JP3540312B1 - Container and container manufacturing method - Google Patents
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
【課題】安定した溶融金属の供給を可能とする可搬型容器を提供する。
【解決手段】溶融アルミニウム合金等の溶融金属を製造する工場から、この溶融金属を使用する工場へ、溶融金属を収容したまま搬送するとともに、圧力差によってユースポイントへ溶融金属を供給することができる容器であって、フレーム1aと、このフレームの内側に設けられ、少なくとも一部が気体の流通を規制する配管34により囲まれた溶融金属の流路9を内在したライニング2とを具備する。このような構成を採用することにより、容器のライニング2にクラック等が生じたとしても配管34により気体の流通が遮断され、溶融金属の供給状態が安定する。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a portable container capable of supplying a stable molten metal.
A molten metal, such as a molten aluminum alloy, can be transported from a factory producing molten metal to a factory using the molten metal while containing the molten metal, and the molten metal can be supplied to a point of use by a pressure difference. The vessel includes a frame 1a, and a lining 2 provided inside the frame and at least a part of which is provided with a flow path 9 of molten metal surrounded by a pipe 34 for regulating gas flow. By adopting such a configuration, even if a crack or the like occurs in the lining 2 of the container, the flow of gas is blocked by the pipe 34, and the supply state of the molten metal is stabilized.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【従来の技術】
多数のダイキャストマシーンを使ってアルミニウムの成型が行われる工場では、工場内ばかりでなく、工場外からアルミニウム材料の供給を受けることが多い。この場合、溶融した状態のアルミニウムを収容した容器を材料供給側の工場から成型側の工場へと搬送し、溶融した状態のままの材料を各ダイキャストマシーンへ供給することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
【0002】
【特許文献1】
実開平3−31063号公報(第1図)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
多数のダイキャストマシーンを使ってアルミニウムの成型が行われる工場では、工場内ばかりでなく、工場外からアルミニウム材料の供給を受けることが多い。この場合、溶融した状態のアルミニウムを収容した容器を材料供給側の工場から成型側の工場へと搬送し、溶融した状態のままの材料を各ダイキャストマシーンへ供給することが行われている(例えば、文献1:実開平3−31063号公報(第1図))。
【0004】
本発明者等は、こうした容器からダイキャストマシーン側への材料供給を、圧力差を利用して行う技術を提唱している。すなわち、この技術は、容器内を加圧して容器内に導入された配管を介して容器内の溶融金属材料を外部に導出するものである。
【0005】
ところで、このような容器は断熱性と耐火性が要求されることから例えば鉄製のフレームの内側にライニングが設けられている。本発明者は、かかる容器において、容器内の溶融金属を外部に導出等するための流路をライニングに内在させることで、該流路を流通する溶融金属の保温性を高める技術を開発した。このように流路における溶融金属の保温性を高めると、溶融金属が流路内で固化することが防止され、流路の詰まりがなくなる、という効果がある。
【0006】
しかしながら、容器内のライニングは、熱膨張や機械的な衝撃等によってひび割れを生じ、そのひび割れが容器の空間から流路に達すると、加圧用の気体がひび割れ部分を介して流路に直接流れ込み、供給が不安定になるという問題がある。また気体が混在した状態の溶融金属が配管から外部に吹き出て、高温の溶融金属が周囲に飛び散る、という問題がある。
【0007】
容器の上面部から溶融金属の貯留部へストークをぶら下げて、このストークを溶融金属の流路とする構成についても考えられる。しかしながらこの種の容器は使用前の加熱(または予熱)を必要とし、この加熱の際にストークに大きな熱負荷がかかるので、ストークがすぐに割れるなど耐久性に問題がある。割れを回避するために金属製のストークを採用すると、加熱による高温雰囲気に金属が曝され、酸化によりすぐに孔が開いてしまうという問題もある。
【0008】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、加圧用の気体が溶
融金属を内外で流通させるための流路に漏れることがない容器及び容器の製造方法を提供することを目的とする。また本発明は維持コストが低く、メンテナンスのしやすい容器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融金属を流通させるための流路を内在したライニングと、少なくとも前記流路の一部を囲うように設けられた配管とを具備することを特徴とする。
【0010】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、気体の流通を規制する部材により囲まれた溶融金属の流路を内在したライニングとを具備することを特徴とする。このような規制部材としては金属(合金を含む)や、セラミクス等の材料を挙げることができる。また、規制部材は、マクロスコピックにみて熱力学的に均一な層から構成されることが好ましい。これは複数の物性の異なる素材の混合物(例えばキャスター)の場合、すなわちマクロスコピックに見て熱力学的不均一層からなる場合、周期的に印可される熱的負荷に起因して線膨張率の差異などによってどうしても割れ、ひび等が生じやすいために気体の侵入を許してしまうからである。配管の構成材料は金属合金や、市販のセラミクス焼成品程度の均一性を有していればよい。
【0011】
本発明では、前記配管が金属製である場合には前記配管の内壁には耐火性からなるライニング層が形成されていることが好ましい。このようなライニング層を設けることで、金属製の部分の熱による劣化を防止することができる。また、配管を金属製とすることで、特に配管の急峻な劣化を防止することができる。逆にいうと、配管を金属製とすることで、熱や衝撃などにより配管が劣化することがあってもそのことが不具合に至るまでには長い時間を要することになり、例えば配管の管理を十分にしておけばある程度予測できる範囲で不具合が発生する前に配管の交換等を行うことができる。
【0012】
このように耐火材からなるライニング層を形成する場合には、前記配管の内面に、耐火材を保持するための保持部材を突出して設けることが好ましい形態である。これにより耐火材が配管から脱落することを防止することができる。
【0013】
また、このような保持部材は、配管の下方側に設けた方がより好ましい形態である。例えばライニング層の中間部に割れが入ったような場合でも配管の下方側でライニング層を保持しているので、ライニング層が脱落するようなことはない。
【0014】
さら、このような場合には、配管の内側の上方側は、保持部材を設けることが禁止された禁止領域を設けること、すなわちこの領域には保持部材を設けないことが好ましい形態である。配管の熱膨張率とライニング層の熱膨張率とが異なることから、配管に熱が加わった場合に両者の伸びが異なることになる。従って、ライニングの上下両側を保持部材により保持することとすると、両者に応力が生じて割れや変形の原因となる。よって、本発明の如く禁止領域を設けることで、伸びを吸収し、応力の発生を抑えることができる。
【0015】
本発明では、前記配管がセラミクス製または金属配管の内側に耐火材をライニングした配管を用いることが好ましい。金属としては例えばSGP、STPT(高温配管用炭素鋼鋼管)またはSTPG(圧力配管用炭素鋼鋼管)等を用いることができる。
【0016】
耐火材は、例えば溶融アルミニウム、溶融マグネシウム用の耐火材(耐火キャスター、断熱材、断熱キャスター等を含む)を用いることができる。これら耐火材にセラミクス、カーボン、グラファイトを混合するようにしてもよい。これにより配管に対する溶融金属の非濡れ性が向上し、また強度も向上することができる。更にメンテナンスも容易になる。より具体的には、耐火材として、日本特殊炉材株式会社製のTMU?85AEFN(Al2O3:82% SiO2:13%)や同社製のSC?SAE85(Al2O3:8% SiC:83% SiO2:7%)を挙げることができる。しかしながら、本発明はこのような材料に限定されない。
【0017】
本発明では、流路がライニングに内在しているので、該流路に対する溶融金属貯留部からの熱伝導が高い。このため流路を流通する溶融金属の保温性を高め、流動性を保つことができ、流路の詰まりがなくなる。加えて、流路が気体の流通を規制する部材、例えば金属製の配管やセラミクス製の配管により囲まれているので、加圧用の気体が流路に漏れることはない。したがって安定した溶融金属の供給を行うことができる。さらにセラミクス層は熱伝導率が高いので流路の保温には有用である。セラミクスとしては例えばSi3N4、SiN、SiC、TiO2、TiN、カーボン等をあげることができる。より具体的には、セラミクス製配管としては、TYK社製のSCN(SiC:74.8% Si3N4:23.54%)、株式会社クボタ社製のKN?101(主にSi3N4からなる)、京セラ株式会社製のSN?220(主にSi3N4からなる)、日立金属株式会社製のサイアロンHCN?10(主にSi3N4からなる)等を挙げることができる。これらは例えばCIP法(冷間等方圧加圧法)によって成形される。その場合の圧力は10000kgf/cm2以上であることが好ましい。一般にセラミクス配管は強度は大きいが、熱負荷に対して割れなどを生じることが多い。しかし、本発明ではセラミクス配管がライニング層中に埋め込まれているため、容器の予熱加熱中など配管の外側が直接高温に曝されることがなく寿命が非常に長くなっている。また配管が割れたりひびが入った場合でも流路が保持されていれば溶融金属の供給を続けることができる。このため供給先で溶融金属の突然供給ができなくなって容器を持ち帰るなどという事態を回避することができる。
【0018】
ここで、流路の保温性の観点から、流路は容器内底部に近い位置から容器上面側までライニングに内在していることが好ましい。流路の配置の一例として、上下方向に延在し容器の内側に凸となる隆起部を有するようにフレーム内面にライニングを形成し、流路をこの隆起部内に、隆起部の延在方向に沿って設けたものを挙げることができる。
【0019】
また、流路がライニングに埋め込まれた配管により取り囲まれている構造を採用し、この配管をカートリッジ化することで、流路が詰まった場合に流路の交換が可能となる。配管は流路の全部でなく、流路の一部を取り囲むように設けても構わない。配管が流路の下部の一部に設けられた場合には配管の交換が難しい場合もある。
【0020】
配管の内面が耐火性を有する部材で覆われている構造を採用することで、配管の耐久性を高めることができ、長期にわたり加圧用の気体の流路への漏れを防止することができる。また前記配管の下側開口面近傍の前記隆起部は、前記容器の内側が広くなるようにテーパー形状を有することが好ましい。これにより容器のメンテナンス時に配管下部への容器内側からのアクセスの容易さを向上する。この構成は大蓋の脱着構造と相俟って容器のメンテナンス性、容器の信頼性を向上させるものである。
【0021】
本発明の別の観点に係る容器の製造方法は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融金属を流通させるための流路を内在したライニングと、少なくとも前記流路の一部を囲うように設けられた配管とを具備する容器を製造する方法において、前記流路を構成するための孔内に前記配管を配置し、前記配置された配管と前記孔との間の隙間に、流動性を有する配管保持部材を注入し、前記配管保持部材を硬化させることを特徴とする。このとき配管がライニングと接触しないように保持して配管保持部材を注入することが好ましい形態である。
【0022】
本発明では、前記流動性を有する配管保持部材が硬化後に前記ライニングよりも強度が低くなるものであることが好ましい。例えば、配管保持部材として、例えばセラミックファイバー等をあげることができる。硬化は容器を加熱するなどして行うようにしてもよい。またライニングよりも密度が小さい材料を用いるようにしてもよい。このような部材として例えばセラミクスファイバーをバインダーに分散させた材料を挙げることができるが、他の材料でもよい。
【0023】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融金属を流通させるための流路を内在したライニングと、少なくとも前記流路の一部を囲うように設けられた配管と、前記流路を構成するための孔と配管との間に介在され、前記ライニングよりも強度又は密度が低い配管保持層とを具備することを特徴とする。この配管保持層は配管の熱変形等に起因する応力の緩和層としても機能する。
【0024】
本発明では、配管がライニングよりも強度の低い(または密度が小さい)部材を介してライニングに埋め込まれている構造を採用することで、配管の交換を容易に行うことが可能となり、配管のカートリッジ化が可能になる。配管の交換時には、ライニングよりも強度又は密度の低い部材、若しくは脆性の大きい部材を破壊して配管をライニングから取り出し、孔の内側の配管保持部材を除去する。その後配管をライニング内に配置し、隙間にライニングよりも硬化後の強度又は密度の低い部材、若しくは脆性の大きい配管保持部材を流し込んで配管をライニング内に固定することで、配管の交換が行えるようになるからである。ライニングとは独立に、配管の交換が可能としたことで、容器の維持に要するコストが大幅に低減した。
【0025】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、容器内下部開口と容器上面部との間を貫通する孔を有するライニングと、前記上面部側に第1のフランジを有し、前記孔に挿入され、内外で溶融金属を流通させるための流路を構成するための第1の配管と、前記孔の内壁から突出し、前記第1の配管を保持するための保持爪と、前記孔と前記第1の配管との間に介在された配管保持層とを具備することを特徴とする。保持爪は丸棒等の各種鋼材により形成してもよい。保持爪と第1の配管との間にはセラミクスシート等の断熱性を有する部材を配し、断熱性を高めるのが好ましい。
【0026】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、容器内下部開口と容器上面部との間を貫通する孔を有するライニングと、前記孔に挿入され、内外で溶融金属を流通させるための流路を構成するための第1の配管と、前記第1の配管が前記フレームと接触しないように、前記孔と前記第1の配管との間に介在された配管保持層とを具備することを特徴とする。
【0027】
本発明では、溶融金属の流路となる第1の配管をフレームから熱的に分離した状態となっているので、第1の配管から熱が拡散しない。従って、第1の配管の詰まりは生じ難くなる。特に第1の配管の上部であって、フレームの外側に近い部分は放熱の影響を受けやすく、温度低下を来しやすい。このため溶融金属の流動性が悪くなったり、詰まり易くなる。本発明では第1の配管をフランジ受部や第2のフランジ、フレームと熱的にできる限り分離した構造を採用することにより、放熱の影響を最小限度に抑制することができる。したがって溶融金属の流動性を保ち、配管の詰まり等を防止することができる。第1の配管の上部はできる限り鉛直方向に配置することが好ましい。容器の上部には溶融金属収容時の液面がくるのが通常であるが、容器の搬送中の揺れなどにより第1の配管内の溶融金属も揺れることになる。これは、このとき配管が斜めに配置されていると、溶融金属が揺れたときにより広い領域に到達しやすいので溶融金属が冷えやすいからである。したがって本発明のように第1の配管の溶融金属の液面近傍より上側の部分を鉛直に立てておけば、このような冷却を最小限度に抑制することができ、配管の詰まりを防止することができる。
【0028】
本発明では、当該容器の上面部には、前記第1のフランジを取り囲み、かつ、前記第1のフランジの表面の高さよりも高い位置にフランジ受表面を有するように設けられたフランジ受部と、前記フランジ受部に固定された第2のフランジを有し、前記流路と連通される第2の配管と、前記第1のフランジ表面と第2のフランジ表面との間に介挿された第1の厚さを有する第1のパッキンと、前記フランジ受表面と前記第2のフランジ表面との間に介挿された第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有する第2のパッキンとを具備することがより好ましい。フランジ受部はどのような形状であっても第2のフランジを固定できるものであればよい。例えば、フレーム上に第2のフランジと同様のフランジを固定するようにしてもよい。ここで第1のフランジの表面の高さよりも高い位置とは、フランジ受面と、第1のフランジのフランジ面と所定間隔を挟んで離間していることをいう。そして第1の配管の第1のフランジと第2のフランジとの間には第1のパッキンが挟持され、第1のフランジと第2のフランジとの間には第2のパッキンとが挟持される。したがって前述のように内周側の第1のパッキンのほうが外周側の第2のパッキンより厚くなる。
【0029】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、容器内下部開口と容器上面部との間を貫通する孔を有するライニングと、前記上面部側に第1のフランジを有し、前記孔に挿入され、内外で溶融金属を流通させるための流路を構成するための第1の配管と、当該容器の上面部に設けられ、前記第1のフランジを取り囲み、かつ、前記第1のフランジの表面の高さよりも高い位置にフランジ受表面を有するフランジ受部と、前記フランジ受部に固定された第2のフランジを有し、前記流路と連通される第2の配管と、前記第1のフランジ表面と第2のフランジ表面との間に介挿された第1の厚さを有する第1のパッキンと、前記フランジ受表面と前記第2のフランジ表面との間に介挿された第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有する第2のパッキンとを具備することを特徴とする。
【0030】
本発明では、第1のパッキンは第2のパッキンに比べて厚いので、これを介して保持される第1の配管はある程度機械的な遊びを持つことになる。従って、ゆれ等により第1の配管の、特に第1のフランジに変形を生じ難くなり、これらの割れ等を防止することができる。同時に、周期的に印加される熱に起因する応力もこの遊びにより緩和され、割れ、ひび等を防止することができる。また、第1の配管における第1のフランジもフレームから熱的に分離した状態となっているので、第1の配管から熱が拡散しない。従って、第1の配管の詰まりは生じ難くなる。
【0031】
本発明では、前記第1のフランジ裏面と前記保持爪との間に介挿された断熱部材を更に具備することがより好ましい。これにより、第1の配管における第1のフランジが更にフレームから熱的に分離した状態となっているので、第1の配管の詰まりは生じ難くなる。
【0032】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を収容可能で、圧力差を利用して外部との間で溶融金属を流通することが可能な容器であって、開口部に第1のフランジを有し、前記開口部の中央付近に開口する前記溶融金属の流路を内在したライニングを有するフレームと、前記開口部で前記流路とつながるように前記第1のフランジと接続される第2のフランジを有する第2の配管と、前記フレーム内で前記流路の少なくとも一部を囲繞し、端面が前記フレームの開口部の開口面よりも下方になるように埋め込まれた第1の配管とを具備したことを特徴とする。
【0033】
第1のフランジの内径は前記第1の配管の外径よりも大きくすれば、溶融金属の流路と第1の配管との間に断熱層を充填する空間を保持することができる。また、前記第1の配管は、前記第1のフランジ及び前記第2のフランジと直接接しないように配置されているのがよい。第1の配管が第1のフランジまたは第2のフランジと直接接していると、放冷によって第1の配管の温度が下がりやすいからである。
【0034】
なお、配管保持層となる部材の充填は、前記フレームの前記第1のフランジの下側近傍にポートを設け、このポートから充填するなどすればよい。ポートは少なくとも2個備えるのがよく、これにより一方のポートから配管保持部材を充填し、他方のポートからエア抜きを行うことができ、充填性が向上する。また充填の完了を知ることもできる。
【0035】
本発明の別の観点に係る容器は、圧力差により内部へ溶融金属を吸引し又は外部へ前記溶融金属を供給することが可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、下方から上方へ向かう流路を内在したライニング層と、前記ライニング層の前記流路に交換可能に挿入された配管と、を備したことを特徴とする。配管の交換可能性は、前記流路に挿入された配管と前記ライニング層との間に、前記配管よりも強度又は密度の小さな(又は脆性の大きな)配管保持層をさらに具備することにより達成される。この配管保持層は配管の熱変形等に起因する応力の緩和層としても機能する。
【0036】
すなわち本発明はフレーム内での溶融金属(例えば溶融アルミニウム合金、溶融マグネシウム合金等)の流路への、ライニングのひび割れ等に起因する気体の侵入を防止するために(加圧気体は侵入しやすい)、剛体配管を採用するとともに、この配管の固定方法を交換可能なカートリッジ構造にしたものである。そもそも差圧により溶融金属を流通しようとする場合、配管が詰まりやすいという問題がある。本発明では容器内の溶融金属貯留部から流路側へ積極的に熱量を供給するためにライニング内側に前述の隆起部を設けこの隆起部内にトンネルのように流路となる孔を設けている場合がある。しかしながら、このような構造の場合にはキャスターのひび等により流路に気体の侵入を来しやすい。そこで本発明ではフレーム内での溶融金属の流路への気体の侵入を防止するために剛体配管を採用し、さらにこの配管の固定方法を交換可能なカートリッジ構造にしたものである。
【0037】
配管をカートリッジ構造にしないと、配管を交換するたびに容器のライニングほぼ全体を施工し直す必要が生じ、非常にコストが高くなってしまうが、本発明のように配管をカートリッジ構造にすることで、配管だけを簡単かつ安価に交換することができるようになる。
【0038】
また、配管保持層はフレームのライニングのキャスターや、配管よりも剛性や強度が小さいので、この配管保持層が配管の熱変形等に起因する応力の緩和層としても機能することになる。この機能を高めるため、配管保持層の少なくとも一部にアルミニウムまたはアルミニウムと酸化アルミニウムの混合物を含浸させるようにしてもよい。アルミニウムと酸化アルミニウムの混合物は剛性は必ずしも大きくないがねばり強く非常に強度が大きい。また変形に対する追従性を有している。したがって配管保持層に含浸させれば応力緩和能を向上することができる。
【0039】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、当該容器の内面側に凸となる隆起部を上下方向に延在するように有し、当該隆起部内に内外で溶融金属を流通させるための流路を内在し、当該容器の底面付近に前記流路に通じる当該容器の内面側への開口部を有するライニングと、前記流路に挿入された配管と、当該容器の底面と前記配管の下端面との間の間隙を維持するため、前記配管の下端面を保持する保持部材とを具備することを特徴とするものである。
【0040】
本発明では、配管を保持する保持部材を設けたことで、配管及び配管の内部に形成されることがあるライニング層の脱落を防止できる。また、当該容器の製造工程において、配管を流路に挿入して固定する際に位置固定用の治具が不要になるという効果もある。
【0041】
ここで、保持部材は、ライニングと一体的に設けられていることが好ましい形態であり、例えば保持部材を流路の下部に設けられたライニングから流路に突き出た段付き部により構成することで、一体化を簡単な構成で実現することができる。
【0042】
本発明のまた別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、フレームと、前記フレームの内側に設けられたライニングと、内外で溶融金属を流通させるためのものであって、前記ライニングに対して溶融金属の流通方向に沿って接するように配置された配管とを具備することを特徴とする。
【0043】
配管は、上述した金属製の配管であってもよく、セラミクス製の配管であってもよい。
【0044】
容器内の予熱は、容器の上面のほぼ中央に設けられたハッチを空けて、そこからガスバーナーを容器内に挿入して行うのが一般的である。本発明では、配管がライニングに接し、容器の中央から最も離れた位置にあるので、当該配管は容器内でガスバーナーから最も離れたところに位置する。従って、本発明の係る配管はガスバーナーから熱的な影響を受けにくい。また、ガスバーナーから配管に放射された熱は配管に接するライニング側に伝導し、配管が局所的に過熱することを避けることができる。よって、本発明では、予熱による配管の劣化を極力抑えることができる。
【0045】
本発明の係る容器は、例えばトラックに搭載されて公道上を搬送される。従って、当該容器はかなりの振動を受けることになる。本発明では、配管がライニングに接しているので、このような振動によって配管が振れて機械的な破壊に至ることを防止できる。
【0046】
更に、本発明に係る容器は、容器から溶融金属を導出した後に容器内部に溶融金属がある程度残る(残り湯)。このような残り湯は容器を傾けて配管から外部に排出する。本発明では、配管がライニングに接し、容器内の最も外側に位置しているので、傾けたときに残り湯の湯面の変位が最も大きい。従って、最小の傾きで残り湯を外部に効率よく排出することができる。
【0047】
前記ライニングには、前記配管における溶融金属の流通方向に沿った窪みが設けられ、前記配管の一部は前記窪みに埋め込まれていることが本発明における好ましい形態である。これにより、配管を強固に把持することができる。また、配管とランニングとが接する面積を大きくすることができ、配管からライニングへの熱伝導性をより高めることができる。
【0048】
また、前記ライニングの内周は円筒形状とされ、前記窪みの周囲は平面形状とされていることが本発明における好ましい形態である。
【0049】
本発明の別の観点に係る容器は、溶融金属を貯留可能な容器であって、上部に第1の開口部を有する容器本体と、前記容器本体内から前記第1の開口部を介して外部に導出され、内外で溶融金属を流通させるための配管と、前記配管が貫通する貫通孔を有し、前記第1の開口部を覆い、かつ、前記配管が前記容器本体内に配置された状態で前記容器本体から取り外すことができるように前記容器本体に対して着脱可能に設けられた蓋とを具備することを特徴とする。
【0050】
溶融金属、例えば溶融アルミニウムを貯留する容器では、特に容器内の角部付近にノロ(アルミニウムの酸化物)が付着するため、このようなノロをとるためのメンテナンスを行う必要がある。この場合、例えば容器本体の上部開口部に取り付けられた蓋を外す必要がある。本発明に係る容器では、配管が蓋の貫通孔を介して当該容器の内外を貫通しているが、当該配管が容器本体内に配置された状態で蓋を容器本体から取り外すことができるようになっているので、配管を容器本体側に残したまま蓋を外すことができ、メンテナンスを簡単に行うことができる。
【0051】
前記容器本体は、フレームと、前記フレームの内側に設けられたライニングとを有し、前記配管は、前記フレームに接するように設けられていることが本発明における好ましい形態である。
【0052】
また、前記容器本体は、フレームと、前記フレームの内側に設けられ、当該容器の内面側に凸となる隆起部を上下方向に延在するように有し、当該隆起部内に内外で溶融金属を流通させるための流路を内在し、当該容器の底面付近に前記流路に通じる当該容器の内面側への第2の開口部を有するライニングとを有し、前記配管は、前記流路に挿入されていることも本発明における好ましい形態である。
【0053】
この場合に、前記配管は、前記第2の開口部において当該容器の内面側に露出していることがより好ましい形態である。溶融金属の熱が配管露出部から配管全体に伝導して配管を流通する溶融金属の詰まりを防止することができる。
【0054】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説明するために、以下に、本発明の実施の形態の例を図面に基づき説明する。
【0055】
図1は本発明の実施形態に係る容器の断面図、図2はその平面図である。
容器1は、フレーム1aの内側にライニング1bを形成した構造で、ライニング1bには容器1内と外部との間で溶融金属を流通させるための流路9が内在している。このライニングは複数の層からなり最内層は耐火キャスターから構成されており、その外層側は断熱キャスター乃至は断熱ボードや断熱シートから構成されている。また、容器1は、有底で筒状の本体2の上部開口部3に大蓋4が配置されている。本体2及び大蓋3の外周にはそれぞれフランジ5、6が設けられており、これらフランジ間をボルト7で締めることで本体2と大蓋3が固定されている。
【0056】
上記の大蓋4のほぼ中央には開口部12が設けられ、開口部12には取っ手13が取り付けられたハッチ(子蓋)14が配置されている。ハッチ14は大蓋4上面よりも少し高い位置に設けられている。ハッチ14の外周の1ヶ所にはヒンジ15を介して大蓋4に取り付けられている。これにより、ハッチ14は大蓋4の開口部12に対して開閉可能とされている。また、このヒンジ15が取り付けられた位置と対向するように、ハッチ14の外周の2ヶ所には、ハッチ14を大蓋4に固定するためのハンドル付のボルト16が取り付けられている。大蓋4の開口部12をハッチ14で閉めてハンドル付のボルト16を回動することでハッチ14が大蓋4に固定されることになる。また、ハンドル付のボルト16を逆回転させて締結を開放してハッチ14を大蓋4の開口部12から開くことができる。そして、ハッチ14を開いた状態で開口部12を介して容器1内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【0057】
また、ハッチ14の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器1内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔18が設けられている。この貫通孔18には加減圧用の配管19が接続されている。この配管19は、貫通孔18から上方に伸びて所定の高さで曲がりそこから水平方向に延在している。この配管19の貫通孔18への挿入部分の表面には螺子山がきられており、一方貫通孔18にも螺子山がきられており、これにより配管19が貫通孔18に対して螺子止めにより固定されるようになっている。また貫通孔18にプラグを埋め込み、配管19の一端にこのプラグに対してソケットとなるようなクイックカプラー構造で固定するようにしてもよい。
【0058】
この配管19の一方には、加圧用又は減圧用の配管20が接続可能になっており、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して配管8及び流路9を介して容器1内に約650℃〜約730℃程度の溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して流路9及び配管8を介して容器1外への溶融アルミニウムの導出が可能である。なお、加圧気体として不活性気体、例えば窒素ガスを用いることで加圧時の溶融アルミニウムの酸化をより効果的に防止することができる。
【0059】
ハッチ14の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔18とは対向する位置には、圧力開放用の貫通孔21が設けられ、圧力開放用の貫通孔21には、リリーフバルブ(図示を省略)が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器1内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器1内が大気圧に開放されるようになっている。このリリーフバルブは、ホース20の反対側にある加圧・減圧制御系側に設けるようにしてもよい。これにより容器ごとに個別にリリーフバルブを設けることは不要となる。
【0060】
大蓋4には、液面センサとしての2本の電極22がそれぞれ挿入される液面センサ用の2つの貫通孔23が所定の間隔をもって配置されている。これらの貫通孔23には、それぞれ電極22が挿入されている。これら電極22は容器1内で対向するように配置されており、それぞれの先端は例えば容器1内の溶融金属の最大液面とほぼ同じ位置まで延びている。そして、電極22間の導通状態をモニタすることで容器1内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器1への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【0061】
本体2の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部25が例えば平行するように2本配置されている。また、本体2内側の底部は、流路側が低くなるように全体が傾斜している。これにより、加圧により流路9及び配管8を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、いわゆる湯の残りが少なくなる。また、例えばメンテナンス時に容器1を傾けて流路9及び配管8を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、容器1を傾ける角度をより小さくでき、安全性や作業性が優れたものとなる。
【0062】
ここで、流路9は例えば鉄等の金属製の配管34に取り囲まれている。配管34の内壁は耐火材34bにより覆われている。これにより、配管34の耐熱性が高められている。また配管34は充填材10を介してライニング1bに埋め込まれている。充填材10はライニング1bよりも強度が小さい。ここで強度とは主に外部からの機械的な応力に対する曲げ強さのことをいい、密度がよりライニングより小さい材料を挙げることができる。ライニング1bとしては例えば緻密質の耐火系セラミクス材料を挙げることができ、これより強度の低い充填材10とは例えばセラミクスファイバーとバインダ(例えばアルミナ:シリカ=2:8)からなるものであり、この場合、かさ比重は約1.2であり、より具体的にはジョイントシーラー13(東芝モノフラックス製)やファイバーエクセル(登録商標)等を挙げることができる。
【0063】
このように配管34により取り囲まれた流路9は、本体2の内周の該容器本体底部2aに近い位置に設けられた開口9aを介し、該本体2外周の上部9bに向けて延在している。
【0064】
流路9の上部9bには、例えば配管8が例えばボルトを使った固定により着脱可能に接続されている。配管8は例えば鉄製であり、形状としてはR形状でもよい。溶融金属がよりスムーズに流通するからである。流路9及びこれに続く配管8の内径はほぼ等しく、65mm〜85mm程度が好ましい。従来からこの種の配管の内径は50mm程度であった。これはそれ以上であると容器内を加圧して配管から溶融金属を導出する際に大きな圧力が必要であると考えられていたからである。これに対して本発明者等は、流路9及びこれに続く配管8の内径としてはこの50mmを大きく超える65mm〜85mm程度が好ましく、より好ましくは70mm〜80mm程度、更には好ましくは70mmであることを見出した。すなわち、溶融金属が流路や配管を上方に向けて流れる際に、配管に存在する溶融金属自体の重量及び配管の内壁の粘性抵抗の2つパラメータが溶融金属の流れを阻害する抵抗に大きな影響を及ぼしているものと考えられる。配管内径は規格と関係なく指定することもできるが、通常流通しているJIS規格の配管では80A、100A、125Aとなる。JIS規格の配管のほうが価格的にも納期的にも入手が容易である。重量の関係から125Aの配管は重く不適である。また100Aの配管の場合には内径で70mmから80mm程度が限界(製作上の限界及び最小限必要なライニングの厚さの限界)である。このようなことから発明者らは、物理的な作用効果と、市場における入手容易性、競争力を考慮して内径約70mmから約80mmと設定することにした。ここで、内径が65mmより小さいときには配管を流れる溶融金属はどの位置においても溶融金属自体の重量と内壁の粘性抵抗の両方の影響を受けているが、内径が65mm以上となると流れのほぼ中心付近から内壁の粘性抵抗の影響を殆ど受けない領域が生じ始め、その領域が次第に大きくなる。この領域の影響は非常に大きく、溶融金属の流れを阻害する抵抗が下がり始める。溶融金属を容器内から導出する際に容器内を非常に小さな圧力で加圧すればよくなる。つまり、従来はこのような領域の影響は全く考慮に入れず、溶融金属自体の重量だけが溶融金属の流れを阻害する抵抗の変動要因として考えられており、作業性や保守性等の理由から内径を50mm程度としていた。一方、内径が85mmを超えると、溶融金属自体の重量が溶融金属の流れを阻害する抵抗として非常に支配的となり、溶融金属の流れを阻害する抵抗が大きくなってしまう。本発明者等の試作による結果によれば、70mm〜80mm程度の内径が容器内の圧力を非常に小さな圧力で加圧すればよく、特に70mmが標準化及び作業性の観点から最も好ましい。すなわち、配管径は50mm、60mm、70mm、と10mm単位で標準化されており、配管径がより小さい方が取り扱いが容易で作業性が良好だからである。
【0065】
配管34の上端部に第1のフランジ34aが設けら、フレーム1aには第1のフランジ34aの下面に接触する第2のフランジ5aが配管34の周囲を囲むように設けられている。ここで、第1のフランジ34aの外径は第2のフランジ5aの外径よりも小さくされている。これにより、配管34から放射する熱をより小さくし、流路9の保温効果を高めることができる。配管8のフランジ8aは図示を省略したボルトを介して容器1側に固定されている。なお、各フランジ間には断熱用のパッキンが介挿されている。
【0066】
図3は図1におけるA−A断面図である。
【0067】
図3に示すように、ライニング1bは、耐火層1cと断熱層1dとの2層構造になっている。流路9は耐火層1c内に設けられている。このような構成を採用することにより、容器内からの熱が流路9に伝わりやすくなる。その一方、流路9は断熱層1dによりそのほぼ半分が覆われるような構造となり、保温効果が高められている。耐火層1cとしては例えば緻密質の耐火系セラミクス材料を挙げることができる。また断熱層1dとしてはそれよりも緻密性の低いセラミクス材料を用いることができる。
【0068】
本実施形態では、流路9が配管34に取り囲まれているので、ライニング1bにひび割れを生じても、容器1内から流路9へ気体が達することがなく、配管8から外部に導出される溶融アルミニウムに気体が混在するようなことはなくなる。また、流路9に詰まりが生じても配管34を取り替えるだけで、詰まりを解消することが可能となる。さらに配管が痛んだ場合でも交換が容易である。
【0069】
以下、その配管34の交換方法を図4〜図6に基づき説明する。
【0070】
まず、図4に示すように、ライニング1bと配管34との間に介挿されている充填材10を破壊しつつ、配管34を機械的な力で抜き出す。充填材10は、ライニング1bよりも強度が弱く脆性が大きいので、ライニング1bに悪影響を与えることもなく、充填材10を容易に破壊することが可能である。図5は配管34を抜き出した状態を示している。配管34を抜いた後、配管保護層である充填材層10を取り除くことが好ましい。
【0071】
次に、図6に示すように、容器1内に新たな配管34を所定の位置に保持するとともに充填材の流失を防ぐ治具36を配置すると共に、配管34を流路9内に挿入し、その隙間に流動性を有する状態の充填材10を注入する。そして、乾燥焼成して充填材10を固化する。その後、治具36を取り外す。充填材10の硬化後には、かさ比重が約1.2から約0.6になり、バインダがなくなったポーラス状となる。よって、気孔率(ポロシティー)の高い状態であるため充填材の強度が一層弱くなる。
【0072】
次に、本発明の他の実施形態を図7〜図9に基づき説明する。
この実施形態に係る容器101は、流路の構造が上記の実施形態とは異なる。すなわち、フレーム101aの内側には、垂直方向に沿って内側への隆起部である凸部101cを有するライニング101bが設けられている。ライニング101bは上記の実施形態と同様に耐火層と断熱層の積層構造が好ましい。これらの材質も上記実施形態と同様であればよい。
【0073】
凸部101c内には、容器101内底部に近い位置から容器101上面側まで貫通する流路109が設けられている。
【0074】
流路109は例えば鉄等の金属製またはセラミクス製の配管134に取り囲まれている。配管134の内壁は耐火材134bにより覆われている。これにより、配管134の耐熱性が高められている。また配管134は充填材110を介してライニング101bに埋め込まれている。充填材110はライニング101bよりも強度が低い。これらの材質も上記実施形態と同様であればよい。配管134を用いない場合には、加圧気体等がライニング層101cのひび等を通じて流路に侵入する不具合を生じやすいが、本発明によればこのような気体の侵入は阻止することができる。したがって安定した溶融金属の供給を行うことができる。
【0075】
流路109の上部には、例えば配管108が着脱可能に接続されている。配管108は例えば鉄製(内壁は耐火材により覆われている。)であり、形状としてはR形状でもΤ形状でもよい。溶融金属がよりスムーズに流通するからである。流路109及びこれに続く配管108の内径はほぼ等しく、65mm〜85mm程度が好ましい。
【0076】
配管134の上端部に第1のフランジ134aが設けられ、フレーム101aには第1のフランジ134aの下面に接触する第2のフランジ105aが配管134の周囲を囲むように設けられている。ここで、第1のフランジ134aの外径は第2のフランジ105aの外径よりも小さくされている。これにより、配管134から放射する熱をより小さくし、流路109の保温効果を高めることができる。図21に示すような構造を採用してももちろんよい。配管108のフランジ108aは図示を省略したボルトを介して容器101側に固定されている。なお、各フランジ間にはパッキンが介挿されている。
【0077】
本実施形態では、特に流路109がライニングの隆起部である凸部101c内を容器101内底部に近い位置から容器101上面側までトンネルのように貫通しているので、この流路109を囲う容器101内壁の面積が実質的に大きくなり、容器101内壁に接触する溶融アルミニウムから流路109に伝達する熱量が大きくなる。従って、流路109の保温性を高め、溶融金属の流動性を保つことができる。
【0078】
なお、図10及び図11に示すように、流路109を配管で取り囲まない構成にしても、流路109の保温性を高めることができる、という点で同様の効果を得ることができる。
【0079】
図12は本発明の一実施形態に係る金属供給システムの全体構成を示す図である。
【0080】
同図に示すように、第1の工場51と第2の工場60とは例えば公道63を介して離れた所に設けられている。
【0081】
第1の工場51には、ユースポイントとしてのダイキャストマシーン52が複数配置されている。各ダイキャストマシーン52は、溶融したアルミニウムを原材料として用い、射出成型により所望の形状の製品を成型するものである。その製品としては例えば自動車のエンジンに関連する部品等を挙げることができる。また、溶融した金属としてはアルミニウム合金ばかりでなくマグネシウム、チタン等の他の金属を主体とした合金であっても勿論構わない。各ダイキャストマシーン52の近くには、ショット前の溶融したアルミニウムを一旦貯留する保持炉(手元保持炉)53が配置されている。この保持炉53には、複数ショット分の溶融アルミニウムが貯留されるようになっており、ワンショット毎にラドル54或いは配管を介して保持炉53からダイキャストマシーン52に溶融アルミニウムが注入されるようになっている。また、各保持炉53には、容器内に貯留された溶融アルミニウムの液面を検出する液面検出センサ(図示せず)や溶融アルミニウムの温度を検出するための温度センサ(図示せず)が配置されている。これらのセンサによる検出結果は各ダイキャストマシーン52の制御盤もしくは第1の工場51の中央制御部56に伝達されるようになっている。
【0082】
第1の工場51の受け入れ部には、後述する容器1を受け入れるための受け入れ台57が配置されている。受け入れ部の受け入れ台57で受け入れられた容器1は、配送車58により所定のダイキャストマシーン52まで配送され、容器1から保持炉53に溶融アルミニウムが供給されるようになっている。供給の終了した容器1は配送車58により再び受け入れ部の受け入れ台57に戻されるようになっている。
【0083】
第1の工場51には、アルミニウムを溶融して容器1に供給するための第1の炉59が設けられており、この第1の炉59により溶融アルミニウムが供給された容器1も配送車58により所定のダイキャストマシーン52まで配送されるようになっている。
【0084】
第1の工場51には、各ダイキャストマシーン52において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部55が配置されている。より具体的には、例えばダイキャストマシーン52毎に固有の番号が振られ、表示部55にはその番号が表示されており、溶融アルミニウムの追加が必要になったダイキャストマシーン52の番号に対応する表示部55における番号が点灯するようになっている。作業者はこの表示部55の表示に基づき配送車58を使って容器1をその番号に対応するダイキャストマシーン52まで運び溶融アルミニウムを供給する。表示部55における表示は、液面検出センサによる検出結果に基づき、中央制御部56が制御することによって行われる。
【0085】
第2の工場60には、アルミニウムを溶融して容器1に供給するための第2の炉61が設けられている。容器1は例えば容量、配管長、高さ、幅等の異なる複数種が用意されている。例えば第1の工場51内のダイキャストマシーン52における保持炉53の容量等に応じて、容量の異なる複数種がある。しかしながら、容器1を1種類に統一して規格化しても勿論構わない。
【0086】
この第2の炉61により溶融アルミニウムが供給された容器1は、フォークリフト(図示せず)により搬送用のトラック64に載せられる。トラック64は公道63を通り第1の工場51における受け入れ部の受け入れ台57の近くまで容器1を運び、これらの容器1はフォークリフト(図示せず)により受け入れ台57に受け入れられるようになっている。また、受け入れ部にある空の容器1はトラック64により第2の工場60へ返送されるようになっている。
【0087】
第2の工場60には、第1の工場51における各ダイキャストマシーン52において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部62が配置されている。表示部62の構成は第1の工場51内に配置された表示部55とほぼ同様である。表示部62における表示は、例えば通信回線65を介して第1の工場51における中央制御部56が制御することによって行われる。なお、第2の工場60における表示部62においては、溶融アルミニウムの供給を必要とするダイキャストマシーン52のうち第1の工場51における第1の炉59から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン52はそれ以外のダイキャストマシーン52とは区別して表示されるようになっている。例えば、そのように決定されたダイキャストマシーン52に対応する番号は点滅するようになっている。これにより、第1の炉59から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン52に対して第2の工場60側から誤って溶融アルミニウムを供給するようなことをなくすことができる。また、この表示部62には、上記の他に中央制御部56から送信されたデータも表示されるようになっている。
【0088】
次に、このように構成された金属供給システムの動作を説明する。
中央制御部56では、各保持炉53に設けられた液面検出センサを介して各保持炉53における溶融アルミニウムの量を監視している。ここで、ある保持炉53で溶融アルミニウムの供給の必要性が生じた場合に、中央制御部56は、その保持炉53の「固有の番号」、その保持炉53に設けられた温度センサにより検出された保持炉53の「温度データ」、その保持炉53の形態(後述する。)に関する「形態データ」、その保持炉53から溶融アルミニウムがなくなる最終的な「時刻データ」、公道63の「トラフィックデータ」、その保持炉53で要求される溶融アルミニウムの「量データ」及び「気温データ」等を、通信回線65を介して第2の工場60側に送信する。第2の工場60では、これらのデータを表示部62に表示する。これらの表示されたデータに基づき作業者が経験的に上記保持炉53から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉53に容器1が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第2の工場60からの容器1の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を決定する。或いはこれらのデータを例えばパソコン(図示を省略)に取り込んで所定のソフトウェアを用いて上記保持炉53から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉53に容器1が届き、且つその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第2の工場60からの容器1の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を推定してその時刻及び温度を表示するようにしてもよい。或いは推定された温度により第2の炉61を自動的に温度制御しても良い。容器1に収容すべき溶融アルミニウムの量についても上記「量データ」に基づき決定してもよい。
【0089】
発送時刻に容器1を載せたトラック64が出発し、公道63を通り第1の工場51に到着すると、容器1がトラック64から受け入れ部の受け入れ台57に受け入れられる。
【0090】
その後、受け入れられた容器1は、受け入れ台57と共に配送車58により所定のダイキャストマシーン52まで配送され、容器1から保持炉53に溶融アルミニウムが供給される。
【0091】
次に、第2の工場60における第2の炉61から容器1への供給システムを図13に基づき説明する。
【0092】
図13に示すように、第2の炉61内には溶融アルミニウムが貯留されている。この第2の炉61には供給部61aが設けられ、この供給部61aには吸引管43が挿入されている。この吸引管43は、供給部61aの溶融されたアルミニウムの液面から一端口(吸引管43の他方の先端部43b)が出没するように配置されている。すなわち、吸引管43の一方の先端部43aは第2の炉61の底部付近まで延在し、吸引管43の他方の先端部43bは供給部61aから外側に導出されている。その傾斜角は例えば垂線に対して10°程度傾いており、上記容器1における配管8の先端部の傾斜と合致するようになっている。この吸引管43の先端部43bは容器1における配管8の先端部に接続されるものであり、このように傾斜を合致されることによって吸引管43の先端部43bと容器1における配管8の先端部との接続が容易となる。さらに溶湯に溶存した水素等の脱ガスの効果もあり、湯質を向上することができる。
【0093】
そして、配管19に減圧用のポンプ44に接続された配管20を接続する。次に、ポンプ44を作動させて容器1内を減圧する。これにより、第2の炉61内に貯留されている溶融アルミニウムが吸引管43及び配管8を介して容器1内に導入される。
【0094】
本実施形態では、特に、このように第2の炉61内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管43及び配管8を介して容器1内に導入するようにしているので、溶融アルミニウムが外部の空気と接触することはない。従って、酸化物が生じることがなく、本システムを用いて供給される溶融アルミニウムは非常に品質が良いものとなる。また、容器1内から酸化物を除去するための作業は不要となり、作業性も向上する。
【0095】
本実施形態では、特に、容器1に対する溶融アルミニウムの導入と容器1からの溶融アルミニウムの導出を実質的に2本の配管を使って行うことができるので、システム構成を非常にシンプルなものとすることができる。また、溶融アルミニウムが外気に接触する機会が激減するので、酸化物の生成をほぼなくすことができる。
【0096】
図14に示すように、この例では、レシーバタンク39から高圧空気を密閉された容器1内に送出することで容器1内に収容された溶融アルミニウムが配管8から吐出されて保持炉53内に供給されるようになっている。なお、図2において、40は加圧バルブ、41はリークバルブである。
【0097】
ここで、保持炉53の高さは各種のものがあり、配送車58に設けられた昇降機構により配管8の先端が保持炉53上の最適位置となるように調節可能になっている。しかし、保持炉53の高さによっては昇降機構だけでは対応できない場合がある。そこで、本システムにおいては、保持炉53の形態に関する「形態データ」として、保持炉53の高さや保持炉53までの距離に関するデータ等を予め第2の工場60側に送り、第2の工場60側ではこのデータに基づき最適な形態、例えば最適な高さの容器1を選択して配送している。なお、供給すべき量に応じて最適な大きさの容器1を選択して配送してもよい。
【0098】
図15は以上のシステムを自動車工場に適用した場合の製造フローを示したものである。
【0099】
まず、図13に示したように、第2の炉61内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管43及び配管8を介して容器1内に導入(受湯)する(ステップ151)。
【0100】
次に、図12に示したように、容器1が公道63を介してトラック64により第2の工場60から第1の工場51に搬送する(ステップ152)。
【0101】
次に、第1の工場(ユースポイント)10では、容器1が配送車58により自動車エンジン製造用のダイキャストマシーン52まで配送され、容器1から保持炉53に溶融アルミニウムが供給される(ステップ153)。
【0102】
次に、このダイキャストマシーン52において、保持炉53に貯留された溶融アルミニウムを用いた自動車エンジンの成型が行われる(ステップ154)。
【0103】
そして、このように成型された自動車エンジン及び他の部品を使って自動車の組み立てが行われ、自動車が完成する(ステップ155)。
【0104】
本実施形態では、上述したように自動車のエンジンが酸化物を殆ど含まないアルミニウム製であるので、性能及び耐久性のよいエンジンを有する自動車を製造することが可能である。
【0105】
図16は本発明の他の実施形態に係る容器の断面図である。
【0106】
容器201は、フレーム71の内側にライニングとして断熱材72、耐火材73を積層した構造を有する。所定位置における断熱材72と耐火材73との間にはボード材74が介挿されている。耐火材73には、容器内と外部との間で溶融金属を流通させるための流路75が内在している。また、容器201は、有底で筒状の本体76の上部開口部77に大蓋78が配置され、これらのフランジ間をボルトで締めることで本体76と大蓋78が固定されている。
【0107】
また、ハンドル付のボルトを逆回転させて締結を開放してハッチ80を大蓋78の開口部79から開くことができる。そして、ハッチ80を開いた状態で開口部79を介して容器201内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【0108】
上記の大蓋78のほぼ中央には開口部79が設けられ、開口部79には開閉自在のハッチ80が配置されている。ハッチ80の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器201内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔81が設けられている。この貫通孔81には加減圧用の配管(図示を省略)が接続されるようになっている。該配管の先には、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して該配管を介して容器201内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して該配管を介して容器201外への溶融アルミニウムの導出が可能である。
【0109】
ハッチ80の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔81とは対向する位置には、液面検出量の電極棒(図示を省略)挿入用の貫通孔82が設けられている。
【0110】
本体76の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部(図示を省略)が例えば平行するように2本配置されている。また、本体76内側の底部は、流路側が低くなるように全体が傾斜している。これにより、加圧により外部に溶融アルミニウムを導出する際に、いわゆる湯の残りが少なくなる。また、例えばメンテナンス時に容器201を傾けて流路75及び配管83を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、容器201を傾ける角度をより小さくでき、安全性や作業性が優れたものとなる。
【0111】
ここで、流路75は窒化珪素等のセラミクス製の配管83に取り囲まれている。配管83は充填材84を介して耐火材73に埋め込まれている。充填材84は耐火材73よりも強度が低い。セラミクス製の配管83は耐火性が良好であり、内壁に耐火材を設ける必要がなくなる。これにより、配管83の耐熱性が高められている。ここで強度とは主に外部からの機械的な応力に対する曲げ強さのことをいい、かさ比重が大きいと強度は相対的に低くなる。ライニング72としては例えば緻密質の耐火系セラミクス材料を挙げることができ、これより強度の低い充填材84とは例えばセラミクスファイバーとバインダからなるものである。
【0112】
このように配管83により取り囲まれた流路75は、本体76の内周の該容器本体底部に近い位置に設けられた開口85を介し、該本体76外周の上部に向けて延在している。
【0113】
流路75の上部には、例えば鉄製(内壁は耐火材で覆われている。)でR状の配管(図示せず)がボルトにより着脱可能に接続されている。
【0114】
配管83の上端部に第1のフランジ86が設けられ、フレーム71には第1のフランジ86の下面に対向する第2のフランジ87が配管83の周囲を囲むように設けられている。第1のフランジ86と第2のフランジ87との間にはセラミクス製の配管83を受けて固定するためのフランジ部材88が介挿されている。符号89は、充填剤84を注入するための孔である。この孔89はメンテナンス時以外の通常時はキャップによって気密に塞がれている。
【0115】
図17は容器の別の実施形態を示す断面図である。
本実施形態では、流路302を構成する配管303(ストーク)が容器内において垂直に配置されている。よって、容器301内に溶融金属がある場合には、配管302は直接に該溶融金属と接することになる。配管302は窒化珪素等のセラミクス製である。これにより、耐火性を高め、且つ配管の詰まりを防止している。流路302の上部には、例えば鉄製でR形状の配管(図示を省略)が接続される。本実施形態では、この省略された配管の回転が可能とされている。これにより、狭い領域での取り回しが容易となる。符合304は、配管303を回転可能に保持する部材を示している。
【0116】
容器301は、フレーム171の内側にライニングとして断熱材172、耐火材173を積層した構造を有する。所定位置における断熱材172と耐火材173との間にはボード材174が介挿されている。また、容器301は、有底で筒状の本体305の上部開口部177に大蓋178が配置され、これらのフランジ間をボルトで締めることで本体305と大蓋178が固定されている。
【0117】
上記の大蓋178のほぼ中央には開口部179が設けられ、開口部179には開閉自在のハッチ180が配置されている。ハッチ180の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器301内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔181が設けられている。この貫通孔181には加減圧用の配管(図示を省略)が接続されるようになっている。該配管の先には、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続可能とされており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続可能とされている。そして、減圧により圧力差を利用して容器301内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して容器301外への溶融アルミニウムの導出が可能である。
【0118】
ハッチ180の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔181とは対向する位置には、液面検出用の電極棒(図示せず)が挿入される一対の貫通孔182が設けられている。
【0119】
本体301の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部(図示を省略)が例えば平行するように2本配置されている。
【0120】
ここで、流路302は窒化珪素等のセラミクス製の配管303に取り囲まれている。セラミクス製の配管303は耐火性が良好であり、内壁に耐火材を設ける必要がなくなる。これにより、配管303の耐熱性が高められている。
【0121】
このように配管303により取り囲まれた流路302は、本体305の内周の該容器本体底部に近い位置に設けられた開口185を介し、該本体305外周の上部に向けて延在している。
【0122】
配管303の上端部に第1のフランジ186が設けら、フレーム171には第1のフランジ186の下面に対向する第2のフランジ187が配管303の周囲を囲むように設けられている。第1のフランジ186と第2のフランジ187との間にはセラミクス製の配管303を固定するためのフランジ部材188が介挿されている。
【0123】
図18は容器の更に別の実施形態を示す断面図である。
【0124】
本実施形態では、ライニングとして耐火材402が容器内側に向けて下から上に凸部406を有し(例えば図9参照)、凸部406に流路403が内在し、流路403は窒化珪素等のセラミクス製の配管404により覆われている。配管404は、充填材405を介して耐火材402に埋め込まれている。充填材405は耐火材402よりも強度が低い。例えばアルミナ、シリカ系のセラミクスファイバーにバインダー材を混合したものを用いることができる。セラミクス製の配管404は耐火性が良好であり、内壁に耐火材を設ける必要がなくなる。本実施形態においても流路403の上部には、例えば鉄製でR形状の配管が接続される。なお符号405bは配管404のフランジ部を保温する断熱材であり、例えばセラミクスファイバー等が充填されている。
【0125】
容器401は、フレーム271の内側にライニングとして断熱材272、耐火材273を積層した構造を有する。所定位置における断熱材272と耐火材273との間にはボード材274が介挿されている。また、容器401は、有底で筒状の本体407の上部開口部277に大蓋278が配置され、これらのフランジ間をボルトで締めることで本体407と大蓋278が固定されている。
【0126】
上記の大蓋278のほぼ中央には開口部279が設けられ、開口部279には開閉自在のハッチ280が配置されている。ハッチ280の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器401内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔281が設けられている。この貫通孔281には加減圧用の配管(図示を省略)が接続されるようになっている。
【0127】
ハッチ280の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔281とは対向する位置には、液面検出用の電極棒(図示せず)が挿入される一対の貫通孔282が設けられている。
【0128】
本体401の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部(図示を省略)が例えば平行するように2本配置されている。
【0129】
ここで、流路403は窒化珪素等のセラミクス製の配管404に取り囲まれている。配管404は充填材405を介して耐火材402に埋め込まれている。充填材405は耐火材402よりも強度が低い。セラミクス製の配管404は耐火性が良好であり、内壁に耐火材を設ける必要がなくなる。これにより、配管404の耐熱性が高められている。ここで強度とは主に外部からの機械的な応力に対する曲げ強さのことをいい、かさ比重が大きいと強度は相対的に低くなる。ライニング272としては例えば緻密質の耐火系セラミクス材料を挙げることができ、これより強度の低い充填材405とは例えばセラミクスファイバーとバインダからなるものである。
【0130】
このように配管404により取り囲まれた流路403は、本体401の内周の該容器本体底部に近い位置に設けられた開口285を介し、該本体401外周の上部に向けて延在している。
【0131】
本発明では容器内の溶融金属の貯留部から流路である配管286側へ積極的に熱量を供給するために、ライニング273の内側に前述の隆起部402を設けこの隆起部内にトンネルのように流路となる孔を設けている。さらに本発明ではフレーム内での溶融金属(例えば溶融アルミニウム合金、溶融マグネシウム合金等)の流路への、ライニングのヒビ等に起因する気体の侵入を防止するために(加圧気体は侵入しやすい)、セラミクス配管286等の剛体配管を採用して気体の侵入を阻止するとともに、この配管286の固定方法を交換可能なカートリッジ構造にしている。配管をカートリッジ構造にすることで、配管286を交換するたびに容器のライニングほぼ全体を施工しなお必要が生じ、非常にコストが高くなってしまうが、本発明のように配管をカートリッジ構造にすることで、配管だけを簡単かつ安価に交換することができるようになる。また配管保持層405はフレームのライニングのキャスターや、配管よりも剛性や強度が小さいので、この配管保持層は配管の熱変形等に起因する応力の緩和層としても機能する。
【0132】
図21は配管404における上端部の構造を示す断面図であり、図22は図21の配管404における上端部の構造を上面から見た概略平面図である。
【0133】
配管404は上述したように配管保持層である充填材405を介して耐火材402からなる層を含むライニング層に埋め込まれており、別言すると配管404は耐火材402に設けられた孔411に挿入され、この孔411と配管404との間には、配管保持層として充填材405が介在している。
【0134】
配管404は、容器401の上面部側にフランジ412を有する。フレーム271の内壁からフランジ412の裏面413を保持するための例えば3本の保持爪414が突出している。この爪は鉄合金の丸棒等の部材により構成してもよい。
【0135】
当該容器401の上面部には、第1のフランジであるフランジ412を取り囲み、かつ、フランジ412の表面の高さよりも高い位置にフランジ受表面を有するようにフランジ415が設けられている。そして、流路403に連通する配管416のフランジ417がこのフランジ415に例えばボルトやクランプなどで固定されている。配管416では、鉄皮416aの内壁に耐火材416bが形成されている。すなわち配管416のフランジ417(第2のフランジ)のフランジ面(下側の面)と、第1のフランジのフランジ面(上側の面)とは間隔t1を介して離間している。t1は1mm〜5mmに設定すれば十分な応力緩和能と断熱能を発揮する。またこの配管保持層405はフレームのライニングのキャスターや、配管よりも剛性や強度が小さいので、この配管保持層が配管の熱変形等に起因する応力の緩和層としても機能することになる。
【0136】
フランジ412の表面とフランジ417の表面との間には、第1の厚さt1を有するパッキン418が介挿され、フランジ415の表面とフランジ417の表面との間には第1の厚さt1よりも薄い第2の厚さt2を有するパッキン419が介挿されている。これらのパッキンは耐熱性を有するものを選択すればよい。また、フランジ412の裏面と保持爪414との間には、例えばシート状の断熱部材420(例えばセラミクスペーパー)が介挿されている。これにより爪部414と第1の配管との間の断熱性を向上させている。
【0137】
本実施形態では、特に上記の構造を有することで配管404は熱伝導性が高いフレーム271と接触していない。特にフランジ412を保持爪414で保持するようにしている。従って、配管404が保有する熱が拡散し難いので、配管404の温度低下を抑えることができる。よって、配管404の詰まりを防止することができる。また、本実施形態では、特にフランジ412の表面とフランジ417の表面との間のパッキン418の方が、フランジ415の表面とフランジ417の表面との間のパッキン419よりも厚いので、揺れや振動に対してフランジ412の自由度が高い。よって、配管414の特にフランジ412の付近の割れを極力抑えることできる。これにより、容器内からの気体の漏れを防止することができる。
【0138】
ここで、符号430は充填剤405を注入するための孔であり、431はその孔430から充填剤405を注入する際に気体を逃がすための孔である。各孔430、431はキャップ432、433によって塞がれている。このように孔を少なくとも2個設けることが好ましい。1個の孔で充填材を注入するときに、他方の孔で気体を逃がすとともに、充填の完了を知ることができるからである。
【0139】
図23は本発明の容器の別の例を示す図である。この図23も図21と同様に容器の流路とこれに接続される配管とを拡大した縦断面図である。
【0140】
この例の容器でも第1の配管としてSiNまたはSiC等のセラミクスからなる剛体配管を採用するとともに、配管保持層である充填材405を備えている。そして充填材405の下部には充填材に酸化アルミニウムとアルミニウムの混合物を含浸させた含浸層405bを備えている。アルミニウムと酸化アルミニウムの混合物は剛性は必ずしも大きくないがねばり強く非常に強度が大きい。また変形に対する追従性を有している。したがって配管保持層としてこのような含浸層405bを設ければ応力緩和能をさらに向上することができる。
【0141】
またこの例では配管404の外径はストレート(フランジ部以外は均一)であるが、内径は上部が狭く、下部で広いテーパー構造を採用している。これにより配管404の強度を向上している。このような場合でも内径は前述の如く、60mm〜85mm程度が好ましい。この例ではw1を60mmにw2を80mmに設定している。下部の径を太くすることで供給を終えたとき、容器の下部に温度が下がって粘性の大きな溶融金属が残っても、詰まり等が生じるのを防止することができる。
【0142】
図19は容器のまた更に別の実施形態を示す断面図である。
【0143】
本実施形態では、本体502の外周に如露口(円筒側面の下部から上部に向けて外周側に徐々に突き出る突き出し部)の如く突出する突出部503を有する。突出部503には、流路504が内在し、流路504は窒化珪素等のセラミクス製の配管505により覆われている。配管505は、充填材506を介して耐火材373に埋め込まれている。充填材506は耐火材373よりも強度が低い。セラミクス製の配管505は耐火性が良好であり、内壁に別の耐火材を設ける必要がなくなる。本実施形態においても流路504の上部には、例えば鉄製でR形状の配管が接続される。
【0144】
また、容器501は、有底で筒状の本体502の上部開口部377に大蓋378が配置され、これらのフランジ間をボルトで締めることで本体502と大蓋378が固定されている。
【0145】
また、ハンドル付のボルトを逆回転させて締結を開放してハッチ380を大蓋378の開口部379から開くことができる。そして、ハッチ380を開いた状態で開口部379を介して容器501内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【0146】
上記の大蓋378のほぼ中央には開口部379が設けられ、開口部379には開閉自在のハッチ380が配置されている。ハッチ380の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器501内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔381が設けられている。この貫通孔381には加減圧用の配管(図示を省略)が接続されるようになっている。該配管の先には、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。
【0147】
大蓋378上のハッチ380に隣接する部分には、圧力開放用の貫通孔382が設けられている。圧力開放用の貫通孔382には、リリーフバルブ(図示を省略)が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器501内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器501内が大気圧に開放されるようになっている。
【0148】
また、大蓋378には、液面センサとしての電極が挿入される液面センサ用の貫通孔(図示を省略)が配置されてもよい。そして、電極間の導通状態をモニタすることで容器501内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器501への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【0149】
本体502の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部(図示を省略)が例えば平行するように2本配置されている。
【0150】
このように配管505により取り囲まれた流路504は、本体502の内周の該容器本体底部に近い位置に設けられた開口385を介し、該本体502外周の上部に向けて延在している。
【0151】
配管505の上端部に第1のフランジ386が設けら、フレーム371には第1のフランジ386の下面に対向する第2のフランジ387が配管505の周囲を囲むように設けられている。第1のフランジ386と第2のフランジ387との間にはセラミクス製の配管505を固定するためのフランジ部材388が介挿されている。符号389は、充填剤506を注入するための孔である。
【0152】
なお、図19においては、配管505の下部先端部も容器内壁に接触していたが、これらが離間するように構成しても構わない。
【0153】
図20は容器の別の実施形態を示す断面図である。
【0154】
本実施形態では、本体601の外周に如露口(円筒側面の下部開口607から上部に向けて外周側に徐々に突き出る突き出し部)のように突出する突出部602を有する。突出部602には、流路603が内在している。該流路603の一部には(ここでは下部に)配管604が埋め込まれ固定されている。配管が埋め込まれている流路603の部分は、耐火材402またはライニング403においてひび割れを起こす可能性のある箇所(例えば符号605の部分)であり、該配管の存在によりひび割れ部分から圧送気体が流れ込むことを防ぐことができる。配管604は容器601の成型時に、耐火材402またはライニング403に埋め込んでおくことが好ましい。本実施形態においても流路603の上部には、例えば図示を省略した鉄製のΤ形状やR形状の配管、レジューサを有する配管が接続される。この接続においても、パッキンを介したフランジ間のボルト締めによって接続されてもよい。なお、この配管は回転可能としてよい。回転可能とする機構としては、例えばこの配管の容器との接続部におけるフランジの一点を容器側のフランジと回転可能に接続すると共に、この配管のフランジと容器側のフランジとをクランプ機構により固定してもよい。これにより回転半径が小さく、取り回しの良い容器を構成することができる。また、このように配管を回転可能とすることで、容器側の流路のメンテナンスを簡単に行うことができる。容器側には、回転して折り曲げされたこの配管を保持する保持部材を設けても構わない。その際に、保持部材には、配管を固定するための手段を設けても良い。
【0155】
また、容器601は、有底で筒状の本体606の上部開口部407に大蓋408が配置され、これらのフランジ間をボルトで締めることで本体606と大蓋408が固定されている。
【0156】
また、ハンドル付のボルトを逆回転させて締結を開放してハッチ410を大蓋408の開口部409から開くことができる。そして、ハッチ410を開いた状態で開口部409を介して容器601内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【0157】
上記の大蓋408のほぼ中央には開口部409が設けられ、該開口部409には開閉自在のハッチ410が配置されている。ハッチ410の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器501内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔404が設けられている。この貫通孔404には加減圧用の配管(図示を省略)が接続されるようになっている。
【0158】
大蓋408上のハッチ410に隣接する部分には、圧力開放用の貫通孔412が設けられている。圧力開放用の貫通孔412には、リリーフバルブ(図示を省略)が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器601内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器601内が大気圧に開放されるようになっている。
【0159】
また、大蓋408には、液面センサとしての電極が挿入される液面センサ用の貫通孔が配置されてもよい(いずれも図示を省略)。そして、電極間の導通状態をモニタすることで容器601内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器601への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【0160】
本体602の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク(図示を省略)が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部(図示を省略)が例えば平行するように2本配置されている。
【0161】
次に、本発明の更に別の実施形態について説明する。
【0162】
図24及び図25はこの実施形態に係る流路に挿入される配管の構成を示す図であり、図24は正面から見た断面図、図25は平面から見た断面図である。この実施形態に係る配管は図7から図9に示された容器101の配管134として用いられるものを想定しているが、勿論別のタイプの容器に用いることができる。
【0163】
この配管134は例えば鉄製であり、その内側には耐火材からなるライニング層701が形成されている。このライニング層701の内側に溶融金属例えば溶融アルミニウムの流路702が形成されている。この流路702の径は例えば65mm〜80mm程度が好ましい値である。また配管134及びライニング層702の材質については例えば既に開示した通りである。この実施形態に係る配管134では、配管134の内側に、ライニング層702である耐火材を保持するための保持部材703が突出して設けられている。この保持部材703は、例えば鉄の棒をV字状となるように配管134の内壁に溶接により接続して構成される。例えばV字状の鉄の棒は90°間隔で4箇所に設けられている。また、この保持部材703は、配管134の下方側、より好ましくは配管134のほぼ下端に近い位置に設けられ、それ以外の位置、例えば配管の内側の上方側は、保持部材703を設けることが禁止された禁止領域704とされている。
【0164】
本実施形態では、ライニング層702である耐火材が配管134から脱落することを防止することができる。また、このような保持部材703を配管134の下方側、例えば配管134のほぼ下端に近い位置に設けたことにより、それより上のライニング層702に割れが入ったような場合でもライニング層702が脱落するようなことはない。保持部材703を配管134のほぼ下端に近い位置に設けることで、脱落防止領域を広げられる他、保持部材703の溶接作業が容易となる。更に、保持部材703が設けられた配管134の内側の上方側は、保持部材を設けることが禁止された禁止領域704を設けることで、配管134とライニング層702とで熱膨張率の違いに起因するこれらの部材の割れや変形を防止することが可能となる。
【0165】
次に、本発明のまた別の実施形態について説明する。
図26及び図27はこの実施形態に係る容器の構成を示す図である。図26は正面から見た断面図、図27は平面から見た部分断面図である。この容器800は、図7〜図9に示した容器と同一の要素には同一の符号を付してある。
【0166】
すなわち、この容器800は、フレーム101aの内側には、垂直方向に沿って内側への隆起部である凸部101cを有するライニング101bが設けられている。ライニング101bは耐火層と断熱層の積層構造が好ましい。これらの材質も上記実施形態と同様であればよい。
【0167】
凸部101c内には、容器800内底部に近い位置から容器101上面側まで貫通する流路109が設けられている。流路109は例えば図24及び図25に示した配管134に取り囲まれている。流路109の上部には、例えば配管108が着脱可能に例えばボルト締により接続されている。配管108は例えば鉄製であり、形状としては例えばΤ形状である。
【0168】
ここで、流路109は、特に図27に示すように、隆起部である凸部101cを越えてライニング101bまで及んでおり、しかし流路109と接続された容器内部側に開口する開口部801(容器底部付近に設けられている。)の部分にはこのようにライニング101bまで及ぶ部分はなくなって、結果的にはこの部分はライニング101bから突出する段付き部802が設けられていることとなっている。この段付き部802は、つまり当該容器の底面と配管134の下端面との間の間隙(例えば開口部801の高さに相当する。)を維持するため、配管134の下端面を保持する保持部材(ライニングと一体的に設けられている。)を構成している。
【0169】
本実施形態では、配管134を保持する保持部材としての段付き部802を設けたことで、配管134及び配管の内部に形成されることがあるライニング層の脱落を防止できる。また、当該容器の製造工程において、配管134を流路109に挿入して固定する際に位置固定用の治具が不要になるという効果もある。
【0170】
なお、この実施形態では、段付き部802を特にライニング101bの形状を変えることで実現していた。しかし、ライニングとは別に特別に保持部材を設けても勿論構わない。
【0171】
次に、本発明のまた別の実施形態を説明する。
図28はこの実施形態に係る容器の構成を示す正面からみた断面図であり、図29はその容器の蓋を外した状態の平面図である。
【0172】
この実施形態に係る容器1001は、基本的には図17に示した容器301と同様の構成であるが、配管1002がライニングとしての耐火材173に接している点が異なる。この配管1002はライニングとしての耐火材173に対して配管1002内における溶融金属の流通方向に沿って接するように配置されている。配管1002は、例えば金属製或いはセラミクス製である。
【0173】
このように本実施形態に係る容器1001では、配管1002をライニングとしての耐火材173に接するように構成したことで、配管1002は予熱時にハッチ180を開けて挿入されるガスバーナーから最も離れたところに位置することとなり、ガスバーナーからの熱的な影響を受けにくくなる。また、配管1002がライニングとしての耐火材173に接しているので、例えば運搬の際の振動によって配管が振れて機械的な破壊に至ることを防止できる。更に、最小の傾きで容器1001内の残り湯を外部に効率よく排出することができる。
【0174】
次に、本発明のまた別の実施形態を説明する。
図30はこの実施形態に係る容器の構成を示す正面からみた断面図であり、図31はその容器の蓋を外した状態の平面図である。
この実施形態に係る容器2001は、基本的には図28乃至図29に示した容器1001と同様の構成であるが、以下の点が異なっている。
【0175】
容器2001における大蓋178は、内外で溶融アルミニウムを流通させるための配管2003が容器本体2004内に配置された状態で容器本体2004から取り外すことができるように容器本体2004に対して着脱可能に設けられている。
【0176】
具体的には、配管2003は、容器本体2004における上部開口部平面と同じ高さの位置に、当該配管2003を容器本体2004における上部開口部平面により保持させるためのフランジ部2002を有する。また、大蓋178には、この配管2003が貫通する貫通孔2005を有する。配管2003はこの貫通孔2005を介して図示を省略された例えばR形状の配管(例えば図1の符号8参照、Τ形状であっても勿論構わない。)に接続されている。大蓋178は、大蓋178の外周のフランジと容器本体2004の外周のフランジとがボルトにより固定されることで容器本体2004に対して着脱可能に設けられている。
【0177】
即ち、図28乃至図29に示した容器1001では、大蓋178を容器本体305から取り外そうとしたときに、図32に示すように、大蓋178に配管1002が一体化された状態で取り付けられており、従って大蓋178の取り外しは大変な作業となる。これに対して、この実施形態に係る容器2001では、図33に示すように、容器本体2004側に配管2003を残した状態で大蓋178を取り外すことができる。従って、大蓋178の取り外しが容易であり、メンテナンスを容易に行うことができる。このメンテナンスは、例えば容器2001から大蓋178を取り外し、容器本体2004内に付着したノロ(アルミニウムの酸化物)を取り除く作業等である。
【0178】
また、この実施形態に係る容器2001では、特に図31に示したように、ライニング2006の内周は円筒形状とされているが、配管2003が接する位置は平面形状とされた平面部2007が設けられている。この平面部2007には、窪み部2008が設けられている。この窪み部2008は、配管2003のほぼ半径分の大きさを有しており、配管2003のほぼ半分はライニング2006側にはめ込まれている。これにより、配管2003はより強固にライニング2006に取り付けられることになり、また配管2003とライニング2006との接触面積もより大きくなる。
なお、配管2003は、金属製又はセラミクス製が好ましい。
【0179】
次に、本発明のまた更に別の実施形態を説明する。
図34はこの実施形態に係る容器の構成を示す正面からみた断面図であり、図35はその容器の蓋を外した状態の平面図である。
この実施形態に係る容器3001は、基本的には図30乃至図31に示した容器2001と同様の構成であるが、以下の点が異なる。
【0180】
フレーム171の内側にはライニングとしての耐火材3002が設けられている。この耐火材3002の内面側には、凸となる隆起部3003が上下方向に延在しており、当該隆起部3003内は内外で溶融金属を流通させるための流路3004を内在している。この容器3001の底面付近には、流路3004に通じる当該容器3001の内面側への開口部3005が設けられている。そして、流路3004には、配管3006が挿入されている。配管3006は、開口部3005において容器3001の内面側に露出している。そして前記配管の下側開口面近傍の前記隆起部は、前記容器の内側が広くなるようにテーパー形状を有している。これにより容器のメンテナンス時に配管下部への容器内側からのアクセスの容易さを向上する。これにより、容器3001内の溶融アルミニウムの熱が配管露出部から配管3006全体に伝導して配管3006を流通する溶融アルミニウムの詰まりを防止することができる。
【0181】
本実施形態に係る容器3001においても、図36に示すように、容器本体3007側に配管3006を残した状態で大蓋178を取り外すことができる。従って、大蓋178の取り外しが容易であり、メンテナンスを容易に行うことができる。
なお、配管3006は、金属製又はセラミクス製が好ましい。
【0182】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加圧用の気体が溶融金属を内外で流通させるための流路に漏れることがなくなる。したがって安全で安定した溶融金属の供給を行うことができる。また溶融金属供給の定量性を向上することができる。さらに本発明によれば配管が容器に対して交換可能となることで容器の維持コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図1における一部断面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図11】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図12】本発明の一実施形態に係る金属供給システムの構成を示す概略図である。
【図13】本発明の容器と溶解炉の例を概略的に示す図。
【図14】本発明の供給装置、容器を用いた金属の配送モデルの例を説明するための図。
【図15】本発明のシステムを使った自動車の製造方法を示すフロー図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図18】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図19】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図20】本発明の一実施形態に係る容器の断面図である。
【図21】図18に示した容器の一部拡大断面図である。
【図22】図21の配管における上端部の構造を上面から見た概略平面図である。
【図23】本発明の一実施形態に係る容器の一部拡大断面図である。
【図24】本発明の他の実施形態に係る配管を正面から見た断面図である。
【図25】図24に示した配管を平面から見た断面図である。
【図26】本発明のまた別の実施形態に係る容器を正面から見た断面図である。
【図27】図26に示した容器を平面から見た部分断面図である。
【図28】本発明の別の実施形態に係る容器を正面から見た断面図である。
【図29】図28に示した容器から蓋を外した状態の平面図である。
【図30】本発明のまた別の実施形態に係る容器を正面から見た断面図である。
【図31】図30に示した容器から蓋を外した状態の平面図である。
【図32】図28における容器において容器本体と蓋とを分離した状態を示した図である。
【図33】図30における容器において容器本体と蓋とを分離した状態を示した図である。
【図34】本発明の更にまた別の実施形態に係る容器を正面から見た断面図である。
【図35】図34に示した容器から蓋を外した状態の平面図である。
【図36】図34における容器において容器本体と蓋とを分離した状態を示した図である。
【符号の説明】
1、201、301、401、501、601 容器
1a、71、101a、171、271、371、401 フレーム
2、72、101b、172、272、372、403 ライニング
5a、87、105a、187、287、387、417 第2のフランジ
9、75、109、302、403、504、603 流路
10、84、110、405、506 充填材
18、81、181、281、381、404 貫通孔
34、83、134、303、404、505、604 配管
34a、86、134b、186、286、386、418 第1のフランジ
34b、134b、373、402 耐火材
101c、406 容器内凸部[0001]
[Prior art]
In a factory where aluminum is formed using a large number of die-casting machines, an aluminum material is often supplied not only inside the factory but also outside the factory. In this case, a container containing aluminum in a molten state is transported from a factory on the material supply side to a factory on the molding side, and the molten material is supplied to each die-casting machine ( For example, see Patent Document 1).
[0002]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-31063 (FIG. 1).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a factory where aluminum is formed using a large number of die-casting machines, an aluminum material is often supplied not only inside the factory but also outside the factory. In this case, a container containing aluminum in a molten state is transported from a factory on the material supply side to a factory on the molding side, and the molten material is supplied to each die-casting machine ( For example, Reference 1: Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-31063 (FIG. 1).
[0004]
The present inventors have proposed a technique for supplying a material from such a container to the die cast machine using a pressure difference. That is, in this technique, the inside of the container is pressurized and the molten metal material in the container is led out through a pipe introduced into the container.
[0005]
By the way, since such a container is required to have heat insulation and fire resistance, for example, a lining is provided inside an iron frame. The present inventor has developed a technique for improving the heat retention of the molten metal flowing through the flow path by providing a flow path for leading out the molten metal in the vessel to the outside in the lining. When the heat retaining property of the molten metal in the flow path is enhanced in this way, the molten metal is prevented from solidifying in the flow path, and there is an effect that the flow path is not clogged.
[0006]
However, the lining in the container causes cracks due to thermal expansion or mechanical shock, and when the cracks reach the flow path from the space of the container, the gas for pressurization directly flows into the flow path through the cracked portion, There is a problem that supply becomes unstable. In addition, there is a problem that the molten metal in a mixed gas state blows out from the pipe to the outside, and the high-temperature molten metal scatters around.
[0007]
A configuration is also conceivable in which the stalk is hung from the upper surface of the container to the molten metal reservoir, and the stalk is used as a flow path for the molten metal. However, this type of container requires heating (or preheating) before use, and a large heat load is applied to the stalk during this heating, so that there is a problem in durability such as the stalk is cracked immediately. If metal stalk is employed to avoid cracking, the metal is exposed to a high-temperature atmosphere due to heating, and there is a problem that holes are immediately opened due to oxidation.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and the pressurizing gas is dissolved.
It is an object of the present invention to provide a container and a method for manufacturing the container that do not leak into a flow path for flowing molten metal inside and outside. Another object of the present invention is to provide a container which is low in maintenance cost and easy to maintain.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, a container according to a main aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, and includes a frame, a flow path provided inside the frame, and through which molten metal flows inside and outside. And a pipe provided so as to surround at least a part of the flow path.
[0010]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, and includes a frame and a flow path for molten metal provided inside the frame and surrounded by a member that regulates gas flow. And an inherent lining. Examples of such a regulating member include materials such as metals (including alloys) and ceramics. Further, it is preferable that the restricting member is composed of a thermodynamically uniform layer in macroscopic view. In the case of a mixture of materials having different physical properties (for example, casters), that is, when a macroscopically heterogeneous layer is formed, the linear expansion coefficient due to the periodically applied thermal load is reduced. This is because a gas is allowed to enter because a crack or a crack is apt to occur due to a difference or the like. The constituent material of the pipe may be a metal alloy or a homogenized product of a commercially available ceramic fired product.
[0011]
In the present invention, when the pipe is made of metal, it is preferable that a lining layer made of fire resistance is formed on the inner wall of the pipe. By providing such a lining layer, it is possible to prevent deterioration of the metal part due to heat. Also, by making the pipe made of metal, it is possible to prevent particularly sharp deterioration of the pipe. Conversely, if the pipe is made of metal, even if the pipe is deteriorated due to heat or impact, it will take a long time until it becomes a problem. If sufficient, the pipes can be replaced before a problem occurs within a certain predictable range.
[0012]
When the lining layer made of a refractory material is formed as described above, it is a preferable embodiment that a holding member for holding the refractory material is provided protrudingly on the inner surface of the pipe. This can prevent the refractory material from falling off the pipe.
[0013]
In addition, such a holding member is more preferably provided below the pipe. For example, even if a crack occurs in the middle of the lining layer, the lining layer is held below the pipe, so that the lining layer does not fall off.
[0014]
Further, in such a case, it is a preferable mode to provide a prohibited area where the provision of the holding member is prohibited, that is, to provide no holding member in this area, on the upper side inside the pipe. Since the coefficient of thermal expansion of the pipe and the coefficient of thermal expansion of the lining layer are different, when heat is applied to the pipe, the elongation of the two will be different. Therefore, if the upper and lower sides of the lining are held by the holding member, stress is generated in both of them, which causes cracking and deformation. Therefore, by providing the forbidden region as in the present invention, the elongation can be absorbed and the generation of stress can be suppressed.
[0015]
In the present invention, it is preferable to use a pipe made of ceramics or a pipe in which a refractory material is lined inside a metal pipe. As the metal, for example, SGP, STPT (carbon steel pipe for high-temperature piping) or STPG (carbon steel pipe for pressure piping) can be used.
[0016]
As the refractory material, for example, a refractory material for molten aluminum and molten magnesium (including a refractory caster, a heat insulating material, a heat insulating caster, and the like) can be used. Ceramics, carbon, and graphite may be mixed with these refractory materials. Thereby, the non-wettability of the molten metal to the pipe is improved, and the strength can also be improved. Further, maintenance becomes easy. More specifically, as a refractory material, TMU? 85 AEFN (Al 2 O 3 : 82% SiO 2 : 13%) or SC made by the company? SAE85 (Al 2 O 3 : 8% SiC: 83% SiO 2 : 7%). However, the invention is not limited to such materials.
[0017]
In the present invention, since the flow path is inherent in the lining, heat conduction from the molten metal reservoir to the flow path is high. For this reason, the heat retention of the molten metal flowing through the flow channel can be enhanced, the fluidity can be maintained, and the flow channel is not clogged. In addition, the pressurizing gas does not leak into the flow path because the flow path is surrounded by a member that regulates gas flow, for example, a metal pipe or a ceramic pipe. Therefore, stable supply of the molten metal can be performed. Further, the ceramics layer has a high thermal conductivity and is therefore useful for keeping the flow channel warm. As ceramics, for example, Si 3 N 4 , SiN, SiC, TiO 2 , TiN, carbon and the like. More specifically, as the ceramic pipe, SCN (SiC: 74.8% Si 3 N 4 : 23.54%), KN? 101 (mainly Si 3 N 4 ), Kyocera Corporation SN? 220 (mainly Si 3 N 4 Sialon HCN manufactured by Hitachi Metals, Ltd.? 10 (mainly Si 3 N 4 ) And the like. These are formed by, for example, a CIP method (cold isostatic pressing method). The pressure in that case is 10,000 kgf / cm 2 It is preferable that it is above. In general, ceramic pipes have high strength, but often cause cracks and the like in response to a heat load. However, in the present invention, since the ceramics pipe is embedded in the lining layer, the outside of the pipe is not directly exposed to a high temperature, such as during preheating of the container, and the life is very long. Further, even if the pipe is broken or cracked, the supply of the molten metal can be continued as long as the flow path is maintained. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the supply of the molten metal cannot be performed suddenly at the supply destination and the container is brought back.
[0018]
Here, from the viewpoint of heat insulation of the flow path, it is preferable that the flow path is present in the lining from a position near the bottom in the container to the upper surface of the container. As an example of the arrangement of the flow path, a lining is formed on the inner surface of the frame so as to have a raised part that extends in the vertical direction and is convex inside the container, and the flow path is formed in the raised part in the extending direction of the raised part. Can be provided along the line.
[0019]
Further, by adopting a structure in which the flow path is surrounded by a pipe embedded in the lining, and by making this pipe a cartridge, the flow path can be replaced when the flow path is clogged. The pipe may be provided so as to surround a part of the flow path instead of the entire flow path. If the pipe is provided in a part of the lower part of the flow path, it may be difficult to replace the pipe.
[0020]
By employing a structure in which the inner surface of the pipe is covered with a fire-resistant member, the durability of the pipe can be increased, and leakage of the pressurizing gas to the flow path can be prevented for a long time. Preferably, the raised portion near the lower opening surface of the pipe has a tapered shape so that the inside of the container is widened. This improves the accessibility of the lower part of the pipe from the inside of the container during maintenance of the container. This configuration, together with the detachable structure of the large lid, improves the maintainability of the container and the reliability of the container.
[0021]
A method for manufacturing a container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, which includes a frame and a flow path provided inside the frame and for flowing the molten metal inside and outside. In a method of manufacturing a container having a lining and a pipe provided so as to surround at least a part of the flow path, the pipe is arranged in a hole for forming the flow path, and the pipe is arranged. A pipe holding member having fluidity is injected into a gap between the pipe and the hole, and the pipe holding member is cured. At this time, it is a preferable mode to inject the pipe holding member while holding the pipe so as not to contact the lining.
[0022]
In the present invention, it is preferable that the pipe holding member having fluidity has a lower strength than the lining after hardening. For example, as the pipe holding member, for example, a ceramic fiber or the like can be used. Curing may be performed by heating the container. Alternatively, a material having a lower density than the lining may be used. As such a member, for example, a material in which ceramic fibers are dispersed in a binder can be cited, but other materials may be used.
[0023]
The container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, a frame, and a lining provided inside the frame and having a flow path for flowing the molten metal inside and outside, and A pipe provided so as to surround at least a part of the flow path, a pipe holding layer interposed between a hole and a pipe for forming the flow path, and having a lower strength or density than the lining. It is characterized by doing. This pipe holding layer also functions as a layer for relieving stress caused by thermal deformation of the pipe.
[0024]
In the present invention, by adopting a structure in which the pipe is embedded in the lining via a member having a lower strength (or a smaller density) than the lining, the pipe can be easily replaced, and the pipe cartridge can be easily replaced. Becomes possible. When replacing the pipe, a member having a lower strength or density than the lining or a brittle member is broken, the pipe is taken out of the lining, and the pipe holding member inside the hole is removed. After that, the pipe is arranged in the lining, and a member having a lower strength or density after curing than the lining or a brittle pipe holding member is poured into the gap to fix the pipe in the lining so that the pipe can be replaced. Because it becomes. The ability to replace pipes independently of the lining significantly reduced the cost of maintaining the vessel.
[0025]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, and includes a frame, a hole provided inside the frame, and penetrating between a lower opening in the container and an upper surface of the container. A lining, a first pipe having a first flange on the upper surface side, inserted into the hole, and forming a flow path for flowing molten metal inside and outside, and protruding from an inner wall of the hole; A holding claw for holding the first pipe, and a pipe holding layer interposed between the hole and the first pipe. The holding claws may be formed of various steel materials such as a round bar. It is preferable to arrange a heat-insulating member such as a ceramic sheet between the holding claw and the first pipe to enhance the heat-insulating property.
[0026]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, and includes a frame, a hole provided inside the frame, and penetrating between a lower opening in the container and an upper surface of the container. A lining, a first pipe inserted into the hole to form a flow path for flowing molten metal inside and outside, and the hole and the first pipe so that the first pipe does not contact the frame. A pipe holding layer interposed between the first pipe and the first pipe.
[0027]
In the present invention, heat is not diffused from the first pipe because the first pipe serving as a flow path of the molten metal is thermally separated from the frame. Therefore, clogging of the first pipe hardly occurs. In particular, the upper part of the first pipe, which is close to the outside of the frame, is susceptible to heat radiation, and is liable to decrease in temperature. For this reason, the fluidity of the molten metal is deteriorated or clogged. In the present invention, by adopting a structure in which the first pipe is thermally separated as far as possible from the flange receiving portion, the second flange, and the frame, it is possible to minimize the influence of heat radiation. Therefore, the fluidity of the molten metal can be maintained, and clogging of the piping can be prevented. It is preferable to arrange the upper part of the first pipe as vertically as possible. Normally, the liquid level at the time of containing the molten metal comes to the upper part of the vessel, but the molten metal in the first pipe also fluctuates due to shaking during transportation of the vessel. This is because if the pipe is arranged obliquely at this time, the molten metal tends to reach a wider area when the molten metal shakes, so that the molten metal is easily cooled. Therefore, if the portion above the liquid level of the molten metal in the first pipe is set upright as in the present invention, such cooling can be suppressed to a minimum and clogging of the pipe can be prevented. Can be.
[0028]
In the present invention, the upper surface portion of the container surrounds the first flange, and a flange receiving portion provided to have a flange receiving surface at a position higher than the height of the surface of the first flange. A second pipe fixed to the flange receiving portion, the second pipe being connected to the flow path, and interposed between the first flange surface and the second flange surface. A first packing having a first thickness, and a second packing having a second thickness smaller than the first thickness interposed between the flange receiving surface and the second flange surface More preferably. The flange receiving portion may have any shape as long as it can fix the second flange. For example, a flange similar to the second flange may be fixed on the frame. Here, the position higher than the height of the surface of the first flange means that the flange receiving surface is separated from the flange surface of the first flange by a predetermined distance. Then, a first packing is sandwiched between the first flange and the second flange of the first pipe, and a second packing is sandwiched between the first flange and the second flange. You. Therefore, as described above, the first packing on the inner peripheral side is thicker than the second packing on the outer peripheral side.
[0029]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, and includes a frame, a hole provided inside the frame, and penetrating between a lower opening in the container and an upper surface of the container. Lining, a first pipe having a first flange on the upper surface side, inserted into the hole, and forming a flow path for flowing molten metal inside and outside, and a first pipe on the upper surface of the container. A flange receiving portion provided, surrounding the first flange, and having a flange receiving surface at a position higher than the height of the surface of the first flange; and a second flange fixed to the flange receiving portion. A second pipe communicating with the flow path, a first packing having a first thickness inserted between the first flange surface and the second flange surface, Between the flange receiving surface and the second flange surface Characterized by comprising a second packing having a thin second thickness less than the first thickness interposed.
[0030]
In the present invention, the first packing is thicker than the second packing, so that the first pipe held therethrough has some mechanical play. Therefore, deformation of the first pipe, particularly the first flange, due to the shaking or the like is less likely to occur, and it is possible to prevent such cracks and the like. At the same time, the stress caused by the periodically applied heat is also alleviated by this play, so that cracks, cracks and the like can be prevented. In addition, since the first flange of the first pipe is also thermally separated from the frame, heat does not diffuse from the first pipe. Therefore, clogging of the first pipe hardly occurs.
[0031]
In the present invention, it is more preferable that the apparatus further includes a heat insulating member inserted between the back surface of the first flange and the holding claw. Thus, since the first flange of the first pipe is further thermally separated from the frame, the first pipe is less likely to be clogged.
[0032]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of containing a molten metal and allowing the molten metal to flow to and from the outside using a pressure difference, wherein a first flange is provided at an opening. A frame having a lining having a flow path of the molten metal which is opened near the center of the opening, and a second connected to the first flange so as to be connected to the flow path at the opening. A second pipe having a flange, and a first pipe surrounding at least a part of the flow path in the frame and being embedded so that an end surface thereof is lower than an opening surface of an opening of the frame. It is characterized by having.
[0033]
If the inner diameter of the first flange is larger than the outer diameter of the first pipe, a space for filling the heat insulating layer between the flow path of the molten metal and the first pipe can be maintained. Further, it is preferable that the first pipe is arranged so as not to directly contact the first flange and the second flange. This is because when the first pipe is in direct contact with the first flange or the second flange, the temperature of the first pipe is easily lowered by cooling.
[0034]
The filling of the member serving as the pipe holding layer may be performed by providing a port near the lower side of the first flange of the frame and filling the port from this port. It is preferable that at least two ports are provided, whereby the piping holding member can be filled from one port and air can be released from the other port, so that the filling property is improved. It is also possible to know the completion of filling.
[0035]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of suctioning molten metal to the inside by a pressure difference or supplying the molten metal to the outside, and a frame, and is provided inside the frame, It is characterized by comprising a lining layer in which a flow path extending from below to above is present, and a pipe exchangeably inserted into the flow path of the lining layer. The exchangeability of the pipe is achieved by further providing a pipe holding layer having a smaller strength or a higher density (or a larger brittleness) than the pipe between the pipe inserted into the flow path and the lining layer. You. This pipe holding layer also functions as a layer for relieving stress caused by thermal deformation of the pipe.
[0036]
That is, the present invention is to prevent the gas from entering into the flow path of the molten metal (for example, molten aluminum alloy, molten magnesium alloy, etc.) in the frame due to cracks in the lining and the like (pressurized gas is likely to enter. ), Rigid pipes are adopted, and the method of fixing the pipes is replaced with a replaceable cartridge structure. In the first place, when trying to flow molten metal by a differential pressure, there is a problem that a pipe is easily clogged. In the present invention, when the above-mentioned raised portion is provided inside the lining in order to positively supply heat to the flow channel side from the molten metal storage portion in the container, and a hole that becomes a flow channel like a tunnel is provided in the raised portion. There is. However, in the case of such a structure, gas is likely to enter the flow path due to cracks of the casters and the like. Therefore, in the present invention, a rigid pipe is adopted in order to prevent gas from entering into the flow path of the molten metal in the frame, and a method of fixing the pipe is formed into a replaceable cartridge structure.
[0037]
If the piping is not made into a cartridge structure, it is necessary to rebuild almost the entire lining of the container every time the piping is replaced, resulting in a very high cost, but by making the piping into a cartridge structure as in the present invention, Thus, only the piping can be easily and inexpensively replaced.
[0038]
In addition, since the pipe holding layer has lower rigidity and strength than the frame lining caster and the pipe, the pipe holding layer also functions as a layer for relieving stress caused by thermal deformation of the pipe. In order to enhance this function, at least a part of the pipe holding layer may be impregnated with aluminum or a mixture of aluminum and aluminum oxide. The mixture of aluminum and aluminum oxide is not necessarily high in rigidity, but is tough and very strong. It also has the ability to follow deformation. Therefore, by impregnating the pipe holding layer, the stress relaxation ability can be improved.
[0039]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing a molten metal, and includes a frame and a raised portion provided inside the frame and protruding on the inner surface side of the container and extending in a vertical direction. A lining having a flow path for flowing molten metal inside and outside the ridge, and having an opening on the inner surface side of the container near the bottom surface of the container, which communicates with the flow path, A pipe inserted into the flow path, and a holding member for holding a lower end face of the pipe in order to maintain a gap between a bottom face of the container and a lower end face of the pipe. It is.
[0040]
In the present invention, the provision of the holding member for holding the pipe can prevent the pipe and the lining layer that may be formed inside the pipe from falling off. Also, in the manufacturing process of the container, there is an effect that a jig for fixing the position is not required when the pipe is inserted into and fixed to the flow path.
[0041]
Here, it is preferable that the holding member is provided integrally with the lining, for example, by forming the holding member by a stepped portion that protrudes into the flow path from the lining provided at the lower part of the flow path. The integration can be realized with a simple configuration.
[0042]
A container according to yet another aspect of the present invention is a container capable of storing molten metal, a frame, a lining provided inside the frame, and for flowing molten metal inside and outside. And a pipe arranged so as to be in contact with the lining along the flow direction of the molten metal.
[0043]
The pipe may be the above-mentioned metal pipe, or may be a ceramic pipe.
[0044]
Generally, preheating in the container is performed by opening a hatch provided substantially at the center of the upper surface of the container and inserting a gas burner into the container from there. In the present invention, since the pipe contacts the lining and is located farthest from the center of the vessel, the pipe is located farthest from the gas burner in the vessel. Therefore, the piping according to the present invention is hardly thermally affected by the gas burner. Further, the heat radiated from the gas burner to the pipe is conducted to the lining side in contact with the pipe, thereby preventing the pipe from being locally heated. Therefore, in the present invention, deterioration of the pipe due to preheating can be suppressed as much as possible.
[0045]
The container according to the present invention is, for example, mounted on a truck and transported on a public road. Therefore, the container is subject to considerable vibration. In the present invention, since the pipe is in contact with the lining, it is possible to prevent the pipe from vibrating due to such vibration and causing mechanical destruction.
[0046]
Furthermore, in the container according to the present invention, a certain amount of molten metal remains inside the container after the molten metal is drawn out from the container (remaining hot water). Such remaining hot water is discharged to the outside from the pipe by tilting the container. In the present invention, since the pipe is in contact with the lining and is located on the outermost side in the container, the displacement of the remaining hot water level when inclined is the largest. Therefore, the remaining hot water can be efficiently discharged to the outside with the minimum inclination.
[0047]
In a preferred embodiment of the present invention, the lining is provided with a depression along the flow direction of the molten metal in the pipe, and a part of the pipe is embedded in the depression. Thereby, the pipe can be firmly gripped. Further, the area where the pipe and the running contact each other can be increased, and the thermal conductivity from the pipe to the lining can be further increased.
[0048]
In a preferred embodiment of the present invention, the inner periphery of the lining has a cylindrical shape, and the periphery of the depression has a planar shape.
[0049]
A container according to another aspect of the present invention is a container capable of storing a molten metal, and includes a container main body having a first opening at an upper portion, and an external device through the first opening from inside the container main body. A pipe for flowing molten metal inside and outside, having a through hole through which the pipe penetrates, covering the first opening, and a state in which the pipe is disposed in the container body. And a lid detachably provided to the container main body so as to be detachable from the container main body.
[0050]
In a container for storing a molten metal, for example, molten aluminum, since slag (aluminum oxide) adheres particularly near a corner in the container, it is necessary to perform maintenance for removing such slag. In this case, for example, it is necessary to remove the lid attached to the upper opening of the container body. In the container according to the present invention, the pipe passes through the inside and outside of the container through the through hole of the lid, but the lid can be removed from the container main body in a state where the pipe is disposed in the container main body. As a result, the lid can be removed while the pipe remains on the container body side, and maintenance can be easily performed.
[0051]
In a preferred embodiment of the present invention, the container body has a frame and a lining provided inside the frame, and the pipe is provided so as to be in contact with the frame.
[0052]
Further, the container body has a frame and a raised portion provided on the inside of the frame and protruding on the inner surface side of the container so as to extend in a vertical direction, and a molten metal inside and outside the raised portion. A lining having a second opening on the inner surface side of the container that is provided near the bottom surface of the container and that is adjacent to the bottom surface of the container, wherein the pipe is inserted into the channel. This is also a preferred embodiment of the present invention.
[0053]
In this case, it is more preferable that the pipe is exposed to the inner surface side of the container at the second opening. The heat of the molten metal is transmitted from the exposed portion of the pipe to the entire pipe, so that clogging of the molten metal flowing through the pipe can be prevented.
[0054]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0055]
FIG. 1 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.
The container 1 has a structure in which a
[0056]
An
[0057]
At the center of the
[0058]
A pressurizing or depressurizing
[0059]
At a position slightly deviated from the center of the
[0060]
In the large lid 4, two through
[0061]
On the bottom rear surface of the
[0062]
Here, the
[0063]
The
[0064]
For example, a
[0065]
A
[0066]
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG.
[0067]
As shown in FIG. 3, the
[0068]
In the present embodiment, since the
[0069]
Hereinafter, a method of replacing the
[0070]
First, as shown in FIG. 4, the
[0071]
Next, as shown in FIG. 6, a
[0072]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The
[0073]
A
[0074]
The
[0075]
For example, a
[0076]
A
[0077]
In the present embodiment, in particular, since the
[0078]
As shown in FIGS. 10 and 11, even when the
[0079]
FIG. 12 is a diagram showing an overall configuration of a metal supply system according to one embodiment of the present invention.
[0080]
As shown in the figure, the
[0081]
In the
[0082]
In the receiving section of the
[0083]
The
[0084]
In the
[0085]
The
[0086]
The container 1 supplied with the molten aluminum by the
[0087]
In the
[0088]
Next, the operation of the metal supply system thus configured will be described.
The
[0089]
When the
[0090]
Thereafter, the received container 1 is delivered to a predetermined die-casting
[0091]
Next, a supply system from the
[0092]
As shown in FIG. 13, molten aluminum is stored in the
[0093]
Then, the
[0094]
In the present embodiment, in particular, the molten aluminum stored in the
[0095]
In the present embodiment, particularly, the introduction of the molten aluminum into the container 1 and the extraction of the molten aluminum from the container 1 can be performed using substantially two pipes, so that the system configuration is very simple. be able to. Further, since the chance that the molten aluminum comes into contact with the outside air is drastically reduced, generation of oxides can be substantially eliminated.
[0096]
As shown in FIG. 14, in this example, the high-pressure air is sent from the receiver tank 39 into the closed container 1, whereby the molten aluminum contained in the container 1 is discharged from the
[0097]
Here, there are various types of height of the holding
[0098]
FIG. 15 shows a manufacturing flow when the above system is applied to an automobile factory.
[0099]
First, as shown in FIG. 13, the molten aluminum stored in the
[0100]
Next, as shown in FIG. 12, the container 1 is transported from the
[0101]
Next, in the first factory (use point) 10, the container 1 is delivered by the
[0102]
Next, in the die cast
[0103]
Then, the automobile is assembled using the automobile engine and other parts molded as described above, and the automobile is completed (step 155).
[0104]
In the present embodiment, as described above, since the engine of the vehicle is made of aluminum containing almost no oxide, it is possible to manufacture a vehicle having an engine with good performance and durability.
[0105]
FIG. 16 is a sectional view of a container according to another embodiment of the present invention.
[0106]
The
[0107]
Further, the hatch 80 can be opened from the
[0108]
An
[0109]
At a position slightly deviated from the center of the hatch 80 and opposite to the pressurizing / depressurizing through-
[0110]
On the bottom rear surface of the
[0111]
Here, the
[0112]
The
[0113]
An R-shaped pipe (not shown) made of, for example, iron (the inner wall is covered with a refractory material) is detachably connected to an upper portion of the
[0114]
A
[0115]
FIG. 17 is a sectional view showing another embodiment of the container.
In the present embodiment, a pipe 303 (Stoke) constituting the
[0116]
The
[0117]
An
[0118]
A pair of through-
[0119]
On the bottom rear surface of the
[0120]
Here, the
[0121]
The
[0122]
A
[0123]
FIG. 18 is a sectional view showing still another embodiment of the container.
[0124]
In this embodiment, the
[0125]
The
[0126]
An
[0127]
A pair of through
[0128]
On the bottom rear surface of the
[0129]
Here, the
[0130]
The
[0131]
In the present invention, in order to positively supply heat from the storage portion of the molten metal in the container to the
[0132]
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the structure of the upper end of the
[0133]
The
[0134]
The
[0135]
A
[0136]
A packing 418 having a first thickness t1 is interposed between the surface of the
[0137]
In the present embodiment, the
[0138]
Here,
[0139]
FIG. 23 is a view showing another example of the container of the present invention. FIG. 23 is also an enlarged longitudinal sectional view of the flow path of the container and the pipe connected to the flow path, similarly to FIG.
[0140]
The vessel of this example also employs a rigid pipe made of ceramics such as SiN or SiC as the first pipe, and has a
[0141]
Further, in this example, the outer diameter of the
[0142]
FIG. 19 is a sectional view showing still another embodiment of the container.
[0143]
In this embodiment, the
[0144]
In the
[0145]
The
[0146]
An
[0147]
A portion of the
[0148]
The
[0149]
On the bottom rear surface of the
[0150]
The
[0151]
A
[0152]
In FIG. 19, the lower end of the
[0153]
FIG. 20 is a sectional view showing another embodiment of the container.
[0154]
In the present embodiment, the outer periphery of the
[0155]
In the
[0156]
The
[0157]
An
[0158]
A portion of the
[0159]
Further, a through hole for a liquid level sensor into which an electrode serving as a liquid level sensor is inserted may be arranged on the large lid 408 (both are not shown). By monitoring the conduction state between the electrodes, it is possible to detect the maximum liquid level of the molten metal in the
[0160]
On the bottom rear surface of the
[0161]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
[0162]
24 and 25 are diagrams showing the configuration of a pipe inserted into the flow channel according to this embodiment. FIG. 24 is a cross-sectional view as viewed from the front, and FIG. 25 is a cross-sectional view as viewed from above. Although the pipe according to this embodiment is assumed to be used as the
[0163]
The
[0164]
In the present embodiment, it is possible to prevent the refractory material, which is the lining layer 702, from falling off from the
[0165]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 26 and FIG. 27 are views showing the configuration of the container according to this embodiment. FIG. 26 is a sectional view seen from the front, and FIG. 27 is a partial sectional view seen from the plane. In this
[0166]
That is, this
[0167]
A
[0168]
Here, as shown in FIG. 27 in particular, the
[0169]
In the present embodiment, the provision of the stepped
[0170]
In this embodiment, the stepped
[0171]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 28 is a front sectional view showing the configuration of the container according to this embodiment, and FIG. 29 is a plan view of the container with the lid removed.
[0172]
The
[0173]
As described above, in the
[0174]
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 30 is a sectional view of the configuration of the container according to this embodiment as viewed from the front, and FIG. 31 is a plan view of the container with the lid removed.
The
[0175]
The
[0176]
Specifically, the
[0177]
That is, in the
[0178]
In addition, in the
Note that the
[0179]
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 34 is a cross-sectional view of the configuration of the container according to this embodiment as viewed from the front, and FIG. 35 is a plan view of the container with the lid removed.
The
[0180]
A
[0181]
Also in the
Note that the
[0182]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gas for pressurization does not leak into the flow path for flowing the molten metal inside and outside. Therefore, safe and stable supply of the molten metal can be performed. Further, the quantitativeness of the supply of the molten metal can be improved. Further, according to the present invention, since the pipe can be replaced with respect to the container, the maintenance cost of the container can be significantly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of FIG.
FIG. 3 is a partial sectional view of FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a metal supply system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of a container and a melting furnace of the present invention.
FIG. 14 is a view for explaining an example of a metal delivery model using a supply device and a container according to the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing a method of manufacturing a vehicle using the system of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
21 is a partially enlarged sectional view of the container shown in FIG.
FIG. 22 is a schematic plan view of the structure of the upper end of the pipe of FIG. 21 as viewed from above.
FIG. 23 is a partially enlarged sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a sectional view of a pipe according to another embodiment of the present invention as viewed from the front.
FIG. 25 is a sectional view of the pipe shown in FIG.
FIG. 26 is a front sectional view of a container according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a partial sectional view of the container shown in FIG. 26 as viewed from above.
FIG. 28 is a front sectional view of a container according to another embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a plan view showing a state where a lid is removed from the container shown in FIG. 28.
FIG. 30 is a front sectional view of a container according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a plan view showing a state where a lid is removed from the container shown in FIG. 30;
32 is a view showing a state in which the container body and the lid are separated from each other in the container shown in FIG. 28.
FIG. 33 is a view showing a state where the container body and the lid are separated from each other in the container shown in FIG. 30;
FIG. 34 is a cross-sectional view of a container according to still another embodiment of the present invention as viewed from the front.
FIG. 35 is a plan view showing a state where a lid is removed from the container shown in FIG. 34;
36 is a view showing a state in which the container main body and the lid are separated from each other in the container shown in FIG. 34.
[Explanation of symbols]
1, 201, 301, 401, 501, 601 container
1a, 71, 101a, 171, 271, 371, 401 frames
2,72,101b, 172,272,372,403 Lining
5a, 87, 105a, 187, 287, 387, 417 Second flange
9, 75, 109, 302, 403, 504, 603
10, 84, 110, 405, 506 Filler
18, 81, 181, 281, 381, 404 Through-hole
34, 83, 134, 303, 404, 505, 604 Piping
34a, 86, 134b, 186, 286, 386, 418 First flange
34b, 134b, 373, 402 Refractory
101c, 406 convex part in container
Claims (6)
フレームと、
前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融アルミニウムを流通させるための流路を内在したライニングと、
少なくとも前記溶融アルミニウムの流路の一部を囲うように設けられたセラミクスからなる配管と、
を具備することを特徴とする容器。The molten aluminum can be stored, the molten aluminum can be circulated to and from the outside by utilizing a pressure difference, and the molten aluminum is transported to a use point where the molten aluminum is supplied by being mounted on a transportation vehicle and the use is carried out. It is a container independent of points,
Frame and
A lining provided inside the frame and having a flow path for flowing molten aluminum inside and outside,
A pipe made of ceramics provided so as to surround at least a part of the flow path of the molten aluminum ,
A container comprising:
フレームと、
前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融アルミニウムを流通させるための流路を内在したライニングと、
少なくとも前記溶融アルミニウムの流路の一部を囲うように設けられた配管と、
を具備し、
前記配管は金属製であり、前記配管の内側には、耐火材からなるライニング層が形成されていることを特徴とする容器。 The molten aluminum can be stored, the molten aluminum can be circulated to / from the outside by utilizing a pressure difference, and the molten aluminum is transported to a use point where the molten aluminum is supplied by being mounted on a transport vehicle and the use is carried out. It is a container independent of points,
Frame and
A lining provided inside the frame and having a flow path for flowing molten aluminum inside and outside,
A pipe provided so as to surround at least a part of the flow path of the molten aluminum,
With
The container, wherein the pipe is made of metal, and a lining layer made of a refractory material is formed inside the pipe.
フレームと、
前記フレームの内側に設けられ、内外で溶融アルミニウムを流通させるための流路を内在したライニングと、
少なくとも前記溶融アルミニウムの流路の一部を囲うように設けられた配管と、
を具備し、
前記配管は、Si 3 N 4 、SiN、SiC、TiO 2 、TiN及びカーボンからなる群から選択された少なくとも1種を主成分の1つとするセラミクスからなることを特徴とする容器。 The molten aluminum can be stored, the molten aluminum can be circulated to / from the outside by utilizing a pressure difference, and the molten aluminum is transported to a use point where the molten aluminum is supplied by being mounted on a transport vehicle and the use is carried out. It is a container independent of points,
Frame and
A lining provided inside the frame and having a flow path for flowing molten aluminum inside and outside,
A pipe provided so as to surround at least a part of the flow path of the molten aluminum,
With
The pipe, Si 3 N 4, SiN, SiC, container, characterized in that it consists of TiO 2, TiN and at least one of which one of the main components ceramics selected from the group consisting of carbon.
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