JP5406918B2 - 溶湯処理設備と溶湯処理方法およびそれを用いた溶湯搬送ライン - Google Patents

Description

本発明は、鋳造工場における、溶湯搬送ラインにおいて、黒鉛球状化処理とノロ（スラグ）取りを行う設備とその設備を用いて黒鉛球状化処理とノロ取りを行う方法に関する。

従来、鋳物を製造する鋳造工場において、溶解設備から受湯台車によって取鍋に溶湯を受け、クレーンなどで持ち上げることなく取鍋を搬送して鋳型へ注湯する自動注湯装置があった（特許文献１参照）。この装置では、鋳造する製品の材質が球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）である場合に、受湯してから注湯するまでに取鍋に黒鉛球状化剤を投入され黒鉛球状化処理される。つぎに、別の取鍋で、ノロ取り位置まで搬送され、そこでノロ取りを行ったのち、鋳型に取鍋の溶湯が注湯される。

特許文献１: 特開平１１−２０７４５８号公報

しかしながら、特許文献１記載の装置では、黒鉛球状化処理場所と、ノロ取り場所が離れているため設備全体が大きくなり、コスト増大と、溶湯を搬送する経路全体の肥大化という問題があった。また、黒鉛球状化処理をしたのちノロ取り位置まで搬送するため、その時間が鋳型への注湯のサイクルタイムの延長に繋がるという問題もあった。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑み、溶湯搬送ラインの省スペース化を実現して設備をコンパクトにすることができ、また、次工程（たとえば注湯工程）へ送る時間が短くなるためコスト削減とサイクルタイムの短縮もはかることができる溶湯処理設備を提供することを目的とする。

本発明の溶湯処理設備は、蓋を有する取鍋の中の溶湯に黒鉛球状化剤を用いて黒鉛球状化処理をし、黒鉛球状化処理を行った取鍋内の溶湯のノロを除去する溶湯処理設備であって、前記蓋をした前記取鍋を所定位置まで搬送するとともに、傾動時に前記取鍋を支える取鍋搬送支持装置と、所定位置に搬送された前記蓋をした前記取鍋内の溶湯に接種剤を投入することで黒鉛球状化させる黒鉛球状化処理装置と、前記取鍋の蓋を昇降させることで前記蓋を開閉する蓋開閉装置と、前記蓋開閉装置で前記蓋が開とされた状態で、前記ノロを除去するために、前記取鍋搬送支持装置を前記取鍋とともに傾動させる取鍋傾動装置とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、黒鉛球状化処理と、その後のノロ取りを同一の場所で行うことで、設備をコンパクトにし、コスト削減と溶湯搬送ラインの省スペース化を実現することができる。また、次工程へ送る時間が短くなるためサイクルタイムの短縮もはかることができる。

本発明の一実施の形態の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの概略図である。 本発明の一実施の形態の溶湯処理設備の正面概略図である。 ノロ取りを行う状態を示す図である。 （ａ）溶湯処理設備の取鍋搬送支持装置および取鍋傾動装置の平面概略図である。（ｂ）溶湯処理設備の取鍋搬送支持装置および取鍋傾動装置の正面概略図である。 本発明の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの第1の実施の形態を表す図である。 本発明の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの第2の実施の形態を表す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施の形態にかかわる溶湯処理設備を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す図であって、溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの概略図である。

図１に示すように、溶湯処理設備Ａは、溶湯搬送ラインＢに沿って配置されている。該溶湯搬送ラインＢは、鉄などの材料を溶解させる溶解炉もしくは溶解させた溶湯を保持する保持炉を有する溶解設備Ｅから、鋳型へ溶湯を鋳込む注湯設備Ｆまで、軌道Ｂ１を走行する台車Ｂ２やローラコンベヤＢ３などを使うことで、クレーンによって持ち上げられることなく取鍋Ｃを、搬送するようになっている。
本発明で用いられる取鍋Ｃは、前記溶湯搬送ラインＢで使用されるもので、上部を塞ぐように蓋Ｄが載置されている。該蓋Ｄは、黒鉛球状化剤を投入するための投入口Ｄ１と、上部に前記蓋を持ち上げるための取手Ｄ２が設けられている。

図２は、本発明の一実施の形態の溶湯処理設備の正面概略図である。
図２に示すように、溶湯処理設備Ａは、Ｈ鋼などによって架台フレームＡ１が構成されており、前記架台フレームＡ１に囲まれた内部に、取鍋Ｃを搬送し、支持するための前記取鍋搬送支持装置１が配置されている。

前記取鍋搬送支持装置１は、図４に示すように、複数のローラ１ａＡと前記ローラを正逆回転させるローラ駆動装置１ａＢとからなるローラコンベヤ１ａと、取鍋を所定位置で停止するため及び傾動時に支えるためのバックレスト１ｂとからなっている。取鍋は、前記ローラ１ａＡによって支持され、前記ローラ駆動装置１ａＢによる前記ローラの回転によって、前記ローラ１ａＡ上を移動するようになっている。
なお、前記溶湯搬送ラインＢで使用される前記ローラコンベヤＢ３は、前記取鍋搬送支持装置のローラコンベヤ１ａと同じものである。

また、前記取鍋搬送支持装置１によって、前記取鍋Ｃが前記架台フレームＡ１の内部の所定位置まで搬送された上部の前記架台フレームＡ１には、黒鉛球状化処理装置２と、蓋開閉装置３とが設置されている。

図３において、前記黒鉛球状化処理装置２は、前記蓋Ｄに設けられた投入口Ｄ１を通して黒鉛球状化剤であるＭｇワイヤＡ２を投入して黒鉛球状化を行うものである。前記黒鉛球状化処理装置２は、ＭｇワイヤＡ２をコイル状に束ねたＭｇロール（図示せず）から線状のＭｇワイヤＡ２として取り出して、送り出すワイヤ供給装置２ａと、円弧と直線を描きながら前記投入口Ｄ１へ向けてＭｇワイヤＡ２を誘導するワイヤガイド２ｂとからなっている。

前記蓋開閉装置３は、所定位置にある前記取鍋Ｃの前記蓋Ｄの前記取手Ｄ２を下から支える開閉アーム３ａと、該開閉アーム３ａを上下させる蓋昇降装置３ｂとからなっている。

前記取鍋傾動装置４は、前記取鍋搬送支持装置１を、傾動軸Ａ３を軸にして傾動させるシリンダ４ａであり、該シリンダ４ａは、図４に示すように前記取鍋搬送支持装置１に２つ配置されている。該シリンダ４ａの先端４ｂは、前記取鍋搬送支持装置１に取り付けられた傾動用ブラケット４ｃにそれぞれ軸支されている。

このように構成された溶湯処理設備Ａの動作について説明する。
図１に示される溶湯搬送ラインＢの溶解設備Ｅから溶湯を受け取った取鍋Ｃは、溶湯が冷めないよう蓋を閉める蓋閉手段（図示せず）により蓋Ｄを閉められる。
つぎに、図２に示されるように、前記取鍋Ｃは、本発明の溶湯処理設備Ａに搬送されてくる。搬送されてきた前記取鍋Ｃは、取鍋搬送支持装置１によって矢印Ｇ１の方向へ動かされ、溶湯処理設備Ａの所定位置まで搬送される。この所定位置とは、前記取鍋搬送支持装置１上で、バックレスト１ｂと接触する位置でもある。これによって常に決まった位置で前記取鍋Ｃを停止させることができる。

つぎに、黒鉛球状化処理装置２のワイヤ供給装置２ａが作動し、ＭｇロールからＭｇワイヤＡ２がワイヤガイド２ｂに沿って前記蓋の投入口Ｄ1に、そして前記取鍋Ｃ内の溶湯に投入される。これによって、溶湯が、黒鉛球状化処理される。なお、本実施の形態では、黒鉛球状化処理は、Ｍｇワイヤを使った、ワイヤインジェクションで行っているが、黒鉛球状化させるものであれば黒鉛球状化剤を特に限定はしない。また、本発明では、黒鉛球状化剤を用いた黒鉛球状化処理を行っているが、黒鉛球状化ではなく他の接種剤を用いた改良処理にも適応できる。
ここで、前記蓋Ｄは、閉めたまま黒鉛球状化処理を行う。これは、黒鉛球状化処理に伴い、溶湯が跳ね、取鍋Ｃから溶湯が飛び散らないようにするためである。また、ガスが発生するのでガスが発散しないようにするためである。

つぎに、黒鉛球状化処理が終わったら、蓋開閉装置３の蓋昇降装置３ｂを作動させ、前記蓋の取手Ｄ２の下部を開閉アーム３ａによって支えながら前記蓋Ｄを持ち上げる。さらに、取鍋傾動装置４を作動させ、図３に示されるように、傾動軸Ａ３を軸に、前記取鍋搬送支持装置１とともに前記取鍋Ｃを矢印Ｇ２の方向へ傾動させる。このとき、前記取鍋Ｃは、前記バックレスト１bによって、支えられている。この状態で、前記取鍋Ｃにあるノロは除去される。このノロの除去作業は、たとえば、ノロ取り作業位置Ａ４でノロを掻き出したり、ノロ取り装置を使ったりすることができる。

つぎに、ノロの除去が終わったら、前記取鍋傾動装置４を作動させるとともに、前記蓋昇降装置３を作動させ図２に示すように元の位置に戻す。

つぎに、前記取鍋搬送支持装置１によって、矢印Ｇ１の反対方向に動かされ、次工程（例えば、注湯工程）に搬送される。

上述のように、本発明は、黒鉛球状化処理とノロ取りを、同一の場所で行っている。

溶湯搬送ラインの第1の実施の形態
つぎに、本発明の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインについて説明する。図５は、本発明の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの第1の実施の形態を示している。
図５に示す溶湯搬送ラインは、鉄などの材料を溶解させる溶解炉もしくは溶解させた溶湯を保持する保持炉を有するとともに該溶湯を取鍋Ｃへ受湯させる溶解設備Ｅと、取鍋の中の溶湯に黒鉛球状化処理を行うとともにノロを除去する溶湯処理設備Ａと、鋳型へ溶湯を鋳込む注湯設備Ｆと、溶解設備と注湯設備との間を連絡する軌道Ｂ１と、取鍋が載置され軌道Ｂ１上を走行する台車Ｂ２とで構成されている。

また、溶湯処理設備Ａは、軌道Ｂ１に沿って配置されている。さらに、注湯設備Ｆは、複数の自動注湯装置Ｆ１を備えている。

このように構成された溶湯搬送ラインの動作を説明する。
取鍋Ｃは、常に台車Ｂ２に載置されて移動する様になっている。そして、前記台車Ｂ２は軌道Ｂ１上を走行し前記取鍋Ｃを溶解設備Ｅまで移動させて、溶解設備Ｅで取鍋Ｃに溶湯を受湯する。次いで、溶湯を受湯した取鍋Ｃは、再び前記台車Ｂ２によって前記軌道Ｂ１上を移動して、溶湯処理設備Ａの位置まで搬送される。次いで、溶湯処理設備Ａに搬送された取鍋Ｃの溶湯は、溶湯処理設備Ａで黒鉛球状化処理やノロ取りをされる。そして、溶湯処理設備Ａで溶湯処理された取鍋Ｃは、再び前記台車Ｂ２によって前記軌道Ｂ１上を移動して、注湯設備まで搬送される。

このようにして、取鍋Ｃは、溶解設備Ｅで溶湯を受湯し、溶湯処理設備Ａで溶湯処理され、注湯設備Ｆまで搬送される。なお、前記軌道Ｂ１は、鋳造工場のレイアウトによって、様々な経路を採ることができ、また、軌道Ｂ１上を走行する台車Ｂ２は、図５に示すように複数でもよく、また１つでもよいが、複数であれば、複数の自動注湯装置にすばやく対応できたり、取鍋の搬送間隔を短くしたりすることができる。

また、自動注湯装置は、複数でも１つでもよいが、複数であれば、注湯の間隔を短くしたり、高速鋳型造型機にも対応したりすることができる。

溶湯搬送ラインの第2の実施の形態
つぎに、図６は、本発明の溶湯処理設備を用いた溶湯搬送ラインの第2の実施の形態を示している。図６に示す溶湯搬送ラインは、鉄などの材料を溶解させる溶解炉もしくは溶解させた溶湯を保持する保持炉を有するとともに該溶湯を取鍋Ｃへ受湯させる溶解設備Ｅと、取鍋Ｃの中の溶湯に黒鉛球状化処理を行うとともにノロを除去する溶湯処理設備Ａと、鋳型へ溶湯を鋳込む複数の自動注湯装置Ｆ１を備えている注湯設備Ｆと、溶解設備に隣接される第１軌道Ｂ１ａと、取鍋が載置され第１軌道Ｂ１ａ上を走行する第１台車Ｂ２ａと、第１軌道Ｂ１ａと直交し第１台車Ｂ２ａから前記取鍋Ｃを受け取る第１ローラコンベアＢ３ａと、注湯設備の複数の自動注湯装置Ｆ１それぞれに対応する位置へ連絡する第２ローラコンベアＢ３ｂと、第１ローラコンベアと第２ローラコンベアとの間に配置された第２軌道Ｂ１ｂと、第２軌道Ｂ１ｂ上を走行し、取鍋Ｃを第１ローラコンベアＢ３ａから第２ローラコンベアＢ３ｂに移し変える第２台車Ｂ２ｂとから構成されている。

また、溶湯処理設備Ａは、第１軌道Ｂ１ａに沿って配置されている。

このように構成された溶湯搬送ラインの動作を説明する。
第１台車Ｂ２ａは、第１軌道Ｂ１ａ上を走行し、取鍋Ｃを溶解設備Ｅまで移動させて、溶解設備Ｅで取鍋Ｃに溶湯を受湯する。次いで、溶湯を受湯した取鍋Ｃは、再び前記第1台車Ｂ２ａによって前記第１軌道Ｂ１ａ上を移動して、溶湯処理設備Ａの位置まで搬送される。次いで、溶湯処理設備Ａに搬送された取鍋Ｃの溶湯は、溶湯処理設備Ａで黒鉛球状化処理やノロ取りをされる。次いで、溶湯処理設備Ａで溶湯処理された取鍋Ｃは、再び前記第1台車Ｂ２ａによって前記第１軌道Ｂ１ａ上を移動して、第１ローラコンベアＢ３ａに移される。

つぎに、第１ローラコンベアＢ３ａを作動させて、前記取鍋Ｃを第２軌道Ｂ１ｂ上にある第２台車Ｂ２ｂ上に移し変える。次いで、第２台車Ｂ２ｂは、第２軌道Ｂ１ｂ上を走行し、第２ローラコンベアＢ３ｂに前記取鍋Ｃを移し変える。そして、該第２ローラコンベアＢ３ｂを作動させて、前記取鍋Ｃを注湯設備Ｆの自動注湯装置Ｆ１に搬送する。

このようにして、取鍋Ｃは、溶解設備Ｅで溶湯を受湯し、溶湯処理設備Ａで溶湯処理され、注湯設備Ｆまで搬送される。なお、前記第２ローラコンベアＢ３ｂは、注湯設備Ｆの自動注湯装置Ｆ１の数によってさらに増やすこともできる。その場合は、高速鋳型造型機にも対応が可能である。

なお、本発明は特定の望ましい実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内で当業界の通常の知識によって多様な応用が可能である。

１ 取鍋搬送支持装置
１ａ ローラコンベヤ
１ａＡ ローラ
１ａＢ ローラ駆動装置
１ｂ バックレスト
２ 黒鉛球状化処理装置
２ａ ワイヤ供給装置
２ｂ ワイヤガイド
３ 蓋開閉装置
３ａ 開閉アーム
３ｂ 蓋昇降装置
４ 取鍋傾動装置
４ａ シリンダ
４ｂ シリンダ先端
４ｃ 傾動用ブラケット
Ａ 溶湯処理設備
Ａ１ 架台フレーム
Ａ２ Ｍｇワイヤ
Ａ３ 傾動軸
Ａ４ ノロ取り作業位置
Ｂ 溶湯搬送ライン
Ｂ１ 軌道
Ｂ２ 台車
Ｂ３ ローラコンベヤ
Ｃ 取鍋
Ｄ 蓋
Ｄ１ 投入口
Ｄ２ 取手
Ｅ 溶解設備
Ｆ 注湯設備

Claims (12)

1. 蓋を有する取鍋の中の溶湯に黒鉛球状化剤を用いて黒鉛球状化処理をし、黒鉛球状化処理を行った取鍋内の溶湯のノロを除去する溶湯処理設備であって、
   前記蓋をした前記取鍋を所定位置まで搬送するとともに、傾動時に前記取鍋を支える取鍋搬送支持装置と、
   所定位置に搬送された前記蓋をした前記取鍋内の溶湯に接種剤を投入することで黒鉛球状化させる黒鉛球状化処理装置と、
   前記取鍋の蓋を昇降させることで前記蓋を開閉する蓋開閉装置と、
   前記蓋開閉装置で前記蓋が開とされた状態で、前記ノロを除去するために、前記取鍋搬送支持装置を前記取鍋とともに傾動させる取鍋傾動装置
   とを備えた溶湯処理設備。
2. 前記取鍋搬送支持装置が、前記取鍋傾動装置で傾動された前記取鍋を支えるバックレストを備える、
   請求項１記載の溶湯処理設備。
3. 前記バックレストは、前記取鍋と接触することにより前記搬送される取鍋を所定位置で停止させる、
   請求項２記載の溶湯処理設備。
4. 前記蓋の上面には、取手が設けられ、
   前記蓋開閉装置は、前記所定位置に搬送された前記取鍋の蓋の前記取手を支える開閉アームと、該開閉アームを上下させる蓋昇降装置とを備える、
   請求項３記載の溶湯処理設備。
5. 前記取鍋傾動装置は２つのシリンダーであり、該シリンダーの先端は、前記取鍋搬送支持装置に取り付けられたブラケットに軸支される、
   請求項４記載の溶湯処理設備。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の溶湯処理設備を用いた溶湯処理方法であって、
   溶湯を取鍋に受湯する受湯工程と、
   前記溶湯を受湯した取鍋に蓋をする蓋閉工程と、
   前記蓋をした前記取鍋を所定位置まで搬送する搬送工程と、
   前記蓋をした前記取鍋内の溶湯に接種剤を投入する黒鉛球状化処理工程と、
   該黒鉛球状化処理工程を経た前記取鍋の蓋を開ける蓋上昇工程と、
   前記蓋を開けた前記取鍋を傾動させる取鍋傾動工程と、
   前記傾動した取鍋からノロを除去するノロ取り工程、
   とを含み、
   黒鉛球状化処理工程とノロ取り工程が同一の場所で行われることを特徴とした溶湯処理方法。
7. 請求項１ないし５のいずれかに１項記載の溶湯処理設備を配置した溶湯を溶解設備から自動注湯装置まで搬送する溶湯搬送ラインであって、
   該溶湯搬送ラインは、
   材料を溶解させる溶解炉もしくは溶解させた溶湯を保持する保持炉を有するとともに該溶湯を取鍋へ受湯させる溶解設備と、
   前記取鍋の中の溶湯に黒鉛球状化処理を行うとともにノロを除去する溶湯処理設備と、
   鋳型へ溶湯を鋳込む注湯設備と、
   前記溶解設備と前記注湯設備との間を連絡する軌道と、
   前記取鍋が載置され前記軌道上を走行する台車
   とを備えたことを特徴とする溶湯搬送ライン。
8. 前記注湯設備が、複数の自動注湯装置を備えていることを特徴とする請求項７記載の溶湯搬送ライン。
9. 前記溶湯処理設備が前記軌道に沿って配置されていることを特徴とする請求項８記載の溶湯搬送ライン。
10. 請求項１ないし５のいずれかに１項記載の溶湯処理設備を配置した溶湯を溶解設備から自動注湯装置まで搬送する溶湯搬送ラインであって、
    材料を溶解させる溶解炉もしくは溶解させた溶湯を保持する保持炉を有するとともに該溶湯を取鍋へ受湯させる溶解設備と、
    鋳型へ溶湯を鋳込む複数の自動注湯装置を備えている注湯設備と、
    前記溶解設備に隣接される第１軌道と、
    前記取鍋が載置され前記第１軌道上を走行する第１台車と、
    前記第１軌道と直交し前記第１台車から前記取鍋を受け取る第１ローラコンベアと、
    前記注湯設備の複数の自動注湯装置それぞれに対応する位置に取鍋を搬送する複数の第２ローラコンベアと、
    前記第１ローラコンベアで搬送された取鍋を前記複数の第２ローラコンベアのいずれかに移し変えるための第２軌道と、
    前記第２軌道上を走行し、前記取鍋を前記第１ローラコンベアから前記第２ローラコンベアに移し変える第２台車と、
    を備えたことを特徴とする溶湯搬送ライン。
11. 前記溶湯処理設備が前記第１軌道に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０記載の溶湯搬送ライン。
12. 前記溶湯処理設備が前記第２軌道に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０記載の溶湯搬送ライン。

Images