JPH071084A - 多目的鋳造が可能な真空溶解連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 同一の気密容器内に配置されているるつぼ
炉連続鋳造設備を使用し、その他の遠心鋳造、金型水冷
鋳造などの作業をも実施できる多目的鋳造装置を提供す
る。 【構 成】 気密容器３０内の連続鋳造装置の引抜装置
組立体４３を、引抜駆動ユニット２８を収容するケ−ス
２９の上に搭載して、移動台車とし搬送装置４０により
気密容器３０の外に搬出し、多種の鋳造を可能にした構
成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空又は不活性ガス
雰囲気を保持する気密容器内に固定された水冷銅るつぼ
炉を使用して、真空下で誘導溶解を行う連続鋳造装置に
関し、より具体的には、前記気密容器内に配置された連
続鋳造装置中の、鋳塊引抜装置を、移動台車上に載置
し、気密容器内と容器外との間の移動を可能にし、この
誘導溶解連続鋳造装置を使用して、真空下で連続鋳造以
外の遠心鋳造、重力鋳造などをも可能にする多目的鋳造
が可能な真空溶解連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特殊金属として取り扱われている各種の
金属や、それらの合金の真空溶解に使用されている水冷
銅るつぼ炉は、コ−ルドウオ−ル型誘導るつぼ炉とも呼
ばれ、図５及び図６に示されるよに、導電性と熱伝導度
が良好な銅製で、全体として底付き中空円筒状で、側壁
と場合によっては底壁の一部までが複数の狭いスリット
２により複数個の短冊状のセグメント３に分割されてい
るるつぼ本体１と、その外周に配置された誘導加熱コイ
ル５とから成り、セグメント３の内部７が冷却水などの
冷媒により冷却される。コイル５により被溶融金属の溶
融が進行すると、水冷されたセグメント３の内壁に接触
する溶湯６は凝固して薄皮状のスカル４となり、溶湯が
側壁に固着したり、スリット部に侵入して取り除くこと
が困難になるのが防止される。

【０００３】図４は、従来の連続鋳造装置であり、前述
したような水冷銅るつぼ炉を真空又は不活性ガス雰囲気
に保たれた気密容器２０内に固定し、水冷円板１２によ
りるつぼの底壁を構成し、この水冷円板１２上に置かれ
たスタ−ティングブロック１２ａに溶湯の底部を凝着さ
せて鋳塊１９の出発部とし、この出発部と一体に前記の
水冷円板１２を順次るつぼ炉の側壁１１ａの下部から下
方に引抜き移動させ、るつぼの下方に同軸に配置された
２重中空管構造の冷却構造体２３内を通過させ、鋳塊１
９を冷却し、引抜かれるれ鋳塊からの放射熱により気密
容器内部、特に近接して配置されている引抜装置組立体
の各部材が過熱されるのを防止しながら下方へ引抜き連
続鋳造を行うようにされている。水冷銅るつぼ炉１１の
側壁部１１ａの下端は、るつぼ支持プレ−ト１７ａの上
面に支持され、このるつぼ支持プレ−ト１７ａの下面に
密接して、前記の水冷円板１２が通過可能な内径を有し
同軸に明けられた穴を有する冷却構造体支持プレ−ト２
３ａが配置され、冷却構造体２３は前記の穴の外周を外
から囲んで垂下し、るつぼ炉の内径よりは幾分大きい内
径にされて固定され配置されている。この冷却構造体支
持プレ−ト２３ａの下方には、前記の冷却構造体２３が
挿通される内径の開口を有し、前記の冷却構造体の外周
に沿って上、下方向に移動可能にされ後述する引抜移動
機構を支持する引抜装置支持プレ−ト１４が配置され、
この引抜装置支持プレ−ト１４と前記の水冷円板１２と
は、冷却水の供給及び排出管を収容する円筒形の連結部
１３を介して連結され、前記の水冷円板１２は前記の引
抜移動機構により、引抜装置支持プレ−ト１４と一体に
上下移動が可能にされている。この引抜装置支持プレ−
ト１４の、正面図としての図４で左右両端辺付近にはボ
−ルねじナット１５が、また、前、後両端辺付近にガイ
ドブシュ１６が取り付けられている。左右両端辺付近の
ボ−ルねじナット１５には、ボ−ルねじ棒２１がねじ係
合して挿通され、ボ−ルねじ棒２１は、その上端が冷却
構造体支持プレ−ト２３ａの下面にスラスト軸受などで
支承され、その下端は気密容器２０の底壁（真空槽下部
構成板）２０ａを貫通し、その下部外方に設置された駆
動ユニット１８に接続されて支持されボ−ルねじユニッ
トを構成する。一方、引抜装置支持プレ−ト１４の前、
後両端付近の１対のガイドブシュ１６は、前記の冷却構
造体支持プレ−ト２３ａの下面から気密容器２０の底壁
２０ａの上面に至り支持されるガイド棒２２と係合しガ
イドユニットを構成する。このような構造にされている
ので、前記冷却構造体支持プレ−ト２３ａはボ−ルねじ
ユニットとガイドユニットを支持する上部支持プレ−ト
としての機能をも兼ねることになる。前記の冷却構造体
２３、冷却構造体支持プレ−ト２３ａと、引抜装置支持
プレ−ト１４と、ボ−ルねじユニットと、ガイドユニッ
トとで引抜装置組立体４３が構成される。ボ−ルねじ棒
２１が駆動ユニット１８により回転駆動されるとボ−ル
ねじナット１５に固定された引抜装置支持プレ−ト１４
がガイドブシュ１６を介してガイド棒２２に沿って上下
に移動するので、るつぼ底部を構成する水冷円板１２
は、その上に被溶解金属の凝固した部分１９ａを把ん
で、２重壁で内部が水冷されている２重中空管構造の冷
却構造体２３の内部を通過して下方に案内され、実線で
示された被溶解金属の溶解位置から２点鎖線で示した取
出位置まで、下方へ引抜かれて鋳塊１９とされ連続鋳造
が行われる。この連続鋳造における引抜き速度は溶解さ
れる金属の種類または合金の成分、るつぼの構造、寸法
などに応じ適切に設定される。るつぼ炉の自重と、その
内部に溶湯または鋳塊が収容されている場合の重量もか
なり大なので、るつぼ支持プレ−ト１７ａは、図示され
ないブラケットにより気密容器２０の側壁などに接続さ
れ強固に支持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術の連続
鋳造装置は引抜装置を備えた連続鋳造専用設備であり、
設備費がかなり高価であるにも拘らず、遠心鋳造、水冷
金型鋳造などの他の溶解鋳造装置としては使用できず、
特に研究、開発機関などでの重力鋳造、遠心鋳造などを
含んだ各種の真空溶解・鋳造作業を行うためには、それ
ぞれの必要に応じた真空溶解装置を用意せねばならず、
設備費用も高価で設備のスペ−スをも拡大する必要に迫
られる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、気密容器内
に置かれている場合でも、気密容器内の雰囲気に対して
シ−ルされ常時大気圧に保たれ内部に電動機を含む引抜
駆動機構を収容する容器としての引抜駆動ユニット収容
ケ−ス（以下収容ケ−スと略称する）を設け、その上部
は、水冷円板と鋳塊、水冷２重中空管状の冷却構造体
と、ボ−ルねじ棒及びガイド棒などを含む引抜移動機構
とを支持するとともに、その下部にはこの収容ケ−スを
前記気密容器外に水平移動させるためのレ−ルなどの移
動装置を設けた。また、真空溶解と連続鋳造の作業のた
めには、水冷銅るつぼ炉の下方で容器の底部に近い位置
で、溶解炉のＸ，Ｙ軸には垂直下方に整列してＺ軸が同
軸に配置されるようにし、この支持台とるつぼ炉を支持
する支持台との間には、両者の相対的水平移動に必要な
隙間を設けるようにし、連続鋳造の所定バッチ終了後、
遠心鋳造、金型鋳造などの他の作業に切り替える必要が
ある都度、前記の引抜装置と駆動装置を載置した状態の
まま、るつぼ炉の一方の側壁を通過して気密容器外へ搬
送され、必要に応じ気密容器内へ戻される移動車両とし
て機能する構造にして上記の課題を解決した。

【０００６】

【作用】収容ケ−ス内はシ−ル可能にされ気密容器内で
も大気圧と同様の条件で電動機を含む駆動ユニットが作
動し、水冷銅るつぼ炉のるつぼ底部に一体に凝固する鋳
塊を順次連続的に下方へ引抜き従来と同様の連続鋳造が
行われる。連続鋳造から真空下における重力鋳造、遠心
鋳造などの他種の鋳造に切替える場合には、移動車両と
して気密容器の外へ移動され、この状態で別の底部を水
冷銅るつぼ炉の側壁の下部に別の底部を取り付け、予め
設置されている傾動装置を作動させて重力鋳造、遠心鋳
造などを行い、連続鋳造の次のバッチの溶解、鋳造を再
開する場合には、気密容器外へ搬出された引抜装置を気
密容器内へ戻し連続鋳造作業を行うことができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図３を参照して本発明の実施例を具体
的に説明するが、図４と同様な部品には同じ符号を付
し、異なる点のみを説明する。図１は、本発明による可
搬式の真空溶解連続鋳造装置の１実施例を示す正面断面
図、図２は図１のＡ矢視断面拡大詳細図、図３は図２の
Ｂ−Ｂ線に沿って見た断面平面図であり、水冷銅るつぼ
炉１１は、コの字形断面を有する強固な構造のるつぼ支
持プレ−ト１７ａにより図示しないブラケットなどを介
して気密容器３０の側壁または底壁に取り付けられて、
電動モ−タ１７ｂにより傾動可能にされ遠心鋳造、金型
水冷鋳造など連続鋳造以外にも適用できる。図１に示す
ように、このるつぼ支持プレ−ト１７ａの、電動モ−タ
１７ｂに対する反対側（図で左側）には、水冷ケ−ブル
１７ｃが設けられ、冷却構造体４１を保持する支持プレ
−ト４１ａの下面には、冷却水が内部を流通するように
なっている２重円筒構造の冷却構造体４１が吊下げ状態
で取り付けられ、この支持プレ−ト４１ａの上面と、る
つぼ炉を支持するるつぼ支持プレ−ト１７ａの下面との
間には、冷却構造体支持プレ−ト４１ａを含む引抜装置
全体を、るつぼ支持プレ−ト１７ａに対し水平移動させ
るのに必要な程度の僅かな隙間が保たれるようにされて
いる。るつぼ炉の下方で気密容器の底壁３０ａよりやや
上方には、電動機を含む引抜駆動ユニット２８を収容す
る収容ケ−ス２９が、レ−ル３４と車輪装置４４を組み
合せた水平移動機構を備えて配置され、気密容器の側壁
の図で右側のドア３０ｂを通過し気密容器の右外方に移
動可能にされている。この収容ケ−ス２９は、外部に対
し気体密にシ−ル可能にされ気密容器内に配置されてい
る場合でも、気密容器内の雰囲気から遮断され大気と同
一の雰囲気に保たれ、引抜駆動ユニット２８には通常の
電動機を使用できる。

【０００８】前記の冷却構造体支持プレ−ト４１ａの下
面と収容ケ−ス２９の上面との間には、水冷銅るつぼ炉
１１に対し図で左、右端近くに設けられた１対のボ−ル
ねじ棒３１と、るつぼ炉の前後に設けられた１対のガイ
ド棒３２とで連結される。シ−ルされた収容ケ−ス２９
の中には、図２及び図３に示すように、引抜駆動ユニッ
ト２８を構成するＡＣサ−ボモ−タ１８、ギヤボックス
１９、対称に配置された２個の減速機２３（２４，２
５，２６はカップリング）が、収容ケ−ス２９の底板２
９ａ上に取り付けられ、垂直に延びるボ−ルねじ棒３１
の下端部付近のねじが切られていない棒部分が、収容ケ
−ス２９の上板２９ｂに取り付けられたシ−ルベアリン
グ２７に支持され、カップリング３２を介して減速機２
３に連結されて、ボ−ルねじ棒３１とボ−ルねじナット
１５とがボ−ルねじ装置３３を構成し、このボ−ルねじ
装置３３と引抜駆動ユニット２８とで引抜駆動装置４２
が構成される。また、図２に示すように収容ケ−ス２９
の底板２９ａの下面には２本のレ−ル３４が、気密容器
内から炉外への水平往復移動方向に平行に取り付けら
れ、気密容器３０の底板３０ａには一対の軸受３５，３
５が配置され、この軸受３５に支持される車軸３６と、
車軸３６の両端部に固定された１対の車輪３７ａ，３７
ｂとから成る車輪装置４４の複数個が一直線状に設置さ
れ、さらに図１に示すように気密容器３０の外部にも、
複数個の車輪装置４４が内部と同一直線上延長して整列
して設置され、それぞれ、図示しない電動モ−タにより
内部及び外部の車輪装置群の端部の１個が回転され、各
車軸３６はスプロケット３６ａ（図２参照）によりチェ
−ンで互に連動するようになっている。これらのレ−ル
３４、車輪装置４４、チェ−ン及び駆動電動モ−タ（図
示せず）が搬送装置４０を構成する。

【０００９】気密容器３０の中へ引抜装置組立体４３を
配置して、水冷銅るつぼ炉１１の３次元中心軸線ｘ，
ｙ，ｚと引抜装置組立体４３の中心軸線ｘ，ｙ，ｚを合
致させるには、レ−ル３４の敷設方向をｘとすると、例
えばレ−ル３４の先端が気密容器３０に固定した図示し
ない衝当ストッパに衝き当ったときに車輪装置４４の駆
動電動モ−タを停止させるとｘ方向が定められ、ｙ方向
はレ−ル３４と車輪３７ａ，３７ｂのつば部との係合で
定められ、ｚ方向は冷却構造体支持プレ−ト４１ａの上
面とるつぼ支持プレ−ト１７ａの下面との間が所定の隙
間にされた位置で設定される。例えば、気密容器３０の
底板３０ａに固定されている図示しないブラケットの垂
直穴と、それに対応する位置の気密容器３０に固定され
たブラケットの垂直穴とに、殆んど隙間のないピンを挿
入して前記の両中心軸線を合致させると共に、引抜装置
組立体４３をその位置に固定させることにより、前記の
軸線ｘ，ｙ，ｚの調整が可能になる。

【００１０】次に本発明による装置の作用について説明
する。図１に示すように、るつぼの底壁を構成する中空
の水冷円板１２が引抜駆動ユニット２８及びボ−ルねじ
装置３３により下方へ引き抜かれて二点鎖線の位置まで
下がる点は、図４に示した先行技術の場合と同様である
が、連続鋳造に続いて遠心鋳造または水冷金型鋳造など
を行う場合には、気密容器３０の扉３０ｂを開き、図示
しない電動モ−タにより、チェ−ンを介して全車輪装置
４４を回転させ、車輪３７ａ（３７ｂ）とレ−ル３４と
の摩擦力により、下方に移動されたるつぼの中空の水冷
円板１２とその上に連続して引抜かれた鋳塊１９、中空
の冷却構造体４１と、その支持プレ−ト４１ａ、連結部
１３及び引抜駆動ユニット２８とを含む引抜装置全体を
一体とし収容ケ−ス２９を移動台車として、図１に示す
実線の位置から二点鎖線で示す気密容器３０の右方外部
へ搬送し、鋳塊を取り出した後、引抜かれる中空の水冷
円板１２の代りに固定式底部を挿入し、予め設置された
電動モ−タ１７ｂによりるつぼ支持プレ−ト１７ａを介
して水冷銅るつぼ炉１１を傾動し、気密容器３０内にそ
れぞれに適応した装置や部材を装着することにより、真
空下での重力鋳造、遠心鋳造などを行うことができる。
連続鋳造を再開する場合には、引抜装置全体を気密容器
３０の中へ戻し、連続鋳造を行う。ここで気密容器３０
の中へ引抜装置全体を搬入して水冷銅るつぼ炉１１の中
心軸線と引抜下部装置の中心軸線のｘ，ｙ，ｚ方向を前
記のように合致させて調整する。

【００１１】

【発明の効果】るつぼの水冷円板、連続鋳造された鋳
塊、冷却構造体などを一体として下方へ引抜く装置は高
さが高くバランスが悪くなる傾向が有るが、本発明では
重量が大きい引抜き駆動ユニットの各構成装置を下部に
平面的に広く配置したので引抜装置全体の搬送の際も安
定性を有し、また水冷銅るつぼ炉は傾動可能にされてい
るので、引抜装置全体を気密容器の外に搬送して真空下
における重力鋳造、遠心鋳造などにも対応可能な多目的
で比較的安価な真空溶解連続鋳造装置を提供することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空連続鋳造装置の一実施例を示
す配置正面図である。

【図２】図１のＡ矢視断面拡大詳細図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面平面図である。

【図４】従来の真空下における引抜式連続鋳造装置の配
置正面図である。

【図５】水冷銅るつぼ炉の部分切断立面図である。

【図６】図５の横断面部分図である。

【符号の説明】

１１ 水冷銅るつぼ炉 １２ 水冷円板 １３ 連結部 １５ ボ−ルねじナット １７ａ るつぼ支持プレ−ト ２８ 引抜駆動ユニット ２９ 引抜駆動ユニット収容ケ−ス ３０ 気密容器 ３１ ボ−ルねじ棒 ３３ ボ−ルねじ装置 ３４ レ−ル ３５ 軸受 ３６ 車軸 ３７ａ，３７ｂ 車輪 ４０ 搬送装置 ４１ 冷却構造体 ４１ａ 冷却構造体支持プレ−ト ４２ 引抜駆動装置 ４３ 引抜装置組立体 ４４ 車輪装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空または不活性ガス雰囲気に保たれた
   気密容器（３０）と、この気密容器（３０）内に配置さ
   れ側壁が複数のスリットにより複数のセグメントに分割
   され、底壁が上下に移動可能な水冷円板として構成され
   る水冷銅るつぼ炉（１１）と、前記水冷円板の上部に凝
   固させた被溶解金属を凝固した部分から逐次、前記水冷
   円板（１２）と一体にるつぼ炉の下方に引抜くための引
   抜装置組立体と、前記引抜装置組立体を駆動する引抜駆
   動ユニット（２８）と、を含んで成る真空溶解連続鋳造
   装置において；前記水冷銅るつぼ炉（１１）は、さら
   に、真空下における他種の溶解鋳造を実施するための傾
   動装置と；外部の雰囲気に対してシ−ルされて常時大気
   圧に保たれ、内部に前記引抜駆動ユニット（２８）を収
   容する引抜駆動ユニット収容ケ−ス（２９）と；を備
   え；前記引抜駆動ユニット収容ケ−ス（２９）はその上
   部に前記の水冷円板（１２）と、前記の引抜装置組立体
   とを常時載置し、その下部には水平方向搬送を可能にす
   る搬送装置を有する搬送台車として構成され；この搬送
   台車上に載置された前記の引抜装置組立体は、溶解と連
   続鋳造作業を行う際には前記気密容器内に配置され、水
   冷銅るつぼ炉のＸ，Ｙ軸に対し整合され、Ｚ軸に対して
   同軸にされるとともに、前記水冷銅るつぼ炉の下面に対
   し水平往復移動が可能な隙間を保って配置され、別種の
   鋳造作業のためには前記気密容器の外への搬送と復帰が
   可能にされていることを特徴とする多目的鋳造が可能な
   真空溶解連続鋳造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の真空溶解連続鋳造装置に
   おいて；前記引抜装置組立体は、内部の溶湯が前記水冷
   円板の上部に凝固するのに伴ない凝固した部分を前記水
   冷円板（１２）と一体に逐次るつぼの下方に引抜くため
   の複数個のボ−ルねじ装置（３３）などを有する引抜装
   置組立体（４３）と、前記引抜装置を駆動する引抜駆動
   ユニット（２８）と、前記水冷銅るつぼ炉の側壁（１１
   ａ）の下端面を支持するるつぼ支持プレ−ト（１７ａ）
   に保持され、前記るつぼ炉の側壁よりもやや大きい内径
   を有して下方に延在し、前記引抜装置組立体（４３）に
   より下方に連続的に引抜かれる鋳塊（１９）の外周に配
   置される中空２重筒状の冷却構造体（４１）と、前記の
   引抜装置組立体（４３）を支持する引抜装置支持プレ−
   ト（１４）とを含んで成り；前記引抜駆動ユニット収容
   ケ−ス（２９）は、その上部に前記の２重筒状の水冷円
   板（１２）と、冷却構造体（４１）と、引抜装置組立体
   （４３）と、前記の引抜装置支持プレ−ト（１４）とを
   常時載置し、その下部には水平方向移動による搬送を可
   能にする搬送装置を有する搬送台車として構成され；こ
   の搬送台車上に載置された前記の引抜装置組立体は、前
   記冷却構造体を保持する支持プレ−ト（４１ａ）の上面
   が、前記水冷銅るつぼ炉を支持するるつぼ支持プレ−ト
   （１７ａ）の下面に対し所定の隙間を保って配置され、
   別種の鋳造作業を行うための水平往復移動が可能にされ
   ることを特徴とする多目的鋳造が可能な真空溶解連続鋳
   造装置。
3. 【請求項３】 前記搬送装置は、前記引抜駆動ユニット
   収容ケ−ス（２９）の下表面に搬送方向に固定された平
   行な２本のレ−ル（３４）と、前記気密容器から外部の
   所定の位置までに設置されて、電動モ−タなどにより連
   動される複数個の車輪装置（４４）とを有し、前記車輪
   装置（４４）は左、右の車輪と、左右両車輪を連結する
   車軸（３６）と、前記車軸を支持する軸受（３５）とを
   含み前記レ−ルと前記車輪との摩擦係合により前記の搬
   送が行われることを特徴とする請求項１または２記載の
   多目的鋳造が可能な真空溶解連続鋳造装置。