JPH08215827A - 密閉式給湯装置および給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 毎回の給湯量を高精度に制御できるととも
に、溶湯酸化物の混入を防止し空気巻き込みの少ない高
品質の鋳造品を得ることのできる密閉式給湯装置を提供
しようとするものである。 【構成】 走行レール１３０ａ上を走行自在な走行台車
１３０に垂直シリンダ１２０および懸垂ロッド５０を介
して保持炉１０内に浸漬され底部に設けた連通遮断自在
な溶湯の吸入口２０ｂを備えたラドル２０とラドル内の
溶湯を外部へ導く導管２８とラドル内溶湯液面を加圧す
る不活性ガス供給装置８０と保持炉１０内溶湯液面高さ
を制御する昇降自在な重鍾６０とからなり、かつ、ラド
ルの垂直移送手段と水平移送手段を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金やマ
グネシウム合金の溶湯をダイカストマシンなどの射出ス
リーブへ給湯する密閉式給湯装置に係り、特に溶湯吐出
部に付着した溶湯酸化物の混入を防止して鋳造品品質の
劣化を防止するとともに、ラドル内へ溶湯給湯量を一定
に保ち、射出スリーブへの給湯量のばらつきを少なくし
た精密制御のできる密閉式給湯装置および給湯方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダイカストマシンの射出スリーブへアル
ミニウム合金やマグネシウム合金を給湯するには、従
来、図３に示すように、保持炉１０内の溶湯を酌み取っ
たラドル２０を機械的機構を使用して上昇、または円弧
軌跡を描きながら横移動して傾斜した射出スリーブ２０
０の位置まで移動し、然る後、ラドル２０を傾動してラ
ドル２０内の溶湯を射出スリーブ２００内へ注湯するラ
ドル反転方式が採用されていた。また、図４に示すよう
な上部に蓋２０ａを有し底部に溶湯の吸入口２０ｂを有
し、蓋２０ａに空気抜き２０ｃを有する密閉式でないラ
ドル２０を保持炉１０内へ浸漬して底部の吸入口２０ｂ
よりラドル２０内へ溶湯を浸入させた後に吸入口２０ｂ
を閉塞した後、傾斜した射出スリーブ２００の位置まで
ラドル２０を移動し、射出スリーブ２００の軸線に合わ
せてラドル２０を傾斜しつつラドル底部を射出スリーブ
２００内へ装入してから、底部の吸入口２０ｂを閉塞状
態から開放状態にしてラドル内部の溶湯を自然落下させ
て射出スリーブ２００内へ供給する方法も採用されてい
た。この方式は底抜きラドル方式と呼ばれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ラドル反転方式や底抜きラドル方式のいずれにおいて
も、射出スリーブへの注湯口（ラドルの吐出口）は、溶
湯をラドル内へ入れる場合にラドル本体を保持炉内へ浸
漬するため、ラドル内部に溶湯が入るだけでなくラドル
の外周に溶湯が付着し、ラドルを射出スリーブの位置ま
で移動し、その後の注湯動作中にラドル外周に付着した
溶湯と空気中の酸素とが反応して酸化物を生成し、か
つ、注湯中に滴下してラドル内部の溶湯とともに射出ス
リーブ内へ落下することとなる。したがって、ダイカス
ト成形後の鋳造品にこの酸化物が混入して、品質の低下
を招くという問題があった。また、上述のラドル反転方
式や底抜きラドル方式では、いずれも保持炉の溶湯液面
が毎回の給湯時に異なるとラドル２０やラドル２０内へ
取り込まれる溶湯量が微妙に異なり、毎回の注湯量にバ
ラつきが生じることとなり、その結果、射出スリーブへ
の給湯量にもバラつきが生じるので鋳造品品質を均一に
保つことができないという難点があった。さらに、上述
のラドル（図３のラドル２０や図４のラドル２０）で
は、給湯の初期に射出スリーブ内に落下する溶湯の落下
高さが大きく、大きな落下高さの際に周囲の空気の巻き
込みを誘発して鋳造品にブローホールなどの鋳造欠陥を
生じる惧れがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明（第１の発明）においては、アルミニウム
合金またはマグネシウム合金の溶湯をダイカストマシン
などの射出スリーブ内へ給湯する密閉式給湯装置であっ
て、溶湯の保持炉内に浸漬されて懸架され底部に設けた
連通遮断自在な溶湯の吸入口を備えたラドルと、一端が
ラドル内に収納され他端が前記射出スリーブ内へ装入さ
れ該ラドル内の溶湯を該射出スリーブへ注湯する導管
と、該ラドル内の溶湯液面を加圧する不活性ガスの注入
手段と、ラドル内に吸入される溶湯高さを制御する手段
として前記保持炉内に浸漬され該保持炉から該ラドル内
に吸入される溶湯液面高さを制御する昇降自在な重錘ま
たは該ラドルに組付けられラドル昇降量を調整する湯面
検知棒とを備えてなり、かつ、該ラドルの水平方向移送
手段と上下方向移送手段とを備えた構成とした。具体的
には、第２の発明に示すように、建屋または構造物に沿
設された走行レール上を走行自在な走行台車に垂直シリ
ンダならびに懸垂ロッドを介して保持炉内に懸架された
ラドルの底部に溶湯吸入用の吸入口を設けるとともに、
該吸入口を開閉する昇降自在な弁棒ならびに弁棒シリン
ダを該ラドル内に配設し、一端が該ラドル内に下向きに
収納され他端が該ラドル外の傾斜した射出スリーブ内へ
下垂する略Ｕ字状に湾曲した導管を該ラドルに固設する
とともに、該ラドル内へ不活性ガスを注入する不活性ガ
ス供給装置を備え、かつ、該保持炉内に一部が浸漬され
昇降シリンダを介して昇降自在な重錘を配設し、前記走
行台車に走行車輪駆動用電動機および制動機を備える
か、または、走行台車の水平走行用の水平シリンダを備
えたものである。さらに、第３の発明では、第１の発明
の導管の吐出管内に不活性ガスの注入配管を備え、注湯
時に不活性ガスを注入して溶湯の空気中の酸素結合をで
きるだけ防止するようにした。そして、第４の発明の給
湯方法では、第１の発明の密閉式給湯装置において、ラ
ドルの吸入口を開状態にした後、保持炉内の重錘を押し
下げて該保持炉内の溶湯液面高さをあらかじめ設定した
高さにして保持炉内の溶湯をラドル内へ吸入した後吸入
口を遮断し、該ラドルを上昇、水平移動、下降して導管
の吐出管を傾斜した射出スリーブ内へ収納し、ラドル内
へ不活性ガスを注入してラドル内の溶湯液面を加圧する
ことによってラドル内の溶湯を導管を経由して射出スリ
ーブ内へ注湯するとともに、該射出スリーブ内へ注湯さ
れる溶湯の液面の上昇とともに該ラドルを上昇させるよ
うにした。

【０００５】

【作用】本発明の密閉式給湯装置においては、溶湯の入
った保持炉内に浸漬されたラドルの底部の溶湯取込口で
ある吸入口を開放して溶湯をラドル内に自然吸入させ
る。ラドル内の給湯量の調整は保持炉に一部を浸漬され
た重錘の押し下げ高さを調整し、保持炉内の溶湯液面高
さをあらかじめ設定した一定の高さに調整することによ
って行う。規定の給湯量を収納した後ラドル底部の吸入
口を閉塞し、ラドルを上昇し、水平移動し、下降して導
管先端の吐出管が傾斜した射出スリーブ内に装入させた
状態とした後、不活性ガス注入手段を操作してラドル内
へ低圧の不活性ガスを注入し、溶湯液面を加圧して導管
からラドル内の溶湯を射出スリーブ内へ注入するととも
に、液面の上昇とともにラドルを上昇し、吐出管下端が
射出スリーブ内溶湯に触れないようにし、かつ、両者の
高さをできるだけ小さく保って注湯し、周囲の空気巻き
込みを極力防止する。このようにして、射出スリーブへ
の注湯が完了した後は、傾斜した射出スリーブを鉛直状
態に戻して所定の金型へドッキングさせて金型へ溶湯を
充填する。第２の発明では、保持炉内に浸漬されたラド
ルの弁棒を弁棒シリンダで上昇して吸入口を開放状態と
し、保持炉内の溶湯をラドル内へ吸入するとともに、重
錘を昇降シリンダの操作により下降し保持炉内の溶湯液
面をあらかじめ設定した高さに保持する。規定量の給湯
量をラドルへ吸入した後弁棒を下げ吸入口を全閉した
後、ラドル内に不活性ガス供給装置を使用して低圧の不
活性ガスを注入し、導管の吐出管よりラドル内溶湯を射
出スリーブ内へ注湯し、射出スリーブ溶湯液面の上昇と
ともに溶湯液面が吐出管下端に接触しないようラドルを
上昇する溶湯液面の速度に合わせて上昇する。本発明の
密閉式給湯装置では、従来技術のように、吐出口の外側
に溶湯が付着することがないので、吐出管外側の溶湯酸
化物の落下混入がなく、射出スリーブ溶湯液面と吐出管
下端との間の溶湯落下高さが極めて小さいので、空気の
巻き込みによる鋳造品質の劣化がなく、良好な品質が維
持される。また、毎回の給湯作業の都度、保持炉の重錘
を押し下げて保持炉内溶湯液面高さを一定に保持するの
で、溶湯給湯量のバラつきが少なく、給湯精度が高い。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図２は本発明の実施例に係り、
図１は密閉式給湯装置の全体構成図、図２は給湯方法の
作業工程図である。図１に示すように、密閉式給湯装置
１は、直立円筒状のラドル２０を建屋３０（または構造
物）に沿って水平に配設された走行レール１３０ａに往
復動自在に積載された走行台車１３０に垂直シリンダ１
２０および懸垂ロッド５０を介して懸架したもので、ラ
ドル２０は保持炉１０内の溶湯にその大部分が浸漬さ
れ、上端部を密閉蓋２０ａとボルトナット接合されて密
閉されるとともにラドルサポート２６を介して懸垂ロッ
ド５０と連結される。ラドル２０の底部には吸入口２０
ｂが設けられるとともに、吸入口２０ｂと保持炉１０と
を連通遮断するための垂直方向に昇降自在な弁棒２２と
弁棒シリンダ２４とを備えている。一方、密閉蓋２０ａ
には、一端がラドル２０内へ下向きに貫通し、他端がラ
ドル２０外で湾曲してダイカストマシンの射出スリーブ
２００の傾斜した軸線Ｘ−Ｘに沿って傾斜下降する導管
２８が取り付けられるとともに、Ｎ₂ ガスやＡr ガス、
ＣＯ₂ ガスなどの不活性ガス供給装置８０から供給され
るガスをラドル２０内や吐出管２８ａ内へ注入する不活
性ガスの供給配管８０ａが設けられる。供給配管８０ａ
は途中に分岐管（大気開放用）が設けられ本管および枝
管ともに電磁弁８１、８２、８３が取り付けられ、不活
性ガス供給装置８０とともにそれぞれプログラマブルコ
ントローラ１００へ接続される。４つの液圧シリンダで
ある弁棒シリンダ２４と昇降シリンダ７０ならびに垂直
シリンダ１２０、水平シリンダ１１０の油圧配管は各々
独立して油圧ユニット９０へ接続されるとともに、油圧
ユニット９０はプログラマブルコントローラ１００と接
続され、動作指令をプログラマブルコントローラ１００
から受信して作動する。ラドル２０の水平方向移送手段
である走行台車１３０の駆動手段である水平シリンダ１
１０は垂直シリンダ１２０の側面に連結されるが、水平
シリンダ１１０を設ける代りに走行台車１３０の車輪１
３０ｂを回転駆動する電動機１３０Ｍおよび制動機１３
０Ｂを走行台車１３０に取り付ける方式としてもよい。
一方、保持炉１０内には保持炉１０内の溶湯液面高さを
調整するための重錘６０（フロートでもよい）が、溶湯
内にその一部が浸漬されるように昇降シリンダ７０を介
して懸架される。

【０００７】以上のように構成された本発明の密閉式給
湯装置１の作動について説明する。作業手順は図２に示
すとおりであり、まず最初に空になったラドル２０を保
持炉１０内へ移送し、ラドル２０の大部分が保持炉１０
内の溶湯に浸漬された状態にラドル２０を保持する。そ
の後、弁棒シリンダ２４を操作して弁棒２２を上昇し吸
入口２０ｂを開いて保持炉１０内の溶湯をラドル２０内
へ吸入する。それと同時に、ラドル２０内へ吸入する溶
湯量が一定となるようあらかじめ設定した液面高さとな
るよう昇降シリンダ７０を操作して重錘６０を押し下げ
る。あるいは湯面検知棒２０ｄを指標として垂直シリン
ダ１２０を介してラドル高さを調整する。ラドル２０内
への給湯が完了した後、弁棒シリンダ２４で弁棒２２を
下降して吸入口２０ｂを閉じ、ラドル２０を移送（上
昇、水平移動、下降）して吐出管２８ａを射出スリーブ
２００内へ装入した後、今まで開いていた電磁弁８２を
閉じ、逆に今まで閉じていた電磁弁８１および電磁弁８
３を開いたうえ不活性ガス供給装置８０を作動して０．
２ｋｇ／ｃｍ² 程度の低圧の不活性ガスをラドル２０内
および吐出管２８ａ内へ注入し、ラドル２０内の溶湯を
射出スリーブ２００内へ注湯する。注湯の進行につれて
射出スリーブ２００内の溶湯液面が上昇するので吐出管
２８ａの下端がこの溶湯液面に接触しないようラドル２
０を溶湯液面上昇速度と同程度に上昇させる。図１の傾
斜した射出スリーブ２００の右半分は注湯開始時点の状
態を示し、左半分は注湯完了状態を示す。このようにし
て、射出スリーブ２００への給湯が完了した後、射出ス
リーブ２００は鉛直状態へ復帰し、図示しない金型内へ
溶湯を充填してダイカスト製品を鋳造する。

【０００８】以上のように図２に示した一連の作業手順
を毎ショット毎に誤りなく繰り返し順序起動することは
オペレータにとって煩雑で労苦の多い作業であるので、
これを改善するために、あらかじめ設定した順序起動停
止動作のプログラムをプログラマブルコントローラ１０
０へ入力し、その動作指令に基づいて自動的に処理する
ことが望ましい。

【０００９】本発明の密閉式給湯装置や給湯方法では、
導管２８の吐出管２８ａの外周に溶湯が付着することが
ないので、従来技術のように外側に付着した溶湯酸化物
の脱落落下による溶湯への混入がなく、また毎回のラド
ル２０内への給湯量は重錘６０の昇降により正確に一定
量に規制されるので給湯量のバラつきによる製品品質の
不均一を防止できる。また、射出スリーブへ注湯時に、
従来技術と比べて溶湯の落下高さを極力小さくすること
ができるので溶湯落下の際の空気の巻き込みが少なく、
製品品質が向上する。また、射出スリーブ注湯時に不活
性ガスを吐出管内に注入してエアパージを行うので、溶
湯酸化物の生成が少ない。本発明の密閉式給湯装置は、
ラドルの水平方向移送手段を持たないタイプに比べて導
管長さを短くすることができるので、射出スリーブ注湯
時の導管通過の際の温度降下がそれだけ少なく、凝固に
よる通過断面積縮小に起因する給湯精度の低下などの不
具合や吐出管閉塞などの不慮の事故を回避できる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化物の混入がほとんどなく、かつ、毎回給湯量を一定
量に保持できるとともに注湯時の空気巻き込みが少ない
ので、鋳造品の品質が安定し、大幅に向上する。したが
って、鋳造欠陥のない高品質の鋳造品を連続安定的に供
給でき、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る密閉式給湯装置の全体構
成図である。

【図２】本発明の実施例に係る給湯方法の作業工程図で
ある。

【図３】従来の給湯装置の説明図である。

【図４】従来の給湯装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 密閉式給湯装置 １０ 保持炉 ２０ ラドル ２０ａ 蓋または密閉蓋 ２０ｂ 吸入口 ２０ｃ 空気抜き ２０ｄ 湯面検知棒 ２２ 弁棒 ２４ 弁棒シリンダ ２６ ラドルサポート ２８ 導管 ２８ａ 吐出管（吐出口） ３０ 建屋（または構造物） ５０ 懸垂ロッド ６０ 重錘（またはフロート） ７０ 昇降シリンダ ８０ 不活性ガス供給装置 ８０ａ 供給配管 ８１ 電磁弁 ８２ 電磁弁 ８３ 電磁弁 ９０ 油圧ユニット １００ プログラマブルコントローラ １１０ 水平シリンダ １２０ 垂直シリンダ １３０ 走行台車 １３０Ｍ 電動機 １３０Ｂ 制動機 １３０ａ 走行レール １３０ｂ 車輪 ２００ 射出スリーブ ２００ａ ピストン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金またはマグネシウム合
   金の溶湯をダイカストマシンなどの射出スリーブ内へ給
   湯する密閉式給湯装置であって、溶湯の保持炉内に浸漬
   されて懸架され底部に設けた連通遮断自在な溶湯の吸入
   口を備えたラドルと、一端がラドル内に収納され他端が
   前記射出スリーブ内へ装入され該ラドル内の溶湯を該射
   出スリーブへ注湯する導管と、該ラドル内の溶湯液面を
   加圧する不活性ガスの注入手段と、ラドル内に吸入され
   る溶湯高さを制御する手段として前記保持炉内に浸漬さ
   れ該保持炉から該ラドル内に吸入される溶湯液面高さを
   制御する昇降自在な重錘または該ラドルに組付けられラ
   ドル昇降量を調整する湯面検知棒とを備えてなり、か
   つ、該ラドルの水平方向移送手段と上下方向移送手段と
   を備えた密閉式給湯装置。
2. 【請求項２】 建屋または構造物に沿設された走行レー
   ル上を走行自在な走行台車に垂直シリンダならびに懸垂
   ロッドを介して保持炉内に懸架されたラドルの底部に溶
   湯吸入用の吸入口を設けるとともに、該吸入口を開閉す
   る昇降自在な弁棒ならびに弁棒シリンダを該ラドル内に
   配設し、一端が該ラドル内に下向きに収納され他端が該
   ラドル外の傾斜した射出スリーブ内へ下垂する略Ｕ字状
   に湾曲した導管を該ラドルに固設するとともに、該ラド
   ル内へ不活性ガスを注入する不活性ガス供給装置を備
   え、かつ、該保持炉内に一部が浸漬され昇降シリンダを
   介して昇降自在な重錘を配設し、前記走行台車に走行車
   輪駆動用電動機および制動機を備えるか、または、走行
   台車の水平走行用の水平シリンダを備えた請求項１記載
   の密閉式給湯装置。
3. 【請求項３】 導管の吐出管内に不活性ガスの注入配管
   を備えた請求項１記載の密閉式給湯装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の密閉式給湯装置におい
   て、ラドルの吸入口を開状態にした後、保持炉内の重錘
   を押し下げて該保持炉内の溶湯液面高さをあらかじめ設
   定した高さにして保持炉内の溶湯をラドル内へ吸入した
   後吸入口を遮断し、該ラドルを上昇、水平移動、下降し
   て導管の吐出管を傾斜した射出スリーブ内へ収納し、ラ
   ドル内へ不活性ガスを注入してラドル内の溶湯液面を加
   圧することによってラドル内の溶湯を導管を経由して射
   出スリーブ内へ注湯するとともに、該射出スリーブ内へ
   注湯される溶湯の液面の上昇とともに該ラドルを上昇さ
   せる給湯方法。