JP3426159B2 - Vanishing model casting - Google Patents

Vanishing model casting

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JP3426159B2
JP3426159B2 JP15602799A JP15602799A JP3426159B2 JP 3426159 B2 JP3426159 B2 JP 3426159B2 JP 15602799 A JP15602799 A JP 15602799A JP 15602799 A JP15602799 A JP 15602799A JP 3426159 B2 JP3426159 B2 JP 3426159B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、溶融金属の鋳造
法である消失模型鋳造法の鋳造に際して、燃焼消失する
消失模型から鋳造物への炭素吸収を軽減する鋳造方法に
関し、特に、消失模型の効率的な燃焼によって、鋳造物
への炭素吸収を軽減する鋳造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casting method for reducing carbon absorption from a vanishing model which burns and disappears into a casting during casting in a vanishing model casting method which is a method for casting molten metal, and more particularly, The present invention relates to a casting method for reducing carbon absorption in a casting by efficient combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】消失模型鋳造法は、有機物の発泡体であ
る発泡ポリスチレン(EPS)、または分解能力を改善
した発泡ポリメタ・クリル酸エステル(EPMMA)で
目的とする形状の模型を製作し、その発泡体模型を水ガ
ラス、フラン樹脂等の粘結剤を添加した鋳物砂(自硬性
砂)や、粘結剤を入れない鋳物砂やショット(微細鉄
粒)(以下鋳型材という)中に埋め込み、模型を取り去
らず、そのまま溶鋼を注湯し、その熱で模型を分解・置
換せしめ、目的の形状の鋳物製品を得る鋳造法である。
2. Description of the Related Art In the disappearance model casting method, a model having a desired shape is manufactured by using expanded polystyrene (EPS), which is a foam of an organic substance, or expanded polymethacrylic acid ester (EPMMA) having an improved decomposition ability. Embed the foam model in molding sand (self-hardening sand) that contains a binder such as water glass or furan resin, or molding sand that does not contain a binder or shot (fine iron particles) (hereinafter referred to as mold material) A casting method in which molten steel is poured as it is without removing the model, and the heat decomposes and replaces the model to obtain a cast product of the desired shape.

【0003】消失模型鋳造法は、鋳物製品の空洞を形成
する中子が不要であり、またその組立も不要となり、極
めて高能率の鋳造法である。この鋳造法は数grから数
Tonまでの製品が鋳造できるので、鋳造品の重量、寸
法的には制限が無い利点を備えている。
The vanishing model casting method is an extremely highly efficient casting method because it does not require a core for forming a cavity of a cast product and does not require assembly thereof. Since this casting method can cast products of several gr to several Ton, it has an advantage that there is no limitation in weight and size of the cast product.

【0004】一方、レプリキャストCS法(例えば、J
ACT NEWS 第332号,第4版鋳型造型法)
は、精密鋳造のロウ模型の代わりに消失模型鋳造用の発
泡体模型の上に精密鋳造用泥しょう(スラリ)を重ね塗
りし、固化乾燥させる。次いで、そのスラリを塗布した
模型全体を約1000℃の焼成炉中に入れ、スラリを焼
成すると同時に発泡体模型を燃焼消失させ、内部が空洞
となった薄いセラミックシェルを製作し、これをあらた
めて鋳物砂叉はショット中に埋め、鋳型を形成し鋳造す
る鋳造法である。
On the other hand, the reprecast CS method (for example, J
ACT NEWS No. 332, 4th edition mold making method)
In place of the precision casting wax model, the precision casting mud (slurry) is applied over the foam model for vanishing model casting, and solidified and dried. Next, the entire model coated with the slurry is put into a firing furnace at about 1000 ° C., and at the same time as the slurry is burned, the foam model is burned out and extinguished to produce a thin ceramic shell with a hollow interior. The sand fork is a casting method in which the sand is embedded in a shot to form a mold and then cast.

【0005】このレプリキャストCS法の特徴は、鋳込
み前の段階で発泡体模型を燃焼消失させてしまうため、
発泡体模型の分解による炭素分の製品への浸入が防止で
きる点である。このレプリキャストCS法は炭素成分が
厳しく制限されている低炭素ステンレス鋼も問題なく鋳
造可能とされている。しかし、この方法は、基本的に精
密鋳造法であり、精密な小物が鋳造出来るが、薄いセラ
ミックセルの強度の点から比較的大型の鋳造品には適用
できない。
The characteristic of this replicast CS method is that the foam model is burnt and lost before the casting,
This is because it is possible to prevent the carbon content from entering the product due to the decomposition of the foam model. This replicast CS method is also capable of casting low-carbon stainless steel, whose carbon content is strictly limited, without any problem. However, this method is basically a precision casting method, and although precise small pieces can be cast, it cannot be applied to relatively large castings because of the strength of thin ceramic cells.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般の消失模型鋳造法
は、重量、寸法的には制限が無いという利点があるが、
注入される溶融金属、例えば溶鋼の熱で直接的に発泡体
模型を燃焼消失させるため、燃焼消失する過程で発生す
る分解ガスから炭素、その他のガス成分の溶鋼への浸
入、溶鋼側から見れば吸収は避けられない。
Although the general disappearance model casting method has an advantage that there is no limitation in weight and size,
Injecting molten metal, for example, the foam model directly by the heat of the molten steel, causes the decomposition of the foam model to be burned out. Absorption is inevitable.

【0007】その為、完成した鋳造品には、元の溶鋼に
対し0.05〜0.45wt%の不安定な炭素分の上昇
が起こる。したがつて溶鋼の炭素分が元々多く、この発
泡体模型の分解による炭素成分の浸入が問題とならない
鋳鉄(一般にC=2.5〜3.5wt%)に多く使用さ
れる。しかし、溶鋼の炭素量が少なく、有機発泡体模型
の分解から炭素量の増加があり、そのため組織の不均
一、硬度のバラツキ等が問題となる鋳鋼には適用されな
い。このような鋳鋼としては、例えば炭素鋼鋳鋼品(J
IS G 5101)、溶接構造用鋳鋼品(JIS G
5102)、構造用高張力炭素鋼および低合金鋼鋳鋼
品(JIS G 5111)、ステンレス鋼鋳鋼品(J
IS G 5121)、耐熱鋼鋳鋼品(JIS G 5
122)、高マンガン鋼鋳鋼品(JIS G513
1)、高温高圧用鋳鋼品(JIS G 5151)、低
温高圧用鋳鋼品(JIS G 5152)等がある。
Therefore, in the completed cast product, an unstable carbon content rise of 0.05 to 0.45 wt% with respect to the original molten steel occurs. Therefore, the molten steel originally contains a large amount of carbon, and is often used in cast iron (generally C = 2.5 to 3.5 wt%) in which the infiltration of carbon components due to the decomposition of the foam model does not pose a problem. However, the carbon content of the molten steel is small, and the carbon content increases due to the decomposition of the organic foam model. Therefore, it is not applicable to cast steel where problems such as non-uniform structure and hardness variation occur. Examples of such cast steel include carbon steel cast steel products (J
IS G 5101), cast steel products for welding structures (JIS G
5102), structural high tensile carbon steel and low alloy steel cast steel (JIS G 5111), stainless steel cast steel (J
IS G 5121), heat-resistant cast steel products (JIS G 5
122), high-manganese steel cast steel products (JIS G513
1), high temperature and high pressure cast steel products (JIS G 5151), low temperature and high pressure cast steel products (JIS G 5152) and the like.

【0008】また、一般の消失模型鋳造法は、発泡体模
型の構成元素である炭素以外の水素、酸素、及び窒素成
分の溶鋼への吸収と凝固時のガス排出によるガスブロー
欠陥の発生が多い。
Further, in the general vanishing model casting method, gas blow defects often occur due to absorption of hydrogen, oxygen, and nitrogen components other than carbon, which is a constituent element of the foam model, into molten steel and gas discharge during solidification.

【0009】この炭素浸入及びガスブロー欠陥の発生を
防止、軽減するため、製品体積と表面積との比(ガス発
生量とガス排出面積の比)と使用する模型の発泡スチレ
ン/メタクリル酸エステルの重合割合との関係を論じた
特開平10−76347号公報等の研究が開示されてい
るが未だ完全に解決されていない。これらの方法は基本
的に溶融金属の熱で直接的に発泡体模型を分解消失させ
ようとしている為である。
In order to prevent and reduce the occurrence of carbon infiltration and gas blow defects, the ratio of the product volume to the surface area (the ratio of the gas generation amount to the gas discharge area) and the polymerization ratio of the foamed styrene / methacrylic acid ester of the model used. A study such as Japanese Patent Laid-Open No. 10-76347, which discusses the relationship with the above, is disclosed, but it has not been completely solved yet. This is because these methods are basically trying to decompose and disappear the foam model directly by the heat of the molten metal.

【0010】従来のレプリキャストCS法は強度を有す
る発泡体模型を燃焼消失させると同時に2〜3mm厚さ
のセラミックセルを焼成し、それをあらためて鋳物砂あ
るいはショット中に埋め鋳型を形成するため、その薄い
2〜3mmの脆弱はシェルを運搬、埋め込みをしなくて
はならず破損の恐れが有り、また焼成炉に入る寸法では
なくてはならず、大型の物は鋳造出来ない。前述の文献
に見るように100kg程度まである。
In the conventional Replicast CS method, since a foam model having strength is burnt and disappeared, a ceramic cell having a thickness of 2 to 3 mm is fired at the same time to form a buried mold in a molding sand or shot, The thin brittleness of 2 to 3 mm must be transported and embedded in the shell, and there is a risk of breakage, and the size must be such that it can enter the firing furnace, and large objects cannot be cast. As can be seen in the above-mentioned literature, it is up to about 100 kg.

【0011】溶湯への炭素吸収を解決しょうとして鋳込
み前に発泡体模型を燃焼消失させればよいが、通常の塗
型材を塗布した消失模型を鋳込み前の段階で湯口等より
空気、酸素を供給し燃焼消失させてしまうと、溶融金属
と鋳型骨材との反応を防止し鋳物製品の品質を保証する
ための塗型材層は、鋳型骨材側には何ら固定されていな
いため、支持を失い燃焼時の熱応力により容易に破壊、
落下し、鋳型空間内に堆積する。
In order to solve the carbon absorption in the molten metal, the foam model may be burnt and extinguished before casting, but the vanishing model coated with a normal coating material is supplied with air and oxygen from the gate or the like before casting. However, if it is burnt out, the coating material layer for preventing the reaction between the molten metal and the mold aggregate and guaranteeing the quality of the casting product is not fixed at all on the mold aggregate side, so it loses its support. Easily destroyed by thermal stress during combustion,
It falls and accumulates in the mold space.

【0012】また、非粘結剤鋳物砂を利用する消失模型
鋳造法においては、鋳型空間は破壊され、製品形状を保
ち得ない。このような状態の鋳型に溶融金属を鋳込み鋳
造製品を得ようとしても満足な製品を得ることは出来な
い。
Further, in the vanishing model casting method using the non-binding agent molding sand, the mold space is destroyed and the product shape cannot be maintained. Even if a molten metal is cast into a mold in such a state to obtain a cast product, a satisfactory product cannot be obtained.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】発明者等は、上述した従
来の問題点を解決するために、鋭意研究を重ねた。その
結果、市販されている消失模型鋳造用塗型材にガラス繊
維等の繊維補強材を混入させた繊維補強塗型を使用すれ
ば、乾燥状態で強固な塗型材層を消失模型の外面に形成
させることができ、この繊維補強塗型を塗布した模型を
ガスバーナ等で赤熱し、その消失模型を燃焼消失させ、
その後、放置し常温まで温度を下げても、更に2〜3回
加熱・冷却を繰り返しても熱応力により破壊されること
なく、その形状を充分に保ち得ることを知見した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted extensive studies in order to solve the above-mentioned conventional problems. As a result, by using a fiber-reinforced coating mold in which a fiber-reinforced material such as glass fiber is mixed with a commercially available die-casting model casting material, a strong coating material layer is formed in a dry state on the outer surface of the vanishing model. It is possible to heat the model coated with this fiber reinforced coating mold with a gas burner etc. to burn off the disappeared model,
After that, it was found that even if it was left to stand and the temperature was lowered to room temperature, and even if heating and cooling were repeated two to three times, the shape could be sufficiently maintained without being destroyed by thermal stress.

【0014】更に、鋳型材中に埋められた模型を燃焼消
失する場合に、酸素の供給口と、撹拌用空気の供給口を
別々に設け、一方の酸素を鋳型湯口から連通した堰部か
ら供給し、更にもう一方の揚がり部から撹拌用空気を鋳
型内に吹き込むように供給することによって、模型の隅
々まで完全に燃焼させることができることを知見した。
Further, when the model buried in the mold material is burnt out, an oxygen supply port and an agitation air supply port are separately provided, and one oxygen is supplied from a weir communicating with the mold gate. However, by further supplying the stirring air from the other frying part so as to blow it into the mold, it was found that it is possible to completely combust every corner of the model.

【0015】更に、着火時においては、下流側の通気口
出口において着火することによって、爆発現象を発生さ
せることなく安全に着火することができることを知見し
た。
Further, it has been found that, at the time of ignition, the ignition can be safely performed without causing an explosion phenomenon by igniting at the outlet of the ventilation port on the downstream side.

【0016】この発明は上述した知見に基づいてなされ
たものである。発明の第1の態様は、下記の工程を備え
た消失模型鋳造法である。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化または自硬後乾燥する工程と、(b)前
記乾燥させた模型を鋳型材中に埋め込んで鋳型を作成す
る工程と、(c)前記鋳型内にある消失模型を、酸素お
よび撹拌用空気を供給して、燃焼させ消失する工程と、
(d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金属を注入し
て鋳造する工程。
The present invention was made based on the above findings. A first aspect of the invention is a vanishing model casting method including the following steps. (A) A step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model, and drying and solidifying or self-hardening and then drying, and (b) embedding the dried model in a mold material to prepare a mold. A step of: (c) supplying oxygen and agitation air to burn the vanishing model in the mold to burn the vanishing model;
(D) A step of injecting molten metal into the space formed by the combustion and casting.

【0017】発明の第2の態様は、酸素の供給口と、撹
拌用空気の供給口を別々に設け、酸素を鋳型湯口から連
通した堰部から供給し、撹拌用空気を揚がり部から鋳型
内に吹き込むように供給しながら、模型に点火して、前
記消失模型の燃焼を行うことを特徴とする消失模型鋳造
法である。酸素の供給口と、撹拌用空気の供給口を別々
に設け、酸素を鋳型湯口から連通した堰部から供給し、
撹拌用空気を揚がり部から鋳型内に吹き込むように供給
することによって、模型の隅々まで完全に燃焼させるこ
とができる。
In a second aspect of the invention, an oxygen supply port and an agitation air supply port are separately provided, and oxygen is supplied from a weir part communicating from the mold gate, and stirring air is supplied from the frying part into the mold. The extinguished model casting method is characterized in that the extinguished model is burned by igniting the model while supplying the extinguished model. An oxygen supply port and a stirring air supply port are provided separately, and oxygen is supplied from the weir part communicating from the mold gate,
By supplying the agitating air so that it is blown into the mold from the frying part, it is possible to completely burn every corner of the model.

【0018】発明の第3の態様は、前記撹拌用空気の供
給に際して、鋳型壁と模型燃焼面によって形成される空
間内に供給される酸素含有気体を、前記空間内において
十分に撹拌して、前記空間内における熱の発生と酸素の
供給を均一にすることを特徴とする消失模型鋳造法であ
る。
In a third aspect of the invention, when the stirring air is supplied, the oxygen-containing gas supplied into the space formed by the mold wall and the model combustion surface is sufficiently stirred in the space, The vanishing model casting method is characterized in that the heat generation and the oxygen supply in the space are made uniform.

【0019】発明の第4の態様は、更に、前記空間内に
おいて燃焼によって発生した排ガスを速やかに前記空間
内から排出するように、前記撹拌用空気を供給すること
を特徴とする消失模型鋳造法である。
A fourth aspect of the present invention further includes the vanishing model casting method characterized in that the stirring air is supplied so that the exhaust gas generated by combustion in the space is promptly discharged from the space. Is.

【0020】発明の第5の態様は、前記消失模型に通気
口を設け、前記通気口から酸素または酸素と空気との混
合気体を供給し、前記通気口出口付近における前記消失
模型の下流範囲における未燃焼ガスおよびその廻りの空
気との混合気体を安定的に燃焼するように着火すること
を特徴とする消失模型鋳造法である。
In a fifth aspect of the invention, a vent is provided in the vanishing model, and oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent, and in a downstream range of the vanishing model near the vent outlet. It is a vanishing model casting method characterized by igniting so as to stably burn a gas mixture of unburned gas and air around it.

【0021】発明の第6の態様は、前記消失模型に通気
口を設け、前記通気口から酸素または酸素と空気との混
合気体を供給し、前記酸素または酸素と空気との前記混
合気体の流れに関し、下流側の通気口出口において着火
することを特徴とする消失模型鋳造法である。
In a sixth aspect of the invention, a vent is provided in the vanishing model, and oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent, and the flow of the oxygen or the mixed gas of oxygen and air is performed. With regard to the above, the vanishing model casting method is characterized by igniting at the outlet of the vent on the downstream side.

【0022】この発明のその他の態様は、下記の工程を
備えた消失模型鋳造法である。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化または自硬後乾燥する工程と、(b)前
記乾燥させた模型を鋳型材中に埋め込んで鋳型を作成す
る工程と、(c)前記鋳型内にある消失模型を燃焼させ
る工程と、(d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金
属を注入して鋳造する工程。本発明においては、塗型に
繊維補強材を混入してあるので、溶融金属を注入する前
の段階で消失模型を燃焼させても、塗型自体が強固なシ
ェルを形成しているの破損せず、良好な鋳物を鋳造でき
る。
Another aspect of the present invention is a vanishing model casting method including the following steps. (A) A step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model, and drying and solidifying or self-hardening and then drying, and (b) embedding the dried model in a mold material to prepare a mold. A step, (c) a step of burning the vanishing model in the mold, and (d) a step of injecting and casting molten metal into the space formed by the burning. In the present invention, since the fiber reinforcement is mixed in the coating mold, even if the vanishing model is burned before the molten metal is injected, the coating mold itself forms a strong shell and is not damaged. Therefore, a good casting can be cast.

【0023】この発明のその他の態様は、前記繊維補強
材が金属繊維、天然アスベスト、ガラス繊維、シリカ繊
維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイト繊維
の1種又は2種以上の混合繊維であり、かつその長さが
5mm以上である繊維補強材であることを特徴とする消
失模型鋳造法である。金属繊維、天然アスベスト、ガラ
ス繊維、シリカ繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリコ
ンカーバイト繊維は模型を燃焼した際乾燥した塗型材に
強度を与え、形状を保持し、その後の鋳造においても破
損することがない。また、燃焼後、繊維を固定する塗型
材中の粘結剤は弱くなっており、そのため、補強繊維は
長い方が強度は得られるが、鋳造作業上および混錬作業
上5mm以上であることが望ましく、通常50mm以下
が適当である。
In another aspect of the present invention, the fiber reinforcing material is one or a mixture of two or more kinds of metal fibers, natural asbestos, glass fibers, silica fibers, carbon fibers, alumina fibers and silicon carbide fibers. The vanishing model casting method is characterized in that the fiber reinforcing material has a length of 5 mm or more. Metal fibers, natural asbestos, glass fibers, silica fibers, carbon fibers, alumina fibers, and silicon carbide fibers give strength to the dried mold material when the model is burned, retain its shape, and are also damaged during subsequent casting. There is no. In addition, after burning, the binder in the mold fixing material for fixing the fibers is weakened. Therefore, the longer the reinforcing fiber is, the stronger the strength can be obtained, but it is 5 mm or more in casting work and kneading work. It is desirable and usually 50 mm or less is suitable.

【0024】この発明のその他の態様は、前記消失模型
が発泡性樹脂からなる模型であることを特徴とする消失
模型鋳造法である。発泡性樹脂は容易に燃焼するので模
型として好適である。
Another aspect of the present invention is a vanishing model casting method, wherein the vanishing model is a model made of a foaming resin. The foamable resin burns easily and is suitable as a model.

【0025】この発明のその他の態様は、前記発泡性樹
脂が、ポリスチレン(EPS)、または分解能力を改善
したポリメタクリル酸エステル(EPMMA)のいずれ
かであることを特徴とする消失模型鋳造法である。上記
発泡性樹脂は通常市販されているので、本発明に係る模
型材として好適である。
Another aspect of the present invention is a disappearance model casting method, wherein the foamable resin is either polystyrene (EPS) or polymethacrylic acid ester (EPMMA) with improved decomposition ability. is there. Since the foamable resin is usually commercially available, it is suitable as the model material according to the present invention.

【0026】この発明のその他の態様は、前記鋳型が砂
型鋳型、またはショット鋳型であることを特徴とする消
失模型鋳造法である。通常の砂型鋳型材びショット鋳型
に本発明は適用できる。
Another aspect of the present invention is a vanishing model casting method, wherein the mold is a sand mold or a shot mold. The present invention can be applied to ordinary sand mold materials and shot molds.

【0027】この発明のその他の態様は、前記消失模型
の燃焼が、前記模型内に空気及び/または酸素を供給し
ながら、模型に点火することにより行われることを特徴
とする消失模型鋳造法である。消失模型を充分燃焼させ
炭素分を残留させないためには、特に、小型の単純な形
状の物においては模型内に補助燃料用の配管を設けて空
気または酸素を供給することが望ましい。
Another aspect of the present invention is a vanishing model casting method, wherein the vanishing model is burned by igniting the model while supplying air and / or oxygen into the model. is there. In order to burn the vanishing model sufficiently so that carbon content does not remain, it is preferable to provide a pipe for auxiliary fuel in the model to supply air or oxygen, especially for a small and simple shape.

【0028】この発明のその他の態様は、前記溶融金属
が炭素量が規定されている鋳鉄・鋳鋼であることを特徴
とする消失模型鋳造法である。本発明は消失模型を利用
して鋳造する溶融金属のいずれにも適用できるが、溶融
金属に炭素を与えないという点から、炭素量が規格等に
より規定されている鋳鉄・鋳鋼に対して特に好適に適用
できる。
Another aspect of the present invention is the vanishing model casting method, wherein the molten metal is cast iron or cast steel having a specified carbon content. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to any of the molten metals cast using the vanishing model, but is particularly suitable for cast iron and cast steel in which the amount of carbon is specified by standards etc. from the viewpoint of not giving carbon to the molten metal. Applicable to

【0029】この発明のその他の態様は、前記模型に通
気口を設け、前記通気口から酸素または酸素と空気の混
合気体を供給し、前記酸素または酸素と空気の混合気体
の流れに関し、下流側の通気口出口において着火するこ
とを特徴とする消失模型鋳造法である。下流側の通気口
出口において着火することによって、鋳型内に埋められ
た模型を燃焼させる場合に、爆発現象を発生させること
なく安全に着火することができる。
According to another aspect of the present invention, a vent is provided in the model, and oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent, and a downstream side of the flow of oxygen or a mixed gas of oxygen and air is provided. It is a vanishing model casting method characterized by igniting at the outlet of the air vent. By igniting at the outlet of the vent on the downstream side, when the model embedded in the mold is burned, it is possible to safely ignite without causing an explosion phenomenon.

【0030】特に、極く小型で単純形状の物において
は、例えば、押湯開口部よりガスバーナ等で直接前記模
型を加熱燃焼してもよい。
Particularly, in the case of an extremely small and simple shape, the model may be directly heated and burned by a gas burner or the like from the opening of the feeder.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本発明は基本的に下記の工程を備
えた消失模型鋳造法である。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化または自硬後乾燥する工程と、(b)前
記乾燥させた模型を鋳型材中に埋め込んで鋳型を作成す
る工程と、(c)前記鋳型内にある消失模型を、酸素お
よび撹拌用空気を供給して、燃焼させ消失する工程と、
(d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金属を注入し
て鋳造する工程。更に、大型で複雑形状の物において
は、この発明の消失模型鋳造法において、酸素の供給口
と、撹拌用空気の供給口を別々に設け、酸素を鋳型湯口
から連通した堰部から供給し、撹拌用空気を揚がり部か
ら鋳型内に吹き込むように供給しながら、模型に点火し
て、前記消失模型の燃焼を行う。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is basically a vanishing model casting method including the following steps. (A) A step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model, and drying and solidifying or self-hardening and then drying, and (b) embedding the dried model in a mold material to prepare a mold. A step of: (c) supplying oxygen and agitation air to burn the vanishing model in the mold to burn the vanishing model;
(D) A step of injecting molten metal into the space formed by the combustion and casting. Further, in the case of a large and complicated shape, in the vanishing model casting method of the present invention, an oxygen supply port and a stirring air supply port are separately provided, and oxygen is supplied from a weir part communicating with the mold gate. The model is ignited while the stirring air is supplied so as to be blown into the mold from the frying unit to burn the vanishing model.

【0032】更に、この発明の消失模型鋳造法におい
て、前記撹拌用空気の供給に際して、鋳型壁と模型燃焼
面によって形成される空間内に供給される酸素含有気体
を、前記空間内において十分に撹拌して、前記空間内に
おける熱の発生と酸素の供給とを均一にする。更に、こ
の発明の消失模型鋳造法において、更に、前記空間内に
おいて燃焼によって発生した排ガスを速やかに前記空間
内から排出するように、前記撹拌用空気を供給する。
Further, in the vanishing model casting method of the present invention, when the stirring air is supplied, the oxygen-containing gas supplied into the space formed by the mold wall and the model combustion surface is sufficiently stirred in the space. Then, the generation of heat and the supply of oxygen in the space are made uniform. Further, in the vanishing model casting method of the present invention, the stirring air is further supplied so that the exhaust gas generated by combustion in the space is quickly discharged from the space.

【0033】更に、模型の効率的な燃焼について以下に
詳細に説明する。鋳型内に埋められた模型の燃焼状態
を、熱(燃焼温度)、可燃物及び酸素の燃焼の3要素を
踏まえて考察すると、以下の通りである。第1条件であ
る燃焼温度に関して、発明者の研究に拠れば、鋳型内で
発泡性樹脂が燃焼している時点で、最も温度が低いと考
えられる最外部の塗型部分における最高温度は約1000
℃、最低温度でも550℃あり、それより内側部分では、
さらに高温であると推定される。従って、十分に発泡性
樹脂等の有機物を燃焼できる温度に達している事を確認
することができる。
Further, the efficient combustion of the model will be described in detail below. Considering the combustion state of the model embedded in the mold in consideration of the three factors of heat (combustion temperature), combustibles and oxygen, it is as follows. Regarding the combustion temperature which is the first condition, according to the research by the inventor, at the time when the foamable resin is burning in the mold, the maximum temperature in the outermost coating mold part which is considered to be the lowest is about 1000.
℃, the lowest temperature is 550 ℃, in the inner part,
It is estimated that the temperature is even higher. Therefore, it can be confirmed that the temperature has reached a temperature at which the organic matter such as the foamable resin can be burned sufficiently.

【0034】第2条件である可燃物は、可燃物である発
泡性樹脂を燃焼させている事から判断して、十分に存在
している。第3条件の酸素に関して、酸素が供給された
分だけ可燃物である模型が燃焼するので、燃焼時間即ち
酸素の供給時間には制限が無く、酸素の絶対値は十分に
存在している。上述したところから明らかなように、鋳
型全体として見れば、基本的に燃焼の3要素は満たされ
ており、模型の完全燃焼が行われるはずである。
The combustible substance, which is the second condition, is sufficiently present, judging from the fact that the foamable resin which is the combustible substance is burned. With respect to the oxygen of the third condition, since the model that is a combustible material burns as much as oxygen is supplied, there is no limitation on the combustion time, that is, the oxygen supply time, and the absolute value of oxygen is sufficient. As is clear from the above, when viewed as a mold as a whole, basically the three elements of combustion are satisfied, and complete combustion of the model should be performed.

【0035】しかし、現実には、不完全な燃焼が発生
し、煤及びタール状の凝縮物が残ることがある。即ち、
例えば、大型の複雑形状の製品の場合には、隅部、凹部
等の形状的に酸素含有気体の気流の到達が困難な部分に
おいては、十分な酸素が得られず燃焼が悪くなることが
ある。その結果、燃焼消失後形成される鋳型空洞内の上
型面隅部を中心に煤、下型面の隅部を中心に模型の煤と
タール状の凝縮物、および、下型面全体にタール状の凝
縮物が堆積することがある。
However, in reality, incomplete combustion may occur, leaving soot and tar-like condensate. That is,
For example, in the case of a large product having a complicated shape, sufficient oxygen may not be obtained and combustion may be deteriorated in a portion such as a corner or a recess where it is difficult for the air flow of the oxygen-containing gas to reach. . As a result, soot around the upper mold surface corners in the mold cavity formed after the combustion disappeared, model soot and tar-like condensate around the lower mold surface corners, and tar on the entire lower mold surface. -Like condensate may accumulate.

【0036】上述した煤及びタール状の凝縮物が残る原
因は、第1の原因として、これらの現象が鋳型壁と模型
燃焼面で形成された空間内での気体状の酸素と気体状の
可燃物の分布が不均一になり、その結果、空間内の熱の
分布も不均一に成り、燃焼も不均一となるからであると
考えられる。第2の原因として、燃焼の最終の時点では
個々の燃焼部は個々に分断され、熱が低下するためター
ル状となり、熱と可燃物の蒸発が不足するためと考えら
れる。
The first cause of the soot and tar-like condensate remaining is that these phenomena are due to gaseous oxygen and gaseous combustible in the space formed by the mold wall and the model combustion surface. It is considered that this is because the distribution of the material becomes non-uniform, and as a result, the distribution of heat in the space also becomes non-uniform and the combustion becomes non-uniform. The second reason is considered to be that, at the final point of combustion, the individual combustion parts are individually divided, and the heat decreases, resulting in tar-like formation, and the evaporation of heat and combustibles is insufficient.

【0037】従って、先ず第1に、酸素、ガス状の可燃
物の分布の均一化を図り、その空間内での熱の発生を均
一にすることが重要である。次に、このように発生した
均一な熱により可燃物のある模型燃焼面に均一な熱を供
給しながら、同時に酸素も均一に供給することが重要で
ある。更に、燃焼により発生した排ガスを、部分的に滞
留させることなく速やかにその空間外に排出することが
重要である。従って、上述した状況を成立させながら、
模型燃焼面を着火面から順次拡大して燃焼させることに
よって、煤及びタール状の凝縮物を残留させないことが
できる。
Therefore, first of all, it is important to make the distribution of oxygen and gaseous combustibles uniform and to evenly generate heat in the space. Next, it is important to supply oxygen uniformly while simultaneously supplying uniform heat to the model combustion surface with combustibles by the uniform heat thus generated. Further, it is important to quickly discharge the exhaust gas generated by combustion outside the space without partially retaining it. Therefore, while satisfying the above situation,
By sequentially expanding and burning the model combustion surface from the ignition surface, soot and tar-like condensate can be prevented from remaining.

【0038】更に第2に、燃焼の最終の時点において
は、熱の低下により、可燃物の蒸発も低下し、燃焼条件
が悪化しているから、特に酸素を多くする必要があり、
この条件を成立させる必要がある。即ち、順次空気量を
減少させ酸素量を増すことにより、攪拌用空気による燃
焼部よりの奪熱を少なくし、酸素を多く供給することに
より、隅部、凹部等の燃焼条件の悪い部分も完全に燃焼
することができる。
Secondly, at the final point of combustion, due to the decrease in heat, the evaporation of combustibles is also decreased and the combustion conditions are deteriorated. Therefore, it is necessary to increase the amount of oxygen.
It is necessary to satisfy this condition. That is, by gradually reducing the air amount and increasing the oxygen amount, the heat removal from the combustion part by the agitation air is reduced, and by supplying a large amount of oxygen, the corners, recesses, and other bad combustion conditions can be completely removed. Can be burned to.

【0039】具体的には、酸素の供給口と空気の供給口
を別々に分散して設け、酸素は堰部から供給し、撹拌用
空気は、鋳型への溶湯注湯の場合に鋳型内の空気を速や
かに排出するために設けられている揚がり部から供給す
る。撹拌を主目的した流速の高い大量の空気を、揚がり
部から逆方向に鋳型内へ吹き込むことによって、燃焼に
よって形成された鋳型壁と模型燃焼面とによって形成さ
れる空間内の熱、可燃物、酸素を均一にすることができ
る。
Specifically, the oxygen supply port and the air supply port are separately provided, oxygen is supplied from the weir portion, and the agitation air is used in the mold when the molten metal is poured into the mold. Supplied from a frying unit provided to expel air quickly. A large amount of high-velocity air with a main purpose of stirring is blown into the mold in the opposite direction from the frying part, so that the heat in the space formed by the mold wall and the model combustion surface formed by combustion, combustibles, Oxygen can be made uniform.

【0040】同時に、吹き込まれる多量の撹拌用空気に
よって、燃焼により発生した排がスを速やかに鋳型外へ
排出して、空間内に存在する酸素の濃度を全体的に上げ
ることができる。その結果、上型面側の燃焼面から雨滴
状に落下する凝縮物も完全に燃焼させることができる。
At the same time, the large amount of agitation air blown in allows the exhaust gas generated by the combustion to be quickly discharged to the outside of the mold to raise the concentration of oxygen existing in the space as a whole. As a result, the condensate that drops like raindrops from the combustion surface on the upper mold surface side can also be completely combusted.

【0041】撹拌用空気は、その奪熱効果により鋳型内
の排ガス温度を低下させると共に、炎に曝された繊維補
強塗型壁に加わる熱応力を低下させる働きがあり、それ
だけ、塗型材層の剥離、落下、変形が生じる確率が減少
することとなる。
The agitating air has a function of lowering the exhaust gas temperature in the mold due to its heat absorbing effect and a function of lowering the thermal stress applied to the fiber-reinforced coating wall exposed to the flame. The probability of peeling, dropping, or deformation is reduced.

【0042】燃焼の最終時点においては、順次撹拌用空
気を減少させ、鋳型内空間を高濃度の酸素で満たすこと
により、模型の隅々まで完全に燃焼させることができ、
燃焼消失後の鋳型内を十分に良好な状態にすることがで
きる。
At the final stage of combustion, by gradually reducing the agitation air and filling the space inside the mold with a high concentration of oxygen, it is possible to completely combust every corner of the model,
It is possible to make the inside of the mold sufficiently good after the combustion disappears.

【0043】この発明の燃焼方法によると、特に、大型
の複雑形状の物においても、燃焼後に隅部、凹部に煤や
凝縮物が残ることも無く、同時に下型面に落下して堆積
するタール状の凝縮物も無くなる。その結果、特に、小
型の単純形状の物において燃焼が不完全となると考えら
れる部分に、燃焼促進のために事前に酸素を供給してい
る純酸素供給用配管も不要となり、作業の繁雑さも軽減
することができる。
According to the combustion method of the present invention, even in the case of a large-sized complex shape, soot and condensate do not remain in the corners and recesses after combustion, and at the same time the tar is dropped and deposited on the lower mold surface. The condensate is also lost. As a result, especially in small and simple shaped objects, it is not necessary to use pure oxygen supply piping that supplies oxygen in advance to promote combustion, especially in areas where combustion is considered to be incomplete, and work complexity is reduced. can do.

【0044】更に、この発明の消失模型鋳造法におい
て、前記消失模型に通気口を設け、前記通気口から酸素
または酸素と空気との混合気体を供給し、前記酸素また
は酸素と空気との前記混合気体の流れに関し、下流側の
通気口出口において着火する。このことにより、前記通
気口出口付近における前記消失模型の下流範囲における
未燃焼ガスおよびその廻りの空気との混合気体を安定的
に燃焼するようにできる。
Further, in the vanishing model casting method of the present invention, a vent is provided in the vanishing model, and oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent to mix the oxygen or the oxygen and air. With respect to the flow of gas, it ignites at the vent outlet on the downstream side. As a result, it is possible to stably burn the mixed gas of the unburned gas and the air around it in the downstream region of the vanishing model near the vent outlet.

【0045】更に、模型を燃焼させる場合の着火法につ
いて以下に説明する。酸素または酸素と空気の混合気体
を模型内に導入する通気口の入口側、即ち、気流の流れ
に関して上流側において着火すると、特に大型鋳型の場
合に、着火直後に酸素または酸素と空気の混合気体の入
口側と反対側の出口側部分において爆発現象を起こし、
大きな音の発生、周辺物の破壊や飛散等を発生すること
がある。上述した爆発現象は、下流範囲の未燃ガスとそ
の廻りの空気との混合気体部分の燃焼が不安定であるた
めに発生する。
The ignition method for burning the model will be described below. When igniting on the inlet side of the vent for introducing oxygen or a mixed gas of oxygen and air into the model, that is, on the upstream side with respect to the flow of the air flow, especially in the case of a large mold, oxygen or a mixed gas of oxygen and air immediately after ignition. Explosion phenomenon occurs at the outlet side part opposite to the inlet side of
May generate loud noise, destroy surrounding objects, or scatter. The above-described explosion phenomenon occurs because the combustion of the mixed gas portion of the unburned gas in the downstream range and the air around it is unstable.

【0046】従って、下流範囲の燃焼を安定させれば解
決できると考えられる。このため、一般的には、下流範
囲に安定的燃焼を与えるアフターバーナーを取り付ける
ことが考えられるが、この方式は、バーナの設置及びそ
の着火タイミング等が煩雑になり、十分な解決法とは成
らない。
Therefore, it is considered that the problem can be solved by stabilizing the combustion in the downstream region. For this reason, it is generally considered to install an afterburner that provides stable combustion in the downstream range, but this method is not a sufficient solution because the burner installation and its ignition timing are complicated. .

【0047】図10は、この発明の着火法の原理を説明
する図である。図10のAは、着火時の状況を示す図で
ある。模型201の中央部に通気口202を設け、一端
から、酸素又は酸素と空気の混合気体204を流す。そ
の後、通気口の出口部216、すなわち、酸素又は酸素
と空気の混合気体204の流れに関して、下流側に着火
用バーナ217によって着火する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of the ignition method of the present invention. 10A is a diagram showing a situation at the time of ignition. A vent 202 is provided in the center of the model 201, and oxygen or a mixed gas 204 of oxygen and air is made to flow from one end. After that, with respect to the outlet portion 216 of the vent, that is, with respect to the flow of oxygen or the mixed gas 204 of oxygen and air, the ignition burner 217 ignites on the downstream side.

【0048】図10のBは、着火直後の状況を示す図で
ある。図10のBに示すように、通気口出口側に着火す
ると、下流範囲214においては、着火による熱と模型
の可燃物と空気中の酸素213との燃焼の3要素が構成
され火炎219を発生し安定的に燃焼する。この状態
は、アフターバーナーを設置した状態と同様となり、爆
発現象は発生せず安定的に安全に燃焼する。この安定的
燃焼は全体の燃焼がほぼ完了し、一部“おき火”状の燃
焼が残る状態に移るまで継続する。
FIG. 10B is a diagram showing the situation immediately after ignition. As shown in FIG. 10B, when ignition is performed on the vent outlet side, in the downstream range 214, three elements, heat of ignition, combustion of combustible material of model and oxygen 213 in the air, are constituted to generate flame 219. And burns stably. This state is similar to the state where an afterburner is installed, and an explosion phenomenon does not occur, and stable and safe combustion is performed. This stable combustion continues until the entire combustion is almost completed and a part of the "fire" is left.

【0049】着火部に着火され発生した火炎は、直ちに
通気口内を上流側へ延焼するが、その上流側の先端部分
218は、酸素又は酸素と空気の混合気体204による
酸素、着火部より延焼した熱、通気口廻りの可燃物の燃
焼の3要素が十分に満たされているため、激しく燃焼
し、陶管203でできた堰部まで直ちに延焼し、そこで
停止しする。
The flame ignited and generated in the ignition part immediately spreads to the upstream side in the vent hole, and the tip portion 218 on the upstream side spreads oxygen from oxygen or the mixed gas 204 of oxygen and air from the ignition part. Since the three elements of heat and combustion of combustibles around the vents are sufficiently filled, the fuel burns violently and immediately spreads to the weir part made of the ceramic tube 203, and stops there.

【0050】この時、中流範囲210の一度燃焼した部
分220では酸素不足となり、通気口の横方向すなわち
壁面方向には燃焼は広がらない。図10のCは、着火後
の全体的安定燃焼状況に入る状況を示す図である。図1
0のCに示すように、火炎が上流範囲208の最上流側
へ延焼するとともに、上流範囲が盛んに燃焼する。同時
に中流範囲210では、酸素不足のため燃焼が不安定に
なる。着火後約1〜2分以内では通気口の小空間内で小爆
発221を発生し“ポンポン”と音を発生する。しか
し、模型内の通気口内の小空間での小爆発であり不安全
なことは無い。
At this time, oxygen is insufficient in the once-burned portion 220 of the middle-flow range 210, and the combustion does not spread in the lateral direction of the vent, that is, in the wall surface direction. FIG. 10C is a diagram showing a situation in which the overall stable combustion state after ignition is entered. Figure 1
As indicated by C of 0, the flame spreads to the most upstream side of the upstream range 208, and the upstream range actively burns. At the same time, in the midstream range 210, combustion becomes unstable due to lack of oxygen. Within about 1 to 2 minutes after ignition, a small explosion 221 is generated in the small space of the ventilation port, and a "pompon" sound is generated. However, there is nothing unsafe because it is a small explosion in a small space inside the vent in the model.

【0051】上流範囲208を中心にした燃焼の中心2
22は、その後順次下流側の中流範囲210へと移動す
る。この時点では、上流範囲で消費される酸素も少なく
なり、中流範囲での酸素も十分となり爆発は発生しな
い。この時点でも下流側範囲214の火炎219は大気
中の酸素213の安定的供給により安定的に燃焼を続
け、アフターバーナしての作用を持続している。この様
な燃焼過程を通じ、最終的に中流範囲のやや下流側で燃
焼は完了する。これは、最下流側の通気口出口廻の模型
面223(可燃物)が大気中の酸素のため、少しづつ上
流側に燃焼するためである。
Combustion center 2 centered on the upstream region 208
22 then moves to the midstream range 210 on the downstream side. At this point, less oxygen is consumed in the upstream range, sufficient oxygen is available in the midstream range, and no explosion occurs. Even at this point in time, the flame 219 in the downstream range 214 continues to burn stably due to the stable supply of oxygen 213 in the atmosphere, and continues to function as an afterburner. Through such a combustion process, combustion is finally completed in the slightly downstream side of the midstream range. This is because the model surface 223 (combustible material) around the vent port outlet on the most downstream side is oxygen in the atmosphere, and thus gradually burns to the upstream side.

【0052】上述したように、この発明の着火法による
と、鋳型内に埋められた模型を燃焼するとき、安全に着
火できる。
As described above, according to the ignition method of the present invention, when the model embedded in the mold is burned, it is possible to safely ignite it.

【0053】更に、この発明のその他の態様は、下記の
工程を備えた消失模型鋳造法である。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化または自硬後乾燥する工程と、(b)前
記乾燥させた模型を鋳型材に埋め込んで鋳型を作成する
工程と、(c)前記鋳型内にある消失模型を燃焼させる
工程と、(d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金属
を注入して鋳造する工程。本発明においては、塗型に繊
維補強材を混入してあるので溶融金属を注入する前の段
階で消失性模型を燃焼させても強固なシェルを形成して
いるので破損せず、良好な鋳物を鋳造できる。
Further, another aspect of the present invention is a vanishing model casting method including the following steps. (A) a step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model, and drying and solidifying or self-hardening and then drying; and (b) a step of embedding the dried model in a mold material to form a mold And (c) burning the vanishing model in the mold, and (d) injecting molten metal into the space formed by the burning and casting. In the present invention, since the fiber reinforcement is mixed in the mold, it does not break because it forms a strong shell even if the fugitive model is burned at the stage before injecting the molten metal, and thus a good casting Can be cast.

【0054】上記繊維補強材としては金属繊維、天然ア
スベスト、ガラス繊維、シリカ95wt%のシリカ繊
維、シリカ99.8wt%の石英繊維等のシリカ繊維、
炭素繊維、純度70〜99.5wt%のアルミナ繊維、
シリコンカーバイト繊維の1種又は2種以上の混合繊維
が望ましく、またその長さが少なくとも5mm以上であ
り、最大50mm以内が望ましい。使用する繊維の長さ
は基本的には塗型材中の粘結剤の繊維および骨材への付
着力によって決定されているが、一度加熱された粘結剤
の付着力は弱く、できるだけ長ければよいが5mm未満
では塗型の保持力が弱く、50mmを超えると取り扱い
が不便である。上記の通り無機質の繊維が望ましい。有
機質の繊維は模型の燃焼時に燃焼して残存しないため塗
型材の層の強度が低下し塗型材の層が破壊するので望ま
しくない。
As the above-mentioned fiber reinforcing material, metal fibers, natural asbestos, glass fibers, silica fibers such as silica 95% by weight, silica fibers such as silica 99.8% by weight quartz fibers,
Carbon fiber, alumina fiber having a purity of 70 to 99.5 wt%,
A mixed fiber of one or more kinds of silicon carbide fibers is desirable, and its length is at least 5 mm or more, and preferably within 50 mm at maximum. The length of the fiber used is basically determined by the adhesive force of the binder in the mold coating material to the fiber and the aggregate, but the adhesive force of the binder once heated is weak, and if it is as long as possible. If it is less than 5 mm, the holding force of the coating mold is weak, and if it exceeds 50 mm, handling is inconvenient. As mentioned above, inorganic fibers are desirable. Since the organic fibers are not burned and remain when the model is burned, the strength of the layer of the mold coating material is lowered and the layer of the mold coating material is destroyed, which is not desirable.

【0055】塗型としては、通常市販されている塗型材
であれば使用できるが、上記繊維とのなじみからヤマシ
ロコートS−98F(商品名)等が望ましい。
As the coating type, any commercially available coating type material can be used, but Yamashiro Coat S-98F (trade name) and the like are preferable in view of familiarity with the above fibers.

【0056】消失模型としては容易に燃焼する材質であ
ればよく、発泡性でなくともよいが、発泡性樹脂からな
る模型であると、容易に燃焼するので模型として好適で
ある。このような発泡性樹脂としては、ポリスチレン
(EPS)、または分解能力を改善したポリメタクリル
酸エステル(EPMMA)等がある。上記発泡性樹脂は
通常市販されているので、本発明に係る模型材として好
適である。
The extinguishing model need only be a material that burns easily and does not have to be foamable, but a model made of a foaming resin is suitable as a model because it burns easily. Examples of such a foamable resin include polystyrene (EPS), polymethacrylic acid ester (EPMMA) having improved decomposition ability, and the like. Since the foamable resin is usually commercially available, it is suitable as the model material according to the present invention.

【0057】鋳型としては砂型鋳型、またはショット鋳
型等通常使用されている鋳型であればよい。
The mold may be a sand mold, a shot mold or any other commonly used mold.

【0058】特に、小型の単純形状の物においては、模
型を完全に燃焼させるためには、模型内に例えば鋳型湯
口より通じた堰部及び内部の一部に補助燃焼用配管部か
ら空気または酸素を供給しながら、模型側に設けた発火
装置により点火する。消失模型を充分燃焼させ炭素分を
残留させないためには特に燃焼状態のよくない部分に補
助燃料用の配管を設けて空気または酸素を供給すること
が望ましい。極く小型で単純形状の物においては、押し
湯等の開口部より模型を直接ガスバーナ等により加熱、
燃焼させてもよい。
In particular, in the case of a small-sized and simple-shaped object, in order to completely burn the model, air or oxygen is supplied from the auxiliary combustion piping to the weir part and a part of the inside which communicate with the mold gate, for example. While supplying, the ignition device provided on the model side ignites. In order to burn the vanishing model sufficiently so that carbon content does not remain, it is desirable to provide a pipe for auxiliary fuel to the part where the combustion condition is not good to supply air or oxygen. In the case of an extremely small and simple shape, the model is directly heated with a gas burner etc. from the opening of the riser etc.
It may be burned.

【0059】本発明は消失模型を利用して鋳造する鉄系
及び非鉄系の溶融金属のいずれにも適用できるが、溶融
金属に炭素を与えないという点から、少なくとも炭素量
範囲が規格等のより規定されている各種の鋳鉄・鋳鋼、
例えばJIS、ASTM、DIN等の規格に規定されて
いる鋳鉄・鋳鋼に好ましく適用される。
The present invention can be applied to both ferrous and non-ferrous molten metals that are cast using the vanishing model. However, from the viewpoint that carbon is not given to the molten metals, at least the carbon amount range is more than the standard. Various prescribed cast iron and cast steel,
For example, it is preferably applied to cast iron and cast steel defined by JIS, ASTM, DIN and other standards.

【0060】具体的には、炭素鋼鋳鋼品(JIS G
5101)、溶接構造用鋳鋼品(JIS G 510
2)、構造用高張力炭素鋼および低合金鋼鋳鋼品(JI
S G5111)、ステンレス鋼鋳鋼品(JIS G
5121)、耐熱鋼鋳鋼品(JIS G 5122)、
高マンガン鋼鋳鋼品(JIS G 5131)、高温高
圧用鋳鋼品(JIS G 5151)、低温高圧用鋳鋼
品(JIS G 5152)等に好ましく適用される。
Specifically, carbon steel cast steel products (JIS G
5101), cast steel products for welding structure (JIS G 510
2), structural high-strength carbon steel and low alloy steel cast steel products (JI
S G5111), cast stainless steel products (JIS G
5121), heat-resistant cast steel products (JIS G 5122),
It is preferably applied to high manganese cast steel products (JIS G 5131), high temperature and high pressure cast steel products (JIS G 5151), low temperature and high pressure cast steel products (JIS G 5152), and the like.

【0061】更に、JISハンドブック(1998年度
版)において規定する各種の鋳鉄(JIS G 550
1、5502、5503、5504、5510、551
1、5526、5527、5528、5702、570
3、5704)にも適用できる。上記はあくまで例示で
あって、炭素量に規定がある全ての鋳造用の鋳鉄・鋳鋼
に適用できる。
Further, various cast irons (JIS G 550) specified in JIS Handbook (1998 version)
1, 5502, 5503, 5504, 5510, 551
1, 5526, 5527, 5528, 5702, 570
3, 5704). The above is merely an example, and can be applied to all cast irons and cast steels for which the carbon content is regulated.

【0062】以上説明した通り、本発明は、消失模型鋳
造法において、繊維補強塗型を使用すると、乾燥状態の
繊維補強塗型材の層が強固であり、一般の消失模型鋳造
法と同様に重量、寸法の制限無く運搬、砂込めができ
る。
As described above, according to the present invention, when the fiber-reinforced coating mold is used in the vanishing model casting method, the layer of the fiber-reinforced coating material in a dry state is strong, and the weight is the same as in the general vanishing model casting method. It can be transported and sand-filled without any size restrictions.

【0063】更に、溶鋼の注入の前の段階の鋳型中で塗
型材層が付着している発泡体模型を燃焼消失させ、炭素
成分を除去しても、塗型材層は、燃焼消失時及びその後
の冷却及び溶融金属の注入時の熱応力にも十分に耐える
ことができるので、消失模型鋳造法と同様な大型の鋳型
空間が確保できる。そこで、消失模型鋳造法の欠点であ
る炭素の吸収問題も同時に解決できる。
Furthermore, even if the foam model to which the mold coating layer has adhered in the mold before the injection of the molten steel is burnt out and the carbon component is removed, the mold coating layer remains at the time of burning burnout and thereafter. Since it can sufficiently withstand the thermal stress at the time of cooling and the injection of the molten metal, a large mold space similar to that of the disappearance model casting method can be secured. Therefore, the problem of carbon absorption, which is a drawback of the disappearance model casting method, can be solved at the same time.

【0064】すなわち、一般の重量制限のない消失模型
鋳造用模型において繊維補強塗型材を塗布・乾燥し、寸
法的制約、取り扱い上の制約の無い普通の消失模型鋳造
法により造型し、溶鋼の注入の前の段階で発泡体模型を
燃焼消失させると、発泡体模型に含まれている炭素、水
素、窒素、酸素を鋳型内部から排除できる。このように
すると、乾燥した強固な塗型材層のシェルで囲まれた鋳
型空間が形成され、その後、溶融金属を注入すると有機
物である発泡体模型からの不安定な炭素、水素、窒素、
酸素等の吸収が発生しないので健全な鋳造品を得ること
ができる。
That is, in a general model for vanishing model casting without weight limitation, a fiber-reinforced coating material is applied and dried, and the model is cast by an ordinary vanishing model casting method free from dimensional restrictions and handling restrictions, and molten steel is injected. If the foam model is burnt out in the previous step, the carbon, hydrogen, nitrogen and oxygen contained in the foam model can be removed from the inside of the mold. In this way, a mold space surrounded by the shell of the dry and strong mold coating material layer is formed, and then when molten metal is injected, unstable carbon, hydrogen, and nitrogen from the foam model, which is an organic substance, are generated.
Since absorption of oxygen and the like does not occur, a sound cast product can be obtained.

【0065】[0065]

【実施例】この発明を実施例によって更に詳細に説明す
る。 実施例1 図7から図9は、本発明による燃焼方法、特に大型で複
雑形状の模型における燃焼方法を説明する図である。図
7において、繊維補強塗型を塗布した模型が鋳型内に造
型された状態、酸素及び撹拌用空気の配管状態、酸素及
び撹拌用空気の供給状況、および、着火が示されてい
る。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of examples. Example 1 FIGS. 7 to 9 are views for explaining a combustion method according to the present invention, particularly a combustion method in a large model having a complicated shape. FIG. 7 shows a state in which a model coated with the fiber-reinforced coating mold is molded in the mold, a piping state of oxygen and stirring air, a supply state of oxygen and stirring air, and ignition.

【0066】目的形状の発泡スチロール製模型(900
幅×900長さ×400厚み)117を作製し、その模
型内にその後堰102を設置する予定の位置に合わせた
通気口103を設けた。この模型に繊維径14μm、50
0本/ヤーン、サイジング剤付着率1.2wt%のシリコン
カーバイト繊維を長さ6mmに切断した物(商品名;ニカ
ロンチョップ NCF−06)を消失模型用塗型剤(商品
名;S−98F)に1体積%撹拌混入した繊維補強塗型11
8を作製し、塗布した。塗布後、約8時間乾燥させ造型
用の模型とした。
Styrofoam model (900
(Width × 900 length × 400 thickness) 117 was prepared, and a vent hole 103 was provided in the model in accordance with the position where the weir 102 is to be installed thereafter. Fiber diameter 14μm, 50 in this model
0 pieces / yarn, sizing agent Adhesion rate 1.2 wt% Silicon carbide fiber cut to a length of 6 mm (trade name: Nicalon Chop NCF-06) disappeared Model coating agent (trade name: S- 98F) with 1% by volume mixed with fiber reinforced coating 11
8 was prepared and applied. After coating, it was dried for about 8 hours to prepare a model for molding.

【0067】模型に内径50mmの陶器製の堰102、湯道
101、及び撹拌用空気119、120を供給する揚が
り121、122を設けながら、鋳枠123内の鋳物砂
124中に埋め込み鋳型を造型した。この時、撹拌用空
気が流れるように通気口103と撹拌用揚がり121、
122の陶管部までの間を径10mmのキリ穴125を開け
て連結した。この様にして、鋳型上面に湯道101、揚
がり121、122及び開放押し湯の上面とその通気口
出口126が露出するように造型し、鋳型を準備した。
While the model is provided with a weir 102 having an inner diameter of 50 mm, a runner 101, and hoisting members 121 and 122 for supplying agitation air 119 and 120, an embedded mold is formed in a molding sand 124 in a molding flask 123. did. At this time, the ventilation hole 103 and the stirrer 121 so that the stirrer air flows,
A drill hole 125 having a diameter of 10 mm was formed between the 122 and the ceramic pipe to connect them. In this way, a mold was prepared by molding so that the runner 101, the frying 121, 122 and the upper surface of the open riser and its vent port outlet 126 were exposed on the upper surface of the mold.

【0068】これに、内径10mmのパイプ127、12
8、129をはめ込み、粘土130、131、132で
密封し、純酸素133及び撹拌用空気119、120を
供給できるように配管を行った。これらの配管は、バル
ブ134、135、136及び図示しない流量計を通
じ、酸素ボンベ及び工業用空気配管に連結されている。
In addition to this, pipes 127, 12 having an inner diameter of 10 mm
8 and 129 were fitted and sealed with clay 130, 131 and 132, and piping was provided so that pure oxygen 133 and stirring air 119 and 120 could be supplied. These pipes are connected to oxygen cylinders and industrial air pipes through valves 134, 135, 136 and a flow meter (not shown).

【0069】この様に準備した鋳型において、湯道10
1を通じ500L/分の純酸素123と攪拌用揚がり1
21、122を通じて900L/分の撹拌用の空気119、
120を流しながら、これらの酸素及び空気の出口であ
る押し湯側の通気口出口126から着火用バーナ137
で着火した。なお、着火後の燃焼は、着火された押し湯
側から順次進行するのではなく、直ちに、堰部102へ
到達し、その部分を最初の主な燃焼部とし燃焼を始め
る。
In the mold thus prepared, the runner 10
1 through 500L / min of pure oxygen 123 and stirring frying 1
Air 119 for stirring of 900 L / min through 21, 122,
While flowing 120, the burner 137 for ignition is supplied from the vent opening 126 on the riser side which is the outlet for these oxygen and air.
It ignited at. Combustion after ignition does not proceed sequentially from the ignited riser side, but immediately reaches the weir portion 102, and the combustion is started with that portion as the first main combustion portion.

【0070】揚がり121、122の陶管の方向を下向
きに45°方向とし、下型面側に多くの撹拌用空気11
9、120が当たるようにしているのは、−般に鋳物の
鋳造姿勢は鋳型空洞の下型面に複雑面を設定した方が鋳
造上有利なため、下型面側に燃焼状態の良くない隅部、
凹部が多く発生し、下型面側の燃焼条件が悪くなるの
で、それを補うためである。
The direction of the ceramic pipes of the frying 121, 122 is set to 45 ° downward, and a large amount of agitating air 11 is provided on the lower mold surface side.
The reason why 9 and 120 hit is that-generally, it is advantageous in casting that the casting position of the casting is a complicated surface on the lower mold surface of the mold cavity, so the combustion condition is not good on the lower mold surface side. Corner,
This is because a large number of concave portions are generated and the combustion conditions on the lower mold surface side are deteriorated, so that they are compensated for.

【0071】なお、これらの撹拌用空気の水平面での噴
出方向は、鋳型壁と模型の燃焼面で形成される空間内を
気流が全体として回転するように巴に配置している。こ
の様に、全体として気流を回転させることにより、より
燃焼がスムーズに進む。
The jetting direction of these stirring air in the horizontal plane is arranged so that the air flow as a whole rotates in the space formed by the mold wall and the combustion surface of the model. In this way, by rotating the air flow as a whole, combustion proceeds more smoothly.

【0072】図8は、着火後の盛んに燃焼している状況
のやや後半を示す図である。図8に示すように、鋳型壁
138と模型燃焼面139で形成される空間140内
は、撹拌用空気と酸素が乱流141となつて混合した撹
拌用気流により熱、可燃物、酸素が均一に撹拌されるた
め燃焼がすみやかに進む。この様な燃焼状態では、模型
の上面側の燃焼面142からの凝縮物の落下も無く、従
って、その凝縮物が鋳型空洞部の下面側に堆積すること
もなく燃焼する。
FIG. 8 is a diagram showing the slightly latter half of the state in which combustion is vigorous after ignition. As shown in FIG. 8, in the space 140 formed by the mold wall 138 and the model combustion surface 139, heat, combustibles, and oxygen are uniformly distributed by the stirring airflow in which the stirring air and oxygen are mixed in a turbulent flow 141. Combustion proceeds promptly because it is stirred. In such a combustion state, the condensate does not drop from the combustion surface 142 on the upper surface side of the model, and therefore the condensate burns without being deposited on the lower surface side of the mold cavity.

【0073】燃焼の後半では、順次、鋳型壁138と模
型の燃焼面139で形成される空間140内は広がり、
乱流により堰より供給される純酸素と十分に混合された
酸素富化撹拌用空気143は、自由に動きまわり隅々ま
で到達することが出来る。従って、酸素は、複雑な形状
部の隅々まで行き渡り、その結果、隅々まで燃焼消失す
る。
In the latter half of combustion, the space 140 formed by the mold wall 138 and the combustion surface 139 of the model expands in sequence.
The oxygen-enriched agitation air 143, which is sufficiently mixed with pure oxygen supplied from the weir due to the turbulent flow, can move freely and reach every corner. Therefore, oxygen spreads to every corner of the complex shape, and as a result, burns out to every corner.

【0074】最終時点においては、攪拌用空気を100
リットル/分まで減少し、開放押し湯面145に蓋14
6を行い、鋳型内の酸素濃度を上昇させ、個々に分断さ
れ燃焼しているタール状の凝縮物を完全に燃焼させた。
At the final point, the agitating air is set to 100
Reduced to liters / minute, open lid surface 145 with lid 14
6 was carried out to increase the oxygen concentration in the mold and completely burn the tar-like condensates that were individually divided and burned.

【0075】図9は、燃焼後の繊維補強塗型で保持され
た鋳型空洞内を示す図である。図9に示すように、燃焼
は完全に行われ、繊維補強塗型118によって保持され
た、煤及び落下堆積するタール状の凝縮物の無い鋳型空
洞144が得られる。
FIG. 9 shows the inside of the mold cavity held by the fiber-reinforced coating mold after burning. As shown in FIG. 9, the combustion is complete, resulting in a soot and drop-deposited tar-like condensate-free mold cavity 144 retained by the fiber-reinforced mold 118.

【0076】実施例2 図11は、この発明の着火法の詳細を示す図である。図
11、Aに示すように、500幅×1700長さ×250厚
みの長方形のPMMA製模型224の下部より50mmから80
mmの部分に30×30mmの四角い通気口225を開け、その
一端に内径50mmの通気口を開けた外径200mm×200mm高さ
の押し湯226を取り付け模型とした。この模型にシリ
コンカーバイト繊維を1vol%混入させた繊維補強塗型2
27を塗布し、造型用の模型とした。この模型の一方の
端にφ30mmの陶管製の堰228を設け、鋳枠229内の
鋳物砂230中に埋め燃焼前の鋳型を完成させた。な
お、この時に、鋳型内の模型の燃焼状況を、鋳型砂が模
型の燃焼熱で加熱され発煙することを利用し観察するた
め、鋳型の上面側の砂の厚みを約50mmと薄くした。
Embodiment 2 FIG. 11 is a diagram showing details of the ignition method of the present invention. As shown in FIG. 11A, 50 mm to 80 mm from the bottom of the rectangular PMMA model 224 of 500 width × 1700 length × 250 thickness.
A 30 × 30 mm square vent hole 225 was opened in the mm portion, and a hot water 226 with an outer diameter of 200 mm × 200 mm height with a vent hole having an inner diameter of 50 mm opened at one end was used as a model. Fiber reinforced coating type 2 in which 1 vol% of silicon carbide fiber is mixed in this model
27 was applied to prepare a model for molding. A porcelain weir 228 having a diameter of 30 mm was provided on one end of this model, and the mold was filled with sand 230 in the molding sand 229 before the combustion to complete. At this time, in order to observe the burning condition of the model in the mold by utilizing the fact that the mold sand was heated by the heat of combustion of the model and smoked, the thickness of the sand on the upper surface side of the mold was reduced to about 50 mm.

【0077】以上の鋳型に、堰228に連なる陶管23
2にφ10mmのパイプ233を通じ、その廻りを粘土シ
ール234にて密閉し、約100L/分の酸素235を流し
ながら下流側の押し湯226より着火用バーナ217に
て着火した。着火後の火炎219は直ちに四角い通気口
内をさかのぼり、上流側の堰228へ延焼した。この様
に、中流範囲で横方向すなわち通気口内の壁方向に燃焼
が広がらないで陶管製の堰部まで直ぐ延焼するのは、燃
焼している通気口の内面部の上流側の先端218は燃焼
の3要素である熱、可燃物、酸素が十分に満たされてお
り、その部分で最も燃焼が盛んであること、及び、一度
燃焼した中流範囲では、上流範囲の燃焼により未燃焼ガ
スと排ガスとの混合した気体であり、酸素が不足し燃焼
が抑制されているためと考えられる。最上流部に延焼す
ると、それ以上は陶管製の堰228であり、可燃物が無
くなり延焼が停止する。
A ceramic pipe 23 connected to the weir 228 is added to the above mold.
2 was passed through a pipe 233 of φ10 mm, and the circumference thereof was sealed with a clay seal 234, and about 100 L / min of oxygen 235 was made to flow, and ignition was performed by a burner 217 for ignition from a downstream hot water 226. After the ignition, the flame 219 immediately traces back inside the rectangular ventilation port and spreads to the upstream weir 228. In this way, in the midstream range, the combustion does not spread in the lateral direction, that is, the wall direction inside the vent hole, and the flame spreads immediately to the weir part made of ceramics because the tip 218 on the upstream side of the inner surface part of the vent hole is burning. The three elements of combustion, heat, combustibles, and oxygen, are fully filled, and the combustion is most active in that area. It is thought that this is because the gas is a mixture of the above and the combustion is suppressed due to lack of oxygen. When the fire spreads to the most upstream part, there is a weir 228 made of a ceramic pipe beyond that, and there is no combustible material, and the fire stops.

【0078】図11、Bは、最上流部の堰部まで延焼し
た後の状況を示す図である。最上流部に延焼すると、上
流範囲208の部分を中心として盛んに燃焼し、燃焼中
心222を形成する。この状況は、煙236の発生によ
って、鋳型外部から観察できる。その直後に中流範囲2
10の模型内で2〜3回の小爆発221が発生する。な
お、この時点では最下流部の大気中に開放されている部
分は、未燃焼ガスである可燃物と燃焼排ガスによる熱と
当部の燃焼熱及び大気中の酸素213が十分に供給さ
れ、安定的に火炎219を形成し、燃焼している。この
時、通気口出口部廻りの模型面223は内部側(上流
側)へ燃焼するが、その速度は上流側の燃焼中心222
が下流側へ進む速度より遅い。
FIG. 11B is a diagram showing the situation after the fire has spread to the weir section at the most upstream side. When the fire spreads to the most upstream part, it burns vigorously around the upstream range 208, forming a combustion center 222. This situation can be observed from outside the mold by the generation of smoke 236. Immediately after that, middle range 2
Two or three small explosions 221 occur within 10 models. At this point, the portion of the most downstream portion open to the atmosphere is sufficiently supplied with the heat of the unburned gas combustible material and the combustion exhaust gas, the heat of combustion of this portion, and the oxygen 213 in the atmosphere. The flame 219 is formed and burned. At this time, the model surface 223 around the outlet of the ventilation port burns to the inside (upstream side), but its speed is the combustion center 222 on the upstream side.
Is slower than the downstream speed.

【0079】図11、Cは、最上流部の燃焼が開始され
てから後の終盤の状況を示す図である。全体としての燃
焼中心の移動を見れば、最も酸素がある上流範囲より順
次下流範囲へ移動する。このことは、煙発生部の下流側
への移動237を観察することにより判断される。燃焼
の終盤では、中流範囲のやや下流側よりの下型面側が最
終的に燃焼し、全体の燃焼が終了する。この状況は、こ
の時点では、未燃焼ガスの量も低下し、下流範囲の火炎
の勢いも低下し、その後、“おき火”の状態となるの
で、押し湯部より最終燃焼部238とその部分で形成さ
れている最終燃焼部の火炎239を見ることにより観察
される。
FIG. 11C is a diagram showing a situation in the final stage after the combustion in the most upstream portion is started. Looking at the movement of the combustion center as a whole, the oxygen moves from the upstream range where oxygen is the most to the downstream range. This is determined by observing the downstream movement 237 of the smoke producing portion. At the end of combustion, the lower die surface side from the slightly downstream side in the middle flow range finally burns, and the entire combustion ends. In this situation, at this point, the amount of unburned gas also decreases, the momentum of the flame in the downstream range also decreases, and then the state of "fire" occurs, so that the final combustion part 238 and its part from the riser part. It is observed by observing the flame 239 of the final combustion part formed in FIG.

【0080】同様な模型の燃焼を、上流側からの着火で
行うと、未燃焼ガスすなわち可燃がスが多量に発生し、
最下流側の通気口の出口である押し湯開放部で空気中の
酸素と混合し大きな爆発現象を発生することがある。
When a similar model is burned from the upstream side, a large amount of unburned gas, that is, combustible gas is generated,
A large explosion phenomenon may occur when mixed with oxygen in the air at the riser opening, which is the outlet of the vent on the most downstream side.

【0081】以上のように、鋳型内の模型に酸素又は酸
素と空気の混合気体を供給しながら、模型を燃焼消失さ
せる過程において、その下流側すなわち大気中への酸素
又は酸素と空気の混合気体の出口部で着火することによ
って、大きな爆発現象を発生させることなく安全に着火
できる。 実施例3 この発明の別の態様の一つを実施例によって説明する。
図1から図6は、特に小型の炭素吸収試験用試験片によ
る実施例を示した図である。塗型として、60μmアン
ダーの骨材微粒子が50〜90%と、無機または有機粘
結材からなる市販の塗型材を用いた。繊維としては、繊
維径13μm、繊維長さ13mmのガラスの単繊維を約
100本束ね耐アルカリ性コーティングし、幅約1m
m、厚さ約0.05mmの帯状としたものを補強材とし
て、これを塗型1Kgあたり10g添加、混入させ、本
実験用塗型材とした。
As described above, in the process of burning and extinguishing the model while supplying oxygen or the mixed gas of oxygen and air to the model in the mold, oxygen or the mixed gas of oxygen and air to the downstream side of the model, that is, to the atmosphere. By igniting at the exit of the, it is possible to safely ignite without causing a large explosion phenomenon. Example 3 One of the other aspects of the present invention will be described by way of example.
FIG. 1 to FIG. 6 are views showing an example using a particularly small carbon absorption test piece. As the coating type, a commercially available coating type material containing an inorganic or organic binder with 50 to 90% of aggregate fine particles of 60 μm under was used. About 100 m of single glass fibers with a fiber diameter of 13 μm and a fiber length of 13 mm are coated with an alkali-resistant fiber, and a width of about 1 m
A strip-shaped material having a thickness of m and a thickness of about 0.05 mm was used as a reinforcing material.

【0082】上記のように混入する繊維は、有る程度の
剛性を持つ繊維の方が攪拌時の絡みも発生せず塗型中に
良く分散、混練される。模型材質は、EPSとEPMM
Aの2種類を使用し、それぞれの比較を行った。
As for the fibers mixed in as described above, fibers having a certain degree of rigidity are better dispersed and kneaded in the coating mold without causing entanglement during stirring. Model materials are EPS and EPMM
Two types of A were used and each was compared.

【0083】図1は、炭素吸収試験用試験片を鋳造した
場合の実施例を示す。100mm角の長さ710mmの
角柱に326mm角の厚さ40mmの板を付けた炭素吸
収試験用試験片を鋳造した場合の実施例で、塗型材の塗
布、補助燃焼配管、通気口、及び電気式発火装置を示し
たものである。模型材質は、EPS、EPMMAの2種
類について行った。
FIG. 1 shows an example in which a test piece for carbon absorption test was cast. In an example of casting a test piece for carbon absorption test in which a 326 mm square and 40 mm thick plate was attached to a 100 mm square 710 mm long prism, application of a mold coating material, auxiliary combustion piping, a vent, and an electric type It shows an ignition device. Two types of model materials, EPS and EPMMA, were used.

【0084】角柱の上端に径200mm、高さ200m
mの押し湯1を付け、下端の堰部2より押し湯1上面ま
で約25mmφの貫通した通気口3を開けた消失模型用
の模型4に補強繊維入り塗型材を刷毛にて塗布し50℃
にて8時間乾燥させ塗型材層5を設けた。この時の塗型
材層5は乾燥状態で1〜5mmの厚さであった。乾燥
後、下端に電気式発火装置6を付け、また、それぞれの
板状部の隅の1ケ所に補助燃焼用キリ穴7を開け、それ
に約10mmφの鋼管とビニールパイプで出来た補助燃
焼用配管8を取り付けた。
200 mm in diameter and 200 m in height at the upper end of the prism.
m of riser 1 was attached, and a model 4 for vanishing model was opened with a ventilation hole 3 penetrating about 25 mmφ from the weir 2 at the lower end to the top of the riser 1.
And dried for 8 hours to form a coating material layer 5. At this time, the coating material layer 5 had a thickness of 1 to 5 mm in a dry state. After drying, an electric ignition device 6 was attached to the lower end, and an auxiliary combustion drilling hole 7 was opened in one corner of each plate-shaped part, and an auxiliary combustion pipe made of a steel pipe of about 10 mmφ and a vinyl pipe. 8 was attached.

【0085】なお、空気、酸素を供給しながら燃焼消失
させるために押湯部に市販の燃焼式の押湯スリーブを使
用することは、押湯スリーブが燃焼するために良くな
い。本実施例に示すように押し湯部も発泡体模型で製作
する方が良い。
It is not good to use a commercially available combustion type feeder sleeve in the feeder section in order to extinguish the combustion while supplying air and oxygen because the feeder sleeve burns. As shown in this embodiment, it is better to manufacture the riser part with a foam model.

【0086】模型の準備完了後、図2に示すように鋳型
砂9中に埋め込み鋳型を造型した。この場合、空気、酸
素を供給する湯口10、堰部2、通気口3が、着火前の
段階で通じていることが必要であり、造型の都合上で一
部に詰め物等を行う事は良くない。
After the preparation of the model was completed, as shown in FIG. 2, an embedded mold was made in the mold sand 9. In this case, it is necessary that the gate 10 for supplying air and oxygen, the weir 2, and the vent 3 are communicated with each other before the ignition, and it is preferable to partially fill them for the sake of molding. Absent.

【0087】造型後、堰部2に通じた湯口10及び補助
燃焼用配管8に酸素、空気を供給する為の配管11及び
タンク12を連結し、それぞれ6.0Kgf/平方セン
チメートルの圧縮空気と150Kgf/平方センチメー
トルの圧縮酸素ボンベよりの酸素を配管し、それらの空
気13、15及び酸素14、16の流量を調整しなが
ら、電気式発火装置6に通電し、堰部2より模型4に着
火した。
After the molding, a pipe 11 for supplying oxygen and air and a tank 12 were connected to the sprue 10 and the auxiliary combustion pipe 8 communicating with the weir 2, and compressed air of 6.0 kgf / square centimeter and 150 kgf / 150 cmgf / cm 2 respectively. Oxygen from a compressed oxygen cylinder of square centimeter was piped, and while adjusting the flow rates of the air 13, 15 and oxygen 14, 16, the electric ignition device 6 was energized and the model 4 was ignited from the weir 2.

【0088】着火後、その燃焼状況を見ながら適時調整
用弁17,18,19,20を使用し、空気13,15
及び酸素14,16の量を調整し模型4を燃焼させた。
その後、炎及び煙21が無くなり、完全に燃焼消失が完
了した事を確認した。なお、模型の燃焼消失時間はEP
S製模型が約17分、EPMMA模型が約10分であっ
た。
After the ignition, while watching the combustion state, the adjusting valves 17, 18, 19, 20 are used at appropriate times, and the air 13, 15 is used.
And the amounts of oxygen 14 and 16 were adjusted, and the model 4 was burned.
After that, it was confirmed that the flame and the smoke 21 had disappeared and the combustion disappearance was completely completed. In addition, the combustion disappearance time of the model is EP
The S model was about 17 minutes, and the EPMMA model was about 10 minutes.

【0089】図3に示すように、空気、酸素の配管1
1、17、18、13、14と8、12、19、20、
15、16を取り去り、湯口10にC=0.22wt%
の溶鋼22で満たされた取鍋23のノズル部24を合わ
せ、ストッパー25を開け、塗型材層5で保持された鋳
型空洞部26に溶鋼22を注入し鋳込みを行った。な
お、比較のための同型模型は、普通の消失模型鋳造法、
すなわち、溶融金属注入前に燃焼することなく、下端の
40mmφの堰より、それぞれ同一溶鋼を鋳造した。同
一溶鋼で同型のEPS製模型とEPMMA製模型を用い
て鋳造し、比較のため通常の消失模型鋳造法でも鋳造し
た。合計EPS製2個、EPMMA製2個の4個を鋳造
した。
As shown in FIG. 3, air and oxygen piping 1
1, 17, 18, 13, 14 and 8, 12, 19, 20,
Remove 15 and 16 and add C = 0.22wt% to the sprue 10.
The nozzle portion 24 of the ladle 23 filled with the molten steel 22 was matched, the stopper 25 was opened, and the molten steel 22 was injected into the mold cavity portion 26 held by the mold coating material layer 5 to perform casting. In addition, the same model for comparison is a normal disappearance model casting method,
That is, the same molten steel was cast from the 40 mmφ weir at the lower end without burning before injecting the molten metal. The same molten steel was cast using an EPS model and an EPMMA model of the same type, and for comparison, a normal vanishing model casting method was also used. A total of 2 pieces made of EPS and 2 pieces made of EPMMA were cast.

【0090】図4は、炭素吸収試験用試験片の各位置
(A〜D,1〜4)より試料を切り出し、炭素量を測定
した位置を示す。図5として示す表1はEPS製模型に
よる結果、図6として示す表2はEPMMA製模型によ
る結果を示す。
FIG. 4 shows the position where the carbon amount was measured by cutting out the sample from each position (A to D, 1 to 4) of the test piece for carbon absorption test. Table 1 shown as FIG. 5 shows the results by the EPS model, and Table 2 shown as FIG. 6 shows the results by the EPMMA model.

【0091】表1のEPS製模型の炭素分析結果を見る
と以下の様になる。従来法では、試験片中央部A,B,
C,D及び端部1,2,3,4とも上部に行くに従い炭
素分析値は増大し、特に端部の1では0.42wt%と
元の成分に対し0.20wt%も増ている。また、バラ
ッキに注目すると中央部0.03wt%、端部0.17
wt%である。
The carbon analysis results of the EPS model shown in Table 1 are as follows. In the conventional method, the test piece central portions A, B,
The carbon analysis values of C and D and the end portions 1, 2, 3, 4 increase toward the upper part, and particularly in the end portion 1, 0.42 wt%, which is 0.20 wt% with respect to the original component. Also, when focusing on the bulkiness, the central portion is 0.03 wt% and the end portions are 0.17.
wt%.

【0092】このような炭素成分のバラッキが、従来の
消失模型鋳造法による鋳鋼品の製造を困難にしている。
一方、本発明による値は、従来法のごとき明確な上下位
置による炭素成分の変化は認められない。バラッキに注
目すると中央部0.01wt%、端部0.01wt%で
あり、測定誤差程度の差しかない。
Such variations in the carbon content make it difficult to manufacture cast steel products by the conventional vanishing model casting method.
On the other hand, the values according to the present invention do not show a clear change in the carbon component due to the vertical position as in the conventional method. Focusing on the bulkiness, the central portion is 0.01 wt% and the end portions are 0.01 wt%, which is not a measurement error.

【0093】表2に示すEPMMA模型の炭素分析結果
を見ると以下の様になる。従来法では、試験片中央部
A,B,C,D及び端部1,2,3,4とも上部に行く
に従い炭素分析値は増大し、そのバラッキは中央部0.
04wt%、端部0.02wt%である。より分解性能
を改善させたEPMMA製模型でも溶鋼中への炭素の浸
入が発生しているのが認められる。本発明による値は、
EPS製模型の結果と同様に上下位置による炭素成分の
変化は認められない。バラッキに注目すると中央部0.
01wt%、端部0.00wt%であり、EPSの結果
と同様に測定誤差程度の差しかない。
The carbon analysis results of the EPMMA model shown in Table 2 are as follows. In the conventional method, the carbon analysis values increase as the upper portions of the central portions A, B, C, D and the end portions 1, 2, 3, 4 of the test piece increase, and the variation thereof is 0.
It is 04 wt% and the edge portion is 0.02 wt%. It is recognized that carbon infiltration into molten steel occurs even in the EPMMA model whose decomposition performance is further improved. The value according to the invention is
Similar to the EPS model results, no change in the carbon component depending on the vertical position is observed. If you pay attention to the barracchi, the central part is 0.
The amount is 01 wt% and the edge portion is 0.00 wt%, which is similar to the result of EPS, and there is little difference in measurement.

【0094】以上より、溶融金属の注入前に消失模型を
燃焼消失し取り除いているため、消失模型の材質の違い
にかかわらず、本発明による消失模型鋳造法は、従来の
最大の欠点である炭素分の吸収問題を解決できる。な
お、本実施例に示した鋳込み重量250Kg程度の物で
は、塗型材に混入する繊維はガラス繊維程度の耐熱性が
有れば十分である。
As described above, since the vanishing model is burned out and removed before the injection of the molten metal, the vanishing model casting method according to the present invention has the greatest drawback of the conventional carbon, regardless of the material of the vanishing model. It can solve the minute absorption problem. In the case of the casting weight of about 250 kg shown in this embodiment, it is sufficient that the fibers mixed in the mold coating material have heat resistance as high as glass fibers.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明の効果は次の通りである。 (1)従来の消失模型鋳造法による鋳鉄・鋳鋼品の全体
的炭素吸収および局部的偏在を排除できる。 (2)数Tonにも及ぶ大型の鋳造品も鋳造出来るの
で、鋳造品の寸法制限が無くなる。 (3)炭素量の規定がある鋳鉄・鋳鋼品が消失模型鋳造
法により製造出来る。 (4)低炭素テンレス鋼鋳鋼品を含む高級鋳造品も消失
模型鋳造法により鋳造出来る。 (5)鋳造品の寸法制限無く、レプリキャストCS法と
同様な精密鋳造品の製造が可能である。 (6)有機物発泡体模型が含有する水素の溶融金属への
浸入が防止できる。 (7)従来の消失模型法の欠点である酸素ガス、炭酸ガ
ス、窒素ガスの吸収によって発生する鋳造品のガスブロ
ー問題も解決出来る。 (8)模型材質は、基本的に燃焼消失する物であれば、
発泡の有無、または材質の種類も問わない。更に、次の
効果が得られる。 (9)鋳型内に埋められた模型を燃焼させる場合に、隅
部、凹部まで、模型を十分に燃焼消失させる事が出来
る。 (10)鋳型空洞の下面側にタール状の模型の凝縮物が
堆積するのを防止できる。 (11)事前に燃焼が懸念される部分に、部分的に燃焼
を促進するための酸素を供給している酸素供給用配管を
設置せずに、簡単に造型ができる。更に、次の効果が得
られる。 (12)鋳型内に埋められた模型を燃焼させる場合に、
爆発現象を発生させることなく安全に着火できる。
The effects of the present invention are as follows. (1) It is possible to eliminate the total carbon absorption and local uneven distribution of cast iron and cast steel products by the conventional vanishing model casting method. (2) Since a large cast product of several Ton can be cast, there is no limitation on the size of the cast product. (3) Cast iron and cast steel products with specified carbon content can be manufactured by the disappearance model casting method. (4) High-grade castings including low-carbon stainless steel castings can also be cast by the disappearance model casting method. (5) It is possible to manufacture a precision cast product similar to the Replicast CS method without the size limitation of the cast product. (6) The infiltration of hydrogen contained in the organic foam model into the molten metal can be prevented. (7) It is possible to solve the gas blow problem of a cast product generated by absorption of oxygen gas, carbon dioxide gas, and nitrogen gas, which is a drawback of the conventional disappearance model method. (8) If the model material is one that basically burns and disappears,
The presence or absence of foaming or the type of material does not matter. Further, the following effects can be obtained. (9) When the model embedded in the mold is burned, the model can be sufficiently burned out to the corners and recesses. (10) It is possible to prevent deposition of tar-like model condensate on the lower surface side of the mold cavity. (11) It is possible to easily perform molding without installing an oxygen supply pipe that partially supplies oxygen for promoting combustion in a portion where combustion is feared in advance. Further, the following effects can be obtained. (12) When burning the model embedded in the mold,
Can ignite safely without causing an explosion phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施した炭素吸収試験用試験片の鋳造における
塗型の塗布状況、補助燃焼配管、通気口及び電気式発火
装置の配置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a coating state of a coating mold in the casting of a test piece for a carbon absorption test, an arrangement of auxiliary combustion pipes, a vent, and an electric ignition device.

【図2】炭素吸収試験用試験片を鋳物砂中に造型し、鋳
込み前の段階で模型を燃焼消失している状況を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a test piece for a carbon absorption test is molded in foundry sand, and a model is burned and disappeared before casting.

【図3】燃焼消失後の鋳込み状況を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a casting state after combustion disappearance.

【図4】鋳造した炭素吸収試験用試験片における炭素成
分の分析位置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing analysis positions of carbon components in a cast carbon absorption test specimen.

【図5】EPS製模型を使用した鋳造における鋳物の炭
素分布を表1として示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing, as Table 1, a carbon distribution of a casting in casting using an EPS model.

【図6】EPMMA製模型を使用した鋳造における鋳物
中の炭素分布を表2として示す図である。
FIG. 6 is a table showing carbon distribution in a casting in casting using an EPMMA model as Table 2.

【図7】図7は、この発明の燃焼方法を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram explaining a combustion method of the present invention.

【図8】図8は、着火後の盛んに燃焼している状況のや
や後半を示す図である。
[Fig. 8] Fig. 8 is a diagram showing a slightly latter half of a state where combustion is actively performed after ignition.

【図9】図9は、燃焼後の繊維補強塗型で保持された鋳
型空洞内を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the inside of a mold cavity held by a fiber-reinforced coating mold after burning.

【図10】図10は、この発明の着火法の原理を説明す
る図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of the ignition method of the present invention.

【図11】図11は、この発明の着火法の詳細を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing details of the ignition method of the present invention.

【符号の説明】 1 押湯 2 堰部 3 通気口 4 消失模型 5 塗型材層 6 電気式発火装置 7 補助燃焼用キリ穴 8 補助燃焼用配管 9 鋳型砂 10 湯口 11 配管 12 タンク 13,15 空気 14,16 酸素 17,18,19,20 調整用弁 21 炎及び煙 22 溶鋼 23 取鍋 24 ノズル部 25 ストッパー 26 鋳型空洞部[Explanation of symbols] 1 riser 2 weir 3 vents 4 disappearance model 5 Coating material layer 6 Electric ignition device 7 Drill holes for auxiliary combustion 8 Auxiliary combustion piping 9 Mold sand 10 gate 11 piping 12 tanks 13,15 air 14,16 oxygen 17,18,19,20 Regulator valve 21 Flame and smoke 22 Molten steel 23 ladle 24 nozzle 25 stopper 26 Mold cavity

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記の工程を備えたことを特徴とする消
失模型鋳造法。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化する工程と、 (b)前記乾燥させた模型を鋳型材中に埋め込んで鋳型
を作成する工程と、 (c)前記鋳型内にある消失模型を、酸素の供給口と、
撹拌用空気の供給口を別々に設け、酸素を鋳型湯口から
連通した堰部から供給し、撹拌用空気を揚がり部から鋳
型内に吹き込むように供給しながら、模型に点火して、
前記消失模型を燃焼させ消失する工程と、 (d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金属を注入し
て鋳造する工程。
1. A vanishing model casting method comprising the following steps. (A) a step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model and drying and solidifying; and (b) a step of embedding the dried model in a mold material to create a mold, (c) ) The disappearance model in the mold is provided with an oxygen supply port,
A separate supply port for stirring air is provided, oxygen is supplied from the weir part communicating from the mold spout, while stirring air is supplied so as to be blown into the mold from the frying part, the model is ignited,
Burning the vanishing model to vanish, and (d) injecting molten metal into the space formed by the burning and casting.
【請求項2】 下記の工程を備えたことを特徴とする消
失模型鋳造法。 (a)予め繊維補強材を混入させた塗型を消失模型に塗
布し、乾燥固化する工程と、 (b)前記乾燥させた模型を鋳型材中に埋め込んで鋳型
を作成する工程と、 (c)前記鋳型内にある消失模型を、酸素および撹拌用
空気を供給し、前記撹拌用空気の供給に際して、鋳型壁
と模型燃焼面によって形成される空間内に供給される酸
素含有気体を、前記空間内において十分に撹拌して、前
記空間内における熱の発生と酸素の供給を均一にして、
燃焼させ消失する工程と、 (d)前記燃焼で形成された空間内に溶融金属を注入し
て鋳造する工程。
2. A vanishing model casting method comprising the following steps. (A) a step of applying a coating mold in which a fiber reinforcing material is mixed in advance to a disappearing model and drying and solidifying; and (b) a step of embedding the dried model in a mold material to create a mold, (c) ) Oxygen and stirring air are supplied to the vanishing model in the mold, and when the stirring air is supplied, the oxygen-containing gas supplied to the space formed by the mold wall and the model combustion surface is supplied to the space. Stir well in the space to evenly generate heat and supply oxygen in the space,
A step of burning and disappearing; and (d) a step of injecting molten metal into the space formed by the burning and casting.
【請求項3】 更に、前記空間内において燃焼によって
発生した排ガスを速やかに前記空間内から排出するよう
に、前記撹拌用空気を供給することを特徴とする、請求
項1または2に記載の消失模型鋳造法。
3. The disappearance according to claim 1, wherein the stirring air is further supplied so that exhaust gas generated by combustion in the space is quickly discharged from the space. Model casting method.
【請求項4】 前記消失模型に通気口を設け、前記通気
口から酸素または酸素と空気との混合気体を供給し、前
記通気口出口付近における前記消失模型の下流範囲にお
ける未燃焼ガスおよびその廻りの空気との混合気体を安
定的に燃焼するように着火することを特徴とする、請求
項1から3の何れか1項に記載の消失模型鋳造法。
4. A vent is provided in the vanishing model, oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent, and unburned gas in the downstream region of the vanishing model near the vent outlet and its surroundings. The vanishing model casting method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mixed gas with the air is ignited so as to be stably burned.
【請求項5】 前記消失模型に通気口を設け、前記通気
口から酸素または酸素と空気との混合気体を供給し、前
記酸素または酸素と空気との前記混合気体の流れに関
し、下流側の通気口出口において着火することを特徴と
する、請求項1から3の何れか1項に記載の消失模型鋳
造法。
5. A vent hole is provided in the vanishing model, oxygen or a mixed gas of oxygen and air is supplied from the vent hole, and ventilation is provided on the downstream side with respect to the flow of the oxygen or the mixed gas of oxygen and air. The vanishing model casting method according to any one of claims 1 to 3, wherein ignition is performed at a mouth outlet.
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