JP2015093309A - Up-drawing casting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、引上式鋳造装置に関する。 The present invention relates to a pull-up casting apparatus.
特許文献1では、鋳型を要しない画期的な鋳造方法として自由鋳造方法が開示されている。このような鋳造装置では、導出部を溶湯の表面である湯面に浸漬した後、この導出部を湯面から引き上げると、溶湯の表面膜や表面張力を利用して溶湯が導出される。ここで、湯面近傍に設置された形状規定部材を介して、溶湯を導出することにより、連続的に変化した断面形状を有する鋳物を連続鋳造することができる。 Patent Document 1 discloses a free casting method as an innovative casting method that does not require a mold. In such a casting apparatus, after the derivation part is immersed in the molten metal surface that is the surface of the molten metal, when the derivation part is pulled up from the molten metal surface, the molten metal is derived using the surface film and surface tension of the molten metal. Here, it is possible to continuously cast a casting having a continuously changing cross-sectional shape by deriving the molten metal through a shape determining member installed in the vicinity of the molten metal surface.
ところで、特許文献1で開示される自由鋳造装置では、形状規定部材が溶湯から熱を受けて、歪んでしまうことがある。 By the way, in the free casting apparatus disclosed in Patent Document 1, the shape defining member may be distorted by receiving heat from the molten metal.
例えば、図6に示すような引上式鋳造装置がある。図6は、関連する引上式鋳造装置の模式図である。図6に示すように、引上式鋳造装置900は、溶湯M1を保持する保持炉901と、溶湯M1の湯面近傍に設置された形状規定部材902と、溶湯M1を導出する導出部STと、冷却ノズル903とを有する。形状規定部材902は、単一の層からなる板状体である。冷却ノズル903は、形状規定部材902の上に設置される。形状規定部材902は溶湯M1から熱を与えられて、歪んでしまうことがある。
For example, there is a pulling type casting apparatus as shown in FIG. FIG. 6 is a schematic diagram of a related pull-up casting apparatus. As shown in FIG. 6, the pull-
そこで、本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、形状規定部材の歪みの発生を抑制して、鋳造することのできる引上式鋳造装置を提供することを目的とする。 Then, this invention is made | formed against the above-mentioned situation, and it aims at providing the pulling-up type casting apparatus which can suppress the generation | occurrence | production of the distortion of a shape prescription | regulation member and can be cast.
本発明にかかる引上式鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記溶湯の湯面から前記溶湯を導出する導出部と、
前記湯面近傍に設置され、前記導出部によって導出された凝固前の前記溶湯である保持溶湯に外力を印加することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
を備え、
前記形状規定部材は、冷却媒体が通過することのできる流路を有しており、
前記冷却媒体供給部は、前記冷却媒体を前記流路に流す。
The pull-up casting apparatus according to the present invention is
A holding furnace for holding molten metal;
A lead-out portion for leading out the molten metal from the surface of the molten metal;
A shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast by applying an external force to the holding molten metal that is installed in the vicinity of the molten metal surface and is derived by the lead-out portion and that is the molten metal before solidification,
A cooling medium supply unit for supplying a cooling medium;
With
The shape defining member has a flow path through which a cooling medium can pass,
The cooling medium supply unit causes the cooling medium to flow through the flow path.
このような構成によれば、形状規定部材の歪みの発生を抑制して、鋳造することができる。 According to such a configuration, it is possible to perform casting while suppressing the occurrence of distortion of the shape defining member.
本発明によれば、形状規定部材の歪みの発生を抑制して、鋳造することのできる引上式鋳造装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the distortion of a shape prescription | regulation member can be suppressed, and the pull-up type casting apparatus which can be cast can be provided.
実施の形態1.
図1〜3を参照して実施の形態1にかかる引上式鋳造装置について説明する。図1及び図2は、実施の形態1にかかる引上式鋳造装置の模式図である。より具体的には、図1は、実施の形態1にかかる引上式鋳造装置の正面断面を模式的に示す図である。図2は、実施の形態1にかかる引上式鋳造装置の側面断面を模式的に示す図である。図3は、実施の形態1にかかる引上式鋳造装置の要部の模式図である。
Embodiment 1 FIG.
The pulling type casting apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views of the pulling type casting apparatus according to the first embodiment. More specifically, FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a front cross-section of the pull-up casting apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a side cross-section of the pull-up casting apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram of a main part of the pull-up casting apparatus according to the first embodiment.
図1及び2に示すように、引上式鋳造装置10は、保持炉1と、形状規定部材2と、冷却ノズル3と、スタータSTと、遮熱部6と、断熱板7と、パージノズル8と、架台9と、を含む。なお、図2では、冷却ノズル3の図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pull-
保持炉1は溶湯M1を所定の温度に保持する。ここで、鋳造の進行とともに溶湯M1の表面、つまり湯面は低下する。他方、鋳造中に保持炉1へ溶湯を随時補充して、湯面を一定の高さに保持するような構成としてもよい。溶湯M1は、例えば、アルミニウム又は、アルミニウム合金である。なお、溶湯M1は、アルミニウム以外の金属又は合金であってもよい。 The holding furnace 1 holds the molten metal M1 at a predetermined temperature. Here, as the casting progresses, the surface of the molten metal M1, that is, the molten metal surface decreases. On the other hand, it is good also as a structure which replenishes a molten metal to the holding furnace 1 at any time during casting, and hold | maintains a hot_water | molten_metal surface at fixed height. The molten metal M1 is, for example, aluminum or an aluminum alloy. The molten metal M1 may be a metal or alloy other than aluminum.
形状規定部材2は溶湯M1の湯面に浮かぶように配置される。図1及び2の例では、形状規定部材2が湯面に接触するように配置されている。しかしながら、形状規定部材2は、それらの下側(湯面側)の主面が湯面に接触しないように設置されてもよい。形状規定部材2は、溶湯M1に外力を加えて、鋳物形状を規定する。形状規定部材2は、例えば、セラミックスやステンレス鋼からなる。形状規定部材2は、例えば、主面を貫く開口部を有する板状体である。溶湯M1をこの開口部の端部に接しながら引き上げても、外力を溶湯M1に加えることができる。また、形状規定部材2は、例えば、駆動部(図示略)に駆動力を与えられることにより、駆動することができる。形状規定部材2が駆動することで、溶湯M1に外力を与えることができる。
The
再び図1を参照すると、スタータSTは、引き上げ駆動装置(図示略)に、溶湯M1の湯面に接触及び離間可能に保持されている。引き上げ駆動装置は、スタータSTを引上駆動し、スタータSTとともに溶湯M1の一部を引上方向に引き上げる。スタータSTは、湯面近傍から湯面上方の所定の高さまで往復移動することができる。溶湯M1の一部は冷却されつつ、スタータSTに引き上げられる。 Referring to FIG. 1 again, the starter ST is held by a pulling drive device (not shown) so as to be able to contact and separate from the molten metal surface of the molten metal M1. The pulling drive device pulls up the starter ST and pulls up a part of the molten metal M1 in the pulling direction together with the starter ST. The starter ST can reciprocate from the vicinity of the hot water surface to a predetermined height above the hot water surface. A part of the molten metal M1 is pulled up to the starter ST while being cooled.
冷却ノズル3は、冷却媒体供給部(図示略)につながれており、所定の方向に冷却媒体を吹き付ける。冷却媒体として、例えば、空気、不活性ガス、水などが挙げられる。冷却ノズル3は、凝固部に冷却媒体を吹き付けることができるように、形状規定部材2の上側主面上に配置される。
The
遮熱部6は、遮熱材料からなる板状体である。遮熱材料は、例えば、セラミックスやステンレス鋼である。保持炉1の壁体に沿いつつ、距離を空けて設置される。図3に示すように、遮熱部6は、例えば、遮熱板61、62との2枚の板を積層した積層構造を有する。遮熱板61と遮熱板62とは、少なくとも流体が通過できるように間隔を空けて、積層される。図2及び3に示すように、管63が、遮熱部6とエアー供給部(図示略)を接続する。遮熱部6は、管63を介してエアー供給部から、エアーを供給される。エアーは、遮熱板61と遮熱板62との間を流れ、所定の箇所から排出される。ここで、エアーは、溶湯M1の液面を乱さないように排出されると好ましい。なお、遮熱部6は、内部に流路を有する板状体であってもよい。
The
図1及び図2に示すように、断熱板7は、断熱材料からなる板状体である。断熱材料は、例えば、セラミックスである。断熱板7は、遮熱部6に沿うように配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
パージノズル8は、管81を介してパージ用ガス供給部(図示略)に接続されており、所定の方向を向きつつ、保持炉1の上方に配置される。パージノズル8は、パージ用ガスを形状規定部材2に噴射する。パージ用ガスとして、例えば、空気、不活性ガスなどが挙げられる。不活性ガスとしては、例えば、N2、Arが挙げられる。
The
架台9は、支持部91を介して保持炉1の上方に設置される。固定治具94は、架台9に設置されて、形状規定部材2を移動可能に連結する。
The
ここで、引上式鋳造装置10を用いて鋳造を行う。詳細には、まず、スタータSTが引き上げ駆動されて、溶湯M1の一部を保持して、引き上げる。続いて、パージノズル8がパージ用ガスを形状規定部材2に吹き付けて、形状規定部材2の熱が放散される。また、遮熱部6は、管63を介して、エアーを供給される。エアーが遮熱板61と遮熱板62との間を流れ、熱が遮熱部6からエアーに伝達する。エアーは遮熱部6の外部に排出される。また、断熱板7が遮熱部6に沿うように配置されている。これらにより、溶湯M1から鋳物への輻射熱の伝達を抑制し、スタータSTは溶湯M1の一部を高い導出速度で導出し得る。また、高い成形精度で鋳物を鋳造し得る。導出した後、溶湯M1の一部が凝固して、凝固部が形成される。凝固部が溶湯M1から分離されて、鋳物が得られる。
Here, casting is performed using the pull-up
以上、実施の形態1にかかる鋳造装置によれば、鋳物の成形精度を向上し得る。また、鋳物の導出速度を高め得る。また、形状規定部材の熱が放散されて、形状規定部材が歪みにくい。 As mentioned above, according to the casting apparatus concerning Embodiment 1, the shaping | molding precision of a casting can be improved. Moreover, the lead-out speed of the casting can be increased. Further, the heat of the shape defining member is dissipated and the shape defining member is not easily distorted.
実施の形態2.
次に、図4を用いて、実施の形態2にかかる引上式鋳造装置について説明する。図4は、実施の形態2にかかる引上式鋳造装置の模式図である。実施の形態2にかかる引上式鋳造装置は、実施の形態1にかかる引上式鋳造装置と、形状規定部材と冷却ノズルとを除いて、同じ構成を有する。ここでは、異なる構成について説明する。
Next, the pulling type casting apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of a pull-up casting apparatus according to the second embodiment. The pulling type casting apparatus according to the second embodiment has the same configuration except for the pulling type casting apparatus according to the first embodiment, the shape defining member, and the cooling nozzle. Here, different configurations will be described.
図4に示すように、引上式鋳造装置20は、形状規定部材22を含む。形状規定部材22は、複数の断熱層221を積層した積層構造を有する。形状規定部材22の上側主面を有する層は断熱層221であると好ましい。また、形状規定部材22の下側主面を有する層は断熱層221であると好ましい。形状規定部材22は、内部に流路を備える。エアー供給管24とエアー排出管25とが、この流路にそれぞれ接続される。形状規定部材22は、エアー供給管24を介してエアー供給部29に接続されており、エアーを供給される。供給されたエアーは、形状規定部材22の流路を通過して、エアー排出管25から排出される。なお、エアー供給部29は、溶湯M1の熱の影響を過剰に受けないように、保持炉1から所定の距離を空けて設置されると好ましい。
As shown in FIG. 4, the pulling
ここで、引上式鋳造装置20を用いて鋳造を行う。詳細には、まず、スタータSTが引き上げ駆動される。スタータSTは、溶湯M1の一部を保持して引き上げる。続いて、形状規定部材22はエアーをエアー供給管24から供給され、エアーは形状規定部材22の流路を通過する。通過する間、熱が形状規定部材22からエアーに伝達する。通過した後、エアーは、エアー排出管25から形状規定部材22の外側に排出される。これらにより、形状規定部材22は、冷却されて、歪みにくくなる。また、冷却ノズル3は形状規定部材22を介して溶湯M1の熱を受けるので、冷却ノズル3自体の温度は上がりにくい。これらにより、溶湯M1から鋳物への輻射熱の伝達を抑制し、スタータSTは溶湯M1の一部M2を高い導出速度で導出し得る。また、導出した後、溶湯M1の一部M2が凝固して、凝固部M3が高い成形精度で形成される。た必要に応じて、凝固部M3が切断等により分離されて、鋳物が得られる。
Here, casting is performed using the pull-up
以上、実施の形態2によれば、形状規定部材は、断熱材からなる層を複数有しており、溶湯からの輻射熱を抑制する。また、冷却流体を形状規定部材の内部の流路に流して、形状規定部材における蓄熱を抑制する。これらにより、実施の形態1と同様に、鋳物の成形精度を向上し得る。また、鋳物の導出速度を高め得る。しかも、形状規定部材自体の温度上昇を抑制し、形状規定部材の歪みを抑制することができる。
As described above, according to
実施の形態3.
次に、図5を用いて、実施の形態3にかかる引上式鋳造装置について説明する。図5は、実施の形態3にかかる引上式鋳造装置の模式図である。実施の形態3にかかる引上式鋳造装置は、実施の形態2にかかる引上式鋳造装置20に、遮熱部及びパージノズルを加えた装置と同じ構成を有する。ここでは、異なる構成について説明する。
Next, the pulling type casting apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of the pulling type casting apparatus according to the third embodiment. The pulling type casting apparatus according to the third embodiment has the same configuration as that of the pulling
図5に示すように、引上式鋳造装置30は、遮熱部26と、パージノズル28とを含む。遮熱部26は、遮熱板261と遮熱板262とを積層した積層構造を有する。遮熱板261と遮熱板262と、少なくとも流体が通過できるように間隔を空けて、積層される。遮熱部26はエアー供給部(図示略)を接続されており、エアー供給部からエアーを供給される。供給されたエアーは、遮熱板61と遮熱板62との間を流れ、溶湯M1の液面を乱さないように、所定の箇所から排出される。遮熱部26は、形状規定部材22の周囲近傍に設置される。形状規定部材22は遮熱部26に包囲される。
As shown in FIG. 5, the pulling
パージノズル28は、パージ用ガス供給部に接続されており、パージ用ガスを所定の方向に吹くことができる。パージノズル28は、形状規定部材22の周囲近傍、且つ、遮熱部26の内側に配置されている。パージノズル28は、遮熱部26に包囲される空間の中心に、エアーを吹き付ける。つまり、パージノズル28は、形状規定部22、冷却ノズル3、エアー供給管24、エアー排出管25等にパージ用ガスを吹き付ける。パージ用ガスとして、例えば、空気、不活性ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、例えば、N2、Arが挙げられる。
The
ここで、引上式鋳造装置30を用いて、鋳造する。詳細には、まず、スタータSTが引き上げ駆動されて、溶湯M1の一部を保持して、引き上げる。続いて、パージノズル28がパージ用ガスを吹き付ける。すると、形状規定部材22、冷却ノズル23及びエアー供給管24等の熱がパージ用ガスに伝達する。つまり、形状規定部材22、冷却ノズル23及びエアー供給管24等が、熱を放散する。これにより、溶湯M1からの蓄熱を放散させて、冷却を促進することができる。これらにより、溶湯M1から鋳物への輻射熱の伝達を抑制し、スタータSTは溶湯M1の一部M2を高い導出速度で導出し得る。導出した後、溶湯M1の一部M2が凝固して、凝固部M3が形成される。必要に応じて、凝固部M3が切断等により分離されて、鋳物が得られる。
Here, casting is performed by using the pulling
以上、実施の形態3にかかる引上式鋳造装置によれば、実施の形態1及び2にかかる引上式鋳造装置と同様に、遮熱部及び断熱板を設置しており、溶湯からの輻射熱を遮断することができる。また、遮熱部の内側にエアーパージをすることで、遮熱部の内側に設置される冷却ノズルなどの蓄熱を放出させる。これらにより、鋳物の成形精度を向上し得る。また、鋳物の導出速度を高め得る。
As mentioned above, according to the pull-up type casting
また、実施の形態3にかかる引上式鋳造装置では、パージ用ガスとして不活性ガスを用いると、溶湯M1、M2の酸化が抑制される。これにより、鋳物(凝固部M3)表面の品質を高め得るのである。 Further, in the pull-up casting apparatus according to the third embodiment, when an inert gas is used as the purge gas, oxidation of the molten metals M1 and M2 is suppressed. Thereby, the quality of the casting (solidified part M3) surface can be improved.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態2及び3にかかる鋳造装置の形状規定部材を、実施の形態1に係る鋳造装置に適用してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape defining member of the casting apparatus according to the second and third embodiments may be applied to the casting apparatus according to the first embodiment.
10、20、30…引上式鋳造装置
1…保持炉 2、22…形状規定部材
3…冷却ノズル 6、26…遮熱部
7…断熱板 8、28…パージノズル
23…冷却ノズル 24…エアー供給管
25…エアー排出管 29…エアー供給部
221…断熱層 M1、M2、M3…溶湯
ST…スタータ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記溶湯の湯面から前記溶湯を導出する導出部と、
前記湯面近傍に設置され、前記導出部によって導出された凝固前の前記溶湯である保持溶湯に外力を印加することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
を備え、
前記形状規定部材は、冷却媒体が通過することのできる流路を有しており、
前記冷却媒体供給部は、前記冷却媒体を前記流路に流す引上式鋳造装置。 A holding furnace for holding molten metal;
A lead-out portion for leading out the molten metal from the surface of the molten metal;
A shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast by applying an external force to the holding molten metal that is installed in the vicinity of the molten metal surface and is derived by the lead-out portion and that is the molten metal before solidification,
A cooling medium supply unit for supplying a cooling medium;
With
The shape defining member has a flow path through which a cooling medium can pass,
The cooling medium supply unit is a pulling type casting apparatus for flowing the cooling medium through the flow path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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