JPH05502094A - 誘導溶融鋳造炉 - 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】 誘導溶融鋳造炉 本発明は特に、専用ではないが、誘導減圧式の溶Ｍ＋鋳造炉に間する。

減圧誘導溶融鋳造炉は当該分野技術で周知である。このタイプの炉において、溶 融は減圧状態のもとて実行され、加熱は誘導コイルの手段により達成される。

多くの異なったタイプのデザインがある。最もシンプルなデザインは、ターンテ ーブルを備えた単−室であり、室内の溶融ユニットが揺動自在でターンテーブル 上にしつらえた着脱自在モールドに注がれる。前記のデザインでは、各溶融野後 てロート、アンコートするため間口される必要がある。単−室デザインを減圧ゲ ートバルブにより分割された２室システムで改良して、タンディツシュが２室間 を移動して、溶融ユニットから溶湯を差し向け、モールドアセンブリ／アレーが ターンテーブルにより回転され得る。このデザインの利点は、完全な溶融サイク ルのための減圧下で、溶融室が依然として閉鎖、維持されることである。一方、 他のシステムでは、可動モールドカーを備えた減圧ゲートバルブにより大きなモ ールド室が隔離され、完全な溶融サイクルのための減圧下において、再度溶融室 が維持され得ることである。敗のデザインでは、減圧ゲートバルブによりモール ド室とターンテーブル全体が移動され得て、２つの室が分割され、１つ、もしく はこれ以上のモールド室が溶融室からの溶湯を受ける位置につれてこられ得る点 である。

前記の配置の全てにおいて、溶融室は固定もしくはあるものは水平に移動可能で あるが、溶融ユニットが溶融室内に傾斜するので、溶湯はモールドにも、もしく は、通常溶湯を交互にモールドのアセンブリもしくはアレーに差し向けるタンデ ィツシュにも直接性がれ得る。本発明明細書から理解されるように、ダンディツ シュは、当該技術において周知のタイプの収集、注入Ｈ置を表し、移動自在で溶 融金属を運び放出し、ローンダのごとくこのタイプの適宜装置を含むものである 。

減圧誘導室の別のデザインの１つは、溶融室と溶融ユニットが共に傾動して、溶 融室が回転減圧シールを通してモールド室に連結され、通常モールド室内に存在 する可動ローンダが回転減圧シールを通じて送られ、溶湯を受入れ、モールドの アセンブリ、アレーに流れをさし向けろ。このシステムは、ある程度柔軟性があ るが、比較的複雑な炉のデザインとなり、溶融金属流とろ過の制ｉｌ＋を制限し て、非溶解物質の混入の可能性を増して旋回しすぎとなる。さらに、一定のタイ プの材料の鋳造インゴットにおいて適当な純粋性を目的とする際に問題が起り得 ろ。

さらに、ロータリシールは複雑であり、組立て、維持が困難である。

前述のデザインの主な問題点は、必要とされる様々な鋳造プロセス；こ対応する ほどの柔軟性がないことである。これは、特殊な溶解サイクルにおいであるタイ プの鋳造プロセスが要求されると、炉全体がこれと連動する異なるモールドチャ ンバーへの製造を中止せねばならない。これは長時間のシセットダウンと結果的 に溶１と得られた鋳造製品との混合となりうる大気汚染の可能性を招く。

一方では水平溶解チャンバーとモールドチャンバーからなる真空ゲートバルブに より分割された２つのチャンバーシステムも存在する。この概念において、炉の 変化は旋回ドアに備えた２つの炉インサートを用いて可能とされる。これは鋳造 の連続と異なる種類の溶１の鋳造を改良すると主張されている。併し、この配置 は炉の完璧な操作とサイクルを妨害せずに異なるタイプの鋳造プロセスを行うと いう基本的問題を解決するものではない。

本発明の目的は少なくとも前記の欠点を解消もしく：を減少する真空誘導溶解鋳 造炉の改良を行うことである。

これは、溶解チャンバーの周囲に別の鋳造ステーションを配置し、各々の追加鋳 造ステーションにタンデイツシユを備えて所望の鋳造ステーションに選択的に溶 １をトランスポートすることで達成される。更に、この改良は真空誘導溶解鋳造 炉の既存のデザインを変更し・て、溶解チャンバーの壁に開口部を設け、固定真 空シールを通して着脱自在タンディツシュを溶解チャンバーに入れさせ、傾動自 在溶解ユニットから溶融金属を得て、これを真空ゲートバルブを通し・て溶解チ ャンバーに隣接する所望の鋳造ステーションに運ぶことて便宜的に達成される。

便宜上溶解チャンバーに平行して２つの追加鋳造ステーションを配置させる。

本発明の目的ごこより、減圧下の誘導加納によって原料を溶融する溶融ユニット を含む；５ｉｊ融室と、バルブ手段２二よって溶融室に結合された多数の鋳造ス テーションとからなり、前記鋳造ステーション：ｉ、溶融室の周囲に配置され、 各バルブ手段を通して前記溶融室に移動されるよう備えられたステーションと共 動する各タンディツシュ手段を有しており、使用時には、前記溶融室内に設置さ れている選択されたダンディツシュ手段が、前記溶融ユニットからの溶湯を入れ て、その鋳造ステーションに溶１を移すことからなる減圧誘導層１鋳遺炉を提供 する。

好ましくは、３つの鋳造ステーションが溶融室の周囲に配置されている。便宜的 に２つの鋳造ステーションが溶融ユニットと傾斜方向に事実上垂直に配置され、 溶湯が前記タンディンシュ手段と適宜鋳造ステーションとに注ぐ方向とはぼ直角 に移される。−回に１つのモールド室のみが前記溶１室に操作される。１つの溶 湯から３つ全部の鋳造ステーションに鋳造できるが、特別の状態でない限り係る 状すては操作は行わない。

鋳造ステーションの１つがモールドターンテーブルを有して、異なる複数のモー ルドを溶イ易室と連結したタンディツシュ手段からの溶１を受入れる位置にまで 回転する。さらに、その特定のタンディンシュが溶１ステーションに連結される りを有する。他の鋳造ステーションの１つは、溶融金属が成形され、長さを切ら れろ前に移され保持される連続鋳造炉に連結される。高所モールド注出アセンブ リの代りにパウダーアトマイソングステーションを用言して、このパウダーアト マイソングステーションが溶湯室に入り、溶湯をパウダーアトマイソングステー ションに運ぶ可動タンディツシュ手段を有する。

本発明のこれらの、また別の目的は添１寸図面を参照した以下の説明により、よ り明確になる。

第１図は本発明による減圧溶融誘導炉の実施例の平面図であり、溶融室周囲に直 角に配置し・た３つの鋳造ステーションを表す。

第２図は第１図のデザインを備えた減圧誘導鋳造炉の全体の配置の平面図を表す 。

第３図は＄２図の矢印Ａにおける減圧誘導溶融炉の側断面図。

第４図は第２図の矢印ＡＢにおける炉の断面図。

第５図は第３図に示す高所モールド注ぎロアセンブリに代るパウダーアトマイン ジグ炉を有し・た第３図に類似する図。

第１［！！Ｉは符号１０て示す減圧誘導溶融鋳造炉である。炉は通常断面円形も しくは直方体で、３つのタンデイツシユ１４．１６．１８を有する溶融炉１２か らなり、これらのタンディツシュは室１２の周囲て互いに事実上直角に配置され 、後に詳細に説明するように、溶融室からの溶（量を選択した鋳造ステーション に選択的に運ぶ。

溶融室１２は通常円形もしくは直方形であり、通常円形の溶融ユニット２０を内 蔵し、傾動されえて溶融ユニットからの溶融液をタンディツシュに注ぎ、所望の 特定の鋳造ステーション；こ溶融材料を移す。溶融室と溶融ユニットとは当該技 術において標準型のものである。鋳造ステーション１６はモールドターンテーブ ル２２を内蔵し、これの上に３つの異なるタイプのモール）”２４ａ−ｂ、　ｃ がマウントされ、ターンテーブルは軸２６に対し・て回転可能である。溶融室１ ２は減圧ゲートバルブ（明確にするための図示を省略）を通して鋳造ステーショ ン１６に連結され、間口部を設定するためにオーブンにされえて、可動タンディ ツシュ２８が鋳造ステーション１６と溶融室１２との間で移動されうる。ダンデ ィツシュ２８は当該技術において標準タイプのものであり、基本的にウェア、バ ッファ、フィルタを備えた延長したｌ・ラフであり、溶融室１２に移動される際 、溶融ユニットのスバウ）３０の下方に位置されて、タンディツシュに沿ってこ れに注がれるモールド液をダンディツシュの対向端に設置される鋳造ステーショ ンにガイドする。図では鋳造ステーションはモールドアセンブリ２４Ｃて表され ている。好ましくは、モールドアセンブリ２４Ｃが一旦満たされると、ターンテ ーブルが回転され、アセンブリ２４ａ、２４ｂもまた満たされうる。

図１において、タンディツシュ１日に間する説明でも判るように、タンディンシ ュ室１４．１８は同一てあり、明確にするために室１４のみ詳細に説明した。

−例として、タンディツシュ室１４は連続鋳造炉室を調節でき、これにより鋳造 バーもしくはチューブが矢印ｉの方向に室を通過される。ダンディツシュ３２は 室１４内に設置され、通常平面り字型である。タンディツシュは間口部３４を可 動し、タンディツシュのり一ト端３６がスパウト３０の下部に位置して溶融ユニ ット２０からの溶１を連続鋳造炉３１に移す。

タンディツシュが、連続線で示すように、ダンディツシュ室１４に引き込まれる 際、開口部３４がバルブ（明確にするための図示を省略）により、シールされて 必要とされたこのバルブが開き、リード端がスパウト３０の下部になり、タンデ ィツシュが図中破線で示すところの室に移動される・減圧誘導溶融鋳造ユニット が炉アセンブリ全体に内蔵されたさらに詳細な端面図第２．３並びに４図に間し 説明する。タンディツシュ室１日を用いて図に示す位置にスライドされうる高所 注出（テイーミング）モールド３８のセットを受け止めろ。溶融室１２は減圧ポ ンプと符号４０て示すフィルターシステムとに連結され、炉内部に必要な減圧状 態を作り、必要なインゴット性を帯びる。符号４２て示す誘導力源は、明確にす るために図示していないが、当該技術での典型例として溶融ユニットの周囲に配 置される誘導コイルに連結され、溶融ユニット内の（充電）チャージを溶融させ うる。

図３．４二二最もよく示される様に、中空溶融室１２はトップ経過リット４４を 有して、チャージにチャージ室４６を通して溶融ユニットに導入させる。鋳造ス テーション１６図に示す様に２つの部分に分割される。すなわち、ターンテーブ ル、モールドを含む可動部分１６ａと、可動タンディツシュ２８を囲むダンディ ツシュ室２９の下部に設置した固定部分＋６ｂである。同様に高所注出アセンブ リ３８は可動タンディツシュ３２を囲むタンディツシュ室３３を備えたレジスタ 移動可能である。これはまた、溶融室１２の対向側面に配置した連続鋳造炉１４ を備えた場合も同様である。

上記の配置で、使用時には、当該技術の典型として、ころつきリフトが開口され て溶融ユニットをサービスさせる。この時リッドが戻されて、溶融室が空にされ 、溶融ユニット４４に設置されるチャージ室４６からのチャージが溶融されて標 準の手順により精製される。モールドされたチャージのいくらかをモールドａ、 　ｂ。

Ｃに注ぐため、鋳造ステーション１６ａが室１６ｂを備えたレジスタに運ばれて 空にされ、減圧バルブが間かれてタンディツシュ２８を開口部を通じて移動させ 、そのリート端を配置し・て、溶融ユニット２０からの溶１を受入れる。モール ドされた材料はダンディツシュに添ってモールド２４ａ、　ｂ、　ｃに適宜誘導 される。モールドが所望の通り溝たされると、タンディツシュ２日が引き込まれ 、バルブが閉められる。

モールドされたチャージの次のバッチが別の鋳造ステーションに分配されるため に用意されると、−例として、高所モールド注出アセンブリ３８がダンディツシ ュ室３３を備えたレジスタに持ってこられ、減圧バルブが間かれて開口部３４を 通じてタンディツシュ３２を通過させ、リード端がスパウト３０の下部に配置さ れて溶融ユニット２０からのモールドされた材料を受入れる。このモールド材料 が標準の技術により高所モールド注出アセンブリ３８に誘導される。一旦高所モ ールト注出アセンブリがモールドされた液体の必要量を受入れると、タンプ什ソ シュが引き込まれ、バルブが閉められる。この工程が連続鋳造炉Ｉ４に繰り返さ れろる。

好ましくは、溶融ユニット２０からのチャージを受けるあらゆるオーダにおけろ めに応して鋳造ステーションは選択されうろ。

第５図は本発明実施例の別な配置図であり、高所モールド注出アセンブリがパウ ダーアトマイジングの性質によりさらに深いパウダーアトマイジング室に代えら れ、標準の技術によりフロアのより深い位置に配置される。この例では同様の符 号が同様の部分を表し、パウダーアトマイジング５０はタンディツシュ３３の下 部に配置され高所モールド注出アセンブリ３８と同様に溶１を受入れろ。

符号５２て示すコントロールステーションを備えて、作業者に前記のｉｔ並びに 手段を適宜用いて選択されたモールド室へ連続注入を操作させろ。

発明の範囲を越えることなく、前記減圧誘導溶融鋳造炉には様々な変更をなしつ る。−例として、溶融室に連結して３つの鋳造ステーションが図示されているが 、２つのみの鋳造ステーションが連結し・でもよいし、３つ以上のステーション が連結してもよいが、これにはより長いタンディツシュがめられ、タンディツシ ュの実際の長さは金属が溶融されようとする温度によって決定されることを理解 すべきである。基本的炉を変更してタンディツシュステーション等の鋳造ステー ション、もしくは連続鋳造、高所モールド注出アセンブリもしくはパウダーアト マイシング炉なとの適宜タイプが前記のように連結され、たとえば複数のターン テーブルモールトステーションが連結されろ。もちろん炉は減圧下もしくは不活 性ガス大気中でも超合金並びにハイグレートスチールの溶融、処理並びに鋳造に 適している。非鉄材料も使用でき、炉は特殊スチールや鋳造工業用の非鉄材料の ガス抜きにも適用する。

本発明の利点は、ノヤットダウンにより減圧溶融鋳造炉の標準操作を長時間損わ ずに、連続鋳造ステーション、回転モールドターンテーブルもしくはモールドト ロリーを蝙えたモールド充満ステーション、高所注出ステーション、並びに通常 必要とされる減圧溶融材料の鋳造の他の異なるモートが合体されつるよう炉がセ ットアツプされうろことである。

さらに、基本的炉は、バルブとタンディツシュの率直な制御を有し、大きなモー ルドの遠心鋳造や填流し鋳造に追加の鋳造工程を用意することて速やかに変更さ れる。本発明は立証された信ｌ′！！、性のある技術に基づき、増進された柔軟 性を示し、回転減圧シールの必要性を取り除く。本発明はさらに、信頼性、柔軟 性を増し、威圧誘導溶融鋳造炉の出費ｆｌ−減少する。

減圧溶融を要求するｔ才科の需要が増加するにつれて、本発明は１つの減圧溶融 室の周囲に存在する多大な鋳造ステーションを有するという柔軟性を提供し、こ れにより多数の減圧誘導溶融鋳造ユニットの経費と必要性を軽減するものである 。

補正層の翻訳文提出Ｉ（特許法第１８４条の８）平成３年１１月５０

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．減圧下の誘導加熱によって原料を溶融する溶融ユニットを含む溶融室と、バ ルブ手段によって溶融室に結合された多数の鋳造ステーシヨンとからなり、前記 鋳造ステーシヨンは、溶融室の周囲に配置され、各バルブ手段を通じて前記溶融 室に移動されるよう備えられたステーシヨンと共動ずる各タンディッシユ手段を 有しており、使用時には、前記溶融室内に設置されている選択されたタンディッ シユ手段が、前記溶融ユニットからの溶湯を入れて、その鋳造ステーシヨンに溶 湯を移すことからなる減圧誘導溶湯鋳造炉。
2. ２．３つの鋳造ステーシヨンが溶融室の周囲に配置されている請求項１記載の炉 。
3. ３．２つの鋳造ステーシヨンが溶融ユニットと傾斜方向に事実上垂直に配置され 、溶湯が前記タンディッシユ手段と適宜鋳造ステーシヨンとに注ぐ方向とほぼ直 角に移される請求項１または２記載の炉。
4. ４．鋳造ステーシヨンの１つがモールドターンテーブルを有して、異なる複数の モールドを溶湯室と連結したタンディッシユ手段からの溶湯を受人れる位置にま で回転する前記いずれかの請求項に記載の炉。
5. ５．その特定のタンディッシュが溶湯ステーシヨンに連結される場合、別の鋳造 ステーシヨンの１つは溶湯を受人れる高所モールド注出アセンブリを有する前記 いずれかの請求項に記載の炉。
6. ６．他の鋳造ステーシヨンの１つは、溶融金属が成形され、長さを切られる前に 移され保持される連続鋳造炉に連結される前記いずれかの請求項に記載の炉。
7. ７．高所モールド注出アセンブリの代りにバウダーアトマイジングステーション を用意して、このバウダーアトマイジングステーシヨンが溶湯室に入り、溶湯を バウダーアトマイジングステーシヨンに運ぶ可動タンディッシユ手段を有する請 求項１ないし５のいずれかに記載の炉。