JP2000061615A - 金属溶湯の注湯方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連通管の原理によるオーバーフロー方式によ
る多くの有利性及び長所をそのまま備え、これに加え
て、溶湯注出の切替を迅速かつ確実にしかも簡単容易に
行うことができ、これによって、注湯品質をさらに向上
させ、注湯サイクルを大幅に短縮しこの種注湯作業の効
率を飛躍的に高めることができる新規な金属溶湯の注湯
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 後側上部の流入部２１から連通部２５を
介して前側上部の流出部３１へ溶湯Ｍを導入し前記流出
部３１より溶湯Ｍを溢出して注湯するに際して、前記流
出部３１の位置を上下方向に変動することによって、溶
湯Ｍ注出の切替をなすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、炉から供給され
たアルミニウム、真鍮、亜鉛等の金属溶湯を鋳型もしく
は鋳型用もしくはダイカスト用スリーブ等に注ぐための
金属溶湯の注湯方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来、アルミニウムの鋳造工程
において、アルミニウムの溶湯を炉から成形用の鋳型や
スリーブ等の所定部位に供給するに際しては、炉から一
定容量のラドルによって溶湯を汲み上げ、これを鋳型や
スリーブの注湯口まで運んで注湯を行うのが一般的であ
る。

【０００３】しかるに、このような従来方法にあって
は、通常、炉から溶湯を汲み上げたラドルを前記注湯口
で傾動させることによって注湯を行うものであるため、
一定速度でラドルを傾動してもラドル形状によって傾動
角度と流出量が一定にならず、また、ラドル内に残った
溶湯に金属酸化被膜が形成され、これが次回の注湯時に
溶湯内に混入してしまう問題があった。さらに、ラドル
が炉から鋳型やスリーブの注湯口まで移動する際に、ラ
ドル内の溶湯がこぼれたりして危険であるのみならず作
業場を汚して作業環境を悪化させ、加えて溶湯の温度が
急激に降下するなど多くの問題を生じていた。

【０００４】このような問題を解消するために、本発明
者は、先に、Ｖ字状又はＵ字状管体に用いて金属溶湯を
オーバーフロー状態で注湯する装置を提案した（実公平
６−３４０４６号公報参照）。この提案装置によれば、
連通管の原理により、溶湯が流出部よりオーバーフロー
状態で流出するので、クリーンな良質の溶湯を一定流量
で静流によって行うことができ、しかも安全で清潔な注
湯作業が可能であるなどの有利な作用効果を備えてい
る。

【０００５】しかしながら、オーバーフロー方式による
場合には、上のような溶湯自体の品質を向上させること
には成功したものの、もう一つの重要な課題である注湯
作業の効率上の問題があった。すなわち、オーバーフロ
ー方式では、注湯終了直前の溶湯の流圧が低くなるの
で、湯切りが悪いということである。終了直前の溶湯が
細く弱いチョロチョロした流れとなることは、酸化物の
混入や溶湯温度の低下にもつながり、注入量の変動も来
す。なによりも、注湯サイクルが長引くという、鋳造上
の大きな問題がある。この発明は、このような問題を悉
く解消することを目的として提案されたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記した
連通管の原理によるオーバーフロー方式による多くの有
利性及び長所をそのまま備え、これに加えて、溶湯注出
の切替を迅速かつ確実にしかも簡単容易に行うことがで
き、これによって、注湯品質をさらに向上させ、注湯サ
イクルを大幅に短縮しこの種注湯作業の効率を飛躍的に
高めることができる新規な金属溶湯の注湯方法及び装置
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ここで提案される請求項
１の発明は、金属溶湯の注湯方法に係り、後側上部の流
入部から連通部を介して前側上部の流出部へ溶湯を導入
し前記流出部より溶湯を溢出して注湯するに際して、前
記流出部の位置を上下方向に変動することによって、溶
湯注出の切替をなすようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の発明は、金属溶湯の注湯
装置に係り、後側上部に流入部を備え連通部を介して前
側上部に流出部を有し前記流入部から導入された溶湯が
連通部を経て前記流出部より溢出して注湯するようにし
た注湯本体部と、前記注湯本体部の前側を上下揺動して
前記流出部の位置を上下方向に変動する揺動部とからな
ることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２において、前
記流出部が前記本体部前側内部に配設された吐出管の上
縁によって構成され、かつ前記流出部は通常状態におい
て連通部より高い位置に形成された金属溶湯の注湯装置
に係る。

【００１０】また、請求項４の発明は、請求項３におい
て、前記吐出管が略垂直に配設された金属溶湯の注湯装
置に係る。

【００１１】さらに、請求項５の発明は、請求項２ない
し４のいずれかにおいて、前記本体部の後部に回動軸部
を有し、かつ前記本体部の連通部を上下動する昇降装置
が設けられた金属溶湯の注湯装置に係る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の金属溶湯の注湯装
置の一実施例を溶湯保持部及び給湯装置とともに示した
全体縦断面図、図２はその流出部を表す要部の横断面
図、図３は同じく流出部における溢流状態を示す縦断面
図、図４は注湯本体部の水平状態を表す概略断面図、図
５は流出部における溢流状態（注湯状態）を表す注湯本
体部の概略断面図、図６はその注湯停止状態を表す注湯
本体部の概略断面図、図７は注湯開始状態を表す注湯本
体部の概略断面図である。

【００１３】図に示す実施例では、アルミニウム鋳造に
おけるアルミ溶湯を金属溶湯Ｍとしてこれを鋳型又はス
リーブ（図示せず）に供給する例について説明する。ま
ず、請求項１の発明は、金属溶湯Ｍの注湯方法に係り、
例えば図１の実施例に示したように、後側上部の流入部
２１から連通部２５を介して前側上部の流出部３１へ溶
湯Ｍを導入し、前記流出部３１より溶湯Ｍを溢出して注
湯するに際して、前記流出部３１の位置を上下方向に変
動することによって、溶湯Ｍの注出の切替をなすように
したものである。

【００１４】前記したように、この発明は、連通管の原
理によるオーバーフロー方式を利用して、後側上部の流
入部２１から導入した溶湯Ｍを連通部２５を介して前側
上部の流出部３１から溢出して注湯するものである。そ
して、全く同じ連通管の原理により、湯面位置に対する
流出部３１の位置を上下方向に変動することによって、
溶湯Ｍの注出又は注出停止の切替をなすようにしたもの
である。従って、この発明方法にあっては、連通管の原
理を有する構成であればよく、その形状は問わない。ま
た、流出部位置の変動は、少なくともその位置が上下方
向に変動するものであればどのような構成でもよく、連
通管（相当部）全体を傾動させる（以下述べる装置発明
の実施例）ほかに、流出部（相当部）を単独で変動させ
ることも可能である。以下、請求項２の発明である注湯
装置と共に詳しく説明する。

【００１５】請求項２の注湯装置１０は、前記請求項１
の方法発明を実施するための装置であって、図１に示し
たように、注湯本体部２０と揺動部４０を備える。な
お、図１において、符号５０は溶湯Ｍの保持部５１を有
する溶湯保持炉で、例えば公知のるつぼ炉や手許溶解保
持炉等がこれにあたる。また、符号６０は給湯（溶湯汲
み上げ）装置で、カップ状のラドル６１が駆動装置６５
によって溶湯保持炉５０の溶湯保持部５１から一定量の
溶湯Ｍを汲み上げ、ガイド棒６２に沿って上昇し、所定
位置に設けられた傾動ガイド６３によって溶湯Ｍを汲み
上げたラドル６１Ａが傾動して給湯するように構成され
たものである。なお、汲み上げ上昇時のラドル６１Ｂと
して示したように、ラドル６１の傾動時の上側となる側
面部には溶湯Ｍを一定量に保持するための計量窓部６９
が形成されていて、ラドル６１が常に一定量の溶湯Ｍを
汲み上げて給湯するようになっている。

【００１６】この発明に係る注湯装置１０の注湯本体部
２０は、後側上部２０ｒに流入部２１を備え、連通部２
５を介して前側上部２０ｆに流出部３１を有するもの
で、前記流入部２１から導入された溶湯Ｍが連通部２５
を経て前記流出部３１より溢出して注湯するものであ
る。なお、図１の符号２４は蓋部材である。この注湯本
体部２０は、前記したように連通管構造を有するもの
で、連通管構造を有すれば形状や構成はどのようなもの
でもよい。なお、注湯本体部２０の大きさ（容量）は、
鋳造条件等により適宜決定されるが、この例では、約１
５〜２０ｋｇの溶湯Ｍを保持する大きさを有する。

【００１７】注湯本体部２０の流入部２１は、機外の溶
湯保持部５１から溶湯Ｍが導入される部分で、この例で
は前記した給湯装置６０のラドル６１によって溶湯Ｍが
一定量汲み上げられ導入される。なお、ラドル６１によ
って流入部２１へ導入される溶湯Ｍの量は実施例では１
回３．５ｋｇである。また、連通部２５は、セラミック
等の耐熱性材料よりなる筒状体で、外周表面にはヒータ
２６が装着されている。このヒータ２６によって注湯本
体部２０内の溶湯Ｍの保温及び温度調節が行われる。符
号２８は溶湯Ｍの流出部３１周辺の溶湯の湯温を測定す
る熱電対、２９はヒータ２６の温度を測定する熱電対
で、それぞれ公知の制御装置に接続されてヒータ２６の
温度を制御する。

【００１８】流出部３１は連通管構造における溢流部と
なる部分であって、溶湯Ｍの湯面が流出部３１位置より
高いときに溶湯Ｍが溢出する。図示の実施例では、請求
項３に規定し図２及び図３に明示したように、流出部３
１が注湯本体部２０の前部２０ｆの内側に配設された吐
出管３０の上縁３０ｅによって構成されている。これに
よって、連通管構造の流出部３１の形成が容易であると
ともに、図２の矢印ａで示したように、溶湯Ｍの溢出が
吐出管３０の上縁全周で行われ、溶湯Ｍの効果的な流出
が可能となる。また、この吐出管３０の上縁３０ｅによ
る流出部３１は通常状態において前記連通部２５より高
い位置に形成されている。ここで、通常状態とは流出部
３１位置が上下方向に変動しないもとの位置状態という
意味である。これによって、溶湯Ｍは連通部２５内にお
いて空気に触れることなく従って酸化されずクリーンに
保持することができる。

【００１９】さらに、図３の溢流状態の図で示したよう
に、流出部３１を注湯本体部２０の前側２０ｆの内側に
配設された吐出管３０の上縁３０ｅによって構成した場
合には、溶湯Ｍの溢出時において、注湯本体部２０の前
部２０ｆの溶湯Ｍの表面に生ずる酸化皮膜Ｍｏが浮き上
がり、該酸化皮膜Ｍｏ下側のクリーンな溶湯のみが流出
部３１から流出するという極めて有利な現象が生ずる。
これは、流動性の悪い酸化皮膜Ｍｏは吐出管３０の上縁
３０ｅから流出しにくい一方において、流動性の良いク
リーンな溶湯が流れ出しやすいからであると考えられ
る。その結果、クリーンな良質の溶湯のみを注湯するこ
とができる。

【００２０】さらにまた、請求項４の発明として規定し
たように、吐出管３０を略垂直に配設することによっ
て、流出部３１から溢出する溶湯Ｍを吐出口３５の内側
周縁３５ａに付着させずに注湯することができる。すな
わち、図３の矢印ｂで示したように、吐出管３０上縁３
０ｅの流出部３１から溢出する溶湯Ｍは、吐出管３０の
中心に集束しそのまま直下に流下するので、吐出口３５
の内側周縁３５ａに付着することがない。一般的に吐出
口３５には溶湯が接触して付着するのが通常で、この付
着物が酸化して固化し、これが溶湯内に混入して鋳造品
の品質を低下させたり、あるいは注湯のたびに酸化物が
成長して吐出口３５がつまるなどのトラブルの因となっ
ているが、このような構成とすることによって、この種
のトラブルは一挙に解決される。

【００２１】次に、揺動部４０について説明する。この
発明装置１０では、前記流出部３１位置の上下方向の変
動を、注湯本体部２０の前側を上下揺動する揺動部４０
によって行うようにしたものである。流出部３１の切替
のための揺動角度としては通常では２，３度程度で十分
である。この揺動部４０の一例として、図示し請求項５
の発明として規定したように、前記本体部２０の後部に
回動軸４１を有し、かつ前記注湯本体部２０の連通部２
５を上下動する昇降装置４５によるものが有利である。
昇降装置４５としては従来公知の手段を用いることがで
きるが、例えば揺動モータとボールねじとの組み合わせ
は微妙な制御を瞬時に行うことができ好ましい態様であ
る。なお、図の符号４３は持ち上げアームである。

【００２２】図１に示したように、この注湯装置１０
は、移動可能な台車１１のテーブル１２に載置され、図
示しないが給湯装置６０や注湯位置との高さ調整のため
にテーブル１２の高さ調節機構を備えてもよい。符号１
６は車輪である。

【００２３】次に、上記した注湯装置１０の作動ととも
に金属溶湯の注湯方法を図４ないし図７に従って説明す
る。まず、注湯作業の開始に先立って、通常の状態（実
施例では図４に示すような連通部２５の水平状態）で、
注湯本体部２０に溶湯Ｍを蓄積して、流入部２１から溶
湯Ｍを導入するとその分だけ流出部３１から溢出すると
いう状態を作出する。このような状態となすには、まず
図５のように、溶湯Ｍを流入部２１から注湯本体部２０
に導入して満杯（図中符号Ｆ）とし一旦流出部３１から
溢出させた後、図６のように、揺動部４０によって流出
部３１位置を上昇Ｕさせればよい。なお、これは注湯状
態における注湯停止と同じ動作である。

【００２４】注湯作業は、図７のように、流出部３１位
置が上昇Ｕ位置にあるときに、前記給湯装置６０のラド
ル６１によって溶湯Ｍを流入部２１から注湯本体部２０
に導入すると同時に、揺動部４０によって流出部３１を
下降Ｄして行う。流出部３１位置を通常状態に戻すこと
によって、図５のように、連通管の原理によって、溶湯
Ｍが流出部３１から溢出して、吐出管３０の吐出口３５
より図示しない鋳型やスリーブ等へ注湯される。１回分
の注湯はラドル６１の１回分の溶湯Ｍの導入量と見合う
ようになっている。

【００２５】鋳型やスリーブへの注湯量の計測は、例え
ばラドル６１の傾動によるリミットスイッチの作動から
所定時間の経過によって行うことができる。すなわち、
ラドル６１が傾動した後の所定時間の経過をタイマーに
よって検知して、これと揺動部４０とを連動して流出部
３１位置を上昇Ｕする。流出部３１の上昇によって、流
出部３１からの溶湯Ｍの溢出は即座に停止する。

【００２６】以下、ラドル６１による溶湯Ｍの注湯本体
部２０への導入と揺動部４０による流出部３１の下降Ｄ
動作と、タイマー満了に伴う揺動部４０による流出部３
１の上昇Ｕ動作をくりかえすことによって、注湯および
その停止の注湯サイクルが繰り返される。なお、注湯量
によって、ラドルによる溶湯Ｍの導入量および注湯時間
（タイマー）が変えられることはいうまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明に
よれば、前記流出部の位置を上下方向に変動することに
よって溶湯注出の切替をなすようにしたものであるた
め、溶湯注出の切替を迅速かつ確実にしかも簡単容易に
行うことができるようになり、これによって、注湯品質
をさらに向上させ、注湯サイクルを大幅に短縮しこの種
注湯作業の効率を飛躍的に高めることができるようにな
った。前記したように、オーバーフロー方式では、注湯
終了直前の溶湯の流圧が弱くなり湯切りが悪く、酸化物
の混入や溶湯温度の低下や注入量の変動という問題のほ
かに、注湯サイクルが長引くという注湯作業上の大きな
問題があったのであるが、この発明によれば、これらを
悉く解決することができた。

【００２８】このほか、この発明によれば、連通管の原
理により、オーバーフロー状態で注湯するものであるか
ら、クリーンな良質の溶湯を一定流量で静流によって行
うことができ、しかも安全で清潔な注湯作業が可能であ
る。

【００２９】また、特に、請求項３の発明によれば、連
通管構造の流出部の形成が容易であるとともに、溶湯の
溢出が吐出管の上縁全周で行われるので溶湯の効果的な
流出が可能となるばかりか、酸化被膜が流出されないの
でよりクリーンな良質の溶湯を注湯することが可能であ
る。

【００３０】さらに、請求項４の発明にあっては、流出
部から溢出する溶湯を吐出口の内側周縁に付着させずに
注湯することができ、当該部分への溶湯の付着による酸
化皮膜の形成、その溶湯内への混入による鋳造品の品質
低下あるいは吐出口のつまりなどのトラブルを一挙に解
決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の金属溶湯の注湯装置の一実施例を溶
湯保持部及び給湯装置とともに示した全体縦断面図であ
る。

【図２】その流出部を表す要部の横断面図である。

【図３】同じく流出部における溢流状態を示す縦断面図
である。

【図４】注湯本体部の水平状態を表す概略断面図であ
る。

【図５】流出部における溢流状態（注湯状態）を表す注
湯本体部の概略断面図である。

【図６】その注湯停止状態を表す注湯本体部の概略断面
図である。

【図７】注湯開始状態を表す注湯本体部の概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 注湯装置 ２０ 注湯本体部 ２１ 流入部 ２５ 連通部 ３０ 吐出管 ３１ 流出部 ４０ 揺動部 ４５ 昇降装置 Ｍ 溶湯

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後側上部の流入部から連通部を介して前
   側上部の流出部へ溶湯を導入し前記流出部より溶湯を溢
   出して注湯するに際して、前記流出部の位置を上下方向
   に変動することによって、溶湯注出の切替をなすように
   したことを特徴とする金属溶湯の注湯方法。
2. 【請求項２】 後側上部に流入部を備え連通部を介して
   前側上部に流出部を有し前記流入部から導入された溶湯
   が連通部を経て前記流出部より溢出して注湯するように
   した注湯本体部と、 前記注湯本体部の前側を上下揺動して前記流出部の位置
   を上下方向に変動する揺動部とからなることを特徴とす
   る金属溶湯の注湯装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記流出部が前記本
   体部前側内部に配設された吐出管の上縁によって構成さ
   れ、かつ前記流出部は通常状態において連通部より高い
   位置に形成された金属溶湯の注湯装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記吐出管が略垂直
   に配設された金属溶湯の注湯装置。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかにおいて、
   前記本体部の後部に回動軸部を有し、かつ前記本体部の
   連通部を上下動する昇降装置が設けられた金属溶湯の注
   湯装置。