JP3449287B2 - Semi-molten metal production equipment - Google Patents

Semi-molten metal production equipment

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JP3449287B2
JP3449287B2 JP08671299A JP8671299A JP3449287B2 JP 3449287 B2 JP3449287 B2 JP 3449287B2 JP 08671299 A JP08671299 A JP 08671299A JP 8671299 A JP8671299 A JP 8671299A JP 3449287 B2 JP3449287 B2 JP 3449287B2
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cooling
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cooling unit
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正志 内田
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Ube Industries Ltd
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、溶融状態の液相金
属と固体状態の固相金属とが混在する固液共存状態の半
溶融金属をダイカスト成形機の射出スリーブに装填して
鋳造する、いわゆるレオキャスト鋳造法における半溶融
金属製造装置、特に、ロータリーテーブル上面を等間隔
に分割する位置に複数個の溶湯カップを配置し、鋳造シ
ョット毎にロータリーテーブルを一定の角度分だけ回転
させながら、各作業ステーションで注湯、冷却、加熱等
の各作業を順次行なって、最終作業ステーションにおけ
る溶湯カップ内の溶湯が固液共存状態となる目標の成形
温度範囲内に収めるように温度調整するロータリーテー
ブル式の半溶融金属製造装置に係わり、溶湯カップ内の
溶湯を固液共存状態となる目標の成形温度範囲内に収め
るように温度調整するため、冷却ユニットにより溶湯カ
ップの外周面に空気を噴射して溶湯カップ内の溶湯を冷
却するようにした半溶融金属製造装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】レオキャスト鋳造法は従来の鋳造法に比
べて鋳造欠陥が少なく成形サイクルが短い鋳造成形を可
能にするが、そのためには射出スリーブに装填する半溶
融金属の金属組織を微細かつ均一に管理することが不可
欠である。すなわち、レオキャスト鋳造法は半溶融金属
製造装置の適否が鋳造性能に密接に影響を及ぼす鋳造法
であり、半溶融金属製造装置には保持容器に注湯された
溶湯を均一に冷却しながら球状に近い微細な結晶を安定
して生成させ所定の固相率に調整することが求められ
る。 【0003】このため、種々の半溶融金属製造装置が検
討され、例えば特開平10−211565号公報には、
鋳造ショット毎にロータリーテーブルを一定の角度分だ
け回転させながら、各作業ステーションで冷却、加熱の
各作業を順次行なって、最終作業ステーションにおける
溶湯カップ内の溶湯が固液共存状態となる目標の成形温
度範囲内に収めるように温度調整するロータリーテーブ
ル式の半溶融金属製造装置が開示されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上記のロータリーテー
ブル式半溶融金属製造装置は、溶湯カップ外周面に向け
て空気を噴出する流体噴出孔を有する冷却ユニットによ
り溶湯カップ内に貯溜された溶湯を冷却するようになっ
ているが、溶湯カップの大きさ、溶湯カップ内に貯溜す
る溶湯量および溶湯合金の種類に応じた最適な高さの流
体噴出孔から空気を噴出させ、溶湯カップ内に貯溜され
た溶湯をできる限り均一に冷却することが肝要である。
従来のロータリーテーブル式半溶融金属製造装置では、
冷却ユニットに多数の流体噴出孔を設けておき、その中
から適宜選択した最適な高さの流体噴出孔に空気配管を
接続して使用していたが、鋳造品変更の度に多数の空気
配管を着脱する作業に多大な時間と労力を費やすばかり
でなく、空気配管系統の接続ミスによって鋳造品の品質
を低下させることが多かった。 【0005】 【課題を解決するための手段】こうした従来の半溶融金
属製造装置の課題を解決するために、本発明において
は、溶融状態の液相金属と固体状態の固相金属とが混在
する固液共存状態の半溶融金属を製造する半溶融金属製
造装置であって、複数に区画した作業ステーションを鋳
造ショット毎に一定の角度分だけ順次回転移動するロー
タリーテーブルと、該ロータリーテーブルの上面を等間
隔に分割する位置に配設された複数個の溶湯カップと、
給湯装置によって溶湯を注湯された前記溶湯カップの上
端部を閉塞可能な下端面側に開口凹部を有するカップ蓋
と、前記溶湯カップの外周面に向けて冷却流体を噴出さ
せる複数の噴出孔を有し下方に延伸してなる複数本のノ
ズルバーとで構成される冷却ユニットと、該冷却ユニッ
トを昇降可能な昇降手段と、前記冷却ユニットに供給さ
れる冷却流体を中継して、瞬時着脱可能な着脱継手によ
りホースを経由して空気供給源に接続される冷却分配ス
タンドと、一端が該冷却分配スタンドに接続され、他端
が前記冷却ユニットを構成する複数のノズルバーの同一
水平面内に位置する内側に穿孔された複数の流体噴出孔
それぞれに分岐して接続される複数組の冷却配管を設け
た。 【0006】 【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
例を詳細に説明する。図1〜図6は本発明の実施例に係
り、図1は半溶融金属製造装置の平面図、図2は半溶融
金属製造装置の正面図、図3は図2中のc−c矢視側か
ら見たテーブルユニットの平面図、図4は冷却中におけ
る冷却装置の正面図、図5は冷却装置へ空気を供給する
ための冷却用空気配管の正面図、図6は図4中のa−a
矢視側から見た冷却用空気配管の平面図、図7は図4中
のb−b矢視側から見た冷却用空気配管の平面図であ
る。 【0007】図2に示すように、本半溶融金属製造装置
100を大別すると、区画された8箇所の作業ステーシ
ョン(図1中のA、B、C、D、E、F、G、Hで示
す)を鋳造ショット毎に1/8回転ずつ順次時計方向に
回転移動し、所定の位置に停止可能に水平且つ回転自在
に設けられたロータリーテーブル1と、該ロータリーテ
ーブル1上に等間隔に配設された溶湯カップ23とを主
体とするテーブルユニット80と、図1中のC、D、
E、F、Gの5箇所の作業ステーションにわたって前記
テーブルユニット80の上方に配設された冷却装置40
と、図1中のHで示す作業ステーションに配設された加
熱ユニット60とで構成されており、各作業ステーショ
ンで注湯、冷却、加熱等の各作業を順次行なって、図1
中のAで示す作業ステーションにおける溶湯カップ23
内の溶湯が固液共存状態となる目標の成形温度範囲内に
収めるように温度調整するようになっている。 【0008】まず、半溶融金属製造装置100のテーブ
ルユニット80細部の構成を説明する。図2に示すよう
に、テーブルユニット80には、メインフレーム7およ
び支柱8が床面に基礎ボルト止めされて立設されてお
り、メインフレーム7および支柱8からブラケット5、
ブラケット6を介してベースプレート4が水平に配設さ
れ、ベースプレート4の上方にはテーブル回転装置3に
より回転駆動させられる円板状のロータリーテーブル1
が水平且つ回転自在に設けられている。さらに、図3に
示すように前記ロータリーテーブル11上面の同心円上
を等間隔に8分割する各位置には、図示しない給湯装置
によって溶湯を注湯されるカップ状の溶湯カップ23お
よび該溶湯カップ23の下方に配設されるカップ受座2
4をその内周面に装填・位置決めすると共に、冷却装置
40から噴出される流体を通過させるための切欠を胴部
に有する円筒状のカップホルダ22が配設されている。 【0009】次に、前記冷却装置40細部の構成を説明
する。冷却装置40には、図1中のC、D、E、F、G
で示す作業ステーションに合計5個の冷却ユニット(4
0c、40d、40e、40fおよび40g)が配設さ
れており、図2に示すようにそれぞれの冷却ユニットに
は、下端面側に開口する凹部26aを有するカップ蓋2
6が配設されると共に、多数の流体噴出孔を内側に向け
て穿孔した3個のノズルバー41が垂直に配設されてい
る。前記メインフレーム7および支柱8の上端面には上
部フレーム9が水平に載設されており、該上部フレーム
9の中央部には冷却装置40を昇降駆動するための第1
の昇降手段であるエアーシリンダ42が下向きに配設さ
れている。各冷却ユニットは前記エアーシリンダ42の
ピストンロッド42a先端部に係合されたブラケット4
3を介して断面L字型のブラケット44の水平部に接続
されている。前記ブラケット44の垂直部の背面にはガ
イドレール45が設けてあり、図2に示す上部フレーム
9に縦方向に固定されたリニアベアリング46と前記ガ
イドレール45が上下摺動時において離脱不可能に係合
されている。前記エアーシリンダ42の伸縮によって、
前記ブラケット44の水平部外端部側に設けられた冷却
ユニットは、前記カップホルダ22を塞ぐ位置(図4)
と離れた位置(図2)の間を昇降可能となっている。 【0010】続いて、流体噴出孔に圧縮空気を供給する
冷却用空気配管の構成を説明する。図7に示すようにノ
ズルバー41の同一水平面内に穿孔された3個の流体噴
出孔41aは冷却配管51により互いに接続されてお
り、該冷却配管51の反ノズルバー41側は図5に示す
ように冷却分配スタンド52に接続されている。このよ
うな冷却配管51は各冷却ユニット毎にそれぞれ6個ず
つ設けられており、各冷却配管51は、鋳造品の実態に
応じて予め最適な高さ(図5中のEa、Eb、Ec、E
e、Eh、Eiで示す)にそれぞれ穿孔された多数の流
体噴出孔41aの中から、同一水平面内に穿孔された3
個の流体噴出孔41aを互いに接続すると共に、図6中
にEa、Eb、Ec、Ee、Eh、Eiで示す各配管継
手を介して前記冷却分配スタンド52に接続されてい
る。一方、前記冷却分配スタンド52には、前記Ea、
Eb、Ec、Ee、Eh、Eiで示す配管継手に連通す
る空気通路がそれぞれ穿設され、該空気通路の前記冷却
分配スタンド52上面に開口する一端には、瞬時に着脱
することができる着脱継手(オス)55がそれぞれ配設
されている。 【0011】さらに、図示しない空気供給源から供給さ
れた冷却用空気は、図5に示すように冷却分配ブロック
54に穿設された空気通路によって2系統に分岐され、
分岐された空気通路それぞれは冷却ホース53、流量調
整弁57および瞬時に着脱することができる着脱継手
(メス)56を経由して所望する前記着脱継手(オス)
55に接続自在となっている。一方、前記着脱継手(オ
ス)55とは別に、使用しない冷却ホース53を止めて
置くための着脱継手(オス)58が配設されており、該
着脱継手(オス)58に続く空気通路は行き止まりとな
っている。 【0012】次に、前記加熱ユニット60細部の構成を
説明する。図1中のHで示す作業ステーションに配設さ
れた加熱ユニット60は、図2に示すように、下端面側
に開口した凹部28aを有するカップ蓋28を備えると
共に、該カップ蓋28を昇降駆動するための第3の昇降
手段であるエアーシリンダ62が前記上部フレーム9の
上面に上向きに配設され、該エアーシリンダ62のピス
トンロッド62a先端部には上向きのブラケット66を
介してアダプターロッド63が接続され、さらに該アダ
プターロッド63の昇降をガイドするブッシュ65が前
記上部フレーム9上面に配設されている。そして、前記
カップ蓋28がその中央空間部を昇降可能な大きさに巻
かれた加熱コイル61aを有する高周波加熱装置61
が、横向きのブラケット66を介して前記メインフレー
ム7に配設されている。一方、前記カップ受座24およ
び溶湯カップ23を昇降駆動する第2の昇降手段である
エアーシリンダ72が前記メインフレーム7側面に下向
きに配設されており、該エアーシリンダ72のピストン
ロッド72a先端部には横向きのブラケット76を介し
てアダプターロッド73接続され、さらに該アダプター
ロッド73の昇降をガイドするブッシュ77が前記ベー
スプレート4下面に配設されている。そして、前記メイ
ンフレーム7に縦方向に固定されたガイドレール75と
前記ブラケット76に配設されたリニアベリング74が
上下摺動時に離脱不可能に係合されている。 【0013】上記のように構成された半溶融金属製造装
置100の動作概要を説明する。図1中のBで示す作業
ステーションにおいて、図示しない給湯装置により所定
量の溶湯を前記溶湯カップ23内に注湯したのち、鋳造
ショット毎に前記テーブル回転装置3を駆動して前記タ
ーンテーブル1を1/8回転させて、図1中のC、D、
E、F、G、Hで示す各作業ステーションに前記溶湯カ
ップ23を順次移動させながら、C、D、E、F、Gで
示す各作業ステーションでは前記冷却装置40により溶
湯カップ23内の溶湯を冷却し、図1中のHで示す作業
ステーションでは前記加熱ユニット60により高周波誘
導加熱を行なって、溶湯カップ23内の溶湯の温度を調
整し微細かつ均一な結晶を生成させて所定の固相率の半
溶融金属とし、図1中のAで示す作業ステーションにお
いて図示しないロボットに半溶融金属を受け渡すように
なっている。 【0014】次に、溶湯カップ1内の溶湯を冷却する際
の前記冷却ユニット40の動作内容を説明する。図2に
示すように冷却装置40が上昇限位置で待機している状
態から、前記ロータリーテーブル1を1/8回転させて
ロータリーテーブル1上に等間隔に配設された前記カッ
プホルダ22、溶湯カップ23およびカップ受座24を
各作業ステーションの所定位置に移動・位置決めしたの
ち、前記エアーシリンダ42を駆動して冷却装置40を
下降させると、図6に示すように前記カップ蓋26の凹
部26aがそれぞれの溶湯カップ23の上端面を塞ぐよ
うになっている。溶湯カップ23の上端面をカップ蓋2
6の凹部26aで塞いだ後、各ノズルバー41に穿孔さ
れた流体噴出孔から内側の溶湯カップ23の外周面に向
けて所定流量に調節された圧縮空気を噴出させて、溶湯
カップ23内に貯溜されている溶湯を冷却するが、冷却
中はカップ蓋26により溶湯カップ23の上端面が塞が
れているので、熱の放散が湯面側の溶湯にだけ偏ること
がなく溶湯全体が均一に冷却されるようになっている。
なお、前記カップ蓋26の材質として、耐熱性と保温性
に優れたセラミックを採用するのが望ましい。 【0015】鋳造製品の変更に伴なって溶湯カップ23
の大きさ、溶湯カップ23内に貯溜する溶湯量および溶
湯合金の種類が変わると、溶湯カップ23内に貯溜され
た溶湯を均一に冷却する上で最適な高さの流体噴出孔か
ら空気を噴出させるため、図4中のEa、Eb、Ec、
Ee、Eh、Eiで示す高さにそれぞれ設けられた冷却
配管51の中から所望の1系統または2系統の冷却配管
51を選択して、前記冷却ホース53を接続する。この
とき、冷却配管51に接続しない分の冷却ホース53を
空気通路が行き止まりとなっている着脱継手(オス)5
8に接続することで、冷却ユニット40の昇降動作時に
冷却ホース53がぶらつくのを防止できるようになって
いる。また、各冷却配管51は3箇所の流体噴出孔41
aに分岐・接続されている上に、冷却ホース53と各冷
却配管51との接続部には瞬時に着脱できる着脱継手を
採用しているので、鋳造製品の変更に伴なって空気配管
系統を組替える作業を迅速且つ確実に行なうことができ
る。 【0016】続いて、溶湯カップ1内の溶湯を加熱する
際の前記加熱ユニット60の動作内容を説明する。図2
に示すように、前記カップ蓋28が上昇限位置で待機す
ると共に前記アダプターロッド73が下降限位置で待機
している状態から、前記ロータリーテーブル1を1/8
回転させて、ロータリーテーブル1上に等間隔に配設さ
れた前記カップホルダ22、溶湯カップ23およびカッ
プ受座24を各作業ステーションの所定位置に移動・位
置決めしたのち、前記エアーシリンダ62を駆動してカ
ップ蓋28を下降させると、カップ蓋28の凹部28a
が溶湯カップ23の上端面を塞ぐようになっている。 【0017】溶湯カップ23の上端面をカップ蓋28の
凹部28a塞いだ状態から、前記エアーシリンダ72を
駆動して前記アダプターロッド73を上昇させると、ア
ダプターロッド73上端の係合部73aが前記カップ受
座24の下端部中央に刻設された凹部に装着され、前記
カップ蓋28とアダプターロッド73とで溶湯カップ2
3およびカップ受座24を挟持するようになっている。
この状態から、前記エアーシリンダ72と前記エアーシ
リンダ62を同調してさらに上昇駆動させ、溶湯カップ
23およびカップ受座24を前記カップホルダ22の上
方に抜き出したのち、カップ蓋28、溶湯カップ23お
よびカップ受座24を前記高周波加熱装置61の加熱コ
イル61a内側に保持し、溶湯カップ23内の半溶融金
属全体がレオキャスト鋳造に最適な温度になるように高
周波誘導加熱するようになっている。 【0018】溶湯カップ23内の半溶融金属全体がレオ
キャスト鋳造に最適な温度になるまで高周波誘導加熱し
たのち、前記カップ蓋28とアダプターロッド73とで
溶湯カップ23およびカップ受座24を挟持したまま前
記昇降用アクチュエータ72と前記エアーシリンダ62
を同調して下降駆動させ、溶湯カップ23およびカップ
受座24を再びカップホルダ22内に装着させたのち、
図2に示す元の状態に復旧させるようになっている。高
周波誘導加熱の特徴として、比較的低温となる半溶融金
属の端部や縁部が中央部よりも多く加熱されるので、半
溶融金属全体の温度分布を均一にする効果が奏せられ
る。なお、溶湯カップ23、カップ受座24、カップ蓋
28の材質として、耐熱性と保温性に優れ且つ高周波誘
導加熱を阻害しないセラミックを採用するのが望まし
い。 【0019】上記実施例の構成および動作の説明におい
ては、全体で8箇所の作業ステーションを有し、この内
5箇所を冷却作業ステーションとする半溶融金属製造装
置100について述べたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、全体の作業ステーション数および冷却作
業ステーション数が本実施例とは異なる半溶融金属製造
装置とすることができる。 【0020】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、下記の
ような優れた効果を発揮する。 (1)所望の1系統または2系統の冷却配管に冷却ホー
スを接続することにより、溶湯カップの大きさ、溶湯カ
ップ内に貯溜する溶湯量および溶湯合金の種類に応じた
最適な高さの流体噴出孔から空気を噴出させ、溶湯カッ
プ内に貯溜された溶湯を均一に冷却することができる。 (2)各冷却配管は3箇所の流体噴出孔に分岐・接続さ
れているので、鋳造製品の変更に伴なって空気配管系統
を組替える際の着脱箇所が従来の1/3に減少し、しか
も、冷却ホースと各冷却配管との接続部には瞬時に着脱
できる着脱継手を採用しているので、空気配管系統の組
替え作業を迅速且つ確実に行なうことができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a die-casting machine for a semi-molten metal in a solid-liquid coexisting state in which a liquid phase metal in a molten state and a solid phase metal in a solid state are mixed. Injection sleeve is loaded and cast, so-called semi-molten metal production apparatus in the so-called rheocasting method, in particular, a plurality of molten cups are arranged at positions where the upper surface of the rotary table is divided at equal intervals, and the rotary table is provided for each casting shot. While rotating by a certain angle, each work such as pouring, cooling and heating is sequentially performed at each work station, and the target molding temperature range in which the molten metal in the melt cup at the final work station is in a solid-liquid coexisting state. Related to a rotary table type semi-molten metal production system that adjusts the temperature so that it is contained within To temperature adjusted to fall within a temperature range, to a semi-molten metal production apparatus by injecting air so as to cool the molten metal in the molten metal cup on the outer peripheral surface of the molten metal cup by the cooling unit. 2. Description of the Related Art The rheocasting method enables casting with less casting defects and a shorter molding cycle as compared with the conventional casting method. It is indispensable to manage finely and uniformly. In other words, the rheocast casting method is a casting method in which the suitability of the semi-molten metal production equipment has a close effect on the casting performance, and the semi-molten metal production equipment has a spherical shape while uniformly cooling the molten metal poured into the holding container. It is required to stably generate fine crystals close to the above and adjust the solid phase ratio to a predetermined value. For this reason, various semi-molten metal production apparatuses have been studied. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
While rotating the rotary table by a certain angle for each casting shot, each work of cooling and heating is performed sequentially at each work station, and the target molding where the molten metal in the melt cup at the final work station is in a solid-liquid coexistence state There is disclosed a rotary table type semi-molten metal manufacturing apparatus that adjusts the temperature so as to fall within a temperature range. [0004] In the rotary table type semi-molten metal manufacturing apparatus described above, the molten metal is stored in the molten metal cup by a cooling unit having a fluid ejection hole for injecting air toward the outer peripheral surface of the molten metal cup. The molten metal is cooled, but air is ejected from the fluid ejection hole of the optimal height according to the size of the molten cup, the amount of molten metal stored in the molten cup, and the type of molten alloy, and the inside of the molten metal cup is cooled. It is important to cool the molten metal stored in the furnace as uniformly as possible.
In the conventional rotary table type semi-solid metal production equipment,
The cooling unit was provided with a large number of fluid outlets, and air piping was connected to the fluid outlet of the optimal height selected as appropriate from among them. In addition to spending a great deal of time and effort in the work of attaching and detaching the pipe, the quality of the cast product often deteriorates due to a mistake in the connection of the air piping system. [0005] In order to solve the problems of such a conventional semi-molten metal production apparatus, in the present invention, a liquid phase metal in a molten state and a solid phase metal in a solid state are mixed. A semi-solid metal producing apparatus for producing a semi-solid metal in a solid-liquid coexistence state, and a rotary table for sequentially rotating a plurality of divided work stations by a fixed angle for each casting shot, and an upper surface of the rotary table. A plurality of melt cups arranged at positions to be equally spaced,
A cup lid having an opening concave portion on a lower end surface side capable of closing an upper end portion of the molten metal cup into which the molten metal has been poured by the hot water supply device, and a plurality of ejection holes for ejecting a cooling fluid toward an outer peripheral surface of the molten metal cup. A cooling unit composed of a plurality of nozzle bars extending downward, elevating means capable of elevating the cooling unit, and a cooling fluid supplied to the cooling unit, which can be instantaneously attached and detached. A cooling distribution stand connected to an air supply source via a hose by a detachable joint, and an inner side connected at one end to the cooling distribution stand and the other end located in the same horizontal plane of a plurality of nozzle bars constituting the cooling unit. A plurality of sets of cooling pipes which are branched and connected to a plurality of fluid ejection holes drilled are provided. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 6 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view of a semi-molten metal production apparatus, FIG. 2 is a front view of the semi-molten metal production apparatus, and FIG. FIG. 4 is a front view of a cooling device during cooling, FIG. 5 is a front view of a cooling air pipe for supplying air to the cooling device, and FIG. -A
FIG. 7 is a plan view of the cooling air pipe as viewed from the arrow side, and FIG. 7 is a plan view of the cooling air pipe as viewed from the arrow bb side in FIG. As shown in FIG. 2, the semi-solid metal production apparatus 100 is roughly divided into eight working stations (A, B, C, D, E, F, G, H in FIG. 1). ) Is sequentially rotated clockwise by 8 rotation for each casting shot, and is horizontally and rotatably provided so as to be able to stop at a predetermined position, and at equal intervals on the rotary table 1. A table unit 80 mainly including the molten metal cup 23 disposed therein, and C, D, and
The cooling device 40 disposed above the table unit 80 over five work stations E, F, and G
And a heating unit 60 disposed at a work station indicated by H in FIG. 1. Each work such as pouring, cooling, and heating is sequentially performed at each work station.
Molten metal cup 23 at the work station indicated by A in FIG.
The temperature is adjusted so that the molten metal in the inside falls within a target molding temperature range where solid-liquid coexistence occurs. First, the detailed configuration of the table unit 80 of the semi-molten metal manufacturing apparatus 100 will be described. As shown in FIG. 2, the table unit 80 has a main frame 7 and a column 8 erected on the floor by foundation bolts.
A base plate 4 is horizontally disposed via a bracket 6, and above the base plate 4, a disk-shaped rotary table 1 rotated and driven by a table rotating device 3.
Are provided horizontally and rotatably. Further, as shown in FIG. 3, a cup-shaped molten metal cup 23 into which molten metal is poured by a hot water supply device (not shown) and the molten metal cup 23 are provided at respective positions where the concentric circle on the upper surface of the rotary table 11 is divided into eight at equal intervals. Cup seat 2 arranged below
A cylindrical cup holder 22 having a notch in its body for disposing the fluid ejected from the cooling device 40 is provided while the inner peripheral surface of the cup 4 is loaded and positioned. Next, the configuration of the cooling device 40 will be described in detail. The cooling device 40 includes C, D, E, F, and G in FIG.
A total of five cooling units (4
0c, 40d, 40e, 40f, and 40g), and each of the cooling units has a cup lid 2 having a concave portion 26a opened on the lower end surface side as shown in FIG.
6 are provided, and three nozzle bars 41 having a number of fluid ejection holes directed inward are provided vertically. An upper frame 9 is mounted horizontally on the upper end surfaces of the main frame 7 and the support columns 8, and a first portion for driving the cooling device 40 up and down is provided at the center of the upper frame 9.
, An air cylinder 42 is disposed downward. Each cooling unit is provided with a bracket 4 engaged with a tip of a piston rod 42a of the air cylinder 42.
3 is connected to a horizontal portion of a bracket 44 having an L-shaped cross section. A guide rail 45 is provided on the back surface of the vertical portion of the bracket 44, and the linear bearing 46 fixed vertically to the upper frame 9 shown in FIG. Is engaged. By expansion and contraction of the air cylinder 42,
The cooling unit provided at the outer end of the horizontal portion of the bracket 44 closes the cup holder 22 (FIG. 4).
Can be moved up and down between the remote position (FIG. 2). Next, the configuration of a cooling air pipe for supplying compressed air to the fluid ejection hole will be described. As shown in FIG. 7, three fluid ejection holes 41a drilled in the same horizontal plane of the nozzle bar 41 are connected to each other by a cooling pipe 51, and the side of the cooling pipe 51 opposite to the nozzle bar 41 as shown in FIG. It is connected to a cooling distribution stand 52. Six such cooling pipes 51 are provided for each cooling unit, and each cooling pipe 51 has an optimum height (Ea, Eb, Ec, and Ec in FIG. 5) in advance according to the actual condition of the casting. E
e, Eh, and Ei) out of a large number of fluid ejection holes 41a respectively drilled in the same horizontal plane.
The fluid ejection holes 41a are connected to each other, and are connected to the cooling distribution stand 52 via piping joints indicated by Ea, Eb, Ec, Ee, Eh, and Ei in FIG. On the other hand, the cooling distribution stand 52 includes the Ea,
An air passage communicating with piping joints indicated by Eb, Ec, Ee, Eh, and Ei is respectively formed, and a detachable joint which can be instantaneously attached to and detached from one end of the air passage which is opened on the upper surface of the cooling distribution stand 52. (Male) 55 are provided respectively. Further, the cooling air supplied from an air supply source (not shown) is branched into two systems by an air passage formed in the cooling distribution block 54 as shown in FIG.
Each of the branched air passages is connected via a cooling hose 53, a flow control valve 57, and a detachable joint (female) 56 which can be instantaneously attached and detached.
55 is freely connectable. On the other hand, a detachable joint (male) 58 for stopping and placing the unused cooling hose 53 is provided separately from the detachable joint (male) 55, and the air passage following the detachable joint (male) 58 has a dead end. It has become. Next, the configuration of the heating unit 60 will be described in detail. As shown in FIG. 2, a heating unit 60 provided at a work station indicated by H in FIG. 1 includes a cup lid 28 having a concave portion 28a opened on the lower end surface side, and moves the cup lid 28 up and down. An air cylinder 62, which is a third elevating means, is disposed upward on the upper surface of the upper frame 9, and an adapter rod 63 is provided at an end of the piston rod 62a of the air cylinder 62 via an upward bracket 66. A bush 65 that is connected and guides the lifting and lowering of the adapter rod 63 is disposed on the upper surface of the upper frame 9. A high-frequency heating device 61 having a heating coil 61a wound so that the cup lid 28 can move up and down the central space.
Are disposed on the main frame 7 via a horizontal bracket 66. On the other hand, an air cylinder 72, which is a second elevating means for driving the cup seat 24 and the molten metal cup 23 up and down, is disposed downward on the side surface of the main frame 7, and a tip of a piston rod 72a of the air cylinder 72 is provided. Is connected to an adapter rod 73 via a lateral bracket 76, and a bush 77 for guiding the lifting and lowering of the adapter rod 73 is provided on the lower surface of the base plate 4. A guide rail 75 fixed to the main frame 7 in a vertical direction and a linear belling 74 disposed on the bracket 76 are engaged so as not to be detached when sliding up and down. An outline of the operation of the apparatus 100 for producing semi-solid metal configured as described above will be described. At a work station indicated by B in FIG. 1, a predetermined amount of molten metal is poured into the molten metal cup 23 by a hot water supply device (not shown), and the table rotating device 3 is driven for each casting shot to drive the turntable 1. 1/8 turn, C, D, in FIG.
While sequentially moving the molten metal cup 23 to each of the work stations indicated by E, F, G, and H, the cooling device 40 removes the molten metal in the molten metal cup 23 at each of the work stations indicated by C, D, E, F, and G. At the work station indicated by H in FIG. 1, high-frequency induction heating is performed by the heating unit 60 to adjust the temperature of the molten metal in the molten metal cup 23 to generate fine and uniform crystals, thereby obtaining a predetermined solid phase ratio. And transfers the semi-molten metal to a robot (not shown) at a work station indicated by A in FIG. Next, the operation of the cooling unit 40 when cooling the molten metal in the molten metal cup 1 will be described. As shown in FIG. 2, from the state where the cooling device 40 is standing by at the ascending limit position, the rotary table 1 is rotated by 1 / and the cup holders 22 arranged at equal intervals on the rotary table 1 are provided. After moving and positioning the cup 23 and the cup seat 24 at predetermined positions of the respective work stations, when the air cylinder 42 is driven to lower the cooling device 40, as shown in FIG. Cover the upper end surface of each molten metal cup 23. Place the upper end of the molten metal cup 23 on the cup lid 2
6, the compressed air adjusted to a predetermined flow rate is ejected from a fluid ejection hole drilled in each nozzle bar 41 toward the outer peripheral surface of the inner molten metal cup 23, and stored in the molten metal cup 23. Although the molten metal is cooled, the upper end surface of the molten metal cup 23 is closed by the cup lid 26 during the cooling, so that the heat is not distributed only to the molten metal on the molten metal side, and the entire molten metal is uniform. It is designed to be cooled.
It is desirable to use a ceramic having excellent heat resistance and heat retention as a material of the cup lid 26. With the change of the cast product, the molten metal cup 23
When the size of the molten metal, the amount of molten metal stored in the molten metal cup 23 and the type of molten alloy are changed, air is ejected from the fluid injection hole having the optimum height for uniformly cooling the molten metal stored in the molten metal cup 23. Ea, Eb, Ec,
One or two desired cooling pipes 51 are selected from the cooling pipes 51 provided at the heights indicated by Ee, Eh, and Ei, and the cooling hose 53 is connected. At this time, the cooling hose 53 not connected to the cooling pipe 51 is connected to a detachable joint (male) 5 having a dead end in the air passage.
By connecting to 8, the cooling hose 53 can be prevented from wobbling when the cooling unit 40 moves up and down. In addition, each cooling pipe 51 has three fluid ejection holes 41.
In addition to being branched and connected to a, a connection joint between the cooling hose 53 and each cooling pipe 51 employs a detachable joint which can be instantaneously attached and detached. The work of rearranging can be performed quickly and reliably. Next, the operation of the heating unit 60 when heating the molten metal in the molten metal cup 1 will be described. FIG.
As shown in FIG. 7, the rotary table 1 is moved from the state where the cup lid 28 stands by at the upper limit position and the adapter rod 73 stands by at the lower limit position, and
After rotating and moving and positioning the cup holder 22, the molten metal cup 23 and the cup seat 24 arranged at equal intervals on the rotary table 1 to predetermined positions of the respective work stations, the air cylinder 62 is driven. When the cup lid 28 is moved down, the recess 28a of the cup lid 28 is
Covers the upper end surface of the molten metal cup 23. When the air cylinder 72 is driven to raise the adapter rod 73 from a state in which the upper end surface of the molten metal cup 23 is closed with the concave portion 28a of the cup lid 28, the engaging portion 73a at the upper end of the adapter rod 73 is brought into contact with the cup. The molten metal cup 2 is attached to a recess formed in the center of the lower end of the receiving seat 24 by the cup lid 28 and the adapter rod 73.
3 and the cup seat 24 are sandwiched.
From this state, the air cylinder 72 and the air cylinder 62 are further synchronized and driven to move upward, and the molten metal cup 23 and the cup receiving seat 24 are pulled out above the cup holder 22, and then the cup lid 28, the molten metal cup 23 and The cup seat 24 is held inside the heating coil 61a of the high-frequency heating device 61, and high-frequency induction heating is performed so that the entire semi-molten metal in the molten metal cup 23 has a temperature optimum for rheocast casting. After the entire semi-molten metal in the molten metal cup 23 was subjected to high-frequency induction heating until the temperature reached an optimum temperature for rheocasting, the molten metal cup 23 and the cup seat 24 were held between the cup lid 28 and the adapter rod 73. The lifting actuator 72 and the air cylinder 62 remain
Are driven in synchronization with each other, and the molten metal cup 23 and the cup seat 24 are again mounted in the cup holder 22.
The original state shown in FIG. 2 is restored. As a feature of the high-frequency induction heating, the edge and the edge of the semi-molten metal which is relatively low in temperature are heated more than the central part, so that the effect of making the temperature distribution of the entire semi-molten metal uniform can be obtained. It is desirable to use ceramics that are excellent in heat resistance and heat retention and do not hinder high-frequency induction heating as the material of the molten metal cup 23, the cup seat 24, and the cup lid 28. In the description of the configuration and operation of the above embodiment, the semi-molten metal production apparatus 100 having eight work stations in total and five of these work stations as cooling work stations has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to provide a semi-molten metal manufacturing apparatus in which the total number of work stations and the number of cooling work stations are different from those of the present embodiment. As described above, the present invention exerts the following excellent effects. (1) By connecting a cooling hose to one or two desired cooling pipes, a fluid having an optimum height according to the size of the molten metal cup, the amount of molten metal stored in the molten metal cup, and the type of molten metal alloy Air is blown out from the blowout hole, and the molten metal stored in the molten metal cup can be cooled uniformly. (2) Since each cooling pipe is branched and connected to three fluid ejection holes, the number of attachment / detachment points when replacing the air piping system with the change of the casting product is reduced to 1/3 of the conventional one. In addition, since a connection joint between the cooling hose and each cooling pipe is provided with a detachable joint that can be instantaneously attached and detached, the work of changing the air piping system can be performed quickly and reliably.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例に係る半溶融金属製造装置の平
面図である。 【図2】本発明の実施例に係る半溶融金属製造装置の正
面図である。 【図3】図2中のc−c矢視側から見たテーブルユニッ
トの平面図である。 【図4】本発明の実施例に係る冷却中における冷却装置
の正面図である。 【図5】本発明の実施例に係る冷却装置へ空気を供給す
るための冷却用空気配管の正面図である。 【図6】図4中のa−a矢視側から見た冷却用空気配管
の平面図である。 【図7】図4中のb−b矢視側から見た冷却用空気配管
の平面図である。 【符号の説明】 1 ロータリーテーブル 3 テーブル回転装置 4 ベースプレート 5 ブラケット 6 ブラケット 7 メインフレーム 8 支柱 9 上部フレーム 22 カップホルダ 23 溶湯カップ 24 カップ受座 26 カップ蓋 26a 凹部 28 カップ蓋 28a 凹部 40 冷却装置 40c 冷却ユニット 40d 冷却ユニット 40e 冷却ユニット 40f 冷却ユニット 40g 冷却ユニット 41 ノズルバー 42 エアーシリンダ(第1の昇降手段) 42a ピストンロッド 43 ブラケット 44 ブラケット 45 ガイドレール 46 リニアベアリング 50 冷却用空気配管 51 冷却配管 52 冷却分配スタンド 53 冷却ホース 54 冷却分配ブロック 55 着脱継手(オス) 56 着脱継手(メス) 57 流量調整弁 58 着脱継手(オス) 60 加熱ユニット 61 高周波加熱装置 61a 加熱コイル 62 エアーシリンダ(第3の昇降手段) 62a ピストンロッド 63 昇降軸 65 ブッシユ 66 ブラケット 67 ブラケット 72 エアーシリンダ(第2の昇降手段) 72a ピストンロッド 73 アダプターロッド 73a 係合部 74 リニアベアリング 75 ガイドレール 76 ブラケット 77 ブッシユ 100 半溶融金属製造装置
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a semi-molten metal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a semi-solid metal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of the table unit as viewed from the side of arrow c-c in FIG. 2; FIG. 4 is a front view of the cooling device during cooling according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a front view of a cooling air pipe for supplying air to the cooling device according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of a cooling air pipe viewed from the side of arrow aa in FIG. 4; FIG. 7 is a plan view of a cooling air pipe viewed from the side of arrow bb in FIG. 4; [Description of Signs] 1 Rotary table 3 Table rotating device 4 Base plate 5 Bracket 6 Bracket 7 Main frame 8 Support 9 Upper frame 22 Cup holder 23 Melt cup 24 Cup seat 26 Cup lid 26a Recess 28 Cup lid 28a Recess 40 Cooling device 40c Cooling unit 40d Cooling unit 40e Cooling unit 40f Cooling unit 40g Cooling unit 41 Nozzle bar 42 Air cylinder (first lifting / lowering means) 42a Piston rod 43 Bracket 44 Bracket 45 Guide rail 46 Linear bearing 50 Cooling air pipe 51 Cooling pipe 52 Cooling distribution Stand 53 Cooling hose 54 Cooling distribution block 55 Detachable joint (male) 56 Detachable joint (female) 57 Flow control valve 58 Detachable joint (male) 60 Heating unit 61 High frequency Heating device 61a Heating coil 62 Air cylinder (third elevating means) 62a Piston rod 63 Elevating shaft 65 Bush 66 Bracket 67 Bracket 72 Air cylinder (second elevating means) 72a Piston rod 73 Adapter rod 73a Engagement part 74 Linear bearing 75 guide rail 76 bracket 77 bush 100 semi-solid metal production equipment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 17/30 B22D 41/005 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B22D 17/30 B22D 41/005

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 溶融状態の液相金属と固体状態の固相金
属とが混在する固液共存状態の半溶融金属を製造する半
溶融金属製造装置であって、 複数に区画した作業ステーションを鋳造ショット毎に一
定の角度分だけ順次回転移動するロータリーテーブル
と、 該ロータリーテーブルの上面を等間隔に分割する位置に
配設された複数個の溶湯カップと、 給湯装置によって溶湯を注湯された前記溶湯カップの上
端部を閉塞可能な下端面側に開口凹部を有するカップ蓋
と、前記溶湯カップの外周面に向けて冷却流体を噴出さ
せる複数の噴出孔を有し下方に延伸してなる複数のノズ
ルバーとで構成される冷却ユニットと、 該冷却ユニットを昇降可能な昇降手段と、 前記冷却ユニットに供給される冷却流体を中継して、瞬
時着脱可能な着脱継手によりホースを経由して空気供給
源に接続される冷却分配スタンドと、 一端が該冷却分配スタンドに接続され、他端が前記冷却
ユニットを構成する複数のノズルバーの同一水平面内に
位置する内側に穿孔された複数の流体噴出孔それぞれに
分岐して接続される複数組の冷却配管を設けたことを特
徴とする半溶融金属製造装置。
(1) A semi-molten metal production apparatus for producing a semi-molten metal in a solid-liquid coexistence state in which a liquid phase metal in a molten state and a solid phase metal in a solid state are mixed. A rotary table for sequentially rotating a plurality of working stations by a fixed angle for each casting shot; a plurality of molten metal cups arranged at positions dividing the upper surface of the rotary table at equal intervals; The apparatus has a cup lid having an opening concave portion on a lower end surface side capable of closing an upper end portion of the molten metal cup into which the molten metal has been poured, and a plurality of ejection holes for ejecting a cooling fluid toward an outer peripheral surface of the molten metal cup. A cooling unit composed of a plurality of nozzle bars extending downward; elevating means capable of moving the cooling unit up and down; and relaying the cooling fluid supplied to the cooling unit to be instantaneously removable. A cooling distribution stand connected to the air supply source via a hose by a detachable joint, one end of which is connected to the cooling distribution stand, and the other end of which is located in the same horizontal plane of a plurality of nozzle bars constituting the cooling unit. A semi-molten metal manufacturing apparatus, comprising a plurality of sets of cooling pipes which are branched and connected to a plurality of fluid ejection holes drilled inside.
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