JP2014205167A

JP2014205167A - 鋳物製品の鋳造方法

Info

Publication number: JP2014205167A
Application number: JP2013083727A
Authority: JP
Inventors: 將史大庭; Masashi Oba
Original assignee: SIGMA SEISAKUSHO KK
Current assignee: SIGMA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-10-30

Abstract

【課題】鋳物製品の鋳造に際して、溶湯をできるだけ早く注湯することができるとともに、溶湯に含まれる異物を確実に除去な鋳造方法を提供すること。
【解決手段】溶湯を注湯する湯口の下方部分に、溶湯が通過可能な多数個の小孔３を有する多孔質のストレーナー本体２とストレーナー本体２の上面に配置されて小孔３の上部開口を閉鎖した易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材４を具備したストレーナー１を配置してカバー材で砂、ノロ等の異物を受け止め、湯口に注湯した後に、溶湯がカバー材４に接する前に、溶湯から発せられる熱によって、カバー材４を、カバー材上の異物を巻き込ませながら燃やして燃えカスにし、溶湯がストレーナーの上方側に満たされていく過程で、燃えカスを溶湯の上面に浮き上がらせ、溶湯が完全にストレーナーを通過した後に、燃えカスを小孔３内に留まらせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳物製品の鋳造に際して砂、ノロ等の異物が湯道に入り込むことを防止可能とした鋳物製品の鋳造方法に係り、より詳しくは、砂、のろ等の異物を確実に除去して砂かみ、ノロかみを防止するとともに、溶湯を早く注湯することを可能にした鋳物製品の鋳造方法に関する。

周知の通り、鋳造は、金属を溶解した溶湯を砂型等の型に充填して冷却し固化させることで所望の形状の鋳物製品を製造する方法であるが、この鋳造に際しては、溶湯に砂、ノロ等の異物が混入すると、砂かみ、ノロかみが発生して製品の内部欠陥の要因となり強度や歩留まりの低下等をもたらすために、溶湯の清浄度を上げることが重要であり、そのためには、湯口から溶湯を流し込んで注湯する際には、静かに行うことが好ましい。

しかし、鋳物製品の鋳造において、溶湯を湯口から流し込む際には、静かに注湯することが必要であるとともに、出来るだけ早く注湯することが重要であるために、溶湯に砂、ノロ等の異物が混入することを防止するために静かに溶湯を注湯するのみでは、鋳造欠陥のない鋳物を製造することは困難である。

そこで、従来から、鋳造の際に溶湯に砂、ノロ等の異物が混入することを防止するために、湯口の下方側にストレーナーを配置することが行われている。

ここで、従来から用いられているストレーナーについて説明すると、一般的に従来のストレーナーは、セラミックス、焼き物等により構成されており、湯口の下方において湯口の下方を閉鎖可能な扁平な円形、角形等とされ、溶湯を通過可能な上下に貫通した小孔が形成されている。

そして、このようなストレーナーは、鋳造に際して湯口の下方に湯口の下方を閉鎖する配置で型の内部に取り付けられる。そうすると、鋳造に際して湯口より溶湯を流し込んで注湯すると、溶湯はストレーナーの小孔を通過して湯口の下方へ落下していくために、溶湯が小孔を通過する過程で、小孔より小さい砂、ノロ等の異物は小孔内に留まり、それにより、砂、ノロ等の異物が溶湯とともに湯道に入り込んでしまうことを防止することが可能である。即ち、溶湯を通過させる過程で、砂、ノロ等の異物を補足する機能を有する。

特開２００４−２９８９５０号公報特開２００２−１９２３３４号公報特開２００２−１２００６１号公報特開２００１−３４７３６４号公報特開平５−２３８３５号公報

ところで、ストレーナーは、前述のように溶湯を通過させながら溶湯の中に含まれてしまった砂、ノロ等の異物を通過させずに捕捉することで溶湯から異物を除去するが、このとき、出来るだけ確実に異物を除去するためには、小孔をできるだけ小さくすることが好ましい。

しかしその一方、前述したように、鋳造に際して溶湯を注湯する際には、静かに行うとともにできるだけ早く行うことが要求されるところ、小孔を小さくし過ぎると、溶湯を早く注湯することができず、それにより、製品の鋳造欠陥を招いてしまうおそれが考えられる。

この点、近年になり、前述の小孔を直線的に形成した従来のストレーナーと異なり、セラミック等により形成した多孔質のフィルターが提供されており、この多孔質フィルターによれば、小孔を直線的に形成したストレーナーに比較すると、より効率的に、異物を除去して砂かみ、ノロかみを少なくすることが可能であるが、この場合でも、砂、ノロ等の異物を完全に除去することは困難であり、従って、砂かみ、ノロかみを完全に無くすることは困難である。

そこで、本発明は、鋳物製品の鋳造に際して、溶湯をできるだけ早く注湯することができるとともに、溶湯に含まれる異物を確実に除去して砂かみ、ノロかみを有効に防止可能とした鋳物製品の鋳造方法を提供することを課題としている。

本発明の鋳物製品の鋳造方法は、鋳物製品の鋳造方法であって、
溶湯を注湯する湯口の下方部分に、溶湯が通過可能な多数個の小孔を有する多孔質のストレーナー本体と、該ストレーナー本体の上面に配置されて前記小孔の上部開口を閉鎖した易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材と、を具備したストレーナーを配置して、前記カバー材で砂、ノロ等の異物を受け止めるとともに、湯口から注湯した後に、溶湯が前記カバー材に接する前に、溶湯から発せられる熱によって、前記カバー材を、カバー材で受け止めた砂、ノロ等の異物を巻き込ませながら燃やして燃えカスにし、溶湯がストレーナーを通過して湯口の底に落下していきつつストレーナーの上方側に満たされていく過程で、前記燃えカスを溶湯の内部で上方に移動させながら溶湯の上面に浮き上がらせ、溶湯が完全にストレーナーを通過した後に、前記燃えカスを前記小孔内に留まらせる、ことを特徴としている。

本発明の鋳物製品の鋳造方法では、溶湯が通過可能な多数個の小孔を有する多孔質のストレーナー本体と、このストレーナー本体の上面に配置されてストレーナー本体の小孔の上部開口を閉鎖した易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材を具備したストレーナーを用いて、このストレーナーを、溶湯を注湯する湯口の下方部分に配置し、それにより、前記カバー材で砂、ノロ等の異物を受け止めることとしている。

そして、湯口から注湯した後に、溶湯がカバー材に接する前に、溶湯から発せられる熱によってカバー材を燃やして燃えカスにするとともに、そのときに、カバー材を、カバー材で受け止めていた砂、ノロ等の異物を巻き込ませながら燃えカスにし、その後に、この燃えカスを、溶湯がストレーナーを通過して湯口の底に落下していきつつストレーナーの上方側に満たされていく過程で、溶湯の内部で上方に移動させながら、溶湯の上面に浮き上がらせる。そして、溶湯がストレーナーを通過して湯道に移動していくことで溶湯の上面が下がっていくに従って、溶湯の上面の下降ととともに燃えカスも下降させていき、溶湯が完全にストレーナーを通過した後に、燃えカスのみを小孔内に留まらせる方法としている。

従って、本発明によると、湯口に注ぎ込まれた溶湯がストレーナーを通過して湯口の底に至るに際して、砂、ノロ等の異物がストレーナーを通過してしまうことを確実に防止でき、従って、砂かみ、ノロかみ等を有効に防止することが可能である。

本発明の鋳物製品の鋳造方法の実施例を説明するための図であり、鋳造を行う工程を示している。本発明の鋳物製品の鋳造方法の実施例に用いるストレーナーの斜視図である。本発明の鋳物製品の鋳造方法の実施例に用いるストレーナーの構造を示す断面図である。本発明の鋳物製品の鋳造方法の実施例に用いるストレーナーの分解斜視図である。

本発明の鋳物製品の鋳造方法では、溶湯を注湯する湯口の下方部分にストレーナーを配置するとともに、このストレーナーとしては、溶湯が通過可能な多数個の小孔を有する多孔質のストレーナー本体と、このストレーナー本体の上面に配置されて前記小孔の上部開口を閉鎖した、易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材を具備したストレーナーを用いて、これによって、前記カバー材で、型の内部に存在する砂、ノロ等の異物を受け止めることとしている。

そして、湯口から注湯した後に、溶湯がカバー材に接する前に、溶湯から発せられる熱によって、カバー材を、カバー材の上部に落下していた砂、ノロ等の異物を巻き込ませながら燃やして燃えカスにし、溶湯がストレーナーを通過して湯口の底に落下していきつつストレーナーの上方側に満たされていく過程で、燃えカスを溶湯の内部で上方に移動させながら溶湯の上面に浮き上がらせ、溶湯が完全にストレーナーを通過した後に、燃えカスを前記小孔内に留まらせる。

本発明の鋳物製品の鋳造方法の実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例のストレーナー１を配置した砂型の構造を示す断面図であり、図において１１が砂型で、１１ａが上型、１１ｂが下型である。

また、図において１２は湯口、１５は湯口の底であり、前記湯口１２は周知のように、溶湯を注ぎ込む受け口１３と、注湯された溶湯が通過していく縦湯道１４を具備している。

一方、図において１７は製品になる部分であり、前記湯口の底１６と製品部分１７は湯道１６により連結されており、受け口１３から注ぎ込まれた溶湯は、縦湯道１４、湯口の底１５、及び湯道１６を通った後に、堰２０を通過して製品部分１７に至る。なお、図において１８は押湯の部分であり、この押湯の部分１８は、溶湯が凝固時に収縮することで生じる鋳引けや収縮割れ防止するために用いるものであるが、必ずしも必要なものではなく、小さい製品や薄い製品を鋳造する場合には形成しなくても良い。

そして、本実施例の鋳造方法では、溶湯を注湯する前記受け口１３に連なる縦湯道１４の下方部分にストレーナーを配置することとしており、このストレーナーとしては、溶湯が通過可能な多数個の小孔を有する多孔質のストレーナー本体と、このストレーナー本体の上面に配置されて前記小孔の上部開口を閉鎖した、易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材を具備した構成としている。

即ち、図において１が本実施例のストレーナーであり、本実施例の鋳造方法においては、縦湯道１４の下方部分における湯口の底１５の上部に、湯口の底１５の上部を塞ぐような形態で、ストレーナー１を配置することとしている。

ここで、本実施例に用いるストレーナーについて図面を参照して説明すると、図２は前記ストレーナーの外観を示す図であり、また、図３は前記ストレーナーの構造を示す断面図であり、更に、図４は前記ストレーナーの分解斜視図であり、図において１が本実施例におけるストレーナーである。

そして、本実施例に用いる前記ストレーナー１は、ストレーナー本体とカバー材とで構成されている。即ち、図において２がストレーナー本体であり、本実施例において前記ストレーナー本体２は、従来のストレーナーと同様に、一定の厚みを有するとともに、湯口に注湯された溶湯が通過可能な多数個の小孔３を有する多孔質な構成としており、従って、湯口１２の受け口１３から注湯されると、注湯された溶湯は、前記小孔３を通過してストレーナー本体２の下方に流れていくことを可能としている。

なお、ストレーナー本体２の材質は特に限定されないが、ある程度剛性を有する素材である必要があり、セラミック製、焼き物製、金属製等が考えられる。また外形寸法は製造する鋳物の寸法や使用する溶湯の量等により任意であるが、溶湯を注ぎ込む湯口の下方において湯口を閉鎖することが可能な外形寸法である必要がある。

次に、図において４はカバー材である。即ち、本実施例のストレーナー１では、前記ストレーナー本体２の上面にカバー材３を備えており、このカバー材３によって、前記小孔３の上部の開口を閉鎖することとしている。従って、本実施例の鋳造方法では、溶湯を注湯する前記受け口１３に連なる縦湯道１４の下方部分にストレーナーを配置し、前記カバー材４で、湯口１２内に存在する砂、ノロ等の異物１９や、注湯によりストレーナー１上に落下してきた砂、ノロ等の異物１９を受け止めることとしている。

そして、本実施例のストレーナーにおいて前記カバー材４は、薄い紙や薄い布等の易燃性の素材により形成しており、これによって、溶湯を湯口に注湯した際に、溶湯がストレーナー１を通過することの妨げになることを防止している。

このカバー材４の効果について説明すると、本実施例において前記カバー材４は易燃性素材により形成しており、従って、湯口１２に溶湯が注がれた際には、溶湯は約１，５００℃であるために、溶湯がカバー材４に到達してカバー材４と接触する前に、カバー材４は、溶湯から発せられる熱気によって燃焼して燃えカスになってしまう。

そしてそのとき、カバー材４の上に砂、ノロ等の異物１９がある場合には、前記カバー材４は、これらの異物を巻き込みながら燃え上がり、異物と一体になった状態で燃えカスになる。

そうすると、その後に溶湯がストレーナーに到達した後に小孔を通ってストレーナーを通過して湯口の底に落下していくとともに、注湯の継続によって湯口１２内が溶湯で一杯になっていくに従い、前記燃えカスは、溶湯に対して比重が軽いために、溶湯の内部で上方に移動していき、やがて溶湯の上面に浮き上がり、それによって、溶湯のみがストレーナーを通過して湯口に底に移動していくことになる。

そして、湯口１２内の溶湯が無くなっていくと、溶湯の減少とともに、溶湯の上面に浮いている前記燃えカスも、溶湯の上面の下降とともに湯口１２内で下方に移動していき、溶湯のすべてがストレーナー１を通過した後には、前記燃えカスは、ストレーナー本体２の小孔３内に留まることになる。そのため、これにより、砂、ノロ等の異物がストレーナーを通過してしまい砂かみ、ノロかみ等の原因になることを有効に防止することができる。

なお、本実施例においては、前記カバー材の素材として、薄い紙や薄い布等の場合を説明したが、必ずしも紙、布に限定されるものではなく、溶湯に接触する前に溶湯から発せられる熱気によって燃焼可能な易燃性の素材であれば、いずれの素材でも良い。

次に、このように構成されるストレーナー１を用いた本実施例の鋳物製品の鋳造方法では、前述したように、前記ストレーナー１を、溶湯を注湯する受け口１３に連なる縦湯道１４の下方部分に配置し、前記カバー材４で砂、ノロ等の異物を受け止めることを可能にした後に、受け口１３から湯口１２内に注湯する。そうすると、受け口１３から注湯された溶湯は、湯口１２を通過して湯口の底１５に至った後に、湯道１６、押湯の部分１８、及び堰２０を介して製品の部分１７に至り、その後凝固することで鋳物製品が完成する。

そしてそのとき、本実施例の鋳造方法では、前述のように前記カバー材４を易燃性素材により形成することで、湯口１２に注湯した後に、溶湯が前記カバー材４に接する前に、溶湯から発せられる熱によって、前記カバー材４を、カバー材４で受け止めた砂、ノロ等の異物を巻き込ませながら燃やして燃えカスにし、これにより前記カバー材４を、異物と一体になった状態で燃えカスにして溶湯の上面に浮き上がらせる。

即ち、本実施例の鋳造方法では、前記カバー材４を、カバー材４で受け止めていた砂、ノロ等の異物とともに燃えカスにし、その後、溶湯が小孔３を通ってストレーナーを通過して湯口の底に落下していくとともに、注湯の継続により溶湯がストレーナー１の上方側に満たされていく過程で、砂、ノロ等の異物とともに燃えカスにしたカバー材４を、溶湯の内部で上方に移動させながら、ノロとして溶湯の上面に浮き上がらせることとしている。

周知の通り、溶湯は金属を溶解して製造したものであるために比重が大きいために、注湯の継続により湯口１２におけるストレーナー１の上方側が溶湯で満たされていく過程で、比重の軽い燃えカスは、溶湯中を上方に浮き上がっていき、やがてノロとなって溶湯の上面に浮き上がらせることが可能である。

次に、注湯の終了に伴い、溶湯がストレーナー１を通過して湯口の底１５に移動していくとともに湯口１２内の溶湯が減っていくと、溶湯の上面が下がっていくとともに、前記燃えカスも、溶湯の上面の下降とともに湯口１２内で下方に移動していく。

そして、溶湯の上面がストレーナーを通過していく過程において、前記燃えカスは、溶湯の上面とともにストレーナー本体２内に入っていくが、ストレーナー１を通過すること無く、溶湯が完全にストレーナー１を通過するときに、小孔３内に留まり、これにより、溶湯のみを湯口の底１５に落下させ、砂、ノロ等の異物が溶湯とともにストレーナーを通過してしまい、砂かみ、ノロかみ等の原因になることを防止することが可能となる。

このように、本実施例の鋳造方法によれば、砂、ノロ等の異物が溶湯とともに湯道に入ってしまい、それにより砂かみ、ノロかみが発生してしまい製品不良となってしまうことを有効に防止することが可能である。

本発明によれば、鋳物製品の鋳造に際して、砂、ノロ等の異物が溶湯とともに湯道に入り込んで砂かみ、ノロかみを防止するとともに溶湯を早く注湯することが可能であるため、鋳物製品の鋳造方法の全般に適用可能である。

１ストレーナー
２ストレーナー本体
３小孔
４カバー材
１１砂型
１２湯口
１３受け口
１４縦湯道
１５湯口の底
１６湯道
１７製品部分
１８押湯部分
１９砂、ノロ等の異物
２０堰

Claims

鋳物製品の鋳造方法であって、
溶湯を注湯する湯口の下方部分に、溶湯が通過可能な多数個の小孔（３）を有する多孔質のストレーナー本体（２）と、該ストレーナー本体（２）の上面に配置されて前記小孔（３）の上部開口を閉鎖した易燃性素材により形成された薄膜状のカバー材（４）と、を具備したストレーナー（１）を配置して、
前記カバー材（４）で砂、ノロ等の異物（１９）を受け止めるとともに、
湯口から注湯した後に、溶湯が前記カバー材（４）に接する前に、溶湯から発せられる熱によって、前記カバー材（４）を、カバー材（４）で受け止めた砂、ノロ等の異物（１９）を巻き込ませながら燃やして燃えカスにし、溶湯がストレーナーを通過して湯口の底に落下していきつつストレーナーの上方側に満たされていく過程で、前記燃えカスを溶湯の内部で上方に移動させながら溶湯の上面に浮き上がらせ、溶湯が完全にストレーナーを通過した後に、前記燃えカスを前記小孔（３）内に留まらせる、ことを特徴とする鋳物製品の鋳造方法。