JP3056255B2 - 連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の非鉄合金による非重力鋳造後の鋳型中の流入口を閉鎖する方法 - Google Patents

連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の非鉄合金による非重力鋳造後の鋳型中の流入口を閉鎖する方法

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    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の非鉄
合金による非重力鋳造後の鋳型中の流入口を閉鎖する方
法に関する。
背 景 国際特許出願WO 93/11892は本出願人によって製造、
販売される“ディサマチック（Disamatic）”鋳型プラ
ントのような連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の軽金
属合金による非重力鋳造のための方法と鋳造装置に関す
る。この知られた方法においては、軽金属合金は加熱貯
留槽から電磁ポンプにより加熱セラミック管を通して鋳
型間の合せ面に配置された底部流入口中へポンプ輸送さ
れ、かくして鋳型を充填する。鋳型から金属が流出する
のを防ぐために、鋳造装置のノズルが流入口から取り除
かれる前に流入口は閉鎖されなければならず、この明細
書はこれを達成する三つの異なる方法を示している、す
なわち： １） 貫通開口が設けられたコアが鋳型の鋳造中はコア
の開口が鋳型の流入口と整合して置かれることができる
ように鋳型流入口に対向する鋳型の案内通路中に鋳型の
外表面に平行に動きうるように配置されており、一方鋳
型の鋳造完了後はコアはコアの緻密部分が流入口と整合
されてそれを閉じるように変位させられる。明細書は水
平および垂直に変位可能なコアの両方を示しかつ記述し
ている。
この閉鎖方法の欠点はコアの変位中に鋳造装置のノズ
ルは或る力でコアに対して密封的に対接しなければなら
ず、かくして少なくともコアの変位を妨げことである。
２） 鋳型の鋳造完了後、鋳型の流入口は金属板を鋳型
の流入口を取り囲む鋳型材料を通して斜めに上から下に
押圧することによって閉じ、かくして流入口を閉鎖す
る。鋳造装置のノズルを鋳型の流入口開口周りのその密
封接触から引っ込める直前に電磁ポンプの輸送方向が逆
転されるときは、金属が金属板の押圧時に破壊されて遊
離された鋳物砂を伴って逆輸送されるという危険があ
る。そのときは次の鋳型の鋳造時に、この鋳物砂はこの
鋳型中にポンプ輸送されるであろうし、鋳造欠陥の原因
となるかもしれない。
鋳型の流入口を閉鎖する上記の両方の方法において、
鋳造装置のノズルは連続鋳型の段階的進行中に鋳型の鋳
造後の鋳型から引っ込められ、後続の鋳型を鋳造するた
めに連続鋳型の後続の鋳型の流入口に対接させるために
前方に進められる。
３） この閉鎖方法においては、鋳造装置のノズルは連
続鋳型の側面に対して絶えず押圧されており、かつ連続
鋳型のノズルの上流側に切断刃が配置されており、前記
切断刃は連続鋳型の側面の溝を“平坦化”し、その溝の
中でノズルとその下流に取り付けられた冷却板は連続鋳
型の段階的動きの間に変位させられる。鋳型の鋳造中
は、冷却板はそれ以前に充填された鋳型の流入口を覆い
流入口内の金属を冷却して凝固させ、かくして流入口は
閉鎖される。この閉鎖方法は連続鋳型の側面に対してノ
ズルが押圧される力を制御し並びに冷却板を冷却するた
めの手段を持つむしろ複雑な装置を必要とする。
本発明の開示 この発明の目的は、知られた方法により鋳型を鋳造す
る際の前述の種類の鋳型の流入口を閉鎖する、そして
１）および２）で述べられた欠点を特に避ける目的を含
む、改良された方法を提供すること、および更にそれに
代る方法を提案することにある。
この発明に従って可動素子を用いて流入口部を閉鎖す
る第一の方法は請求項１の特徴とする節に記載されてい
る。
可動素子は温度の影響および鋳造金属の浸蝕に耐える
ことのできる如何なる材料からも、例えば硬化砂コア、
セラミック材料または金属から構成することができる。
鋳型の合せ面の少なくとも一つに配置された適当な寸
法の窪みに素子を置くことにより、それは素子を鋳型中
に内向きに変位させるために克服されるべき摩擦力が鋳
型の鋳造中に密封を作るために素子に対して鋳造装置の
ノズルを押圧するのに必要な力より大きくなるような方
法で鋳型パーツ間にしっかりと把握される。素子の変位
に対する更なる抵抗は例えばもし素子がその周囲の少な
くとも一部の周りに少なくとも一つの溝が設けられて、
その溝が少なくとも一つの鋳型パーツに位置した補足的
な突出部と共働することによって達成することができ、
その場合、この突出部の破断強度は素子が鋳型中に内向
きに動かされる前に克服されねばならない。また鋳型中
への内向きの変位に対する素子の抵抗を増すために当業
者に自明な他の方策も可能かもしれない。
この発明に従う方法の有利な代替実施例は請求項２乃
至10に記載されており、その効果は本明細書の以下の詳
細な説明の部分で説明される。
図面を参照して以下の明細書の詳細な説明の部分でよ
り本発明は詳細に説明される。
好ましい実施例の説明 図１は国際特許出願WO 93/11892で知られた連続鋳型
プラントにおける生砂型鋳造法を概略的に示す。これは
本出願人により製造、販売され、米国特許明細書第3008
199号に記載され、その操作法は前述の国際特許出願に
述べられている、そのためこの明細書では概略的にのみ
説明される、“ティサマチック”造型機に似た−全体的
に１で示される−造型機を含む。
ホッパー３から可動ピストン４に配置された模型と可
動かつ上方に回動可能な対圧板５に配置された模型の対
圧板５が下方に回動した位置（図示せず）との間に形成
された造型室に供給された、押固められていない生砂、
すなわち結合剤として湿った粘土を含む砂から箱なし鋳
型パーツ２が作られる。造型室内で、生砂はピストン４
により緊結され鋳型パーツ２を形成し、対圧板５は前方
に運ばれ図１に示された位置へ上方に回動され、その後
で鋳型パーツ２は先に製造した鋳型パーツ２によって形
成された連続鋳型に対接するようにピストン４によって
運ばれる。前記連続鋳型は鋳型パーツの厚さに対応する
距離を矢印Ａによって示される方向に運ばれる。連続鋳
型において、鋳型パーツ２の前面側は先の鋳型パーツ２
の後面側と一緒に、全体的に９で示された鋳造装置によ
り、二つの鋳型パーツ２間の合せ面内にまたは合せ面に
置かれた、全体的に８で示されたランナーの底部の流入
口部を通して軽金属合金７で鋳造される鋳型空隙部６を
形成する。
鋳造装置９は溶融金属のための加熱貯留槽10からな
り、その中に電磁ポンプ11が沈められており、加熱セラ
ミック管12を経由して溶融金属が流入口部またはランナ
ー８への鋳造開口部周りに密着固定接触しているノズル
13までポンプ輸送される。
鋳型空隙部６の鋳造は連続鋳型が静止している間、す
なわちピストン４が連続鋳型を鋳型パーツ２の厚さに対
応する距離だけ矢印Ａの方向に進める各回間の合い間の
間に行わなければならないことは認められるであろう。
鋳型空隙部６の鋳造の後、ランナー８の流入口部は閉
じられなければならず、その後で恐らくポンプ11を逆転
させながら、ノズル13を引っ込めて、矢印Ａの方向への
連続鋳型の次の移動の後に、ノズルは連続鋳型の次の鋳
型空隙部６に対するランナー８への鋳造開口部周りに密
着固定接触させられるよう準備される。
ここまでに述べたものは単に先に述べた国際特許出願
で知られている技術に関するもので、かつここではラン
ナーは鋳型空隙部６の底部への開口として示されてい
る。しかし、非重力鋳造法と共に、ランナーはまた鋳型
空隙部中にその高さに沿った或る他の位置で開口するこ
とができることは理解されるであろう。用いられた非鉄
合金は必然的に軽金属合金ではない。
図2aと2bは変位可能素子14によるランナー８の流入口
部の閉鎖の本発明による第一方法の第一実施例を示す。
素子14、これは例えば硬化砂コアまたはセラミック材料
からまたは金属から作られることのできる、は円筒状で
ありかつ貫通円形筒状通路15を持ち、好ましくは二つの
鋳型パーツ２間の合せ面周りに対称的に配置されるが−
しかしそれは鋳物砂との摩擦によって固定的に保持され
るようにまた連続鋳型の（横方向）表面からいくらか突
出するようにこの合せ面上に隣接することもできる。鋳
物砂により取り囲まれたその面上にまたはこの面の一部
の上に、素子14は鋳型パーツ２のいずれかまたは両方に
形成された突出部と共働する少なくとも一つの溝を恐ら
く含むことができる。図2aに示されるように、矢印で示
された方向への鋳型の鋳造中は、素子14の外側の、平坦
端は鋳造装置９のノズル13に対して密着固定接触してお
り、素子14はこの段階でノズル13によって素子14上に加
えられる密封圧力に抵抗できる力で鋳物砂中に保持され
ている。
鋳型が完全に充填されたときに、ノズル13によりかな
り大きな圧力が素子14上に加えられ、素子が鋳型中に内
向きに図2bに示される位置に変位させられ、そこで素子
14の平坦内端がランナー８の流入口部の平坦面16、その
平坦面16は素子14の内側端面に平行している、に対して
密着固定接触させられる。これはランナー８の流入口部
の閉鎖を起こし、ノズル13は前述のように引っ込めるこ
とができる。
図2cと2dは図2aと2bで示された実施例の変更例を示
し、そこではランナー８の流入口部の平坦面16はより信
頼できる密封を提供するため素子14の平坦内端のための
窪みまたは座部16′により置き換えられている。更に、
素子14の内部空隙または通路15は鋳造される金属中に多
分存在するであろう固体物体および／またはスラグを保
留することのできる篩材15′で充填されており、このよ
うな不純物のない最終鋳造が得られる。勿論、篩材は鋳
造される金属の影響に耐えることのできるものでなけれ
ばならない。
図3a,3bおよび3cは図2aと2bの素子14の断面の三つの
実施例を示す。図3aにおいて、素子は円形筒状外面を持
ち、鋳型合せ面17の周りに対称的に置かれている。図3b
において、素子の外面は四角形断面を持ち、素子14はそ
の外面の二つが鋳型合せ面17に対して平行するように鋳
型合せ面17の周りに対称的に置かれている。図3cにおい
て、素子14の外面は台形断面を持ち、素子14全体は台形
断面の長い方の平行側面が合せ面17に存在するような方
法で一つの鋳型パーツ中に位置している。
図4aと4bは図２で示された方法の他の実施例を表わし
ている。図4aにおいて、素子14″は図2aの素子14につい
て上述した如く保持され、円形筒状外面と内部円形筒状
通路15″を持つが、それは壁18によって内方端が閉鎖さ
れている。素子14″の周壁内に端壁18に直近して互いに
直径方向に対向して配置された二つの開口19があり、図
4aに示される如く前記開口はランナー８の流入口部の隣
接部（環状形である）20中に開口しており、前記隣接部
20は素子14″の最内方部を取り囲んでいる。端壁18内に
鋳型は素子14″の直径と実質的に同じ直径で、かつ端壁
18プラス開口19の軸方向延長部の厚さより幾分大きい軸
方向の広がりを持つ円形筒状の空部21を持つ。
図4aに示される如く矢印で示された方向に通路15″、
開口19、隣接部20およびランナー８の流入口部を通して
鋳造装置のノズル13により鋳型が充填された後、その間
素子14″の端壁18は図２の実施例の平坦鋳物砂面16また
は座部16′よりかなり高い浸蝕抵抗を示すが、素子14″
はノズル13により図4bに示された位置に鋳型中に圧入さ
れ、そこで開口19は完全に空部21内に位置し、ランナー
８の流入口部の隣接部20は素子14″の外面により閉鎖さ
れる。ノズル13はその後前述の如く引っ込めることがで
きる。
図4cと4dに示されたこの実施例の変更例において、篩
材20′が素子14″およびその開口19を取り囲むランナー
８の流入口部の隣接部20内に置かれており、前記篩材は
図2cと2dで示された第一実施例の変更例における篩材と
同様の方法で鋳造金属中の固体物体および／またはスラ
グを保留することができる。
図5aと5bに示された方法において、鋳造流入口に隣接
したランナー８の通路部分は斜め下向きに延びており、
この下向きに延びている部分８に対向して窪み24が鋳
型の外側に設けられており、前記窪みの底部は斜め下向
きに延びている部分８に平行して延びている。図5aに
示される如くノズルにより鋳型が充填された後、ピスト
ン25が窪み24の底部とランナー８の部分８間のピスト
ン25に隣接する鋳物砂がランナー８の部分８を閉じる
閉栓26の形で通路中に圧入されるような方法で窪み24の
底部に対して圧入され、その結果として鋳型への流入口
が閉鎖される。ノズル13はその後選択的にポンプ11を逆
転した後に引っ込めることができる、なぜなら−ランナ
ー８の部分８の下向きに傾斜した延長部のために閉栓
26から鋳物砂粒子がポンプ中に吸引される危険性が少な
いからである。
図面の簡単な説明 図１は連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の軽金属合
金による前述の知られた底充填法を略図的に示す。
図2a−2dは可動素子によりランナーの流入口部を閉鎖
する本発明による第一の方法の鋳型合せ面を通る垂直断
面のそれぞれランナーの流入口部の閉鎖前（2aと2c）お
よび閉鎖後（2bと2d）を示す。
図3a−3cは図２に示された可動素子の三つの変形例に
よる垂直断面図を示す。
図4a−4dは図２と同じ方式で、図２に示された方法の
第二実施例のそれぞれランナー流入口部の閉鎖前（4aと
4c）および閉鎖後（4bと4d）を示す。
図5aと5bは図２乃至図４の方法に代わる別の方法のそ
れぞれランナー流入口部の閉鎖前および閉鎖後を示す。
２ 鋳型パーツ ８ ランナー ８ 下向きに延びている部分 13 ノズル 14,14′,14″ 中空素子 15 内部貫通通路 15′,20′ 篩材 16 ランナーの面 16′ ランナーに形成された座部 19 開口 20 隣接部 21 空部 24 鋳型の外側 26 閉栓
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−273249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182867（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−42162（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−30535（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平７−501750（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 9/08 B22D 18/04 B22D 18/08 B22D 35/00 B22D 39/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の非鉄
    合金による非重力鋳造後の鋳型中のランナー（８）の流
    入口部を可動素子により閉鎖する方法であって、該素子
    が鋳造装置のノズル（13）に対接するのに適合したラン
    ナー（８）の流入口部の最外方部を構成する中空素子
    （14,14′）の形状をしており、前記素子は鋳造装置の
    ノズル（13）からの閉鎖および密封力を抵抗できるよう
    な方法で各鋳型の鋳物砂中にしっかりと固定されてお
    り、しかし相当に大きな力の作動により鋳型中に軸方向
    内向きに変位させられてランナー（８）の流入口部を塞
    ぐことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】素子（14）が管状でありかつ鋳型内に素子
    の軸に直角な平坦端面を持ち、かつ鋳型のランナー
    （８）の面（16）、前記面（16）は前記端面に平行であ
    る、に対向して、または前記ランナーに形成された座部
    （16′）に対向して配置されており、鋳型中に内向きに
    変位させられたときにそれらに対して素子（14）が密封
    的に接触することを特徴とする請求項１による方法。
  3. 【請求項３】素子の外面が円形筒状であり、かつ素子が
    鋳型の合せ面周りに対称的に置かれていることを特徴と
    する請求項１または２による方法。
  4. 【請求項４】素子（14）の内部貫通通路（15）が鋳造さ
    れる金属中の固体物体および／またはスラグを保留する
    ための篩材（15′）で充填されていることを特徴とする
    請求項１による方法。
  5. 【請求項５】素子（14）の外面が断面長方形であり、か
    つ素子がその外側面の二つが鋳型の合せ面に対して平行
    するように鋳型の合せ面周りに対称的に置かれているこ
    とを特徴とする請求項１または２による方法。
  6. 【請求項６】素子（14）の外面が断面正方形である請求
    項５による方法。
  7. 【請求項７】素子（14）の外面が断面台形であり、かつ
    素子がその台形の最長平行側面が鋳型の合せ面に存在す
    るように一つの鋳型パーツ（２）中に置かれていること
    を特徴とする請求項１または２による方法。
  8. 【請求項８】素子（14″）が円形筒状外面を持ちその内
    端（18）が閉鎖されておりその内端に直近して鋳型のラ
    ンナー（８）の流入口部の隣接部（20）中にその周囲が
    開口している少なくとも一つの開口（19）を含んでお
    り、前記一つまたは複数の開口（19）は素子（14″）が
    鋳型中に内向きに変位させられるときに鋳型の空部（2
    1）中に変位させられてその位置で密封的に塞がれて、
    ランナー（８）の流入口部が素子（14″）の円形筒状外
    面により閉鎖されることを特徴とする請求項１による方
    法。
  9. 【請求項９】鋳造される金属中の固体物体および／また
    はスラグを保留するための篩材（20′）が素子（14″）
    の周囲の少なくとも一つの開口（19）と整合して置かれ
    ておりかつ鋳型のランナー（８）の流入口部の隣接部
    （20）中の素子（14″）を取り囲んでいることを特徴と
    する請求項８による方法。
  10. 【請求項１０】連続鋳型プラントにおける生砂鋳型の非
    鉄合金による非重量鋳造後の鋳型のランナー（８）の流
    入口部を閉鎖する方法であって、流入口部に隣接する各
    鋳型のランナー（８）が下向きに延びている部分（８
    ）を持ち、それがランナーの前記部分（８）と鋳型
    の外側（24）との間に配置されている鋳物砂の閉栓（2
    6）を前記部分（８）中に圧入することにより外側か
    ら閉鎖されることを特徴とする方法。
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