JP3985161B2

JP3985161B2 - 溶湯運搬容器

Info

Publication number: JP3985161B2
Application number: JP2003297370A
Authority: JP
Inventors: 文治宇梶; 憲治小川; 利之松本; 克喜向井
Original assignee: Nippon Crucible Co Ltd; Daiki Aluminium Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Crucible Co Ltd; Daiki Aluminium Industry Co Ltd
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: JP2005066618A

Description

この発明は、鋳造現場の保持炉への配湯や、溶解製造元で溶解したアルミニウム溶湯の使用客先への配湯等に用いられる溶湯運搬容器に関する。

アルミニウム鋳造等を行う場合、溶解製造元での溶解したアルミニウムを凝固させてインゴットにし、鋳物現場で再び溶解させるのは生産効率が悪いので、精錬現場で生産された溶湯をそのままの状態で鋳造現場に搬送する溶湯運搬容器は使用されている。また、溶解炉を工場内に設置せずに溶湯を外注し、外部から溶湯の供給を受けて鋳造する場合もある。これは、集中溶解炉と小型溶解炉を併用することは設備費や人件費の負担が大きくなり溶湯を外注した方が有利となるからである。

溶湯運搬容器としては、運搬中は注湯口を注湯ストッパーで密閉して溶湯の漏洩防止と溶湯冷却防止を図ったものがある。

この溶湯運搬取鍋による注湯作業は、取鍋底部に設けられたフォーク差し込み用部材にフォークリフトのフォークを差し込んで取鍋を注湯位置まで運搬し、該取鍋を高く持ち上げた後に傾動させ保持炉等に溶湯を落下させる方法で行なわれ、また、１基の取鍋で数ヶ所の保持炉等に巡回して配湯される。

しかしながら、この注湯作業は、溶湯入りの溶湯運搬容器（重量物）を高く持ち上げて、注湯先に正確に落下させる必要であり、また、注湯速度を加減しながら注湯しなければならないので、前記取鍋の傾動作業操作には高度な熟練技術を要する。また、注湯作業は、数ヶ所の保持炉等へ巡回して配湯しなければならないので、取鍋の移動並びに上下動操作及び傾動操作を多数回行わなければならず、作業負荷が大きくなる。

そこで、注湯引き込み口を有する容器本体と、前記注湯引き込み口に接続された注湯管と、前記容器本体内に圧縮空気を導入するための圧縮空気導入部とを備え、前記容器本体の蓋に設けられた加圧管から前記容器本体内に圧縮空気を導入して前記注湯管の先端の注湯口から溶湯を取り出す溶湯運搬容器が提案されるに至った。

かかる溶湯運搬容器は、搬送中に転倒等によって前記加圧管から溶湯が漏れ出すのを防止するために、前記加圧管を完全閉止具（プラグ）で塞ぐようにしていた。
しかしながら、容器内に水分があれば、溶湯によって蒸気となって内圧が発生し、過大内圧に至った場合は注湯口より溶湯が溢れ出て大変に危険であった。

本発明は、これらの問題点を解決するために、水蒸気による内圧を開放することができ、しかも、加圧管から溶湯が漏れ出すことにない溶湯運搬容器を提供することにある。

本発明の溶湯運搬容器は、注湯引き込み口及び圧縮空気の導入口を有する容器本体と、前記注湯引き込み口に接続される注湯管と、前記導入口に接続される加圧管とを備え、前記容器本体内の溶湯を前記圧縮空気で加圧して前記注湯管の先端の注湯口から取り出すように構成された溶湯運搬容器において、前記容器本体内と外気とを連通し且つ溶湯の通過が不可能な微細な通気孔が多数形成された焼結ベントを、前記加圧管に着脱自在に取り付け、前記容器本体の内圧を開放するための内圧開放管を前記加圧管から分岐し、該内圧開放管を開閉するバルブを設け、前記焼結ベントを前記加圧管から取り外すのを妨げるカバーを起倒自在に設け、該カバーの起倒動作に連動してバルブを開閉する連係手段を設け、前記カバーを倒すことによって該カバーが邪魔になって前記加圧管からの焼結ベントの取り外しを不能にすると共に、前記内圧開放管は前記バルブによって閉じられ、前記カバーを起こすことによって前記加圧管からの前記焼結ベントの取り外しを可能にすると共に、前記内圧開放管は前記バルブによって開かれるようにしたことを特徴とする。

本発明の溶湯運搬容器によれば、溶湯の通過が不可能な微細な通気孔が多数形成された焼結ベントを、前記加圧管の終端部に着脱自在に取り付けたので、内圧は通気孔を通じて開放することができ、しかも、溶湯は通気孔を通過することなく冷却凝固するので、加圧管からの溶湯の漏れ出しを防止することができる。

図１のように溶湯運搬容器Ａは、密閉構造であって、溶湯を収容する容器本体１と、先端が注湯口２ａとなった注湯管２と、注湯口２ａに連結されて容器本体１の外側方に突出する延伸注湯管３と、容器本体１内に圧縮空気を導入するための加圧管４と、延伸注湯管３を注湯管２に緊締する緊締手段５と、延伸注湯管３を前記注湯口２ａに接続し且つ該注湯管２から離間させる管操作手段６と、溶湯運搬容器Ａの搬送時等に延伸注湯管３を容器本体１の側に引き寄せるための引き寄せ手段７と、溶湯運搬容器Ａの搬送時等に注湯口２ａを塞ぐ注湯ストッパーＣ３５を有する注湯口開閉手段８とが備わっている。

図２のように容器本体１は、鉄皮ケース１ａに断熱材１ｄ及びキャスタブル耐火材料の耐火層１ｂを内張することにより形成され、容器本体１の底部側には溶湯引き込み口１ｃが形成され、該溶湯引き込み口１ｃには注湯管２が連結され、該注湯管２は水平線に対して約７０度の角度で斜め上方に突設されている。

容器本体１の上面部には精錬現場で生産された溶湯を入れるための開口部１ｅが設けられ、該開口部１ｅには蓋１ｆが取り付けられ、該蓋１ｆには圧縮空気の導入口１ｇが形成され、該導入口１ｇには加圧管４が取り付けられ、加圧管４に図外の圧縮空気供給管が接続されて溶湯運搬容器Ａ内に圧縮空気が導入されるようになっている。

加圧管４の端部にはカプラ接続形式によって焼結ベントＤが着脱自在に接続されている。焼結ベントＤは、金属粉末を成形、焼結して得られる多孔質金属体であって、図３（ｃ）のように多数の微細な通気孔Ｄ１を貫通して形成され、各通気孔Ｄ１の孔径は、０．５ｍｍ以下である。そして、上述の水蒸気は焼結ベントＤの通気孔Ｄ１を通過することができるが、溶湯は通気孔Ｄ１内に詰まり、冷却凝固して通気孔Ｄ１を塞ぐ。このように、焼結ベンドＤは、溶湯の漏れを防止し、且つ、内圧を開放する両機能を有する。

図３（ａ）（ｂ）のように加圧管４には、容器本体１の内圧を開放するための内圧開放管４１が接続されている。該内圧開放管４１は蓋１ｆの導入口１ｇと焼結ベントＤの間の加圧管４から分岐し、また、内圧開放管４１を開放するためのバルブ（三方弁ボールバルブ）４２が設けられている。このバルブ４２を開くと、溶湯運搬容器Ａと外気とが内圧開放管４１を通じて連通し、溶湯運搬容器Ａ内の水蒸気が放出されて容器内圧が開放される。

加圧管４には焼結ベントＤを加圧管４から取り外すのを妨げるカバー４３が起倒自在に取り付けられ、該カバー４３の起倒動作に連動してバルブ４２を切り替えるための連係手段４４が設けられている。

そして、カバー４３を倒すことにより、該カバー４３が邪魔になって加圧管４からの焼結ベントＤの取り外しが不能となると共に、内圧開放管４１はバルブ４２によって閉じられる。カバー４３を起こすことにより、加圧管４からの焼結ベントＤの取り外しが可能になると共に、内圧開放管４１はバルブ４２によって開かれる。

そして、溶湯運搬容器Ａの搬送中はカバー４３を倒すことにより、上述の水蒸気は加圧管４から焼結ベントＤの通気孔Ｄ１を通じて外部に放出される。また、搬送中に溶湯運搬容器Ａが転倒するなどして溶湯運搬容器Ａ内の溶湯が加圧管４に達しても焼結ベントＤによって溶湯の漏れを防止できる。

また、搬送中などに焼結ベントＤの通気孔Ｄ１が溶湯で塞がれた場合には、水蒸気の逃げ場がなくなって溶湯運搬容器Ａの内圧は高まることになる。しかしながら、注湯するときにはカバー４３を起こした後に、凝結ベントＤを加圧管４から取り外して圧縮空気供給管を接続しなければならないので、凝結ベントＤを取り外す前のカバー４３の起こし動作によって内圧開放管４１を通じて容器内圧を抜くことができる。したがって、凝結ベントＤを加圧管４から取り外す際に、圧縮空気供給管の接続作業者が加圧管４から出る噴出する水蒸気を浴びるのを防止できる。

注湯管２は、金属製の外管２ｂと、耐火材で成形された耐火チューブ２ｃと、外管２ｂと耐火チューブ２ｃとの間に形成される耐火材層１ｂとを備えており、更に外管２ｂと耐火材層１ｂとの間には断熱材層１ｄが形成されている。

注湯管２の注湯口２ａには鋳鉄製の注湯管ノズル９が設けられ、該注湯管ノズル９にはフランジ１０が固定され、フランジ１０の外周縁の２箇所には１８０度の間隔で溝１０ａが形成されている。注湯管ノズル９の内周面は注湯口開閉手段８の注湯ストッパーＣ３５と合致するように臼状に形成され、これにより注湯ストッパーＣ３５が注湯管ノズル９に嵌合して注湯口２ａの密閉性が向上し、運搬時などの溶湯の漏洩が防止される。また、注湯管２の管軸は一直線状に形成され、これにより注湯口２ａから注湯管２の管内全体を目視で確認でき、注湯管２内部のアルミニウム地金の付着状態や耐火層の損傷状態を容易に点検できる。

延伸注湯管３は金属管３ｂに珪酸カルシウム等の耐火材からなる耐火層３ｃを内張して形成され、該耐火層３ｃによって断熱性および溶融金属の流体に対する耐磨耗性を向上させている。延伸注湯管３の基端側にはフランジ１１が取り付けられ、フランジ１１の外周縁の２箇所には１８０度の間隔で溝１１ａが形成されている。また、延伸注湯管３の先端が溶湯に接して溶融損傷が生じるのを防止するために、該先端を窒化珪素質などの耐火材で被覆するのが好ましい。

延伸注湯管３は２箇所で折れ曲がり、溶湯運搬容器Ａを傾けることなく、延伸注湯管３の先端の延伸注湯口３ａが注湯先である保持炉１００内の溶湯に臨めるようになっている（図１２）。したがって、加圧注湯により溶湯運搬容器Ａの注湯口２ａから取り出された溶湯は延伸注湯管３により容器本体１の外側方に向かって流れた後に下方に流下して保持炉１００に注湯され、図１２（ａ）のように延伸注湯口３ａを保持炉１００の該溶湯面１０１の下に位置させた状態での注湯作業が可能になる。この結果、図１２（ｂ）に示す延伸注湯管を有しない従来の傾転式溶湯運搬容器Ａ１のように、注湯管２の注湯口２ａから保持炉１００内の溶湯面１０１上に落下させるのに較べて、溶湯運搬容器Ａから取り出された溶湯の空気接触時間を短縮できて溶湯の空気酸化が抑制され、湯面が静かになり、酸化物の生成を減少させることができる。また、延伸注湯口３ａを保持炉１００の溶湯に浸漬させることにより、溶湯の空気酸化を更に減少させることができる。なお、延伸注湯口３ａが溶湯面１０１上に近接して位置するように延伸注湯管３を形成しても、溶湯の空気酸化を減少させることができる。

引き寄せ手段７は回転軸７ａを備え、該回転軸７ａは延伸注湯管３のフランジ１１から垂設され、注湯管２のフランジ１０には貫通孔１０ｂが設けられ、該貫通孔１０ｂと連通する軸ガイド筒１２がフランジ１０から垂設されている。そして、回転軸７ａを貫通孔１０ｂ及び軸ガイド筒１２に挿入することにより、図１の矢印のように延伸注湯管３が回転軸７ａを中心にして水平方向に揺動でき、容器本体１の外側方への突出する延伸注湯管３を容器本体１の側に引き寄せることができ、また、引き寄せられた延伸注湯管３を容器本体１の外側方への突出させることができる。

図１３は延伸注湯管３を容器本体１側に引き寄せられた位置で位置決めするための手段Ｂを示し、該手段Ｂは延伸注湯管３に固定されるピン孔Ｂ１を有する取付片Ｂ２と、容器本体１に固定されるピン孔Ｂ３を有する取付片Ｂ４と、抜け止め孔Ｂ５を有する固定ピンＢ６と、該固定ピンＢ６の抜け止め体Ｂ７とを備え、延伸注湯管３を容器本体１側に引き寄せて取付片Ｂ２，Ｂ４のピン孔Ｂ１，Ｂ３を合致させ、該ピン孔Ｂ１，Ｂ３に固定ピンＢ６を挿入した後に該固定ピンＢ６の抜け止め孔Ｂ５に抜け止め体Ｂ６を挿入して延伸注湯管３を位置決めする。

図４〜図６のように延伸注湯管３の管操作手段６は押し型トグルクランプＣ１を備え、該押し型トグルクランプＣ１は延伸注湯管３の回転軸７ａを上下させるロッドＣ１１と軸ガイド筒１２に形成される支持フレームＣ１２とを有する。ロッドＣ１１は軸ガイド筒によりスライド可能に支持され、トグル機構Ｃ１３により駆動される。このトグル機構Ｃ１３はピンＰにより互いに枢着された一対のリンクＣ１３，Ｃ１４を備え、一方の第１リンクＣ１３は支持フレームＣ１２に、他方の第２リンクＣ１４はロッドＣ１１にそれぞれピンＰにより枢着され、手動で揺動操作可能なハンドルＣ１５によりリンクＣ１３，Ｃ１４に揺動力を与えてロッドＣ１１を上下させる。なお、ハンドルＣ１５は第１リンクＣ１３と一体に形成されている。

そして、図５のようにハンドルＣ１５を上方に回動させることにより、第１リンクＣ１３が上方に揺動して全てのピンＰが同一直線上に並んでロッドＣ１１は最上昇位置となり、この最上昇位置からハンドルＣ１５を上方に回動させて僅かに押し込み、中段に位置するピンＰが最下段に位置するピンＰを中心にして僅かに回動したところでリンクＣ１３，Ｃ１４が支持フレーム７に突き当たり両リンクＣ１３，Ｃ１４の回動が規制される。これにより、ロッドＣ１１によって延伸注湯管３の回転軸７ａが押し上げられ、延伸注湯管３が注湯口２ａから離れてリフト高さＡまで上昇する。この結果、延伸注湯管３の内側に付着して延伸注湯管３の揺動を妨げるアルミニウム地金を延伸注湯管３から剥離させることができる。

他方、図４のようにハンドルＣ１５を下方に回動させることにより、第１リンクＣ１３を下方に揺動させてロッドＣ１１を降下させ、延伸注湯管３を注湯管２の注湯口２ａと合致させると共に、延伸注湯管３のフランジ１１を注湯管２のフランジ１０に重ねる。

図７のように延伸注湯管３の緊締手段５は引き型トグルクランプＣ２を備え、該引き型トグルクランプＣ２は注湯管２の外側に形成されたブラケット６ａに取り付けられている。引き型トグルクランプＣ２はハンドルＣ２１を備え、該ハンドルＣ２１の基端部はブラケット６ａにピンＰにより枢着され、ハンドルＣ２１の中間部にはピンＰにより連結リンクＣ２２の基端部が枢着され、連結リンクＣ２２の前端部には引っ掛け部Ｃ２３が設けられている。

図７は引き型トグルクランプＣ２により延伸注湯管３が注湯管２に緊締された状態を示し、上述のように延伸注湯管３を注湯口２ａに接続し、フランジ１０，１１同士を重ねた状態で、引っ掛け部Ｃ２３でフランジ１１を引っ掛けてロックする。これにより、延伸注湯管３の注湯管２への緊締が完了する。他方、ロックを解除する場合には、２点鎖線のようにハンドルＣ２１を上方に回動させて引っ掛け部Ｃ２３を上方に押し出す。また、再度ロックする場合には、連結リンクＣ２２をフランジ１１の溝１１ａ内に位置させた後にハンドルＣ２１を下方に回動させて引っ掛け部Ｃ２３を下降させる。

図８〜図１１のように注湯口開閉手段８はトグルクランプＣ３を備え、該トグルクランプＣ３は注湯管２に固定されたブラケット８ａに取り付けられている。トグルクランプＣ３はストッパーアームＣ３１と、ハンドルＣ３２と、支持板Ｃ３３と、ハンドルＣ３２と支持板Ｃ３３とを連結するリンクＣ３４とを備え、支持板Ｃ３３はブラケット８ａに回転軸８ｂによって水平方向に回転可能に連結されている。ストッパーアームＣ３１の先端には注湯口２ａを開閉する注湯ストッパーＣ３５が取り付けられ、該注湯ストッパーＣ３５はばねＣ３６により付勢されている。支持板Ｃ３３の一端にはストッパーアームＣ３１の基端部がピンＰにより枢着され、支持板Ｃ３３の他端にはリンクＣ３４の基端部がピンＰにより枢着され、ストッパーアームＣ３１の後端部とハンドルＣ３２の先端部とはピンＰにより連結されている。支持板２に枢支されたリンクＣ３４の上端部はハンドルＣ３２の先端近くにピンＰにより枢着されている。

そして、図１０のようにハンドルＣ３２を上方に回動させると、リンク７及びストッパーアームＣ３１が揺動してストッパーアームＣ３１を起立させる。逆に、図１１のようにハンドルを下方に回動させることにより、ストッパーアームＣ３１を倒して注湯ストッパーＣ３５で注湯口２ａを塞ぐことができる。このとき、ばねＣ３６の弾性力によって注湯ストッパーＣ３５と注湯口２ａの注湯管ノズル９との嵌合の密着性を高められ、搬送中などに溶湯運搬容器Ａが受ける振動によっても密着度が低下せずに済む。

また、ストッパーアームＣ３１を起こしたときには、トグルクランプＣ３は回転軸８ｂを中心として水平方向に回転可能になって注湯ストッパーＣ３５を注湯口２ａから離間させることができる。

なお、容器本体１の側壁にはトラックで運搬する時に荷台に緊締するための緊締用係止部材１４が設けられ、容器本体１の底面にはフォーク差し込み用部材１５が取り付けられ、溶湯運搬容器Ａはフォーク差し込み用部材１０に図外のフォークリフトのフォークが差し込まれて運搬される。図中の符号１７は蓋、１８は小蓋である。

このように構成される溶湯運搬容器Ａは、以下のようにして配湯が行われる。溶湯の入った溶湯運搬容器Ａを運搬する場合には、上述のように引き寄せ手段７によって延伸注湯管３を容器本体１に引き寄せて容器本体１に沿わせて運搬作業などの邪魔にならないようにし、また、注湯口２ａを注湯ストッパーＣ３５で塞ぐ。

次に、注湯の準備作業として以下の作業を行う。まず、注湯口開閉手段８によってハンドルを起こして注湯ストッパーＣ３５を注湯口２ａから引き離した後、注湯ストッパーＣ３５を注湯口２ａの上方から退避するトグルクランプＣ３を回転軸８ｂを中心に回転させる。次に、引き寄せ手段７によって延伸注湯管３を回動させて該延伸注湯管３を容器本体１に外側方の突出させ、その後、管操作手段６によって延伸注湯管３を降下させて注湯管２の注湯口２ａに接続し、緊締手段５によって延伸注湯管３を注湯口２ａに緊締する。

保持炉１００への注湯は以下のようにして行われる。圧縮空気供給手段（コンプレッサー）に接続された圧縮空気供給管を溶湯運搬容器Ａの加圧管４に接続し、圧縮空気によって容器本体１内を加圧し、その圧縮空気圧によって溶湯を注湯管２の注湯口２ａから延伸注湯管３を通って送り出して保持炉等に注湯する。このように溶湯運搬容器Ａを加圧注湯式とし、容器本体１から突出する延伸注湯管３を用いて注湯することができるので、図１２（ｂ）のように溶湯運搬容器Ａは傾けなくても注湯が可能となる。

注湯作業が完了した後は、延伸注湯管３の緊締を解除し、管操作手段６で延伸注湯管３をリフト高さＡまで上げた後に引き寄せ手段７で延伸注湯管３を容器本体１側に引き寄せ、また、注湯ストッパーＣ３５で注湯口２ａを塞ぐ。そして、この状態で溶湯運搬容器Ａを別の配湯場所まで移動させる。

本実施形態では、延伸注湯管３の緊締手段５、管操作手段６及び注湯口開閉手段８が注湯口２ａ付近に集中させ、トグルクランプを採用したので、配湯作業の作業能率が向上する。また、これらの手段を小型なもので済ますことができるので、容器本体１の外側に突起物として存在していても、何らの支障も生じず、鋳造工場内の移動や搬送車での運搬時および受湯および注湯作業をスムーズに行える。

本発明の溶湯運搬容器の実施形態を示す斜視図である。同実施形態の正断面図である。（ａ）は同実施形態の平面図、（ｂ）は同実施形態の側面図、（ｃ）は焼結ベントの斜視図である。同実施形態の押し型トグルクランプによる延伸注湯管の操作内容を示す断面図である。同実施形態の押し型トグルクランプによる延伸注湯管の操作内容を示す断面図である。同実施形態の引き寄せ手段による延伸注湯管の操作内容を示す断面図である。同実施形態の緊締手段の動作を示す断面図である。同実施形態の注湯口開閉手段の動作を示す断面図である。同実施形態の注湯口開閉手段の動作を示す断面図である。同実施形態の注湯口開閉手段の動作を示す断面図である。同実施形態の注湯口開閉手段の動作を示す断面図である。（ａ）は同実施形態による注湯作業を示す側面図、（ｂ）は従来の溶湯運搬容器による注湯作業を示す側面図である。（ａ）は同実施形態の延伸注湯管の位置決め手段を示す斜視図、（ｂ）は同位置決め手段を示す断面図である。

符号の説明

Ａ溶湯運搬容器
１容器本体
２注湯管
２ａ注湯口
Ｄ焼結ベント
４加圧管
４１内圧開放管
４２バルブ

Claims

注湯引き込み口及び圧縮空気の導入口を有する容器本体と、前記注湯引き込み口に接続される注湯管と、前記導入口に接続される加圧管とを備え、前記容器本体内の溶湯を前記圧縮空気で加圧して前記注湯管の先端の注湯口から取り出すように構成された溶湯運搬容器において、
前記容器本体内と外気とを連通し且つ溶湯の通過が不可能な微細な通気孔が多数形成された焼結ベントを、前記加圧管に着脱自在に取り付け、
前記容器本体の内圧を開放するための内圧開放管を前記加圧管から分岐し、該内圧開放管を開閉するバルブを設け、前記焼結ベントを前記加圧管から取り外すのを妨げるカバーを起倒自在に設け、該カバーの起倒動作に連動してバルブを開閉する連係手段を設け、
前記カバーを倒すことによって該カバーが邪魔になって前記加圧管からの焼結ベントの取り外しを不能にすると共に、前記内圧開放管は前記バルブによって閉じられ、前記カバーを起こすことによって前記加圧管からの前記焼結ベントの取り外しを可能にすると共に、前記内圧開放管は前記バルブによって開かれるようにしたことを特徴とする溶湯運搬容器。