JPH0475748A - 筒状鋳物の鋳造鋳型およびその鋳造法 - 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、底−つきあるいは底な１〜の円筒形あるいは
多角筒形（以下本発明において筒形と称する）を鋳造す
る鋳型および鋳造法に関するものであり、特に球状黒鉛
鋳鉄よりなり、放射性物質を発生ずる＋」料を輸送した
り、中間的に貯蔵するキャスク本体などの筒形ｔｉ、！
！造鋳型お上鋳型造法に係るものである。

（従来の技術） 従来、球状黒鉛鋳鉄製底つきキャスク本体の鋳造や、球
状黒鉛鋳鉄製鋳型の製造には、次のような方法か提案さ
れている。

（イ）例えば特公昭６３−３２５３６号公報には、黒鉛
の球状化に必要な凝固時の冷却促進のため、外型および
中子に多数の冷却用の分割冶金を用い、かつ、強制冷却
用のバイブを通じた方式が開示されている。この方式で
は凝固後自然冷却し、外型、中子を完全にバラ（２て型
出１２がなされるものである。

（［−１）またキャスク用厚内球状黒鉛鋳鉄の製造にお
いては、共晶凝固時間を制御するため、全面に直接冶金
を当て、その裏側を珪砂でバックアップする鋳造方式か
「鋳物」第６０巻、　１９８ｇ、第３号に記述されてい
る。

（ハ）更に、特開昭５８−２５８５９号公報によれば中
空で厚肉の鋳物を造る場合、冷却促進のため、１５ｍｍ
厚鉄板で形づくられた底つき円筒中子の内面がら、特別
な冷却体で強制冷却し、凝固完了後冷却体は取り出され
ると共に、この場合、冷却体のバックに充填された微粒
子も同時に取り除かれ、１５龍厚鉄板は内面に残留した
ままで内面機械加工時に削除されることが開示されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 前記した従来方法は、冷却促進のための冶金や冷却体の
設置および中子に可縮性をもたせるため、複雑な中子の
構造となりがちである。又、中子は殆んどの場合一過性
のものであり、そのため、鋳造するたびに、中子全体又
はその大半を再製作することが必要となって生産性を低
下させるなど多くの問題を包含しているのが実情である
。

本発明は、これらの問題点を解決するためなされたもの
であって、生産性が高く且つ寸法精度のよい鋳造物を得
るために、鋳物の共晶凝固時間を制御するのに充分な厚
みを有する金属性中子に、わずかなテーパーと潤滑の特
性を付加し、鋳物か凝固開始又は凝固完了した直後に、
ある力を加えて中子を引抜くことができる鋳型および鋳
物の鋳造方法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために以下の構成を要旨
とする。すなわち、 （１）定盤、外金型、蓋金型および中子からなる鋳型に
おいて、筒状あるいは柱状の金属製中子の外面を頂部に
向って狭くなるテーパー状に形成し、該中子を定盤挿通
孔より鋳型内に直立するに際し、定盤と密接すると共に
着脱自在に支持したことを特徴とする筒状鋳物の鋳造鋳
型であり、 （２）前記中子の外面には潤滑材を塗布してもよいこと
、更に、 （３）前記した鋳型に、溶湯を注入し、該溶湯が凝固を
開始又は、完了した時点で前記直立した中子を鋳型より
抜きとることを特徴とする筒状鋳物の鋳造法である。

以下本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明鋳型の断面図であり、鋳型は定盤１と
、それに締付ボルト２で固定した外金型３と、その上部
にボルト２で締結した蓋金型４から外形が構成され、更
に、この鋳型内に、定盤１を貫通して中子５が直立させ
ている。中子５はその外表面６が上方に向って狭くなる
テーパーを形成し、必要に応じ、そのテーパー面６に潤
滑材（図示せず）を塗布している。定盤１の中央部には
下方が拡がる傾斜面７を有する貫通孔８を設け、また中
子６の下方にも前記定盤貫通孔８の傾斜面と一致するテ
ーパー面７′を設け、この中子５を定盤貫通孔８に嵌合
したとき、両傾斜面７．７′が密接するようになってい
る。

図中９は定盤１を支持する架台、１０は中子５の下部フ
ランジ１１を支承する支持シリンダーであり、１２は中
子５抜きシリンダーである。すなわち、中子５は鋳造時
は、支持シリンダー１０によって、定盤貫通孔８と密着
しているが、鋳造物が凝固した時点を見計らって、中子
抜きシリンダー１２を作動させ、鋳型内より中子を抜き
取ることができ、これを再使用できるようにしている。

１３は中子に形成する中空孔であり、冷却効率をあげる
ため（必要あれば冷媒をこの孔に供給できる）に設けて
いるがこれは必ずしも必要でなく、中実中子としてもよ
い。１４は溶湯注入口である。

本発明の鋳型構成は以上のようになっており、凝固速度
を大きくし冷却促進をはかるため外金型３、定盤１１蓋
金型４および一体又は分割型の中子５などの主要部分は
金属で構成される。本発明において、特に球状黒鉛鋳鉄
製鋳物を製造する場合においては、押湯なし方式を取り
入れ全体拘束型で、比較的に冷却速度が早い金属製鋳型
が好ましく、また溶湯の化学組成と鋳込温度も共晶凝固
時膨張側となるように設定する。このような鋳型構成で
あるため、中子５を引き抜くタイミングが重要なポイン
トであり、鋳物の凝固温度から約２００℃以内に行う必
要がある。これを誤ると中１５は抜けなくなる１、中子
うに付けるテーパー　（θ）は１０度以内１とすること
かよく、また中子外表面６に塗布する潤滑材や中子抜き
シリング−１２など油圧装置による操作によって中子５
の引抜き方をスムース１ごすることか可能となる０、 （作　　用） 化学組成と温度について」−分に管理された溶湯を注入
口１４より鋳型に注入すると、溶湯は時間経過と共に中
子５をくるんだ状態で凝固するかその際中子５を締例げ
ろ力か作用する。中Ｔ−５を綿付げる力（ＰＱ）は、そ
の温度における鋳物の変形抵抗値（ｋｇｆ／ｃ＋４）お
よび製品の内外径比（ｋ）によって面圧（Ｐ　Ｃ）か計
算てぎるので、中子５の表面積吉の積（ＰＱ）か求めら
れる。

凝固か紡’Ｔ　ｉ−た鋳造成品から中子５を引き抜く場
合に、中イを引き抜くのに必要な力（ＰＤ）は、中子テ
ーパーｆｆＪ度（θ）、潤滑剤の摩擦係数（μ）によっ
て求めろこ吉か可能である（世し、この場合、中子が熱
せられ膨張（，２て抜きに対して不利となるであろう要
因は、この中では考慮していない。）。

中子を引き抜く時には、フランジ状底部１１上の中子抜
きシリ〕／ダ・−１２を使用する。その方法は鋳造成品
か凝固１．た直後まず中子支ｈシリンダー１０を解除す
るか、その際、中子５は、鋳造成品の綿付ける力で保持
さねている。引続き、中子抜きシリンダー１２を加圧作
動することにより、定盤１ノー中千５のフランジ状底部
１１の間隔が、押し拡げられるため、中子５は下りへ抜
き取られる。

尚、中子５は第１図では中空孔１３を有しているか、中
天でも特に問題は無い。中空孔１３は特に、冷却用エア
ー等を吹込む場合があれば必要であるが通常は中実のも
のを使用しても差支えない。

また、中子５は一体型のものを図示［２ているか、場合
によっては、分割型と１−５でもよい。

（実　施　例） 第１図に示ｊ、た装置を使用（−２、鋳造成品（キャス
ク本体）を製造した。但（−本実施例では、　１１５　
Ｍｏｄｅｌの実験装置を用いて実施１．、た。

別途溶製１７１．第１表に示１〜た成分よりなる溶湯（
材質１′（ＣＩ）３７相当材）を注入管（図１（ぜｆ）
より注入口１４、およびこれに連通ずる湯道１４’　を
経由し鋳型内に注入りまた。この場合、鋳込温度１３１
０℃社−１０″Ｃ：、化学成分は炭素当量（ＣＥ）４．
３とし、へ品凝固時の鋳造成品の膨張が収縮を十回るよ
うに計画Ｌ？：、中子抜きは伝熱計算結果を参考に１４
１、鋳造後約１５分（１１００℃）を目標と【また。中
子潤滑材と１．て黒鉛系塗料型を注湯前に、中子外表面
６に約１．５ｍｍｍｍ厚塗−１−又、蓋金型４と、外金
型３の内表面１５にもジルコン系塗型を薄く塗布した。

中子抜きの時期を正確につかむため、蓋金型４に設けた
ガス抜き用孔１６を利用１、てザーモカップルを設置し
、最終凝固部位の温度を測定できるようにした。

第２表に製造条件および製造評砺結果を示す。

第１表化学成分 以上の結果から明らかのように、鋳型から中子の引き抜
きは、比較的容易に行うことができ、また製品寸法精度
も良好であった。従って１００ＴＯＮクラスの球状黒鉛
鋳鉄製キャスクも、この方法で製造可能であることが明
らかとなった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明法によれば、鋳造後生子の
引き抜きを容易に行うことができるため、引き抜いた中
子は再使用（数１０回以上）を繰り返すことが可能とな
り、そのため中子を製造するための時間、労力が大幅に
減少し、かつ鋳造時間および費用の削減が大幅に可能と
なった。

また、中子のセット作業を簡単に行うことができ、鋳造
中、中子に塗布した潤滑材からガスが発生したとしても
、揚り兼用のガス抜きを十分に行えガス欠陥を防止でき
ると共に、中子の安定性がよいため、鋳造成品の寸法精
度が極めて高いものが得られる。

更に、鋳造成品の高温型出しが可能となるため、熱処理
炉への高温装入ができ燃料消費が少くてすむ。そして更
に、本発明の鋳型は金属製であるので冷却速度が十分で
あり、鋳造成品の球状化が良好 →に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示す縦断面図である。 １・・・定　盤　　　　　　２・・・締付ボルト３・・
・外金型　　　　　　４・・・型金型５・・・中　子　
　　　　　６・・・中子表面７．７′・・・傾斜面　　
　８・・・貫通孔９・・・架　台　　　　　　１０・・
・支持シリンダー１１・・・中子の下部フランジ １２・・・中子抜きシリンダー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）定盤、外金型、蓋金型および中子からなる鋳型に
   おいて、筒状あるいは柱状の金属製中子の外面を頂部に
   向って狭くなるテーパー状に形成し、該中子を定盤挿通
   孔より鋳型内に直立するに際し、定盤と密接すると共に
   着脱自在に支持したことを特徴とする筒状鋳物の鋳造鋳
   型。
2. （２）中子の外面に潤滑材を塗布したことを特徴とする
   請求項１記載の筒状鋳物の鋳造鋳型。
3. （３）外金型、蓋金型に囲まれ、定盤より頂部に向って
   狭くなるテーパーを有する中子を直立する鋳型に、溶湯
   を注入し、該溶湯が凝固を開始又は、完了した時点で前
   記直立した中子を鋳型より抜き取ることを特徴とする筒
   状鋳物の鋳造法。