JP2005040824A

JP2005040824A - 金属溶湯用給湯装置

Info

Publication number: JP2005040824A
Application number: JP2003277514A
Authority: JP
Inventors: Akira Ikui; 亮生井
Original assignee: Ahresty Corp
Current assignee: Ahresty Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】溶湯保持炉と定湯面炉との間の溶湯補給口を開閉する溶湯開閉弁や仕切り壁からの溶湯漏れが発生している場合でも、定湯面炉における基準湯面とは別個に給湯ポット内の湯面レベルを直接検知して給湯ポットの取入れ口開閉弁を制御することにより、鋳造機への給湯量の安定化を図る。
【解決手段】給湯ポットＣ内に当該給湯ポット内の溶湯Ｍ”の湯面レベルを検知する湯面レベルセンサー１１を設置し、該湯面レベルセンサーの信号により給湯ポットの溶湯取入れ口７を開閉するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属溶湯（以下、単に溶湯と称する。）を鋳造機へ供給するための給湯装置に関し、特に、溶湯を鋳造機の金型キャビティ内へ鋳造サイクル毎に定量宛て供給するようにした溶湯用給湯装置に関するものである。
本発明に係る溶湯用給湯装置が好適に適用される鋳造機としては、金型キャビティ内に溶湯を低速低圧で充満させた後に当該キャビティ内の溶湯を加圧子でもって低速且つ高圧で加圧して鋳造するようにした低速高圧鋳造機がある（特開平８−１３２２１２号公報等参照）。

従来のこの種溶湯用給湯装置では、図３に示すごとく、溶湯Ｍを貯えておくための溶湯保持炉Ａと、溶湯を鋳造機へ送り出すための定湯面炉Ｂとをそれぞれ大気開放にし溶湯補給口１を介して連通させ、溶湯保持炉Ａの湯面を定湯面炉Ｂの湯面より高く設定すると共に、上記溶湯補給口１の位置を定湯面炉Ｂの基準湯面Ｌ１より下に設定し、上記溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２を、定湯面炉Ｂに設置した定湯面検知センサー４で制御し、且つ所定量の溶湯Ｍ’が貯えられた定湯面炉Ｂ内には底部に溶湯取入れ口７を備えた給湯ポットＣを設置せしめ、給湯ポットＣの溶湯取入れ口７を上記定湯面検知センサー４からの信号で動作する取入れ口開閉弁８で開閉自在とし、給湯ポットＣ内に取り込んだ溶湯Ｍ”を給湯ポットＣの溶湯吐出口１０から給湯管Ｄを通して鋳造機へ溶湯を定量宛て供給する仕組みになっている（特許文献１参照。）。
すなわち、この種溶湯用給湯装置では定湯面炉Ｂ内の溶湯を給湯ポットＣ内に一定量取り入れる必要があり、そこで従来では、給湯ポットＣへの定量取入れ制御（定湯面制御）を、定湯面炉Ｂに設置した定湯面検知センサー４からの信号を基にして、溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２と溶湯取入れ口７を開閉する取入れ口開閉弁８を図４の給湯工程図に示す如くに開閉操作することにより行なっていた。

しかし、給湯ポットＣの溶湯取入れ口７は鋳造機の金型キャビティ内への給湯動作中以外は常に開状態にあって給湯ポットＣ内の湯面レベルが定湯面炉Ｂの基準湯面レベルＬ１と同じとなるように構成されているため、溶湯保持炉Ａと定湯面炉Ｂとの間の溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２や仕切り壁１３からの溶湯漏れが発生して給湯ポットＣ内の溶湯量が設定より少し多くなっても定湯面検知センサー４ではその異常を検知しきれず、そのまま給湯工程が続行されてしまい、その結果、鋳造機の金型キャビティ内への給湯量が安定しないことがあった。
これは、定湯面検知センサー４の設定において、基準湯面レベル「ＯＫ」から上限（異常）までの間を異常とせずに基準湯面レベルＬ１範囲内としていることに起因する。すなわち、従来の定湯面レベル補給制御では図４の給湯工程図に示すごとく、溶湯補給口１では、給湯ポット内溶湯補給(工程５)後の基準湯面レベル（Ｌ１）の状態を判断して定湯面炉Ｂへの溶湯補給を行い、定湯面炉Ｂ側への溶湯漏れが無い場合は、基準湯面レベルが下限となり溶湯補給口１を開け定湯面炉Ｂへ溶湯補給を行い、基準湯面レベル「ＯＫ」で溶湯補給口１を閉じることにより、基準湯面レベルを一定に保つことができるのに対し、定湯面炉Ｂ側へ多少の溶湯漏れが有る場合には、基準湯面レベルが下限になる場合と基準湯面レベルＬ１の範囲内にある場合とがあり、従って溶湯補給口１が開状態の場合と閉状態のままの場合があるため、基準湯面レベル「ＯＫ」を一定に保つことができず、その結果、基準湯面レベルＬ１範囲内で湯面が変動してしまい給湯量が安定しない分けである。
特開平７−１００６１８号公報

本発明はこの様な従来の不具合に鑑みてなされたものであり、溶湯保持炉と定湯面炉との間に設けられた溶湯補給口を開閉する溶湯開閉弁や仕切り壁などで溶湯漏れが発生している場合でも、定湯面炉における基準湯面とは別個に給湯ポット内の湯面レベルを直接検知して給湯ポットの取入れ口開閉弁を制御することにより、鋳造機の金型キャビティ内への給湯量の安定化を期することができる金属溶湯用給湯装置を提供せんとするものである。

上記の目的を達成する本発明の金属溶湯用給湯装置は、大気開放された定湯面炉内に、上部が天蓋で密閉され下部に開閉自在な溶湯取入れ口と給湯管を接続する溶湯吐出口が形成された給湯ポットを設置し、上記溶湯取入れ口を閉塞した状態で当該給湯ポットの内部を加圧することにより上記溶湯吐出口から給湯管を通して鋳造機の金型キャビティ内へ溶湯を定量宛て供給する金属溶湯用給湯装置において、前記給湯ポット内に当該給湯ポット内の溶湯の湯面レベルを検知する湯面レベルセンサーを設置し、該湯面レベルセンサーの信号により上記溶湯取入れ口を開閉するように構成したことを特徴としたものである。

本発明に係る金属溶湯用給湯装置は斯様に、給湯ポット内に当該給湯ポット内の溶湯の湯面レベルを検知するための湯面レベルセンサーを設置して、該湯面レベルセンサーの信号により給湯ポットの溶湯取入れ口を開閉するように構成したので、仮に溶湯保持炉と定湯面炉との間の溶湯補給口を開閉する溶湯開閉弁や仕切り壁からの溶湯漏れが発生して定湯面炉内の基準湯面レベルが設定と相違している場合でも、定湯面炉における基準湯面レベルＬ１とは別個に給湯ポット内の湯面レベルＬ２を直接検知して給湯ポットの取入れ口開閉弁を制御することが可能となり、よって鋳造機の金型キャビティ内への給湯量の安定した定量化を期することができるようになる。

以下、本発明の具体的な好適実施例を図１および図２を参照しながら詳細に説明するが、本発明は図示実施例のものに限定されるものではない。
図中の符号Ａは溶湯保持炉を、Ｂは定湯面炉を、そしてＣは給湯ポットをそれぞれ示し、溶湯保持炉Ａと定湯面炉Ｂは並列状に連続一体的に構築され、給湯ポットＣは溶湯取入れ口７が形成された下部が定湯面炉Ｂの溶湯中に没入するように設置される。

溶湯保持炉Ａは、定湯面炉Ｂへ供給するための溶湯Ｍを大量に貯えて置くためのものであり、定湯面炉Ｂと比較して十分に大きな容積を有し大気開放に構成され、定湯面炉Ｂとは炉低部に開口せしめた溶湯補給口１を介して連通され、溶湯補給口１は溶湯開閉弁２により開閉自在に形成されている。
この際、溶湯保持炉Ａの湯面高さは定湯面炉Ｂの基準湯面レベルＬ１よりも高く設定すると共に、上記溶湯補給口１の高さ位置を定湯面炉Ｂの基準定湯面レベルＬ１よりも下に設定する。

定湯面炉Ｂは、鋳造機の金型キャビティ（図示せず）内へ供給する溶湯Ｍ’を所要一定量保持するためのものであり、その上部を炉蓋３で覆うだけで大気開放に構成され、炉内部には当該定湯面炉Ｂ内に貯えられた溶湯Ｍ’の基準湯面レベルＬ１を検知するための定湯面検知センサー４が設置されると共に、給湯ポットＣがその下部を炉内の溶湯Ｍ’中に没入した状態に設置される。

給湯ポットＣは、当該給湯ポット内部の溶湯Ｍ”を鋳造機の金型キャビティ内へ鋳造サイクル毎に定量宛て供給するためのものであり、ポット本体５と、その上部を開閉可能に密閉するための天蓋６と、ポット本体５の底部に形成された溶湯取入れ口７を開閉するための取入れ口開閉弁８と、溶湯取入れ口７を通してポット内に入ってくる溶湯Ｍ’を濾過するためのフィルター９等で構成され、ポット本体５のおよそ下半部分が定湯面炉Ｂ内の溶湯Ｍ’中に没入するように配設される。

ポット本体５の上部は天蓋６で開閉可能に密閉され、ポット本体５の底部中央部分には定湯面炉Ｂ内の溶湯Ｍ’を当該ポット本体５の内部に取り入れるための溶湯取入れ口７が開口形成される。そして上記溶湯取入れ口７は、ポット本体５の長手方向に沿って上下動自在に設けられた取入れ口開閉弁８でもって開閉自在とされ、更に溶湯取入れ口７の前または後には、ポット本体５内に取り入れられる溶湯Ｍ’を濾過するためのフィルター９が設置される。

また、ポット本体５の内部には、当該給湯ポットＣ内の溶湯Ｍ”の湯面レベルＬ２を検知するための湯面レベルセンサー１１を設置せしめ、この湯面レベルセンサー１１からの信号でもって上記取入れ口開閉弁８を動作させることにより溶湯取入れ口７を開閉せしめ、もってポット本体５内に取り入れる溶湯量が設定された定量に調整制御されるようにする。
なお、上記湯面レベルセンサー１１として使用する検知センサーとしては、図示例のごとき電極方式のもの以外に、レーザー変位方式やフロート方式のものでも適用可能である。

また、ポット本体５の下部の側壁部分には、当該ポット本体５の内部に取り入れた溶湯Ｍ”を鋳造機の金型キャビティ内へ送り出すための溶湯吐出口１０が開口形成される。溶湯吐出口１０は、湯面レベルＬ２の下限位置よりも下の位置に形成せしめ、その溶湯吐出口１０に鋳造機の金型キャビティ内と連通する給湯管Ｄを連通接続させる。

而して、本溶湯用給湯装置における給湯ポットＣへの定湯面制御では、定湯面炉Ｂに設置した定湯面検知センサー４と給湯ポットＣ内に設置した湯面レベルセンサー１１からの信号を基にして、溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２と溶湯取入れ口７を開閉する取入れ口開閉弁８を図２の給湯工程図に示す如くに動作させて、溶湯補給口１と溶湯取入れ口７を開閉操作することにより行なわれる。

すなわち、給湯ポットＣ内の溶湯Ｍ”を鋳造機の金型キャビティ内へ給湯する給湯待機から給湯中までの間（給湯工程１〜３）は、定湯面炉Ｂ及び給湯ポットＣ内の溶湯Ｍ’，Ｍ”は両方とも設定量基準内の湯面レベルＬ１，Ｌ２にあって、溶湯保持炉Ａと定湯面炉Ｂを連通させる溶湯補給口１並びに、定湯面炉Ｂと給湯ポットＣを連通させる溶湯取入れ口７はそれぞれ溶湯開閉弁２と取入れ口開閉弁８で閉塞され、定湯面炉Ｂおよび給湯ポットＣ内に溶湯の出入りがない状態となる。

そして、鋳造機の金型キャビティ内への給湯が完了すると（給湯工程４）、給湯ポットＣ内の溶湯量が設定量の下限レベルになるので、それを給湯ポットＣ内の湯面レベルセンサー１１が検知し、湯面レベルセンサー１１からの信号により取入れ口開閉弁８が開動作をして給湯ポットＣの溶湯取入れ口７が開状態となり、それより少し遅れて定湯面検知センサー４がはたらいて溶湯開閉弁２が開動作をして溶湯補給口１が開状態となる。すると、定湯面炉Ｂ内の溶湯Ｍ’が溶湯取入れ口７から給湯ポットＣ内に、給湯前の湯面レベルすなわち定湯面炉Ｂ内の溶湯Ｍ’の基準湯面レベルＬ１まで取り入れられると共に、溶湯保持炉Ａ内の溶湯Ｍが溶湯補給口１から定湯面炉Ｂ内に取り入れられる（給湯工程５〜６）。

この時、給湯ポットＣ内の溶湯量が設定された湯面レベルＬ２に達すると、給湯ポットＣ内に設置した湯面レベルセンサー１１がはたらいて、定湯面炉Ｂにおける基準湯面レベルＬ１とは関係なく、湯面レベルセンサー１１からの信号により取入れ口開閉弁８が閉動作をして給湯ポットＣの溶湯取入れ口７が閉塞され、それ以上給湯ポットＣ内に溶湯Ｍ’が進入して来ることがなくなる。すなわち、溶湯保持炉Ａと定湯面炉Ｂとの間の溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２や仕切り壁１３からの溶湯漏れが発生している場合には、定湯面炉Ｂ内の溶湯量が設定された基準湯面レベルＬ１より多少多くなるが、定湯面検知センサー４はレベル上限（異常）までは基準湯面レベル「ＯＫ」とみなしてしまうので、給湯ポットＣ内の溶湯量が設定された湯面レベルＬ２に達すると定湯面炉Ｂにおける基準湯面レベルＬ１とは関係なく給湯ポットＣ内に設置した湯面レベルセンサー１１がはたらいて、給湯ポットＣの溶湯取入れ口７を閉状態となしそれ以上溶湯が給湯ポットＣ内に取り込まれないようにするものである。なお、図２の定湯面検知センサーのフローにおいて破線で囲んだ部分は、溶湯漏れがあって基準湯面レベルＬ１が高い場合のフローを表している。

一方、定湯面炉Ｂの基準湯面レベルＬ１が下限になると、定湯面炉Ｂに設置した定湯面検知センサー４がはたらいて、定湯面検知センサー４からの信号により溶湯開閉弁２が開動作をして溶湯保持炉Ａと定湯面炉Ｂの間の溶湯補給口１が開状態となり、溶湯保持炉Ａ内の溶湯Ｍが定湯面炉Ｂ内に基準湯面レベルＬ１まで取り入れられる。しかし、溶湯補給口１や仕切り壁１３からの溶湯漏れがあると、溶湯補給口１を開閉する溶湯開閉弁２は閉状態になったままとなる。
そして、給湯ポットＣ内の溶湯量が設定された定湯面レベルＬ２に達し給湯を完了すると、湯面レベルセンサー１１からの信号により再び溶湯開閉弁２と取入れ口開閉弁８が閉動作して、溶湯補給口１および溶湯取入れ口７が閉状態とされ（給湯工程７）、給湯待機状態に戻る。

かくして、給湯ポットＣの溶湯取入れ口７が取入れ口開閉弁８で閉じられた状態で、給湯ポットＣの加圧チャンバー１３を動作させて給湯ポットＣの内部を加圧すると、給湯ポットＣ内の溶湯Ｍ”が溶湯吐出口１０から給湯管Ｄを通して鋳造機の金型キャビティ内へと給湯される。
以下上述した工程を繰り返して、給湯ポットＣ（ポット本体５）内の溶湯Ｍ”が鋳造機の金型キャビティ内へ鋳造サイクル毎に定量宛て供給される。

本発明実施の一例を示す模式断面図。本発明に係る給湯工程を説明する工程図。従来例を示す模式断面図。従来の給湯工程を説明する工程図。

符号の説明

Ａ：溶湯保持炉Ｂ：定湯面炉
Ｃ：給湯ポットＤ：給湯管
１：溶湯補給口２：溶湯開閉弁
３：炉蓋４：湯面検知センサー
５：ポット本体６：天蓋
７：溶湯取入れ口８：取入れ口開閉弁
９：フィルター１０：溶湯吐出口
１１：湯面レベルセンサー１２：加圧チャンバー
１３：仕切り壁
Ｌ１：基準湯面レベルＬ２：定湯面レベル
Ｍ，Ｍ’，Ｍ”：溶湯

Claims

大気開放された定湯面炉内に、上部が天蓋で密閉され下部に開閉自在な溶湯取入れ口と給湯管を接続する溶湯吐出口が形成された給湯ポットを設置し、上記溶湯取入れ口を閉塞した状態で当該給湯ポットの内部を加圧することにより上記溶湯吐出口から給湯管を通して鋳造機の金型キャビティ内へ溶湯を定量宛て供給する金属溶湯用給湯装置において、前記給湯ポット内に当該給湯ポット内の溶湯の湯面レベルを検知する湯面レベルセンサーを設置し、該湯面レベルセンサーの信号により上記溶湯取入れ口を開閉するように構成したことを特徴とする金属溶湯用給湯装置。