JP4139127B2 - Molten metal holding furnace for casting - Google Patents

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JP4139127B2
JP4139127B2 JP2002124515A JP2002124515A JP4139127B2 JP 4139127 B2 JP4139127 B2 JP 4139127B2 JP 2002124515 A JP2002124515 A JP 2002124515A JP 2002124515 A JP2002124515 A JP 2002124515A JP 4139127 B2 JP4139127 B2 JP 4139127B2
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molten metal
pot
hot water
valve
casting
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邦夫 熊谷
春之 阪部
雅道 近藤
俊二 望月
浩一 村上
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Central Motor Wheel Co Ltd
TOUNETSU Co Ltd
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Central Motor Wheel Co Ltd
TOUNETSU Co Ltd
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム、アルミニウム合金等の溶湯金属を鋳造機の金型キャビティに圧入する機能を備えた鋳造用溶湯金属保持炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車部品等のアルミニウム、アルミニウム合金を鋳造する鋳造機にあって、溶湯金属保持炉内の湯面に圧力を加えることにより金属溶湯を鋳型に充填するようにした構成は、実公平2-35399等のように公知である。
さらには、溶湯金属保持炉内に、下部に給湯管を接続し、給湯管の入口端を炉内に開口して、溶湯金属保持炉内と連通する密閉ポットを浸漬すると共に、溶湯金属保持炉から離間した位置に配設した金型キャビティを、出湯管により、密閉ポット内と連通し、溶湯金属保持炉内で給湯管の入口端と、密閉ポット内で出湯管の入口端とを、夫々開閉弁により開閉制御することにより、密閉ポット内に所定量の溶湯を供給し、かつ該溶湯を金型キャビティ内に供給するようにした構成のものは、特開2001−276964で開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述の構成は、いずれも溶湯を金型キャビティ内にO.5〜1.Okg/cm2の圧力で、供給する構成に係るものである。すなわち、かかる構成にあっては、溶湯金属保持炉に使用する耐火材の強度や気孔率の関係で、溶湯に上述の範囲の圧力しか加えることができない。すなわち、圧力を高くすると、溶湯が炉壁耐火材の気孔に侵入して耐火材に割れやひびが発生する。一方、逆に加圧力が低いと、金型キャビティ内での湯回りが十分に行われない。特に、金型の形状が複雑になるほどキャビティ内各部での圧力が不均一となり、収縮巣の原因となったり鋳物にくぼみや、痩せが発生する。
【0004】
さらには、溶湯金属保持炉内に、下部に給湯管を接続し、給湯管の入口端を保持炉内に開口して溶湯金属保持炉内と連通するようにした密閉ポットを配設すると共に、溶湯金属保持炉外に配設した金型キャビティを、出湯管により、密閉ポット内と連通し、給湯管の入口端と出湯管の入口端とを、夫々開閉制御弁により開閉制御するようにしてなる構成が、特開2001−276964で開示されている。このものは、給湯管の入口端を開放して、密閉ポット内に溶湯金属保持炉と同じ湯面レベルとなるまで、溶湯を供給した後、給湯管の入口端を閉じ、さらに出湯管の入口端を開放した後、密閉ポット内に圧力を印加して、湯面センサーによって一回の出湯に必要な所定湯面レベルに降下するまで、溶湯を炉外の金型キャビティ内に供給した後、出湯管の入口端を閉鎖するようにしている。そして、これにより出湯量の調整を行っているものである。
【0005】
かかる構成にあっては、密閉ポット内を加圧するものであるから、溶湯金属保持炉に使用する耐火材の強度や気孔率への圧力の影響を回避できる。ところで、この構成は、溶湯金属保持炉外に配設した鋳造機に、密閉ポット内の溶湯を供給する構成である。すなわち、出湯管内には、管内の酸化を防止するために、常に溶湯が充填した状態とする必要があり、このため、その出湯量を、密閉ポット内での湯面レベルにより制御して金型キャビティの容積と一致させ、所定湯面レベル(所定出湯量)となると、出湯管の入口端を閉鎖して、出湯管内には常に溶湯が充填されている状態とし、溶湯の戻り流を阻止するようにしている。
【0006】
このためかかる構成にあっては、次の問題点がある。
1)この構成は、溶湯金属保持炉外に配設した鋳造機に、密閉ポット内の溶湯を供給するものであり、出湯管が長く、管の結合部でのシールドの限界から、1.Okg/cm2以上の圧力で、給湯することができないものである。すなわち、溶湯を金型キャビティ内にO.5〜1.Okg/cm2の圧力で、供給することを前提とする構成に係るものである。
2)出湯管の入口端を開閉制御する開閉制御弁、湯面センサーなどの装置を要して、構造が複雑となる。
3)外に引き出される出湯管内の溶湯が、冷却固化されないように、金型キャビティに至る長尺の出湯管の周囲にヒーターを配設する必要を生じて、設備が大がかりとなる。
【0007】
すなわち、上述の特開2001−276964に係る密閉ポットを炉内に配設した構成は、炉外に配設した金型キャビティへの出湯量を制御するためのものであり、高圧給湯には向かず、かつ構成が複雑で、大がかりとなる。
【0008】
本発明は、構造が簡単で、しかも高い圧力で溶湯を供給して、高精度の鋳造ができる鋳造用溶湯金属保持炉を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、下部に溶湯取入口が形成され、該溶湯取入口が湯面下に位置するように炉内に配設される密閉ポットと、
該密閉ポットの直上に配設される鋳造機と、
密閉ポット上に液密状に保持されて、上端を金型キャビティと連通し、下端を密閉ポット内と連通するストークスと、
密閉ポットへの加圧ガスの供給制御を行うガス供給路と、
溶湯取入口を開閉するバルブと、該バルブを開放位置と閉鎖位置とに変換する駆動装置と、溶湯取入口を閉鎖した状態でバルブを回動するバルブ回転機構とを備えた、溶湯取入口を開閉するための開閉制御装置とを備え、
金型キャビティへ出湯する場合には、溶湯取入口を閉鎖するように開閉制御装置を駆動し、ガス供給路を開放して、密閉ポット内へ加圧ガスを供給するようにしたことを特徴とする鋳造用溶湯金属保持炉である。
【0010】
かかる構成にあって、溶湯取入口を開放して給湯室内の溶湯を密閉ポット内に導入し、溶湯取入口を閉鎖した後、窒素ガスや、乾燥空気などの溶湯金属と反応しにくい、不活性な加圧ガスを密閉ポット内に送り、高圧を溶湯面に付与することにより、密閉ポット内のストークスから、溶湯が金型キャビティ内に注入される。該金型キャビティで溶湯金属が固化すると、加圧ガスによる圧力印加を解除し、溶湯取入口を開放する。これにより、ストークス内で残留した溶湯が降下し、さらに密閉ポット内へ溶湯が流入し、湯面レベルが上昇する。
【0011】
また、かかる構成にあっては、密閉ポット内にのみ圧力を加えるものであり、しかも密閉ポット外へ出湯管を引き出すものではなく、管の結合部が無いから、1.Okg/cm2以上の高圧を印加することができる。このため、鋳造機のキャビティ内に溶湯を円滑に流すことができるとともに溶湯と鋳造機の密着性が向上して鋳造肌が良好となり、さらに緻密で、強度が高く、かつ巣のない鋳造品を得ることができる。
【0012】
また、単に密閉ポット内に圧力を加えるだけでよいから、出湯量の管理を要せず、制御機構が簡単となる。
【0013】
ここで、溶湯取入口を開閉する開閉制御装置を、溶湯取入口を開閉するバルブと、該バルブを開放位置と閉鎖位置とに変換する駆動装置と、溶湯取入口を閉鎖した状態でバルブを回動するバルブ回転機構とで構成している。このバルブ回転機構によるバルブの回転により、溶湯取入口に固化した溶湯が除去される。これによりバルブ溶湯取入口の周縁との密着性が向上し、密閉ポット内の遮閉性が高まる。このため密閉ポットに高圧を印加しても、溶湯が密閉ポット内から、漏出することはなく、高圧鋳造に最適な開閉機構となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を添付図面に従って詳述する。
図1、図2および図4に示すように、本発明の鋳造用溶湯金属保持炉1は、保持室2と該保持室2と連通する給湯室3とから構成されている。
【0015】
保持室2の上端部には湯入蓋4が設けられており、蓋開閉装置5により開閉駆動するようになっている。そして、ほぼ定期的に湯入蓋4を開放して、別に設けた溶解炉(図示せず)から溶湯を保持室2内に注入追加する。保持室2の底部付近には必要本数のヒーター6が取付けられており、溶湯金属を常時所定の温度に保持している。なお、保持室2はフィルター10等により給湯除塵室と保持温調室に区分されることもある。
【0016】
保持室2には溶湯遮断弁7が設けられ、給湯室3との間の開口8を開閉することにより鋳造に必要な量の溶湯を保持室2から給湯室3へ送り込むようにしている。この溶湯遮断弁7はシャフトの下部にダイスを取付けた構造からなり、上部に取付けたシリンダー9に連結され、シリンダー9の駆動により昇降して開口8を開閉する。
【0017】
給湯室3の底部付近にはヒーター11が設けられており、溶湯を常に鋳造に適した温度に保持している。本発明は、この給湯室3に中心部に直管状ストークス19を保持する密閉ポット12を、その下部が湯面下に浸漬するよう配置したことを要部とするものである。以下本発明の要部につき説明する。
【0018】
ここで、前記直管状ストークス19は、密閉ポット12の直上に液密状に保持されて、上端を金型キャビティ41と連通し、下端を密閉ポット12内と連通している。すなわち、密閉ポット12の直上には、上型S1と下型S2を備え、その間に金型キャビティ41を形成している鋳造機40が配設される。そして、金型キャビティ41と連通する接続管42をストークス19の上端に接続するようにしている。
【0019】
また、密閉ポット12は、内部に10kg/cm2程度の圧力を加えても破損せず、また溶湯が密閉ポット12の材質内に浸入しないような、セラミック材料で製作される。この密閉ポット12の下方部には開口12aと連通する溶湯取入口13が形成され、この溶湯取入口13を介してほぼ一回の鋳造に必要な量だけの溶湯が給湯室3から密閉ポット12内に導入される。
【0020】
この溶湯取入口13は、図3で拡大して示す開閉制御装置により、その開閉制御が行われる。ここで、溶湯取入口13は、シリンダー15の駆動により進退駆動する杆状バルブ14により開閉される。さらに詳細に述べれば、中央部を軸受16aに傾動可能に支持されたアーム16の、その一端にシリンダー15のロッド15aを枢支すると共に、該アーム16の他端に設けた回動保持部16bに杆状バルブ14の上端を回動可能に保持する。この杆状バルブ14は、給湯室3を遮蔽する蓋体20に形成され、傾斜状に上下方向への案内作用を生じるガイド22に挿入されている。またその下端には、球状端面14aが形成されている。そして、シリンダー15のロッド15aを進出駆動すると、軸受16aを中心としてアーム16が図中時計方向へ傾動し、これに伴って杆状バルブ14がガイド22に沿って下方移動して、杆状バルブ14の球状端面14aが口部27に圧接して溶湯取入口13が遮蔽される。この溶湯取入口13の口部27も球面加工が施されており、これにより球状端面14aは、溶湯取入口13に整一に面接触する。また、同様に、シリンダー15のロッド15aを退避駆動すると、アーム16が反時計方向へ傾動して、杆状バルブ14は上方移動し、溶湯取入口13が開放される。而して、シリンダー15の制御により、溶湯取入口13の開閉が制御され、これにより開閉制御装置25が構成される。かかる構成にあって、密閉ポット12内には、従来のように、0.5〜1.0kg/cm2の低い圧力ではなく、上述した10kg/cm2(適用範囲としては、1.0kg/cm2〜11kg/cm2)程度の高圧が印加される。このため、かかる圧力に抗して溶湯取入口13を遮断し得る圧接力が要求される。
【0021】
ここで、バルブ14で溶湯取入口13を完全に密閉するために、杆状バルブ14の球状端面14aを溶湯取入口13に押し付けた後、バルブ回転機構17でバルブ14を回転させて締め付けるようにしている。この回転機構17は、図3で拡大して示すように、杆状バルブ14の上端をアーム16の他端に設けた回動保持部16bの凹溝に回動可能に支持し、かつ回動シリンダ24のロッド24aをリンク26を介して杆状バルブ14と、その接線方向で連係するようにし、該回動シリンダ24の進退駆動により、杆状バルブ14を往復回動するようにしてなるものである。尚、かかる機構の作動を円滑とするために、その連結部には夫々遊びが設けられている。而して、杆状バルブ14の球状端面14aが溶湯取入口13の内周縁に密接した状態で、回動シリンダ24の駆動により該杆状バルブ14が回動して、溶湯取入口13との密接が確保され、溶湯取入口13が密閉化して、密閉ポット12内の遮閉性が向上することとなる。このため、上述したように、密閉ポット12内に高圧を印加しても、溶湯が密閉ポット12内から、漏出することはない。
【0022】
密閉ポット12は、その開口をハウジング30で遮蔽し、かつ該ハウジング30により直管状のストークス19の上端が液密状に保持されて、ストークス19の下端を該密閉ポット12の内部下方に開口している。また、該ハウジング30によりストークス19を加熱するヒーター31が保持されている。尚、このヒーター31は、溶湯保持炉外にある鋳造機の金型キャビティへ出湯管により密閉ポットからの溶湯を供給する構成に比して保温長が短く、しかも、周囲雰囲気が高温であることから、簡易構造とすることが可能となり、かつ温度制御が簡単となるという優れた利点がある。また、場合によっては、該ヒーターを省略することも可能である。
【0023】
また、密閉ポット12の上方にはガス供給路18が接続されており、鋳造時には杆状バルブ14により、溶湯取入口13が密閉された状態で、10kg/cm2程度の窒素、乾燥空気等の不活性気体からなる加圧ガスが送られて、溶湯の湯面を加圧するようにしている。溶湯が加圧されると、ストークス19の下端開口から、密閉ポット12上方に設置した上型 S と下型S2間で構成される金型キャビティ41内に溶湯が注入される。
【0024】
次に図を用いて本発明による鋳造用溶湯金属保持炉1の操業例について説明する。溶湯がラドル等で保持炉1まで運ばれてくると、蓋開閉装置5を作動して湯入蓋4を開き、溶湯を保持室2内に注入したのち、再び湯入蓋4を閉じる。そして、溶湯はヒーター6により均一に加熱され、温度むらが解消される。溶湯遮断弁7は通常開口8を閉じているが、進行中の鋳込作業が完了するとシリンダー9を作動して溶湯遮断弁7を上昇させ、開口8を開いて次回の鋳込みに必要な量だけの溶湯を給湯室3に移す。レベルセンサー(図示せず)等で定量の溶湯が給湯室3に移動したことを検知すると、溶湯遮断弁7を降下し開口8を閉じる。
【0025】
上述した構成により、給湯室3内には、常に一定レベルの溶湯が蓄えられている。型S1、S2の金型キャビティ41ヘの鋳込を開始するに際しては、まずシリンダー15を作動してバルブ14を上昇させ、溶湯取入口13を開放状態にする。これにより、給湯室3の湯面レベルと等しくなるまで溶湯が給湯室3から密閉ポット12内に入り、密閉ポット12内に少なくとも一回の鋳造に必要なだけの溶湯が補給される。この場合、吸引ポンブ(図示せず)等を用いて溶湯を密閉ポット12内に強制的に吸い上げてもよい。出湯に必要な量の溶湯が密閉ポット12内に入ると、シリンダー15を作動し、アーム16を介して杆状バルブ14を下降させ、溶湯取入口13に球状端面14aを押し付けて閉鎖状態とする。この溶湯取入口13の密閉状態を完全なものにするために、その後、回転機構17で杆状バルブ14を回転して、密着性を高める。
【0026】
次いで加圧ポンプによりガス供給路18を通して不活性ガスを密閉ポット12内に送り込み、10kg/cm2程度の圧力を溶湯面に加える。不活性ガスとしては窒素や乾燥空気を用いる。この加圧により溶湯はストークス19を介して上型S1と下型S2で構成される金型キャビティ41内に流れ込み、鋳込が行われる。鋳込中は継続して密閉ポット12内に一定の圧力を加え続ける。このときヒータ31によりストークス19が加熱され、溶湯の固化が防止される。鋳込作業が完了すると、ガス供給路18から不活性ガスを放出して密閉ポット12内の圧力を開放する。これにより、ストークス19内に残留していた溶湯は流下することとなる。そして再びバルブ14を溶湯取入口13より離し、次回に必要な溶湯を密閉ポット12内に導入する。上記のような動作を繰り返しながら鋳込作業を続行する。
【0027】
かかる鋳込作業にあって、セラミック製の密閉ポット12を設けて、該密閉ポット12内に圧力を加えるようにしたから、圧力により溶湯が炉壁耐火材の気孔に侵入することはない。しかも密閉ポット外へ出湯管を引き出すものではなく、管の結合部が無いから、1.Okg/cm2〜11kg/cm2以上の高圧を印加することができる。このため、溶湯金属に高圧を加えながらストークス19から金型キャビティ41内に流し、高圧での押力状態に維持でき、その結果、溶湯と金型キャビティ41内面との密着性が向上してその間の熱伝導性がよくなり、金型キャビティ41内での溶湯の凝固制御を適正に行うことができる。そして鋳肌表面層に発生する微小な収縮巣が改善されることとなる。また押し湯力があがるため、溶湯補給不足による収縮巣も解消でき、強度も向上する。
【0028】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、炉内に、中心部にストークスが配設される密閉ポットを設けて、該密閉ポットの直上に鋳造機を配設し、金型キャビティとストークスとを接続するようにして、該密閉ポット内に圧力を加えるようにしたものであり、溶湯が炉壁耐火材の気孔に侵入して、炉壁損傷が発生する危惧もなく、外部に引き出される出湯管を備えるものでもないから、密閉ポット内に1.Okg/cm2以上の高圧力を印可することが可能となる。このため、溶湯金属に高圧を加えながらストークスから金型キャビティ内に流すことにより、溶湯と型面の密着性が向上して熱伝導性がよくなる。また、鋳造用溶湯金属保持炉の炉壁構造を変えたり複雑にすることなく、安価な設備費で高精度の鋳造が可能になる。
さらに出湯管の入口端を開閉制御する開閉制御弁などの装置が不要となり、また、炉外に引き出される出湯管内の温度管理も不要となって、設備が簡易低廉となる。
【0029】
ここで、溶湯取入口を開閉する開閉制御装置を、溶湯取入口を開閉するバルブを、溶湯取入口を閉鎖した状態で回動するバルブ回転機構を備えたものとしたから、バルブと溶湯取入口の周縁とが密着し、密閉ポット内の遮閉性が向上して、密閉ポットに高圧を印加しても、溶湯が密閉ポット内から、漏出することはなく、高圧鋳造に最適な開閉機構となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の鋳造用溶湯金属保持炉1の縦断面図である。
【図2】給湯室3の縦断側面図である。
【図3】要部の拡大縦断側面図である。
【図4】鋳造用溶湯金属保持炉1の平面図である。
【符号の説明】
1 鋳造用溶湯金属保持炉
2 保持室
3 給湯室
12 密閉ポット
13 取入口
14 バルブ
15 シリンダー
18 ガス供給路
19 ストークス
40 鋳造機
41 金型キャビティ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal holding furnace for casting having a function of press-fitting molten metal such as aluminum or aluminum alloy into a mold cavity of a casting machine.
[0002]
[Prior art]
In a casting machine that casts aluminum such as automobile parts and aluminum alloy, the configuration in which the molten metal is filled in the mold by applying pressure to the molten metal surface in the molten metal holding furnace is actual 2-35399 etc. It is known as follows.
Furthermore, a hot water pipe is connected to the lower part of the molten metal holding furnace, an inlet end of the hot water pipe is opened in the furnace, and a sealed pot communicating with the molten metal holding furnace is immersed therein. The mold cavity arranged at a position separated from the inside is communicated with the inside of the sealed pot by the tapping pipe, and the inlet end of the hot water pipe in the molten metal holding furnace and the inlet end of the tapping pipe in the sealed pot, respectively. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-276964 discloses a configuration in which a predetermined amount of molten metal is supplied into a closed pot by opening / closing control using an on / off valve, and the molten metal is supplied into a mold cavity. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, all the above-mentioned configurations relate to a configuration in which the molten metal is supplied into the mold cavity at a pressure of O.5 to 1.Okg / cm <2>. That is, in such a configuration, only the pressure in the above range can be applied to the molten metal due to the strength and porosity of the refractory material used in the molten metal holding furnace. That is, when the pressure is increased, the molten metal penetrates into the pores of the furnace wall refractory material and cracks and cracks are generated in the refractory material. On the other hand, when the applied pressure is low, the hot water in the mold cavity is not sufficiently performed. In particular, the more complicated the shape of the mold, the more uneven the pressure in each part of the cavity, causing shrinkage cavities, and indentations and thinning of the casting.
[0004]
Furthermore, in the molten metal holding furnace, a hot water supply pipe is connected to the lower part, an inlet pot end of the hot water pipe is opened in the holding furnace, and a sealed pot is arranged to communicate with the molten metal holding furnace. The mold cavity arranged outside the molten metal holding furnace is communicated with the inside of the sealed pot by the tapping pipe, and the inlet end of the hot water pipe and the inlet end of the tapping pipe are controlled to be opened and closed by the opening / closing control valves, respectively. This configuration is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-276964. After opening the inlet end of the hot water supply pipe and supplying the molten metal to the same level as the molten metal holding furnace in the sealed pot, the inlet end of the hot water pipe is closed and the inlet of the hot water pipe is further closed. After opening the end, after applying pressure in the sealed pot and supplying the molten metal into the mold cavity outside the furnace until the molten metal level sensor falls to a predetermined molten metal surface level required for one tapping, The entrance end of the tapping pipe is closed. And the amount of hot water is adjusted by this.
[0005]
In such a configuration, since the inside of the sealed pot is pressurized, the influence of pressure on the strength and porosity of the refractory material used in the molten metal holding furnace can be avoided. By the way, this structure is a structure which supplies the molten metal in an airtight pot to the casting machine arrange | positioned out of the molten metal holding furnace. That is, in the tapping pipe, it is necessary to always keep the molten metal filled in order to prevent oxidation in the pipe. For this reason, the amount of tapping is controlled by the mold level by controlling the level of the tapping water in the sealed pot. When it matches the volume of the cavity and reaches the predetermined hot water level (predetermined amount of hot water), the inlet end of the hot water pipe is closed, and the hot water pipe is always filled with molten metal to prevent the molten metal from returning. I am doing so.
[0006]
For this reason, this configuration has the following problems.
1) This configuration is to supply the molten metal in the sealed pot to the casting machine placed outside the molten metal holding furnace, and the length of the hot water discharge pipe is 1.Okg due to the shield limit at the joint of the pipe. It cannot supply hot water at a pressure of more than / cm2. That is, it is based on the structure which presupposes supplying a molten metal in a mold cavity with the pressure of O.5-1.Okg / cm <2>.
2) The structure is complicated by requiring devices such as an open / close control valve and a hot water level sensor for controlling the opening and closing of the inlet end of the tapping pipe.
3) It is necessary to install a heater around the long tapping pipe that reaches the mold cavity so that the molten metal in the tapping pipe drawn out of the furnace is not cooled and solidified, and the equipment becomes large.
[0007]
That is, the above-described configuration in which the closed pot according to Japanese Patent Laid-Open No. 2001-276964 is disposed in the furnace is for controlling the amount of hot water discharged into the mold cavity disposed outside the furnace, and is suitable for high-pressure hot water supply. However, the configuration is complicated and large.
[0008]
An object of the present invention is to provide a molten metal holding furnace for casting which has a simple structure and can supply molten metal at a high pressure to perform high-precision casting.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention of the present application has a closed pot formed in the furnace so that a molten metal inlet is formed in the lower part and the molten metal inlet is located below the molten metal surface,
A casting machine disposed immediately above the sealed pot;
Stokes, which is held in a liquid-tight manner on the closed pot, communicates with the mold cavity at the upper end and communicates with the inside of the closed pot,
A gas supply path for controlling the supply of pressurized gas to the sealed pot;
A molten metal inlet comprising a valve for opening and closing the molten metal inlet, a driving device for converting the valve into an open position and a closed position, and a valve rotating mechanism for rotating the valve with the molten metal inlet closed. An opening and closing control device for opening and closing,
When hot water is discharged to the mold cavity, the open / close control device is driven to close the molten metal inlet, the gas supply path is opened, and pressurized gas is supplied into the sealed pot. This is a molten metal holding furnace for casting.
[0010]
In such a configuration, the molten metal inlet is opened, the molten metal in the hot water supply chamber is introduced into the sealed pot, the molten metal inlet is closed, and then it is difficult to react with molten metal such as nitrogen gas or dry air. By sending a pressurized gas into the sealed pot and applying a high pressure to the molten metal surface, the molten metal is injected into the mold cavity from the Stokes in the sealed pot. When the molten metal is solidified in the mold cavity, the pressure application by the pressurized gas is released and the molten metal inlet is opened. As a result, the molten metal remaining in the Stokes descends, and the molten metal flows into the sealed pot, increasing the level of the molten metal.
[0011]
Further, in such a configuration, pressure is applied only in the sealed pot, and the hot water discharge pipe is not drawn out of the closed pot, and there is no pipe joint, so that a high pressure of 1. Okg / cm2 or more is required. Can be applied. As a result, the molten metal can flow smoothly into the cavity of the casting machine, the adhesion between the molten metal and the casting machine is improved, the casting surface is improved, and the casting product is dense, high in strength and has no nest. Obtainable.
[0012]
Further, since it is only necessary to apply pressure to the sealed pot, management of the amount of hot water is not required, and the control mechanism is simplified.
[0013]
Here, the open / close control device that opens and closes the molten metal inlet includes a valve that opens and closes the molten metal inlet, a drive device that converts the valve into an open position and a closed position, and a valve that rotates with the molten metal inlet closed. It consists of a moving valve rotation mechanism . By the rotation of the valve by the valve rotation mechanism, the molten metal solidified at the molten metal inlet is removed. Thereby, the adhesiveness with the periphery of a valve molten metal inlet improves, and the shielding property in a sealing pot increases. For this reason, even if a high pressure is applied to the closed pot, the molten metal does not leak out from the closed pot, and an open / close mechanism optimal for high pressure casting is obtained.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the molten metal holding furnace 1 for casting according to the present invention includes a holding chamber 2 and a hot water supply chamber 3 communicating with the holding chamber 2.
[0015]
A hot water lid 4 is provided at the upper end of the holding chamber 2 and is driven to open and close by a lid opening / closing device 5. Then, the hot water lid 4 is opened almost regularly, and molten metal is injected and added into the holding chamber 2 from a separate melting furnace (not shown). A necessary number of heaters 6 are attached near the bottom of the holding chamber 2 to keep the molten metal at a predetermined temperature. The holding chamber 2 may be divided into a hot water dust removing chamber and a holding temperature control chamber by the filter 10 or the like.
[0016]
The holding chamber 2 is provided with a molten metal shut-off valve 7, and an amount of molten metal necessary for casting is sent from the holding chamber 2 to the hot water supply chamber 3 by opening and closing the opening 8 with the hot water supply chamber 3. The molten metal shut-off valve 7 has a structure in which a die is attached to the lower part of the shaft, is connected to a cylinder 9 attached to the upper part, and is moved up and down by driving the cylinder 9 to open and close the opening 8.
[0017]
A heater 11 is provided near the bottom of the hot water supply chamber 3, and the molten metal is always maintained at a temperature suitable for casting. The main part of the present invention is that the sealed pot 12 that holds the straight tubular Stokes 19 at the center of the hot water supply chamber 3 is arranged so that the lower part is immersed under the hot water surface. The main part of the present invention will be described below.
[0018]
Here, the straight tubular Stokes 19 is held in a liquid-tight state directly above the sealed pot 12 , and the upper end communicates with the mold cavity 41 and the lower end communicates with the inside of the sealed pot 12. That is, the upper straight of the sealed pot 12, includes an upper mold S1 and the lower mold S2, casting machine 40 which form the mold cavity 41 is disposed therebetween. A connecting pipe 42 communicating with the mold cavity 41 is connected to the upper end of the Stokes 19.
[0019]
The sealed pot 12 is made of a ceramic material that does not break even when a pressure of about 10 kg / cm 2 is applied to the inside thereof, and that the molten metal does not enter the material of the sealed pot 12 . A molten metal inlet 13 communicating with the opening 12 a is formed in the lower portion of the sealed pot 12, and only a quantity of molten metal necessary for one casting is supplied from the hot water supply chamber 3 through the molten metal inlet 13. Introduced in.
[0020]
The molten metal inlet 13 is controlled to be opened and closed by an opening and closing control device shown in an enlarged manner in FIG. Here, the molten metal inlet 13 is opened and closed by a bowl-shaped valve 14 that is advanced and retracted by driving the cylinder 15. More specifically, the rod 16 of the cylinder 15 is pivotally supported at one end of the arm 16 supported at the center by the bearing 16 a so as to be tiltable, and the rotation holding portion 16 b provided at the other end of the arm 16. The upper end of the bowl-shaped valve 14 is rotatably held. This bowl-shaped valve 14 is formed in a lid body 20 that shields the hot water supply chamber 3, and is inserted into a guide 22 that produces an upward and downward guiding action. A spherical end surface 14a is formed at the lower end. When the rod 15a of the cylinder 15 is driven to advance, the arm 16 tilts clockwise around the bearing 16a, and along with this, the hook-like valve 14 moves downward along the guide 22, and the hook-like valve The spherical end surface 14 a of 14 is in pressure contact with the mouth portion 27 to shield the molten metal inlet 13. The mouth portion 27 of the molten metal inlet 13 is also subjected to spherical processing, so that the spherical end surface 14a is in surface contact with the molten metal inlet 13 in a uniform manner. Similarly, when the rod 15a of the cylinder 15 is retracted, the arm 16 tilts counterclockwise, the bowl-shaped valve 14 moves upward, and the molten metal inlet 13 is opened. Thus, the opening and closing of the molten metal inlet 13 is controlled by the control of the cylinder 15, and thereby the opening and closing control device 25 is configured. In such a configuration, the sealed pot 12 does not have a low pressure of 0.5 to 1.0 kg / cm 2 as in the prior art, but the above-mentioned 10 kg / cm 2 (the applicable range is 1.0 kg / cm 2 to A high pressure of about 11 kg / cm2) is applied. For this reason, a pressure contact force that can block the molten metal inlet 13 against such pressure is required.
[0021]
Here, in order to completely seal the molten metal inlet 13 with the valve 14, the spherical end surface 14 a of the bowl-shaped valve 14 is pressed against the molten metal inlet 13, and then the valve 14 is rotated and tightened by the valve rotating mechanism 17. ing. As shown in an enlarged view in FIG. 3, the rotation mechanism 17 rotatably supports the upper end of the bowl-shaped valve 14 in a concave groove of a rotation holding portion 16 b provided at the other end of the arm 16. The rod 24a of the cylinder 24 is linked to the rod-shaped valve 14 via the link 26 in the tangential direction, and the rod-shaped valve 14 is reciprocally rotated by the forward / backward drive of the rotating cylinder 24. It is. In order to make the operation of the mechanism smooth, play is provided in each of the connecting portions. Thus, when the spherical end surface 14 a of the bowl-shaped valve 14 is in close contact with the inner peripheral edge of the molten metal inlet 13, the bowl-shaped valve 14 is rotated by the drive of the rotating cylinder 24, and the molten metal inlet 13 is connected. The closeness is ensured, the molten metal inlet 13 is sealed, and the blocking property in the sealed pot 12 is improved. Therefore, as described above, even if a high pressure is applied to the sealed pot 12, molten metal from a sealed pot 12 within, it does not leak.
[0022]
The opening of the sealed pot 12 is shielded by the housing 30, and the upper end of the straight tube-shaped Stokes 19 is held in a liquid-tight state by the housing 30, and the lower end of the Stokes 19 is opened downward inside the sealed pot 12. ing. A heater 31 for heating the Stokes 19 is held by the housing 30. The heater 31 has a short heat insulation length and a high ambient atmosphere as compared with the structure in which the molten metal from the sealed pot is supplied to the mold cavity of the casting machine outside the molten metal holding furnace by the discharge pipe. Therefore, there is an excellent advantage that a simple structure can be obtained and temperature control is simple. In some cases, the heater may be omitted.
[0023]
In addition, a gas supply path 18 is connected above the sealed pot 12, and when casting, the molten metal inlet 13 is sealed by the bowl-shaped valve 14, and nitrogen, dry air, etc. of about 10 kg / cm 2 are not used. A pressurized gas composed of an active gas is sent to pressurize the molten metal surface. When the molten metal is pressurized, the lower end opening of the Stokes 19, the molten metal is injected into the formed mold cavity 41 between the upper mold S 1 and the lower mold S2, which is placed in a closed pot 12 upward.
[0024]
Next, an operation example of the molten metal holding furnace 1 for casting according to the present invention will be described with reference to the drawings. When the molten metal is transported to the holding furnace 1 by a ladle or the like, the lid opening / closing device 5 is operated to open the hot water lid 4, and after the molten metal is injected into the holding chamber 2, the hot water lid 4 is closed again. And the molten metal is uniformly heated by the heater 6, and temperature unevenness is eliminated. Although the molten metal shut-off valve 7 normally closes the opening 8, when the ongoing casting operation is completed, the cylinder 9 is operated to raise the molten metal shut-off valve 7, and the opening 8 is opened so that only the amount necessary for the next casting is obtained. The molten metal is moved to the hot water supply chamber 3. When a level sensor (not shown) or the like detects that a certain amount of molten metal has moved to the hot water supply chamber 3, the molten metal cutoff valve 7 is lowered and the opening 8 is closed.
[0025]
With the configuration described above, a certain level of molten metal is always stored in the hot water supply chamber 3. When casting into the mold cavity 41 of the molds S1 and S2 is started, the cylinder 15 is first operated to raise the valve 14 and open the molten metal inlet 13. Thereby, the molten metal enters the sealed pot 12 from the hot water supply chamber 3 until it becomes equal to the level of the hot water in the hot water chamber 3, and the molten pot necessary for at least one casting is supplied into the sealed pot 12. In this case, the molten metal may be forcibly sucked into the sealed pot 12 using a suction pump (not shown) or the like. When the amount of molten metal necessary for the hot water enters the sealed pot 12, the cylinder 15 is operated, the bowl- shaped valve 14 is lowered via the arm 16, and the spherical end face 14a is pressed against the molten metal inlet 13 to be in a closed state. . In order to make the sealed state of the molten metal inlet 13 complete, thereafter, the bowl-shaped valve 14 is rotated by the rotating mechanism 17 to enhance the adhesion.
[0026]
Next, an inert gas is fed into the sealed pot 12 through the gas supply path 18 by a pressure pump, and a pressure of about 10 kg / cm 2 is applied to the molten metal surface. Nitrogen or dry air is used as the inert gas. By this pressurization, the molten metal flows through the Stokes 19 into the mold cavity 41 constituted by the upper mold S1 and the lower mold S2, and casting is performed. During casting , a constant pressure is continuously applied to the sealed pot 12. At this time Stokes 19 is heated by the heaters 31, solidification of the molten metal is prevented. When the casting operation is completed, the inert gas is discharged from the gas supply path 18 to release the pressure in the sealed pot 12. Thereby, the molten metal remaining in the Stokes 19 flows down. Then, the valve 14 is separated from the molten metal inlet 13 again, and the molten metal necessary for the next time is introduced into the sealed pot 12. The casting operation is continued while repeating the above operation.
[0027]
In such a casting operation, the ceramic pot 12 is provided and pressure is applied to the pot 12 so that the molten metal does not enter the pores of the furnace wall refractory material due to the pressure. In addition, since the hot water discharge pipe is not drawn out of the sealed pot and there is no connecting portion of the pipe, a high pressure of 1.Okg / cm 2 to 11 kg / cm 2 or more can be applied. For this reason, while applying a high pressure to the molten metal, it can flow from the Stokes 19 into the mold cavity 41 and can be maintained in a pressing state at a high pressure. As a result, the adhesion between the molten metal and the inner surface of the mold cavity 41 is improved. Therefore, the solidification control of the molten metal in the mold cavity 41 can be appropriately performed. And the fine shrinkage nest | generation which generate | occur | produces in a casting skin surface layer will be improved. In addition, since the hot metal power is increased, the shrinkage nest caused by insufficient supply of molten metal can be eliminated and the strength is improved.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a closed pot in which Stokes is disposed in the center is provided in the furnace, a casting machine is disposed immediately above the closed pot, and the mold cavity and Stokes are connected. Thus, pressure is applied to the inside of the sealed pot, and there is a hot water outlet pipe that is drawn out to the outside without fear that the molten metal will enter the pores of the furnace wall refractory material and damage the furnace wall. Since it is not a thing, it becomes possible to apply a high pressure of 1.Okg / cm2 or more in the sealed pot. For this reason, by flowing the metal from the Stokes into the mold cavity while applying a high pressure to the molten metal , the adhesion between the molten metal and the mold surface is improved and the thermal conductivity is improved. In addition, high-precision casting can be performed at low cost without changing or complicating the furnace wall structure of the molten metal holding furnace for casting.
Furthermore, a device such as an open / close control valve for controlling opening / closing of the inlet end of the hot water pipe is not required, and temperature management in the hot water pipe drawn out of the furnace is not required, so that the equipment is simple and inexpensive.
[0029]
Here, since the opening / closing control device for opening and closing the molten metal inlet is provided with a valve rotating mechanism for rotating the valve for opening and closing the molten metal inlet while the molten metal inlet is closed , the valve and the molten metal inlet The sealing edge in the closed pot is improved, and even when a high pressure is applied to the closed pot, the molten metal does not leak from the closed pot, providing an optimal opening / closing mechanism for high pressure casting. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a molten metal holding furnace 1 for casting according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical side view of a hot water supply chamber 3;
FIG. 3 is an enlarged vertical side view of a main part.
FIG. 4 is a plan view of a molten metal holding furnace 1 for casting.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molten metal holding furnace for casting 2 Holding chamber 3 Hot water supply chamber 12 Sealed pot 13 Intake 14 Valve 15 Cylinder 18 Gas supply path 19 Stokes 40 Casting machine 41 Mold cavity

Claims (1)

下部に溶湯取入口が形成され、該溶湯取入口が湯面下に位置するように炉内に配設される密閉ポットと、
該密閉ポットの直上に配設される鋳造機と、
密閉ポット上に液密状に保持されて、上端を金型キャビティと連通し、下端を密閉ポット内と連通するストークスと、
密閉ポットへの加圧ガスの供給制御を行うガス供給路と、
溶湯取入口を開閉するバルブと、該バルブを開放位置と閉鎖位置とに変換する駆動装置と、溶湯取入口を閉鎖した状態でバルブを回動するバルブ回転機構とを備えた、溶湯取入口を開閉するための開閉制御装置とを備え、
金型キャビティへ出湯する場合には、溶湯取入口を閉鎖するように開閉制御装置を駆動し、ガス供給路を開放して、密閉ポット内へ加圧ガスを供給するようにしたことを特徴とする鋳造用溶湯金属保持炉。
A sealed pot is formed in the furnace such that a molten metal inlet is formed in the lower part and the molten metal inlet is located below the molten metal surface,
A casting machine disposed immediately above the sealed pot;
Stokes, which is held in a liquid-tight manner on the closed pot, communicates with the mold cavity at the upper end and communicates with the inside of the closed pot,
A gas supply path for controlling the supply of pressurized gas to the sealed pot;
A molten metal inlet comprising a valve for opening and closing the molten metal inlet, a driving device for converting the valve into an open position and a closed position, and a valve rotating mechanism for rotating the valve with the molten metal inlet closed. An opening and closing control device for opening and closing,
When the hot water is discharged into the mold cavity, the open / close control device is driven to close the molten metal inlet, the gas supply path is opened, and the pressurized gas is supplied into the sealed pot. A molten metal holding furnace for casting.
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