JP5471993B2 - Molten metal supply method - Google Patents

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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

本発明は、鋳造機に溶融金属を供給する溶融金属供給方法に関する。   The present invention relates to a molten metal supply method for supplying molten metal to a casting machine.

従来、特許文献1には、溶融金属(溶湯)を貯留する保持炉と、保持炉の内部から保持炉の外部に突出して保持炉の内部の溶融金属を鋳造機に向けて出湯する給湯管とを備え、保持炉の内部を加圧することによって給湯管の先端から出湯させる溶融金属供給装置が記載されている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a holding furnace that stores molten metal (molten metal), a hot water supply pipe that protrudes from the inside of the holding furnace to the outside of the holding furnace, and discharges the molten metal inside the holding furnace toward the casting machine. And a molten metal supply device that discharges hot water from the tip of the hot water supply pipe by pressurizing the inside of the holding furnace is described.

この種の溶融金属供給装置を用いて鋳造機に溶融金属を供給する溶融金属供給方法においては、給湯管で溶融金属が酸化しやすいので、溶湯品質の低下を招きやすいという問題がある。   In the molten metal supply method for supplying molten metal to a casting machine using this type of molten metal supply device, there is a problem that the molten metal is easily oxidized in the hot water supply pipe, and the quality of the molten metal is likely to be deteriorated.

そこで、従来、特許文献2には、給湯管近傍を不活性ガス濃厚雰囲気にすることにより、溶湯に酸素が触れることを抑制して溶湯の酸化を抑制する技術が記載されている。   Therefore, conventionally, Patent Document 2 describes a technique for suppressing oxidation of the molten metal by suppressing the contact of the molten metal with an inert gas rich atmosphere in the vicinity of the hot water supply pipe.

特開平2−268957号公報JP-A-2-268957 特開平6−23510号公報JP-A-6-23510

しかしながら、上記特許文献2の従来技術では、高価な不活性ガスを用いる必要があり、また不活性ガスを供給するための複雑な装置も必要であるので、鋳造コストが高くなるという問題がある。   However, the prior art disclosed in Patent Document 2 requires the use of an expensive inert gas and also requires a complicated device for supplying the inert gas.

本発明は上記点に鑑みて、給湯管内における溶融金属の酸化を抑制することを目的とする。   An object of this invention is to suppress the oxidation of the molten metal in a hot-water supply pipe | tube in view of the said point.

上記目的を達成するため、本発明者は、給湯管内における溶融金属の酸化について検討した結果、給湯管内における溶融金属の液面の変動が溶融金属の酸化進行の支配要因であることを突き止めた。すなわち、給湯管内における溶融金属の液面の変動量が大きいほど溶融金属の酸化進行が促進されるという新たな知見を得た。   In order to achieve the above object, the present inventor has examined the oxidation of the molten metal in the hot water supply pipe, and as a result, has found that the fluctuation of the liquid level of the molten metal in the hot water supply pipe is the dominant factor in the progress of oxidation of the molten metal. That is, the present inventors have obtained new knowledge that as the amount of fluctuation in the liquid level of the molten metal in the hot water supply pipe increases, the progress of oxidation of the molten metal is accelerated.

この知見に基づいて、請求項1に記載の発明では、溶融金属を貯留する炉(11)の内圧を高めることによって、炉(11)に貯留された溶融金属(1)を給湯管(12)の上端側開口部から流出させる給湯工程を含み、
給湯工程では、給湯管(12)の内部における溶融金属(1)の液面の高さの変動量(ΔH)を、給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜75%にすることを特徴とする。
Based on this knowledge, in the invention described in claim 1, the molten metal (1) stored in the furnace (11) is supplied to the hot water supply pipe (12) by increasing the internal pressure of the furnace (11) that stores the molten metal. Including a hot water supply process for flowing out from the upper end side opening of
In the hot water supply process, the amount of fluctuation (ΔH) in the liquid level of the molten metal (1) inside the hot water supply pipe (12) is set to 1 to 75% of the length dimension (L) of the hot water supply pipe (12). It is characterized by that.

これによると、給湯管(12)の内部における溶融金属(1)の液面の高さの変動量(ΔH)を75%以下に抑えるので、給湯管(12)内における溶融金属(1)の酸化を抑制することができる。   According to this, since the fluctuation amount (ΔH) of the liquid level of the molten metal (1) in the hot water pipe (12) is suppressed to 75% or less, the molten metal (1) in the hot water pipe (12) Oxidation can be suppressed.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の溶融金属供給方法において、給湯工程では、給湯管(12)の内部における溶融金属(1)の液面の高さの変動量(ΔH)を、給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜50%にすることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the molten metal supply method according to the first aspect, in the hot water supply step, the amount of fluctuation (ΔH) in the height of the liquid level of the molten metal (1) in the hot water supply pipe (12). Is 1 to 50% of the length dimension (L) of the hot water supply pipe (12).

これにより、給湯管(12)内における溶融金属(1)の酸化をより抑制することができる。   Thereby, the oxidation of the molten metal (1) in the hot water supply pipe (12) can be further suppressed.

請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の溶融金属供給方法において、給湯工程では、給湯管(12)の内部における溶融金属(1)の液面の高さの変動量(ΔH)を、給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜25%にすることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the molten metal supply method according to the first aspect, in the hot water supply step, the amount of fluctuation (ΔH) in the height of the liquid level of the molten metal (1) in the hot water supply pipe (12). Is 1 to 25% of the length dimension (L) of the hot water supply pipe (12).

これにより、給湯管(12)内における溶融金属(1)の酸化をより一層抑制することができる。   Thereby, the oxidation of the molten metal (1) in the hot water supply pipe (12) can be further suppressed.

請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の溶融金属供給方法において、炉(11)の内圧をプリレベル圧(P0)に保つプリレベル保持工程を含み、
給湯工程では、炉(11)の内圧をプリレベル圧(P0)よりも上昇させて溶融金属(1)を給湯管(12)の上端側開口部から流出させ、次いで炉(11)の内圧をプリレベル圧(P0)よりも低い湯切り圧(P2)まで低下させ、
湯切り圧(P2)およびプリレベル圧(P0)をゲージ圧力で表したとき、湯切り圧(P2)をプリレベル圧(P0)の60〜90%にすることを特徴とする。
The invention according to claim 4 includes a pre-level holding step of keeping the internal pressure of the furnace (11) at the pre-level pressure (P0) in the molten metal supply method according to any one of claims 1 to 3,
In the hot water supply step, the internal pressure of the furnace (11) is raised above the pre-level pressure (P0) to allow the molten metal (1) to flow out from the opening on the upper end side of the hot water supply pipe (12), and then the internal pressure of the furnace (11) is pre-leveled. The hot water cutting pressure (P2) is lower than the pressure (P0),
When the hot water cutting pressure (P2) and the pre-level pressure (P0) are expressed by gauge pressure, the hot water cutting pressure (P2) is set to 60 to 90% of the pre-level pressure (P0).

これにより、サージ圧の発生による溶融金属(1)の飛び出しを抑制しつつ、液面変動量(ΔH)を小さく抑えることができる。   Thereby, liquid level fluctuation amount ((DELTA) H) can be restrained small, suppressing jumping out of the molten metal (1) by generation | occurrence | production of surge pressure.

請求項5に記載の発明のように、請求項4に記載の溶融金属供給方法において、湯切り圧(P2)をプリレベル圧(P0)の70〜90%にすれば、液面変動量(ΔH)をより小さく抑えることができる。   As in the fifth aspect of the invention, in the molten metal supply method of the fourth aspect, if the hot water cutting pressure (P2) is set to 70 to 90% of the pre-level pressure (P0), the liquid level fluctuation amount (ΔH ) Can be kept smaller.

請求項6に記載の発明のように、請求項4に記載の溶融金属供給方法において、湯切り圧(P2)をプリレベル圧(P0)の80〜90%にすれば、液面変動量(ΔH)をより一層小さく抑えることができる。   As in the invention described in claim 6, in the molten metal supply method according to claim 4, if the hot water cutting pressure (P2) is set to 80 to 90% of the pre-level pressure (P0), the liquid level fluctuation amount (ΔH ) Can be further reduced.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態における溶湯供給装置の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole molten metal supply device composition in one embodiment of the present invention. 図1の溶湯供給装置の各作動状態を示す図である。It is a figure which shows each operation state of the molten metal supply apparatus of FIG. 図1の溶湯供給装置における炉の内圧変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the internal pressure change of the furnace in the molten metal supply apparatus of FIG. 図1の溶湯供給装置における給湯管内の湯面変動を説明する図である。It is a figure explaining the hot_water | molten_metal surface fluctuation | variation in the hot-water supply pipe | tube in the molten metal supply apparatus of FIG.

図1は、本実施形態の溶湯供給装置の全体構成を示す図である。溶湯供給装置は、鋳造機に溶湯(溶融金属)を供給するための装置であり、本実施形態においてはダイカスト用の溶湯供給装置として構成されている。本実施形態の溶湯供給装置を溶融金属供給装置と表現することもできる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a molten metal supply apparatus according to the present embodiment. The molten metal supply apparatus is an apparatus for supplying molten metal (molten metal) to the casting machine, and is configured as a molten metal supply apparatus for die casting in the present embodiment. The molten metal supply apparatus of this embodiment can also be expressed as a molten metal supply apparatus.

図1に示すように、溶湯供給装置10は、溶湯1を貯留する炉11と、炉11内の溶湯1を鋳造機に供給するための給湯管12とを有している。炉11は、例えばセラミック耐火物と断熱材とを用いて形成されている。図1中、上下の矢印は、炉11の設置状態における上下方向(高さ方向)を示している。   As shown in FIG. 1, the molten metal supply device 10 includes a furnace 11 for storing the molten metal 1 and a hot water supply pipe 12 for supplying the molten metal 1 in the furnace 11 to the casting machine. The furnace 11 is formed using, for example, a ceramic refractory and a heat insulating material. In FIG. 1, the up and down arrows indicate the up and down direction (height direction) when the furnace 11 is installed.

溶湯1は、金属材料を溶解することで得られる溶融金属である。アルミダイカスト製品を製造する場合には、金属材料として、アルミニウム合金のインゴットが用いられる。それ以外にも、金属材料として、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム等を用いることもできる。   The molten metal 1 is a molten metal obtained by melting a metal material. When producing an aluminum die-cast product, an aluminum alloy ingot is used as the metal material. In addition, aluminum, zinc, magnesium, or the like can be used as the metal material.

炉11の上部には、溶湯1を所定温度に保つ保温手段として電気式ヒータ13が設けられている。電気式ヒータ13の代わりに直火式の保持バーナが設けられていてもよい。   An electric heater 13 is provided in the upper part of the furnace 11 as a heat retaining means for keeping the molten metal 1 at a predetermined temperature. A direct-fire type holding burner may be provided instead of the electric heater 13.

炉11内には、溶湯1の温度を検出する温度センサ(図示せず)が設けられている。この温度センサからの検出信号に基づいて、例えば電気式ヒータ13の出力が制御され、溶湯1が所定温度に保たれる構成となっている。   A temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the molten metal 1 is provided in the furnace 11. Based on the detection signal from the temperature sensor, for example, the output of the electric heater 13 is controlled, and the molten metal 1 is maintained at a predetermined temperature.

給湯管12は、水平方向に対して傾斜して配置され、下端部が炉11内の溶湯1中に位置し、上端部が炉11の外部に突出して鋳造機の射出スリーブ31に接続されている。給湯管12から溶湯1が出湯される際に溶湯1が冷えることを防止するために、給湯管12には電気ヒータが内蔵されている。   The hot water supply pipe 12 is disposed to be inclined with respect to the horizontal direction, the lower end portion is located in the molten metal 1 in the furnace 11, and the upper end portion protrudes outside the furnace 11 and is connected to the injection sleeve 31 of the casting machine. Yes. In order to prevent the molten metal 1 from being cooled when the molten metal 1 is discharged from the hot water supply pipe 12, an electric heater is incorporated in the hot water supply pipe 12.

炉11にはエアー配管14が接続されており、エアー配管14には、プリレベル加圧弁15、プリレベル排気弁16、給湯加圧弁17および給湯排気弁18が並列に設けられている。   An air pipe 14 is connected to the furnace 11, and a pre-level pressurization valve 15, a pre-level exhaust valve 16, a hot water supply pressurization valve 17, and a hot water supply exhaust valve 18 are provided in parallel to the air pipe 14.

プリレベル加圧弁15およびプリレベル排気弁16は、炉11の内圧をプリレベル圧に調整するプリレベル圧調整手段をなす。プリレベル加圧弁15が開弁されると、図示しない圧縮空気供給装置からの圧縮空気が炉11内に供給され、炉11の内圧が上昇する。炉11の内圧がプリレベル圧を越えて上昇した場合には、プリレベル排気弁16を開弁することで、炉11内の圧縮空気を大気中に排気して炉11の内圧を低下させる。   The pre-level pressurization valve 15 and the pre-level exhaust valve 16 constitute pre-level pressure adjusting means for adjusting the internal pressure of the furnace 11 to the pre-level pressure. When the pre-level pressurization valve 15 is opened, compressed air from a compressed air supply device (not shown) is supplied into the furnace 11 and the internal pressure of the furnace 11 increases. When the internal pressure of the furnace 11 rises above the pre-level pressure, the pre-level exhaust valve 16 is opened to exhaust the compressed air in the furnace 11 to the atmosphere and lower the internal pressure of the furnace 11.

給湯加圧弁17および給湯排気弁18は、給湯作動時に用いられる。給湯加圧弁17が開弁されると、図示しない圧縮空気供給装置からの圧縮空気が炉11内に供給される。このとき供給される圧縮空気の圧力はプリレベル圧よりも高くなっている。このため、炉11の内圧がプリレベル圧からさらに上昇して給湯管12内の溶湯1の液面が上昇する。その結果、給湯管12の上端側開口部(溶湯流出口)から溶湯1が出湯されて給湯状態になる。   The hot water supply pressurizing valve 17 and the hot water supply exhaust valve 18 are used during hot water supply operation. When the hot water supply pressurizing valve 17 is opened, compressed air from a compressed air supply device (not shown) is supplied into the furnace 11. The pressure of the compressed air supplied at this time is higher than the pre-level pressure. For this reason, the internal pressure of the furnace 11 further rises from the pre-level pressure, and the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 rises. As a result, the molten metal 1 is discharged from the upper end side opening (molten outlet) of the hot water supply pipe 12 to be in a hot water supply state.

給湯を停止する際には、給湯排気弁18を開く。これにより、炉11内の圧縮空気が大気中に排気され、炉11の内圧が低下するので、給湯管12内の溶湯1の液面が下降して給湯管12からの出湯が停止される。   When the hot water supply is stopped, the hot water supply exhaust valve 18 is opened. As a result, the compressed air in the furnace 11 is exhausted to the atmosphere, and the internal pressure of the furnace 11 decreases, so that the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 is lowered and hot water from the hot water supply pipe 12 is stopped.

プリレベル加圧弁15、プリレベル排気弁16、給湯加圧弁17および給湯排気弁18は電磁ソレノイドによって開閉されるようになっている。各弁15〜18を開閉する電磁ソレノイドは、制御装置(制御手段)19によって制御されるようになっている。   The pre-level pressurization valve 15, the pre-level exhaust valve 16, the hot water supply pressurization valve 17 and the hot water supply exhaust valve 18 are opened and closed by electromagnetic solenoids. The electromagnetic solenoid that opens and closes each of the valves 15 to 18 is controlled by a control device (control means) 19.

制御装置19は、CPU、RAM、ROM、I/O、タイマ等を有するマイクロコンピュータであり、CPUがROM中のプログラムを実行することで、所望の処理を実行する。   The control device 19 is a microcomputer having a CPU, a RAM, a ROM, an I / O, a timer, etc., and the CPU executes a program in the ROM to execute a desired process.

制御装置19の入力側には、圧力センサ20および給湯センサ21が接続されている。圧力センサ20は、炉11の内圧を検出する内圧検出手段をなす。給湯センサ21は、給湯管12の先端側に設けられ、給湯管12の溶湯流出口からの溶湯の流出を検出する溶湯流出検出手段をなす。   A pressure sensor 20 and a hot water supply sensor 21 are connected to the input side of the control device 19. The pressure sensor 20 serves as an internal pressure detection unit that detects the internal pressure of the furnace 11. The hot water supply sensor 21 is provided on the distal end side of the hot water supply pipe 12 and constitutes a molten metal outflow detection means for detecting the outflow of the molten metal from the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12.

さらに、制御装置19には、操作盤22に設けられた各種操作スイッチ、操作ボタンからの操作信号も入力されるようになっている。操作盤22に設けられた各種操作スイッチ、操作ボタンとしては、例えば給湯準備ボタン22a、給湯準備解除ボタン22bおよび給湯開始ボタン22c等が設けられている。   Furthermore, operation signals from various operation switches and operation buttons provided on the operation panel 22 are also input to the control device 19. As various operation switches and operation buttons provided on the operation panel 22, for example, a hot water supply preparation button 22a, a hot water supply preparation release button 22b, a hot water supply start button 22c, and the like are provided.

また、制御装置19には、鋳造機の制御盤32からの給湯指令信号が入力されるようになっている。   The controller 19 is supplied with a hot water supply command signal from the control panel 32 of the casting machine.

次に、上記構成における作動を説明する。図2は、溶湯供給装置の各作動状態を示す図である。溶湯供給装置の各作動状態としては、図2(a)に示す定常状態、図2(b)に示すプリレベル保持状態、および図2(c)に示す給湯状態がある。   Next, the operation in the above configuration will be described. Drawing 2 is a figure showing each operation state of a molten metal supply device. Each operating state of the molten metal supply apparatus includes a steady state shown in FIG. 2A, a pre-level holding state shown in FIG. 2B, and a hot water supply state shown in FIG.

図2(a)に示す定常状態は、炉11の内圧が大気圧と同じになっている状態である。したがって、定常状態では、給湯管12内における溶湯1の液面が、炉11内における溶湯1の液面と同じ高さになる。   The steady state shown in FIG. 2A is a state where the internal pressure of the furnace 11 is the same as the atmospheric pressure. Therefore, in the steady state, the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 becomes the same height as the liquid level of the molten metal 1 in the furnace 11.

図2(b)に示すプリレベル保持状態は、炉11の内圧が、大気圧よりも高いプリレベル圧に保持された状態である。このプリレベル保持状態では、給湯管12内における溶湯1の液面が定常状態に比べて上昇する。   The pre-level holding state shown in FIG. 2B is a state in which the internal pressure of the furnace 11 is held at a pre-level pressure higher than atmospheric pressure. In this pre-level holding state, the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 rises compared to the steady state.

図2(c)に示す給湯状態は、炉11の内圧が、プリレベル圧よりも高い給湯圧に到達した状態である。この給湯状態では、給湯管12内における溶湯1の液面がプリレベル保持状態からさらに上昇して、溶湯1が給湯管12の溶湯流出口から出湯する。   The hot water supply state shown in FIG. 2 (c) is a state where the internal pressure of the furnace 11 has reached a hot water supply pressure higher than the pre-level pressure. In this hot water supply state, the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 further rises from the pre-level holding state, and the molten metal 1 is discharged from the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12.

定常状態、プリレベル保持状態および給湯状態の切替制御について説明する。定常状態において操作盤22の給湯準備ボタン22aが押されるとプリレベル保持状態になる。具体的には、制御装置19が圧力センサ20の検出信号に基づいてプリレベル加圧弁15およびプリレベル排気弁16を制御することにより、炉11の内圧をプリレベル圧に保つ。   Switching control between the steady state, the pre-level holding state, and the hot water supply state will be described. When the hot water supply preparation button 22a of the operation panel 22 is pressed in the steady state, the pre-level holding state is entered. Specifically, the control device 19 controls the pre-level pressurization valve 15 and the pre-level exhaust valve 16 based on the detection signal of the pressure sensor 20, thereby maintaining the internal pressure of the furnace 11 at the pre-level pressure.

プリレベル保持状態において給湯準備解除ボタン22bが解除されると定常状態に戻る。具体的には、制御装置19がプリレベル排気弁16を開けることにより、炉11内の圧縮空気が大気中に排気されて炉11の内圧が大気圧と同じになる。   When the hot water supply preparation release button 22b is released in the pre-level holding state, the steady state is restored. Specifically, when the control device 19 opens the pre-level exhaust valve 16, the compressed air in the furnace 11 is exhausted into the atmosphere, and the internal pressure of the furnace 11 becomes equal to the atmospheric pressure.

プリレベル保持状態において、操作盤22の給湯開始ボタン22cが押され、または鋳造機の制御盤32から給湯指令信号を受けると給湯状態になる。具体的には、制御装置19が給湯加圧弁17を開弁することによって、炉11の内圧がプリレベル圧からさらに上昇する。これにより、給湯管12内における溶湯1の液面がプリレベル保持状態からさらに上昇して、溶湯1が給湯管12の溶湯流出口から出湯する。溶湯1が給湯管12の溶湯流出口から出湯すると、給湯センサ21の検出信号が制御装置19に入力される。   When the hot water start button 22c of the operation panel 22 is pressed or a hot water supply command signal is received from the control panel 32 of the casting machine in the pre-level holding state, the hot water supply state is entered. Specifically, when the control device 19 opens the hot water supply pressurizing valve 17, the internal pressure of the furnace 11 further increases from the pre-level pressure. Thereby, the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 further rises from the pre-level holding state, and the molten metal 1 is discharged from the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12. When the molten metal 1 is discharged from the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12, a detection signal from the hot water supply sensor 21 is input to the control device 19.

給湯状態において、制御装置19は、圧力センサ20の検出信号に基づいて、炉11の内圧がプリレベル圧よりも高い給湯圧に到達したか否かを判断する。制御装置19は、炉11の内圧がプリレベル圧よりも高い給湯圧に到達したと判断すると給湯加圧弁17を閉弁する。これにより、炉11の内圧が給湯圧に保たれる。なお、制御装置19は、給湯センサ21の検出信号が入力されてからの経過時間に基づいて、炉11の内圧がプリレベル圧よりも高い給湯圧に到達したか否かを判断してもよい。   In the hot water supply state, the control device 19 determines whether or not the internal pressure of the furnace 11 has reached a hot water supply pressure higher than the pre-level pressure, based on the detection signal of the pressure sensor 20. When it is determined that the internal pressure of the furnace 11 has reached a hot water supply pressure higher than the pre-level pressure, the control device 19 closes the hot water supply pressurizing valve 17. Thereby, the internal pressure of the furnace 11 is maintained at the hot water supply pressure. Note that the control device 19 may determine whether or not the internal pressure of the furnace 11 has reached a hot water supply pressure higher than the pre-level pressure, based on an elapsed time after the detection signal of the hot water supply sensor 21 is input.

制御装置19は、給湯センサ21の検出信号が入力されてから所定時間経過すると、溶湯1の出湯量が所定量に達したと判断して溶湯1の出湯を停止する。   When a predetermined time elapses after the detection signal of hot water supply sensor 21 is input, control device 19 determines that the amount of hot water discharged from molten metal 1 has reached a predetermined amount, and stops the hot water discharged from molten metal 1.

具体的には、制御装置19が給湯排気弁18を開弁することによって、炉11内の圧縮空気が大気中に排気されて炉11の内圧が低下する。これにより、給湯管12内における溶湯1の液面が給湯管12の溶湯流出口よりも下降するので、溶湯1の出湯が停止される。すなわち、湯切りされる。このとき、制御装置19は、圧力センサ20の検出信号に基づいて、炉11の内圧が、プリレベル圧よりも低い湯切り圧まで下降したか否かを判断する。制御装置19は、炉11の内圧が湯切り圧まで低下したと判断すると給湯加圧弁17を閉弁する。なお、制御装置19は、給湯排気弁18を開弁してからの経過時間に基づいて、炉11の内圧がプリレベル圧よりも高い給湯圧に到達したか否かを判断してもよい。   Specifically, when the control device 19 opens the hot water supply exhaust valve 18, the compressed air in the furnace 11 is exhausted into the atmosphere, and the internal pressure of the furnace 11 decreases. Thereby, since the liquid level of the molten metal 1 in the hot water supply pipe 12 falls below the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12, the hot water discharge of the molten metal 1 is stopped. That is, the hot water is drained. At this time, the control device 19 determines whether or not the internal pressure of the furnace 11 has decreased to a hot water cutting pressure lower than the pre-level pressure, based on the detection signal of the pressure sensor 20. When the control device 19 determines that the internal pressure of the furnace 11 has decreased to the hot water cutting pressure, the hot water supply pressurizing valve 17 is closed. Note that the control device 19 may determine whether or not the internal pressure of the furnace 11 has reached a hot water supply pressure higher than the pre-level pressure, based on an elapsed time since opening the hot water supply exhaust valve 18.

制御装置19は、給湯加圧弁17を閉弁すると、圧力センサ20の検出信号に基づいてプリレベル加圧弁15およびプリレベル排気弁16を制御することにより、炉11の内圧をプリレベル圧に保つ。これによりプリレベル保持状態に戻る。   When the hot water supply pressurization valve 17 is closed, the control device 19 controls the prelevel pressurization valve 15 and the prelevel exhaust valve 16 based on the detection signal of the pressure sensor 20, thereby maintaining the internal pressure of the furnace 11 at the prelevel pressure. As a result, the pre-level holding state is restored.

図3は、プリレベル保持状態→給湯状態→プリレベル保持状態という一連の作動における炉11の内圧変化を示すタイムチャートである。図3の実線は、本実施形態における炉11の内圧変化を示し、図3の破線は、比較例における炉11の内圧変化を示している。   FIG. 3 is a time chart showing a change in internal pressure of the furnace 11 in a series of operations of pre-level holding state → hot water supply state → pre-level holding state. A solid line in FIG. 3 indicates a change in the internal pressure of the furnace 11 in the present embodiment, and a broken line in FIG. 3 indicates a change in the internal pressure of the furnace 11 in the comparative example.

本実施形態および比較例では、炉11の内圧が11kPa(ゲージ圧力)を越えると溶湯1が給湯管12の溶湯流出口から出湯するようになっており(出湯領域>11kPa)、プリレベル圧P0が10kPa(ゲージ圧力)、給湯圧P1が17kPa(ゲージ圧力)に設定されている。   In the present embodiment and the comparative example, when the internal pressure of the furnace 11 exceeds 11 kPa (gauge pressure), the molten metal 1 is discharged from the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12 (tapping area> 11 kPa), and the pre-level pressure P0 is 10 kPa (gauge pressure) and hot water supply pressure P1 are set to 17 kPa (gauge pressure).

そして、比較例における湯切り圧P2cが4kPa(ゲージ圧力)に設定されているのに対し、本実施形態では湯切り圧P2が8kPa(ゲージ圧力)に設定されている。換言すると、比較例では、湯切り圧P2cがプリレベル圧P0の40%(ゲージ圧力比)に設定されているのに対し、本実施形態では、湯切り圧P2がプリレベル圧P0の80%(ゲージ圧力比)に設定されている。   The hot water cutting pressure P2c in the comparative example is set to 4 kPa (gauge pressure), whereas in the present embodiment, the hot water cutting pressure P2 is set to 8 kPa (gauge pressure). In other words, in the comparative example, the hot water cutting pressure P2c is set to 40% (gauge pressure ratio) of the pre-level pressure P0, whereas in the present embodiment, the hot water cutting pressure P2 is 80% (gauge) of the pre-level pressure P0. Pressure ratio).

次に、本実施形態の溶湯供給装置(溶融金属供給装置)を用いた溶湯供給方法(溶融金属供給方法)を説明する。   Next, a molten metal supply method (molten metal supply method) using the molten metal supply device (molten metal supply device) of the present embodiment will be described.

プリレベル保持工程では、炉11の内圧をプリレベル圧P0に保つ。次いで、給湯工程にて、炉11の内圧を高めることによって、炉11内の溶湯1を鋳造機に供給する。   In the pre-level holding step, the internal pressure of the furnace 11 is maintained at the pre-level pressure P0. Next, the molten metal 1 in the furnace 11 is supplied to the casting machine by increasing the internal pressure of the furnace 11 in the hot water supply process.

給湯工程では、炉11の内圧をプリレベル圧P0よりも高い給湯圧P1まで上昇させて溶湯1を給湯管12の上端側開口部から流出させ、次いで炉11の内圧をプリレベル圧P0よりも低い湯切り圧P2まで低下させて湯切りを行う。   In the hot water supply process, the internal pressure of the furnace 11 is raised to a hot water supply pressure P1 higher than the pre-level pressure P0 to cause the molten metal 1 to flow out of the upper end side opening of the hot water supply pipe 12, and then the internal pressure of the furnace 11 is lower than the pre-level pressure P0. The hot water is cut down to the cutting pressure P2.

上述のごとく、本実施形態では、比較例に比べてプリレベル圧P0と湯切り圧P2との差を小さくする。これにより、給湯管12内の湯面変動(溶湯1の液面の変動)を抑制することができるので、給湯管12内における溶湯1の酸化を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the difference between the pre-level pressure P0 and the hot water cutting pressure P2 is reduced as compared with the comparative example. Thereby, since the hot_water | molten_metal surface fluctuation | variation (variation of the liquid level of the molten metal 1) in the hot water supply pipe | tube 12 can be suppressed, the oxidation of the molten metal 1 in the hot water supply pipe | tube 12 can be suppressed.

このことを図4に基づいて説明する。出湯時(給湯時)における給湯管12内の湯面レベル(液面高さ)は、比較例および本実施形態ともに、図4に示す最高湯面レベルH1に達する。最高湯面レベルH1は、給湯管12の溶湯流出口の高さと同じである。   This will be described with reference to FIG. The hot water level (liquid level height) in the hot water supply pipe 12 at the time of hot water supply (hot water supply) reaches the maximum hot water level H1 shown in FIG. 4 in both the comparative example and the present embodiment. The maximum hot water level H1 is the same as the height of the molten metal outlet of the hot water supply pipe 12.

湯切り時(給湯ストップ時)における給湯管12内の湯面レベルは、比較例では図4に示す湯面レベルH2cまで下降するのに対し、本実施形態では、湯切り圧が比較例に比べて高く設定されているので図4に示す湯面レベルH2までしか下降しない。   In the comparative example, the hot water level in the hot water supply pipe 12 at the time of hot water cutting (when hot water supply is stopped) drops to the hot water level H2c shown in FIG. 4, whereas in this embodiment, the hot water cutting pressure is lower than that in the comparative example. Therefore, it is lowered only to the hot water level H2 shown in FIG.

すなわち、比較例では、給湯圧P1と湯切り圧P2cとの差が大きいので、湯切り時の湯面レベルH1と出湯時の湯面レベルH2cとの差ΔHcが大きくなり、給湯管12の内壁に膜状に残って酸化する溶湯の量が多くなってしまうのに対し、本実施形態では、給湯圧P1と湯切り圧P2との差が比較例に比べて小さいので、湯切り時の湯面レベルH1と出湯時の湯面レベルH2cとの差ΔHを小さく抑えることができ、ひいては酸化する溶湯の量を少なくすることができる。   That is, in the comparative example, since the difference between the hot water supply pressure P1 and the hot water cutting pressure P2c is large, the difference ΔHc between the hot water surface level H1 at the time of hot water cutting and the hot water surface level H2c at the time of hot water discharge becomes large, and the inner wall of the hot water supply pipe 12 However, in this embodiment, the difference between the hot water supply pressure P1 and the hot water cutting pressure P2 is smaller than that of the comparative example. The difference ΔH between the surface level H1 and the hot water surface level H2c at the time of pouring can be kept small, and the amount of molten metal to be oxidized can be reduced.

具体的には、湯切り時と出湯時とでの湯面変動量ΔHを、給湯管12の長さ寸法Lの1〜75%にすることで、溶湯酸化を良好に抑制することができる。給湯管12の長さ寸法Lとは、図4に示すように、給湯管12単体の全長を測った寸法のことである。なお、図4の例では、給湯管12の下端側にフィルタ23が設けられている。   Specifically, the molten metal oxidation can be satisfactorily suppressed by setting the hot-water surface fluctuation amount ΔH between the hot water supply time and the hot water temperature to 1 to 75% of the length L of the hot water supply pipe 12. The length dimension L of the hot water supply pipe 12 is a dimension obtained by measuring the entire length of the hot water supply pipe 12 as shown in FIG. In the example of FIG. 4, a filter 23 is provided on the lower end side of the hot water supply pipe 12.

湯面変動量ΔHを給湯管12の長さ寸法Lの1〜50%に抑えれば、溶湯酸化をより良好に抑制できる。湯面変動量ΔHを給湯管12の長さ寸法Lの1〜25%に抑えれば、溶湯酸化を一層抑制できる。   If the molten metal surface fluctuation amount ΔH is suppressed to 1 to 50% of the length dimension L of the hot water supply pipe 12, the molten metal oxidation can be suppressed more satisfactorily. If the molten metal surface fluctuation amount ΔH is suppressed to 1 to 25% of the length dimension L of the hot water supply pipe 12, the molten metal oxidation can be further suppressed.

より具体的には、本実施形態では、湯切り圧P2をプリレベル圧P0の60〜90%(ゲージ圧力比)にすることで、サージ圧の発生による溶湯1の飛び出しを防止できる。サージ圧とは、湯切り時において炉11の内部に瞬間的に発生する圧力のことを言う。   More specifically, in this embodiment, the molten metal 1 can be prevented from popping out due to the generation of surge pressure by setting the hot water cutting pressure P2 to 60 to 90% (gauge pressure ratio) of the pre-level pressure P0. The surge pressure is a pressure that is instantaneously generated inside the furnace 11 when the hot water is drained.

湯切り圧P2をプリレベル圧P0の70〜90%(ゲージ圧力比)にすれば、サージ圧の発生による溶湯1の飛び出しを確実に防止できる。湯切り圧P2をプリレベル圧P0の80〜90%(ゲージ圧力比)にすれば、サージ圧の発生による溶湯1の飛び出しをより確実に防止できる。   If the hot water cutting pressure P2 is set to 70 to 90% (gauge pressure ratio) of the pre-level pressure P0, it is possible to reliably prevent the molten metal 1 from jumping out due to the generation of surge pressure. If the hot water cutting pressure P2 is set to 80 to 90% (gauge pressure ratio) of the pre-level pressure P0, it is possible to more reliably prevent the molten metal 1 from popping out due to the generation of surge pressure.

このように、本実施形態は、給湯管12の内部における溶湯1の液面の高さの変動量ΔHが溶湯1の酸化進行の支配要因であることに着目することにより、当該変動量ΔHを小さく抑えるといった簡易な手法でもって溶湯1の酸化を抑制するものである。   Thus, in the present embodiment, by focusing on the fact that the fluctuation amount ΔH of the liquid surface height of the molten metal 1 inside the hot water supply pipe 12 is a dominant factor in the progress of oxidation of the molten metal 1, the fluctuation amount ΔH is calculated as follows. The oxidation of the molten metal 1 is suppressed by a simple method of keeping it small.

これによると、特許文献2のごとく不活性ガスを用いて溶湯の酸化を抑制する従来技術と比較して鋳造コストを著しく低減することができるので、実用上のメリットが極めて大きい。   According to this, since the casting cost can be remarkably reduced as compared with the prior art that suppresses the oxidation of the molten metal using an inert gas as in Patent Document 2, the practical merit is extremely large.

(他の実施形態)
上記一実施形態では、炉11の内圧を調整するために圧縮空気を用いたが、圧縮空気に限定されるものではなく種々の圧縮気体を用いてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, compressed air is used to adjust the internal pressure of the furnace 11, but the present invention is not limited to compressed air, and various compressed gases may be used.

1 溶湯(溶融金属)
11 炉
12 給湯管
L 給湯管の長さ寸法
P0 プリレベル圧
P1 給湯圧
P2 湯切り圧
ΔH 湯面変動量(給湯管の内部における溶融金属の液面の高さの変動量)
1 Molten metal (molten metal)
11 Furnace 12 Hot-water supply pipe L Length of hot-water supply pipe P0 Pre-level pressure P1 Hot-water supply pressure P2 Hot-water cutting pressure ΔH Hot-water level fluctuation amount

Claims (6)

溶融金属を貯留する炉(11)の内圧を高めることによって、前記炉(11)に貯留された前記溶融金属(1)を給湯管(12)の上端側開口部から流出させる給湯工程を含み、
前記給湯工程では、前記給湯管(12)の内部における前記溶融金属(1)の液面の高さの変動量(ΔH)を、前記給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜75%にすることを特徴とする溶融金属供給方法。
A hot water supply step of causing the molten metal (1) stored in the furnace (11) to flow out from the upper end side opening of the hot water supply pipe (12) by increasing the internal pressure of the furnace (11) storing the molten metal,
In the hot water supply step, the amount of fluctuation (ΔH) in the height of the liquid level of the molten metal (1) inside the hot water supply pipe (12) is 1 to 1 of the length dimension (L) of the hot water supply pipe (12). A molten metal supply method characterized in that the molten metal content is 75%.
前記給湯工程では、前記変動量(ΔH)を前記給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜50%にすることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属供給方法。   2. The molten metal supply method according to claim 1, wherein in the hot water supply step, the fluctuation amount (ΔH) is set to 1 to 50% of a length dimension (L) of the hot water supply pipe (12). 前記給湯工程では、前記変動量(ΔH)を前記給湯管(12)の長さ寸法(L)の1〜25%にすることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属供給方法。   2. The molten metal supply method according to claim 1, wherein in the hot water supply step, the fluctuation amount (ΔH) is set to 1 to 25% of a length dimension (L) of the hot water supply pipe (12). 前記炉(11)の内圧をプリレベル圧(P0)に保つプリレベル保持工程を含み、
前記給湯工程では、前記炉(11)の内圧を前記プリレベル圧(P0)よりも上昇させて前記溶融金属(1)を前記上端側開口部から流出させ、次いで前記炉(11)の内圧を前記プリレベル圧(P0)よりも低い湯切り圧(P2)まで低下させ、
前記湯切り圧(P2)および前記プリレベル圧(P0)をゲージ圧力で表したとき、前記湯切り圧(P2)を前記プリレベル圧(P0)の60〜90%にすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の溶融金属供給方法。
A pre-level maintaining step of maintaining the internal pressure of the furnace (11) at a pre-level pressure (P0),
In the hot water supply step, the internal pressure of the furnace (11) is raised above the pre-level pressure (P0) to cause the molten metal (1) to flow out of the upper end side opening, and then the internal pressure of the furnace (11) Reduce to a hot water pressure (P2) lower than the pre-level pressure (P0),
The hot water cutting pressure (P2) is set to 60 to 90% of the prelevel pressure (P0) when the hot water cutting pressure (P2) and the pre-level pressure (P0) are expressed as gauge pressures. The molten metal supply method according to any one of 1 to 3.
前記湯切り圧(P2)を前記プリレベル圧(P0)の70〜90%にすることを特徴とする請求項4に記載の溶融金属供給方法。   The molten metal supply method according to claim 4, wherein the hot water cutting pressure (P2) is set to 70 to 90% of the pre-level pressure (P0). 前記湯切り圧(P2)を前記プリレベル圧(P0)の80〜90%にすることを特徴とする請求項4に記載の溶融金属供給方法。   The molten metal supply method according to claim 4, wherein the hot water cutting pressure (P2) is 80 to 90% of the pre-level pressure (P0).
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