JP4232880B2

JP4232880B2 - 真空溶解鋳造装置

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Publication number: JP4232880B2
Application number: JP31688099A
Authority: JP
Inventors: 丈夫加藤; 聡内藤; 一郎向江
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2019-11-08
Also published as: JP2001138036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属や合金の真空溶解鋳造装置に関するものであり、更に詳しくは、稼動率が高く、コストパフォーマンスに優れた真空溶解鋳造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高純度の金属や均質な組成の合金の鋳造物を得るために、真空下に金属類を溶解して冷却し鋳造する方法が採用されている。
【０００３】
（従来例１）
図９は特開平５−２３７６３５号公報に開示されている真空溶解鋳造装置１００を概略的に示す縦断面図である。真空溶解鋳造装置１００は、真空室１０１内において、溶解炉体１０２が支柱１０３に支持されており、油圧シリンダ１０５によって回動軸１０４の回りに傾動されるようになっている。また、溶解炉体１０２はケーブル１０７によって外部の高周波電源と連結されており、金属類は溶解炉体１０２内のルツボで誘導加熱されて溶解される。溶解炉体１０２の下方には鋳造機器として、着脱可能な型枠１１７を備えた水冷の円板状回転鋳型１１８がモータ１１４によって減速機１１５を介しベルト１１６で駆動されるようになっている。そして、溶解炉体１０２内で溶湯が形成されると、油圧シリンダ１０５によって溶解炉体１０２が傾動され、溶湯は樋１１３を経て円板状回転鋳型１１８内へ出湯され、冷却して得られる薄い円板状鋳造品が型枠１１７と共に取り出される。
【０００４】
（従来例２）
図１０は本願出願人が係わる特願平１１−１７７４２６号において例示されている真空溶解鋳造装置２００の概略的な縦断面図である。真空溶解鋳造装置２００は真空室２０１内において誘導加熱式の溶解炉体２０２が支柱２０３に支持されており、図示を省略した油圧シリンダによって回動軸２０４の回りに傾動されるようになっている。また、鋳造機器を構成する一方のタンディッシュ２０６は高さ調整の可能は支柱２０７上に設置されており、他方の水冷された回転ロール２０８は図示を省略した支持体に軸支されており、同じく図示を省略したモータによって矢印で示す方向へ回転される。すなわち、タンディッシュ２０６と回転ロール２０８とは独立して設置されており、タンディッシュ２０６の高さ位置を調節して、その注湯端２０６ｔと回転ロール２０８の表面との間隔を調節し得るようになっている。なお、回転ロール２０８の下流側の表面に接してスクレーパ２０９が設けられており、鋳片を回転ロール２０８の表面から剥離する。そして、溶解炉体２０２内で溶湯が形成されると、油圧シリンダによって溶解炉体２０２が回動軸２０４の回りに傾動されて、溶湯がタンディッシュ２０６へ定量的に供給され、タンディッシュ２０６から回転ロール２０８の表面へ均等に展開されて冷却され鋳片が製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１の真空溶解鋳造装置１００は真空室１０１内に溶解炉体１０２と鋳造機器である円板式回転鋳型１０８とが１対１の関係にあるので、１回の鋳造毎に真空室１０１を大気開放して円板状回転鋳型１１８から鋳造物を取り出した後に、鋳型面の清掃のほか、場合によっては鋳型の補修を必要とし、その間はアイドルタイム（遊び時間）となって真空溶解鋳造装置１００の稼動率を低くしている。また、鋳造を再開するに当たっても真空室１０１を大気圧から真空排気するので排気に時間を要しており、このこともアイドルタイムを大にし、稼動率を低くしている。上記のアイドルタイムは真空室２０１内に溶解炉体２０２と鋳造機器のタンディッシュ２０６および回転ロール２０８を設けた従来例２の真空溶解鋳造装置２００においても同様に存在する。
【０００６】
また従来例２においては、タンディッシュ２０６の注湯端２０６ｔと回転ロール２０８の表面との間隔は製造される鋳片の冷却条件を支配する重要な因子であり、その間隔の許容誤差が０．５ｍｍ以下であるような精度を要する場合がある。従って、タンディッシュ２０６や回転ロール２０８を補修または交換した後、タンディッシュ２０６の注湯端２０６ｔと回転ロール２０８との間隔が入念に調整される。しかしその後、真空室２０１を真空排気すると、真空室２０１が僅かの歪み変形を生ずるためと考えられるが、タンディッシュ２０６の注湯端２０６ｔと回転ロール２０８の表面との間隔が許容誤差範囲を外れて再調整を必要とする場合があり、このことは真空溶解鋳造装置２００の稼動率を著しく低下させる。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ルツボに付着したスラグの除去やルツボの交換、ないしは鋳造機器の清掃や交換に基づくアイドルタイムが短く、稼動率が大幅に向上した真空溶解鋳造装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば、請求項１の真空溶解鋳造装置は、金属類の溶解炉体と鋳造機器とを備えた真空溶解鋳造装置において、真空溶解鋳造装置内に溶解鋳造室と準備室とが隣接して設けられており、かつ、鋳造機器を移動台車に設置した１台または２台以上の移動鋳造ユニットが大気下と準備室と溶解鋳造室との間を移動可能に配備されている装置である。
このような真空溶解鋳造装置は、大気下の移動鋳造ユニットを溶解鋳造室へ移動させるに際し、準備室は大気開放を要するが、溶解鋳造室は大気開放することを要しないので温度の定常性が保持される。またあらかじめ真空排気した準備室から移動鋳造ユニットを溶解鋳造室へ移動させた後の溶解鋳造室の真空排気は一定の真空度から行うことになるので短時間で済む。更には鋳造器機を移動台車に設置しているので、大気下でメンテナンスを施した移動鋳造ユニットを溶解鋳造室へ移動して真空排気しても鋳造機器間の間隔は変動しない。また２台以上の移動鋳造ユニットが配備されている場合には、鋳造を終え大気下に取り出した１台目の移動鋳造ユニットのメンテナンスの完了を待つことなく、あらかじめメンテナンスを施した２台目の移動鋳造ユニットを準備室へ移動させて次の鋳造過程を開始することができる。
【０００９】
請求項１に従属する請求項２の真空溶解鋳造装置は、溶解鋳造室に隣接して２室以上の準備室が設けられ、かつ２台以上の移動鋳造ユニットが配備されており、準備室の１室が鋳造過程にある移動鋳造ユニットの溶解鋳造室からの取出しに使用される時に、準備室の少なくとも他の１室は他の移動鋳造ユニットを溶解鋳造室へ移動させるための待機に使用される装置である。
このような真空溶解鋳造装置は、鋳造を終えた１台目の移動鋳造ユニットを溶解鋳造室から準備室の１室へ移動させた後、続いて準備室の少なくとも他の１室で待機させていた２台目の移動鋳造ユニットを溶解鋳造室へ移動させて鋳造過程を開始することができる。
【００１０】
請求項１に従属する請求項３の真空溶解鋳造装置は、２基以上の溶解炉体が具備されており、溶解炉体の１基が溶解鋳造室内にある時に、溶解炉体の少なくとも他の１基は溶解鋳造室外において交換可能に待機されている装置である。
このような真空溶解鋳造装置は、一つの溶解炉体がルツボの清掃、補修や交換を要する場合には、待機中の他の溶解炉体と交換して鋳造過程を継続することができる。
請求項３に従属する請求項４の真空溶解鋳造装置は、溶解鋳造室の開口をそれぞれ単独で開閉し得る大きさの２枚の扉が開口の対向する側縁にそれぞれヒンジを介して取り付けられており、かつ２枚の扉それぞれの内面側に溶解炉体が支持されている装置である。
このような真空溶解鋳造装置は、溶解鋳造室にある一方の溶解炉体がメンテナンスを要する時には、２枚の扉を交互に開閉するだけで待機中の他の溶解炉体と交換して鋳造過程を継続することができる。
【００１１】
請求項１に従属する請求項５の真空溶解鋳造装置は、鋳造機器としてタンディッシュと回転ロールとの組み合わせ、または円板状回転鋳型が採用されている装置である。このような真空溶解鋳造装置は、回転ロールや円板状回転鋳型が常に提供する温度低下した冷却面によって溶湯を冷却することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の真空溶解鋳造装置の第１の特徴は、真空溶解鋳造装置内に溶解鋳造室と準備室とが隣接して設けられ、かつ、鋳造機器を移動台車に設置した１台または２台以上の移動鋳造ユニットが、大気下と真空溶解鋳造装置内の準備室と溶解鋳造室との間を移動可能に配備されていることにある。図１は本発明の真空溶解鋳造装置の基本構成を示す平面図である。すなわち、真空溶解鋳造装置１においては、溶解鋳造室１１に気密性の内部扉１２を介して準備室３１が隣接されており、準備室３１は気密性の外部扉３２によって大気下の外部と隔離されている。そして溶解鋳造室１１内には溶解炉体２１が設置されており、金属類が溶解される。なお、溶解鋳造室１１と準備室３１は独立して真空排気されるようになっている。そのほか、鋳造機器を移動台車に設置した１台の移動鋳造ユニット４１が配備されている。
【００１３】
大気下の一点鎖線で示すメンテナンス済みの移動鋳造ユニット４１は外部扉３２を開けて二点鎖線で示すように準備室３１へ移動され、外部扉３２を閉じて真空排気され、必要であれば予熱される。次いで移動鋳造ユニット４１は内部扉１２が開けられて既に真空排気されている溶解鋳造室１１へ実線で示すように移動され、内部扉１２が閉じられる。そして、溶解鋳造室１１は所定の真空度まで排気されて溶解炉体２１で金属類が溶解され、続いて移動鋳造ユニット４１は溶解炉体２１から供給される金属類の溶湯を冷却して鋳造物が製造される。この間に準備室３１は真空状態を保持される。鋳造の完了後、移動鋳造ユニット４１は溶解鋳造室１１から準備室３１を経由し大気下へ逆に辿って移動され、鋳造物を取り出した後にメンテナンスされる。なお、鋳造物は溶解鋳造室１１内で取り出すようにしてもよい。
【００１４】
上記の真空溶解鋳造装置１は大気下にある移動鋳造ユニット４１が準備室３１を経由して溶解鋳造室１１へ移動されて鋳造が行われ、再び大気下へ戻されるまでの間において、準備室３１は大気開放されるが溶解鋳造室１１は大気開放されないので、溶解鋳造室１１は内部の溶解炉体２１を含めて温度の定常性を保持され易い。また移動鋳造ユニット４１を準備室３１から溶解鋳造室１１へ移動させた後の溶解鋳造室１１の真空排気は一定の真空度から行うことになるので短時間で完了する。
【００１５】
上記は１台の移動鋳造ユニット４１が配備されている場合であるが、真空溶解鋳造装置１に対して、移動鋳造ユニット４１を２台以上を配備してもよい。図２に示すように、溶解鋳造室１１において実線の移動鋳造ユニット４１₁ が鋳造を終えた後、一点鎖線で示すように準備室３１を経て、二点鎖線で示すように大気下へ移動されてくると、これと交替に、あらかじめメンテナンスが完了して大気下にある実線の移動鋳造ユニット４１₂ を準備室３１へ直ちに移動させて真空排気することにより、準備室３１が大気開放されている時間を短くすることができるので、その時間分だけ溶解鋳造室１１での鋳造可能時間が長くなり、真空溶解鋳造装置１の稼働率が向上する。
【００１６】
更には、溶解鋳造室１１に隣接する準備室３１を２室以上設けることが好ましい。図３は２室の準備室３１、３１’を有する真空溶解鋳造装置２を示す平面図である。溶解鋳造室１１、および隣接する準備室３１、３１’はそれぞれ独立して真空排気することが可能になっている。このように２室の準備室３１、３１’がある場合、例えば一方の準備室３１は溶解鋳造室１１で鋳造過程にある移動鋳造ユニット４１の取出しに使用し、他方の準備室３１’は別な移動鋳造ユニット４１を溶解鋳造室１１へ移動させるための待機に使用し得る。すなわち、溶解鋳造室１１にあって鋳造を終えた実線の移動鋳造ユニット４１₁ は真空に維持された準備室３１を経由して一点鎖線で示すように大気下へ取り出されるが、あらかじめ大気下でメンテナンスを施した右方の一点鎖線で示す移動鋳造ユニット４１₂ を実線で示すように準備室３１’へ移動させ、真空排気し要すれば予備加熱して待機させておくことにより、移動鋳造ユニット４１₁ が取り出されて空になった溶解鋳造室１１へ直ちに移動鋳造ユニット４１₂ を移動させて鋳造過程に入ることができるので、溶解鋳造室１１におけるアイドルタイムが殆ど解消され、真空溶解鋳造装置２の稼働率は大きく向上する。そして、先に大気下へ取り出された移動鋳造ユニット４１₁ はメンテナンスされた後、準備室３１へ戻されて待機状態とされる。また、移動鋳造ユニット４１₂ を溶解鋳造室１１へ移動させた準備室３１’はそのまま真空を保持され、鋳造が完了した後の移動鋳造ユニット４１₂ の取り出しに使用される。なお、上記は準備室３１および準備室３１’を取出しと待機とに交互に使用する場合であるが、例えば準備室３１を取出し専用、準備室３１’を待機専用とするような使い方も可能である。
【００１７】
準備室３１と準備室３１’とを設ける上記の場合において、溶解鋳造室１１から取り出された移動鋳造ユニット４１₁ は準備室３１を経て大気下へ移動され、メンテナンスされた後に準備室３１へ戻され待機状態とされるが、３台目の移動鋳造ユニット４１を設けることにより、更にアイドルタイムを削減することが可能になる。すなわち、図３を援用して移動鋳造ユニット４１₁ が準備室３１から大気下へ取り出されると、移動鋳造ユニット４１₁ のメンテナンスの完了を待つことなく、あらかじめメンテナンスを施した左方の移動鋳造ユニット４１₃ を直ちに準備室３１へ移動させて真空排気することにより、準備室３１を大気開放している時間が短かくなり、その時間分だけ溶解鋳造室１１での鋳造可能時間を長くすることができるので、真空溶解鋳造装置１の稼働率を向上させることができる。
【００１８】
更には、本発明の真空溶解鋳造装置は、溶解鋳造室１１が２基以上の溶解炉体２１を具備したものとすることが好ましい。溶解炉体２１が２基である場合を図３によって説明するに、溶解鋳造室１１の背面に形成された開口１３をそれぞれ単独で開閉し得る大きさの２枚の扉１６ａ、扉１６ｂが開口１３の対向する側縁にそれぞれヒンジ１５ａ、ヒンジ１５ｂを介して取り付けられており、かつ、扉１６ａ、扉１６ｂの内面側にそれぞれ溶解炉体２１ａ、溶解炉体２１ｂが支持されている。そして一方の扉１６ａによって溶解鋳造室１１の開口１３が閉じられて、溶解炉体２１ａが鋳造過程にある時には、他方の扉１６ｂは開けられて大気下にあり、その溶解炉体２１ｂはルツボに付着したスラグの除去やルツボの補修等のメンテナンスが行われて、鋳造過程にある溶解炉体２１ａとの交換に備えられる。すなわち、溶解炉体２１ａが単独であり、移動鋳造ユニット４１が常に準備されている場合には、溶解炉体２１ａのメンテナンスに要する時間はアイドルタイムとなるが、溶解炉体２１ａのメンテナンスに際して、交換に溶解炉体２１ｂを鋳造過程に入らせることにより、上記のアイドルタイムを削減して真空溶解鋳造装置１０の稼働率を向上させることができる。
【００１９】
そして本発明の真空溶解鋳造装置の第２の特徴は、鋳造機器を移動台車に設置した移動鋳造ユニットを採用し、大気下と真空溶解鋳造装置内の準備室と溶解鋳造室との間を移動可能としていることにある。鋳造機器は金属類の溶湯を冷却して鋳造物を製造し得るものであれば、その形式を問わない。具体例としては、タンディッシュと水冷の回転ロールとの組み合わせ、または水冷の円板状回転鋳型を挙げることができる。移動台車の移動方式は如何なるものであってもよく、例えばレール上を走行させるようにしてもよい。また走行のさせ方は自走式としてもよく、他の駆動源によって移動させるようにしてもよい。回転ロールや円板状回転鋳型を回転させるための電力や冷却水の供給は、例えば準備室に設ける給電端および給水端と移動鋳造ユニットとの間をフレキシブルな供給ケーブルで繋ぐことによって行い得る。給電端や給水端を準備室以外の場所に設置してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
鋳造機器は大気下において、鋳造面のスラグの除去や交換等のメンテナンスが行われる。また、鋳造機器がタンディッシュと回転ロールとの組み合わせである場合、タンディッシュの注湯端と回転ロールとの間隔は冷却条件を決定する大きい因子であり、０．５ｍｍ以下の許容誤差を要することもある。従来例２のように、真空室２０１内にタンディッシュ２０６と回転ロール２０８とを独立して設置した真空溶解鋳造装置２００では、大気開放した真空室２０１内でタンディッシュ２０６の注湯端２０６ｔと回転ロール２０８の表面との間隔を所定の値に調整しても、真空室１０１を真空排気すると、真空室１０１の床面、壁、天井に僅かの歪み変形を生ずるせいか、調整した間隔が許容範囲を外れる場合があり、注湯を停止して間隔の再調整を要するなど稼働率を著しく低下させるが、これに対して本発明のように、タンディッシュと回転ロールとを同一の移動台車に設置したものは、大気下でタンディッシュと回転ロールとの間隔を調整した後、準備室または溶解鋳造室へ移動して真空排気しても、調整した間隔は変動しないという大きいメリットがある。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の真空溶解鋳造装置を実施例によって、図面を参照し、具体的に説明する。すなわち、図４は図３に示した真空溶解鋳造装置２の具体例としての真空溶解鋳造装置１０の溶解鋳造室１１と一方の準備室３１とを示す部分破断正面図であり、図５は図４に対応する部分破断平面図である。図４、図５において他方の準備室３１’は端部のみが示されているが、図３において述べたように、準備室３１と準備室３１’とは同等である。そして、溶解鋳造室１１、準備室３１および準備室３１’はそれぞれ図示せずとも真空ポンプに接続されており、独立して真空排気されるようになっている。また、図６は図５における［６］−［６］線方向の断面図であり、部分的に省略して示されている。
【００２２】
図４、図５を参照して、溶解鋳造室１１には、上下方向に開閉される気密性の内部扉１２を介して、準備室３１が隣接されており、準備室３１は形式は異なるが同様に上下方向に開閉される気密性の外部扉３２によって大気下の外部と遮断されている。なお図示せずとも、溶解鋳造室１１の天井部には原料金属の供給部が設けられている。そして、図５を参照して溶解鋳造室１１の背面に形成された開口１３の対向する側縁に、それぞれ扉１６ａ、扉１６ｂが取り付けられており、扉１６ａ、扉１６ｂの内面側にはそれぞれ溶解炉体２１ａ、溶解炉体２１ｂが支持されている。後述する図７に示すように、扉１６ａ、扉１６ｂを開閉して溶解炉体２１ａ、２１ｂが交換される。図５は扉１６ｂによって溶解鋳造室１１の開口１３が閉じられ、溶解炉体２１ｂが溶解室１１内に存在し、溶解炉体２１ａは開けられた扉１６ａと共に大気下で待機状態にあることを示す。
【００２３】
図７は扉１６ａ、扉１６ｂの開閉を示す平面図である。溶解鋳造室１１の背面に形成された開口１３の対向する側縁には、それぞれ単独で開閉し得る大きさの２枚の扉１６ａ、１６ｂがヒンジ１５ａ、１５ｂを介して取り付けられており、扉１６ａの内面側には溶解炉体２１ａ、扉１６ｂの内面側には溶解炉体２１ｂが支持されている。そして図７は一方の扉１６ａによって溶解鋳造室１１の開口１３が閉じられて、溶解炉体２１ａが鋳造過程にあり、他方の扉１６ｂは開けられて大気下にあり、その溶解炉体２１ｂは鋳造過程にある溶解炉体２１ａとの交換に備えた待機状態にあることを示す。そして、溶解鋳造室１１において鋳造過程にある溶解炉体２１ａのルツボ２２にスラグが付着したり、ルツボ２２に欠損が生じると、一点鎖線で示すように扉１６ａを開いて溶解炉体２１ａを大気下に取り出すと共に、交換に他方の扉１６ｂを閉じて、溶解炉体２１ｂを溶解鋳造室１１内に位置させることにより、鋳造操作が継続される。なお大気下に取り出された溶解炉体２１ａはスラグの除去やルツボの補修ないしは交換等のメンテナンスが行われた後に待機状態とされる。
【００２４】
扉１６ａ、扉１６ｂに支持された溶解炉体２１ａ、溶解炉体２１ｂは同等であるから、以降は添字ａ、ｂを外して説明する。図６を参照して、内部にルツボ２２を有し誘導加熱用のケーブル２１Ｃを備えた溶解炉体２１は蓋１６と一体的なフレーム状架台２０に支持されている。すなわち、図５を参照して溶解炉体２１は側方へ伸びる支持脚２３と支持脚２４の先端部を図６に示すフレーム状架台２０上に固定されたガイド部材２６の円弧状のガイド穴２６ｈ、図示を簡略化したガイド穴２７ｈに挿入して支持されており、かつ溶解炉体２１の底面の留穴２５に係止されたワイヤー２８を巻き上げロ−ラ２９が巻上げることにより、溶解炉体２１の支持脚２３、２４の挿入端がガイド穴２６ｈ、ガイド穴２７ｈ内をスライドし、一点鎖線で示すように溶解炉体２１が傾動されて出湯する。
【００２５】
また、真空溶解鋳造装置１０には２基の移動鋳造ユニット４１₁ 、４１₂ が配備されているが、添字₁ 、₂ をはずして移動鋳造ユニット４１を説明するに、図６を参照して、移動鋳造ユニット４１は車輪４８ｗを備えた移動台車４８の固定板４８ｐ上に固定した支柱４３にタンディッシュ４２が高さ位置を調整可能に支持されており、同じく固定板４８ｐ上に固定した支持体４５に回転ロール４４が軸支されている。移動鋳造ユニット４１は図４、図５を参照して、大気下から、真空溶解鋳造装置１０の準備室３１を経て、溶解鋳造室１１までにわたり、外部扉３２、内部扉１２の部分を除いて布設されているレール４９上を移動される。そして、移動鋳造ユニット４１は溶解鋳造室１１内へ移動され、回転ロール４４がモーター４６によってベルト駆動され、図６において矢印で示す方向へ回転して、タンディッシュ４２を経由して供給される溶湯を冷却する。なお、回転ロール４４から飛散する鋳片は移動台車４８に固定されたバリヤー４７に衝突して落下する。そして、得られる鋳片は、図５に一点鎖線で示す円形状の開口１９から下方へ取り出されるようになっている。
【００２６】
上述した真空溶解鋳造装置１０の溶解室１１とその両側の準備室３１、３１’および、配備されている２台の移動鋳造ユニット４１₁ 、４１₂ の操作の相互関係を示すタイムテーブルの一例を図８に示した。すなわち、図８において中央部の横長の囲いは溶解炉体２１と溶解鋳造室１４についての時間経過と行われる操作、下側の横長の囲いは一方の移動鋳造ユニット４１₁ についての時間経過と操作、上側の横長の囲いは他方の移動鋳造ユニット４１₂ についての時間経過と操作を示すタイムテーブルであり、中央部の横長の囲いの下に一例としての時間目盛を示している。
【００２７】
図８において、下側に示す移動鋳造ユニット４１₁ は大気下から準備室３１へ移動され、外部扉３２が閉じられて準備室３１は真空排気され、移動鋳造ユニット４１₁ のタンディッシュ４２が予備加熱され、アルゴン・ガスが導入される。その間、中央部に示す溶解鋳造室１１は溶解炉体２１ｂを備えた蓋１６ｂによって背面の開口１３が閉じられ、内部扉１２、１２’が閉じられており、溶解炉体２１ｂのルツボ２２に所定量の原料金属が投入され、所定の真空度に排気されて溶解炉体２１ｂが誘導加熱され、１回目の溶解が行われる。予備加熱の終わった移動鋳造ユニット４１₁ は内部扉１２が開けられて溶解鋳造室１１へ移動されるが、この時に溶解鋳造室１１へアルゴン・ガスが導入されることから、準備室３１と溶解鋳造室１１は同一圧力のアルゴン雰囲気となる。移動鋳造ユニット４１₁ が位置決めされて固定され、内部扉１２が閉じられると共にタンディッシュ４２が本加熱される。そして、所定の温度に達すると、図６に示したように溶解炉体２１が傾動されて、ルツボ２２から溶湯が移動鋳造ユニット４１₁ のタンディッシュ４２へ定量的に出湯され、タンディッシュ４２によって水冷の回転ロール４４の表面へ均等に展開されて冷却され鋳片が製造される。
【００２８】
鋳造が終わると内部扉１２が開けられて、移動鋳造ユニット４１₁ は溶解鋳造室１１から準備室３１へ戻され、内部扉１２が閉じられた後、準備室３１の外部扉３２が開けられて移動鋳造ユニット４１₁ は大気下へ移動された後、タンディッシュ４２と回転ロール４４はメンテナンスが施され、それらの間隔の調整が行われる。他方、出湯が終わった溶解炉体２１ｂには所定量の原料金属が供給され、所定の真空度に排気されて溶解炉体２１ｂが誘導加熱され、２回目の溶解が行われるそして、以下に述べるように、４回目の溶解、出湯まで行われる。
【００２９】
上側に示す移動鋳造ユニット４１₂ は、一定の時間遅れのもと、移動鋳造ユニット４１₁ と同様な時間経過による操作が行われる。すなわち、図８に示すように、その時間遅れは２回目の溶解が完了した溶解炉体２１ｂの出湯に対して、移動鋳造ユニット４１₂ が溶解鋳造室１１へ移動され溶解炉体２１ｂからの出湯を受けて鋳造を行い得るように、移動鋳造ユニット４１₁ が溶解鋳造室１１内でタンディシュ４２の本加熱の段階にある時に、移動鋳造ユニット４１₂ は準備室３１’へ移動され、移動鋳造ユニット４１₁ の場合と同様な操作が行われて、溶解炉体２１ｂからの２回目の出湯を受けて鋳造した後、大気下へ移動されてタンディッシュ４２、回転ロール４４のメンテナンスが行われる。また、移動鋳造ユニット４１₂ が溶解鋳造室１１内でタンディシュ４２の本加熱の段階にある時に、既にメンテナンスが完了している下側の移動鋳造ユニット４１₁ は前回と同様に準備室３１へ移動され、前回と同様にして溶解炉体２１ｂからの３回目の出湯を受けて鋳造が行われる。続いて既にメンテナンスが完了している上側の移動鋳造ユニット４１₂ は、溶解炉体２１ｂからの４回目の出湯を受けて鋳造が行い得るように、準備室３１’へ移動されて準備室３１’の真空排気が開始され、同様にして４回目の出湯を受けての鋳造が行われる。移動鋳造ユニット４１₁ および移動鋳造ユニット４１₂ の最初の横長の囲いと続く横長の囲いとの間の空白は移動鋳造ユニット４１₁ 、４１₂ に何等の操作も行われていないことを示す。
【００３０】
中央部の溶解炉体２１ｂは例えば４回目の出湯の後、ルツボ２２に付着したスラグの除去を含む清掃、場合によっては取換え等のメンテナンスが行われる。すなわち、溶解炉体２１ｂの温度低下を待って、溶解鋳造室１１に存在するアルゴン・ガスを真空排気し、続いて大気を導入し溶解鋳造室１１を完全に空気雰囲気とした後、扉１６ｂを開放することによって溶解炉体２１ｂを大気下へ取り出して、メンテナンスが行われる。一方、開放された扉１６ｂと交換して、それまで開放されていた扉１６ａが閉じられて、あらかじめ予備加熱された溶解炉体２１ａが溶解鋳造室１１にセットされる。なお、溶解炉体２１ｂのメンテナンスが簡単であり短時間で完了する場合には、溶解炉体２１ｂを再使用してもよい。何れにしろ、溶解鋳造室１１において金属の溶解、出湯が再開される。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態の真空溶解鋳造装置は以上のように構成され作用するが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３２】
例えば本実施例においては、溶解鋳造室１１の両側面に隣接させて２室の準備室３１、３１’を設けたが、１室は側面に、他の１室は正面に隣接させてもよく、溶解鋳造室１１と準備室３１、３１’の配置は特に限定されない。また、準備室３１”を設けて３室としてもよい。
【００３３】
また本実施例においては、鋳造機器として溶湯を急冷し得るタンディッシュ４２と回転ロ−ル４４との組み合わせを採用したが、これに代えて従来例１において示した円板状回転鋳型を使用してもよい。そのほか溶湯の急冷を必要としない場合には、特に回転機構を持たない鋳型へ直接に溶湯を流し込んでもよい。要するに本発明の真空溶解鋳造装置においては鋳型の型式は限定されない。
【００３４】
また本実施例においては、準備室３１で予備加熱、溶解鋳造室１１で本加熱を行ったが、これはタンディッシュ４２が加熱されていることを要するためであり、加熱を必要としない鋳造機器が採用されている装置の場合には、予熱、本加熱を省略してもよいことは言うまでもない。
また本実施例においては蓋１６ａ、１６ｂの開閉によって溶解炉体２１ａ、２１ｂを交換したが、溶解炉体２１ａ、２１ｂの交換はこれ以外の方法で行ってもよく、また、溶解炉体を３基以上としてもよい。
また本実施例においては、予備室３１と溶解鋳造室１１とをアルコン・ガスの雰囲気としたが、鋳造する金属の種類によってはアルゴン・ガスの導入は省略し得る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の真空溶解鋳造装置は以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【００３６】
請求項１の真空溶解鋳造装置によれば、真空溶解鋳造装置内に隣接して設けられた溶解鋳造室と準備室とにおいて、移動鋳造ユニットを準備室から溶解鋳造室へ移動させることにより、準備室は大気に開放し真空排気することを要するが、溶解鋳造室は大気開放する必要がなくなり温度的に定常性が保持されるほか、移動鋳造ユニットを準備室から溶解鋳造室へ移動させた後に溶解鋳造室を所定の真空度とする排気は一定の真空度からの排気であるので短時間で済み、かつ鋳造機器を移動台車に設置しているので、移動鋳造ユニットを大気下から溶解鋳造室へ移動させて所定の真空度に排気しても鋳造機器間の間隔の変動を生起せず、金属類の溶解鋳造が全体として合理化され、真空溶解鋳造装置の稼働率を大きく向上させる。
また、２台以上の移動鋳造ユニットが配備されている場合には、鋳造を終え大気下に取り出した１台目の移動鋳造ユニットのメンテナンスの完了を待つことなく、あらかじめメンテナンスを施した２台目の移動鋳造ユニットを準備室へ移動させて次の鋳造を開始することができるので、準備室を大気開放している時間を短くなり、その時間分だけ溶解鋳造室におけるアイドルタイムを削減することができ真空溶解鋳造装置の稼働率を向上させる。
【００３７】
請求項２の真空溶解鋳造装置によれば、溶解鋳造室に隣接して２室以上の準備室が隣接されており、かつ２台以上の移動鋳造ユニットが配備されているので、鋳造を終えた１台目の移動鋳造ユニットを溶解鋳造室から一つの準備室へ取り出した後、他の準備室に待機させていた２台目の移動鋳造ユニットを空になった溶解鋳造室へ移動させて鋳造を継続することができ、溶解鋳造室におけるアイドルタイムを削減して真空溶解鋳造装置の稼働率を向上させる。また２台目の移動鋳造ユニットが溶解鋳造室にある時に、１台目の移動鋳造ユニットのメンテナンスを行うことができ、鋳造機器のメンテナンスに基づくアイドルタイムを発生させない。
【００３８】
請求項３の真空溶解鋳造装置によれば、２基以上の溶解炉体が具備されており、一つ溶解炉体が溶解鋳造室にある時に、他の溶解炉体は溶解鋳造室外にあって交換可能に待機されているので、一つの溶解炉体が清掃や補修、交換等のメンテナンスを要する場合には、待機中の他の溶解炉体と交換して溶解鋳造を継続することができ、溶解鋳造室におけるアイドルタイムを削減して真空溶解鋳造装置の稼働率を向上させる。
【００３９】
請求項４の真空溶解鋳造装置によれば、溶解鋳造室の開口の対向する両側縁にヒンジを介して取り付けられた２枚の扉を交互に開閉するだけで溶解炉体を交換することができるので、メンテナンスが必要な溶解炉体を待機中の他の溶解炉体と短時間で交換して溶解鋳造を継続することができ、溶解室におけるアイドルタイムを削減して、真空溶解鋳造装置の稼働率を向上させる。
【００４０】
請求項５の真空溶解鋳造装置によれば、鋳造機器にタンディッシュと回転ロールとの組み合わせ、または円板状回転鋳型を採用しているので、溶湯が常に温度低下した冷却面で冷却され、均一性の高い鋳造物を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶解鋳造室に準備室が隣接された真空溶解鋳造装置に一台の移動鋳造ユニットが配備された場合の平面図である。
【図２】同装置に２台の移動鋳造ユニットが配備された場合を示す平面図である。
【図３】溶解鋳造室に隣接して２室の準備室が設けられた真空溶解鋳造装置に２台もしくは３台の移動鋳造ユニットが配備された場合を示す平面図である。
【図４】実施例の真空溶解鋳造装置の左側部分を示す部分破断正面図である。
【図５】図４に対応する部分破断平面図である。
【図６】図５における［６］−［６］線方向の断面図である。
【図７】実施例の真空溶解鋳造装置の溶解鋳造室の開口に取り付けられた２枚の蓋の開閉を示す部分破断平面図である。
【図８】実施例における溶解炉体と溶解鋳造室、および配備された２台の移動鋳造ユニットにおける操作の相互関係を示すタイムテーブルである。
【図９】従来例１の真空溶解鋳造装置の断面図である。
【図１０】従来例２の真空溶解鋳造装置の断面図である。
【符号の説明】
１真空溶解鋳造装置
２真空溶解鋳造装置
１０真空溶解鋳造装置
１１溶解鋳造室
１３開口
１５ヒンジ
１６蓋
２１溶解炉体
２２ルツボ
３１準備室
４１移動鋳造ユニット
４２タンディッシュ
４４回転ロール
４８移動台
４９レール

Claims

開口部を有する鋳造室と、
前記開口部に当該開口部を開閉可能に取り付けられ、前記開口部を閉塞して前記鋳造室の内圧を維持可能とする第１の蓋部と、
前記開口部に当該開口部を開閉可能に取り付けられ、前記第１の蓋部が開放されている際に、前記第１の蓋部に替わり前記開口部を閉塞して前記鋳造室の内圧を維持可能とする第２の蓋部と、
前記第１の蓋部に支持され、前記第１の蓋部が閉じられている状態で前記鋳造室内に配置される第１の溶解炉と、
前記第２の蓋部に支持され、前記第２の蓋部が閉じられている状態で前記鋳造室内に配置される第２の溶解炉と、
前記鋳造室に対して移動可能に形成され、前記第１の溶解炉と前記第２の溶解炉のうち、前記鋳造室内に配置されている方から流出された金属溶湯を冷却し、鋳造する鋳造ユニットと、
前記鋳造室に隣接して形成され、前記鋳造ユニットを前記鋳造室に出入可能とする準備室と、
を具備する真空溶解鋳造装置。
請求項１に記載の真空溶解鋳造装置であって、
前記第１の蓋部と前記第２の蓋部は、前記開口部の対向する縁部にそれぞれヒンジを介して取り付けられている
真空溶解鋳造装置。
請求項１又は請求項２に記載の真空溶解鋳造装置であって、
前記鋳造ユニットは、タンディッシュと回転ロールとの組み合わせ、または円板回転鋳型を含む
真空溶解鋳造装置。