JP2905939B2 - 連続鋳造プラントの鋳型および鋳込みおよび冷却域 - Google Patents

連続鋳造プラントの鋳型および鋳込みおよび冷却域

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
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    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/088—Feeder heads

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は請求の範囲１の前段に記載した種類の鋳型に
関する。
背景 金属は液体の状態においても固体の状態においても冷
却されると体積が減少すること、所謂熱収縮することは
一般に知られている。鋳込みの後鋳型空隙部内の熱量の
分布が不均一であり、従って鋳物の全ての部分が同時に
固化しない鋳型においては、このことは最も長く液体状
態にとどまる鋳物部分が先に固化した鋳物部分の収縮を
補償するために液体金属を放出する事態を生じさせ、鋳
物の表面に凹所として現れるか鋳物内に中空部（空洞ま
たはミクロ収縮）として現れる、一般に鋳縮みと称され
るきずを鋳物に生じさせることになる。この欠陥を回避
するために、当業者は多くの手段をとることができる
が、そのうちの最も一般的な手段は後送給槽（after−f
eeding reservoirs）、即ち鋳込作業の間金属で充填さ
れ、この金属が鋳物の最後に固化する部分より長く液体
状態にとどまるようにした寸法を有する鋳型空隙部を、
固化の間にこれらの鋳物部分へ液体金属を後送給しうる
ような比較的大きい断面を有する通路によって前記鋳物
部分へ接続するものである。
かかるか後送給槽は主として二つの形式のもの、即ち
開放押湯、即ち鋳物へ接続する通路から鋳型の上面まで
延びた実質的に筒状の空隙部の形式のものと、鋳物の送
給すべき部分のすぐ近くに設けられた、鋳型内の内部空
隙部または包囲された空隙部、所謂「盲押湯」の形式の
ものが知られている。後者に対して前者は後送給位置に
おける金属静圧（metallostatic pressure）が高い利点
を有する。即ち、「ヘッド」圧力、即ち上方に位置する
金属柱の圧力が接続通路を通して送給金属を鋳物中へ押
圧することによって後送給を高度に支援するのである
が、後者においては後送給の間に圧力が低下するのであ
る。他方、後者は鋳造工程における金属の歩どまりが高
い、即ち後続する再溶融（リサイクリング）のために鋳
物から分離すべき金属の量が少なくてすむ利点がある。
水平方向の分割面を有する鋳型にくらべて垂直方向の
分割面を有する鋳型の頂面は表面積が比較的小さく、従
って後者の形式の鋳型は後送給のための開放押湯の使用
可能性が低い。従って、このため、上述した欠点、即ち
通路を通して後送給金属を鋳物へ圧送するための金属静
圧が小さいという欠点があるのに上述した「盲押湯」を
使用する必要が一般にある。この欠点は軽金属鋳物、即
ちアルミニウムおよびその合金またはマグネシウムおよ
びその合金の鋳物に後送給する場合には、これらの金属
の比重が比較的小さいため、顕著になる。
本発明の開示 垂直分割面を有する鋳型内で軽金属鋳物を鋳造するこ
とは特に例えば本出願人の製造、販売するディサマチッ
ク（Disamatic）造型プラントの如き連続鋳造プラント
（string−moulding plant）の鋳型による鋳造の場合に
商業的な関心がある。このため、本発明の目的は、請求
の範囲１の前段に記載の形式の鋳型であって、上述した
欠点を回避することができ、それと同時に金属の歩どま
りを増大させる、個々の鋳型に鋳込むのに使用される金
属の量を減少させる可能性を与える方法を提供すること
にある。
本発明によれば、この目的は請求の範囲１「〜おい
て」の後に記載の構成によって達成される。
そこに記載のように、鋳型空隙部内で金属が固化する
前、鋳型の鋳込みの直後の後送給槽内の金属静圧にほぼ
等しい圧力を後送給槽内に維持することによって後送給
槽を鋳型空隙部に接続する通路を通して後送給金属を圧
送する圧力が形成され、この圧力は押湯内の対応する金
属柱を使用することによって得ることのできる圧力に対
応する。従って、鋳型に鋳込む時、この金属柱に対応す
る量の液体金属が節約される。
施与される圧力は、後送給槽に組合された堰内の金属
が固化してしまうかまたは例えば国際出願WO 93/11892
に記載のように何等かの他の手段によってこの堰が閉塞
されてしうまでは施与される場所における平均金属静圧
を越えてはならないことは言うまでもない。さもなく
ば、施与される高い圧力によって、鋳物に後送給するの
に貢献することなく金属が堰を通して戻されることは明
らかである。堰内の金属が固化してしまうか堰が閉塞さ
れてしまうと施与されている圧力を随意に高めて有効な
後送給の確実性を高めることができる。
好ましくは、本発明の鋳型は請求の範囲2,3および４
の構成を組入れることができる。
本発明は請求の範囲５の前段に記載した種類の鋳込み
および冷却域にも関し、本発明によればこの鋳込みおよ
び冷却域はこの請求の範囲５の「〜において」の後段に
記載の構成を有する。この鋳込みおよび冷却域は請求の
範囲６および７に記載のように構成することができる。
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
好ましい実施例の説明 図１は本発明による鋳型および鋳込みおよび冷却部を
備えた連続鋳造プラントの概略的な縦断面図である。こ
のプラントは全体的に符号25で示され、本出願人が製
造、販売するディサマチック造型機と同じ種類の造型機
を備えている。何十年にもわたって市場に出され、世界
中の鋳物工場で広く使用されてきたこの造型機の構造お
よび動作の原理は当業者に良く知られまた米国特許第30
08199号に記載されているので、本明細書では簡単に説
明するにとどめる。
造型に適した湿分含有率の粘度結合された押固められ
ていない型砂が、模型29を担持しかつ液圧ピストン27に
固定されたスキーズ板28と、同様に模型31（ここでは扁
平な板として示されている）が取付けられ上方に回動し
うる対圧板30（図１では上方に回動した位置に示されて
いる）との間に形成された造型室へ供給槽26から供給さ
れる。スキーズ板28がピストン27によって造型室を通し
て進められると、型砂はスキーズ板28と下方に回動した
対圧板30との間、即ちこれらによって担持された模型2
9,31間で緊結され、生型砂からなる鋳型が形成される。
次いで、対圧板30が図１において右方へ動かされて模型
31が鋳型から離され、そして図１の位置へ上方に回動さ
れる。その後、鋳型32はピストン27によって図１におい
て右方へ進められて先に製造した鋳型32に対接される。
その後、ピストン27が引込められて模型29を鋳型32から
離す。かくして、鋳型32の列が適当な支持台33上を矢印
Ａの方向に図１において右方へ段階的に進められる。鋳
型32の下流側に向いた形状付けられた面は先に製造した
鋳型32の上流側に向いた形状付けられた面と一緒になっ
て鋳型空隙部35を形成する。
これらの鋳型は鋳込みステーションＢを通して段階的
に進められ、この鋳込みステーションＢにおいて、図２
に断面図で概略的に示した適当な鋳込装置34によって鋳
型空隙部へ金属が注入される。その後、鋳型は冷却域Ｃ
を通して型ばらしグリル（図示せず）へ段階的に更に進
められる。
このようにして形成された生型砂鋳型はそれぞれ鋳型
空隙部35を有する。鋳型空隙部35の底部は短かくて太い
通路を介して後送給槽36に接続されており、後送給槽36
は堰37および湯口38からなる注入口装置に接続されてい
る。湯口38は鋳型の頂部において受口39へ開口してい
る。図示の鋳型の実施例においては、鋳型は更に鋳型空
隙部35の上部と鋳型の頂部との間の中央接続を構成する
開放押湯40を備えている。
本発明によれば、通路41が鋳型32内の後送給槽36を鋳
型の下面に連通させ、各鋳型の通路41はセパレータ42に
よってふさがれている。このセパレータは溶融金属に対
して不透過性の板状素子であってガス圧のもとに弾性的
に撓むことができ、ガスに対して透過性である。
本発明によれば、鋳込みステーションＢのすぐ下流の
位置から鋳型32の列の下の支持台33内を冷却域Ｃの少な
くとも一部分に沿ってダクト43が延びており、このダク
ト43は支持台33内で鋳型32内の通路41の下方に位置して
いる。ダクト43には完全に鋳込まれた鋳型内のセパレー
タ42上の金属静圧を越えない圧力の圧縮空気が供給さ
れ、この空気圧は後送給槽36内の溶融金属の下面に上向
きの力を及ぼすことによって後送給槽36から鋳型空隙部
35へ供給するのに貢献する。この空気圧は気泡が後送給
槽36および前記通路を通して鋳型空隙部35へ上昇して不
良鋳物を作ることがないように施与される。
図示の鋳型においては、開放押湯40は鋳型空隙部35の
上部に後送給する役目を果たすので、この押湯40は自動
鋳込装置34においては追加的な目的を果たす。というの
は、鋳型を完全に充填したことを示す押湯40内の金属の
存在は鋳込みを終了すべきであるとする信号を発生する
ようになされた適当な光センサまたは熱センサによって
記録しうる。
以上の説明において、本発明を実施例に基づいて説明
したが、本発明は請求の範囲の思想の範囲内で種々変更
しうるものである。
外部の源から圧力ガスを供給する代わりに後送給槽内
にガスを遊離または発生しうる物質または互いに化学的
に反応してガスを発生する物質を置くことによって後送
給槽内でガスを発生させることも随意にできる。同様に
鋳型への鋳込みは図示の重力鋳込み以外の方法、例えば
国際特許出願WO 93/11892に開示のように、下方から鋳
型内へ金属を汲上げ、次いで注入口を閉じることによっ
て行うこともできる。
更に上述した物質は発熱反応によって発熱し、かつ適
当な熱絶縁性を有する添加物を含みうる。
【図面の簡単な説明】
図１は鋳型を作るための造型機、この造型機によって作
られたかかる鋳型の列および鋳込みおよび冷却域の一部
を備えた連続鋳造プラントの一部分の概略的な縦断面
図、図２は図１に示した二つの鋳型からなる鋳型に鋳込
む状況を示す断面図である。 Ａ……方向／矢印 Ｂ……鋳込みステーション Ｃ……冷却域 25……造型機 26……供給槽 27……ピストン 28……スキーズ板 29……模型 30……対圧板 31……模型 32……鋳型 33……支持台 34……鋳込装置 35……鋳型空隙部 36……後送給槽 37……堰 38……湯口 39……受口 40……押湯 41……通路 42……セパレータ 43……ダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラスムッセン，ニールス ダヴリュー. デンマーク，ディーケー−1806 フレデ リクスベルグ シー，ヤコビス アレ ８， ３． ティーヴィー. (72)発明者 モゲンセン，ヴァグン デンマーク，ディーケー−2820 ゲント フテ，サスヴェイ ６ (72)発明者 イエスペルセン，エミル デンマーク，ディーケー−2600 グロス トルプ，リペヴェンゲット ２ (56)参考文献 特開 昭64−34575（ＪＰ，Ａ) 米国特許2568428（ＵＳ，Ａ) 米国特許3566952（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 27/09 - 27/13 B22C 9/20

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一つまたはそれ以上の垂直分割面を有し、
    下方から軽金属鋳物を鋳込むための鋳型であって、連続
    鋳造プラント内の生型砂の二つの互いに対接する鋳型
    （32）からなり、前記鋳型は少なくとも一つの鋳型空隙
    部（35）と、この鋳型空隙部（35）に接続された堰（3
    7）と、圧力ガス源に接続することができ、かつ堰（3
    7）より大きい断面積を有する通路を介して前記鋳型空
    隙部（35）に接続された後送給槽（36）とを備えた鋳型
    において、前記後送給槽（36）は前記鋳型空隙部（35）
    の下方に設けてその側壁の下部において堰（37）に接続
    し、鋳型の外表面へ開口する通路（41）を通して前記圧
    力ガス源に接続されるようになされていることを特徴と
    する鋳型。
  2. 【請求項２】液体金属に対して不透過性の材料からなる
    素子（42）を後送給槽（36）と前記通路（41）との間に
    配置し、この素子（42）を介して後送給槽を圧力ガス源
    に接続しうるようにしたことを特徴とする請求の範囲１
    の鋳型。
  3. 【請求項３】前記素子（42）がガス圧の作用を受けた時
    に撓み得るものであることを特徴とする請求の範囲２の
    鋳型。
  4. 【請求項４】前記素子（42）がガスに対して透過性であ
    ることを特徴とする請求の範囲２または３の鋳型。
  5. 【請求項５】請求の範囲１−４のいずれかに記載の鋳型
    およびこれらの鋳型が鋳込装置を通して段階的に進めら
    れる間に個々の鋳型に順次鋳込む装置（34）を備え、鋳
    込まれた鋳型を冷却するようにした連続鋳造プラントの
    鋳込および冷却域において、少なくとも一つの圧力ガス
    源に接続され、鋳込装置（34）のすぐ下流側の位置から
    鋳型列の縦方向（Ａ）に延びたダクト（43）を設け、こ
    のダクト（43）は鋳型の外表面に開口する通路（41）に
    連通するように鋳型に対接するようにしたことを特徴と
    する鋳込みおよび冷却域。
  6. 【請求項６】鋳型列の縦方向（Ａ）に延びたダクト（4
    3）を少なくとも二つの区分に分割し、鋳込まれたばか
    りの鋳型内の後送給槽（36）の底部における金属静圧を
    越えないガス圧を有する圧力ガス源へ鋳込装置（34）に
    最も近い第一の区分を接続し、この第一の区分の下流側
    の第二区分をより高いガス圧を有する圧力ガス源に接続
    するようにしたことを特徴とする請求の範囲５の鋳込み
    および冷却域。
  7. 【請求項７】鋳型列の縦方向（Ａ）に延びた前記ダクト
    （43）の前記第一の区分の前記方向（Ａ）の長さは、鋳
    型がこの区分を通過してしまった時に鋳型の堰（37）お
    よび押湯（40）内の金属が確実に固化してしまっている
    ような長さであることを特徴とする請求の範囲６の鋳込
    みおよび冷却域。
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