JP6475570B2

JP6475570B2 - 低圧アルミニウム鋳造装置

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Publication number: JP6475570B2
Application number: JP2015104917A
Authority: JP
Inventors: 三浦　邦明; 邦明三浦
Original assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: JP2016215252A

Description

本発明は、低圧アルミニウム鋳造装置に関する。

アルミニウム鋳物を製造する方式の中で、０．５気圧以下の比較的低い圧力で鋳型に設けたキャビティに下方からアルミニウム溶湯を充填し、所望の形に成形し、上型と下型に分離して脱型する方式の低圧アルミニウム鋳造装置が知られている。

特許文献１、２には、上型と下型とを重ね合わせてその中にキャビティを形成し、下型の下部に設けた湯口に接続したストークからアルミニウム溶湯をキャビティ内に充填する形態の低圧アルミニウム鋳造装置が記載されている。

特開２０１４−１０４４６９号公報特開２０１１−９２９５８号広報特開２０１１−７８９９９号公報

従来の低圧アルミニウム鋳造装置にあっては、初めにアルミニウムインゴットを高温の溶解炉で溶解し、高温で酸化物が多い溶解炉から鋳型に供給されるに先立って保持炉に移し替え保持される。保持炉に保持される溶湯は、所定の温度に加熱保温されるだけで酸化物や窒化物等の化合物が生成され、製品である鋳物の品質を低下させるので、必要に応じて溶湯のフラックス処理を行って除滓したり、このような生成物が発生しないように、あるいは生成しても溶湯供給管を介して鋳型に供給されないようにしたりする提案がなされてきた。

従来、低圧アルミニウム鋳造装置は、溶解炉、保持炉、および溶湯供給装置が別体配置になっていたり、保持炉および溶湯供給装置が一体配置されていたりして、それぞれの配置スペースが広範囲になり、且つ溶解保持炉のアルミニウム溶湯を保持炉に移し替える工程が必要であった。

本発明は、かかる点に鑑み溶解炉と保持炉および溶湯供給装置を一体化して構造を小型化して溶解保持炉兼溶湯供給装置とし、更にこの溶解保持炉兼溶湯供給装置の状態監視並びに所定期間使用された後のメンテナンスを容易にすることの出来る構造を提供することを目的とする。

本発明は、アルミニウムを溶融状態で保持する溶解保持炉が設けられ、この溶解保持炉の近傍に鋳型が内装された鋳型装置、および溶解保持炉内のアルミニウム溶湯を鋳型に供給する電磁ポンプを備え、その電磁ポンプが溶解保持炉内と鋳型装置の鋳型内とを連通させる溶湯供給手段となる低圧アルミニウム鋳造装置において、
溶解保持炉は、投入されたアルミニウムインゴットを加熱して溶解してアルミニウム溶湯を形成し、アルミニウム溶湯を溶解保持炉内に供給するアルミニウム溶解供給装置を備え、
溶解保持炉底面は、アルミニウム溶解供給装置側から反対側に向けて下側に傾斜する傾斜面とされ、傾斜面の途中に溶解時に発生する酸化物等を含んだアルミニウム溶湯の流れを溶湯供給手段の溶湯供給管入口方向から偏向させる方向調整手段およびそのアルミニウム溶湯が傾斜面を下り、流れ付いた最下部にアルミニウム溶湯中の酸化物等を収納するトレイが設けられ、
溶湯供給手段が、浸漬型電磁ポンプであり、浸漬型電磁ポンプが溶解保持炉内のアルミニウム溶湯に浸漬され、浸漬型電磁ポンプの給湯管が下型ダイベースに連結され、その下型の上に上型の駆動用に駆動機構を取付け、もって
溶解保持炉に溶湯供給手段である電磁ポンプが一体化され、
必要に応じて下型と上型を連結すると浸漬型電磁ポンプ並びにその給湯管が、油圧駆動機構による引き上げられ、溶湯供給手段の電磁ポンプが、溶解保持炉の上面から分離された分離状態が形成されること
を特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

本発明は、上述された低圧アルミニウム鋳造装置において、溶解保持炉の下に別の昇降装置によって昇降可能とされ、浸漬型電磁ポンプが、溶解保持炉の昇降装置による溶解保持炉の降下に伴って相対的に上方に移動され、一方浸漬型電磁ポンプは駆動機構により引き上げられ、溶湯供給手段の浸漬型電磁ポンプが、溶解保持炉の湯面から分離された分離状態が形成されることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

本発明は、上述された低圧アルミニウム鋳造装置において、溶解保持炉に敷設された移動装置によって水平方向に溶湯供給手段である浸漬型電磁ポンプを越えて移動可能とされることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

本発明は、上述された低圧アルミニウム鋳造装置において、アルミニウム溶解供給装置は、アルミニウムインゴット供給管内部に空間が形成されその空間にホルダーを備え、マグカップ状坩堝が、ホルダー内との間に隙間を作りその空間に間隙をおいて装着され、その下部に溶解保持炉に連通する連通口を備え、ホルダーとの隙間を介してマグカップ状坩堝に向けてホルダーにガスバーナーの火焔を導く火焔孔が形成されることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

本発明は、上述された低圧アルミニウム鋳造装置において、ホルダーは、一対のマグカップ状坩堝がそれぞれ装着される一対の空間が設けられ、アルミニウムインゴット供給管に対して平行移動可能とされ、いずれか一方の空間に火焔が導入されることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

本発明によれば、溶解保持炉にアルミニウム溶解供給装置および溶湯供給手段が一体化されて三者一体の全体構造としてコンパクトなものとされ、駆動機構による浸漬型電磁ポンプ引き上げと上型の昇降と、更に溶湯供給手段が、溶解保持炉の上面から分離された分離状態が形成される。これによって、アルミニウム溶解供給装置、溶解保持炉および溶湯供給装置を一体配置にして全体として構造が小型化され、溶解保持炉あるいは溶湯供給装置の状態の監視あるいは所定期間使用された後のメンテナンスを容易にすることの出来る低圧アルミニウム鋳造装置を提供することが出来るようになる。

本発明の実施例である低圧アルミニウム鋳造装置の形態を示す図。アルミニウム溶解供給装置の詳細な形態を示す図。酸化物等の流れ方向調整手段の形態並びに溶湯供給手段との関係を示す図。溶湯供給手段の詳細を示す図。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例である低圧アルミニウム鋳造装置の形態を示す図である。

図１において、低圧アルミニウム鋳造装置１００は、溶解保持炉１と鋳造装置２と鋳型に溶湯を供給する溶湯供給手段（溶湯供給装置）３とから構成される。

溶解保持炉１は、内部に溶解したアルミニウム溶湯を保持する溶湯室１２を持ち保持炉として機能する溶解保持炉本体１１、溶解保持炉本体１１の上面を覆いヒータ４を内蔵したメンテナンス蓋１３から形成される。溶解保持炉本体１１は、セラミックス材で形成される（炉の外壁である鉄枠は図示なし）。ヒータ４を内蔵したメンテナンス蓋１３は、溶解保持炉本体１１の上面に載置される鋼製の炉上部板１４、その上側に設けられる断熱材部１６および最上部に設けられる上板１５から構成され、メンテナンス蓋１３の中央部に大きな貫通穴１７が形成される。メンテナンス蓋１３を取り外すと溶解保持炉内をメンテナンス操作することができる。この場合にメンテナンスは、溶解保持炉底面に溜まっている酸化物等と、溶湯室１２の側面に付着した酸化物等を除去することなどが該当する。メンテナンス蓋１３の下面には巻回したヒータ４を設置しておくことができる。

溶解保持炉１には、側方上部に排ガスを排出させるためのセラミックス製の煙突２１が設置される。煙突内に記した矢印は、排煙方向を示す。煙突２１の下端部に、アルミニウム溶解供給装置２０が設けられる。アルミニウム溶解供給装置２０は、投入されたアルミニウムインゴットを加熱して溶解してアルミニウム溶湯を形成し、アルミニウム溶湯を溶解保持炉内に供給する。

溶解保持炉底面は、アルミニウム溶解供給装置側から反対側に向けて下向きに傾斜する傾斜面となっている。溶解保持炉底面は、図示するように溶湯室１２の底面をいう。本実施例の場合、溶解保持炉底面である傾斜面は、図において右下がり傾斜面３１および左下がり傾斜面３２からなり、右下がり傾斜面３１は、急勾配面３３およびなだらかな勾配の面３４から形成され、急勾配面３３は、アルミニウム溶解供給装置２０の出口側導出口３０の直下に設けられる。急勾配面３３にすることで、アルミニウム溶解供給装置２０から出る溶湯が炉底での湯流れを作り溶湯に含まれる酸化物を炉の最下部に集まりやすくすることが出来る。なだらかな勾配の面３４の勾配は、酸化物を舞い上げず落として行く為の物であり、図で右下がり傾斜角度１３度以内で３度以上とし７度以上が望ましい。アルミニウム溶湯の種類によって酸化物の出来方が違い３度から７度の間は流れにくいので注意が必要である。右下がり傾斜面３１および左下がり傾斜面３２の接続部にくぼみが形成されたトレイ（溜め）３５が形成される。本実施例では、右下がり傾斜面３１が２段の腰折れ形状とされているがこの形状に限定されない。左下がり傾斜面３２に形成によって、トレイ３５に貯められた酸化物等を炉外に排出するときにこの傾斜面を鋼鉄製熊手でなぞるように掻き出すことが出来るので作業が簡素化され、効率のよい操作がなされることになる。急勾配面３３と傾斜面３２を設けることで溶湯室１２の容積は小さくなり、必要最小限の溶湯で済む。

アルミニウム溶解供給装置２０で形成されたアルミニウム溶湯は、急激勾配面３３からなだらかな勾配の面３４に沿って流下する。

図２は、アルミニウム溶解供給装置２０の詳細な形態を示す図である。図２（ａ）は、基本形態を示し、図２（ｂ）は、変形例を示す。

図２において、アルミニウム溶解供給装置２０は、ガス式アルミニウム溶解手段として機能し、セラミックス製でほぼケース状をなすホルダー２２、マグカップ状坩堝２３および加熱用のガスバーナー２４から構成される。

マグカップ状坩堝２３は、マグカップ状をなし、製作が容易であり、一つの独立体として形成され、熱伝導の良い黒鉛やボロンナイトライド（BNと呼ばれている）を主体材料した成形体で構成される。マグカップ状坩堝２３は、数センチメートル角のアルミニウムインゴットを上部開口部から入れ、坩堝全体を火炎で加熱してアルミニウムインゴット表面に余分な酸化物を作らずに溶解するためのものであり、熱を良く伝える為には坩堝筒体の厚みを薄いものとして、熱効率を向上させることが肝要である。また、独立体であるので、使用するに当たっては、これを適宜加熱部に組み込み、所定の使用後に取り外すことが簡便である。メンテナンスすることに便利である。

ホルダー２２には、上下方向に形成されたホルダー孔２５が形成される。ホルダー孔２５は、丸形状部に形成され、マグカップ状坩堝２３を収納することが出来る。本実施例の場合、ホルダー２２は、２つのホルダー孔２５が併設されている。

ホルダー２２の側方面（図では手前側面）には、ホルダー孔２５が連通して火焔導入孔２６が形成される。

ホルダー２２に設けたホルダー孔２５には、セラミックス製のマグカップ状坩堝２３が装着され、保持される。マグカップ状坩堝２３は、内部空洞で、上面が開いた円筒状部２７と上部において突出した形状の突起部２８と下端面に形成されたアルミニウム溶湯の導出口３０から形成される。突起部２８は、本例の場合、３つ形成してあるが、その数は、３つに限定されない。

マグカップ状坩堝２３をホルダー孔２５に装着した時に、マグカップ状坩堝の外表面とホルダー孔２５の内面との間には空隙２９が形成される。図では、装着状態が左側に、装着前が右側に示してあり、ホルダー孔２５の外周部が空隙２９となる。

マグカップ状坩堝２３がホルダー孔２５に装着されると、突起部２８は、ホルダー孔２５の内面に接触し、空隙２９が形成される。空隙２９が形成された状態でマグカップ状坩堝２３は、ホルダー孔２５内に装着される。この装着によって、マグカップ状坩堝２３の外面とホルダー孔２５の内面との空隙２９は、火焔の通過する通路となる。マグカップ状坩堝２３とホルダー孔２５との嵌合は緩いものであり、マグカップ状坩堝２３は、ホルダー孔２５内を回転可能である。

ガスバーナー２４からの火焔が、火焔導入孔２６から空隙２９の隙間通路の下方部に導入される。火焔は、間隙流路の下端部から上端部へと流過する。火焔が空隙２９を上昇する形態であるので、火焔が直接アルミニウムインゴットに接触することがない。熱伝導の良いマグカップ状坩堝２３を介した間接加熱なので、投入されたアルミニウムインゴット４１を効率的に且つアルミニウムインゴット４１に過剰な酸化物が出来ずにアルミニウムインゴット４１は溶解する。火焔が火焔導入孔２６に導入される形態としては、ガスバーナーの先端部が火焔導入孔２６に入り込む形態ばかりでなく、火焔のみが火焔導入孔２６に導入される形態の双方を含む。

このように形成されたホルダー孔２５は、ホルダー２２内に並列して２セット設けられ、これに伴ってマグカップ状坩堝２３も２セット準備される。ガスバーナー２４は、１セット設置されればよい。

並列された２セットの内、図示の左側のホルダー孔２５が煙突２１に対抗配置とされている。

ホルダー２２は、マグカップ状坩堝２３を装着した状態で、図の矢印で示すように左右移動可能である。

図２の点線で示してあるような左方向に移動した状態であるとすると、左側のホルダー孔２５は、煙突２１の真下から外れた位置に配置されたことになる。この状態になると、ホルダー孔２５に装着された点線で書かれたマグカップ状坩堝２３の上方開口部から小形のアルミニウムインゴット４１をインゴット投入装置４２によって投入される。アルミニウムインゴット４１がマグカップ状坩堝２３に所定量投入されるとホルダー２２は元の実線で描かれた位置に復帰される。右側のホルダー孔についても同様に操作され、図２では右側ホルダー孔２５に装着されていないが実線で書かれたマグカップ状坩堝２３がホルダー孔２５に挿入され、そのマグカップ状坩堝２３の上方開口部から小形のアルミニウムインゴット４１をインゴット投入装置４２によって投入され、図２の左側点線部に移動すると、右側のホルダー孔２５は、煙突２１の真下の位置に配置されたことになり、火焔によりアルミニウムインゴット４１は溶解され、溶解されたアルミニウム溶湯は落下して溶湯室１２に溜まる。

ホルダー２２が元に位置に復帰されると、ガスバーナー２４から火焔が上述したようにして空隙２９に導入される。導入された火焔は、隙間内を空隙２９に沿って上方に流れ、その間に熱を内部のマグカップ状坩堝２３に伝える。マグカップ状坩堝２３に熱を伝達した排ガスは煙突２１から排出される。マグカップ状坩堝内のアルミニウムインゴット４１は、加熱され溶解され、導出口３０から溶解保持炉１へと導出される。左側のマグカップ状坩堝２３についての溶解が終了すると、ホルダー２２の移動操作がなされ、右側のホルダー孔が煙突に対抗配置とされ、右側のマグカップ状坩堝について移動操作がなされ、連続してのアルミニウムインゴットの溶解がなされる。

上述した例では、図２に示すようにマグカップ状坩堝２３の外面を円滑面で形成しているが、この例に限定されず、例えば図２（ｂ）に示すように、外面に上方に向けて巻回するようにした一条のあるいは複条の低い高さの突起９９を設けるようにしてもよく、このようにすると燃焼ガスが全周に渡って流れやすく、熱効率が向上する形態とすることができる。

このようにマグカップ状坩堝２３を用いてのアルミニウムインゴット４１の加熱、溶解によれば、アルミニウムインゴット４１の加熱、溶解がマグカップ状坩堝２３を介しての間接的になって、直接的に加熱、溶解した時に溶解したアルミニウムに比べ酸化物等が少なく、更にアルミニウム溶湯に中に、火焔に含まれる水分あるいは燃料の持つCH₄、C₂H₈等の水素元素に起因して水素が取り込まれる量も少なく、間接加熱によるアルミニウム溶湯で鋳造されることによって、酸化物等や水素による巣の発生に伴う機械的強度不足の危険性を予め取り除くことができることになる。

このようにして水素のアルミニウム溶湯中への溶け込みが防止され、直接加熱、溶解に起因して生成されるアルミニウム酸化物を主体として形成される生成酸化物の量を軽減することができる。しかしながら、アルミニウム酸化物を主体として形成される生成酸化物の量を軽減しても、完全になくすことは出来ない。また、酸化物は、溶解保持炉の湯面５から入る水分等のアルミニウム溶湯との結合によっても生じる。

加熱によって生成された酸化物は、溶解保持炉１にアルミニウム溶湯に混在して流下する。このアルミニウム溶湯に混在して流下した酸化物は、溶解保持炉１の溶解保持炉底面に設置された流れ方向調整手段５０によって溶湯供給手段３の溶湯供給管８３（図４参照）に流れ込むことが防止される。以下、説明する。

溶解保持炉１の溶解保持炉底面３１には、アルミニウム溶解供給装置２０側から反対側に向けて右さがりに傾斜する傾斜面３３、３４が形成され、傾斜面３４の途中に、傾斜面３４に沿って溶湯供給管入口方向に流れるアルミニウム溶湯の流れを溶湯供給管入口方向から偏向させる流れ方向調整手段５０、およびアルミニウム溶解供給装置側の反対側に、傾斜面３４を流れた酸化物等を収納するトレイ３５が設けられる。

図３は、酸化物等の流れ方向調整手段の形態並びに溶湯供給手段３との関係を示す図である。

図３において、酸化物の流れ方向調整手段５０は、“へ”の字状をなし、溶湯供給装置に向けて漸次拡大し、溶湯供給装置の直径Ｌを跨ぐように配置された土手５１から形成される。土手５１は、図に示す例では、全体に亘って同一高さに形成されているが、中央部Ｔが高く形成され、端部に行くほどその高さが低いものとされてもよい。中央部Ｔは、電磁ポンプの吸い込み口８９（図１に記載）の最上流端Ｄから流れ方向上流側に向けて引かれた一点鎖線Ｓ上に位置される。土手５１の高さは、傾斜面から見て電磁ポンプの吸い込み口８９の入口の位置Ｅより高いものとされる。若干高ければよい。若干とは、数ｃｍである。土手５１の起立方向は、前部が底面から直角方向あるいは上流側から見て鋭角になるようにすることが望ましい。この土手５１は、溶解保持炉本体１１を成形するときに一体的に成形される。また、土手５１の両側の土手部の角度は、アルミニウム溶湯に含まれる酸化物等の固形物がトレイ３５まで落ちて行くために６０度以内とするのがよい。６０度以上の鈍角になると湯流れが悪くなり、同時に酸化物も滞ってしまうので注意が必要である。角度を狭まることで流れて抵抗を少なくすることが出来るが、小さくするに従って土手中央部を前方に設けなければならないことになる。

土手５１は、溶解保持炉本体１１に一体成形され、溶解保持炉底面から突出した形状となる。本例にあっては、土手５１を形成する各側面は平面状としてあるが、曲面であってもよいし、平面と曲面を組み合わせたものであってもよい。浸漬型電磁ポンプの保護胴８２と同一曲率の曲面であってもよい。

土手５１は、中央部がアルミニウム溶解供給装置２０から見て外方に拡がった形態とされる。土手５１の最外端９２、９３は、手前から奥行きにみて浸漬型電磁ポンプの保護胴８２の最上流端Ｄを越えた下流端まで延在していることが望ましい。浸漬型電磁ポンプの保護胴８２の横面に位置するようにしても効果がある。酸化物等５２を土手５０によって十分に偏向させている場合、下流点まで延在させなくてもよい。

このように、浸漬型電磁ポンプの吸い込み口が傾斜面に対して上流側から下流側に向けて漸次広がり、傾斜面からの土手５１の高さが電磁ポンプの吸い込み口８９の位置以上の高さを持つ流れ方向調整装置としての土手５０が設けられる。この土手５１は、浸漬型電磁ポンプの保護胴口径Ｌ以上に“へ”の字状広がり幅を持つ。この状態が、土手の最外端９２、９３を通り、線Ｓに平行な線Ｒで示される。土手５１は、数段に分けて設置されてもいいし、分割型にして全体で一つの形態が形成されるようにしてもよい。

浸漬型電磁ポンプの吸い込み口の上流側に位置する傾斜面から、電磁ポンプの吸い込み口に近接して、上流側から下流側に向けて漸次広がる土手が、電磁ポンプの吸い込み口８９の位置以上の高さでもって土手が設けられたことで、アルミニウム鋳物を製造する時に機械的強度を低下させるアルミニウム酸化物のような酸化物５２を、流れを利用して機械的に効果的に偏向させて排除し、アルミニウム鋳物に酸化物５２の混入することのないようにすることが出来る。

更に、上記電磁ポンプの吸い込み口８９の溶解保持炉底面からの高さを、炉底に付着し停留しやすい酸化物を吸い上げないために最低５０ｍｍ以上好ましくは１００ｍｍ程離して炉内の溶湯室１２を設計すれば、必要最小限の溶湯を有する溶解保持炉が出来る。

このような土手５１と土手９１を備えた酸化物の流れ方向調整手段５０は、傾斜面に沿って流れるアルミニウム溶湯の浸漬型電磁ポンプの吸い込み口８９に向かう流れを吸い込み口８９方向から浸漬型電磁ポンプの保護胴口径Ｌ以上に偏向させる。この偏向によって流れを変更した酸化物は、傾斜面３４を流下してトレイ３５に収集される。トレイに収集された酸化物は、メンテナンス時に外部に取り出される。

溶解保持炉１は、昇降装置５５によって矢印５６の方向に昇降可能とされる。昇降装置５５は油圧又は電動サーボ何れでもよく、ここでは油圧の昇降装置で説明する。また、溶解保持炉１は、移動駆動装置５９によって矢印方向５７、すなわち水平方向に移動可能とされる。移動駆動装置５９には、公知の通常形態のものを使用すればよい。

このように、溶解保持炉１は、油圧昇降装置５５によって昇降可能とされ、投入されたアルミニウムインゴット４１を加熱して溶解して溶融状態のアルミニウム溶湯を形成し、アルミニウム溶湯を溶解保持炉内に供給するアルミニウム溶解供給装置を備え、溶解保持炉底面が、アルミニウム溶解供給装置側から反対側に向けて右下がりに傾斜する傾斜面となり、傾斜面の途中に、傾斜面に沿って流れる酸化物を含むアルミニウム溶湯の浸漬型電磁ポンプの吸い込み口８９方向に向かう流れを浸漬型電磁ポンプの吸い込み口８９から偏向させて遠ざける酸化物流れ方向調整手段５０、およびアルミニウム溶解供給装置側の反対側に、右下がり傾斜面３１を流れてきたアルミニウム酸化物を収納するトレイ３５が設けられる。

このように、溶解装置、溶解保持炉および溶湯供給装置を一体配置にして更に必要最小限の溶湯を要する炉にして溶解保持炉が小型化され、溶解保持炉あるいは溶湯供給装置の状態の監視あるいは所定期間使用された後のメンテナンスを容易にすることの出来る低圧アルミニウム鋳造装置を提供する。

図１において、鋳型装置２は、上型６１と下型６２とからなる鋳型６０を備え、鋳型６０の中にキャビティ（図示せず）が形成される。この下型６２のキャビティ中央に設けた溶湯アルミニウムを導入する導入口からアルミニウム溶融金属を充填して鋳造品を成型した後、脱型機構によって下型６２から上型６１が分離される。このように上型と下型とに分離して脱型する方式は、一般の低圧アルミニウム鋳造装置と同じである。上型６１は、連結手段によってスライド板６５に連結保持されており、また油圧駆動機構７０とスライド板６５との間はピストン連結部材７７により連結されており、このスライド板６５の昇降に伴って、上型６１も昇降する。この上型６１が下降し、下型６２と重ね合わされると鋳型６０にキャビティが形成される。この逆に上型６１と下型６２が重ね合された鋳型６０の状態から上型６１が上昇し、上型６１が下型６２から離れると上型６１と下型６２が分離し、キャビティになる凹凸面が現れる。上型６１が上昇した時、ピンユニット６３の押しピン６６の下端がキャビティの中に入り込んで、成型された鋳物が上型６２から分離される。鋳型６０この操作機構は、一般の低圧アルミニウム鋳造装置と同じでよく知られている。

金型６０の駆動用に油圧駆動機構７０が備えられ、横連結部材７１、縦連結部材７２さらに他の横連結部材７３に連結される。縦連結部材７２の下部に足部５５がある。

他の横連結部材７３には、取付機構７４を介して中央部の貫通孔１７を塞ぐ保持板７５に連結される。保持板７５には、固定されることなく貫通孔１７を塞ぐように載置され、浸漬型電磁ポンプの保護胴８２を保持する。取付機構７４は、２組以上のばね機構７６から構成され、常に保持板７５を上方に押し上げる。保持板７５は、上板１６上に載置される。

図４は、溶湯供給手段３の電磁ポンプ８１の一部詳細を示す図である。

図４において、溶湯供給手段３は、電磁ポンプ８１および電磁ポンプ８１を保持する電磁ポンプの保護胴８２を備え、電磁ポンプの保護胴８２の下方部が溶解保持炉内のアルミニウム溶湯８０に浸漬される。浸漬型電磁ポンプには、溶湯供給管８３に連なる吸い込み口８９（図１）が形成されている。溶湯供給管８３の上方部にノズルが形成される。このような電磁ポンプは、浸漬型電磁ポンプと呼ばれる。

溶湯供給手段３は、電磁ポンプ８１の内部を貫通する溶湯供給管８３があり、その溶湯供給管８３の中心に筒状のコア保護管８６が設けられ、コア保護管８６の下端部が溶湯供給管８３に嵌合され（図示なし）、固定される。溶湯供給管８３の内部に設置されるコア保護管８６は、セラミックス製であり、コア保護管８６内に鉄製コア（図示せず）が中心に位置するようにして保持され、溶湯供給管８３とコア保護管８６との間にアルミニウム溶湯が流れる環状流路が形成される。溶湯供給管８３は、巻回したマイクロヒーター９１によって加熱され、アルミニウムの凝固が防止される。

電磁ポンプ８１は、ヨーク８４にコイル８５を巻回した三相交流駆動型の誘導電磁ポンプとして構成され、ヨーク８４とコイル８５が給湯誘導子として作動し、溶湯供給管８３内の溶融アルミニウムを適当な高さに維持保持することができる。

電磁ポンプ８１の溶湯の吸い込み駆動は、土手５０の下流側に形成されるアルミニウム溶湯を電磁ポンプ８１の吸い込み口８９からなされる。

図１において、溶湯供給管８３の上端に、上述した鋳型６０のキャビティに通じる導入口に合うように形成された溶湯供給口を持ったセラミックス製マウスピース９０が設けられ、下型６２と溶湯供給管８３とのそれぞれの間を図示していないパッキング材を介して熱絶縁している。マウスピース９０に、チタン酸アルミニウムやボロンナイトライドBN製のセラミックスを使用する。チタン酸アルミニウムもボロンナイトライドも、アルミニウム溶湯と反応せず、アルミニウム溶湯と濡れず、酸化物が蓄積することを防止するのに有効である。アルミニウム溶湯と反応せず、アルミニウム溶湯に濡れなければ、どのようなセラミックスでも良い。これらセラミックスの外面に巻回されたマイクロヒーター（図示せず）が設置され、溶湯凝固を防止している。

溶湯供給管８３の周りには、アルミニウム溶湯凝固防止のため加熱用マイクロヒーター９１が巻回される。

電磁ポンプ８１に通電する三相交流の駆動電力を増大させると、溶融アルミニウムが溶湯供給管８３、マウスピース９０を通して鋳型装置のキャビティの中に充填され、鋳物が成形される。

溶解保持炉１の移動について説明する。溶解保持炉１は、移動方向５６、５７に示すように十字方向に移動可能とされる。

溶湯室１２からアルミニウム溶湯を汲みだして空とされて溶解保持炉１１をメンテナンスする場合、油圧昇降兼移動装置５９が操作され、溶解保持炉１が下降移動される。溶解保持炉１は、その上面において横連結部材７３に対して加圧する２組以上のばね機構７６を備えて取付機構７４を備え、保持板７５がメンテナンス蓋１３に密着載置させられているので、油圧昇降装置５５の下降操作によって下降移動され、保持板７５のメンテナンス蓋１３に対する密着載置が解除される。この状態において、鋳型装置２および溶融供給装置３は、油圧駆動機構７０によって保持された状態にある。

油圧昇降装置５５の下降操作前に、上型６１と下型６２を連結板（図示せず）で連結し、油圧駆動機構７０を操作してピストンを上昇移動させると、シリンダーに連結された横連結部材７３が縦連結部材７２上をスライドしながら所定量上昇して、鋳造装置２と共に取付機構７４によって連結された保持板７５、電磁ポンプ８１、マウスピース９０を上昇させる。この上昇によって、溶湯供給手段３が、すなわち溶湯供給管８３が溶解保持炉１の上面から分離された分離状態が形成される。

この状態が形成されると、溶解保持炉１を水平方向に移動することが可能になり、溶解保持炉１に敷設された移動駆動装置５９によって水平方向に溶湯供給手段３の垂直方向の位置を越えて、所定のメンテナンス場所まで移動される。

メンテナンス場所では、アルミニウム溶解供給装置２０の保守、溶解保持炉１内の酸化物流れ方向調整手段５０を含め傾斜面の保守、トレイ３５のメンテナンスがなされる。その他の保守がなされることもある。また、この分離状態を利用して鋳造装置２、溶湯供給手段３の保守がなされる。

メンテナンスされた溶解保持炉１は、移動装置によって水平方向に溶湯供給手段３を越えてまた再び元の位置に戻される。この状態で、油圧駆動機構７０の操作によって溶湯供給手段３、鋳造装置２が下降され、油圧昇降装置５５が操作され、保持板７５のメンテナンス蓋１３に対する密着係合が再び形成される。この状態が形成されれば、電磁ポンプの再起動によってアルミニウム溶湯を鋳造装置２に供給することができる。

１…溶解保持炉、２…鋳型装置、３…溶湯供給手段（溶湯供給装置）、１１…溶解保持炉本体、１２…溶湯室、１３…メンテナンス蓋、２０…アルミニウム溶解供給装置、２２…ホルダー、２３…マグカップ状坩堝、２４…ガスバーナー、２５…ホルダー孔、２９…間隙、３１…右傾斜面、３１、３２…左傾斜面、３４…なだらかな勾配の面、３５…トレイ（溜め）、４１…アルミニウムインゴット、５０…酸化物の流れ方向調整手段、５１…土手、５５…足部、５９…油圧昇降兼移動装置、６０…鋳型、６１…上型、６２…下型、７０…油圧駆動機構、７４…取付機構、７５…保持板、８０…アルミニウム溶湯、８１…電磁ポンプ、８２…電磁ポンプの保護胴、８３…溶湯供給管、８９…電磁ポンプの吸い込み口、１００…低圧アルミニウム鋳造装置。

Claims

アルミニウムを溶融状態で保持する溶解保持炉が設けられ、鋳型が内装された鋳型装置が設けられ、および溶解保持炉内アルミニウム溶湯を鋳型に供給する浸漬型電磁ポンプが備えられ、溶解保持炉内と鋳型装置の鋳型内とを連通させる溶湯供給手段を有した低圧アルミニウム鋳造装置において、
投入されたアルミニウムインゴットを加熱して溶解し、アルミニウム溶湯を形成し、アルミニウム溶湯を溶解保持炉内に供給するアルミニウム溶解供給装置を備え、
溶解保持炉底面が、アルミニウム溶解供給装置側から反対側に向けて下向き傾斜する傾斜面と、傾斜面の途中に溶湯供給管入口方向に向かう、傾斜面に沿って流れる酸化物等を含んだアルミニウム溶湯の流れを溶湯供給管入口方向から偏向させる土手になる流れ方向調整手段と、アルミニウム溶解供給装置側の反対側に、傾斜面を流れ下った酸化物を収納するトレイとを有し、
溶湯供給手段が、電磁ポンプおよび電磁ポンプを保持する電磁ポンプの保護胴を備え、電磁ポンプの保護胴の下方部が溶解保持炉内のアルミニウム溶湯に浸漬され、電磁ポンプの保護胴が油圧駆動機構に連結され、油圧駆動機構が溶解保持炉の上面に設けたメンテナンス用のメンテナンス蓋に固定されることなく密着載置される保持板を備え、
もって溶解保持炉にアルミニウム溶解供給装置および溶湯供給手段が一体化され、
電磁ポンプの保護胴が油圧駆動機構によって引き上げられると、保持板が引き上げられ、溶湯供給手段が溶解保持炉から分離された分離状態が形成されること
を特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置。
請求項１に記載された低圧アルミニウム鋳造装置において、溶解保持炉が、当該溶解保持炉を上下方向に昇降させる昇降装置によって昇降可能とされ、電磁ポンプの保護胴が、昇降装置による溶解保持炉の降下移動に伴って相対的に上方に移動されて、保持板のメンテナンス蓋への密着載置が解除され、溶湯供給手段が溶解保持炉から分離された分離状態が形成されること
を特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置。
請求項１又は２に記載された低圧アルミニウム鋳造装置において、溶解保持炉が、溶解保持炉を水平方向に移動させる移動駆動装置によって水平方向に溶湯供給手段の垂直方向の位置を越えて移動可能とされることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置。
請求項１に記載された低圧アルミニウム鋳造装置において、アルミニウム溶解供給装置は、内部に形成された空間がアルミニウムインゴットの投入装置の投入位置の真下に配置され、真下位置から離間され、再び真下位置に復帰する横方向にスライド可能なホルダーを備え、外面に突起が形成され、内部にアルミニウムインゴットが投入されるマグカップ状坩堝を備え、ホルダーの内面とマグカップ状坩堝の外面の間に隙間が形成され、マグカップ状坩堝が下部に溶解保持炉に連通する連通口を備え、当該隙間に向けてガスバーナーの火焔を導く火焔孔が形成されることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置。
請求項４に記載された低圧アルミニウム鋳造装置において、ホルダーは、内部に形成された空間が複数とされ、ホルダーが横方向にスライドされたときに、複数の空間に装着されたマグカップ状坩堝内のいずれかのマグカップ状坩堝に、アルミニウムインゴット投入装置からアルミニウムインゴットが投入されることを特徴とする低圧アルミニウム鋳造装置。