JPH01262062A - 鋳造用給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は鋳造用給湯装置、特に、溶解炉の溶湯を鋳造機
の溶湯保持部に供給する給湯装置に関する。

（２）従来の技術 従来、鋳造機の溶湯保持部に溶湯を供給する場合は、溶
解炉の溶湯を一旦取鍋に取り、次いで溶湯に脱酸、脱ガ
ス等の浄化処理を施し、その後取鍋内の溶湯を樋を通じ
て溶湯保持部に流下させている。

（３）発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記のように取鍋および樋を用いて溶湯
の供給を行うと、溶解炉から溶湯を取って溶湯保持部に
流入させるまでの間、溶湯は常に大気に曝されることに
なるので、浄化後の溶湯が酸化およびガス吸収を生じ、
その結果溶湯の浄化度が著しく劣化して鋳造品質の低下
を招くという問題がある。

そこで、高品質な鋳物を得るために、低圧鋳造機では、
その稼働を一旦停止して溶湯保持部としての保持炉内で
二次的な浄化処理を行っており、また重力金型鋳造機で
は二基の保持炉を備えて、一方では溶湯の二次的浄化を
行い、他方では二次的浄化後の溶湯を用いて鋳込みを行
うように、それら保持炉を浄化および鋳込めに交互に使
用するようにしている。

しかしながら、このような手段を採用すると、鋳物の生
産能率が悪く、またエネルギの消費量も多くなり、その
上、重力金型鋳造機では設備コストも高くなるといった
新たな問題を生じる。

また前記給湯法によると、溶湯が樋がら流下することに
より溶湯の波立ち、飛散等を生して溶湯保持部の炉材に
対するドロス（金属酸化物の厚膜等）の付着が激しく、
これにより炉材の使用寿命が短いといった問題もある。

本発明は前記問題を解決することのできる前記給湯装置
を提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明は、上向きの開口部を有する移動自在な溶湯保温
炉と、前記開口部を密閉する炉蓋と、該炉蓋に取付けら
れて、入口側端部を前記溶湯保温炉内の溶湯に浸漬され
ると共に出口側端部を鋳造機における溶湯保持部内の底
壁近傍に配設される給湯管と、前記溶湯保温炉内の溶湯
を前記給湯管を通じ前記溶湯保持部に緩徐に流入させる
溶湯駆動源とを備えていることを特徴とする。

（２）作　用 前記構成によれば、浄化処理後の溶湯を大気から略遮断
した状態にて鋳造機の溶湯保持部に供給し得るので、溶
湯の酸化およびガス吸収を大幅に抑制して溶湯の浄化度
を高く維持し、鋳造品質を向上させることができる。

その上、溶湯を溶湯駆動源によって溶湯保持部内の底壁
近傍に給湯管を介し緩徐に流入させるので、溶湯の波立
ちおよび飛散を防止し、また溶湯中のドロス量が少ない
こともあって溶湯保持部の炉材の使用寿命を大幅に延ば
すことができる。

さらに溶湯の浄化度維持に伴い二次的浄化処理を不要に
して、低圧鋳造機ではその稼働を停止する必要がなく、
また重力金型鋳造機では保持炉を一基に減らずことが可
能で、これにより鋳物の生産能率を向上させ、またエネ
ルギの消費量を低減することができ、特に重力金型鋳造
機では設備コストを大幅に減らずことが可能であり、そ
の結果鋳物の製造コストを安価にすることができる。

−５−・ （３）実施例 第１図は、アルミニウム合金鋳物を得るために用いられ
る低圧鋳造機りと、本発明に係る給湯装置Ｍ１の一実施
例との関係を示す。

まず、低圧鋳造機■、について説明すると、床面１上に
、基台２を介して溶湯ｍを保持する箱形保持炉３が設置
され、その保持炉３の天井壁４」二面に金型５が配設さ
れる。金型５は固定型５．と、それと対向する可動型５
２とよりなり、固定型５８は天井壁４上面の型台６に設
置され、可動型５２は昇降板７下面の支持枠８に取付け
られる。

昇降板７の各隅部にスライダ９が取付けられ、各スライ
ダ９は、天井壁４上面に立設された各ガイドボスト１０
に摺動自在に嵌合している。昇降板７の中央部に、図示
しない型開閉用作動シリンダのビス１−ンロノド１１が
連結される。

固定型５１の底壁に湯口１２が形成され、その＝６− 湯口１２にスＩ・−り１３の上端部が連通している。

ストーク１３は保持炉３の天井壁４を貫通してその天井
壁４に保持され、ストーク１３の下端部は保持炉３の底
壁１４近傍に位置する。

保持炉３は、その内壁を炉材１５より構成され、また天
井壁４内面にヒータ１６が配設されており、このヒータ
１６により溶湯ｍを保温することができる。

保持炉３の一側において、床面１上に加圧された乾燥空
気または不活性ガス等の加圧ガスを供給する加圧ガス供
給源１７と、それに接続されたガス圧制御器１８が配設
される。そのガス圧制御器１８に加圧ガス供給兼排出管
２０が接続され、その管２０は保持炉３の側壁１９を貫
通して保持炉３内上部に開口している。

また側壁１９に給湯口２１が形成されており、その給湯
口２１は給湯作業時以外は炉Ｍ２２により密閉される。

上記構成において、鋳造作業開始前に保持炉３内には、
第１回鎖線で示ず上限レヘル１１まで溶湯ｍが供給され
ているので、可動型５□を下降させて金型５を閉し、ガ
ス圧制御器１８により所定圧に制御された加圧ガスを保
持炉３内上部に供給すると、そのガス圧が溶湯ｍ表面に
作用するので、溶湯ｍがストーク１３内を上昇して湯口
１２より金型５のキャビティＣに充填され、これにより
鋳物が得られる。

その後、保持炉３内の加圧ガスを排出すると、湯口１２
およびスト−ク１３内の溶湯は保持炉３内に流下する。

次に給湯装置Ｍ、について説明する。

溶湯保温炉２３は、上向きの開口部２４を有する器体２
５と、その器体２５を囲繞する断熱箱２６とを備え、器
体２５の上端部は断熱箱２６の開口部に嵌合保持され、
また器体２５底部は断熱箱２６底壁内面の断熱ブロック
２８に支承される。

断熱箱２６底部外面の各隅部に車輪２９が取付けられ、
各車輪２９を介して溶湯保温炉２３を移動することがで
きる。

炉蓋３０は、溶湯保温炉２３に対し着脱自在であって、
その下面外周部に環状シール部材３１を備え、そのシー
ル部材３１を溶湯保温炉２３のフランジ部２７に重合す
ることによって開口部２４を密閉することができる。

炉蓋３０の中央部にそれを貫通して給湯管３２が取付げ
られる。その給湯管３２の入口側端部３３は溶湯保温炉
２３の器体２５内に存する溶湯ｍに浸漬されて器体２５
の底部近傍に配設され、また出口側端部３４は低圧鋳造
機りにおける保持炉３の給湯口２１を通して、その底壁
１４近傍に配設されるようになっている。給湯管３２は
、炉蓋３０に支持された第１管体３２１と給湯口２１に
通される第２管体３２゜とよりなり、両管体３２、．３
２２間はそれらに設けられた接続フランジ３５．３６を
介して着脱される。また第１管体３２１は、炉蓋３０に
嵌着された鉛直部３２ａ、鉛直部３２ａに接続されて炉
蓋３０上面に沿って略水平に伸びる中間部３２ｂおよび
中間部３２ｂに接続されて下向きに傾斜する傾斜部３２
ｃよりなる。これら各部３２ａ〜３２ｃ間の接続部分は
切離されるようになっており、これにより各部３２ａ〜
３２ｃのライニングの貼替え等のメンテナンスを容易に
行うことができる。３２ｄは第２管体３２□に設けられ
た取手である。

また炉Ｍ３０の中央部近傍に、それを貫通して加圧ガス
用導入管（排出管を兼ねる）３７が立設され、その導入
管３７と、前記ガス圧制御器１８より延出する供給管３
８とが一対の半体３９ａ。

３９ｂを持つ第１コネクタ３９を介して着脱される。

これにより導入管３７からのガス圧が溶湯ｍの表面に作
用すると、その溶湯ｍは給湯管３２を通じて保持炉３内
に流入し、したがって加圧ガス供給源１７、ガス圧制御
器１８、供給管３８、第１コネクタ３９および導入管３
７は溶湯駆動源Ｓを構成する。

断熱箱２６の内側面に器体２５内の溶湯ｍを保温するコ
イル状ヒータ４０が配設され、そのヒータ４０は接続線
４１を介して温度制御器４２に接続されるようになって
いる。ヒータ４０と接続線４１とは一対の半休４３ａ、
４３ｂを持つ第２コネクタ４３を介して着脱される。ま
た炉蓋３０に、それを給湯管３２および導入管３７間で
貫通する熱電対等の温度センサ４４が取付けられ、その
温度センサ４４は接続線４５を介して温度制御器４２に
接続されるようになっている。温度センサ４４と接続線
４５とは一対の半体４６ａ、４６ｂを持つ第３コネクタ
４６を介して着脱される。

温度センサ４４は溶湯ｍ内に浸漬されてその温度を検出
し、その検出温度によって温度制御器４２を介しヒータ
４０の加熱温度を制御するものである。この温度制御器
４２は、低圧鋳造機りとは別の場所に設置されている。

給湯管３２の第１管体３２、においで、炉Ｍ３０上面に
沿う中間部３２ｂの略水平部分に、それを貫通してアル
ゴンガス等の不活性ガス用導入管４７が立設され、その
導入管４７と不活性ガス供給源４８より延出する供給管
４９とが一対の半体５０ａ、５０ｂを持つ第４コネクク
５０を介して着脱される。また傾斜部３２ｃにおいて、
接続フランジ３５の近傍に斜め上向きのガス排出孔５１
が形成される。

第２図は溶湯浄化処理装置Ｄ１を示し、その装置Ｄ１は
溶解炉から供給された溶湯ｍに脱酸および脱ガス処理を
施すもので、次のように構成される。

即ち、床面２に複数のガイドポスト５２が立設され、各
ガイドポスト５２に、支持台５３の基端に存する各スラ
イダ５４が摺動自在に嵌合される。

支持台５３は、図示しない昇降用作動シリンダにより各
ガイドポスト５２に沿って昇降するようになっている。

支持台５３の水平板５５上面にモータ５６およびその回
転力伝達機５７が載置され、その回転力伝達機５７に連
結された鉛直な中空回転軸５８の下端部に溶湯撹拌用羽
根車５９が固着される。中空回転軸５８の上端部は、コ
ネクタ６ｏを介して導管６１に連通され、その導管６１
にアルゴンガス等の不活性ガス供給源６２が接続される
。

次に低圧鋳造機りに対する給湯作業について説明する。

第１．第３図において、給湯管３２の再接続フランジ３
５．３６問および第１．第４コネクタ３９．５０の両半
体３９ａ、３９ｂ；５０ａ、５０ｂ間を外して溶湯保温
炉２３を温度制御器４２の位置まで移動し、次いで第２
．第３コネクタ４３゜４６０両半体４３ａ、４３ｂ；４
６ａ、４６ｂ間を接続して溶湯保温炉２３を所定の温度
に予熱する。給湯管３２の第２管体３２□は低圧鋳造機
りより外されており、保持炉３の給湯口２１は炉蓋２２
により密閉されている。

第４図に示すように、第２．第３コネクタ４３゜４６の
両半体４３ａ、４３ｂ；４６ａ、４６ｂを外した後溶湯
保温炉２３を溶解炉６３の位置まで移動する。溶湯保温
炉２３から炉蓋３０を外して載置台６４に載せ、溶解炉
６４の出湯口６５より−１４〜 樋６６を介してアルミニウム合金の溶湯ｍを溶湯保温炉
２３に供給する。

第２図に示すように、溶湯保温炉２３を溶湯浄化処理装
置Ｄ１の位置まで移動し、羽根車５９を器体２５の底部
近傍まで下降させた後モータ５６により回転力伝達機５
７を介し羽根車５９を回転させて溶湯ｍを撹拌し、同時
に不活性ガス供給源６２より導管６１およびコネクタ６
０を介して中空回転輪５８に不活性ガスを供給し、その
下端開口部より微細な不活性ガス気泡を噴出させる。こ
れにより溶湯ｍに対して機械的撹拌による脱酸、脱ガス
処理が施される。

羽根車５９を上昇させた後、炉Ｍ３０を溶湯保温炉２３
に被せてその開口部２４を密閉する。

第３図に示すように溶湯保温炉２３を温度制御器４２の
位置に移動し、両コネクタ４３．４６を接続して溶湯の
温度調節を行う。

第１図に示すように、溶湯保温炉２３を低圧鋳造機りの
近傍に移動する。この間、低圧鋳造機りでは、ヒータ１
６により保持炉３を予熱する等給湯準備がなされている
。保持炉３から炉蓋２２を外して給湯管３２の第２管体
３２□を給湯口２１に挿入してその接続フランジ３６と
第１管体３２１の接続フランジ３５とを接続する。これ
により給湯管３２の出口側端部３４は保持炉３の底壁１
４近傍に配設される。また第１．第４コネクタ３９．５
０を接続する。

不活性ガスを、不活性ガス供給源４８より供給管４９お
よび導入管４７を通じ給湯管３２内に供給してその内部
を満たし、給湯管３２内に存する空気を外部に排出する
。このときの不活性ガスの供給圧ば微圧、例えば０．０
１　ｋｇ／ｃ＋＋ｌ〜０．１　ｋｇ／Ｃ１ｆｌが適当で
ある。また不活性ガスとして空気よりも重いガスを使用
すると、空気の排出が効率良く行ねれる。

加圧ガスを加圧ガス供給源１７よりガス圧制御器１８、
供給管３８および導入管３７を通じて溶湯保温炉２３内
に供給する。そのガス圧が溶湯ｍ表面に作用すると、溶
湯ｍは給湯管３２の鉛直部３２ａ内を上昇して中間部３
２ｂ、傾斜部３２ｃおよび第２管体３２□を経て保持炉
３内に流入する。

この場合のガス圧は、給湯管３２の中間部３２ｂにおけ
る湯面Ｓが中間部内径の３分の２位の位置にあって、鉛
直部３２ａからの供給量と傾斜部３２ｃからの流出量と
がバランスするように制御される。このようにガス圧を
制御すると、溶湯の流れが定常流となるので、溶湯ｍが
保持炉３の底壁１４側に緩徐に流入する。

保持炉３内の溶湯ｍが路上限しヘルｌ、に達したとき、
ガス圧制御器１８により溶湯保温炉２３内の加圧ガスを
導入管３７等を介して大気に排出する。この状態では不
活性ガスが給湯管３２内を流通しているので、給湯管３
２の溶湯ｍの一部は保持炉３内に、また他部は溶湯保温
炉２３内にそれぞれ流入する。次いで不活性ガス供給源
４８の作動を停止する。

その後、給湯管３２の第１．第２管体３２１゜３２□間
を外し、また第２管体３２□を給湯口２１より抜いてそ
の給湯口２１を炉蓋２２により密閉する。

前記のように給湯作業を行うと、浄化処理後の溶湯ｍを
大気から略遮断した状態にて低圧鋳造機りの保持炉３に
供給し得るので、溶湯ｍの酸化およびガス吸収を大幅に
抑制して溶湯ｍの浄化度を高く維持し、鋳造品質を向上
させることができる。

その上、溶湯ｍをガス圧によって給湯管３２を介し保持
炉３内の底壁１４近傍に緩徐に流入させるので、溶湯ｍ
の波立ちおよび飛散を防止し、また溶湯ｍ中のドロス量
も少ないこともあって、保持炉３の炉材１５の使用寿命
を大幅に延ばすことができる。

さらに溶湯ｍの浄化度維持に伴い二次的浄化処理を不要
にして、給湯作業中も低圧鋳造機りの稼働を停止する必
要がなく、これにより鋳物の生産能率を向上させ、また
エネルギ消費量を低減することができる。

次回の給湯作業は、保持炉３内の溶湯ｍが第１図実線系
のようにストーク１３下端近傍の下限レヘルＬに達する
までの間に行われる。

前記給湯作業は、給湯管３２内へ不活性ガスを供給せず
に行うこともあり、そのときには第４コネクタ５０の半
体５０ａおよびガス排出孔５１を介して給湯管３２内が
大気に連通しているので、給湯終了後給湯管３２内の溶
湯ｍは保持炉３および溶湯保温炉２３側へ流れる。

表■は、溶湯における水素ガス含有量の変化を示し、表
中、Ａが本発明給湯装置Ｍ１を使用した場合に、またＢ
が従来の場合にそれぞれ該当する。

この水素ガス含有量の測定は、各状態の溶湯について５
回のサンプリングを行い、減圧凝固法を適用して行われ
、また水素ガス含有量は、溶湯１００ｇ中における水素
ガスの体積（ｃｃ）として表わされている。

表　　　　■ 表Ｉより明らかなように、本発明給湯装置Ｍ１を使用す
ることによって、保持炉３内における溶湯中の水素ガス
含有量を従来の略半分に減少させることができる。

表■は、溶湯における酸化物等の介在物含有量の変化を
示し、表中Ａが本発明給湯装置Ｍ、を使用した場合に、
またＢが従来の場合にそれぞれ該当する。この介在物含
有量の測定は、（１）各状態の溶湯について５回のサン
プリングを行って薄板状の試験片を鋳造する、（２）各
試験片に１０箇所の切れ目を、所定の間隔で平行に入れ
、各切れ目に沿って各試験片を折る、（３）各試験片に
ついて得られる１１個の折れ片の合計２０枚の破面をル
ーペにより観察して介在物の数を数える、といった手順
で行われた。たヌし、一対の破面において、両波面に跨
がった介在物が存する場合は介在物の数は１個に数えた
。

したがって、介在物の含有量は２０破面当りの個数で表
わされる。

表　　　　■ 表■より明らかなように、本発明給湯装置Ｍ。

を使用することによって、保持炉３内における溶湯中の
介在物含有量を僅少にすることができる。

この介在物含有量の大幅な減少に伴い、低圧鋳造機りに
おいて、炉材１５の張替えを３年間以上行わずに操業し
得ることが１ＩＩＩｉ認されている。従来の場合は、約
１年半で炉材１５の張替えを行わなければならなかった
。

第５図は溶湯浄化処理装置の他の例を示し、その装置Ｄ
２は、フラックスおよび不活性ガスを供給する供給源６
７と、その供給源６７に接続されて、先端部を溶湯保温
炉２３の溶湯ｍに浸漬されるランス６８とよりなる。こ
の装置Ｄ２により溶湯ｍに対して化学的な脱酸および脱
ガス処理を施すことができる。

第６図は給湯装置の他の実施例を示す。この給湯装置Ｄ
２では溶湯保温炉２３が断熱材より構成され、また炉Ｍ
３０に棒状ヒータ６９が設けられ、さらに炉蓋３０に開
口部７０が形成され、その開口部７０は小蓋７１により
密閉されるようになっている。その他の構成は前記実施
例と路間−であるから、同一構成部分には同一符号を付
しである。

このように構成すると、溶湯保温炉２３およびヒータ６
９の構造を簡素化することができる。その上、溶解炉６
３から溶湯保温炉２３へ溶湯を供給する際に、開口部７
０を用いることにより、大気に対する溶湯ｍの接触を減
らして溶湯ｍの酸化等を抑制することができる。また溶
湯の浄化処理を行うに際しても炉ｌｌ３０を取外すこと
なく、開口部７０を利用することができ、したがって作
業性が良い。

なお、前記給湯装置Ｍ、、Ｍ２により重力金型鋳造機の
保持炉に溶湯を供給し、浄化処理を行うことなく鋳造作
業を行うことも可能である。

また溶湯駆動源Ｓとしては、電磁ポンプを使用すること
もできる。

さらに本発明は、アルミニウム合金の外に、マグネシウ
ム合金等の酸化消耗の多い合金の給湯に適用される。

Ｃ０発明の効果 本発明によれば、溶湯を鋳造機の溶湯保持部へ供給する
際に、溶湯の酸化およびガス吸収を大幅に抑制し、これ
により溶湯の浄化度を高く維持して鋳造品質を向上させ
ることができ、また溶湯保持部の炉材の使用寿命を大幅
に延ばすことができる。

前記溶湯の浄化度維持に伴い二次的浄化処理を不要にし
て、低圧鋳造および重力金型鋳造に当り、鋳物の生産能
率を向上させると共に省エネルギを図り、特に重力金型
鋳造機においては設備コストを大幅に減らし、これによ
り鋳物の製造コストを安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例と低圧鋳造機との関係を示す
縦断面図、第２図は溶湯浄化処理作業の一例を示す説明
回、第３図ば溶湯保温炉の予熱等を示す説明図、第４図
は溶解炉から給湯装置への溶湯供給作業を示す説明図、
第５図は溶湯浄化処理作業の他側を示す説明図、第６図
は本発明の他の実施例と低圧鋳造機との関係を示す縦断
面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上向きの開口部を有する移動自在な溶湯保温炉と、前
   記開口部を密閉する炉蓋と、該炉蓋に取付けられて、入
   口側端部を前記溶湯保温炉内の溶湯に浸漬されると共に
   出口側端部を鋳造機における溶湯保持部内の底壁近傍に
   配設される給湯管と、前記溶湯保温炉内の溶湯を前記給
   湯管を通じ前記溶湯保持部に緩徐に流入させる溶湯駆動
   源とを備えていることを特徴とする鋳造用給湯装置。