JP2015066564A

JP2015066564A - Aluminium casting apparatus

Info

Publication number: JP2015066564A
Application number: JP2013201281A
Authority: JP
Inventors: 彦之軽石; Hikoyuki Karuishi; 想吉田; Sou Yoshida; 光史高砂; Koji Takasago; 秀明勝亦; Hideaki Katsumata; 祐生檜高; Yuki Hidaka
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP6220207B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminium casting apparatus in which cleaned molten aluminium can be led from a spout to a casting mold while maintaining the cleaned condition.SOLUTION: There is provided the an aluminium casting apparatus 100 in which molten aluminium led through a spout 1 is supplied from the spout 1 to casting molds 3 via pouring nozzles 2 and an aluminium ingot is cast.. The pouring nozzles 2 are formed of a ceramic material and mounted to the spout 1 using ring plates 5 surrounding a periphery of the nozzles 2. The ring plates 5 are formed of the ceramic material.

Description

本発明は、アルミニウム溶湯からアルミニウム鋳塊を製造するアルミニウム鋳造装置に関する。 The present invention relates to an aluminum casting apparatus for producing an aluminum ingot from molten aluminum.

アルミニウム鋳魂中に混入した酸化物や耐火物等の異物、あるいは粗大な金属間化合物（以下、介在物）により、アルミニウム製品の機能欠陥、外観不良等が引き起こされることが問題となっている。また近年においては、アルミニウム製品の低コスト化に伴い、アルミニウム製品の板厚の薄肉化が進められており、微小な介在物によっても機能欠陥が引き起こされることが問題となっている。
そこで、一般的な鋳造装置においては、アルミニウム鋳魂の製造に用いるアルミニウム溶湯中から介在物を除去するために、鋳型にアルミニウム溶湯を分配する樋への投入前に、アルミニウム溶湯をフィルター等に通過させることが行われている。しかし、フィルターを通過させたアルミニウム溶湯であっても、樋を通じて鋳型に供給するまでの間に汚染され、アルミニウム鋳魂中に介在物が混入することがあった。 There is a problem that foreign matters such as oxides and refractories mixed in the aluminum casting soul or coarse intermetallic compounds (hereinafter referred to as inclusions) cause functional defects and poor appearance of aluminum products. In recent years, as the cost of aluminum products has been reduced, the thickness of aluminum products has been reduced, and it has been a problem that functional defects are caused by minute inclusions.
Therefore, in general casting equipment, in order to remove inclusions from the molten aluminum used to manufacture the aluminum casting soul, the molten aluminum is passed through a filter or the like before being poured into the mold that distributes the molten aluminum to the mold. Has been done. However, even the molten aluminum that has passed through the filter is contaminated before being supplied to the mold through the trough, and inclusions may be mixed into the aluminum casting soul.

例えば、特許文献１には、アルミニウム溶湯を樋（鋳込樋）から鋳型に供給するための注湯ノズル（溶湯分配装置）において汚染され、それがアルミニウム鋳魂中の介在物の低減を困難とさせていることが記載されている。また、注湯ノズルがアルミニウム溶湯により侵食を受けることで、剥離片や反応生成物等の介在物がアルミニウム溶湯中に混入する危険性を常に有するものであることも記載されている。
このため、特許文献１に記載のアルミニウム鋳造装置においては、注湯ノズルのアルミニウム溶湯と接触する表面部位を窒化珪素材料により形成するとともに、溶湯通孔入口側の角部に丸味をつけて湾曲面形状としている。これにより、注湯ノズルがアルミニウム溶湯に接触しても殆ど化学的に反応せず、その表面が脆化剥離して介在物としてアルミニウム溶湯内に混入することを防止でき、フィルターで清浄化されたアルミニウム溶湯を清浄な溶湯状態を保持しながら樋から鋳型に導くことが可能であるとされている。 For example, in Patent Document 1, it is contaminated in a pouring nozzle (molten dispensing device) for supplying molten aluminum from a bowl (casting bowl) to a mold, which makes it difficult to reduce inclusions in the aluminum casting soul. It is described that it is allowed to. Further, it is also described that there is always a risk that inclusions such as exfoliation pieces and reaction products are mixed into the molten aluminum because the pouring nozzle is eroded by the molten aluminum.
For this reason, in the aluminum casting apparatus described in Patent Document 1, the surface portion of the pouring nozzle that contacts the molten aluminum is formed of a silicon nitride material, and the curved portion is rounded at the corner on the inlet side of the molten metal passage. It has a shape. As a result, even when the pouring nozzle comes into contact with the molten aluminum, it hardly reacts chemically, and the surface can be prevented from being embrittled and exfoliated and mixed into the molten aluminum as inclusions, and cleaned with a filter. It is said that it is possible to guide the molten aluminum from the basket to the mold while maintaining a clean molten state.

また、特許文献２には、溶湯容器の内張り耐火壁として導電性硼化物セラミックスを用いることが提案されており、硼化物セラミックス系材料の高耐食性により損耗の防止と溶湯の汚染を防止することが記載されている。
さらに、鋼の分野においても、特許文献３に開示されるように、溶鋼が流れる通路の内張りに、炭素と、ジルコニアと酸素シアロン又は酸窒化珪素との複合物からなる耐火物内張り組成物を用いて、アルミナやその他の酸化物の形成析出を防止することが記載されている。 Patent Document 2 proposes to use conductive boride ceramics as the refractory wall of the molten metal lining, and it is possible to prevent wear and contamination of the molten metal by the high corrosion resistance of the boride ceramic materials. Have been described.
Furthermore, also in the field of steel, as disclosed in Patent Document 3, a refractory lining composition composed of a composite of carbon, zirconia and oxygen sialon or silicon oxynitride is used for the lining of the passage through which molten steel flows. Thus, it is described that formation and precipitation of alumina and other oxides are prevented.

特開平７‐２４５６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-24566 特開昭６１‐７６８７８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-76878 特開平３‐５０２０９１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-502091

しかし、注湯ノズルや溶湯容器に窒化珪素等を主成分とする不定形耐火物を使用した場合でも、アルミニウム溶湯中に介在する介在物の排除は十分ではない。また、さらなるアルミニウム製品の板厚の薄肉化や強度向上のためにも、アルミニウム鋳魂中の介在物を一層低減させることが要求されている。 However, even when an amorphous refractory mainly composed of silicon nitride or the like is used for the pouring nozzle or the molten metal container, the inclusions intervening in the molten aluminum are not sufficient. Further, in order to further reduce the thickness of the aluminum product and improve the strength, it is required to further reduce the inclusions in the aluminum casting soul.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、清浄化されたアルミニウム溶湯を、その清浄状態を維持して樋から鋳型に導くことを可能とするアルミニウム鋳造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an aluminum casting apparatus capable of guiding a cleaned molten aluminum from a flaw to a mold while maintaining the clean state. And

本発明は、樋を通じて導かれるアルミニウム溶湯を該樋から注湯ノズルを通じて鋳型に供給し、アルミニウム鋳魂を鋳造するアルミニウム鋳造装置であって、前記注湯ノズルはセラミックス材により形成されており、該注湯ノズルがその周囲を囲むリングプレートを介して前記樋に取り付けられ、前記リングプレートはセラミックス材により形成されていることを特徴とする。 The present invention is an aluminum casting apparatus for casting an aluminum casting soul by supplying molten aluminum guided through a bowl to a mold through a pouring nozzle, and the pouring nozzle is made of a ceramic material, A pouring nozzle is attached to the bowl through a ring plate surrounding the periphery, and the ring plate is made of a ceramic material.

アルミニウム溶湯が樋から注湯ノズルを通じて鋳型に導かれることから、樋と注湯ノズルとの接続部分は特に欠落・欠損し易い。そこで、注湯ノズルを耐食性に優れるセラミックス材により形成するとともに、さらに注湯ノズルの周囲に、耐食性に優れるセラミックス材により形成されたリングプレートを設けることで、欠落・欠損を防止して清浄化されたアルミニウム溶湯を、その清浄状態を維持して樋から鋳型に導くことができる。
また、注湯ノズルは、樋を収容するケーシングや、樋をケーシング上に載置するブロック等の各部品にそれぞれ設けられた貫通孔を跨いで取り付けられるため、各部品の貫通孔の位置が一致しない場合には、注湯ノズルを取り付けることが難しくなる。ところが、本発明のアルミニウム鋳造装置では、樋と注湯ノズルとの間にリングプレートを配置することとしているので、樋に設けられた貫通孔とリングプレートとの間に設けられる隙間（クリアランス）によって各部品の位置ずれを吸収することができ、注湯ノズルを容易に樋に取り付けることが可能となっている。さらにこの場合には、リングプレートに欠損が生じた際には、リングプレートだけを交換できるという利点もある。 Since the molten aluminum is guided from the tub to the mold through the pouring nozzle, the connecting portion between the tub and the pouring nozzle is particularly likely to be missing or missing. Therefore, the pouring nozzle is made of a ceramic material with excellent corrosion resistance, and a ring plate made of a ceramic material with excellent corrosion resistance is provided around the pouring nozzle, thereby preventing loss and chipping. The molten aluminum can be guided from the tub to the mold while maintaining its clean state.
In addition, the pouring nozzle is mounted across the through holes provided in each part such as the casing for housing the firewood and the block for placing the firewood on the casing, so the positions of the through holes in each part are the same. If not, it will be difficult to attach a pouring nozzle. However, in the aluminum casting apparatus of the present invention, since the ring plate is arranged between the bowl and the pouring nozzle, the clearance (clearance) provided between the through hole provided in the bowl and the ring plate is used. The misalignment of each part can be absorbed, and the pouring nozzle can be easily attached to the bowl. Further, in this case, there is an advantage that when the ring plate is damaged, only the ring plate can be replaced.

また、リングプレートを形成するセラミックス材としては、窒化珪素、炭化珪素又はチタン酸アルミニウムを用いることができ、注湯ノズルを形成するセラミックス材としては、窒化珪素を用いることができる。 Moreover, silicon nitride, silicon carbide or aluminum titanate can be used as the ceramic material forming the ring plate, and silicon nitride can be used as the ceramic material forming the pouring nozzle.

本発明のアルミニウム鋳造装置において、前記樋は、少なくとも前記アルミニウム溶湯との接触面が前記セラミックス材により形成されているとよい。
また、前記セラミックス材としては、チタン酸アルミニウムを用いることができる。
また、アルミニウム溶湯の温度低下による流動性低下を防ぐために、樋を形成するセラミックス材の熱伝導率については、８００℃における熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の低熱伝導率の部材を用いることが望ましい。さらに、耐熱衝撃性の観点から、常温から１０００℃における熱膨張率が２．０×１０^−６／Ｋ以下の低熱膨張率の部材を用いることが望ましい。 In the aluminum casting apparatus of the present invention, it is preferable that at least a contact surface with the molten aluminum is formed of the ceramic material.
Moreover, aluminum titanate can be used as the ceramic material.
Moreover, in order to prevent the fluidity | liquidity fall by the temperature fall of molten aluminum, about the thermal conductivity of the ceramic material which forms a cage | basket, the member of the low thermal conductivity whose thermal conductivity in 800 degreeC is 2.0 W / m * K or less is used. It is desirable to use it. Further, from the viewpoint of thermal shock resistance, it is desirable to use a member having a low coefficient of thermal expansion having a coefficient of thermal expansion of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less from room temperature to 1000 ° C.

本発明のアルミニウム鋳造装置において、前記樋は短尺な複数の分割体を長さ方向に並べて形成されており、これら分割体により形成される前記樋を収容するケーシングを備え、前記樋と前記ケーシングとの間が繊維状の耐熱ファイバで充填された構成とされているとよい。
樋のような大型の部品をセラミックス材によって一体で高精度に成形することは困難であるが、小さな分割体を複数組み合わせることにより可能としている。また、樋とケーシングとの間に充填された耐熱ファイバにより、熱変形の大きいケーシングの伸びが分割体に直接伝わることを防止できるので、分割体が移動し難く、分割体どうしの間に隙間が生じることを防止することができる。
また、前記耐熱ファイバは、ショットフリーのファイバを用いることが望ましい。 In the aluminum casting apparatus of the present invention, the scissors are formed by arranging a plurality of short divided bodies in the length direction, and include a casing that accommodates the scissors formed by these divided bodies. It is preferable that the gap is filled with a fibrous heat-resistant fiber.
Although it is difficult to form a large part such as a cocoon with a ceramic material with high precision, it is possible by combining a plurality of small divided bodies. In addition, the heat resistant fiber filled between the casing and the casing can prevent the expansion of the casing with large thermal deformation from being directly transmitted to the divided bodies, so that the divided bodies are difficult to move and there is a gap between the divided bodies. It can be prevented from occurring.
The heat-resistant fiber is preferably a shot-free fiber.

本発明のアルミニウム鋳造装置において、前記分割体の間に設けられる目地部に、圧縮復元特性に優れたシール材が設けられているとよい。
分割体の目地部に圧縮復元特性に優れたシール材を介在させることで、分割体の目地部の隙間を確実に埋めることができる。また、目地部を不定形耐火物等で埋めることを必要としないので、不定形耐火物等に起因した介在物の発生を防止することができる。 In the aluminum casting apparatus of the present invention, it is preferable that a sealing material having excellent compression recovery characteristics is provided at a joint provided between the divided bodies.
By interposing a sealing material having excellent compression recovery characteristics in the joint portion of the divided body, the gap between the joint portions of the divided body can be reliably filled. Further, since it is not necessary to fill the joint portion with an irregular refractory or the like, it is possible to prevent the occurrence of inclusions due to the irregular refractory or the like.

本発明によれば、樋から鋳型までを、アルミニウム溶湯に対する耐食性に優れたセラミックス材で形成することができ、清浄化されたアルミニウム溶湯を、その清浄状態を維持して樋から鋳型に導くことが可能となる。 According to the present invention, from the ridge to the mold can be formed of a ceramic material having excellent corrosion resistance against molten aluminum, and the cleaned molten aluminum can be guided from the ridge to the mold while maintaining its clean state. It becomes possible.

本発明に係るアルミニウム鋳造装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the aluminum casting apparatus which concerns on this invention. 図１のＡ‐Ａ線に沿うアルミニウム鋳造装置の断面図である。It is sectional drawing of the aluminum casting apparatus which follows the AA line of FIG. 図１のＢ‐Ｂ線に沿うアルミニウム鋳造装置の断面図である。It is sectional drawing of the aluminum casting apparatus which follows the BB line of FIG. 樋を構成する分割体の目地部部分の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the joint part of the division body which comprises a collar. 鋳型の構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of a casting_mold | template.

以下、本発明に係るアルミニウム鋳造装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のアルミニウム鋳造装置１００は、図１に示すように、樋１を通じて導かれるアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム溶湯を、樋１から注湯ノズル２を通じて各鋳型３に分配し、アルミニウム鋳魂Ｍを鋳造するものである。
また、アルミニウム鋳造装置１００は、図５に示すように、上下開放状態の矩形状の鋳型３と、その下側に上下移動可能に設けられ、鍛造の最初の段階で鋳型３の底面となる受台３１とを備え、直方体形状のアルミニウム鋳魂Ｍを竪型半連続鋳造するものである。
なお、樋１には、保温炉４からフィルター等を通じて清浄化されたアルミニウム溶湯が供給されるようになっている。 Hereinafter, an embodiment of an aluminum casting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the aluminum casting apparatus 100 according to the present embodiment distributes molten aluminum made of aluminum or an aluminum alloy, which is guided through the rod 1, to the respective molds 3 from the rod 1 through the pouring nozzle 2, and the aluminum casting soul. M is cast.
In addition, as shown in FIG. 5, the aluminum casting apparatus 100 is provided with a rectangular mold 3 that is open up and down, and is provided below the mold 3 so as to be movable up and down. The base 31 is provided, and a rectangular parallelepiped aluminum casting soul M is cast in a semi-continuous manner.
In addition, the molten aluminum which was cleaned through the filter etc. from the heat insulation furnace 4 is supplied to the firewood 1.

鋳型３は、矩形状の長辺に相当する一対の長辺鋳型と、短辺に相当する一対の短辺鋳型とを備え、これら長辺鋳型及び短辺鋳型は、図５に示すように断面が矩形状とされ、その内部に給水ジャケット３２を内蔵し、その下側に、斜め下向きに形成されたスリット状の噴射口３３が設けられている。これにより、図５に矢印ｗで示すように、給水ジャケット３２内の冷却水が、噴射口３３からアルミニウム鋳魂Ｍに向かって斜め下向きに噴射されるようになっている。 The mold 3 includes a pair of long side molds corresponding to rectangular long sides and a pair of short side molds corresponding to short sides. Is formed in a rectangular shape, and a water supply jacket 32 is built therein, and a slit-like injection port 33 formed obliquely downward is provided on the lower side thereof. As a result, as indicated by an arrow w in FIG. 5, the cooling water in the water supply jacket 32 is jetted obliquely downward toward the aluminum casting soul M from the jet port 33.

また、鋳型３の上側には耐食性に優れるセラミックス材からなる注湯ノズル２が設けられており、注湯ノズル２は、例えば窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）により形成されている。そして、この注湯ノズル２から鋳型３内にアルミニウム溶湯ｍが供給されるようになっている。また、鋳型３内のアルミニウム溶湯ｍは、鋳型３の内壁から放熱することで凝固殻を形成するとともに、鋳型３から引き出す際に、その表面に冷却水が噴射されることで完全に凝固され、直方体形状のアルミニウム鋳魂Ｍが半連続鋳造されるようになっている。 Further, a pouring nozzle 2 made of a ceramic material having excellent corrosion resistance is provided on the upper side of the mold 3, and the pouring nozzle 2 is made of, for example, silicon nitride (Si ₃ N ₄ ). The molten aluminum m is supplied into the mold 3 from the pouring nozzle 2. In addition, the molten aluminum m in the mold 3 forms a solidified shell by radiating heat from the inner wall of the mold 3 and is completely solidified by injecting cooling water onto the surface when being drawn out from the mold 3. A rectangular parallelepiped aluminum casting soul M is semi-continuously cast.

また、注湯ノズル２へのアルミニウム溶湯ｍの供給は、図１に示すように、樋１を介してなされ、注湯ノズル２は、その周囲を囲むリングプレート５を介して樋１に取り付けられる。
リングプレート５はセラミックス材により形成されており、例えば、窒化珪素、炭化珪素又はチタン酸アルミニウム等のアルミニウム溶湯ｍと反応しないセラミックス材により形成されている。 In addition, as shown in FIG. 1, the molten aluminum m is supplied to the pouring nozzle 2 through a tub 1 and the pouring nozzle 2 is attached to the tub 1 through a ring plate 5 surrounding the periphery thereof. .
The ring plate 5 is formed of a ceramic material, for example, a ceramic material that does not react with molten aluminum m such as silicon nitride, silicon carbide, or aluminum titanate.

また、樋１は、セラミックス材により形成され、短尺な複数の分割体１１を長さ方向に並べて形成されている。樋１を形成するセラミックス材は、アルミニウム溶湯ｍの温度低下による流動性低下を防ぐために、８００℃における熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とされる低熱伝導率の部材を用いることが望ましく、また耐熱衝撃性の観点から、常温から１０００℃における熱膨張率が２．０×１０^−６／Ｋ以下の低熱膨張率の部材を用いることが望ましい。例えば、８００℃における熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、常温から１０００℃における熱膨張率が２．０×１０^−６／Ｋ以下のセラミックス材としては、チタン酸アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＯ_２）を用いることができる。 The ridge 1 is formed of a ceramic material, and is formed by arranging a plurality of short divided bodies 11 in the length direction. For the ceramic material forming the ridge 1, a low thermal conductivity member having a thermal conductivity at 800 ° C. of 2.0 W / m · K or less should be used in order to prevent a decrease in fluidity due to a temperature decrease of the molten aluminum m. Desirably, from the viewpoint of thermal shock resistance, it is desirable to use a member having a low coefficient of thermal expansion with a coefficient of thermal expansion of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less from room temperature to 1000 ° C. For example, as a ceramic material having a thermal conductivity at 800 ° C. of 2.0 W / m · K or less and a thermal expansion coefficient from room temperature to 1000 ° C. of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less, aluminum titanate (Al ₂ O ₃ · TiO ₂ ) can be used.

そして、アルミニウム鋳造装置１００は、これら分割体１１により形成される樋１を収容するケーシング１０を備え、樋１とケーシング１０との間がセラミックス材からなる繊維状の耐熱ファイバ１２で充填された構成とされる。
なお、ケーシング１０はＳＵＳ４３０等のステンレス鋼材により形成されている。また、耐熱ファイバ１２は、ショットフリーのファイバとされ、玄武岩繊維等により形成されている。 And the aluminum casting apparatus 100 is equipped with the casing 10 which accommodates the cage | basket 1 formed with these division bodies 11, and the structure filled with the fibrous heat-resistant fiber 12 which consists of ceramic materials between the cage | basket 1 and the casing 10 is comprised. It is said.
The casing 10 is formed of a stainless steel material such as SUS430. The heat-resistant fiber 12 is a shot-free fiber and is made of basalt fiber or the like.

また、図４に示すように、樋１を構成する分割体１１の間に設けられる目地部Ｓには、圧縮復元特性に優れたシール材１３が設けられている。
シール材１３は、図４に示すように、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）製のアルミナロープ１４の間に同じくアルミナ製のアルミナペーパー１５を挟んだ三層構造とされ、目地部Ｓの上下開口部にアルミナロープ１４が露出するように配置される。そして、これら分割体１１の目地部Ｓは、アルミナやシリカ（ＳｉＯ_２）等のセラミックス材からなる枕材１６上に載置される。また、注湯ノズル２が取り付けられた分割体１１については、図３に示すように、注湯ノズル２及びリングプレート５を挿入する貫通孔ｈが設けられており、リングプレート５の周囲が、枕材１６と同様の材料で形成されたブロック１７により支持されている。なお、注湯ノズル２とリングプレート５との隙間は、各分割体１１の間に設けられるシール材１３と同様のシール材（図示略）を用いて埋められる。そして、分割体１１とケーシング１０、枕材１６、ブロック１７との間に設けられる空間部は、アルミナ、シリカ、酸化カルシウム（ＣａＯ）により組成されるセメントキャスタブル１８により充填されている。 Moreover, as shown in FIG. 4, the sealing material 13 excellent in the compression decompression | restoration characteristic is provided in the joint part S provided between the division bodies 11 which comprise the collar 1. FIG.
As shown in FIG. 4, the sealing material 13 has a three-layer structure in which an alumina paper 15 made of alumina is sandwiched between alumina ropes 14 made of alumina (Al ₂ O ₃ ). It arrange | positions so that the alumina rope 14 may be exposed. The joint portion S of the divided body 11 is placed on the pillow member 16 made of alumina or silica (SiO ₂₎ or the like ceramic material. Further, as shown in FIG. 3, the divided body 11 to which the pouring nozzle 2 is attached is provided with a through hole h into which the pouring nozzle 2 and the ring plate 5 are inserted, and the periphery of the ring plate 5 is It is supported by a block 17 formed of the same material as the pillow material 16. Note that the gap between the pouring nozzle 2 and the ring plate 5 is filled with a sealing material (not shown) similar to the sealing material 13 provided between the divided bodies 11. And the space part provided between the division body 11, the casing 10, the pillow material 16, and the block 17 is filled with the cement castable 18 comprised with an alumina, a silica, and calcium oxide (CaO).

このように構成されたアルミニウム鋳造装置１００を用いてアルミニウム鋳魂を鋳造する際には、図５に示すように、樋１から注湯ノズル２を通じて鋳型３と受台３１とで囲まれたキャビティ内にアルミニウム溶湯ｍが注入される。キャビティ内に注入されたアルミニウム溶湯ｍは、鋳型３及び受台３１に接触する周囲から冷却され、直方体形状に凝固し始めるとともに、受台３１とともに鋳型３の下方に徐々に下降する。そして、鋳型３よりも下方に降下したところで、噴射口３３から冷却水ｗが周囲に噴射される。
アルミニウム溶湯ｍは鋳型３に連続して注入され、鋳型３及び冷却水ｗの噴射により冷却されながら受台３１とともに降下されることにより、垂直方向に伸びる直方体形状のアルミニウム鋳魂Ｍが鋳造される。 When an aluminum casting soul is cast using the aluminum casting apparatus 100 configured as described above, as shown in FIG. 5, a cavity surrounded by the mold 3 and the cradle 31 through the pouring nozzle 2 from the rod 1. The molten aluminum m is poured into the inside. The molten aluminum m injected into the cavity is cooled from the periphery in contact with the mold 3 and the cradle 31 and starts to solidify into a rectangular parallelepiped shape, and gradually descends below the mold 3 together with the cradle 31. And when it descend | falls below the casting_mold | template 3, the cooling water w is injected from the injection port 33 around.
The molten aluminum m is continuously poured into the mold 3 and lowered together with the cradle 31 while being cooled by the injection of the mold 3 and the cooling water w, thereby casting the aluminum casting soul M having a rectangular parallelepiped shape extending in the vertical direction. .

このように、アルミニウム溶湯ｍが樋１から注湯ノズル２を通じて鋳型３に導かれることから、樋１と注湯ノズル２との接続部分は特に欠落・欠損し易い。しかし、本実施形態のアルミニウム鋳造装置１００においては、注湯ノズル２が耐食性に優れる窒化珪素により形成するとともに、注湯ノズル２の周囲に、耐食性に優れるセラミックス材により形成されたリングプレート５を設けることとしているので、欠落・欠損の発生を防止して、アルミニウム溶湯ｍ中に混入することが防止できる。したがって、保温炉４からフィルター等を通じて清浄化されたアルミニウム溶湯ｍを、その清浄状態を維持して樋１から鋳型３に導くことができる。
また、注湯ノズル２は、樋１及びケーシング１０、ブロック１７にそれぞれ設けられた貫通孔を跨いで取り付けられるため、これら各部品の貫通孔の位置が一致しない場合には、注湯ノズルを取り付けることが難しくなる。ところが、アルミニウム鋳造装置１００では、樋１と注湯ノズル２との間にリングプレート５を配置する構成としているので、樋１に設けられる貫通孔ｈとリングプレート５との間に設けられる隙間によって各部品の位置ずれを吸収することができ、注湯ノズル２を容易に樋１に取り付けることができる。したがって、このリングプレート５は、分割体１１に形成される貫通孔ｈの位置ずれの吸収代としての役割を担っている。さらに、リングプレート５は、欠損が生じた際には、リングプレート５だけを交換できるようになっている。 As described above, since the molten aluminum m is guided from the tub 1 to the mold 3 through the pouring nozzle 2, the connection portion between the tub 1 and the pouring nozzle 2 is particularly likely to be missing or missing. However, in the aluminum casting apparatus 100 of this embodiment, the pouring nozzle 2 is formed of silicon nitride having excellent corrosion resistance, and the ring plate 5 formed of a ceramic material having excellent corrosion resistance is provided around the pouring nozzle 2. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a deficit / deficiency and prevent the molten aluminum m from being mixed. Therefore, the molten aluminum m cleaned from the heat-retaining furnace 4 through a filter or the like can be guided from the basket 1 to the mold 3 while maintaining its clean state.
Moreover, since the pouring nozzle 2 is attached across the through-holes provided in the basket 1, the casing 10, and the block 17, the pouring nozzle is attached when the positions of the through-holes of these parts do not match. It becomes difficult. However, in the aluminum casting apparatus 100, the ring plate 5 is arranged between the bowl 1 and the pouring nozzle 2, so that a gap provided between the through hole h provided in the bowl 1 and the ring plate 5 is used. The position shift of each part can be absorbed and the pouring nozzle 2 can be easily attached to the tub 1. Therefore, the ring plate 5 plays a role as an absorption margin for displacement of the through hole h formed in the divided body 11. Further, the ring plate 5 can be replaced only when the defect occurs.

また、樋１を高熱伝導素材で形成した場合は、アルミニウム溶湯ｍの温度低下を招き、鋳造性に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、樋１の熱膨張率が高いと、耐熱衝撃特性に影響し、欠損を招きやすくなることから、樋１には本実施形態のように、８００℃における熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とされ、常温から１０００℃における熱膨張率が２．０×１０^−６／Ｋ以下とされる部材を用いることが望ましい。
なお、上記実施形態においては、樋１を構成する分割体１１の全体をセラミックス材により構成したが、少なくともアルミニウム溶湯ｍとの接触面をセラミックス材により形成しておくことで、アルミニウム溶湯ｍ中への介在物の混入を防止することができる。 Moreover, when the cage | basket 1 is formed with a highly heat-conductive material, the temperature fall of the molten aluminum m is caused and there exists a possibility of having a bad influence on castability. On the other hand, if the coefficient of thermal expansion of the ridge 1 is high, it will affect the thermal shock resistance and easily cause defects. Therefore, the ridge 1 has a thermal conductivity of 2.0 W / m at 800 ° C. as in this embodiment. It is desirable to use a member having a coefficient of thermal expansion of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less from room temperature to 1000 ° C.
In addition, in the said embodiment, although the whole split body 11 which comprises the gutter 1 was comprised with the ceramic material, by forming the contact surface with the aluminum molten metal m with a ceramic material at least, it is in the molten aluminum m. It is possible to prevent the inclusion of inclusions.

また、樋１のような大型の部品をセラミックス材によって一体で高精度に成形することは困難であるが、本実施形態においては、小さな分割体１１を複数組み合わせることにより樋１をセラミックス材により形成することを可能としている。
この場合、分割体１１で構成された樋１をケーシング１０に収容することにより、一体に設けている。そして、ステンレス鋼材により形成されるケーシング１０は、樋１を形成するセラミックス材と比べて熱膨張率が高いものとなっているが、これら樋１とケーシング１０との間に充填された耐熱ファイバ１２により、熱変形の大きいケーシング１０の伸びが各分割体１１に直接伝わることを防止できるので、分割体１１が移動し難く、分割体１１どうしの間に隙間が生じることを防止することができ、アルミニウム溶湯ｍを鋳型３に良好に導くことができる。
また、樋１を構成する分割体１１単位での交換が可能となっており、分割体１１に何らかの欠損等が生じた際にはその分割体を交換することで、アルミニウム溶湯の清浄状態を良好に維持することができる。 In addition, although it is difficult to form a large part such as the ridge 1 with a ceramic material with high precision, in the present embodiment, the ridge 1 is formed of a ceramic material by combining a plurality of small divided bodies 11. It is possible to do.
In this case, the bag 1 constituted by the divided body 11 is integrally provided by being accommodated in the casing 10. The casing 10 formed of a stainless steel material has a higher coefficient of thermal expansion than the ceramic material forming the flange 1, but the heat-resistant fiber 12 filled between the flange 1 and the casing 10. Therefore, it is possible to prevent the expansion of the casing 10 having a large thermal deformation from being directly transmitted to each of the divided bodies 11, so that the divided bodies 11 are difficult to move, and a gap can be prevented from being generated between the divided bodies 11. The molten aluminum m can be guided well to the mold 3.
In addition, it is possible to replace the divided body 11 constituting the ridge 1 in units, and when the divided body 11 has some defect, the divided body is replaced, so that the clean state of the molten aluminum is good. Can be maintained.

さらに、分割体１１の目地部Ｓに圧縮復元特性に優れたシール材１３を介在させることで、分割体１１の目地部Ｓの隙間を確実に埋めることができる。また、目地部Ｓを不定形耐火物等で埋めることを必要としないので、不定形耐火物等に起因した介在物の発生を防止することができ、アルミニウム溶湯ｍに介在物が混入するのを確実に防止することができる。 Furthermore, the gap of the joint portion S of the divided body 11 can be reliably filled by interposing the sealing material 13 excellent in compression and restoration characteristics in the joint portion S of the divided body 11. Further, since it is not necessary to fill the joint portion S with an irregular refractory material, it is possible to prevent the occurrence of inclusions due to the irregular refractory material, and to prevent inclusions from being mixed into the molten aluminum m. It can be surely prevented.

このように、本発明のアルミニウム鋳造装置１００においては、樋１から鋳型３までを、アルミニウム溶湯ｍに対する耐食性に優れたセラミックス材で形成することができ、清浄化されたアルミニウム溶湯ｍを、その清浄状態を維持して樋１から鋳型３に導くことが可能となり、アルミニウム鋳魂Ｍ中の介在物混入が防止できる。 As described above, in the aluminum casting apparatus 100 of the present invention, the rod 1 to the mold 3 can be formed of a ceramic material having excellent corrosion resistance against the molten aluminum m, and the cleaned molten aluminum m is cleaned. The state can be maintained and guided from the rod 1 to the mold 3, and inclusions in the aluminum casting soul M can be prevented.

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１樋
２注湯ノズル
３鋳型
４保温炉
５リングプレート
１０ケーシング
１１分割体
１２耐熱ファイバ
１３シール材
１４アルミナロープ
１５アルミナペーパー
１６枕材
１７ブロック
１８セメントキャスタブル
３１受台
３２給水ジャケット
３３噴射口
１００アルミニウム鋳造装置
ｍアルミニウム溶湯
Ｍアルミニウム鋳魂
Ｓ目地部
ｈ隙間
ｗ冷却水 1 樋 2 Pouring nozzle 3 Mold 4 Incubator 5 Ring plate 10 Casing 11 Split body 12 Heat resistant fiber 13 Sealing material 14 Alumina rope 15 Alumina paper 16 Pillow material 17 Block 18 Cement castable 31 Receiving base 32 Water supply jacket 33 Injection port 100 Aluminum Casting equipment m Aluminum melt M Aluminum casting soul S Joint part h Crevice w Cooling water

Claims

An aluminum casting apparatus for casting an aluminum casting soul by supplying molten aluminum guided through a bowl to a mold through a pouring nozzle from the bowl, wherein the pouring nozzle is formed of a ceramic material, An aluminum casting apparatus, wherein the ring casting apparatus is attached to the rod through a ring plate surrounding the periphery, and the ring plate is made of a ceramic material.

The aluminum casting apparatus according to claim 1, wherein the ceramic material forming the ring plate is silicon nitride, silicon carbide, or aluminum titanate.

The aluminum casting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ceramic material forming the pouring nozzle is silicon nitride.

4. The aluminum casting apparatus according to claim 1, wherein at least a contact surface with the molten aluminum is formed of a ceramic material.

The aluminum casting apparatus according to claim 4, wherein the ceramic material of the ridge is aluminum titanate.

The ceramic material forming the ridges has a thermal conductivity of 800 W / m · K or less at 800 ° C. and a thermal expansion coefficient from room temperature to 1000 ° C. of 2.0 × 10 ⁻⁶ / K or less. The aluminum casting apparatus according to claim 5, wherein the apparatus is an aluminum casting apparatus.

The scissors are formed by arranging a plurality of short divided bodies in the length direction, and include a casing for housing the scissors formed by the divided bodies, and a fiber-shaped heat-resistant fiber between the scissors and the casing The aluminum casting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the aluminum casting apparatus is filled with.

The aluminum casting apparatus according to claim 7, wherein a sealing material having excellent compression recovery characteristics is provided in a joint portion provided between the divided bodies.