JP2019072760A - 予熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの配置のために用いる固定具を必要とすることなく、金属片のキャビティ側への進入を抑制しつつ、溶湯供給経路を予熱する予熱装置の提供。【解決手段】予熱装置（４０）は、熱風発生装置（４０ａ）と、熱風発生装置（４０ａ）から供給された熱風（ｈ１〜ｈ４）を導く複数のパイプ（４１ａ〜４４ａ）とを備える。複数のパイプ（４１ａ〜４４ａ）の先端（４１ｂ〜４４ｂ）は、鋳造金型（３０）の金型キャビティ（Ｃ１）へ溶湯を供給する供給経路（２０）に挿し込まれている。複数のパイプ（４１ａ〜４４ａ）は、熱風（ｈ１〜ｈ４）を供給経路（２０）へ送る。供給経路（２０）は、堰（２４１〜２４４）と、堰（２４１〜２４４）の断面積よりも大きな断面積を備える湯口（２１）とを含む。金型キャビティ（Ｃ１）と堰（２４１〜２４４）と湯口（２１）とは、溶湯が通過することができるように連続している。【選択図】図１

Description

本発明は、予熱装置に関し、鋳造装置の溶湯供給経路を予熱する予熱装置に関する。

特許文献１には、低圧鋳造装置における中間ストークを予熱する予熱装置が開示されている。この低圧鋳造装置は、溶湯をキャビティへ導く金型内湯路と、固定具を用いて金型内湯路に配置されたスリーブとを備える。溶湯を、ストーク、中間ストーク、及び金型内湯路をこの順に通過させて、キャビティへ供給する。このような予熱装置は、バーナを用いて火炎を放射し、この火炎を当該スリーブを通過させて、中間ストークを予熱する。

特開２０１１−０５６５６４号公報

このような予熱装置を用いて予熱する場合、固定具を用いるため、コスト改善の余地があった。

一方、固定具を用いることなく中間ストークを予熱した場合、火炎放射又はこれに伴う熱風等によって、中間ストークに残存した金属片が、キャビティ側に進入するおそれがあった。固定具を必要とすることなく、中間ストーク等の溶湯供給経路を予熱することができることが求められている。

本発明は、スリーブの配置のために用いる固定具を必要とすることなく、金属片のキャビティ側への進入を抑制しつつ、溶湯供給経路を予熱するものとする。

本発明に係る予熱装置は、
熱風発生装置と、
当該熱風発生装置から供給された熱風を導く複数のパイプと、を備え、
前記複数のパイプの先端は、鋳造金型の金型キャビティへ溶湯を供給する供給経路に挿し込まれており、
前記複数のパイプは、前記熱風を前記供給経路へ送る予熱装置であって、
前記供給経路は、堰と、前記堰の断面積よりも大きな断面積を備える湯口と、を含み、
前記金型キャビティと、前記堰と、前記湯口とは、前記溶湯が通過することができるように、連続しており、
前記複数のパイプは、それぞれ、前記熱風を異なる向きに出して、前記熱風を前記湯口内において旋回させる。
このような構成によれば、熱風が湯口内において旋回するため、金属片を湯口内の端に移動させる。堰は湯口よりも断面積が小さいため、金属片は堰を通過してキャビティ側に移動し難い。スリーブを固定する固定具を必要とすることなく、溶湯供給経路を予熱するこができる。

本発明は、スリーブの配置のために用いる固定具を必要とすることなく、金属片のキャビティ側への進入を抑制しつつ、溶湯供給経路を予熱することができる。

実施の形態１に係る予熱装置の断面図である。 鋳造金型装置の要部の上面図である。 鋳造金型装置の要部の断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。図１〜図３は、右手系ｘｙｚ三次元座標を規定した。なお、分かりやすくするため、図１及び図３では、湯口２１のハッチング、及び、図２では、湯口２１の図示を省略した。

（実施の形態１）
図１〜図３を参照して実施の形態１に係る予熱装置について説明する。

図１に示すように、予熱装置４０は、例えば、鋳造金型装置１００の少なくとも一部を予熱するために用いられる。

鋳造金型装置１００は、ベース１０と、溶湯供給路２０と、鋳造金型３０とを備える。

ベース１０は、ダイベース１１と、支持部１２とを備える。ダイベース１１は、支持部材（図示略）等を介して、所定の高さ及び位置に固定されている。ダイベース１１は、支持部１２を支持して、所定の高さ及び位置に配置させる。

溶湯供給路２０は、湯口２１と、湯口入子２２と、堰支持部２３と、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）とを備える。湯口２１は、ストーク等を介して保持炉（図示略）につながっていてもよく、保持炉から随時、溶湯を供給される。湯口入子２２は、湯口２１に設けられており、湯口２１を覆う。湯口入子２２は、使用頻度に応じて、適宜、交換するとよい。堰支持部２３は、ダイベース１１又は支持部材（図示略）等を介して、所定の高さ及び位置に固定されている。堰支持部２３は、湯口２１及び湯口入子２２と接触している。堰支持部２３は、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）を支持する。

鋳造金型３０は、下型３１と、横型３２とを備える。下型３１は、分割下型３１ａ、３１ｂを備え、分割下型３１ａと、分割下型３１ｂとは、支持部１２に配置され、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）を挟んで対向する。横型３２は、分割横型３２ａ、３２ｂを備え、分割横型３２ａは、分割下型３１ａの上側に配置されている。分割横型３２ｂは、分割下型３１ｂの上側に配置されている。下型３１と横型３２と上型（図示略）とが、所定位置に配置されることによって、金型キャビティＣ１が形成される。分割横型３２ａ、３２ｂは、金型キャビティＣ１から接近及び離間することができるように、設けられている。金型キャビティＣ１と、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）と、湯口２１とは、溶湯が通過することができるように連続している。すなわち、溶湯は、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）と、湯口２１とを通過して、金型キャビティＣ１へ供給される。

予熱装置４０は、熱風発生装置４０ａと、熱風発生装置４０ａから供給された複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ（図示略）、４４ａ（図示略）と、を備える。複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ（図示略）、４４ａ（図示略）の先端４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ（図示略）、４４ｂ（図示略）は、それぞれ堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）に挿し込まれている。パイプ４１ａの先端４１ｂは、堰２４１に挿し込まれている。同様に、パイプ４２ａ、４３ａ（図示略）、４４ａ（図示略）の先端４２ｂ、４３ｂ（図示略）、４４ｂ（図示略）は、それぞれ堰２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）に挿し込まれている。図１及び図２に示すように、パイプ４１ａは、熱風ｈ１を先端４１ｂへ導いて、溶湯供給経路２０へ送る。他のパイプ４２ａ、４３ａ、４４ａも、同様に、熱風ｈ２、ｈ３、ｈ４を先端４２ｂ、４３ｂ（図示略）、４４ｂ（図示略）へ導き、溶湯供給経路２０へ送る。複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａは、それぞれ、異なる向きに突出している。複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａは、それぞれ、熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４を互いに異なる向きに出す。図２に示す一例では、パイプ４１ａはパイプ４２ａ側に向い、パイプ４２ａはパイプ４３ａ側に向い、パイプ４３ａはパイプ４４ａ側に向い、パイプ４４ａはパイプ４１ａ側に向うように突出している。

ここで、予熱装置４０を用いて、鋳造金型装置１００の溶湯供給経路２０を予熱する。まず、複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａは、それぞれ熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４を溶湯供給経路２０へ送る。複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａは、それぞれ、熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４を互いに異なる向きに出す。熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４は、溶湯供給経路２０の湯口２１内において渾然一体となって、旋回流Ｈ１が形成する。熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４の大きさは、旋回流Ｈ１が発生するのに必要な大きさを備えるとよい。ここで、事前に実施された鋳造工程等によって、溶湯が凝固し、金属片Ｍ１が形成して、湯口２１内に残存している。旋回流Ｈ１が遠心力を発生させて、金属片Ｍ１を湯口２１の中央から周辺へ押し流し、湯口入子２２の端２２ａ近傍にまで移動させる。堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）の全断面積は、湯口２１よりも断面積が小さいため、金属片Ｍ１は堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）を通過してキャビティＣ１側に移動し難い。スリーブを固定する固定具を必要とすることなく、金属片Ｍ１のキャビティＣ１側に進入を抑制しつつ、溶湯供給経路２０を予熱することができる。なお、湯口入子２２の端２２ａ近傍にまで移動した金属片Ｍ１は、鋳造工程時に、湯口２１内の溶湯に取り込まれて溶解し、当該溶湯と一体化する。

（関連する技術）
ところで、上記した予熱装置４０を用いた鋳造方法に関連する鋳造する方法がある。当該関連する鋳造方法は、複数のパイプが同じ向きに突出することを除いて予熱装置４０と同じ構成を備える予熱装置を用いて、鋳造する。また、当該関連する鋳造方法では、メッシュ状フィルタを堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）に設けて、金属片Ｍ１を除去する、又は分離する。

（関連する技術との比較）
一方、上記した予熱装置４０を用いた鋳造方法は、当該関連する鋳造方法と比較して、メッシュ状フィルタを設置しないため、複数のパイプ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの先端４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ（図示略）、４４ｂ（図示略）直下における圧力損失が小さい。そのため、上記した予熱装置４０を用いた鋳造方法は、熱風ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４の流速低下が抑制されるため、当該関連する鋳造方法と比較して、予熱時間が短い。また、上記した予熱装置４０を用いた鋳造方法は、当該関連する鋳造方法と比較して、メッシュ状フィルタの取付けを必要としないため、作業安全及び稼働率の観点から好ましい。

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、予熱装置は、熱風を直接発生させる熱風式装置を用いたが、火炎を放射することによって、熱風を発生させるバーナ式装置を用いてもよい。また、堰２４１、２４２、２４３（図示略）、２４４（図示略）を備えたが、堰の数は４つに限定されることなく、１つ、又は複数であってもよい。

４０ 予熱装置
４０ａ 熱風発生装置 ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ パイプ
４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ 先端
１００ 鋳造金型装置
２０ 溶湯供給路
２１ 湯口 ２２ 湯口入子
２２ａ 端
２３ 堰支持部 ２４１、２４２、２４３、２４４ 堰
３０ 鋳造金型
Ｃ１ 金型キャビティ
Ｈ１ 旋回流 ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４ 熱風
Ｍ１ 金属片

Claims (1)

1. 熱風発生装置と、
   当該熱風発生装置から供給された熱風を導く複数のパイプと、を備え、
   前記複数のパイプの先端は、鋳造金型の金型キャビティへ溶湯を供給する供給経路に挿し込まれており、
   前記複数のパイプは、前記熱風を前記供給経路へ送る予熱装置であって、
   前記供給経路は、堰と、前記堰の断面積よりも大きな断面積を備える湯口と、を含み、
   前記金型キャビティと、前記堰と、前記湯口とは、前記溶湯が通過することができるように、連続しており、
   前記複数のパイプは、それぞれ、前記熱風を異なる向きに出して、前記熱風を前記湯口内において旋回させる、
   予熱装置。

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