JP2002535149A - 鋳造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は鋳型列プラントの垂直に分割された砂鋳型（１）内で鋳型キャビティ（５）の下または横の入口（１５）を通して、鋳型を溶融金属で圧力源を用いる反重力送出により充填することにより、鉄または重金属物品を鋳造するための方法に関する。この圧力は充填工程中流速を変更するように変えられ、鋳型キャビティ（５）の完全充填時の溶融金属の鋳型（１）への衝撃が減らされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 本発明はそれぞれ請求項１及び２１の前提文に規定された鉄及び重金属物品を
鋳造するための方法と装置に関する。

【０００２】背景技術 ＧＢ−８４８６０４は本出願人により製造され市販されている“ＤＩＳＡＭＡ
ＴＩＣ”造型プラントのような鋳型列プラントの例えば生砂鋳型の垂直分割され
た鋳型内で鉄製品を鋳造するための方法と鋳造装置を開示する。この既知の方法
において、溶融金属は鋳型に溶融金属を取鍋から鋳型キャビティ中に注入するこ
とにより供給される。充填作業は流速に関して如何なる制御も許容することなく
、取鍋を傾けることにより操縦される。

【０００３】 特に自動車産業からのより軽量のかつ鋳造製品に対する要求に合致するために
、薄壁鋳造鉄製品に対する要求が増大している。本質的に比較的薄い壁のために
鋳型内の液体金属は急速に冷却する。従って鋳型キャビティが完全に充填される
前の液体金属の凝固が避けられるように、薄壁製品は高い流速で鋳造されねばな
らない。既知の方法での流速は取鍋をある角度に傾けることにより調節される。
流速を増やすためには角度が増やされねばならない。その結果得られた高流速は
液体金属に高慣性を与え、すなわち流速の２のべきで増える運動エネルギーが、
特に高密度を持つ金属で、金属が鋳型キャビティの壁と接触する瞬間に衝撃を起
こすであろう。この衝撃は前記高流速のため得られる鋳造品の不正確な寸法と形
状の原因となる鋳型キャビティの局部膨脹を部分的にもたらし、また部分的に鋳
造品の表面に砂粒を“焼き付ける”原因となる鋳型壁の前記砂粒間の隙間中への
金属の浸透を起こし、そしてこの高流速は鋳型の浸蝕を起こす。

【０００４】発明の開示 前記問題が回避されまたは少なくとも顕著に減少させられる前述の種類の改善
された方法と装置を提供することがこの発明の目的である。この目的は請求項１
に記載の方法と請求項２１に記載の装置により達成される。

【０００５】 反重力充填では、液体金属を上向きに鋳型中に強制する可変圧力を適用するこ
とによりかつその圧力を変えることにより、高平均流速にもかかわらず衝撃が排
除されまたは少なくとも顕著に減少されるように流速が制御されることができる
。

【０００６】 圧力はポンプにより溶融金属を持つシールされた容器にガスを供給することに
より送達される。しかし、溶融金属を鋳型に強制する圧力はまた溶融金属に直接
作用するポンプにより付与されることができる。

【０００７】 本発明で使用される金属は鉄、鋼、銅、鉛及びそれらの合金を含む。

【０００８】 この発明の一実施例によれば、流速は時間の関数として予め決められた値に追
従するように変更される。

【０００９】 この発明の別の実施例によれば、リザーバ中の溶融金属の上方レベルが鋳型キ
ャビティの下にあるように、溶融金属のリザーバは鋳型の下に、または鋳型の側
方に置かれる。

【００１０】 さらに別の実施例によれば、充填工程は閉ループ制御される。

【００１１】 更なる実施例によれば、溶融金属は溶融金属を含むシールされた容器を加圧す
ることにより送出される。

【００１２】 別の実施例によれば鋳型は閉鎖手段を備えている。

【００１３】図面の簡略説明 図１はこの発明による鋳造装置の一実施例の概略側面図を示し、 図２は鋳型充填プロファイルのグラフであり、 図３−５は種々の段階の装置を示す、断面概略図であり、 図６−７は閉鎖手段及びシール素子に焦点を合わせた鋳型の断面図を示し、 図８は可動閉鎖素子を詳細に示し、そして 図９はシール部材及びマウスピースの断面の詳細を示す。

【００１４】好適実施例の説明 さて、図面を参照するに、特に図１に示された装置は例えばＤＩＳＡＭＡＴＩ
Ｃ（登録商標）形式の組み合わされた造型及び鋳造装置を含む。この装置それ自
身は操作モードを記載するＧＢ−８４８６０４で言及されており、この理由から
この明細書ではそれは概略的にのみ言及される。

【００１５】 可動ピストン３に設けられた模型と釣合圧力板４の下向きに旋回した位置（図
示せず）の可動かつ上向きに旋回可能な釣合圧力板４に設けられた模型との間で
規定される造型室２にホッパーから供給されたばらの生型砂、すなわちバインダ
ーとして湿った粘土を持つ砂から箱なし鋳型部１が作られる。造形室２内で、生
型砂はピストン３により圧縮され鋳型部を形成し、釣合圧力板４は前方に運ばれ
図１に示された位置に上向きに旋回され、その後で鋳型部はそれ以前に作られた
鋳型部１により形成された鋳型列に対して接触するようにピストン３により運ば
れ、前記鋳型列は鋳型部１の厚さに相当する距離に渡って矢印Ａにより示された
方向に運ばれる。鋳型列において、鋳型部１の前方側はその前の鋳型部１の後方
側と一緒に鋳造装置により入口６を通して鉄または重金属により鋳造される鋳型
キャビティ５を規定する。入口６は鋳型キャビティのレベルの下の鋳型の側壁ま
たは底壁にあり、二つの鋳型部間の分割面内にまたは分割面に位置させることが
できる。

【００１６】 鋳型キャビティの鋳造は鋳型列が静止している間に、すなわちピストン３が鋳
型列を鋳型部１の厚さに相当する距離だけ矢印Ａの方向に前進する各時間の間の
間隔内になされねばならないことは認められるであろう。

【００１７】 鋳造装置は溶融金属のための加熱されかつシールされたリザーバを含み、一口
に言えば以下の操作要素： − 実質的に閉鎖された炉７内に含まれた溶融金属の供給源、 − 溶融金属の流出を起こすように炉の内側の空間に適当に制御されたガス圧
力を適用するのに適合したガス供給装置１７、 − 上向きにマウスピース１０まで延びる充填管９、 − 充填位置にある鋳型に一時的に連結するのに適合したマウスピース１０、
及び − 鋳型充填後に入口が自然に凝結する前に鋳型列の前方移動を可能とするよ
うに入口を閉鎖するための閉鎖機構、 を含む。

【００１８】 上に挙げた操作要素に加えて、鋳造装置は種々の検出及び制御要素（図３）、
すなわち − ガス供給装置１７の圧力を測定するのに適合した送出圧力センサ１２また
はセンサ装置、 − 炉の内側の圧力を検出するのに適合した第一圧力センサ２７、 − 充填管内の圧力を測定するのに適合した第二圧力センサ１３、 − マウスピース１０のレベルより低いレベルでの充填管内の溶融体の存在ま
たは不存在を検出するのに適合した溶融体レベルセンサ１４、 − 鋳型への連結部の直ぐ上流のマウスピース内の溶融体の存在または不存在
を検出するのに適合した下方充填センサ１１、及び − 各センサからの信号を受けて処理し、かかる処理した信号に基づいて制御
信号をガス供給装置１７に送るのに適合した主制御装置２６、 を含む。

【００１９】 この点で、各センサは各鋳型充填工程でかつ鋳型充填工程毎に常に全て作動し
ている必要がないことは強調されるべきであり、それらの内のどれを使用するか
の選択は各特定の場合の事情に基づく。

【００２０】 図１の下方部は垂直分割線での断面の鋳型充填ステーションでの鋳型１を示す
。鋳型は部分的に金属で満たされて示されており、鋳型キャビティ５の残りは空
である。金属は溶融金属を炉７から鋳型の入口１５に導く充填管９を通して鋳型
に入る。

【００２１】 鋳型を充填するために入口１５は充填管９の上端にあるマウスピース１０と一
時的に連結される。加熱された入口管９はその下端で閉鎖炉７内に含まれた溶融
金属内に沈められている。充填管は炉７の底部領域から上向きに延びる。炉７は
溶融金属を炉７内の閉鎖室１６の底部領域内に存在する溶融金属体から、ガス供
給導管１８を通してのガス供給装置１７からのガス圧力の使用により、充填管９
を通して重力の影響に対して溶融金属を上向きに強制することにより、鋳型の充
填導管または湯道６に導く鋳型の入口１５への一時的連結に適合したマウスピー
ス１０に供給するのに適合している。溶融金属の送出は“上向き”、すなわち反
重力であるが、これは溶融金属が追従する経路の一部が、例えば湯道内で下向き
である可能性を除外しない。充填管９の上端から分岐しているのはまた鋳型の充
填に影響するように用いることのできる外部押湯２４であることができる。

【００２２】 任意の外部押湯２４は高過ぎるまた低過ぎる充填速度を防ぐ“圧力緩衝”とし
て作用する。

【００２３】 マウスピース１０並びに外部押湯２４を持つ充填管９はもちろんそれらの中の
金属を溶融状態に保つように適当に加熱され及び／または熱的に断熱されている
。

【００２４】 閉鎖室内の圧力は集成装置２０，２１，２２，２３により制御される。この集
成装置は閉鎖室１６の底に接近した位置からこの室の外側に延び、二位置を持つ
三方弁２１内で終了する検出管２０を含む。この弁に更に均圧管２２及び排気管
２３が連結されており、弁２１は検出管２０を排気管２３に連結するか、検出管
２０を均圧管２２に連結する位置に連結するように配置されている。

【００２５】 第二溶融体レベルセンサ２５は、検出管２０内のレベルがマウスピース１０の
レベルと同じレベルにまたはちょうどその下のレベルに上昇するときに、そのセ
ンサが反応し、信号を、ガス供給装置１７を含む装置の操作、鋳型列の前進及び
溶融体温度制御、流速制御等のような当業者により容易に考えられる他の機能を
制御するのに適合した、好ましくは工業的工程を制御するために用いられる形式
のＰＬＣまたはデジタルコンピュータの形である、主制御装置２６に送るような
レベルで、検出管２０内に置かれる。。

【００２６】 ガス供給装置１７はポンプ１９を含むことができ、かつ閉鎖室１６内の圧力を
変えるために主制御装置２６により制御されることができ、それにより溶融金属
の鋳型キャビティ５に向けての及びその中への流速を制御することができる。ポ
ンプ１９は供給圧力センサ１２に応答して主制御装置により制御されることがで
きる。溶融金属に作用する閉鎖室１６内の圧力の制御は時間の関数として予め決
められた値に従って制御される。かかる関数の例が図２に示されている。成形関
数のプロファイルは最適充填状態を達成するように、例えばまず鋳造キャビティ
５の主要部を比較的高圧で、しかし過度の乱流を起こすほど高くない圧力で充填
し、次いで鋳造キャビティの上部の優しいかつ衝撃のない充填を達成するために
圧力を減少するように、選ばれる。主制御装置２６にインストールされたプログ
ラムは五つの段階に分割されることができる。図２参照： Ｉ： 予備充填圧：鋳型は充填の準備がされる。 II： 充填圧：乱流及び振動を避けながらできるだけ早く頂部のわずかに下の
レベルまで鋳型を充填するようにプログラムする。 III： 保持圧：鋳造キャビティの頂部への溶融体衝撃を避けるようにゆっくり
と増やす。 IV： 閉鎖圧：鋳型が閉鎖される間一定に保たれる。 Ｖ： 緩和圧：充填管の上部から炉への溶融体の非乱流返流のために調整され
る。

【００２７】 これらの圧力は好ましくは圧力センサ２７及び／または１３により測定された
ものであり、主制御装置２６に送信される。これらの測定圧力に応答した閉鎖室
１６内の圧力の制御は閉ループ形式の好適実施例による。主制御装置２６はその
とき制御ループ内に組み込まれ、比例、積分及び微分閉ループフィードバックの
ような多くの種々の制御機能を実行するために用いられることができる。

【００２８】 鋳型１の充填は鋳型充填ステーションで行われ、鋳型列内のその鋳型１は逐次
的に通過する。空の鋳型が矢印Ａの方向の鋳型列の移動により充填ステーション
に到達したとき、鋳型の入口１５は充填管９の上端のマウスピース１０に一時的
に連結される。ここでマウスピース１０はそれが入口１５と合致するまで鋳型に
向けて前進させられる。

【００２９】 各鋳型を充填する工程に先立ち、全ての鋳型の充填のための同一出発点を達成
することを目的として充填管内の金属の参照レベルを確立する操作が実行される
。図３において、三方弁２１はその第一位置にあり、そこでそれは検出管２０を
排気管２３に従って大気に連結する。新しい鋳型１はちょうどマウスピース１０
に連結された湯道６を伴って置かれている。溶融金属のレベルは検出管２０内及
び充填管９内で同じであるが、ガス供給装置１７により供給されている適度のガ
ス圧のため閉鎖室１６内より高い。図４に示された位置の弁２１により、ガス供
給導管１８内のガス圧力が今や増やされ、溶融金属を検出管２０並びに充填管９
内で上昇させる。図４に示されるように、検出管内の上昇金属柱は第二レベルセ
ンサ２５を作動させ信号を主制御装置２６に送り、主制御装置はこの瞬間圧力セ
ンサ２７により送られたところの閉鎖室１６内の圧力を記録し、この圧力を基準
圧力として記録する。この基準圧力で検出管２０内の金属柱はちょうど第二レベ
ルセンサ２５に触れる。検出管２０内の金属柱がちょうどレベルセンサ２５に触
れる基準レベルに相当する基準圧力は今や主制御装置２６により記録され、図５
に示された次の段階が今や実行されることができる。

【００３０】 図５に示された状況において、三方弁２１はその第二位置にあり、そこではそ
れは検出管２０を均圧管２２に連結し、従ってもはや金属柱を第二レベルセンサ
２５に対して持ち上げるどのような圧力差も存在しない。しかし充填管９内の金
属のレベルは図４に示されたのと同じである。なぜなら充填管９の上端はなお外
部押湯２４を通して大気に連結されているからである。この発明によれば充填管
９内の金属のレベルは、図４に示され上述された段階で確立された先に記録され
た基準値に閉鎖室１６内の圧力を維持するようにガス供給装置１７を適当に制御
することによりこのレベルに維持される。

【００３１】 この段階で炉７が溶融金属の少量または大量を含むかどうかにかかわりなく、
充填管９内の金属のレベルが基準レベルにあるであろうことに注目することは重
要である。

【００３２】 ここまでに述べた充填工程は上述の図２に示されたところの鋳型充填プロファ
イルの段階Ｉに対応する。

【００３３】 鋳型充填プロファイルの段階IIに相当する図２に示された次の段階において、
閉鎖室１６内の圧力は供給装置１７を通して追加のガスを供給することにより増
やされ、従って充填管９内の溶融金属は上向きに、部分的にマウスピース１０に
かつそれを通して鋳型の湯道６を通して鋳型中に、部分的に外部押湯２４中に充
填レベルまで、流れるように強制される。この充填レベルは更なるレベルセンサ
（図示せず）、例えば第二レベルセンサ２５と同じ種類のレベルセンサにより監
視されまたは監視されないことができる。

【００３４】 鋳型１を充填する工程は主制御装置２６に記憶された鋳型充填プロファイルに
従って予めプログラムされた態様で制御される。充填段階IIが完了した後、充填
工程は充填段階IIIに続き、そこでは溶融体が鋳型キャビティ５の頂部に衝突す
るのを避けるようにゆっくりと圧力が増やされ、この対応段階は主制御装置２６
内に記憶されており好ましくは前述のセンサ集成装置からの入力による閉ループ
制御下に実行される。追従されるべき正確な鋳型充填プロファイルはこの発明の
一部を形成せず、もちろん鋳型キャビティ５の形状と寸法、鋳造金属の特性等の
ような鋳造作業の各操業の特定条件に適合されるであろう。

【００３５】 鋳型キャビティ５内の溶融金属からの逆流を、以下説明される閉鎖手段により
、防いだ後、閉鎖室１６内の圧力は図５に示された位置に対応する値までまたは
更に減らされることができる。マウスピース１０は入口１５から引っ込められ、
鋳型は矢印Ａの方向に前向きに移送されることができる。

【００３６】 鋳型列は鋳型の入口１５内の溶融金属が完全に凝固する前に移送されるので、
閉鎖手段が設けられ、それが溶融金属の逆流を防ぐ。閉鎖手段（図６，７，８）
は可動素子２８を含み、これは鋳造金属からの温度影響及び浸蝕に耐えることの
できる如何なる材料からも、例えば硬化されたコア砂、セラミック材料または金
属から構成されることができる。

【００３７】 可動閉鎖素子２８は鋳型分割面の少なくとも一つ内に配置された適当な寸法の
凹所内に置かれる。それは可動閉鎖素子を内向きに鋳型中に変位するために摩擦
力が克服されねばならないような態様で鋳型部間に把持されている。可動閉鎖素
子２８は湯道６に向けてのかつそれを通しての移動を実行でき、それにより鋳型
を閉鎖し溶融金属の逆流を防ぐような態様で凹所内に案内されている。作動器２
９が鋳型が充填された直後に可動素子２８をその開位置からその閉鎖位置に動か
すために設けられている。作動器２９は可動素子を鋳型中に押す。可動素子は湯
道６を交差する軌道に沿って凹所内に案内される。湯道６を横切ることにより、
可動素子は鋳型を閉鎖する。

【００３８】 可動素子は図８から分かるように種々の形状をとることができ、例えばそれは
長方形板の形状を持つことができまたはそれは円筒状棒の形状を持つことができ
る。閉鎖素子２８は好ましくは湯道に向いたその前方端と、可動閉鎖素子を捕獲
するための切り込み３０または貫通穴３１の形の手段を備えている対向後方端と
を持つ長い形状を持つ。捕獲手段は鋳型が破壊される前に再利用のために鋳型か
らの可動閉鎖素子の除去を可能とするために設けられている。

【００３９】 別の実施例によれば鋳型の入口１５に弾性シール素子３２が設けられる。この
素子は鋳型の外部開口、すなわち入口１５の周りに配置され、鋳型と充填管のマ
ウスピース１０との間に液密シールを形成することのできる耐熱かつ熱絶縁材料
から作られる。

【００４０】 シール素子３２（図９）は好ましくはマウスピース１０とできるだけ最良のシ
ールを提供する材料から作られる。鉄またはセラミック材料、例えば酸化アルミ
ニウムまたは酸化ケイ素、から作られたシールリング３２が有用であることが実
証されたが、他の材料も、もちろん可能である。シールリング３２は液密シール
を提供するのみならず、鋳型１とマウスピース１０間の直接接触をも防ぎ、かく
して鋳型から容易に失われることとなる砂粒子によるマウスピースの汚染を防ぐ
。更に、マウスピースは充填ステーションを通過する多数の鋳型と共働せねばな
らないであろうことを心に留めるとき、その弾性のために、シールリング３２は
また湯道とマウスピース１０のたわみのため湯道の相対位置の小さな変動に順応
することができる。更に、熱絶縁性のために、シールリング３２はマウスピース
１０と接触して溶融金属が凝固するのを防ぎ、−そうでなければこれはマウスピ
ースの次の鋳型のシールリングとの係合を妨げるかもしれない。

【００４１】 特許請求の範囲に規定されたところのこの発明の範囲から逸脱することなく多
くの改変がなされることができることは認められるであろう。例えば閉鎖素子は
鋳型自身の砂により形成されることができ、それは鋳型を閉鎖するために湯道中
に押される。この実施例（図示せず）では、溶融金属と一緒の砂のリザーバ中へ
の逆流を避けるように湯道内にフィルターが置かれるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による鋳造装置の一実施例の概略側面図を示す。

【図２】 鋳型充填プロファイルのグラフである。

【図３】 種々の段階の装置を示す、断面概略図である。

【図４】 種々の段階の装置を示す、断面概略図である。

【図５】 種々の段階の装置を示す、断面概略図である。

【図６】 閉鎖手段及びシール素子に焦点を合わせた鋳型の断面図を示す。

【図７】 閉鎖手段及びシール素子に焦点を合わせた鋳型の断面図を示す。

【図８】 可動閉鎖素子を詳細に示す。

【図９】 シール部材及びマウスピースの断面の詳細を示す。

【符号の説明】

１ 鋳型部 ２ 造型室 ３ ピストン ４ 釣合圧力板 ５ 鋳型キャビティ ６ 湯道 ７ 炉またはリザーバ ９ 充填管 １０ マウスピース １１ 下方充填センサ １２ 送出圧力センサ １３ 第二圧力センサ １４ 金属レベルセンサ １５ 入口 １６ 閉鎖室 １７ ガス供給装置 １８ ガス供給導管 ２０ 検出管 ２１ 三方弁 ２２ 均圧管 ２３ 排出管 ２４ 外部押湯 ２５ 第二溶融体レベルセンサ ２６ 主制御装置 ２７ 第一圧力センサ ２８ 可動素子 ２９ 作動器 ３０ 切り込み ３１ 貫通穴 ３２ シール素子

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１月１７日（２０００．１．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００３】 特に自動車産業からのより軽量の鋳造製品に対する要求に合致するために、薄
壁鋳造鉄製品に対する要求が増大している。本質的に比較的薄い壁のために鋳型
内の液体金属は急速に冷却される。従って鋳型キャビティが完全に充填される前
の液体金属の凝固が避けられるように、薄壁製品は高い流速で鋳造されねばなら
ない。既知の方法での流速は取鍋をある角度に傾けることにより調節される。流
速を増やすためには角度が増やされねばならない。その結果得られた高流速は液
体金属に高慣性を与え、すなわち流速の２のべきで増える運動エネルギーが、特
に高密度を持つ金属で、金属が鋳型キャビティの壁と接触する瞬間に衝撃を起こ
すであろう。この衝撃は前記高流速のため得られる鋳造品の不正確な寸法と形状
の原因となる鋳型キャビティの局部膨脹を部分的にもたらし、また部分的に鋳造
品の表面に砂粒を“焼き付ける”原因となる鋳型壁の前記砂粒間の隙間中への金
属の浸透を起こし、そしてこの高流速は鋳型の浸蝕を起こす。 ＵＳ−５２１７０５８から垂直に分割された鋳型内での鉄金属の反重力鋳造の
ための方法と装置が知られている。この方法と装置は鋳型列成形のために適して
いない単一鋳型を用いる。この方法は鋳型が充填工程前後で上昇かつ下降されね
ばならないので鋳型列成形に適していない。 ＷＯ−９３１１８９２から鋳型列成形装置内でアルミニウムまたは軽合金を反
重力鋳造する方法が知られている。この鋳造方法はアルミニウム鋳造技術で周知
である通常の低圧鋳造に相当する。明らかに、溶融合金の圧力及び流速は同時に
制御される。この文献の主目的はアルミニウム製品に高度に有害である酸素封入
を避けることにある。かくして、制御システムは乱流を避けるために最大流速を
制限することに焦点を合わせている。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ラルセン， ラウリツ， アーゲ， ベル グ デンマーク， ディーケー−4000 ロスキ ルデ， クロステレンゲン ２

Claims (41)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型列プラントの垂直に分割された砂鋳型（１）内で鉄また
   は重金属物品を鋳造するための方法であって、それが鋳型（１）に送出されるべ
   き溶融金属を含むリザーバ（７）を準備する段階を含むものにおいて、鋳型（１
   ）に送出される溶融金属に可変圧力を適用することによる反重力送出を通して溶
   融金属で鋳型を充填する段階及びその充填作業時に適用された圧力を変えそれに
   より流速を制御する段階を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 得られた流速が予め設定された最大流速まで漸増して開始さ
   れるように圧力を変える段階を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 得られた流速が鋳型が完全に充填される前に漸減して終了す
   るように圧力を変える段階を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 鋳型が完全に充填された後ある時間の間その圧力を維持する
   段階を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 流速が時間の関数として予め決められた値に追従するように
   制御されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 圧力が閉ループ制御システムの信号に応答して変えられるこ
   とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 閉ループ制御のための入力が以下のパラメーター： − 送出導管内の圧力、 − リザーバ内の圧力、 − リザーバ内の前記溶融金属のレベル、 − 溶融金属に圧力の形で供給されたパワー、 − 前記炉の単位時間当たりの重量の減少、 の一つから導出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 溶融金属が鋳型の下または横のリザーバ（７）から鋳型に送
   出されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 【請求項９】 リザーバ（７）がシールされていることを特徴とする請求項
   １から８のいずれかに記載の方法。
10. 【請求項１０】 鋳型が第一側面側に第一鋳型キャビティの部分をかつそれ
    らの第二の対向する側面側に第二鋳型キャビティの部分を規定する同一鋳型半分
    体（１）から作られていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 圧力源がポンプ（１９）を含むことを特徴とする請求項１
    から１１のいずれかに記載の方法。
12. 【請求項１２】 ポンプ（１９）が加圧下のガスをリザーバ（７）に送出し
    それによりリザーバまたはリザーバ内のシールされた室（１６）を加圧すること
    を特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 鋳型の入口を閉鎖するための閉鎖手段（２８，２９）を含
    むことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 【請求項１４】 閉鎖手段が鋳型分割面の少なくとも一つに配置された適当
    な寸法の凹所内に置かれた可動閉鎖素子（２８）を含むことを特徴とする請求項
    １３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 可動閉鎖素子（２８）が湯道に向いた前方端と、貫通穴（
    ３１）または一つまたはそれ以上の切り込み（３０）の形の閉鎖素子（２８）を
    捕獲するための手段（３０，３１）を備えている対向端とを、持つ長い本体を持
    つことを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 閉鎖手段（２８，２９）が鋳型が前進させられるとき自動
    的に閉鎖されることを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。
17. 【請求項１７】 閉鎖素子（２８）をその閉鎖位置に動かすための作動器（
    ２９）を特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載の方法。
18. 【請求項１８】 鋳型列の鋳型が次の鋳型を充填位置に置くために単一鋳型
    が充填された後に一緒に前進させられることを特徴とする請求項１から１７のい
    ずれかに記載の方法。
19. 【請求項１９】 鋳型が入口（１５）内の金属の完全凝固前に前進させられ
    ることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】 鋳型の入口を取り巻きかつマウスピース（１０）とシール
    係合するための弾性シール部材（３２）を設けたことを特徴とする請求項１から
    １９のいずれかに記載の方法。
21. 【請求項２１】 鋳型列プラントの垂直に分割された砂鋳型（１）内で鉄ま
    たは重金属物品を鋳造するための装置であって、それが鋳型（１）に送出される
    べき溶融金属を含むリザーバ（７）を含むものにおいて、リザーバから鋳型（１
    ）への溶融金属の反重力送出のための手段、鋳型（１）に送出されるべき溶融金
    属に可変圧力を適用するための手段（１７）を含み、さらに充填作業時の圧力を
    変えそれにより流速を制御するための手段（２６）を含むことを特徴とする装置
    。
22. 【請求項２２】 得られる流速が予め設定した最大流速まで漸増して開始さ
    れるように圧力を制御するための手段（１２，１３，２６）を含むことを特徴と
    する請求項２１に記載の装置。
23. 【請求項２３】 得られる流速が鋳型が完全に充填される前に漸減して終了
    するように圧力を制御するための手段（１２，１３，２６，２７）を含むことを
    特徴とする請求項２１または２２に記載の装置。
24. 【請求項２４】 鋳型が完全に充填された後ある時間の間その圧力を維持す
    るための手段（１２，１３，２６，２７）を含むことを特徴とする請求項２１か
    ら２３のいずれかに記載の装置。
25. 【請求項２５】 時間の関数として予め決められた値に追従するように流速
    を制御するための手段（１２，１３，２６，２７）を含むことを特徴とする請求
    項２１から２４のいずれかに記載の装置。
26. 【請求項２６】 リザーバ（７）が鋳型の下または横に置かれることを特徴
    とする請求項２１から２５のいずれかに記載の装置。
27. 【請求項２７】 リザーバがシールされた室（１６）を含むことを特徴とす
    る請求項２１から２６のいずれかに記載の装置。
28. 【請求項２８】 圧力を変えるための信号を提供する閉ループ制御システム
    を含むことを特徴とする請求項２１から２７のいずれかに記載の装置。
29. 【請求項２９】 閉ループ制御システムのための入力が以下のセンサ： − 充填管（９）内の圧力のためのセンサ（１３）、 − シールされたリザーバ（１６）内の圧力のためのセンサ（２７）、 − リザーバ（１６）内の前記溶融金属のレベルのためのセンサ（１１，１４
    ，２５）、 の一つから導出されることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 【請求項３０】 溶融金属が鋳型の充填前に予め決められたレベルに達する
    リザーバのための基準圧力を確立するための手段（２０，２１，２２，２３，２
    ４，２５）を含むことを特徴とする請求項２１から２９のいずれかに記載の装置
    。
31. 【請求項３１】 下端がリザーバ内に含まれた溶融金属中に延びかつ上端が
    リザーバの外側の大気圧と溶融金属の上のリザーバの内側の圧力に交互に連結さ
    れるのに適合している検出管（２０）を含むこと、及び前記検出管（２０）内に
    置かれかつ検出管（２０）内の金属のレベルが充填管（９）のマウスピース（１
    ０）のレベルよりわずかに低いときに反応するのに適合した第二レベルセンサ（
    ２５）を含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
32. 【請求項３２】 圧力源（１７）がポンプ（１９）を含むことを特徴とする
    請求項２１から３１のいずれかに記載の装置。
33. 【請求項３３】 ポンプ（１９）が加圧下のガスをリザーバに送出しそれに
    よりリザーバ（７）を加圧することを特徴とする請求項３２に記載の装置。
34. 【請求項３４】 鋳型の入口を閉鎖するための閉鎖手段（２８，２９）を含
    むことを特徴とする請求項２１から３３のいずれかに記載の装置。
35. 【請求項３５】 鋳型列の鋳型を単一鋳型が充填された後に次の鋳型を充填
    位置に置くために一緒に前進させるための手段（３）を含むことを特徴とする請
    求項２１から３４のいずれかに記載の装置。
36. 【請求項３６】 鋳型が入口（１５）内の金属の完全凝固前に前進させられ
    ることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
37. 【請求項３７】 鋳型分割面の少なくとも一つに配置された適当な寸法の凹
    所内に置かれた可動閉鎖素子（２８）を含む閉鎖手段（２８，２９）を特徴とす
    る請求項２１から３６のいずれかに記載の装置。
38. 【請求項３８】 湯道に向いた前方端と、閉鎖素子（２８）を捕獲するため
    の貫通穴（３１）または一つまたはそれ以上の切り込み（３０）の形の手段を備
    えている対向端とを、持つ可動閉鎖素子（２８）を特徴とする請求項２１から３
    ７のいずれかに記載の装置。
39. 【請求項３９】 鋳型が前進させられるとき閉鎖手段（２８，２９）が自動
    的に閉鎖されることを特徴とする請求項２１から３８のいずれかに記載の装置。
40. 【請求項４０】 閉鎖素子（２８）をその閉鎖位置に動かすための作動器（
    ２９）を特徴とする請求項２１から３９のいずれかに記載の装置。
41. 【請求項４１】 マウスピース（１０）とシール係合するための各鋳型の入
    口（１５）を取り巻く弾性シール素子（３２）を含むことを特徴とする請求項２
    ２から４０のいずれかに記載の装置。