JP5902840B1 - トラフ、鋳造機、および鋳造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶湯の飛散量を低減するトラフを提供する。【解決手段】トラフ溝部（６１）は、開口部（６１ａ）から鉛直下向きに延びる２つの側面（６４）と、該側面（６４）下端に連なる屈曲部（６６）を含む底面（６５）とを有し、底面（６５）は、略水平な平坦部（６７）を含んでいる。【選択図】図２

Description

本発明は、鋳型内へ溶湯を鋳込むためのトラフ、該トラフを備えた鋳造機、および該鋳造機を用いた鋳造物の製造方法に関するものである。

従来、鋳鉄管などを遠心鋳造する鋳造機では、シュートなどから注ぎ込まれる溶湯を鋳型へ導くための溝部を有するトラフが用いられている（特許文献１など）。

特開平７−２４５６１号公報（１９９５年１月２７日公開）

特許文献１のような、シュートとトラフとが分離して構成され、シュートに対してトラフを相対的に移動させる移動式のトラフでは、シュートからトラフに溶湯が注ぎ込まれる際、溶湯はトラフの溝部に一定の高さから落下する。そのため、溶湯はトラフの溝部の側面に沿って上方へ流れ、該側面側から飛散するなどの問題が生じた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、注ぎ込まれる溶湯の飛散量を低減可能なトラフを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係るトラフは、注ぎ込まれる溶湯を鋳型へ導くトラフ溝部が形成され、前記鋳型に対して相対的に移動可能なトラフ本体を備え、前記トラフ溝部の長手方向と直交する面で切断した切断面において、前記トラフ溝部は、該トラフ溝部の開口部から鉛直下向きに延びる２つの側面と、該側面下端に連なる屈曲部を含む底面とを有し、かつ、前記底面は、略水平な平坦部を含んでいることを特徴としている。

上記の構成では、トラフ溝部は、開口部から鉛直下向きに延びて下端が屈曲部に連なる鉛直な側面を有している。そのため、注ぎ込まれる溶湯の飛散量を低減することが可能となる。

また、上記の構成では、トラフ溝部の底面が略水平な平坦部を含んでいる。そのため、トラフ溝部に注ぎ込まれる溶湯は、平坦部および屈曲部を経てから側面に達することになるので、溶湯がトラフ溝部の側面を上がり難くなる。したがって、トラフ溝部に注ぎ込まれる溶湯の飛散量をより低減することが可能となる。

さらに、上記の構成では、トラフ本体が移動可能であるため、トラフ本体を鋳型から離間する方向に移動させつつ溶湯を鋳型へ導くことにより、トラフ溝部から鋳型へ溶湯を効率的に導くことが可能となる。そのため、トラフ溝部の底面に平坦部を設けてトラフ溝部の幅を相対的に広げた場合であってもトラフ溝部に残留する溶湯を低減することができ、溶湯の利用効率の低下を抑制することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、注ぎ込まれる溶湯の飛散量を効果的に低減可能なトラフを実現することができる。

また、本発明に係るトラフでは、前記切断面において、前記側面の長さをＳ、前記屈曲部の屈曲半径をＲとした場合、Ｓ／Ｒ≧１の関係を満たすことが好ましい。

上記の構成では、Ｓ／Ｒ≧１の関係を満たすことにより、トラフ溝部の深さ方向における側面の割合が相対的に大きくなるため、トラフ溝部に注ぎ込まれる溶湯がトラフ溝部の側面を超え難くなる。

したがって、上記の構成によれば、注ぎ込まれる溶湯の飛散量をより低減することが可能となる。

また、本発明に係るトラフでは、前記溶湯を前記トラフ本体へ導くシュート溝部を有するシュートの先端部から、前記トラフ溝部に対して前記溶湯が注ぎ込まれ、前記シュート溝部および前記トラフ溝部は、水平方向に対して勾配を有するようにそれぞれ配置されており、前記先端部における前記シュート溝部の水平方向に対する勾配角度から、前記トラフ溝部の水平方向に対する勾配角度を差し引いた勾配差は、１１度以下であることが好ましい。

上記の構成では、先端部におけるシュート溝部とトラフ溝部との勾配差を１１度以下とすることにより、シュートから溶湯が注ぎ込まれる際のトラフ溝部の底面における溶湯の跳ね返りが抑制される。

したがって、上記の構成によれば、注ぎ込まれる溶湯の飛散量をより低減することが可能となる。

また、本発明に係るトラフでは、前記切断面における前記トラフ溝部の断面積は、前記シュート溝部の長手方向と直交する面で切断したときの前記先端部における前記シュート溝部の断面積以上であることが好ましい。

上記の構成では、トラフ溝部の断面積が先端部におけるシュート溝部の断面積以上であるため、シュート溝部からトラフ溝部に注ぎ込まれる溶湯量をトラフ溝部の寸法に応じた適切な範囲に制御し易くなる。そのため、シュートから溶湯が注ぎ込まれる際に、溶湯がトラフ溝部から溢れ出すことを好適に抑制することができる。

したがって、上記の構成によれば、注ぎ込まれる溶湯の飛散量を好適に低減することができる。

また、本発明に係るトラフでは、前記トラフ本体は、前記シュートに対して相対的に移動可能であることが好ましい。

上記の構成では、シュートとトラフ本体とが分離して構成され、シュートおよび鋳型に対してトラフ本体を相対的に移動させるため、鋳型に対してシュートおよびトラフ本体の双方を相対的に移動させる構成に比べて、より高精度なトラフ本体の移動制御が可能となる。

また、シュートに対してトラフ本体を相対的に移動させる構成では、シュートからトラフに注ぎ込まれる溶湯の飛散可能性が高まるおそれがあるが、本発明に係るトラフを適用することで、シュートに対してトラフ本体を相対的に移動させる構成において、溶湯の飛散量を好適に低減することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、高精度なトラフの移動制御を実現しつつ、シュートからトラフに注ぎ込まれる溶湯の飛散量を低減することが可能となる。

また、シュートに対してトラフ本体を相対的に移動させることにより、トラフ溝部に残留する溶湯をより低減することが可能となる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る鋳造機は、本発明に係るトラフを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、トラフに注ぎ込まれる溶湯の飛散量を低減可能な鋳造機を実現することができる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る鋳造物の製造方法は、本発明に係る鋳造機を用いた鋳造物の製造方法であって、前記トラフを介して、円筒形状の前記鋳型に前記溶湯を供給する溶湯供給工程を含んでおり、前記溶湯供給工程にてさらに、前記鋳型の円筒軸を軸として前記鋳型を回動させつつ、前記鋳型から離間する方向に、前記円筒軸に沿って前記トラフを移動させることを特徴としている。

上記の方法によれば、トラフに注ぎ込まれる溶湯の飛散量が低減されるため、飛散した溶湯の付着による他装置の破損を抑制可能な鋳造物の製造方法を実現することができる。

本発明によれば、注ぎ込まれる溶湯の飛散量を低減可能なトラフを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る鋳造機の構成を示す断面図である。 図１に示されるトラフの形状を示す断面図である。 図１に示されるシュートおよびトラフの勾配差を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態２に係る鋳造機の構成を示す断面図であり、鋳造開始時点の様子を示している。 図４に示される鋳造機の構成を示す断面図であり、鋳造終了時点の様子を示している。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、本発明に係るトラフを備えた鋳造機の一例を説明する。

（鋳造機１００の構成）
図１は、実施の形態１に係る鋳造機１００の構成を示す断面図である。具体的に、図１は鋳造終了時点の様子を示している。図１に示す鋳造機１００は、定置取鍋１から溶湯２が供給される円弧取鍋３、モーター４、シュート５、トラフ６、鋳造部７、およびトラフ移動部８を備えている。円弧取鍋３は、取鍋本体９およびノズル（注湯口）１０を備えている。

取鍋本体９は、溶湯２を貯留するものである。取鍋本体９は、第１断面（取鍋本体９から外部への注湯方向と、鉛直方向とで規定される平面と平行な方向における断面、すなわち、紙面と同じ面）形状が中心３ｃを中心とする第１円弧である底面部９ｂを備えている。

換言すれば、取鍋本体９の第１断面視は、中心３ｃを中心とする扇形である。取鍋本体９は、モーター４により、中心３ｃを回動軸として、取鍋本体９から外部への注湯方向と、鉛直方向とで規定される平面内で回動される。なお、底面部９ｂは、該回動軸に沿って（紙面表裏方向に）延伸するように設けられている。

ノズル１０は、底面部９ｂに配置されている。円弧取鍋３は、このノズル１０から、取鍋本体９に貯留された溶湯２を外部へ注湯することが可能となっている。モーター４により取鍋本体９の回動角度を制御することで、取鍋本体９から外部へ注湯される溶湯２の量を調節することが可能である。また、取鍋本体９の回動に追従して、ノズル１０も回動される。

シュート５は、円弧取鍋３から注湯された溶湯２を受け、受けた溶湯２を水平方向（トラフ６）へ導く溝状の部材である。シュート５は、溶湯２をトラフ６へ導くシュート溝部５１（図３参照）を有している。このシュート５は、その表面に塗型（黒鉛等）が塗布されている。シュート５により導かれた溶湯２は、シュート５の先端部５２から、トラフ６に供給される。

トラフ６は、溶湯２が通る溝であり、鋳造部７側が下がるようにやや傾斜して直線的に延伸しており、台車６ｂに載せられている。このトラフ６は、シュート５の先端部５２から注ぎ込まれる溶湯２を鋳造部７へ導くトラフ溝部６１（図２参照）を有している。

トラフ移動部８は、例えばレールであり、トラフ６の延伸方向に沿って台車６ｂを移動させる。トラフ６は、普段は該レールに対して平行な傾斜角度であるが、該レールに対して鋳造部７側が下がるようにさらに傾斜させることが可能となっていてもよい。

鋳造部７は、モールド（鋳型）１１、スリーブ１２、モールド回動機構１３、および制振台１４を備えている。モールド１１およびスリーブ１２は、円筒形状である。また、スリーブ１２は、モールド１１を囲むように、モールド１１に対して同心円状に設けられている。さらに、モールド１１とスリーブ１２との間には空間１５が形成されており、この空間１５に冷却用の流体（水など）を供給することにより、モールド１１の冷却が可能となっている。

なお、トラフ６に導かれた溶湯２は、鋳造部７側のトラフ６の端部（以下、トラフ６の終端と称する）から流れ落ち、モールド１１へ導かれる。つまり、トラフ６の終端が、モールド１１への溶湯２の供給部分となっている。

モールド回動機構１３は、モールド１１およびスリーブ１２を、モールド１１の円筒軸を回動軸として回動させる。モールド回動機構１３による回動の手法としては、スリーブ１２の両端を支持ローラによって支持し、制振台１４に搭載されたローラをスリーブ１２の下方に接触させ、この制振台１４に搭載されたローラをモーターＭにより回動させる手法が挙げられる。

制振台１４は、モールド１１およびスリーブ１２の回動時における、モールド１１の振動を抑えるものである。また上述したとおり、制振台１４にはローラが設けられており、このローラがモールド１１およびスリーブ１２を回動させている（モールド回動機構１３の機能の一部を担っている）。

鋳造機１００では、取鍋本体９を回動させることにより、ノズル１０の位置を変化させることができる。これにより、シュート５が溶湯２を受ける位置を、取鍋本体９の回動角度に応じて適宜変化させることができる。この結果、シュート５表面の溶湯接触面に塗布された塗型を厚塗りしないでも、シュート５表面に焼き付きが生じることを抑制することができ、シュート５に対するダメージを低減することができる。

このように、溶湯２の流れを安定化させることにより、鋳造物の製造コストの低減、および鋳造物の製造精度の向上が期待できる。また、シュート５表面に塗布された塗型（黒鉛など）が剥がれることを抑制することができるため、鋳造物の品質低下を抑制することができる。さらに、シュート５表面に焼き付きが生じることを抑制することができるため、シュート５に対するダメージを低減することができる。

（トラフ６形状の詳細）
図２は、図１に示されるトラフ６の形状を示す断面図である。この図２は、トラフ溝部６１の長手方向と直交する面で切断した場合のトラフ６の切断面を示している。図２に示すように、トラフ６は、トラフ溝部６１および凹部６２が形成されたトラフ本体６３を備えている。

トラフ溝部６１は、シュート５から注ぎ込まれる溶湯２をモールド１１へ導くものである。トラフ溝部６１は、直線状に延伸するトラフ本体６３の延伸方向に沿って、トラフ本体６３の上部に形成されている。トラフ溝部６１は、側面６４と、屈曲部６６および平坦部６７を含む底面６５とを有している。

凹部６２は、モールド１１内へ添加剤を供給するための添加剤供給管などが配置されるものである。凹部６２は、トラフ溝部６１と並行するように、トラフ本体６３の下部に形成されている。

ここで、シュート５からトラフ６へ溶湯２が注ぎ込まれる際、溶湯２はトラフ溝部６１の底面６５に一定の高さから落下する。そのため、溶湯２は、トラフ溝部６１の側面６４に沿って上方へ流れ、該側面６４側から飛散し得る。

そこで、トラフ溝部６１は、上記切断面において、トラフ溝部６１の開口部６１ａから鉛直下向きに延びて下端が屈曲部６６に連なる２つの鉛直な側面６４を有している。トラフ溝部６１の側面６４が鉛直であることにより、溶湯２の上方への流れを抑制されるため、シュート５から注ぎ込まれる溶湯２の飛散量を低減することが可能となる。ここで、本発明において鉛直とは、水平方向に対して９０度の角度を成すこと、並びに、その誤差範囲として±２度までの傾斜を許容するものである。

また、トラフ溝部６１は、上記切断面において、トラフ溝部６１の底面６５が略水平な平坦部６７を含んでいる。トラフ溝部６１の底面６５が略水平な平坦部６７を含むことにより、トラフ溝部６１に注ぎ込まれる溶湯２は、平坦部６７および屈曲部６６を経てから側面６４に達することになる。そのため、溶湯２がトラフ溝部６１の側面６４を上がり難くなるので、溶湯２の飛散量をより低減することが可能となる。ここで、本発明において略水平とは、水平方向に対して０度の角度をなすこと、並びに、その誤差範囲として±１度までの傾斜を許容するものである。

なお、トラフ６では、上記切断面において、側面６４の長さをＳ、屈曲部６６の屈曲半径をＲとした場合、Ｓ／Ｒ≧１の関係を満たすことが好ましく、Ｓ／Ｒ≧１.５であることがより好ましい。

上記関係を満たすことにより、トラフ溝部６１の深さＨ方向における側面６４の割合が相対的に大きくなる。そのため、シュート５から注ぎ込まれる溶湯２がトラフ溝部６１の側面６４を超え難くなるので、溶湯２の飛散量をより低減することが可能となる。

また、トラフ溝部６１は、上記切断面において、トラフ溝部６１の開口部６１ａの幅Ｗは、トラフ溝部６１の深さＨ以上になっていることが好ましい。

トラフ溝部６１の開口部６１ａの幅Ｗが深さＨ以上であることにより、注ぎ込まれる溶湯量に起因するトラフ溝部６１を流れる溶湯２の液面の高さ変動を小さくすることができる。そのため、トラフ溝部６１を流れる溶湯２の液面の位置が安定するので、トラフ本体６３の熱変形挙動を安定させることが可能となる。

（シュートおよびトラフの勾配の説明）
図３は、図１に示されるシュート５およびトラフ６の勾配差を説明するための断面図である。図３に示すように、シュート５は、シュート本体５３および絞り部５４から構成されている。シュート本体５３および絞り部５４には、円弧取鍋３から注がれる溶湯２をトラフ６へ導くシュート溝部５１がそれぞれ形成されている。

シュート本体５３は、円弧取鍋３から注がれた溶湯２を絞り部５４へ導く円弧型の溝状の部材である。シュート本体５３は、円弧取鍋３から注がれた溶湯２を絞り部５４へ導く。

絞り部５４は、溶湯２の流れ方向に対して下流側のシュート本体５３の端部に接続され、シュート本体５３を流れてきた溶湯２をトラフ６へ導く直線型または曲線型の溝状の部材である。絞り部５４は、例えば、シュート本体５３の下流側の端部に溶接されて、シュート本体５３と一体的に構成されている。

シュート５およびトラフ６は、水平方向に対して所定の勾配を有するようにそれぞれ配置されている。すなわち、シュート５は、先端部５２におけるシュート溝部５１の水平方向に対する角度が勾配角度αとなるように配置されている。また、トラフ６は、トラフ溝部６１の水平方向に対する角度が勾配角度βとなるように配置されている。

ここで、先端部５２におけるシュート溝部５１の勾配角度αから、トラフ溝部６１の勾配角度βを差し引いた勾配差は、１１度以下であることが好ましい。これにより、シュート５から溶湯２が注ぎ込まれる際のトラフ溝部６１の底面６５における溶湯２の跳ね返りが抑制されるため、溶湯２の飛散量を効果的に低減することが可能となる。

また、上記切断面におけるトラフ溝部６１の断面積は、先端部５２における絞り部５４のシュート溝部５１の断面積以上であることが好ましい。

これにより、シュート溝部５１からトラフ溝部６１に注ぎ込まれる溶湯量をトラフ溝部６１の寸法に応じた適切な範囲に制御し易くなる。そのため、シュート５から溶湯２が注ぎ込まれる際に溶湯２がトラフ溝部６１から溢れ出すことを好適に抑制することが可能となり、溶湯２の飛散量を好適に低減することができる。

なお、絞り部５４は、先端部５２に近づくにつれてシュート溝部５１の幅が段階的に小さくなる構成であってもよい。また、絞り部５４は、先端部５２に近づくにつれてシュート溝部５１の幅が連続的に小さくなる構成であってもよい。

〔鋳造機１００の効果〕
以上のように、本実施の形態に係る鋳造機１００は、本発明に係るトラフ６を備えている。トラフ６は、シュート５から注ぎ込まれる溶湯２をモールド１１へ導くトラフ溝部６１が形成され、モールド１１に対して相対的に移動可能なトラフ本体６３を備え、トラフ溝部６１の長手方向と直交する面で切断した切断面において、トラフ溝部６１は、該トラフ溝部６１の開口部６１ａから鉛直下向きに延びる２つの側面６４と、該側面６４の下端に連なる屈曲部６６を含む底面６５とを有し、かつ、底面６５は、略水平な平坦部６７を含んでいる。

トラフ６では、トラフ溝部６１が、開口部６１ａから鉛直下向きに延びて下端が屈曲部６６に連なる鉛直な側面６４を有しているため、シュート５から溶湯２が注ぎ込まれる際の溶湯２の飛散量を低減することが可能となる。

また、トラフ６では、トラフ溝部６１の底面６５が略水平な平坦部６７を含むことにより、トラフ溝部６１に注ぎ込まれる溶湯２は、平坦部６７および屈曲部６６を経てから側面６４に達することになる。そのため、溶湯２がトラフ溝部６１の側面６４を上がり難くなるので、注ぎ込まれる溶湯２の飛散量をより低減することが可能となる。

したがって、本実施の形態によれば、シュート５からトラフ６に注ぎ込まれる際の溶湯２の飛散量を低減可能な鋳造機１００を実現することができる。

なお、トラフ溝部６１の底面６５に平坦部６７を設けてトラフ溝部６１の幅Ｗを相対的に広げた場合、トラフ溝部６１に残留する溶湯２が多くなるため、従来では、トラフ溝部６１の底面６５に平坦部６７を設けることは困難であると考えられていた。

しかしながら、トラフ６では、トラフ本体６３が移動可能であるため、トラフ本体６３をモールド１１から離間する方向に移動させつつ溶湯２をモールド１１へ導くことにより、トラフ溝部６１からモールド１１へ溶湯２を効率的に導く（落とす）ことが可能となる。

そのため、トラフ６によれば、トラフ溝部６１の底面６５に平坦部６７を設けてトラフ溝部６１の幅を相対的に広げた場合であってもトラフ溝部６１に残留する溶湯２を低減することができるので、溶湯２の利用効率の低下を抑制することが可能となる。

なお、本発明において、トラフ溝部６１の形状は、シュート５から溶湯２が注ぎ込まれる際の溶湯２との接触部が、少なくとも上述した形状であればよい。

また、トラフ６の先端部５２は、モールド１１に注湯しやすいように、細くなっていてもよく、右または左方向に曲がっていてもよい。

〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施の形態について、図４および図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施の形態では、本発明に係るトラフを備えた鋳造機を用いた鋳造物の製造方法の一例を説明する。

（鋳造物の製造方法）
図４および図５は、本実施の形態に係る鋳造機の構成を示す断面図である。具体的には、図４は鋳造開始時点の様子を示しており、図５は鋳造終了時点の様子を示している。

図４および図５に示す鋳造機１４０は、モーター４およびシュート５の配置が図１に示す鋳造機１００と主に異なるが、その他の構成は概ね同一である。

図４および図５を参照して、鋳造機１４０を用いた鋳造物の製造方法について下記に説明する。鋳造機１００についても、下記に説明する製造方法により、鋳造物の製造が可能である。

鋳造機１４０による鋳造が開始されると、まず、円弧取鍋３から溶湯２を注湯する。円弧取鍋３から注湯された溶湯２は、シュート５、トラフ６の順に導かれ、トラフ６の終端からモールド１１に供給される（溶湯供給工程）。

このとき、モールド１１およびスリーブ１２は、モールド回動機構１３により、モールド１１の円筒軸を軸として回動されている。

さらにこのとき、図４に示すとおり、トラフ６の終端をシュート５の方向に移動させるように、トラフ移動部８によりトラフ６を移動させる。これにより、トラフ６の終端は、モールド１１におけるシュート５側の端部に向けて移動することになる。したがって、モールド１１におけるシュート５と反対側の端部に溶湯２が供給できるよう、トラフ６の初期位置を設定すれば、モールド１１には、シュート５と反対側の端部からシュート５側の端部へと、順次溶湯２が供給されることになる。

さらにこのとき、トラフ６を、トラフ移動部８のレールに対して鋳造部７側が下がるようにさらに傾斜（勾配）させてもよい。これにより、トラフ６を流れ切らずトラフ溝部６１上に残った溶湯２を、トラフ６の終端からモールド１１に残さず導くことができる。この結果、溶湯２の利用効率を上げると共に、トラフ６上に溶湯が残存することを抑制することができる。

鋳造機１４０による鋳造が終了した時点では、図５に示すとおり、トラフ６の終端は、モールド１１よりシュート５に近い位置となっている。そして、溶湯２は、モールド１１全体に亘って供給されている。なお、円弧取鍋３は、鋳造物１個毎に、必要量の溶湯２を注湯するのが好ましい。

（鋳造物の製造方法の効果）
以上のように、本実施の形態に係る鋳造物の製造方法は、本発明に係る鋳造機１４０を用いた鋳造物の製造方法であって、トラフ６を介して、円筒形状のモールド１１に溶湯２を供給する溶湯供給工程を含んでおり、溶湯供給工程にてさらに、モールド１１の円筒軸を軸としてモールド１１を回動させつつ、トラフ移動部８を制御して、モールド１１から離間する方向に、円筒軸に沿ってトラフ６を移動させる。

本実施の形態に係る鋳造物の製造方法では、鉛直な側面６４を有するトラフ溝部６１が形成されたトラフ６を介して、円筒形状のモールド１１に溶湯２を供給する溶湯供給工程を含んでいるため、シュート５からトラフ６へ溶湯２が注ぎ込まれる際の溶湯２の飛散量を低減することが可能となる。

また、トラフ６では、トラフ溝部６１の底面６５が略水平な平坦部６７を含むため、トラフ溝部６１に注ぎ込まれる溶湯２がトラフ溝部６１の側面６４を上がり難くなる。そのため、トラフ溝部６１に注ぎ込まれる溶湯２の飛散量をより低減することが可能となる。

したがって、本実施の形態によれば、溶湯２がトラフ６に注ぎ込まれる際の溶湯２の飛散量が低減されるため、飛散した溶湯２の付着による他装置の破損を抑制可能な鋳造物の製造方法を実現することができる。

〔実験〕
以下、本発明に関して行った実験について、表１に基づいて説明すれば以下のとおりである。本実験では、形状が異なる４つのトラフについて溶湯飛散量の測定を行った。

下記の表１に、本実験で試験したトラフの形状および試験結果を示す。

表１に示すように、本実験では、本発明に係るトラフとして実施例１および２のトラフ、並びに、比較対象として比較例１および２のトラフを準備した。

（各種のトラフ形状）
実施例１のトラフとして、開口部６１ａの幅Ｗが４８ｍｍ、トラフ溝部６１の深さＨが４０ｍｍ、屈曲部６６の屈曲半径Ｒが１９ｍｍ、鉛直な側面６４の長さＳが２１ｍｍ、平坦部６７の幅Ｂが１０ｍｍ、トラフ溝部６１の長手方向と直交する面で切断した場合の切断面におけるトラフ溝部６１の断面積が１７．６ｃｍ^２のトラフを準備した。

実施例２のトラフとして、開口部６１ａの幅Ｗが４８ｍｍ、トラフ溝部６１の深さＨが４０ｍｍ、屈曲部６６の屈曲半径Ｒが１４ｍｍ、鉛直な側面６４の長さＳが２６ｍｍ、平坦部６７の幅Ｂが２０ｍｍ、上記切断面におけるトラフ溝部６１の断面積が１８．２ｃｍ^２のトラフを準備した。

比較例１のトラフとして、開口部６１ａの幅Ｗが４８ｍｍ、トラフ溝部６１の深さＨが４０ｍｍ、屈曲部６６の屈曲半径Ｒが２４ｍｍ、鉛直な側面６４の長さＳが１６ｍｍ、平坦部６７の幅Ｂが０ｍｍ、上記切断面におけるトラフ溝部６１の断面積が１６．７ｃｍ^２のトラフを準備した。

比較例２のトラフとして、開口部６１ａの幅Ｗが５２ｍｍ、トラフ溝部６１の深さＨが４１ｍｍ、屈曲部６６の屈曲半径Ｒが２１ｍｍ、鉛直な側面６４の長さＳが０ｍｍ、平坦部６７の幅Ｂが４ｍｍ、上記切断面におけるトラフ溝部６１の断面積が１７．６ｃｍ^２のトラフを準備した。

なお、比較例１のトラフでは、平坦部６７の幅Ｂが０ｍｍとなっている。これは、比較例１のトラフが、トラフ溝部６１の底面６５に平坦部６７が設けられず、屈曲部６６のみで底面６５が構成された形状であるためである。

また、比較例２のトラフでは、鉛直な側面６４の長さＳが０ｍｍとなっている。これは、比較例１のトラフが、側面６４が鉛直ではなく、開口部６１ａから底面６５へ向かって間隔が減少するように側面６４同士が互いに傾斜した形状であるためである。

（溶湯飛散量の測定試験）
まず、実施例１および２、並びに、比較例１および２のトラフについて、シュート５から溶湯２を注ぎ込んだ際の溶湯２の飛散量を測定した。

本測定試験では、先端部５２におけるシュート溝部５１の勾配角度αが水平方向に対して１３．５°となるように、シュート５を配置した。また、トラフ溝部６１の勾配角度βが水平方向に対して３．５°となるように、実施例１および２、並びに、比較例１および２のトラフを配置した。そして、注湯速度４．６ｋｇ／ｓｅｃで１０秒間、シュート５から溶湯２を注ぎ込んだ際の実施例１および２、並びに、比較例１および２のトラフの溶湯飛散量をそれぞれ測定した。

表１の結果に示すように、注湯速度４．６ｋｇ／ｓｅｃにおける実施例１のトラフの溶湯飛散量は０．０３（ｗｔ）％、実施例２のトラフの溶湯飛散量は０．０２（ｗｔ）％、比較例１のトラフの溶湯飛散量は０．１４（ｗｔ）％、比較例２のトラフの溶湯飛散量は０．４０（ｗｔ）％であった。

比較例１および２のトラフは、溶湯２の飛散量が実施例１および２のトラフに比べて多く、実用的ではないことが分かる。これは、比較例１のトラフは、底面６５に平坦部６７が設けられていないため、トラフ溝部６１の上方への溶湯２の流れが効果的に抑制されず、また、比較例２のトラフは、トラフ溝部６１が鉛直な側面６４を有さないため、溶湯２がトラフ溝部６１の傾斜した側面６４に沿って上方へ流れた結果、該側面６４側から飛散したからである。

なお、溶湯２の飛散量を抑制するためには、鉛直な側面６４の長さＳ／屈曲部６６の屈曲半径Ｒ≧１の関係を満たすことが好ましい。これにより、トラフ溝部６１の深さＨ方向における側面６４の割合が相対的に大きくなるため注ぎ込まれる溶湯２がトラフ溝部６１の側面６４を超え難くなる。したがって、溶湯２の飛散量をさらに効果的に低減することが可能となる。

本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、鋳造物を製造する鋳造機に好適に利用することができ、特に、シュートに対してトラフ本体を相対的に移動させる構成の鋳造機および該鋳造機を用いた鋳造物の製造方法に好適に利用することができる。

２ 溶湯
５ シュート
６ トラフ
１１ モールド（鋳型）
５１ シュート溝部
５２ 先端部
６１トラフ溝部
６１ａ 開口部
６３ トラフ本体
６４ 側面
６５ 底面
６６ 屈曲部
６７ 平坦部
１００ 鋳造機
１４０ 鋳造機
Ｂ 平坦部の幅
Ｈ 溝部の深さ
Ｒ 屈曲半径
Ｓ 側面の長さ
Ｗ 開口部の幅
α 勾配角度
β 勾配角度

Claims (7)

1. 注ぎ込まれる溶湯を鋳型へ導くトラフ溝部が形成され、前記鋳型に対して相対的に移動可能なトラフ本体を備え、
   前記トラフ溝部の長手方向と直交する面で切断した切断面において、前記トラフ溝部は、該トラフ溝部の開口部から鉛直下向きに延びる２つの側面と、該側面下端に連なる屈曲部を含む底面とを有し、かつ、前記底面は、略水平な平坦部を含み、
   前記溶湯を前記トラフ本体へ導くシュート溝部を有し、前記トラフ本体から分離して構成されたシュートの先端部から、前記トラフ溝部に対して前記溶湯が注ぎ込まれることを特徴とするトラフ。
2. 前記切断面において、前記側面の長さをＳ、前記屈曲部の屈曲半径をＲとした場合、Ｓ／Ｒ≧１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のトラフ。
3. 前記シュート溝部および前記トラフ溝部は、水平方向に対して勾配を有するようにそれぞれ配置されており、
   前記先端部における前記シュート溝部の水平方向に対する勾配角度から、前記トラフ溝部の水平方向に対する勾配角度を差し引いた勾配差は、１１度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のトラフ。
4. 前記切断面における前記トラフ溝部の断面積は、前記シュート溝部の長手方向と直交する面で切断したときの前記先端部における前記シュート溝部の断面積以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のトラフ。
5. 前記トラフ本体は、前記シュートに対して相対的に移動可能であることを特徴とする請求項４に記載のトラフ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のトラフを備えていることを特徴とする鋳造機。
7. 請求項６に記載の鋳造機を用いた鋳造物の製造方法であって、
   前記トラフを介して、円筒形状の前記鋳型に前記溶湯を供給する溶湯供給工程を含んでおり、
   前記溶湯供給工程にてさらに、前記鋳型の円筒軸を軸として前記鋳型を回動させつつ、前記鋳型から離間する方向に、前記円筒軸に沿って前記トラフを移動させることを特徴とする鋳造物の製造方法。

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