JP7464031B2 - 鋳造装置 - Google Patents

Description

本開示は、鋳造装置に関する。

鋳鉄の製造において、材料の特性を改善するため、接種剤と呼ばれる添加材料を溶融金属に添加する接種が行われる。接種方法には、注湯流接種、取鍋内接種、鋳型内接種等がある。

特許文献１には、パイプを使用して接種剤を注湯流に添加する注湯流接種の方法が記載されている。特許文献１に記載された技術においては、パイプの一方の先端開口部は、取鍋から鋳型に向けての注湯流に浸されている。パイプの他方の先端開口部は、パイプ内に接種剤を供給するためのスクリューコンベアに接続されている。タンクに貯められている接種剤はスクリューコンベアによりパイプ内に投入される。投入された接種剤は、パイプ内を通って、パイプの他方の先端開口部から注湯流に添加される。

特開平６－１１４４９８号公報

製造される鋳造品の品質が決められた基準を満たすためには、設定された適切な量の接種剤を、適切なタイミングで、溶湯に添加する必要がある。特許文献１に記載された技術においては、スクリューコンベアのスクリューの回転速度と、スクリューを回転させる時間の長さである回転時間と、を決めることにより、設定された適切な量の接種剤を、適切なタイミングで注湯流に添加することができる。製造される鋳造品が変更された場合、新たに製造される鋳造品の品質が決められた基準を満たすようになるまで、熟練した作業者が調整を繰り返し、適切な回転速度と回転時間とを決定する必要がある。あるいは、製造される鋳造品が変更された場合には、スクリューコンベア自体を交換することもある。この場合はスクリューコンベアの交換に手間を要する。このように、従来においては、多くの手間がかかっていた。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の形態によれば、鋳造装置が提供される。この鋳造装置は、接種剤の投入量および投入時間の少なくとも１つを含む接種の設定値に従って接種剤を溶湯の注湯流に投入する投入部と、製造された鋳造品の品質を評価するための試験の試験結果が示す鋳造品の品質と、あらかじめ設定された基準との偏差を小さくするように、設定値を変更する設定変更部と、を備える。この鋳造装置は、鋳造品の品質が基準を満たしていない場合、設定変更部が設定値を変更すること、と、投入部が、変更後の設定値に従って接種剤を注湯流に投入すること、と、を１回以上行う。
上記の態様によれば、製造される鋳造品の品質が決められた基準を満たしていない場合、接種の設定値の変更と、変更後の設定値に従った接種とを自動で行うことができ、接種剤の設定を調整する際に煩雑な手間を要しない。
（２）上記形態の鋳造装置において、製造された鋳造品についての試験結果から鋳造品の品質が基準を満たしているか否かを判定する判定部をさらに備えてもよい。
上記態様によれば、鋳造装置において鋳造品の品質を判定するため、鋳造品の製造と、品質の判定と、接種剤の調整とを含む一連の処理をスムーズに行うことができる。
（３）上記形態の鋳造装置において、判定部により鋳造品が基準を満たしていると判定されるまで、設定変更部が設定値を変更すること、と、投入部が変更後の設定値に従って接種剤を注湯流に投入すること、と、を繰り返してもよい。
上記の態様によれば、製造される鋳造品の品質が決められた基準を満たすようになるまでの接種の設定の調整を自動で行うことができ、煩雑な手間を要しない。
（４）上記形態の鋳造装置において、投入部は、接種剤を収容する容器であって、底部に開口が形成されている収容部と、収容部の開口の開口面積を変更できる底蓋部と、投入量と投入時間とから求められる単位時間当たりの投入量に対応する開口面積とするよう底蓋部の開度を制御する制御部と、を含んでもよい。
上記の態様によれば、接種剤の単位時間当たりの投入量の調整が容易である。
（５）上記形態の鋳造装置において、制御部は、底蓋部の開度の制御として、接種剤を注湯流に添加する前に底蓋部の開度を変更してもよい。
上記の態様によれば、接種剤を注湯流に添加する前に、単位時間当たりの接種剤の投入量を設定することができる。
（６）上記形態の鋳造装置において、
制御部は、底蓋部の開度の制御として、接種剤を注湯流に投入している間に底蓋部の開度を変更してもよい。
上記の態様によれば、接種剤を投入している間に、単位時間当たりの接種剤の投入量を変更することができる。
（７）上記態様の鋳造装置において、
底蓋部は、開口の開口面積を変更することができる絞り機構を含んでもよい。
上記態様によれば、絞り機構により開口の外形を維持したまま開口面積を変更するので、接種剤の投入量および投入時間の調整が容易である。

実施形態にかかる鋳造装置の構成を示す略断面図である。 第２底蓋部が完全に閉じている状態を表す図である。 第２底蓋部の一部が開放している状態を表す図である。 第２底蓋部の一部が開放している状態を表す図である。 第２底蓋部が完全に開放している状態を表す図である。 鋳造処理のフローチャートである。 取鍋の傾動角度と、注湯重量と、接種剤の投入率と、のそれぞれの時間的変化の例を示した図である。

Ａ．実施形態
図１は、実施形態にかかる鋳造装置１の構成を示す略断面図である。鋳造装置１は、鋳鉄の部品を鋳造により製造するため使用される。実施形態においては鋳造装置１により球状黒鉛鋳鉄を製造する例を説明する。球状黒鉛鋳鉄は、例えば、ＪＩＳ Ｇ５５０２に規定されているＦＤＣ４００である。鋳造装置１により製造される部品は、例えば、自動車のエンジンのシリンダーブロックである。図１においては、理解を容易にするため、ＸＹＺ直交座標系を設定する。Ｘ軸方向は、水平方向である。Ｙ軸方向は鉛直方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向である。

鋳造装置１は、鋳型１００と、自動注湯機２００と、投入装置３００と、制御装置４００と、を備える。投入装置３００を投入部とも呼ぶ。鋳型１００は、固定型１０１および可動型１０２を備える。固定型１０１と可動型１０２とは、融解材料が充填される隙間であるキャビティ１０３を形成する。可動型１０２は、例えば、型締装置により移動させられる。

自動注湯機２００は、鋳型１００に溶湯を自動注湯する装置である。自動注湯機２００は、取鍋２１０と、傾動装置２２０と、ロードセル重量計２３０と、第１湯面センサ２４０と、第２湯面センサ２５０と、を備える。

取鍋２１０は、熔解材料を鋳型１００に注湯するための容器である。傾動装置２２０は、制御装置４００の制御に従って、取鍋２１０の傾動角度を制御する。取鍋２１０の傾動角度は、取鍋２１０のＺ軸方向に平行な回転軸を中心とした傾動角度である。取鍋２１０の傾動角度を小さくすると、鋳型１００への溶湯の単位時間当たりの注湯量が減らされる。取鍋２１０の傾動角度を大きくすると、鋳型１００への溶湯の単位時間当たりの注湯量が増やされる。

ロードセル重量計２３０は、溶湯を含む取鍋２１０の総重量を検出するセンサである。ロードセル重量計２３０は検出した取鍋２１０の総重量を示す値を制御装置４００に送信する。第１湯面センサ２４０は、カメラを備え、鋳型１００の受口１００ａに流し込まれる溶湯の流れを撮影する。第１湯面センサ２４０は撮影した動画像データを制御装置４００に送信する。第２湯面センサ２５０は、カメラを備え、取鍋２１０の排出口近傍における溶湯を撮影する。第２湯面センサ２５０は撮影した動画像データを制御装置４００に送信する。

投入装置３００は、鋳型１００に注入される溶湯に接種剤を投入する装置である。球状黒鉛鋳鉄の製造にあたっては、溶湯に対するチルの防止、黒鉛粒数の増加、フェライト化促進等を目的として接種が行われる。投入装置３００は、注湯流接種により、鋳型１００に溶湯を流し込む直前に接種を行う。具体的には、取鍋２１０から流出して鋳型１００に至る前の溶湯流に、流動性を有する接種剤を混ぜ合わせるように流し込む。接種剤を投入することを、接種剤を切り出すともいう。

投入装置３００は、ホッパ３１０と、パイプ３２０とを備える。ホッパ３１０と、パイプ３２０とは、不図示の支持機構により支持されている。図１においては図示していないが、ホッパ３１０に溶湯の飛散を防止するための防止板が、ホッパ３１０の周囲に配置されているものとする。

ホッパ３１０は、樹脂により形成された容器であり、接種剤を貯留する。ホッパ３１０は、本体３１１と、第１底蓋部３１２と、第２底蓋部３１３と、を含む。

本体３１１は、接種剤が投入される第１開口３１１ａと、接種剤を貯留する貯留部３１１ｂと、接種剤が排出される排出口３１１ｃと、貯留部３１１ｂと排出口３１１ｃとをつなぐ排出路３１１ｄと、貯留部３１１ｂの底部に形成された開口３１１ｅとを含む。開口３１１ｅは、排出路３１１ｄの一方の端部に接続されている。本体３１１を収容部とも呼ぶ。

第１底蓋部３１２は、板状の部材から構成され、排出口３１１ｃを閉鎖または開放する蓋である。第１底蓋部３１２は、不図示の駆動機構により駆動され、Ｘ軸の正方向または負方向に移動する。駆動機構は制御装置４００により制御される。第１底蓋部３１２は、排出口３１１ｃを完全に閉鎖する位置または排出口３１１ｃを完全に開放する位置のいずれかをとるように制御される。

図２Ａから図２Ｄは、第２底蓋部３１３の開閉状態を表した図である。第２底蓋部３１３は、本体３１１の開口３１１ｅを閉鎖または開放する蓋である。第２底蓋部３１３は、開口３１１ｅの内周に環状に配置された複数の絞り羽根を含む。絞り羽根は、不図示の駆動機構により駆動される。駆動機構は制御装置４００により制御される。絞り羽根の駆動により、開口３１１ｅの内側において絞り形状が調整される。このように、制御装置４００は、第２底蓋部３１３の開度を制御する。よって、接種剤の単位時間当たりの投入量の調整が容易である。制御装置４００を制御部とも呼ぶ。第２底蓋部３１３を底蓋部とも呼ぶ。

図２Ａは、第２底蓋部３１３が完全に閉じている状態を表す。このとき、本体３１１の開口３１１ｅは第２底蓋部３１３により完全に閉じられている。図２Ｂは、第２底蓋部３１３の一部が開放している状態を表す図である。図２Ｃは、第２底蓋部３１３の一部が開放している状態を表す図である。図２Ｃに示す場合において、本体３１１の開口３１１ｅの面積は、図２Ｂに示す開口３１１ｅの面積より大きい。図２Ｄは、第２底蓋部３１３が完全に開放している状態を表す図である。このとき、本体３１１の開口３１１ｅは完全に開放されている。第２底蓋部３１３が開口３１１ｅの開口面積を調整することにより、貯留部３１１ｂから単位時間当たりに排出される接種剤の量が調整される。第２底蓋部３１３は、絞り機構により開口３１１ｅの外形を維持したまま開口面積を変更するので、接種剤の投入量および投入時間の調整が容易である。接種剤の投入時間は、接種剤の投入を開始してから終了までの時間である。

第１底蓋部３１２が排出口３１１ｃを閉鎖すると、接種剤はホッパ３１０からパイプ３２０に供給されない。また、第１底蓋部３１２が開放しており、かつ、第２底蓋部３１３が開放しているとき、接種剤がホッパ３１０からパイプ３２０に供給される。

パイプ３２０は、金属により形成されており、ホッパ３１０から排出された接種剤を、鋳型１００の受口１００ａまで供給する供給路である。パイプ３２０の一方の開口端部３２０ａは、排出口３１１ｃの下部に配置されている。パイプ３２０の他方の開口端部３２０ｂは、鋳型１００の受口１００ａの上部に配置されている。受口１００ａは、溶湯が注ぎ込まれる鋳型１００の開口である。

パイプ３２０の傾きは略鉛直である。パイプ３２０の傾きとは、開口端部３２０ａと開口端部３２０ｂとを結んだ線がなす角度をいう。実施形態において、理解を容易にするため、接種剤がパイプ３２０内を通過する時間は考慮しないものとする。

制御装置４００は、プロセッサとメモリとを含むコンピュータである。制御装置４００は、鋳造装置１の各部を制御する。

図３は、鋳造装置１における鋳造処理のフローチャートである。まず、ステップＳ１０において、溶湯材料を電気炉で溶解する。溶湯の組成は、例えば、質量比で、Ｃ：３．９％、Ｓｉ：２．４％、Ｍｎ：０．２５％、Ｓ：０．００７％、Ｃｕ：０．３４５％、Ｓｎ：０．００５％とする。なお、この組成は一例である。

ステップＳ２０において、球状化処理が行われる。球状化処置とは、溶解材料に球状化材を添加する処理である。球状化材として、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）を使用することができる。

ステップＳ３０において、取鍋２１０から鋳型１００へ溶湯が注湯される。注湯の際、注湯流に接種が行われる。接種により、数多くの小さい球状黒鉛を生成させることができる。これにより、鋳造品の靭性を向上させることができる。また、チルの発生を防止することができる。接種剤の成分は、例えば、質量比で、Ｓｉ：７５～８０％、Ａｌ：１．８～２．３％、Ｃａ：０．２～０．５％、Ｃ：０．２％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０２％以下、残りをＦｅとすることが好ましい。投入した接種剤が確実に溶湯と均一に混ざるように、接種剤の粒径は、例えば、０．０５～５ｍｍとすることが好ましい。

鋳造品を最初に製造するときの、接種剤の投入量および投入時間は、鋳型１００へ流し込まれる予定の溶湯の重量と注湯速度と、から予め算出される。注湯速度は、単位時間当たりに鋳型１００に流し込まれる溶湯の重量を表す。注湯速度は、鋳造方案において設計された、鋳型１００におけるせきの断面積と、鋳型１００へ流し込まれる予定の溶湯の重量と、注湯時間とから、あらかじめ算出された値である。注湯時間は、鋳型１００への溶湯の注湯を開始してから終了するまでの時間である。注湯時間は、鋳型１００へ流し込まれる予定の溶湯の重量に基づいて、あらかじめ設定された算出式を使用して算出される。鋳造方案とは、鋳造品をどのように製造していくかを示す各種の条件を含むものである。鋳造品を最初に製造するときの、接種剤の投入時間は、例えば、注湯時間と同じとしてもよい。

制御装置４００は、投入量と投入時間とから求められる単位時間当たりの投入量に対応する開口面積とするよう、第２底蓋部３１３の開度度を制御する。これにより、接種剤の単位時間当たりの投入量を容易に調整することができる。実施形態において、制御装置４００は、鋳型１００への溶湯の注湯の間に、開口３１１ｅの開口面積を、初期段階の開口面積、第２段階の開口面積、第３段階の開口面積と段階的に変更していくよう、第２底蓋部３１３の開度を制御する。実施形態において、鋳型１００へ溶湯が流し込まれる速度は、初期、中期、後期とで異なるよう制御されるため、接種剤の単位時間当たりの投入量も、３段階に変化させる。最初に鋳造品を製造するときにおいては、初期段階の開口面積は、注湯速度と、鋳型１００へ流し込まれる予定の溶湯の重量と、接種剤の投入量と投入時間と、に基づき、予め設定された算出式を使用して算出されている。第２段階の開口面積および第３段階の開口面積については、それぞれについて予め定義されている割合を、初期段階の開口面積に対して乗ずることにより予め算出されている。例えば、第２段階の開口面積は、初期段階の開口面積の２５パーセントの面積となるように設定される。第３段階の開口面積は、初期段階の開口面積の１０パーセントとなるように設定される。

各段階のそれぞれの開口面積の設定値と注湯速度とは、制御装置４００が有するメモリにあらかじめ記憶されている。さらに、メモリには、第２底蓋部３１３の開度と開口３１１ｅの開口面積との対応関係を示す設定情報があらかじめ記憶されている。

図４は、取鍋２１０の傾動角度Ｄと、鋳型１００へ流し込まれた溶湯の重量を表す注湯重量Ｗと、接種剤の投入率Ｒと、のそれぞれの時間的変化の例を示した図である。接種剤の投入量は、鋳型１００へ流し込まれる予定の溶湯の重量に対する重量比が１％未満となる量である。理解を容易にするため、図４においては、投入される予定の接種剤の投入量に対して投入された接種剤の重量比を表す接種剤の投入率Ｒを図示している。

制御装置４００は、時刻ｔ０において、初期段階での開口面積とするよう第２底蓋部３１３の開度を制御する。これにより、接種剤を注湯流に添加する前に、単位時間当たりの接種剤の投入量を設定することができる。さらに、制御装置４００は、第１底蓋部３１２を開く。よって、時刻ｔ０にホッパ３１０から接種剤の排出が開始される。接種剤の排出は、接種剤を溶湯に十分溶かすことを目的として、出湯に先立って開始される。

制御装置４００は、時刻ｔ１において、傾動装置２２０に出湯を指示する。よって、傾動装置２２０は、取鍋２１０の傾動角度Ｄを徐々に大きくする。取鍋２１０の傾きが大きくなるにつれ、取鍋２１０内の溶湯の排出が始まる。制御装置４００は、第２湯面センサ２５０により取得された動画像データから、取鍋２１０内の溶湯の湯面の高さが決められた位置を超えたことを検出すると、鋳型１００へ溶湯の注湯が開始されたと判定する。制御装置４００は注湯の開始時刻をメモリに記憶させてもよい。

制御装置４００は、出湯の指示と並行して、第２段階での開口面積とするよう第２底蓋部３１３の開度を制御する。よって、接種剤の単位時間当たりの投入量が減少する。このように、接種剤を投入している間に、単位時間当たりの接種剤の投入量を変更することができる。

制御装置４００は、出湯を指示した後、定期的に、第２湯面センサ２５０により取得された動画像データから、取鍋２１０における溶湯の湯面の高さを検出する。例えば、制御装置４００は、取鍋２１０の排出口の端部と、取鍋２１０内の溶湯の湯面との距離を算出することで、湯面の高さを検出する。

また、制御装置４００は、出湯を指示した後、定期的に、第１湯面センサ２４０により取得された動画像データから、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さを検出する。具体的には、制御装置４００は、鋳型１００の受口１００ａと、鋳型１００内に注ぎ込まれた溶湯の湯面との距離を算出することで、湯面の高さを検出する。湯口１００ｂは、受口１００ａにつながる通路である。

さらに、制御装置４００は、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さが、決められた位置を超えたか否かを判定する。制御装置４００は、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さが、決められた位置を超えたと判定すると、傾動装置２２０を制御して、取鍋２１０の傾動角度Ｄを徐々に小さくしていく。図４においては、時刻ｔ２において、制御装置４００が、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さが、決められた位置を超えたと判定した。

また、制御装置４００は、出湯を指示した後、定期的に、ロードセル重量計２３０により取鍋２１０の総重量を検出する。制御装置４００は、取鍋２１０の総重量の変化量から、鋳型１００に流し込まれた溶湯の重量を算出する。制御装置４００は、設定された時間内に、鋳型１００に流し込まれた溶湯の重量を、その時間で割ることにより、溶湯の流出速度を算出する。溶湯の流出速度は、単位時間当たりの溶湯の流出量である。制御装置４００は、算出した流出速度と時刻とをメモリに記憶させてもよい。

制御装置４００は、時刻ｔ３まで、取鍋２１０の傾動角度Ｄを小さくさせていく。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は、時刻ｔ２において鋳型１００に流し込まれている溶湯の重量と、鋳型１００に流し込まれる予定の溶湯の重量と、に基づいて、予め設定された計算式を使用して決められる。時刻ｔ２は、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さが決められた位置を超えたと判定された時点である。時刻ｔ３以降、制御装置４００は、傾動装置２２０を制御して、取鍋２１０の傾動角度Ｄを取鍋２１０の総重量に合わせて制御する。

制御装置４００は、時刻ｔ４において、鋳型１００に流し込まれた溶湯の重量が設定された閾値に到達したと判定すると、第３段階での開口面積とするよう第２底蓋部３１３の開度を制御する。よって、接種剤の単位時間当たりの投入量がさらに減少する。鋳型１００に流し込まれた溶湯の重量が設定された閾値に到達したとは、例えば、鋳型１００に流し込まれる予定の溶湯の重量の８０％の溶湯が、鋳型１００に流し込まれたことを意味する。

時刻ｔ４から設定された時間が経過した時刻ｔ５において、制御装置４００は、第２底蓋部３１３および第１底蓋部３１２をそれぞれ閉じる。よって、接種剤の投入が停止される。

制御装置４００は、時刻ｔ５において、鋳型１００に決められた重量の溶湯が流し込まれたと判定すると、出湯の停止を傾動装置２２０に指示する。よって、傾動装置２２０は、取鍋２１０の反転を開始する。決められた重量とは、例えば、鋳型１００に流し込まれる溶湯の重量に対する一定の割合の重量である。制御装置４００は、第２湯面センサ２５０により取得された動画像データから、取鍋２１０内の溶湯の湯面の高さが決められた位置となったことを検出すると、溶湯の注湯が終了されたと判定する。制御装置４００は注湯の終了時刻をメモリに記憶させてもよい。

図３に示すように、ステップＳ４０において、共析変態点以下になるまで溶湯を十分に冷却する。ステップＳ５０において、鋳造品が鋳型１００から取り外される。

ステップＳ６０において、鋳造品の品質を評価するための試験が行われる。試験は、例えば、引っ張り強度試験、硬さ試験、顕微鏡による黒鉛球状化率の測定、顕微鏡によるパーライト面積率の測定である。試験の実施後、試験による測定値を示すデータが試験結果として制御装置４００のメモリに格納される。

ステップＳ７０において、制御装置４００は、製造された鋳造品の品質が合格であるか否かを判定する。品質が合格であるとは、製造された鋳造品の品質があらかじめ設定された基準を満たすことをいう。制御装置４００を判定部とも呼ぶ。製造された鋳造品が不合格である（ステップＳ７０；ＮＯ）と判定された場合、ステップＳ８０において、制御装置４００は、接種剤の投入量と投入時間とを再計算する。制御装置４００を設定変更部とも呼ぶ。接種剤の投入量は、例えば、測定されたパーライト面積率と、硬さの値と、に基づき、予め設定された算出式から算出する。接種剤の投入時間は、例えば、鋳造方案から算出される注湯速度と、引っ張り強度と硬さの値と、の相関をあらかじめ定義した定義データに基づいて算出する。制御装置４００は、算出した接種剤の投入量と投入時間とから、予め定義されている計算式により、初期段階の開口面積を算出する。さらに、制御装置４００は、第２段階の開口面積と、第３段階の開口面積を、それぞれについて予め定義されている割合を、初期段階の開口面積に対して乗ずることにより算出する。

その後、ステップＳ１０からの処理が順次実行される。ステップＳ３０における注湯および接種の処理においては、再計算された内容で、接種が行われる。ステップＳ７０において、製造された鋳造品が合格である（ステップＳ７０；ＹＥＳ）と判定されるまで、鋳造品の製造を繰り返す。製造された鋳造品が合格であると判定されると、制御装置４００は、接種剤の投入量および投入時間を含む接種の設定値を、最適な設定値としてメモリに記憶させる。

このように、実施形態においては、鋳造装置１は、試験結果が示す鋳造品の品質を評価した試験結果と、あらかじめ設定された基準との偏差を小さくするように、接種剤の投入量および投入時間を含む接種の設定値を変更する。さらに、鋳造装置１は、変更後の接種の設定値を使用して、鋳造品が再度製造する。実施形態にかかる態様によれば、実施形態においては、鋳造品の品質が決められた基準を満たすようになるまでの接種剤の投入量および投入時間の調整を自動で行うことができ、煩雑な手間を要しない。

また、鋳造装置１においては、鋳造品の製造、品質の判定、接種剤の調整の一連の処理をスムーズに行うことができる。

Ｂ１．他の実施形態１
実施形態においては、鋳造装置１は、製造された鋳造品が合格であると判定されるまで、鋳造品の製造を繰り返した。しかし、鋳造装置１は、製造された鋳造品が合格であると判定されるまで、鋳造品の製造を繰り返すことを必ずしも要しない。例えば、鋳造装置１は、鋳造品の製造を設定された回数繰り返した場合であっても、鋳造品が合格であると判定されないとき、その旨を、製造ラインの管理者に通知するようにしてもよい。他の実施形態１においても、実施形態と同様に、製造される鋳造品の品質が決められた基準を満たしていない場合、接種の設定値の変更と、変更後の設定値に従った接種とを自動で行うことができる。よって、接種剤の設定を調整する際に煩雑な手間を要しない。

Ｂ２．他の実施形態２
実施形態においては、制御装置４００は、直前に製造された１つの鋳造品の試験結果に基づいて、接種剤の投入量と投入時間とを再計算する例を説明した。あるいは、制御装置４００は、複数の鋳造品の試験結果に基づいて、接種剤の投入量と投入時間とを再計算してもよい。具体的には、例えば、制御装置４００は、直近に製造された３つの鋳造品の試験結果に基づいて、接種剤の投入量と投入時間とを再計算してもよい。

Ｂ３．他の実施形態３
実施形態においては、パイプ３２０の傾きが略鉛直であり、接種剤がパイプ３２０内を通過する時間は考慮せず説明を行った。しかし、例えば、投入装置３００の本体３１１が配置される位置と、鋳型１００が配置されている位置との関係で、パイプ３２０が鉛直に対して傾きをもって配置されることがある。このような場合には、パイプ３２０の傾き角度から、予め定義された計算式により、接種剤がパイプ３２０内を通過するのにかかる通過時間を算出する。投入時間と、通過時間と、を考慮して、注湯時の接種の設定値を計算することができる。

Ｂ４．他の実施形態４
実施形態においては、制御装置４００が、製造された鋳造品の品質の合否判定を行ったが、制御装置４００は、製造された鋳造品の品質の合否判定を行わなくてもよい。例えば、他のコンピュータが、製造された鋳造品の品質の合否判定を行ってもよい。また、制御装置４００ではない他のコンピュータが、注湯時の接種の設定値を含む各種の設定パラメータを算出してもよい。

Ｂ５．他の実施形態５
実施形態においては、第２底蓋部３１３が複数の絞り羽根を含む例を説明したが、第２底蓋部３１３は、第１底蓋部３１２と同様に、１枚の板状の部材から形成されてもよい。この場合、第２底蓋部３１３の位置と開口３１１ｅの開口面積との対応関係を示す設定データに基づいて、第２底蓋部３１３の位置が調整されてもよい。この場合も、第２底蓋部３１３により開口３１１ｅの開口面積を調整することができる。

Ｂ６．他の実施形態６
実施形態においては、投入装置３００において、第２底蓋部３１３により接種剤を排出する開口３１１ｅの開口面積を変更することにより、単位時間当たりの接種剤の投入量を調整する例を説明した。しかし、投入装置３００は、第２底蓋部３１３を備えなくてもよい。例えば、第１底蓋部３１２の位置と排出口３１１ｃの開口面積との対応関係を示す設定データに基づいて、第１底蓋部３１２の位置が調整されてもよい。第１底蓋部３１２が、排出口３１１ｃの開口面積を調整することにより、貯留部３１１ｂから単位時間当たりに排出される接種剤の量が調整されてもよい。この場合、１つの鋳造品の製造のたび、鋳造品の製造に先立って、必要とされる量の接種剤が計量され、貯留部３１１ｂに入れられるものとする。

あるいは、第１底蓋部３１２が複数の絞り羽根を含んでもよい。この場合も、投入装置３００は、第２底蓋部３１３を備えなくてよい。第１底蓋部３１２が、排出口３１１ｃの開口面積を調整することにより、貯留部３１１ｂから単位時間当たりに排出される接種剤の量が調整されてもよい。この場合、１つの鋳造品の製造のたび、鋳造品の製造に先立って、必要とされる量の接種剤が計量され、貯留部３１１ｂに入れられるものとする。

Ｂ７．他の実施形態７
投入装置３００は、第２底蓋部３１３を備えず、第１底蓋部３１２は実施形態と同様に排出口３１１ｃを閉鎖または開放する蓋であってもよい。この場合、開口面積の異なる複数のパイプをあらかじめ用意しておく。設定された接種剤の投入時間に応じた適切なパイプを使用して、接種剤が注湯流に投入されてもよい。

Ｂ８．他の実施形態８
実施形態においては、接種の設定値が、投入量と投入時間とを含む例を説明した。接種の設定値には、さらに、接種剤の配合が含まれてもよい。接種剤の配合の再計算を行う場合、例えば、硬さの値と、黒鉛球状化率と、パーライト面積率とに基づいて、あらかじめ定義された計算式により、配合の比率が算出してもよい。

Ｂ９．他の実施形態９
実施形態において、制御装置４００は、鋳型１００の受口１００ａおよび湯口１００ｂにおける溶湯の湯面の高さが、決められた位置を超えたと判定したときに、取鍋２１０の傾動角度を徐々に小さくするよう傾動装置２２０を制御した。あるいは、制御装置４００は、溶湯が鋳型１００に流し込まれた重量に応じて、取鍋２１０の傾動角度を変更してもよい。

実施形態においては、注湯流接種により接種を行う例を説明したが、鋳造装置１は、鋳造品の試験結果に応じて、新たな鋳造品の製造の際に、接種の方法を、例えば、取鍋内接種とすると判定してもよい。あるいは、鋳造装置１は、鋳造品の試験結果に応じて、新たな鋳造品の製造の際に、注湯流接種と取鍋内接種とを組み合わせて接種を行うと判定してもよい。

実施形態においては、鋳造装置１により球状黒鉛鋳鉄を製造する例を説明したが、鋳造装置１によりねずみ鋳鉄を製造してもよい。ねずみ鋳鉄は、例えば、ＪＩＳ Ｇ５５０２に規定されているＦＣ２００である。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、本開示の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１…鋳造装置、１００…鋳型、１００ａ…受口、１００ｂ…湯口、１０１…固定型、１０２…可動型、１０３…キャビティ、２００…自動注湯機、２１０…取鍋、２２０…傾動装置、２３０…ロードセル重量計、２４０…第１湯面センサ、２５０…第２湯面センサ、３００…投入装置、３１０…ホッパ、３１１…本体、３１１ａ…第１開口、３１１ｂ…貯留部、３１１ｃ…排出口、３１１ｄ…排出路、３１１ｅ…開口、３１２…第１底蓋部、３１３…第２底蓋部、３２０…パイプ、３２０ａ…開口端部、３２０ｂ…開口端部、４００…制御装置

Claims (7)

1. 鋳造装置であって、
   接種剤の投入量および投入時間の少なくとも１つを含む接種の設定値に従って前記接種剤を溶湯の注湯流に投入する投入部と、
   製造された鋳造品の品質を評価するための試験の試験結果が示す前記鋳造品の品質と、あらかじめ設定された基準との偏差を小さくするように、前記設定値を変更する設定変更部と、
   を備え、
   前記鋳造品の品質が前記基準を満たしていない場合、
   前記設定変更部が前記設定値を変更すること、と、
   前記投入部が変更後の前記設定値に従って前記接種剤を前記注湯流に投入すること、と、
   を１回以上行う、
   鋳造装置。
2. 請求項１に記載の鋳造装置であって、
   製造された前記鋳造品についての前記試験結果から前記鋳造品の品質が前記基準を満たしているか否かを判定する判定部をさらに備える、
   鋳造装置。
3. 請求項２に記載の鋳造装置であって、
   前記判定部により前記鋳造品が前記基準を満たしていると判定されるまで、
   前記設定変更部が前記設定値を変更すること、と、
   前記投入部が変更後の前記設定値に従って前記接種剤を前記注湯流に投入すること、と、
   を繰り返す、
   鋳造装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の鋳造装置であって、
   前記投入部は、
   前記接種剤を収容する容器であって、底部に開口が形成されている収容部と、
   前記収容部の前記開口の開口面積を変更できる底蓋部と、
   前記投入量と前記投入時間とから求められる単位時間当たりの投入量に対応する前記開口面積とするよう前記底蓋部の開度を制御する制御部と、
   を含む、
   鋳造装置。
5. 請求項４に記載の鋳造装置であって、
   前記制御部は、前記底蓋部の開度の制御として、前記接種剤を前記注湯流に添加する前に前記底蓋部の開度を変更する、
   鋳造装置。
6. 請求項４または５に記載の鋳造装置であって、
   前記制御部は、前記底蓋部の開度の制御として、前記接種剤を前記注湯流に投入している間に前記底蓋部の開度を変更する、
   鋳造装置。
7. 請求項４から６のいずれか一項に記載の鋳造装置であって、
   前記底蓋部は、前記開口の前記開口面積を変更することができる絞り機構を含む、
   鋳造装置。

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