JPH06294584A - インゴット折り機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 市販のインゴットを連続して小塊化できるこ
と。 【構成】 移送手段Ａに載置したインゴットＥを移送
し、移動量設定手段Ｄによって前記移送手段Ａで移送さ
れたインゴットＥの移動量を決定し、特定のインゴット
Ｅの移動量でそのインゴットＥを拘束手段Ｂで拘束し、
そして、前記移送手段Ａ及び拘束手段Ｂから突出したイ
ンゴットＥの自由端に押圧力付与手段Ｃで外力を付与
し、インゴットＥの自由端を折るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムインゴッ
ト或いはアルミニウム合金インゴット等のインゴットを
折って、インゴットを小塊材とするインゴット折り機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、アルミニウム合金の溶解について
説明する。

【０００３】図６は小型手許溶解保持炉の炉内材料満杯
とした全体構造を示す立体断面図で、図７は同じく小型
手許溶解保持炉の予熱状態を示す要部断面図、図８は同
じく材料棚吊りによる溶解室空焚状態を示す立体断面
図、図９は同じく材料棚吊りによる予熱状態を示す要部
断面図である。また、図１０は小型手許溶解保持炉のイ
ンゴット小塊化による棚吊りが無く高充填率の材料満杯
とした全体構造を示す立体断面図で、図１１は低温低速
ロングフレームバーナによる放射伝熱説明図、図１２は
放射伝熱によるインゴットの溶落状態図である。

【０００４】従来のアルミニウム合金の溶解は、材料を
ルツボの中で溶解し、汲み出し口からラドルによって汲
み出され、ルツボ内湯面が低下したことを湯面検知棒が
検知すると、ルツボ内溶湯に対して直接インゴットの冷
材を供給していた。このため、その都度、溶湯温度が急
降下し、各鋳造品の最適注湯温度として設定された温度
に対して−３０℃乃至−５０℃位の温度変動が発生し、
鋳造品に湯回り不良が発生したり、冷材を直接溶湯内に
供給するために溶湯が汚染され鋳造品に介在物が混入し
たり、鋳巣が発生する等による不良が発生した。

【０００５】集中溶解炉は、集中溶解炉から各手許保持
炉に配湯される溶湯の性状により鋳造品が大きく左右さ
れる。例えば、アルミニウムダイカストの場合、各鋳造
品は肉厚、重量、表面積、形状等、千差万別であるが、
集中溶解炉から配湯される溶湯は、手許保持炉の設定温
度より１００℃位高い温度の溶湯を取鍋（溶湯を搬送す
るための溶湯容器）で配湯するが、配湯された手許保持
炉の集中溶解炉までの距離、取鍋の予熱温度等によって
配湯温度は変動する。このため、各手許保持炉に設定さ
れた最適鋳造温度に対して±３０℃〜±５０℃位の変動
範囲の配湯が殆どであり、手許保持炉の溶湯温度は配湯
毎に変動し、これが不良の原因になり、ロスエネルギ
ー、ロス資源になっていた。

【０００６】そこで、数年前より高効率燃費で溶湯１１
０管理が容易な小型手許溶解保持炉１００が普及し、こ
れによって省エネ・省資源が顕著に向上した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、小型手許溶解
保持炉１００はアルミニウム合金インゴットＥ１等の材
料投入口１０１が狭く、炉内への材料投入に手間がかか
り、通常の状態では、図６及び図７に示すように溶解さ
れるが、ときとして、図８及び図９に示すように炉の予
熱塔１０２中でアルミニウム合金インゴットＥ１等の材
料の棚吊りが発生し、溶解バーナー１０３が燃焼しても
溶解室１０４に材料が無いため溶解できず、空焚が発生
し、溶解バーナー１０３の燃焼が長くなり、溶解室１０
４の雰囲気温度が高くなり、溶解中に発生した酸化物が
焼成されて極めて硬い酸化物になり、結果的に、ロスエ
ネルギー、ロス資源になり、かつ、炉壁耐火物が過昇温
に焼成されて劣化が早くなり、炉の耐用寿命を短くする
原因になっていた。

【０００８】しかし、炉内の材料投入を容易にし、か
つ、棚吊りを防止するためには、アルミニウム合金イン
ゴットＥ１を小塊化した小塊インゴットＥ２を使用する
と、図１０のように炉内への投入を容易にし、材料の炉
内充填率を高め、炉内から排出される保持バーナー１０
５や溶解バーナー１０３の高温排ガスで材料が充分予熱
され、炉内での熱交換を促進して炉より排出されるガス
の温度を低くし、排出ガスによる炉周辺の雰囲気温度を
低くすることによって作業者の高温作業を軽減し、炉内
材料充填率の向上によって空焚をなくすことができる。
更に、注湯に際し汲み出された溶湯１１０の補給を速や
かに行ない、溶解バーナー１０３の無駄焚を無くし、溶
解室１０４の炉壁が過昇温に熱せられて起きる劣化を防
止し、溶解室１０４の半溶解材料が長時間高温に熱せら
れて発生する酸化を防止すると共に、一旦酸化した酸化
物が焼成されて硬い酸化物になり、これが微細になって
溶湯１１０内を浮遊して鋳造品内に鋳ぐまれる、所謂、
ハードスポットになって加工機械の刃具を損傷させたり
する鋳造品の不良を防止できることが、発明者等の実験
で確認された。

【０００９】特に、低温低速流ロングフレーム１２０の
バーナーにより溶解保持しているアルミニウム合金イン
ゴットＥ１を小塊化した小塊インゴットＥ２等の材料
は、このバーナーの火焔に接した個所から、所謂、放射
熱によって受熱し、図１１のように火焔に焼射された部
分は外被が薄い酸化膜が生成され、この膜が袋となって
溶湯１１０が燃焼ガスで汚染されるのを防止している。
受熱した材料は図１２のように酸化被膜の内部に新鮮な
溶湯１１０が次第に多くなり、やがて袋中の溶湯圧によ
って外被が破れて流出するが、小塊インゴットＥ２とす
ると溶落が短時間に行なわれる。

【００１０】しかし、現在市販のアルミニウム合金イン
ゴットＥ１を、更に小塊化した小塊インゴットＥ２とし
ての市販を求めることは、既に、確立されているインゴ
ットの製造設備の変更が必要となり、現実的に形状の小
塊化は困難である。即ち、小塊化を実施するには膨大な
設備投資になり、このためにインゴット価格を大幅に値
上げしなければならなくなり、実現が不可能である。

【００１１】ところが、現在のアルミニウム合金鋳造工
場の溶解、保持は、数年前開発された小型手許溶解保持
炉が主流であり、各炉メーカは各様の炉を販売している
が、何れも材料投入口が狭小で、客先から投入口拡大を
要請されている。投入口を拡大すると、炉全体を大きく
しないと溶湯温度の変動が大きくなり、エネルギーのロ
スも大きくなる。炉を大きくせずに投入口だけを大きく
すると溶解された溶湯温度が低くなるために溶湯温度制
御が困難となり小型手許溶解保持炉使用の意味がなくな
る。

【００１２】そこで、本発明は、市販のインゴットを連
続して小塊化できるインゴット折り機の提供を課題とす
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるインゴッ
ト折り機は、インゴットを移送する移送手段で移送され
たインゴットの移動量を決定する移動量設定手段と、前
記移送手段のインゴットの移動を拘束する拘束手段と、
前記移送手段及び拘束手段から突出したインゴットの自
由端に外力を付与し、インゴットの自由端を折る押圧力
付与手段とを具備するものである。

【００１４】

【作用】本発明においては、移送手段に載置したインゴ
ットを移送し、移動量設定手段によって前記移送手段で
移送されたインゴットの移動量を決定し、特定のインゴ
ットの移動量でそのインゴットを拘束手段で拘束し、そ
して、前記移送手段及び拘束手段から突出したインゴッ
トの自由端に押圧力付与手段で外力を付与し、インゴッ
トの自由端を折るものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例のインゴット折り機に
ついて説明する。

【００１６】なお、図中、各実施例と同一符号及び記号
は各実施例の構成部分が同一または相当する構成部分を
示すものである。

【００１７】図１は本発明の第一実施例のインゴット折
り機の全体要部斜視図で、図２は本発明の第一実施例の
インゴット折り機の要部断面図である。

【００１８】図１及び図２において、本実施例の移送手
段Ａとしての金属製の滑走台２は断面コ字状の移送ガイ
ドで、インゴットＥを移送するものであり、ボルトで水
平に対して略２０°の勾配を付して、受台５及び図示し
ない位置で直接架台１７に固着されている。受台５は架
台１７にアジャスト４を介してボルトで堅固に固着され
ている。この滑走台２は補強のため、その上部を補助支
持部材によって支持してもよいし、架台１７との間に筋
交いを設けてもよい。

【００１９】なお、市販のインゴットＥには、所定のブ
ロック毎に薄肉の溝１が形成されている。

【００２０】また、移送手段ＡのインゴットＥの移動を
拘束する拘束手段Ｂは、架台１７の上部に配設した取付
部材１６に取付けられた油圧シリンダ６及び受刃として
の受台５及びその油圧シリンダ６で上下動させられ、受
台５に対応する位置にある押圧材１０からなる。押圧材
１０は油圧シリンダ６のシャフトにボルトで固着されて
いる。油圧シリンダ６のシャフトには、補助部材７の一
端がボルトで取付けられていて、補助部材７の他端はボ
ルトで案内ロッド８が取付けられている。案内ロッド８
は補助部材７に取付けられた案内環９に挿通されてい
る。

【００２１】したがって、油圧シリンダ６の油圧を調整
することにより、油圧シリンダ６で押圧材１０が上下動
し、受台５に対応する位置にある押圧材１０によって、
両者間に介在されるインゴットＥを挟圧したり、それを
解放したりする。このとき、押圧材１０は油圧シリンダ
６のシャフトに固着されており、その油圧シリンダ６の
シャフトには、補助部材７を介して案内ロッド８が案内
環９に挿通されているから、その回動が拘束され、上下
動のみ自在としている。

【００２２】移送手段Ａ及び拘束手段Ｂから突出したイ
ンゴットＥの自由端に外力を付与し、インゴットＥの自
由端を折って分離、即ち、折断する押圧力付与手段Ｃ
は、架台１７に取付けられた油圧シリンダ１１及びその
油圧シリンダ１１で上下動させられ、インゴットＥの自
由端に押圧する位置にある切断刃１５からなる。切断刃
１５は油圧シリンダ１１のシャフトにボルトで固着され
ている。油圧シリンダ１１のシャフトには、補助部材１
２の一端がボルトで取付けられていて、補助部材１２の
他端はボルトで案内ロッド１３が取付けられている。案
内ロッド１３は補助部材１２にボルトで取付けられた案
内環１４に挿通されている。

【００２３】したがって、油圧シリンダ１１の油圧を調
整することにより、油圧シリンダ１１で切断刃１５が上
下動し、インゴットＥの自由端に当接する切断刃１５に
よって、インゴットＥを折断する。このとき、切断刃１
５は油圧シリンダ１１のシャフトにボルトで固着されて
おり、その油圧シリンダ１１のシャフトには、補助部材
１２を介して案内ロッド１３が案内環１４に挿通されて
いるから、その回動が拘束され、上下動のみ自在として
いる。

【００２４】移送手段Ａで移送されたインゴットＥの移
動量を決定する移動量設定手段Ｄは、案内ロッド１３の
下端に取付けた当接板３で構成されている。移送手段Ａ
で移送されたインゴットＥの移動量は、案内ロッド１３
に取付けた当接板３で滑走台２上に沿って移動する移動
量が拘束されることから、受台５と押圧材１０で挾持さ
れた位置からの突出量が決定される。

【００２５】なお、本実施例の油圧シリンダ６，１１は
エアーシリンダとすることができる。

【００２６】このように構成された本実施例のインゴッ
ト折り機の動作について説明する。滑走台２上にアルミ
ニウム合金インゴット等のインゴットＥを人力またはロ
ボットによって載置すると、インゴットＥは滑走台２の
傾度により自走して案内ロッド１３に固定されている当
接板３に当たって停止する。インゴットＥが当接板３に
衝突したことを図示しないセンサで検出すると、油圧シ
リンダ６が作動して、受台５方向に押圧材１０が移動し
て両者間でインゴットＥを挾持する。次に、油圧シリン
ダ１１が作動して折断刃１５を垂直に下降させ、インゴ
ットＥの自由端に当接する折断刃１５によってインゴッ
トＥを薄肉の溝１で折断する。

【００２７】インゴットＥを折断すると、油圧シリンダ
１１が上昇し、所定の距離上昇したとき、油圧シリンダ
６が上昇を開始する。油圧シリンダ６が上昇開始し、、
押圧材１０がインゴットＥから離れるとインゴットＥは
自走を開始して、新たな折断個所が当接板３に当たって
停止する。インゴットＥが当接板に当って停止したこと
を図示しないセンサが検出すると、油圧シリンダ６が作
動して前述のようにインゴットＥを挾持する動作に入
る。

【００２８】この間、滑走台２上に供給したインゴット
Ｅが完全に最終折断位置に到達する以前に、次のインゴ
ットＥを人力またはロボットで滑走台２上に載置する
と、インゴットＥは滑走台２上を自走して先行インゴッ
トＥの末尾に当たって停止し、連続して順次インゴット
Ｅを折断することができる。

【００２９】なお、当接板３は案内ロッド１３にボルト
で固定されているため、油圧シリンダ１１の上下動によ
って昇降するが、どの位置に停止していてもインゴット
Ｅの移動を停止できるように取付けられている。この当
接板３は当接板３０のようにボルト等で架台１７に直接
固定してもよい。図３はその事例を示す本発明の第二実
施例のインゴット折り機の要部断面図である。

【００３０】このように、当接板３または当接板３０
は、可動としてもよいし、或いは固定としてもよい。特
に、本実施例の移送手段Ａとしての滑走台２を水平に対
して略２０°の勾配を付して配設したものでは、インゴ
ットＥの折断方向が下方になり、当接板３または当接板
３０との当接解除が容易となるから、固定としても何等
支障はない。

【００３１】図４は本発明の第三実施例のインゴット折
り機の全体要部斜視図である。

【００３２】特に、本実施例では上記第一実施例及び第
二実施例との相違点のみ説明する。第一及び第二実施例
の移送手段Ａとしての金属製の滑走台２を公知のローラ
コンベア５０に置換えたものである。ローラコンベア５
０はインゴットＥを移送するものであり、ボルトで水平
に対してインゴットＥが自走する勾配を付して、図示し
ない位置で直接架台１７に固着されている。

【００３３】この種の実施例においては、ローラコンベ
ア５０のローラ５１でインゴットＥを移送するものであ
るから、インゴットＥの移送が極めて容易となる。しか
し、ローラコンベア５０の荷重の増加を考慮して、補強
のため、その上部を補助支持部材によって支持するか、
架台１７との間に筋交いを設けて使用するのが望まし
い。

【００３４】図５は本発明の第四実施例のインゴット折
り機の全体要部斜視図である。

【００３５】特に、本実施例では上記第一実施例乃至第
三実施例との相違点のみ説明する。

【００３６】第一乃至第三実施例の移送手段Ａとしての
滑走台２または公知のローラコンベア５０をモータ６５
で移送するローラコンベア６０に置換えたものである。
ローラコンベア６０はインゴットＥをモータ６５の回転
力により搬送するものであり、ボルトで水平に直接架台
１７に固着されている。また、モータ６５の回転力はス
プロケット６１及びチエーン６２によってローラコンベ
ア６０の枠体６４間の略全面のローラ６３が回動し、イ
ンゴットＥを拘束手段Ｂの受台５及び押圧材１０の方向
に搬送するようになっている。

【００３７】この種の実施例においては、ローラコンベ
ア６０のローラ６３でインゴットＥを移送するものであ
るから、インゴットＥの移送が極めて容易となる。ま
た、その取付けが水平であるから人力でインゴットＥを
供給する場合、作業者の作業負担が軽くなる。

【００３８】このように、本発明の実施例のインゴット
折り機は、インゴットＥを移送する滑走台２、ローラコ
ンベア５０、ローラコンベア６０等からなる移送手段Ａ
と、前記移送手段Ａで移送されたインゴットＥの移動量
を決定する当接板３または当接板３０等からなる移動量
設定手段Ｄと、前記移送手段ＡのインゴットＥの移動を
拘束する受台５及び押圧材１０からなる拘束手段Ｂと、
前記移送手段Ａ及び拘束手段Ｂから突出したインゴット
Ｅの自由端に外力を付与し、インゴットＥの自由端を折
る押圧力付与手段Ｃとを具備するものである。

【００３９】したがって、インゴットＥを所定の小塊に
連続して折断でき、図１０に示すように、小塊化された
インゴットＥ２は、新鮮な破断面を持って投入されるた
め、放射熱で熱せられると新鮮な破断面より溶解を開始
して溶湯となるため、溶落時間が無破断材料より短く、
また燃焼ガスに接する時間が短いため溶湯の汚染も少な
い。また、注湯によって汲み出し口湯面が低下すると、
直ちに溶解バーナーの着火指令が湯面検出棒から溶解バ
ーナーに伝達され、溶解バーナーが着火する。それまで
に、溶解室内に充填されている材料は、保持バーナーの
排ガスによって充分予熱されているため容易に溶解し、
汲み出し口湯面を短時間で正常位置まで復元させるた
め、溶解バーナーの無駄焚が無くなり、熱効率が良好で
酸化の少ない溶解ができ、顕著な省エネ、省資源となる
効果がある。

【００４０】即ち、小型手許溶解保持炉に投入されるイ
ンゴットを小塊化して図１０のように炉内への投入を容
易にし、材料の炉内充填率を高め、炉内から排出される
保持バーナーや溶解バーナーの高温排ガスで材料が充分
予熱され、炉内での熱交換を促進し、炉から排出される
ガスの温度を低くし、排出ガスによる炉周辺の雰囲気温
度を低くする。これによって作業者の高温作業を軽減
し、炉内材料充填率の向上によって空焚を無くし、注湯
により汲み出された溶湯の補給を速やかに行ない、溶解
バーナーの無駄焚を無くし、溶解室炉壁が過昇温に熱せ
られて起きる劣化を防止し、材料の棚吊りによる溶解室
が空洞化して半溶解材料が長時間高温に熱せられて発生
する酸化を防止すると共に、一旦酸化した酸化物が焼成
されて硬い酸化物になり、これが微細になって溶湯内を
浮遊して鋳造品内に鋳ぐまれる、所謂、ハードスポット
になって加工機械の刃具を損傷させたりする鋳造品の不
良を防止し、省エネ、省資源となる。

【００４１】特に、低温低速流ロングフレームバーナー
により溶解保持している従来の市販のアルミニウム合金
材料は、このバーナーの火焔に接した個所から、所謂、
放射伝熱によって受熱し、図１１のように火焔に焼射さ
れた部分は外被が薄い酸化膜が生成され、この膜が袋と
なって溶湯が燃焼ガスによる汚染を防止し、受熱した材
料は図１２のように酸化被膜の内部に新鮮な溶湯が次第
に多くなり、やがて袋中の溶湯圧によって外被が破れて
流出し、抜け出た後に酸化被膜が残る。ところが、材料
が小塊化した場合、炉内の充填率が高くなり、バーナー
火焔と接する材料の受熱面積が多くなって熱効率が向上
するばかりでなく、材料が空間に放置されていないから
表面が酸化しておらず、酸化被膜が焼成されていないか
ら、溶落が短時間に行なわれる。

【００４２】ところで、上記実施例の移送手段Ａは、イ
ンゴットＥを移送する滑走台２、ローラコンベア５０、
ローラコンベア６０等からなるが、本発明を実施する場
合には、インゴットＥが連続供給されるようにインゴッ
トＥを移動できるものであればよい。

【００４３】また、上記実施例の移動量設定手段Ｄは、
移送手段Ａで移送されたインゴットＥの移動量を決定す
る当接板３または当接板３０等からなり、ストッパーと
して機能するものであるが、本発明を実施する場合に
は、移送手段ＡでインゴットＥを移送する距離をエンコ
ーダ等で計測して、その移動を停止させてもよい。

【００４４】そして、上記実施例の拘束手段Ｂは、移送
手段ＡのインゴットＥの移動を拘束する受刃としての受
台５及び押圧材１０からなるものであるが、本発明を実
施する場合には、移送手段ＡのインゴットＥの移動を停
止させ、折断が容易なように支持できればよい。

【００４５】更に、上記実施例の押圧力付与手段Ｃは、
移送手段Ａ及び拘束手段Ｂから突出したインゴットＥの
自由端に外力を付与し、インゴットＥの自由端を折るも
のであるが、本発明を実施する場合には、インゴットＥ
の自由端の端部に外力を付与できればよいことから、移
動量設定手段Ｄを移動させその際にインゴットＥの自由
端の端部に外力を付与するように構成してもよい。

【００４６】なお、上記実施例のインゴット折り機は小
型手許溶解保持炉１００から離れた位置に設定したこと
を前提としているが、本発明を実施する場合には、上記
実施例のインゴット折り機を小型手許溶解保持炉１００
の材料投入口１０１に接続すると、最も、インゴットの
折断面が酸化されることなく投入でき、好適な使用状態
となる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明のインゴット折り
機は、移送手段に載置したインゴットを移送し、移動量
設定手段によって前記移送手段で移送されたインゴット
の移動量を決定し、特定のインゴットの移動量でそのイ
ンゴットを拘束手段で拘束し、突出したインゴットの自
由端に押圧力付与手段で外力を付与してインゴットの自
由端を折るものであるから、市販のインゴットが容易に
小塊化でき、小型手許溶解保持炉で使用した場合の溶湯
の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例のインゴット折り機
の全体要部斜視図である。

【図２】図２は本発明の第一実施例のインゴット折り機
の要部断面図である。

【図３】図３は本発明の第二実施例のインゴット折り機
の要部断面図である。

【図４】図４は本発明の第三実施例のインゴット折り機
の全体要部斜視図である。

【図５】図５は本発明の第四実施例のインゴット折り機
の全体要部斜視図である。

【図６】図６は小型手許溶解保持炉の炉内材料満杯とし
た全体構造を示す立体断面図である。

【図７】図７は小型手許溶解保持炉の予熱状態を示す要
部断面図である。

【図８】図８は小型手許溶解保持炉の材料棚吊りによる
溶解室空焚状態を示す立体断面図である。

【図９】図９は小型手許溶解保持炉の材料棚吊りによる
予熱状態を示す要部断面図である。

【図１０】図１０は小型手許溶解保持炉のインゴット小
塊化による棚吊りが無く高充填率の材料満杯とした全体
構造を示す立体断面図である。

【図１１】図１１は低温低速ロングフレームバーナによ
る放射伝熱説明図である。

【図１２】図１２は放射伝熱によるインゴットの溶落状
態図である。

【符号の説明】

Ａ 移送手段 Ｂ 拘束手段 Ｃ 押圧力付与手段 Ｄ 移動量設定手段 Ｅ インゴット ２ 滑走台 ３，３０ 当接板 ５ 受台 １０ 押圧材 ５０，６０ ローラコンベア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インゴットを移送する移送手段と、 前記移送手段で移送されたインゴットの移動量を決定す
   る移動量設定手段と、 前記移送手段のインゴットの移動を拘束する拘束手段
   と、 前記移送手段及び拘束手段から突出したインゴットの自
   由端に外力を付与し、インゴットの自由端を折る押圧力
   付与手段とを具備することを特徴とするインゴット折り
   機。