JP2000107850A

JP2000107850A - 縦型高圧鋳造機用給湯炉

Info

Publication number: JP2000107850A
Application number: JP10280839A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hirukawa; 謙一蛭川; Masanori Tanahashi; 正典棚橋; Hiroyuki Nakanishi; 弘幸中西; Yoshiki Takebayashi; 慶樹武林
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】溶湯の酸化及び酸化物の混入を防止すること
ができる縦型高圧鋳造機用給湯炉を提供する。【解決手段】給湯炉の炉本体３１は内部に溶湯保持室
３３を有し、この溶湯保持室３３は基本的には気密的に
密閉されており、溶湯保持室３３内の溶湯は空気に接触
せず、その酸化が防止されている。この炉本体３１の出
湯口３４には出湯管３５がその先端を斜め下方にして挿
入され、その先端が溶湯保持室３３内の溶湯中に挿入さ
れている。そして、炉本体３１の上壁３６には、湯面セ
ンサ３８が設けられており、湯面センサ３８内の湯面位
置を探触子３９により検知することにより、スリーブ１
及びマウスピース７は、給湯ダクト６等を介して溶湯保
持室３３と連通しているので、マウスピース７又はスリ
ーブ１内の湯面位置が湯面センサ３８内の湯面位置とし
て検知される。溶湯保持室３３内の圧力は溶湯がマウス
ピース７内で待機している状態の第１の圧力と、溶湯が
溶湯保持室３３内の圧力により押し出されてスリーブ１
内に充填される状態の第２の圧力とに制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム又は
アルミニウム合金の鋳造に使用される縦型高圧鋳造機に
溶湯を供給する縦型高圧鋳造機用給湯炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の縦型高圧鋳造機を示す正面
図である。筒状のスリーブ１がその軸方向を鉛直にして
固定されており、このスリーブ１内にプランジャチップ
２が嵌入されている。プランジャチップ２はチップ用シ
リンダ３により昇降駆動される。そして、スリーブ１の
側壁には給湯口４が設けられており、この給湯口４と、
給湯保持炉５との間には、給湯ダクト６及びマウスピー
ス７が連結されている。給湯ダクト６は給湯保持炉５か
ら水平に延び、スリーブ１の近傍でマウスピース７に連
結されている。スリーブ１の給湯口４は給湯ダクト６よ
りも高い位置にあり、マウスピース７は給湯口４と給湯
ダクト６との間に直線状をなして傾斜して配設されてい
る。

【０００３】スリーブ１の上方には下型８が架台９に固
定されている。この下型８にはその中央部にスリーブ１
に連通する溶湯注入口１０が設けられており、プランジ
ャチップ２はスリーブ１内を上昇し、注入口１０を介し
て下型８内に突出することができるようになっている。
そして、この架台９には上型１１が昇降可能に配設され
ており、上型１１は上型用シリンダ１２により昇降駆動
される。

【０００４】この縦型高圧鋳造機においては、先ず、上
型用シリンダ１２を下降させて上型１１を下型８に重
ね、上型１１と下型８との間にキャビティ１３を形成す
る。そして、プランジャチップ２が下降しているとき
に、給湯保持炉５からアルミニウム材の溶湯を給湯口４
を介してスリーブ１内に供給する。その後、チップ用シ
リンダ３を駆動して、プランジャチップ２を上昇させ、
スリーブ１内の溶湯を加圧して、溶湯注入口１０を介し
て、下型８と上型１１との間のキャビティ１３に注入す
る。この溶湯はキャビティ１３内で加圧状態に保持さ
れ、下型８及び上型１１により冷却されて凝固する。そ
の後、上型用シリンダ１２により上型１１を上方に退避
させ、上型１１と下型８とを分割して、鋳造品１４を取
り出す。なお、この鋳造品１４は上型１１に付着して取
り出される。

【０００５】図７は従来の給湯保持炉５を示す断面図で
ある。但し、図７には縦型高圧鋳造機のスリーブ部分を
拡大して合わせて示す。給湯保持炉５の炉本体２１に
は、溶湯の保持室２３が上部に開放するように形成され
ている。この溶湯保持室２３にはフロート２７が嵌合さ
れるようになっている。また、溶湯保持室２３に連通す
るようにサイフォン給湯口２２が設けられており、この
給湯口２２を介してサイフォンの原理により溶湯が溶湯
保持室２３内に供給されるようになっている。

【０００６】また、炉本体２１には仕切壁２５に仕切ら
れて出湯室２４が形成されている。仕切壁２５の最下部
には、溶湯が通る孔２５ａが形成されており、出湯室２
４内にはスピンドル２６がその長手方向を鉛直にして配
置されている。このスピンドル２６はその上端が昇降部
材２７により支持されており、その下端が孔２５ａに整
合するように配置されている。これにより、スピンドル
２６がその最下点で仕切壁２５の内面に接触すると、孔
２５ａを閉塞し、スピンドル２６を引き上げると、孔２
５ａが開くようになっている。そして、この出湯室２４
内には加圧ガスが供給されるようになっている。なお、
給湯保持炉２１内の溶湯は溶湯に浸漬されたヒータによ
り加熱され、保温されている。

【０００７】このように構成された従来の給湯保持炉５
においては、給湯口２２を介して溶湯を保持室２３内に
供給する。そうすると、保持室２３内の湯面が上昇し、
溶湯に浮遊したフロート２７は湯面の上昇と共に上昇す
る。保持室２３内の溶湯が満杯になった後、スピンドル
２６を所定期間上げて溶湯を出湯室２４内に所定量導入
し、その後、スピンドル２６を下降させて孔２５ａを閉
塞する。次いで、出湯室２４内に加圧ガスを導入して、
その圧力により、出湯室２４内の溶湯を給湯ダクト６及
びマウスピース７を介してスリーブ１内に供給する。そ
して、次順の鋳造工程においても、同様に、一定期間ス
ピンドル２６を上昇させて溶湯を出湯室２４内に導入
し、スピンドル２６を下降させて孔２５ａを閉塞し、出
湯室２４内を加圧して溶湯をスリーブ１内に供給する。

【０００８】この従来の給湯保持炉においては、給湯保
持炉２１内でフロート２７が溶湯の湯面上に浮遊し、湯
面を被覆しているので、溶湯が空気と接触して酸化する
ことが防止されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された従来の給湯保持炉５においては、フロー
ト２７が湯面上を浮遊しているとはいえ、若干の溶湯酸
化が生じるという欠点があり、この酸化物が保持室２３
の側壁に付着する。そして、フロート２７が湯面の上昇
及び下降につれて上昇及び下降する際に、フロート２７
の下端面が保持室２３の側壁に付着した酸化物をこすり
落としてしまう。そうすると、溶湯に酸化物が混入し、
この酸化物が溶湯と共にスリーブ１内に侵入してしま
い、鋳造品内に酸化物欠陥が発生してしまうという問題
点がある。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶湯の酸化及び酸化物の混入を防止するこ
とができる縦型高圧鋳造機用給湯炉を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る縦型高圧鋳
造機用給湯炉は、縦型高圧鋳造機のスリーブに溶湯を供
給する縦型高圧鋳造機用給湯炉において、気密的に密閉
可能な炉本体と、この炉本体内に溶湯を供給する供給口
と、前記スリーブに連通するマウスピースが給湯ダクト
を介して接続された溶湯出口と、前記炉本体内に加圧ガ
スを供給する加圧ガス供給手段と、前記加圧ガス供給手
段による前記炉本体内の圧力を制御して溶湯の供給を制
御する制御手段とを有することを特徴とする。

【００１２】この縦型高圧鋳造機用給湯炉において、前
記スリーブ内と前記炉本体内とが前記マウスピース及び
給湯ダクトを介して連通したときに前記スリーブ内の溶
湯の湯面位置を検出する湯面センサを有することが好ま
しい。

【００１３】また、前記湯面センサは、下端が前記炉本
体内に挿入され、上端が炉本体の外部に位置する筒状の
溶湯ガイドと、前記溶湯ガイド内の溶湯の湯面を検出す
る探触子とを有するように構成することが好ましい。

【００１４】更に、前記湯面センサによるスリーブ内湯
面位置の検出は、前記制御手段により前記炉本体内の圧
力を所定圧力に設定した後、所定期間経過した後に行う
こととすることにより、熱膨張等によりスリーブ内湯面
位置が炉本体内の湯面位置に追従しにくくなる誤差を解
消することができる。

【００１５】一方、前記制御手段による炉本体内の圧力
の制御は、溶湯湯面がマウスピース内の所定位置に待機
しているときの第１圧力と、溶湯がスリーブ内に充填さ
れたときの第２圧力とに交互に設定するものであること
が好ましい。前記第１圧力及び第２圧力は、炉本体内の
溶湯の残量に応じて補正されたものであることが、スリ
ーブへの溶湯供給量の精度を高めるために好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１乃至４は
本発明の実施例に係る縦型高圧鋳造機用給湯炉を示す断
面図である。図１に示すように、本実施例の給湯炉の炉
本体３１は内部に溶湯保持室３３を有し、この溶湯保持
室３３は基本的には気密的に密閉されている。これによ
り、溶湯保持室３３内の溶湯は空気に接触せず、その酸
化が防止されている。この炉本体３１の側壁上部には出
湯口３４が設けられていて、この出湯口３４には出湯管
３５がその先端を斜め下方にして挿入され、その先端が
溶湯保持室３３内の溶湯中に挿入されるようになってい
る。出湯口３４と出湯管３５との間は気密的に封止され
ている。また、炉本体３１の上壁３６には、サイフォン
の原理により溶湯を溶湯保持室３３内に供給する給湯口
３２が設けられており、更に、この炉本体３１の上壁３
６の中央部には、溶湯保持室３３内の溶湯の湯面位置が
最大位置に到達したことを検知するセンサ３７が設置さ
れている。溶湯保持室３３内に供給された溶湯が満杯に
なったときに、このセンサ３７がこれを検知するように
なっている。そして、炉本体３１の上壁３６には、更
に、スリーブ１内の溶湯湯面位置を検出する湯面センサ
３８が設けられている。この湯面センサ３８は下部が縮
径した筒状をなし、この下部が溶湯保持室３３の下部に
到達するように炉本体３１内にその中心軸を鉛直にして
挿入されている。湯面センサ３８の上部には、湯面探触
子３９が挿入されるようになっている。この探触子３９
はその上部で昇降部材４０により支持されており、昇降
部材４０が昇降移動すると、探触子３９は昇降移動す
る。そして、この探触子３９は下降して湯面センサ３８
内の溶湯に接触すると、その湯面の接触を検知し、直ち
に上昇する。これにより、湯面センサ３８内の湯面位置
が検知され、スリーブ１及びマウスピース７は、給湯ダ
クト６等を介して溶湯保持室３３と連通しているので、
マウスピース７又はスリーブ１内の湯面位置が湯面セン
サ３８内の湯面位置として検知される。而して、溶湯保
持室３３内には加圧ガス供給手段（図示せず）により加
圧ガスが供給されるようになっており、この加圧ガスの
圧力は、制御手段（図示せず）により、図１に示すよう
に溶湯がマウスピース７内で待機している状態の第１の
圧力と、図２に示すように溶湯が溶湯保持室３３内の圧
力により押し出されてスリーブ１内に充填される状態の
第２の圧力とに制御される。

【００１７】次に、このように構成された給湯炉の動作
について説明する。先ず、給湯口３２を介して溶湯を溶
湯保持室３３内に供給する。そして、溶湯保持室３３内
の溶湯が満杯になったときに、センサ３７が作動し、溶
湯保持室３３への溶湯の供給を停止する。次いで、給湯
口３２を閉にし、加圧ガス供給手段により加圧ガスを溶
湯保持室３３に導入し、制御手段により、図５（ａ）に
示すように、溶湯保持室３３内を第１の圧力（例えば、
６００ｍｍＨ₂Ｏ）に設定する。そうすると、図１に示
すように、溶湯はマウスピース７内でスリーブ１の近傍
に位置する。このマウスピース７内の湯面位置は湯面セ
ンサ３８内の湯面位置として探触子３９により検知され
る。

【００１８】次いで、溶湯保持室３３内の圧力を、図５
（ｂ）に示すように、例えば、Ｔ１秒間で１８００ｍｍ
Ｈ₂Ｏ（第２の圧力）まで上昇させる。この第２の圧力
の印加により、溶湯は更に押し出されてスリーブ１内に
侵入し、スリーブ１を上昇して下型８の近傍まで到達す
る。次いで、プランジャチップ２を上昇させてスリーブ
１内の溶湯を下型と上型との間のキャビティに注入す
る。

【００１９】溶湯保持室３３内の圧力は第２の圧力にＴ
２秒間保持された後、待機状態の第１の圧力まで低下さ
せる。このＴ２秒間は溶湯に対する加圧力が溶湯体積の
変化により吸収されて湯面位置の進行が遅れる期間を考
慮して決められる。即ち、溶湯保持室３３内の圧力を第
２の圧力にしてもスリーブ１内の溶湯は急には所定位置
まで上昇しない。少なくともこの湯面位置の遅れの期間
は、溶湯保持室３３内の圧力を第２の圧力に保持する必
要がある。溶湯保持室３３内の圧力を第２の圧力に設定
した場合に、スリーブ１内の湯面位置は湯面センサ３８
内の湯面位置として検知することができる。次いで、図
２に示すように、溶湯保持室３３内に第２の圧力を印加
し、次順の鋳造を開始する。

【００２０】なお、溶湯をマウスピース内で待機させて
おく状態の第１の圧力は、溶湯保持室３３内の溶湯が十
分に存在する場合は、図５（ａ）に示すように、６００
ｍｍＨ₂Ｏである。しかし、溶湯保持室３３内の溶湯が
少なくなると、出湯管３５の下端の位置における圧力
が、溶湯が満杯の場合の溶湯の静水圧の分だけ少なくな
る。このため、溶湯保持室３３内の溶湯が空に近い場合
には、図５（ｃ）に示すように、第１の圧力を１０００
ｍｍＨ₂Ｏにする。これにより、マウスピース７内の湯
面位置は溶湯が満杯の場合と同一となる。溶湯保持室３
３内の溶湯の量が満杯と空との中間の場合には、その溶
湯保持室３３内の溶湯の量に応じて第１の圧力を６００
ｍｍＨ₂Ｏと１０００ｍｍＨ₂Ｏとの間で調整する。

【００２１】一方、図３に示すように、溶湯保持室３３
内の溶湯が空に近い場合に溶湯をスリーブ１内に供給す
るときは、図５（ｄ）に示すように、溶湯の静水圧の分
を補償するために、第２の圧力を２２００ｍｍＨ₂Ｏま
で高める。これにより、溶湯保持室内の溶湯の静水圧の
減少分を補償してスリーブ１内の溶湯の湯面位置を所定
位置に合わせることができる。また、この場合に、溶湯
保持室３３内の圧力を溶湯が空の場合の待機状態の１０
００ｍｍＨ₂Ｏから、２２００ｍｍＨ₂Ｏまで上昇させる
期間は、Ｔ１＋α１である。このα１は、より一層高圧
力になるにつれて保持室からの加圧ガスの漏れが考えら
れるのでこれを考慮することにより決められる。

【００２２】また、図４に示すように、溶湯を給湯炉５
からスリーブ１に供給する過程で、溶湯の熱によりマウ
スピース７の断面積が拡大した場合には、図５（ｂ）に
示すように、第２の圧力にＴ２期間保持しても、スリー
ブ１内の溶湯湯面は所定位置まで到達しない。このた
め、図５（ｅ）に示すように、第２の圧力に保持する期
間をＴ２＋α２に延長する。

【００２３】以上のように、溶湯保持室３３内の圧力を
第１の圧力と、第２の圧力に制御することにより、スリ
ーブ内に所定量の溶湯を順次供給することができる。ま
た、第１の圧力及び第２の圧力を溶湯保持室３３内の溶
湯の量に応じて補正することにより、また、第２の圧力
に上昇させる期間Ｔ１及び第２の圧力に保持する期間Ｔ
２をマウスピースの断面積の変化等に対応させて調整す
ることにより、スリーブへの溶湯の供給量を高精度で制
御することができる。

【００２４】そして、本実施例においても、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金溶湯の酸化が皆無ではないにし
ても、本実施例においては、従来と異なりフロートを使
用しないので、アルミニウム酸化物がこすり取られて溶
湯中に混入し、給湯炉内で沈殿したり、スリーブ内の溶
湯に混入するという欠点がない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、フロートを使用せず、溶湯保持室内の圧力を直接制
御することにより、溶湯をスリーブに供給するから、溶
湯保持室内に酸化物が沈殿したり、スリーブ内の溶湯に
酸化物が混入したりすることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る給湯炉（溶湯待機状態）
を示す断面図である。

【図２】同じく、本発明の実施例に係る給湯炉（溶湯注
入状態）を示す断面図である。

【図３】同じく、本発明の実施例に係る給湯炉（空の場
合の溶湯注入状態）を示す断面図である。

【図４】同じく、本発明の実施例に係る給湯炉（マウス
ピース断面積拡大の場合の溶湯注入状態）を示す断面図
である。

【図５】（ａ）乃至(e)は夫々溶湯保持室内の圧力の制
御パターンを示す図である。

【図６】従来の縦型高圧鋳造機を示す断面図である。

【図７】従来の給湯炉を示す断面図である。

【符号の説明】

１：スリーブ２：プランジャチップ３：チップ用シリンダ４：給湯口５：給湯保持炉６：給湯ダクト７：マウスピース８：下型９：架台１０：注入口１１：上型１２：上型用シリンダ１３：キャビティ１４：鋳造品２１：給湯炉２２：給湯口２３：溶湯保持室２４：出湯室２５：仕切壁２５ａ：孔２６：スピンドル２７：フロート２８：昇降部材３１：炉本体３２：給湯口３３：溶湯保持室３４：出湯口３５：出湯管３６：上壁３７：センサ３８：湯面センサ３９：スピンドル４０：昇降部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西弘幸三重県員弁郡大安町大字梅戸字東山100番株式会社神戸製鋼所大安工場内 (72)発明者武林慶樹三重県員弁郡大安町大字梅戸字東山100番株式会社神戸製鋼所大安工場内Ｆターム(参考） 4E014 LA09 LA13 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦型高圧鋳造機のスリーブに溶湯を供給
する縦型高圧鋳造機用給湯炉において、気密的に密閉可
能な炉本体と、この炉本体内に溶湯を供給する供給口
と、前記スリーブに連通するマウスピースが給湯ダクト
を介して接続された溶湯出口と、前記炉本体内に加圧ガ
スを供給する加圧ガス供給手段と、前記加圧ガス供給手
段による前記炉本体内の圧力を制御して溶湯の供給を制
御する制御手段とを有することを特徴とする縦型高圧鋳
造機用給湯炉。
【請求項２】前記スリーブ内と前記炉本体内とが前記
マウスピース及び給湯ダクトを介して連通したときに前
記スリーブ内の溶湯の湯面位置を検出する湯面センサを
有することを特徴とする請求項１に記載の縦型高圧鋳造
機用給湯炉。
【請求項３】前記湯面センサは、下端が前記炉本体内
に挿入され、上端が炉本体の外部に位置する筒状の溶湯
ガイドと、前記溶湯ガイド内の溶湯の湯面を検出する探
触子とを有することを特徴とする請求項２に記載の縦型
高圧鋳造機用給湯炉。
【請求項４】前記湯面センサによるスリーブ内湯面位
置の検出は、前記制御手段により前記炉本体内の圧力を
所定圧力に設定した後、所定期間経過した後に行うこと
を特徴とする請求項３に記載の縦型高圧鋳造機用給湯
炉。
【請求項５】前記制御手段による炉本体内の圧力の制
御は、溶湯湯面がマウスピース内の所定位置に待機して
いるときの第１圧力と、溶湯がスリーブ内に充填された
ときの第２圧力とに交互に設定するものであることを特
徴とする請求項１に記載の縦型高圧鋳造機用給湯炉。
【請求項６】前記第１圧力及び第２圧力は、炉本体内
の溶湯の残量に応じて補正されたものであることを特徴
とする請求項４に記載の縦型高圧鋳造機用給湯炉。