JP4659552B2 - 溶融金属取鍋 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属取鍋に関する。

アルミニウム鋳造などを行う場合、地金製造元で溶解したアルミニウムを凝固させてインゴットにし、鋳造現場で再び溶解させるのはエネルギー効率が悪いので、溶融金属取鍋を用いて地金製造元で溶解された溶融金属をそのままの状態で鋳造現場に搬送するようにしている。このような溶融金属取鍋として、例えば特許文献１および特許文献２に開示されたものがある。

特許文献１に開示されている溶融金属取鍋は、加圧型の溶融金属取鍋１００であり、図５に示すように、溶融金属を収納する収納空間１０１を有する取鍋本体１０２と、取鍋本体１０２内に圧縮空気を導入するための配管である圧縮ガス導入管１０３と、取鍋本体１０２内に収容されている溶融金属を圧縮空気の作用により外部に排出するための加圧排湯用注湯管１０４とを備えている。

このように構成された加圧型の溶融金属取鍋１００を用いてダイキャストマシーン用の手元炉等に溶融金属を供給するには、圧縮ガス導入管１０３に図示しない圧縮空気供給手段（例えば、コンプレッサーなど）を接続して、圧縮空気によって取鍋本体１０２内を加圧することにより加圧排湯用注湯管１０４の吐出口１０５から取鍋本体１０２内に収容されている溶融金属を押出すことにより行われている。

また、特許文献２に開示されている溶融金属取鍋は、傾動型の溶融金属取鍋１１０であり、図６に示すように、溶融金属を収納する収納空間１１１を有する取鍋本体１１２と、この取鍋本体１１２内の溶融金属を外部に排出するための傾動用注湯管１１３とを備えている。

このように構成された傾動型の溶融金属取鍋１１０を用いてダイキャストマシーン用の手元炉等に溶融金属を供給するには、溶融金属が収容された溶融金属取鍋１１０を傾けて傾動用注湯管１１３の吐出口１１４から溶融金属を排出することにより行われている。

これら加圧型または傾動型の溶融金属取鍋は、溶融金属が供給されるダイキャストマシーン用の手元炉等の種類、工場の設備レイアウト、溶融金属の種類などに応じて使い分けられている。
特開２００４−２１６４５５号公報 特開２００１−２８７０２１号公報

しかしながら、溶融金属を搬送する際に、ダイキャストマシーン用の手元炉等の種類や溶融金属の種類などの違いに応じて、加圧型および傾動型の溶融金属取鍋をそれぞれ準備して使い分けることは、作業効率が悪いという問題があった。

また、加圧型の溶融金属取鍋を用いて溶融金属をダイキャストマシーン用の手元炉等に供給する作業現場において、圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段が故障したような場合には、溶融金属を供給することができないという問題があった。同様に、傾動型の溶融金属取鍋を用いて溶融金属をダイキャストマシーン用の手元炉等に供給する作業現場において、溶融金属取鍋を傾ける装置（例えば、フォークリフトなど）が故障した場合にも、溶融金属を供給することができないという問題があった。

また、ダイキャストマシーン用の手元炉等の種類や溶融金属の種類などの違いに応じ、加圧型溶融金属取鍋または傾動型溶融金属取鍋の双方をそれぞれ準備して使い分けているという現状下においては、加圧型溶融金属取鍋および傾動型溶融金属取鍋の一定数量をそれぞれ保有する必要があり、収納スペースを確保することが困難になるという問題もあった。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、溶融金属の搬送作業や注湯作業を効率良く行うことができる溶融金属取鍋の提供を目的とする。

本発明の上記目的は、溶融金属が注入される注入口を上部に有し、該溶融金属の収納空間を備えている取鍋本体と、前記取鍋本体の側面に突設されており、前記収納空間の内外を連通する傾動用注湯管と、前記収納空間の内外を連通し、圧縮ガスが前記収納空間内に流入することが可能な圧縮ガス導入管と、前記注入口に着脱自在に装着され、前記取鍋本体を密閉する蓋体とを備えており、前記蓋体には、前記収納空間の内外を連通する加圧排湯用注湯管が設けられており、前記加圧排湯用注湯管の下端は、前記収納空間の底部付近に位置する溶融金属取鍋により達成される。

この溶融金属取鍋において、前記傾動用注湯管の開口を密閉する閉塞部材を更に備えていることが好ましい。

また、前記加圧排湯用注湯管は、前記蓋体の略中心を貫通して取り付けられていることが好ましい。

本発明によれば、溶融金属の搬送作業や注湯作業を効率良く行うことができる溶融金属取鍋を提供することができる。

以下、本発明の溶融金属取鍋について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る溶融金属取鍋の断面図である。図１に示すように、溶融金属取鍋１は、溶融金属を収容する収納空間１１を有する円筒状の取鍋本体１０と、当該取鍋本体１０内に収容された溶融金属を圧縮空気の作用により外部に流出させるための加圧排湯用注湯管３０が設けられた蓋体４０と、取鍋本体１０を傾けることにより取鍋本体に収容されている溶融金属を外部に流出させるための傾動用注湯管５０とを備えている。

取鍋本体１０は、鋼鉄などの金属により形成された外皮１２に断熱材及び耐火材からなる耐火層１３を内張して形成されている。ここで、断熱材としては、例えば、断熱煉瓦、セラミックファイバー質のフェルト、断熱ボード及びモルタル等を用いることができる。また、耐火材としては、例えば、耐火煉瓦、キャスタブル耐火物、及びプラスチック耐火物等を用いることができる。

また、取鍋本体１０は、溶融金属を収容する取鍋下部２０と、当該取鍋下部２０の上部開口２１を覆う取鍋上部２５とを備えている。取鍋下部２０と取鍋上部２５とは、一体的に形成してもよく、また、それぞれ別体として形成して連結部材により連結するように構成してもよい。取鍋本体１０の底部裏面１４には、フォークリフトのフォーク部を差し込むためのフォークポケットを有する一対の脚部１５，１５が設けられている。

取鍋上部２５の略中央部には、溶融金属を収納空間１１内に注入するための注入口２６が設けられている。また、取鍋上部２５には、取鍋本体１０の内外を連通し、圧縮ガスが流通可能な圧縮ガス導入管２７が設けられている。この圧縮ガス導入管２７は、圧縮空気供給手段（例えば、コンプレッサーなど）が接続される配管であり、取鍋上部２５から斜め上方外側に突出するようにして設けられている。

蓋体４０は、取鍋上部２５に設けられた注入口２６を覆うと共に、取鍋上部２５に対して着脱自在に装着されている。この蓋体４０は、圧縮ガス導入管２７を介して圧縮空気を取鍋本体１０に供給して取鍋本体１０内を加圧した場合において、圧縮空気や取鍋本体１０に収容されている溶融金属が漏洩しないように、取鍋上部２５を密閉して取り付けられている。なお、蓋体４０と取鍋上部２５との間に耐熱性パッキンなどを配置して密閉性を高めてもよい。

加圧排湯用注湯管３０は、取鍋本体１０の収納空間１１の内外を連通しており、後述するように、圧縮ガス導入管２７を介して収納空間１１の内部を加圧することにより収納空間１１に収納されている溶融金属を取鍋本体１０の外部に流出させることが可能な溶融金属の流路である。この加圧排湯用注湯管３０は、２箇所で折曲がる形状に形成されており、蓋体４０の略中心を貫通して当該蓋体４０に取り付けられている。加圧排湯用注湯管３０の下端３１は、収納空間１１の底部付近に位置するように配置されており、上端（吐出口）３２は、取鍋本体１０外において下方に向くようにして配置されている。なお、加圧排湯用注湯管３０と蓋体４０との接続部分から圧縮ガスや溶融金属が漏洩しないように、加圧排湯用注湯管３０は蓋体４０に気密に取り付けられている。

また、加圧排湯用注湯管３０は、金属管３３に珪酸カルシウム耐火材などからなる耐火層３４を内張りして形成されており、当該耐火層３４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。また、加圧排湯用注湯管３０が溶融金属に接して溶融損傷が生じることを防止するために、窒化珪素質などの耐火材で金属管３３の表面を被覆することが好ましい。

また、加圧排湯用注湯管３０の収納空間挿入部分３０ａをセラミック管により構成してもよい。このような構成により、加圧排湯用注湯管３０の耐熱性などが向上すると共に、加圧排湯用注湯管３０の金属部分が溶解して収納空間１１に収容されている溶融金属に混入するという事態が発生することを防止することができ、収納空間１１に収容されている溶融金属の品質維持を図ることができる。

傾動用注湯管５０は、取鍋本体１０の内外を連通する溶融金属の流路であり、取鍋下部２０の側面から斜め上方に突き出るように設けられている。この傾動用注湯管５０は、鋼鉄などの金属により形成された金属管５１の管内に断熱材及び耐火材からなる耐火層５２を内張りして形成されている。断熱材及び耐火材は、取鍋本体１０におけるものと同様の材料を使用することができる。なお、傾動用注湯管５０と取鍋下部２０とは、一体的に形成してもよく、また、それぞれ別体として形成し、連結して構成してもよい。

また、傾動用注湯管５０の開口５３には、フランジなどの閉塞部材５４が着脱自在に装着されている。この閉塞部材５４は、圧縮ガス導入管２７を介して圧縮空気を取鍋本体１０に供給して取鍋本体１０内を加圧した場合において、取鍋本体１０に収容されている溶融金属が傾動用注湯管５０の開口５３から漏洩しないように、当該開口５３を密閉して取り付けられている。また、開口５３と閉塞部材５４との間に耐熱性パッキンなどを配置してもよい。

このように構成された溶融金属取鍋１を用いて、取鍋本体１０内を加圧して溶融金属を注湯する加圧式注湯方法、および、溶融金属取鍋１を傾けることにより取鍋本体１０内に収容されている溶融金属を注湯する傾動式注湯方法について説明する。

最初に、取鍋本体１０内を加圧して溶融金属を注湯する加圧式注湯方法について、以下に説明する。まず、傾動用注湯管５０の開口５３に閉塞部材５４を取り付けると共に、加圧排湯用注湯管３０が設けられている蓋体４０を取り外し、取鍋上部２５に設けられている注入口２６から溶融金属を取鍋本体１０内の収納空間１１に収納する。溶融金属の収納作業が終了した後、加圧排湯用注湯管３０が設けられている蓋体４０を取鍋上部２５に取り付ける。その後、溶融金属が収納された溶融金属取鍋１をフォークリフトなどにより注湯作業を行うダイキャストマシーン用の手元炉等まで搬送する。なお、溶融金属取鍋１の搬送中においては、傾動用注湯管５０の開口５３は閉塞部材５４により密閉されているため、溶融金属が開口５３からこぼれることを防止すると共に、溶融金属の温度低下を防止することができる。また、加圧排湯用注湯管３０の吐出口３２および圧縮ガス導入管２７を栓などにより密閉する機構を設けることが好ましい。これにより、溶融金属の温度低下を防止すると共に、溶融金属取鍋１が転倒したとしても溶融金属が外部に流出することを防止することができる。

つぎに、圧縮ガス導入管２７に図示しない圧縮空気供給手段（例えば、コンプレッサーなど）を接続して、圧縮空気によって収納空間１１の内部を加圧することにより加圧排湯用注湯管３０の吐出口３２から溶融金属を押し出してダイキャストマシーン用の手元炉等に供給する。なお、傾動用注湯管５０の開口５３は閉塞部材５４により密閉されているため、圧縮空気によって取鍋本体１０内が加圧されても、溶融金属が開口５３から吹きこぼれることを防止することができる。

また、本実施形態では、取鍋本体１０内を加圧するガスとして圧縮空気を用いているが、例えば圧縮された窒素、二酸化炭素、またはアルゴンなどの不活性ガスによって取鍋本体１０内を加圧してもよい。不活性ガスにより取鍋本体１０内を加圧した場合には、溶融金属の酸化を抑制することができる。

次に、溶融金属取鍋１を傾けることにより取鍋本体１０内に収容されている溶融金属を注湯する傾動式注湯方法について説明する。まず、傾動用注湯管５０の開口５３に閉塞部材５４を取り付けると共に、加圧排湯用注湯管３０が設けられている蓋体４０を取り外し、注入口２６から溶融金属を取鍋本体１０内に収納する。溶融金属の収納作業が終了した後、図２に示すような加圧排湯用注湯管３０が設けられていない蓋体４５により注入口２６を覆い取鍋上部２５を密閉する。その後、溶融金属が収納されている溶融金属取鍋１をフォークリフトなどにより注湯作業を行うダイキャストマシーン用の手元炉等まで搬送し、傾動用注湯管５０の開口５３に取り付けられている閉塞部材５４を取り外す。つぎに、フォークリフトにより溶融金属取鍋１を持ち上げると共に、フォーク部を回転させて当該溶融金属取鍋を傾けることにより、傾動用注湯管５０の開口５３から溶融金属を手元炉等に供給する。

このように本実施形態に係る溶融金属取鍋１は、加圧型および傾動型の両方の型式で使用することができるため、ダイキャストマシーン用の手元炉等の種類や溶融金属の種類などの違いに応じて、従来のように加圧型および傾動型の溶融金属取鍋をそれぞれ準備して使い分ける必要はなく、溶融金属取鍋の搬送作業や注湯作業の作業性が向上する。

また、本実施形態に係る溶融金属取鍋１は、加圧型および傾動型の両方の型式で使用することができるため、加圧型の溶融金属取鍋を用いて溶融金属をダイキャストマシーン用の手元炉等に供給する鋳造現場において、圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段が故障し、加圧式注湯方法による注湯作業を行うことができない場合であっても、注湯方法を傾動式注湯方法に容易に変更することが可能となり、溶融金属の注湯作業を円滑に行うことができる。

また、上記の傾動式注湯方法の説明において、加圧排湯用注湯管３０が設けられていない蓋体４５を取鍋上部２５に取り付けて注湯作業を行う場合について説明したが、この蓋体４５の代わりに加圧排湯用注湯管３０が設けられている蓋体４０を取り付けて、傾動式注湯方法により溶融金属をダイキャストマシーン用の手元炉等に供給することも可能である。このような構成で溶融金属を搬送して注湯作業を行う場合、仮に、溶融金属取鍋１を傾ける装置（例えば、フォークリフトなど）が故障したとしても、圧縮ガス導入管２７に圧縮空気供給手段を接続して圧縮空気によって取鍋本体１０内を加圧することにより、収納空間１１に収容されている溶融金属を手元炉等に供給することができ、溶融金属の注湯作業を円滑に行うことができる。

また、本実施形態に係る溶融金属取鍋１は、加圧型としても傾動型としても使用することができるため、従来のように、加圧型および傾動型の２種類の溶融金属取鍋をそれぞれ保有しておく必要がなく、収納スペースの確保が容易となる。

また、加圧排湯用注湯管３０は、蓋体４０の略中心を貫通して当該蓋体４０に取り付けられているため、加圧排湯用注湯管３０が設けられた蓋体４０を取鍋上部２５に着脱する作業をバランスよく安定して行うことができる。

また、圧縮ガス導入管２７は、取鍋上部２５から斜め上方外側に突出するようにして設けられているため、圧縮空気供給手段を圧縮ガス導入管２７に接続する際の作業性がよい。また、作業者は高温になっている溶融金属取鍋から離れて接続作業を行うことができるので、火傷などの怪我を防止することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態において、加圧排湯用注湯管３０は、２箇所で折曲がる形状に形成されているが、１箇所で折曲がる形状であっても、または、２箇所以上の複数箇所で折曲がる形状であってもよい。また、加圧排湯用注湯管を直線状に形成し、その上端に着脱自在の曲管を取り付けてもよい。

また、本実施形態において、図３に示すように、収納空間１１の底面１６の形状を凹面形状とし収納空間１１の底面中央部に残湯溜まり部１７を形成してもよい。このような構成によれば、加圧式注湯方法によって溶融金属を注湯する場合に、溶融金属の残湯を残湯溜まり部１７に溜めることができるため、収納空間１１に収納された溶融金属を効率良く排出することができる。また、収納空間１１の底面１６の形状を凹面形状とする代わりに、収納空間１１の底面１６の中心部から外側上方に向けて傾斜する傾斜面としてもよい。

また、本実施形態においては、加圧排湯用注湯管３０は蓋体４０の略中心に取り付けられているが、特にこの位置に限定されるものではなく、蓋体４０の任意の場所に取り付けてもよい。

また、加圧排湯用注湯管３０を折畳み可能となるように構成してもよい。このような構成により、溶融金属取鍋１の運搬時に加圧排湯用注湯管３０が邪魔にならず、工場内や一般道路上をフォークリフトやトラック等でスムーズに運搬でき、また、収納スペースへの溶融金属取鍋１の収納基数が加圧排湯用注湯管３０によって制限されることがなくなる。

また、加圧排湯用注湯管３０および傾動用注湯管５０は、図４の平面視において、取鍋本体１０に対して互いに反対方向に延びるように取り付けることが、溶融金属取鍋１の姿勢の安定性を向上させるという観点から好ましい。

また、本実施形態において、傾動用注湯管５０の開口５３を密閉する閉塞部材５４が、傾動用注湯管５０に着脱自在に装着されているが、この構成に特に限定されるものではなく、例えば、以下に示すように構成してもよい。すなわち、傾動用注湯管５０の開口５３を密閉する閉塞部材を、例えば、ヒンジなどを介して回動自在となるように傾動用注湯管５０に取り付ける構成を採用してもよい。

また、本実施形態においては、圧縮ガス導入管２７は、取鍋上部２５から斜め上方外側に突出するようにして設けられているが、この構成に特に限定されるものではなく、例えば、取鍋上部２５から水平方向外側に突出するようにして設けてもよい。このような構成により、圧縮空気供給手段と圧縮ガス導入管２７との接続点が低くなることから、圧縮空気供給手段の接続作業が容易になる。また、蓋体４０に設ける構成を採用してもよい。

また、本実施形態においては、取鍋本体１０の底部裏面１４に、フォークリフトのフォークを挿入することができる一対の脚部１５，１５を設けているが、このような構成に特に限定されず、この脚部１５，１５を省略してもよい。フォークリフトのフォーク部を挿入することができる脚部１５，１５を省略した溶融金属取鍋であっても、クレーンなどにより吊り上げて傾けることにより、傾動用注湯管５０から溶融金属を排出して注湯を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る溶融金属取鍋の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る溶融金属取鍋を傾動式注湯方法により溶融金属の注湯作業を行う場合の説明図である。 本発明の他の実施形態に係る溶融金属取鍋の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る溶融金属取鍋の平面図である。 従来の加圧型の溶融金属取鍋を示す断面図である。 従来の傾動型の溶融金属取鍋を示す断面図である。

符号の説明

１ 溶融金属取鍋
１０ 取鍋本体
１１ 収納空間
２０ 取鍋下部
２５ 取鍋上部
２６ 注入口
２７ 圧縮ガス導入管
３０ 加圧排湯用注湯管
４０ 蓋体
５０ 傾動用注湯管
５４ 閉塞部材

Claims (3)

1. 溶融金属が注入される注入口を上部に有し、該溶融金属の収納空間を備えている取鍋本体と、
   前記取鍋本体の側面に突設されており、前記収納空間の内外を連通する傾動用注湯管と、
   前記収納空間の内外を連通し、圧縮ガスが前記収納空間内に流入することが可能な圧縮ガス導入管と、
   前記注入口に着脱自在に装着され、前記取鍋本体を密閉する蓋体とを備えており、
   前記蓋体には、前記収納空間の内外を連通する加圧排湯用注湯管が設けられており、
   前記加圧排湯用注湯管の下端は、前記収納空間の底部付近に位置する溶融金属取鍋。
2. 前記傾動用注湯管の開口を密閉する閉塞部材を更に備えている請求項１に記載の溶融金属取鍋。
3. 前記加圧排湯用注湯管は、前記蓋体の略中心を貫通して取り付けられている請求項１または２に記載の溶融金属取鍋。
   

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