高度修正运算单元84，基于浇口面积与来自参数存储单元93的参数对液面高度进行运算。此外，由照相机60检测出的熔融金属液面数据经由图像处理运算装置76以及液面高度修正运算单元84运算出液面高度，包含这样运算液面高度的情况在内，称为通过照相机60对浇铸杯110的液面高度进行检测。液面高度修正运算单元84基于运算出的液面高度与来自液面高度基准值存储单元94的基准值之差，对液面高度的修正值进行运算。在操作倾动角速度运算单元85中，根据液面高度的修正量，使用来自参数存储单元93的液面高度修正系数cl，通过(3)式对浇包倾动角速度的修正量V_Ts进行运算。此外，(3)式中{}内的运算通过液面高度修正运算单元84进行。

V_Ts＝cl·{s_obj－s} (3)

这里，cl：根据液面高度的修正量导出浇包的倾动角速度的液面高度修正系数，

s_obj：液面高度的基准值，

s：由照相机检测出的液面高度。

浇包倾动角速度的修正量V_Ts输出至轴速度指令位置指令运算单元86，轴速度指令位置指令运算单元86对前后移动机构20、升降机构30、倾动机构40的各自的移动量的修正值进行输出，从而对浇包2的倾动角度T进行修正。即，控制部70使用由照相机60检测出的铸模100的浇铸杯110的液面高度，进行反馈控制。

若浇铸接近结束，则基于由负载传感器50检测出的浇包2内的熔融金属重量，决定进行断流的时机。于是，基于流量模式的断流的倾斜角速度数据，使浇包的倾动返回为0。通常以最大的倾斜角速度使浇包返回。此时，也可以仅使倾动机构40工作，不以倾动轴44绕移动中心点O在圆弧上移动的方式使浇包2进行前后动作或升降。

基于流量模式对浇包2的倾动角度T进行控制，对从浇包2朝铸模100的浇注流量进行调整，并且基于由负载传感器50检测出的浇包2内的熔融金属重量以及由照相机60检测出的铸模100的浇铸杯110的液面高度对倾动角度T进行修正而对从浇包2朝铸模100的浇注流量进行调整，由此进行图7斜线所示的部分的修正。通过该修正，在从浇铸工序的初始填充后至断流的工序中，将液面高度保持为恒定，并且在浇铸结束时没有熔融金属外溢、溢流或缩痕，不会产生浇不足，确保必要且充分的浇注流量，能够以适当的浇铸时间进行浇铸。

在上述说明中，对控制部70通过特定的单元进行特定的运算进行了说明，但也可以构成为通过其他单元进行运算，控制部70的结构不限定。

另外，控制部70也可以进行在浇包2接受熔融金属后的时间或者添加合金材料、孕育剂后的时间的测量、浇铸装置1的移动的控制、受电电压的异常的检测、其他的用于安全运转的检测、报警的产生等其他的控制。

图8是具备与浇铸装置1不同的机构的浇铸装置101的主视图。在行驶台车10设置有前后移动机构20这一点与浇铸装置1相同。在前后移动机构20设置有第一倾动机构130，在第一倾动机构130设置有第二倾动机构140。

在第一倾动机构130中，在前后移动机构20固定有支柱131与第一倾动驱动部132。第一倾动轴136在支柱131的顶部被支承为能够旋转。在第一倾动轴136固定有第一倾动框架134。在第一倾动框架134固定有第一扇形齿轮138，与第一倾动驱动部132的第一小齿轮139啮合。即，若通过第一倾动驱动部132使第一小齿轮139旋转，则第一扇形齿轮138以及第一倾动框架134绕第一倾动轴136倾动。

在第二倾动机构140中，在第一倾动机构130的第一倾动轴136固定支承有支承板141。即，支承板141与第一倾动轴136一同倾动。在支承板141的靠近浇包2的浇铸口6的位置将第二倾动轴146支承为能够倾动。在第二倾动轴146固定有第二倾动框架144。在第二倾动框架144的与第二倾动轴146相反的一侧的端部固定有第二扇形齿轮148，与第二倾动驱动部142的第二小齿轮149啮合。即，若通过第二倾动驱动部142使第二小齿轮149旋转，则第二扇形齿轮148以及第二倾动框架144绕第二倾动轴146倾动。此外，第二倾动驱动部142被支承于第一倾动框架134。

浇包2被支承于第二倾动机构140。若第一倾动机构130倾动，则支承板141也同样倾动，第二倾动轴146以改变上下方向的位置的方式移动。第二倾动机构140绕第二倾动轴146倾动。因此，第一倾动机构130具有使浇包2沿上下方向的位置移动的功能。

在浇铸装置101中，在前后移动机构20设置框架164，从框架164使照相机用臂162沿水平方向延伸，支承照相机60。框架164也可以设置于支柱131。

另外，在浇铸装置101中，在行驶台车10与前后移动机构20之间配置负载传感器50。负载传感器50只要是能够检测浇包2的重量的位置，也可以配置于其他位置。另外，图8虽未示出，但控制部70与浇铸装置1同样地设置。

根据浇铸装置101，通过行驶台车10能够移动至沿着铸模线L的规定的位置。而且，通过前后移动机构20，能够与铸模100接近离开。另外，通过第一倾动机构130绕第一倾动轴136倾动，通过第二倾动机构140绕第二倾动轴146倾动。因此，通过前后移动机构20移动，绕第一倾动轴136以及第二倾动轴146倾动，从而将熔融金属注入铸模100的位置保持为恒定，并且能够从浇包2进行浇铸。作为浇铸装置1的移动中心点O，能够使用第二倾动轴140。另外，能够一边通过照相机60对浇铸杯110的液面高度进行检测，一边通过负载传感器50对浇包2内的熔融金属重量进行检测，一边进行浇铸。

此外，最好与浇铸装置101与浇铸杯110的位置关系对应地，通过照相机用臂162，对照相机60的位置进行调整。例如，框架164也可以构成为与第一倾动机构130的倾动对应地移动。

在目前为止的说明中，对从浇包2向铸模100浇铸熔融金属进行了说明，但本发明的容器2也可以是溶解炉等炉。例如，在使用铸钢进行铸造的情况下，为了将熔融金属温度维持为高温，最好不倾倒于浇包，从溶解炉直接浇铸于铸模。此时，由于溶解炉的重量大，因此有时不使溶解炉即容器2升降，而是使铸模100升降而将浇铸位置维持为恒定。即，浇铸装置1也可以不具备升降机构30，而另外设置使铸模100升降的升降机构(未图示)。

本说明书与附图所使用的主要附图标记如以下列出。

1…浇铸装置；2…浇包(容器)；4…浇包主体；6…浇铸口；10…行驶台车；20…前后移动机构；30…升降机构；32…支柱；34…升降主体；36…升降驱动部；40…倾动机构；42…倾动驱动部；44…倾动轴；46…浇包台；47…侧板；48…底板；50…负载传感器(重量检测部)；60…照相机(熔融金属液面检测部)；62…照相机用臂；64…框架；70…控制部；72…中央处理装置；74…轴驱动装置放大器；76…图像处理运算装置；78…负载传感器放大器；80…运算区域；81…轴的现在位置速度运算单元；82…浇注重量修正运算单元；83…浇口面积运算单元；84…液面高度修正运算单元；85…操作倾动角速度运算单元；86…轴速度指令位置指令运算单元；87…浇包内的熔融金属重量运算单元；90…存储区域；91…运算数据存储单元；92…时间经过参数存储单元；93…参数存储单元；94…液面高度基准值存储单元；95…浇包倾动角度修正函数存储单元；96…流量模式存储单元；97…浇包皮重量存储单元；100…铸模；110…浇铸杯；112…浇铸杯的锥形部；130…第一倾动机构；131…支柱；132…第一倾动驱动部；134…第一倾动框架；136…第一倾动轴；138…第一扇形齿轮；139…第一小齿轮；140…第二倾动机构；141…支承板；142…第二倾动驱动部；144…第二倾动框架；146…第二倾动轴；148…第二扇形齿轮；149…第二小齿轮；162…照相机用臂；164…框架；L…铸模线；O…移动中心点(假想点)；R…导轨；T…倾动角度。

Claims (16)

1.一种浇铸装置，其为从容器对以列状送出的铸模进行浇铸的浇铸装置，

其中，具备：

行驶台车，其沿着所述以列状送出的铸模行驶；

前后移动机构，其设置于所述行驶台车，并沿与所述行驶台车的行驶方向正交的方向移动所述容器；

倾动机构，其设置于所述前后移动机构，倾动所述容器；

重量检测部，其对所述容器内的熔融金属的重量进行检测；

熔融金属液面检测部，其设置于所述行驶台车，对从所述容器接受熔融金属的铸模的浇铸杯中的熔融金属液面高度进行检测；以及

控制部，其使用由所述熔融金属液面检测部检测出的所述熔融金属液面高度、以及由所述重量检测部检测出的所述熔融金属的重量，来控制所述容器的倾动角度。

2.根据权利要求1所述的浇铸装置，其中，

所述熔融金属液面检测部为图像传感器。

3.根据权利要求2所述的浇铸装置，其中，

在所述浇铸杯设置有锥形部，所述熔融金属液面检测部基于所述熔融金属液面的面积对液面高度进行检测。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的浇铸装置，其中，

所述容器是从炉接受熔融金属并且对铸模进行浇铸的浇包；

使所述浇包升降的升降机构设置于所述前后移动机构；

所述倾动机构设置于所述升降机构。

5.根据权利要求4所述的浇铸装置，其中，

所述前后移动机构、所述升降机构以及所述倾动机构，以使倾动所述容器的所述倾动机构的倾动轴在以所述容器的浇铸口的熔融金属落下开始点或者设定成与该熔融金属落下开始点接近的假想点为中心的圆弧上移动的方式进行连动，从而将从所述容器朝所述铸模的浇铸位置维持为恒定。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的浇铸装置，其中，

所述控制部对适于所述铸模的流量模式进行存储，该流量模式包括每单位时间的用于使所述容器倾动的倾动角速度与浇注重量的数据；

所述控制部基于所述倾动角速度对所述容器的倾动角度进行控制。

7.根据权利要求6所述的浇铸装置，其中，

所述控制部还对用于使所述流量模式的所述倾动角速度适于所述容器的形状的修正函数进行存储，使用对所述倾动角速度乘以所述修正函数而得的值。

8.根据权利要求7所述的浇铸装置，其中，

所述控制部使用对所述倾动角速度乘以所述修正函数而得的所述值进行前馈控制，使用由所述熔融金属液面检测部检测出的所述熔融金属液面高度与由所述重量检测部检测出的所述熔融金属的重量进行反馈控制。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的浇铸装置，其中，

所述控制部使用所述流量模式的浇注重量的数据以及由所述重量检测部检测出的容器内的熔融金属的重量的重量差，求出所述容器的倾动角速度的修正量而进行控制。

10.根据权利要求9所述的浇铸装置，其中，

所述控制部对用于根据所述重量差计算所述容器的倾动角速度的修正量的浇注重量修正系数进行存储，对所述重量差乘以所述浇注重量修正系数而求出所述容器的倾动角速度的修正量。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的浇铸装置，其中，

所述控制部求出所述容器的倾动角速度的修正量而进行控制以使由所述熔融金属液面检测部检测出的所述熔融金属液面高度成为规定的熔融金属液面高度。

12.根据权利要求11所述的浇铸装置，其中，

所述控制部对用于根据由所述熔融金属液面检测部检测出的所述熔融金属液面高度与所述规定的熔融金属液面高度的液面高度差来计算所述容器的倾动角速度的修正量的熔融金属液面高度修正系数进行存储，对所述熔融金属液面高度差乘以所述熔融金属液面高度修正系数而求出所述容器的倾动角速度的修正量。

13.一种浇铸方法，其中，具备：

倾动容器而向铸模浇铸的工序；

对所述容器内的熔融金属的重量进行检测的工序；

对从所述容器接受熔融金属的铸模的浇铸杯的熔融金属液面高度进行检测的工序；以及

使用检测出的所述重量以及检测出的所述熔融金属液面高度，对倾动所述容器的倾动角度进行控制的工序。

14.根据权利要求13所述的浇铸方法，其中，

在倾动所述容器而向铸模浇铸的工序中，使所述容器沿水平方向移动，进而进行升降，来使倾动所述容器的倾动轴在以所述容器的浇铸口的熔融金属落下开始点或者设定成与该熔融金属落下开始点接近的假想点为中心的圆弧上移动，从而将从所述容器朝所述铸模的浇铸位置维持为恒定。

15.根据权利要求13或14所述的浇铸方法，其中，

使用能够适用于所述铸模的流量模式，该流量模式包括每单位时间的用于使所述容器倾动的倾动角速度与浇注重量的数据；

基于用于使所述容器倾动的倾动角速度，对所述容器的倾动角度进行控制。

16.根据权利要求15所述的浇铸方法，其中，

使用所述流量模式的浇注重量的数据与检测出的容器内的熔融金属的所述重量的重量差、以及检测出的所述熔融金属液面高度与规定的熔融金属液面高度的液面高度差，求出所述容器的倾动角速度的修正量而进行控制。