JPH07266017A - 遠心力鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠心力鋳造管の内面に生じる引け巣等の欠陥
を除去するための経費低減等を図り得る手段を提供す
る。 【構成】 遠心力鋳造用鋳型としての筒体１の中央部分
の外径を、前記筒体１の両端部分の外径よりも大きくし
て、前記中央部分の肉厚を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心力鋳造用鋳型とし
ての筒体の両端部に開口を形成し、それら開口の夫々か
ら前記筒体内へ溶湯を鋳込み自在な遠心力鋳造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されている遠心力鋳造装置（以
下、従来装置という）においては、図３に示すように、
遠心力鋳造用鋳型としての筒体１の主要部の内径が、一
定の外径の遠心力鋳造管を製造するために一定に形成さ
れていることは勿論であるが、前記筒体１の主要部の外
径も一定に形成されているのが通常であった。尚、図３
中、２，３は、前記筒体１の両端部に形成された開口で
あり、それら開口２，３の夫々からは、前記筒体１内
へ、各種遠心力鋳造管を形成するための溶湯が鋳込まれ
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来装置を
用いて、前記開口２，３の夫々から前記筒体１内へ溶湯
を鋳込んで遠心力鋳造管を製造する場合、例えば、一方
の開口２から炭素鋼の溶湯を鋳込んで、その炭素鋼から
なる外層４を凝固形成した後、他方の開口３から耐食性
に優れた合金又は高合金鋼の溶湯を鋳込んで、その合金
又は高合金鋼からなる内層５を凝固形成することによ
り、石油関連設備の配管用等として使用されるバイメタ
ルパイプを製造する場合、遠心力による押湯の効果が、
前記外層４（一般には、前記遠心力鋳造管の外層部）を
形成するときには十分に発揮されて、前記外層４の内周
面には引け巣等の欠陥（即ち、押湯効果不足時に最終凝
固箇所に生じる欠陥。以下、単に欠陥という）の発生が
みられないものの、前記押し湯の効果が前記内層５（一
般には、前記遠心力鋳造管の内層部）を形成するときに
は相当低下して十分に発揮されなくなる上、前記内層５
の管軸方向中央部がその両端側部分よりも遅延して最終
的に凝固するようになるため、前記内層５の中央部の内
周面に前記欠陥が発生するようになる。この現象につい
て、図４〜図６を用いて更に詳しく説明する。図４に
は、前記外層４のみが形成される過程での溶湯（更に詳
しくは、鋳込み直後の溶湯）の管長方向の温度分布が一
点鎖線にて示されており、且つ、前記外層４のみが形成
される過程での固相（更に詳しくは、前記溶湯が凝固し
た直後の固相）の管長方向の温度分布が実線にて示され
ている。また、図５には、前記内層５のみが形成される
過程での前記溶湯の管長方向の温度分布が一点鎖線にて
示されており、且つ、前記内層５のみが形成される過程
での前記固相の管長方向の温度分布が実線にて示されて
いる。また、図６には、前記外層４が形成された上で前
記内層５が形成される過程で溶湯が凝固した固相の管長
方向の温度分布が実線にて示されている。これらの図か
ら明らかなように、前記外層４が形成された上で前記内
層５が形成される過程（この段階では、上述したように
押し湯効果が相当低下している）では、前記溶湯の中央
部の温度が、その両端側部分の温度よりも高い状態とな
っているため、前記溶湯の中央部がその両端側部分より
遅れて最終的に凝固するようになり、その凝固形態及び
前記押し湯効果の低下に起因して、前記内層５の中央部
の内周面に前記欠陥が発生するようになる。従って、従
来装置を用いて前記遠心力鋳造管を製造する場合は、前
記内層５の中央部において前記欠陥の除去に必要な内面
削り代を先ず設定し、その内面削り代に合わせて、前記
遠心力鋳造管全体の内面削り代を厚く設定しなけばなら
ないため、前記遠心力鋳造管全体の内面削り加工に大き
な工数がかかるようになり、その内面削りの加工費が嵩
むようになる上、前記内面削り加工によって捨てられる
材料の量も多くなり、前記内層５の材質が前記合金又は
高合金鋼のように高価な場合には、その材料費も嵩むよ
うになる、という問題があった。本発明は、このような
実情に着目してなされたものであり、上述した加工費や
材料費の問題等、従来装置を用いて前記遠心力鋳造管を
製造する場合の複数の問題を一挙に解消し得る手段を提
供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る遠心力鋳造
装置（以下、本発明装置という）の特徴構成は、遠心力
鋳造用鋳型としての筒体の両端部に開口を形成し、それ
ら開口の夫々から前記筒体内へ溶湯を鋳込み自在な遠心
力鋳造装置であって、前記筒体の中央部分の外径を、前
記筒体の両端部分の外径よりも大きくしてある点に特徴
を有している。

【０００５】

【作用】このような特徴構成を備えた本発明装置におい
ては、前記筒体の中央部分の外径を、前記筒体の両端部
分の外径よりも大きくしてあるため、前記筒体の中央部
分の肉厚が、前記筒体の両端部分の肉厚よりも厚くなっ
ている。従って、上述した本発明装置を用いて遠心力鋳
造管を製造する場合は、前記肉厚が厚くなった筒体の中
央部分によって冷却される溶湯中央部の冷却度が、前記
筒体の両端部分によって冷却される溶湯の冷却度（即
ち、溶湯の両端側部分の冷却度）よりも大きくなる。従
って、溶湯中央部の凝固が、その両端側部分の凝固と比
較して迅速に行われるようになり、もって、溶湯のうち
で最終的に凝固する部分が、従来の溶湯中央部から両端
側部分へ移行するようになる。

【０００６】

【発明の効果】このように、本発明装置を用いて遠心力
鋳造管を製造する場合は、溶湯のうちで最終的に凝固す
る部分が、溶湯中央部から両端側部分へ移行するように
なるため、その凝固形態に基づいて、前記欠陥が前記中
央部から前記両端側部分へ移行して発生するようにな
る。そこで、前記欠陥の除去に必要な内面削り代を従来
よりも少なく設定して、前記内面削りの加工費低減を図
ったとしても、前記中央部の内周面に前記欠陥が残存す
るということがなくなる。更に、前記内面削り代を上述
したように少なくすることで、前記両端側部分に前記欠
陥が残存するようになったとしても、前記遠心力鋳造管
の両端部を単に切り落とすという極めて低廉な加工費
（即ち、従来の内面削りにかかる加工費と比べて極めて
低廉な加工費）で済む処理を実施するだけで、前記両端
側部分を除く全体が前記欠陥のない健全な鋳造品とな
る。従って、前記内面削りの加工費が従来よりも低減さ
れるようになる上、前記内面削りの対象部分の材質が前
記合金又は高合金鋼のように高価な場合であっても、前
記内面削りによって捨てられる材料の量が少なくなり、
その材料費が従来のように嵩むということがなくなる。
このように、本発明装置によれば、従来装置を用いた場
合に生じていた複数の問題が一挙に解消されるようにな
り、本発明の目的が達成されるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した
部分は同一又は相当の部分を示している。

【０００８】図１には、本発明装置の一例としての遠心
力鋳造装置が示されている。その遠心力鋳造装置によっ
て、外径：３００ｍｍ、長さ：５ｍの遠心力鋳造管が製
造される。その遠心力鋳造管は、具体的には、炭素鋼か
らなる外層４（厚さ：２５ｍｍ）と、耐食性に優れた合
金（例えば、ＡＳＴＭ規格：Ｂ４４３（所謂インコネル
６２５）等のＮｉ基耐食合金）又は高合金鋼（例えば、
Ｎｉ−Ｃｒ鋼）からなる内層５（厚さ：１２ｍｍ）との
組合せからなるバイメタルパイプであり、そのバイメタ
ルパイプは、石油関連設備の配管用として使用される

【０００９】図１において、１は、遠心力鋳造用鋳型と
しての筒体１（具体的には、金型）であり、その筒体１
の両端部に開口２，３が形成され、それら開口２，３の
夫々からは、前記筒体１内へ前記遠心力鋳造管を形成す
るための溶湯が後述するように鋳込まれる。

【００１０】前記筒体１は、駆動装置（図外）によって
回転駆動される支持ローラー６，７に係合凹部１ａ，１
ｂが係止されつつ担持され、その支持ローラー６，７の
回転に従動して、回転数制御が行われつつ回転するよう
になっている。

【００１１】前記筒体１の両端部の開口２，３のうちの
一方の開口２には、取鍋（図外）からの前記外層４形成
用の溶湯を受け且つその溶湯を前記筒体１内へ注入する
ための遠心力鋳造用樋８が、先端を前記筒体１内に臨ま
せた状態に設けられている。また、前記開口２，３のう
ちの他方の開口３には、取鍋（図外）からの前記内層５
形成用の溶湯を受け且つその溶湯を前記筒体１内へ注入
するための遠心力鋳造用樋９が、先端を前記筒体１内に
臨ませた状態に設けられている。

【００１２】前記筒体１の中央部分の外径は、前記筒体
１の両端部分の外径よりも大きく設定され、その設定に
よって、前記筒体１の中央部分の肉厚が、前記筒体１の
両端部分の肉厚よりも厚くなっている。例えば、前記筒
体１の中央部分の肉厚が、前記両端部分の肉厚の２倍以
上の厚さになっている。尚、前記筒体１の両端部分の肉
厚は、前記バイメタルパイプの厚さの約２倍に設定され
ている。

【００１３】このような遠心力鋳造装置を用いて、前記
バイメタルパイプを鋳造する場合、先ず、前記筒体１を
適宜回転速度（例えば、Ｇナンバーが１００となるよう
な条件の回転速度）で回転させ、その回転中の筒体１内
へ前記遠心力鋳造用樋８経由で前記外層４形成用の溶湯
を鋳込んでその溶湯を凝固させた後、前記筒体１内へ前
記遠心力鋳造用樋９経由で前記内層５形成用の溶湯を鋳
込んでその溶湯を凝固させることにより、前記外層４及
び前記内層５の組合せよりなるバイメタルパイプが鋳造
される。

【００１４】このような鋳造が行われると、前記肉厚が
厚くなった筒体１の中央部分によって冷却される溶湯中
央部の冷却度が、前記筒体１の両端部分によって冷却さ
れる溶湯の冷却度（即ち、溶湯の両端側部分の冷却度）
よりも大きくなる。従って、溶湯中央部の凝固が、図２
（図２には、前記外層４が形成された上で前記内層５が
形成される過程での溶湯が凝固した固相の管長方向の温
度分布が実線にて示されている）に示すように、その両
端側部分の凝固と比較して迅速に行われるようになり、
もって、溶湯のうちで最終的に凝固する部分が、従来の
溶湯中央部から両端側部分へ移行するようになる。

【００１５】また、本発明に係る遠心力鋳造装置におい
ては、前記筒体１の中央部が他の部分よりも厚肉となっ
て、その重量も他の部分よりも重くなっているため、そ
の中央部の重量によって、前記筒体１の回転安定性が向
上するようになる、という副次的なメリットもある。

【００１６】次に、別実施例について説明する。前記外
層４及び内層５が、上述の成分と異なる他の成分にて構
成されている遠心力鋳造管を製造する場合においても、
本発明装置を適用することができるのはいうまでもな
い。また、全体が単一成分からなる遠心力鋳造管を製造
するのに、一方の開口２からの溶湯の鋳込みによって外
層部を形成した上で、他方の開口２からの溶湯の鋳込み
によって内層部を形成する場合においても、本発明装置
を適用することができる。

【００１７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す縦断面図

【図２】本発明装置使用時における溶湯凝固過程の固相
温度分布を示すグラフ

【図３】従来装置を示す縦断面図

【図４】従来装置使用時における外層の溶湯・固相温度
分布を示すグラフ

【図５】従来装置使用時における内層の溶湯・固相温度
分布を示すグラフ

【図６】従来装置使用時における溶湯凝固過程の固相温
度分布を示すグラフ

【符号の説明】

１ 筒体 ２，３ 開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心力鋳造用鋳型としての筒体（１）の
   両端部に開口（２),（３）を形成し、それら開口（２),
   （３）の夫々から前記筒体（１）内へ溶湯を鋳込み自在
   な遠心力鋳造装置であって、 前記筒体（１）の中央部分の外径を、前記筒体（１）の
   両端部分の外径よりも大きくしてある遠心力鋳造装置。