JPH02160158A - 吸上げ鋳造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶湯を湯口管を介して差圧により鋳型内に吸
上げる吸上げ鋳造法の改良に関する。

（従来の技術） 吸上げ鋳造法は、湯回り性が良好で、介在物の巻き込み
も少なくかつ湯口よりの強力な押湯効果によって歩留り
も良好であるところから、近年、その利用が拡大しつ−
ある。

この吸上げ鋳造法において、溶湯を吸上げる湯口管は鋳
造品質を左右する重要な役割りをなすもので１例えば、
耐熱性や耐熱衝撃性が不足して使用中に溶損したり亀裂
が発生するようなことがあると、外気混入゛によるブロ
ーホール欠陥、未凝固溶湯の落下による欠肉、押湯不足
による引は巣不良等の不具合を招くようになり、また気
密性に劣る場合も前記同様の不具合を招き、さらには保
温性に劣る場合は湯回り不良を引き起こすようになる。

この湯口管としては、従来より金属製、セラミックス製
、耐火物製等、種々の材種のものが使用されていたが、
融点の高い鉄ベースやニッケルベースの材料の鋳造には
、耐熱性に優れているところから、専ら耐火物から成る
湯口管が使用されていた。

（発明が解決しようとする課８） しかしながら、この耐火物から成る湯口管によれば、耐
熱性と保温性には問題ないものの。

気密性と耐熱衝撃性に関しては１両特性を同時に満足さ
せるのが極めて困難で、気密性を高めようとすると耐熱
衝撃性が劣化し、一方耐熱衝撃性を高めようとすると気
密性が低下するようになって、いま一つ信頼性に乏しい
という問題があった。

そこで、耐火物に代えて溶湯と同種の金属製湯口管を使
用することが考えられる。この金属製湯口管の使用によ
れば、耐熱性に劣るためｌ鋳造毎に消耗品として取換え
使用しなければならないが、気密性、耐熱亀裂性、保温
性の各性能を満足し、鋳造品質を高める上で好都合とな
る。しかしながら、実際にこれら金属製の湯口管を使用
してみると、溶湯の吸上げ時間（−例として８０秒）内
に大きく溶損してしまい、到底実用には供し得ないこと
が明らかになった。もちろん、湯口管の肉厚を厚くして
、この厚さ内に溶損をとどめるようにすることもできる
が、この場合は、湯口管へ逃げる熱量が大きくなって溶
湯の初期温度が低下し、！＠回り不良を招くという新た
な問題が発生することとなって、根本的な解決にはなら
ない。

本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、その目的とするところは、金属製の湯
口管の溶損を抑制し、もって金属製湯口管の安定使゛用
を可能とする吸上げ鋳造法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、−ｈ記課題を解決するため、予め第１のるつ
ぼ内の溶湯に金属製湯口管を浸漬してその先端部に溶湯
を所定厚さ凝着させた後、第２のるつぼ内の溶湯に前記
湯口管を浸漬して差圧により鋳型内に溶湯を吸上げるよ
うにしたことを要旨とする。

本発明において、Ｌ記第１のるつぼ内の溶湯としては２
第２のるつぼ内の溶湯とベース金属を同一にするものを
選択するのが望ましいが、第２のるつぼ内の溶湯に悪影
響を与えない範囲で、それより融点の高い異種金属ある
いは合金を選択することができる。また１配湯口管も。

特にその材種を限定するものでないが、第１のるつぼ内
の溶湯とベース金属を同一にするものを選択するのが望
ましい。

本発明において、上記湯口管は、吸上げられる溶湯の初
期温度をあまり低下させることがないように、ある程度
薄肉とするのが望ましい。

またこの湯口管に対する第１のるつぼ内の溶湯の凝着厚
さは、該湯口管を第２のるつぼ内の溶湯に浸漬させた際
の溶損量を補うに足る十分な厚さとする。さらにこの湯
口管を第１のるつぼから第２のるつぼへ移す際、該湯口
管を所定時間放冷して凝着金属を冷却するのが望ましい
。

（作用） 上記構成の吸上げ鋳造法においては、予め湯口管に第１
のるつぼ内の溶湯を所定厚さ凝着させることにより、湯
口管の先端部の肉厚が見掛は上厚くなり、ｔｐＪ２のる
つぼ内の溶湯による溶損時間が延長されて、吸上げ鋳造
を有効になし得るようになる。

（実施例） 以下１本発明の実施例を添付図面も参照して説明する。

第１図は、本発明にか−る吸上げ鋳造法を実行する装置
構成を示したものである。同図において、ｌは鋳型ユニ
ットで、気密チャンバー２と該チャンバー２内に納めら
れた鋳型３とを備えている。チャンバー２には減圧手段
（図示略）に連絡する減圧ホース４が接続されており、
また鋳型３からは金属製の湯口管５がチャンバー２を貫
通して下方へ延ばされている。鋳型ユニット１の全体は
、天井のレール６に走行可能に配置した駆動ユニット７
のシリンダ８に支持され、左右方向および上下方向へ任
意移動できるようになっている。なお、８は鋳型ユニッ
ト１を上下方向へ案内するためのガイドである。一方、
レールＢ下の鋳型ユニット１の移動範囲内には、第１の
るつぼｌＯと第２のるっぽ１１とが並置されている。各
るつぼ１０．１１は、耐火物製のるつぼ本体１０ａ　、
　１１ａと該るつぼ本体１０ａ、ｌｌａを囲む誘導加熱
コイル１０ｂ、ｌｌｂとから成り、それぞれの内部には
溶湯１０ｃ、１１ｃが所定の温度に保持されている。

鋳造に際しては、別途チャンバーｌ内に鋳型３が納めら
れ、先ず駆動ユニット７によって鋳型ユニツ）１が第１
のるつぼｌＯの上方に位置決めされる。そしてこの位置
で、駆動ユニット７のシリンダ８の作動により鋳型ユニ
ット１が下降し、その湯口管５が第１のるつぼ１１内の
溶湯１１ｃ中に所定深さ浸漬される。この浸漬によって
湯口管５の先端部には溶湯１１ｃが凝着し、所定厚さの
凝着層が得られたところで、シリンダ８の作動により鋳
型ユニット１を上昇゛させる。

次に駆動ユニット７の移動により鋳型ユニットｌは第２
のるつぼ１２のＥ方に位置決めされる。この位置で、シ
リンダ８の作動により鋳型ユニット１が再び下降し、そ
の湯口管５が第２のるつぼ１２内の溶湯１２ｃ中へ浸漬
される。これにタイミングを合わせて減圧手段が作動し
、減圧ホース４を介してチャンバー２内が減圧され、第
２のるつぼ１２内の溶湯は湯口管５を介して鋳型３内に
吸上げられる。そして鋳型３内に吸上げられた溶湯が凝
固した段階で、減圧手段を停止してチャンバー２内の減
圧を解除すると、湯口管５内の未凝固溶湯が第２のるつ
ぼ１２内に落下し、その後、駆動ユニット７の作動によ
り鋳型ユニット１が上昇、移動して、一連の鋳造は完了
する。

しかして、本発明においては、予め湯口管５に第１のる
つぼｌｌ内の溶湯１１ｃに浸漬して、その先端部に溶湯
を所定厚さ凝着させたことにより、湯口管５の先端部の
肉厚が見掛は上厚くなり、その後、Ｓ口管５を第２のる
つぼ１２内の溶湯１２ｃに浸漬した際、該湯口管５の溶
損時間が実質延長される。したがって鋳型３に溶湯１２
ｃを吸ｔげている所定の時間、湯口管５は本来の機能を
十分に果し、品質的に優れた鋳造品が得られるようにな
る。

以下、上記装置を用いて行った本発明の実施例をより具
体的に説明する。

第１、第２のるつぼ１１．１２に保持する溶湯１１ｃ　
、１２ｃとしてＪＩＳ　５Ｃ）１２１耐熱鋳鋼（０，３
＄Ｃ−２０％Ｎｉ−２５＄Ｃｒ）を、湯口管５として市
販の鉄パイプ（０，０８＄Ｃ）　ｔ−ツレツレ選択し、
製品重量２０ｋｇ、最小円厚部寸法３■の機械部品を吸
上げ鋳造した。この場合、上記チャンバー２内の減圧速
度として１００＊ｍＨｇ／ｓｅｃ　、最終減圧度として
一θ００膳■Ｈｇが必要と、なる、また鋳込み温度を少
なくとも１４８０℃、好ましくは１５００℃以上に設定
しないと良好な湯回り性を確保できない、しかもこの場
合、凝固時間は最大肉厚部で約５０秒を要するため、第
２のるつぼｌ？内の溶湯１２ｃに対する湯口管５の浸漬
時間は少なくとも８０秒確保する必要がある。

そこで先ず、上記条件に耐える湯口管５を選定するため
の基礎データを得るべく、湯口管として管径８０鳳朧で
肉厚の種々に異なる鉄パイプを用意し、これらを直接第
２のるつぼ１２内の溶湯１２ｃ　　（１５００℃）に浸
漬して湯口管５の肉厚と溶損時間との関係を調べた。こ
の結果を第２図に示す、第２図に示す結果より、溶湯１
２ｃに対する湯口管５の必要浸漬時間６０秒、を確保す
るには、少なくとも湯口管５の肉厚が４．５朧■以上必
要であることが分った。ところで、湯口管５としては１
通常、約４００層■の長さが必要であり、この長さで肉
厚が４．５朧■の湯口管５を用いて上記吸上げ鋳造を実
行するーと、薄肉部に湯回り不良が発生した。これは、
湯口管５の熱容量の増加により吸上げの初期溶湯温度が
低下したことに起因したもので、したがって肉厚約４ｍ
ｍ以上の湯口管の使用は不可であることが分った。

次に、湯口管５として肉厚２．３１のものを選択し、こ
れを第１のるつぼｌｌ内の溶湯１１ｃに種々の時間浸漬
して溶湯の凝着層の厚さを調べた。この場合、第１のる
つぼ１１内には、上記５ＣＨ２１から成る溶湯１１ｃを
１４００℃で保持し、湯口管５の浸漬深さは５０ｓｖと
した。この結果を第３図に示す、第３１図に示す結果よ
り、凝着層の厚さは、浸漬時間が８秒程度までは直線的
に増大し、それより浸漬時間が増すと、逆に凝着厚さが
減少することが明らかになった。

財−かるに上記したように、第２のるつぼ１２内の溶湯
１２ｃに対する湯口管５の必要浸漬時間は８０秒であり
、かつこの浸漬の間に湯口管５は４゜５脂−程度溶損す
ることが分っている。そこで。

本実施例においては、湯口管５として長さ４００騰腸、
管径６０履層、肉厚２．３ｍ＋ｓのものを選定し、第１
図に示した態様で、先ず湯口管５の先端５ｏ■を第１の
るつぼｌｌ内の溶湯１１ｃ　　（１４００℃）に６秒間
浸漬し、引き上げた後６０秒間放冷し、その後直ちに第
２のるつぼ１２内の溶湯１２Ｃ（１５００℃）に６０秒
間浸漬して、上記減圧条件で吸上げ鋳造を実行した。こ
の結果、湯口管５は、溶損が進行するものの、全溶の状
態までは至らず、ブローホール、欠肉、引は巣等の欠陥
はもとより、湯回り不良のない１品質的に優れた鋳造品
を得ることができた。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にか−る吸トげ鋳
造法によれば、湯口管の先端部に溶湯を凝着させて溶損
時間を可及的に延長するようにしたので、金属製の湯口
管を用いて吸上げ鋳造を有効になし得るようになり１品
質的に優れた鋳造品を安定して得ることができる効果が
ある。また凝着層の厚さを適宜設定することにより広範
囲の鋳造条件に対応でき、適用範囲の拡大を達成できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか−る吸上げ鋳造法を実行する装置を
模式的に示す正面図、第２図は湯口管の肉厚と溶損時間
との関係を示すグラフ、第３図は湯口管の浸漬時間と溶
湯の溶着層厚さとの関係を示すグラフである。 ２　・・・　チャンバー ３　・・・　鋳型 ５　・・・　湯口管 ７　・・・　駆動ユニー、ト １１　　・・・　第１のるつぼ １２　　・・・　第２のるつぼ １１ｅ、１２ｃ　−溶湯 （番よη１２　名　） 第２図 第１図 肉厚（ｍｍ） 第３図 時　間（ｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め第１のるつぼ内の溶湯に金属製湯口管を浸漬
   してその先端部に溶湯を所定厚さ凝着させた後、第２の
   るつぼ内の溶湯に前記湯口管を浸漬して差圧により鋳型
   内に溶湯を吸上げることを特徴とする吸上げ鋳造法。