JPH0825013A - マグネシウム給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給排出される溶融マグネシウムの酸化や燃
焼を極力防止したマグネシウム給湯装置を提供しようと
するものである。 【構成】 トッププレート４と溶融鍋フランジ２Ａとの
間にリフトシリンダ６０を嵌装し、かつ、トッププレー
ト４と溶融鍋フランジ２Ａとの間に外気遮断用のシール
手段６２、または６４を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウム給湯装置
に係り、特に溶融マグネシウムのダイカストスリーブへ
の給湯に際して酸化・燃焼の防止に配慮したマグネシウ
ム給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すような溶融炉３の溶融
鍋２内に不活性ガスを供給して溶融マグネシウムＭの酸
化を防止し、ベースプレート８に取り付けた垂直の射出
スリーブ５内の射出ピストン６を下降させて一定量の溶
融マグネシウムＭをベースプレート８内部の溶湯通路８
ａおよび給湯パイプ１０を経由してダイカストマシンの
ダイカストスリーブ２０内へ供給するようにしたマグネ
シウム給湯装置１が提案されている。すなわち、マグネ
シウム給湯装置１は、溶融炉３の内部に格納され蓋体
（トッププレート）４を備えた直立筒状の溶融鍋２と、
溶融鍋２内に水平に懸架され内部に溶湯通路８ａを持つ
ベースプレート８と、ベースプレート８の上面に垂直に
立設され溶湯通路８ａに連通し両端が開口され内部に摺
動自在な射出ピストン６を備えた射出スリーブ５と、一
端に開口部８ｂを有し射出スリーブ５の下端と直交して
接続され炉外へ延在するベースプレート８の溶湯通路８
ａおよびこれに接続する給湯パイプ１０と、溶湯通路８
ａへの溶融マグネシウム（以下溶湯と称する）Ｍを連通
遮断するサクションバルブ７とベースプレート８の溶湯
通路８ａの途中にある逆止弁１９とから形成される。蓋
体（トッププレート）４の上には射出ピストン６とピス
トンロッド１２を介して連結された射出シリンダ１１と
サクションバルブ７とバルブロッド１７を介して連結さ
れる油圧シリンダ１６や逆止弁１９用の油圧シリンダ１
９Ａとが積載固設されるとともに、不活性ガスを溶融鍋
２内へ封入するための不活性ガスの注入管９が取り付け
られる。前記射出スリーブ５は溶融鍋２内の溶湯Ｍを炉
外へ取り出すための加圧室を形成し、サクションバルブ
７を開き逆止弁１９を下降状態（閉状態）としたうえ、
射出ピストン６を上昇して溶湯Ｍを吸入してから、サク
ションバルブ７を閉じ逆止弁１９を上昇状態（開状態）
としたうえ射出ピストン６を下降することにより、溶湯
通路８ａ内に充満する溶湯Ｍは給湯パイプ１０を経由し
て炉外へ搬送され、配管継手３０を介して給湯パイプ１
０に接続する炉外給湯パイプ１４を経由して炉外近傍の
ダイカストスリーブ２０内へ吐出され、ダイカストピス
トン２１の前進により図示しないダイカストマシンの金
型内へ注入される。ところで、給湯パイプ１０に後続す
る炉外給湯パイプ１４は、先端で立上った後Ｕ字状に湾
曲し吐出口は下向きになっており、その周囲にヒータ１
８が取り付けられ炉外へ出た溶融Ｍの温度降下を防止し
つつ、ダイカストスリーブ２０へ給湯する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
Ｕ字状に湾曲した吐出部を有する給湯パイプにおいて
は、ショット毎に射出スリーブへの給湯完了後の湯切れ
が悪く、給湯を完了した後も炉外給湯パイプ内面に付着
している溶湯が少しずつ滴下するという問題があり、横
鋳込のダイカストマシンでは射出スリーブ内の射出ピス
トンの作動不良を起こしたり、竪鋳込ダイカストマシン
では射出スリーブの金型への装着が不完全になるという
問題が発生していた。また、いずれのタイプにおいても
滴下が完全に終わるまで次の動作を待っていると、サイ
クルタイムがそれだけ長くなり生産性が低下するという
問題を生じていた。また、溶湯を炉外へ給湯する時給湯
パイプ吐出部を完全にダイカストスリーブ内へ入れない
ので、給湯パイプ吐出部で外気に触れて酸化・燃焼を起
こし、酸化物が生じて製品品質を悪化させるという難点
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明においては、溶融炉にトッププレー
トから懸架されたベースプレートに固設した射出スリー
ブの内部を摺動する射出ピストンによって溶融炉内に収
納された溶融マグネシウムを該ベースプレートに穿設し
た溶融マグネシウムの溶湯通路を経由して外部へ連通す
る給湯パイプを介して供給するマグネシウム給湯装置に
おいて、前記トッププレートと該トッププレートを支承
する溶融鍋フランジとの間に該トッププレートを昇降さ
せるリフトシリンダを嵌装させるとともに、該トッププ
レートと該溶融鍋フランジ間に外気遮断用のシール手段
を設けた構成とした。また、第２の発明では、さらに、
給湯パイプの吐出部は急傾斜で立上る給湯パイプに鋭角
で接合された垂直の吐出管を備え、該吐出管の上端部に
該吐出管を流下する溶融マグネシウムの酸化・燃焼を防
止する防燃ガスの注入口を配設した構成とした。

【０００５】

【作用】本発明においては、トッププレートと溶融鍋フ
ランジとの間にリフトシリンダを配設してリフトシリン
ダを作動させることによりトッププレートを下降させる
ことにより給湯パイプの吐出部先端を完全にダイカスト
スリーブ内へ没入させてから、溶融マグネシウムを供給
するので溶融マグネシウムの落下距離が小さく、かつ、
周辺の外気と触れる機会が少なく溶融マグネシウムの酸
化や燃焼が極力防止される。また、第２の発明では、給
湯パイプ（炉外給湯パイプ）の吐出部は、急傾斜で立上
る給湯パイプに鋭角に接合された垂直の吐出管を備え、
この吐出管上端部に防燃ガスの注入口に設けて防燃ガス
を吐出管内とダイカストマシンの鋳込スリーブへ吸込む
ようにしており、１ショットの給湯量に相当する溶湯の
供給が完了すると溶湯はこの接合部に湯面が停止して形
成され、垂直の吐出管の内面に付着する溶湯が速やかに
排出されるから湯切れがよく、給湯完了後の滴下がほと
んどない。また、防燃ガスを運転中継続して流すか、あ
るいは給湯中または給湯完了後しばらくの間吐出管に防
燃ガスを吹込むことにより外気の酸素をパージして溶湯
の酸化・燃焼を防止するためのダイカストマシンへ導か
れる溶湯へ酸化物が混入することを防止する。

【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４は本発明の実施例に係り、
図１はマグネシウム給湯装置の全体縦断面図、図２は給
湯パイプ吐出部の要部拡大縦断面図、図３と図４は他の
実施例を示す給湯パイプ吐出部の要部拡大縦断面図であ
る。図１に示すように、本発明のマグネシウム給湯装置
１においては、トッププレート４と溶融鍋２の頂部にあ
る溶融鍋フランジ２Ａとの間に油圧で作動するリフトシ
リンダ６０が嵌装され、トッププレート４を昇降自在に
上下動できるよう構成される。したがって、例えば、ダ
イカストスリーブ２０など溶融マグネシウムＭの供給を
受け入れるべき機器が横移動して給湯パイプ１０の先端
である炉外給湯パイプ１４の吐出部１４Ｔの直下に位置
して停止したあと、リフトシリンダ６０を操作してトッ
ププレート４を下降すると、炉外給湯パイプ１４の吐出
部１４Ｔがダイカストスリーブ２０内に完全に没入し
て、図１の状態となる。その後、射出シリンダ１１を操
作し射出ピストン６を下降して溶融マグネシウムＭをダ
イカストスリーブ２０内へ供給する。この時、ダイカス
トスリーブ２０内の溶融マグネシウムＭの液面の上昇と
ともに吐出部１４Ｔの下端を上昇させることが望まし
い。このように、供給を行うことによって、従来に比べ
て、吐出部１４Ｔの下端とダイカストスリーブ２０内の
液面との距離を大幅に短縮し、かつ、吐出部１４Ｔの下
端をダイカストスリーブ２０で覆うことにより、供給さ
れる溶融マグネシウムと外気との接触が少なくなり、酸
化や燃焼が大幅に低減される。本発明では、トッププレ
ート４と溶融鍋フランジ２Ａとの間にリフトシリンダ６
０を配設したが、溶融炉３の下部にリフトシリンダ６０
を設けて溶融炉３の全体を昇降することもできるが、昇
降自重が巨大でありリフトシリンダ６０の仕様が増大し
コストアップとなるので、図１の実施例の方が好まし
い。図１の実施例では、溶融鍋２内のエアシールが必要
であるので、図の左側に示した伸縮タイプによる蛇腹シ
ール６２や図の右側に示した茶筒タイプのスライドシー
ル６４など種々のシール方法が採用できる。

【０００７】次に、炉外給湯パイプ１４の吐出部１４Ｔ
の構成について述べる。図２に示すように、本発明にお
いては、給湯パイプ（炉外給湯パイプ１４）の吐出部は
従来構造のＵ字状の湾曲管とせずに、急角度の傾斜で立
上った直管である炉外給湯パイプ１４の縁端に垂直の直
管である吐出管１４Ａが接合した構成とした。吐出管１
４Ａの上端には盲板１４Ｐを吐出管１４Ａに螺合する。
盲板１４Ｐの中央には防燃ガス供給管４２と接続された
注入ノズル４０が取り付けられ、吐出管１４Ａを流れる
溶湯Ｍが外気の酸素と酸化や燃焼したりするのを防ぐた
め防燃ガスが注入される。なお、傾斜して立上る炉外給
湯パイプ１４の傾斜角は１５°〜６０°の範囲で構成す
るが、湯切れをよくするためにはできるだけ急傾斜（例
えば３０°以上）とすることが望ましい。このような構
成を有する吐出部を備えた炉外給湯パイプ１４では、１
ショット分の給湯を行った後給湯が完了した後の湯面
は、図２の如く、接合部の下端と同一レベルに水平に形
成され、湯切れがよいばかりでなく吐出管１４Ａの内面
に付着している溶湯Ｍも吐出管１４Ａが垂直であるから
吐出管１４Ａ内面からの湯離れが迅速に行われる。ま
た、運転中常時防燃ガスを流すか、あるいは給湯中や給
湯後しばらくの間は注入ノズル４０より防燃ガスを吐出
管１４Ａ内やダイカストマシンの鋳込スリーブへ注入し
て外気の空気（酸素）をパージし、溶湯Ｍの酸化・燃焼
を防止する。

【０００８】一方、図３〜図４のものは、他の実施例を
示し、図３のものは、吐出管１４Ａの接合部の直下で切
断して吐出管１４Ａを短くしたうえ、肉厚が０．２〜１
ｍｍ程度の薄肉のステンレスパイプで形成された第２の
吐出管１４Ｂを吐出管１４Ａの内部へ嵌装したものであ
る。また、図４のものは、短い吐出管１４Ａに上端部近
くに突起湾曲部を備えた薄肉ステンレスパイプからなる
第２の吐出管１４Ｂを下側から嵌装し接合したものであ
る。図３、図４のものはいずれも図２と同様に盲板１４
Ｐに注入ノズル４０を取り付ける。図３、図４の実施例
は、いずれも吐出管１４Ｂは０．２〜１ｍｍの肉厚を有
する薄肉のステンレスパイプであるから、湯切れが良好
であるばかりでなく、熱容量が小さく給湯開始後直ちに
溶湯Ｍが流れて溶湯温度近くに急昇温し、また、給湯完
了後溶湯の通過が遮断されると急激に降温し、６５０〜
７００℃の溶湯温度から常温近くまで急速に温度降下す
るから、マグネシウムの燃焼温度範囲（温度領域）を１
〜２秒間で急激に通過する結果、吐出管１４Ｂの内面に
付着したマグネシウムの酸化がますます起こりにくい。

【０００９】ステンレスパイプの肉厚を０．２〜１ｍｍ
とした数値限定理由について述べると、下限の０．２ｍ
ｍ未満とするとパイプ自体が強度的に弱くなり、変形し
やすくなってダイカストスリーブ２０との高さや位置な
どのセッティングが狂う惧れがあり、また、上限の１ｍ
ｍを超えた肉厚では、溶湯Ｍが通過する際に熱容量が大
きくなって吐出管１４Ｂが仲々昇温せず、あらかじめ給
湯直前に予熱しなければならなくなるからである。図３
や図４の例では、吐出管１４Ｂを吐出管１４Ａとは別個
に設けているので、装置や操業の都合による高さの変更
に対して高さ調整が容易である。防燃ガスとしては、Ｎ
2 （窒素）ガスやＡｒ（アルゴン）ガスやＳＦ6 （六弗
化硫黄）ガスを単独で使用するか、または、ＣＯ2 （炭
酸）ガスを１００量に対して１〜５量のＳＦ6 （六弗化
硫黄）を添加した混合ガスを使用する。ただし、ＳＦ6
は防燃ガスとしての効果は非常に高いが、単独では価格
も他のものに比べて高値であるので、炭酸ガスに上述の
割合に混ぜて使用する。吐出管１４Ａは鋼管製や薄肉ス
テンレスパイプのほかに、溶融マグネシウムの湯切れの
よい黒鉛製のパイプを使用することもできる。以上のよ
うにして、溶融マグネシウムのダイカストスリーブ２０
へ供給中に吐出管１４Ａ（あるいは１４Ｂ）へ防燃ガス
を吹込むことにより、吐出管１４Ａ（あるいは１４Ｂ）
内面ばかりでなく、ダイカストスリーブ２０内や金型キ
ャビティ内に防燃ガスが充満され、供給された溶融マグ
ネシウムと外気中の酸素との接触が断たれ、酸化や燃焼
が大幅に低減される。

【００１０】以上説明したように、本発明のマグネシウ
ム給湯装置１においては、炉外給湯パイプ１４の吐出部
１４Ｔをダイカストスリーブ２０などの内部に入れてか
ら給湯するから、溶融マグネシウムの酸化や燃焼を極力
防止できる。また、本発明の給湯パイプを備えたマグネ
シウム給湯装置においては、従来構造に比べて湯切れが
良好で、給湯完了後の湯垂れが少なく、ダイカストスリ
ーブ内のダイカストピストンの作動不良やダイカストス
リーブの金型への装着不良を防止できる。また、防燃ガ
スの注入により溶湯の酸化・燃焼を防止できるととも
に、ダイカストマシンのダイカストスリーブ内部までを
防燃ガス雰囲気とする。

【００１１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
供給排出される溶融マグネシウムの酸化や燃焼を防止で
きるばかりでなく、給湯完了後の給湯パイプの湯切れが
良好で、湯垂れトラブルを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るマグネシウム給湯装置の
全体縦断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る給湯パイプ吐出部の要部
拡大縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る給湯パイプ吐出部の
要部拡大縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る給湯パイプ吐出部の
要部拡大縦断面図である。

【図５】従来のマグネシウム給湯装置の全体縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ マグネシウム給湯装置 ２ 溶融鍋 ２Ａ 溶融鍋フランジ ３ 溶融炉 ４ 蓋体（トッププレート） ５ 射出スリーブ ６ 射出ピストン ７ サクションバルブ ８ ベースプレート ８ａ 溶湯通路 ８ｂ 開口部 ９ 不活性ガスの注入管 １０ 給湯パイプ １１ 射出シリンダ １１ａ ピストンロッド １２ ピストンロッド １３ 軸継手 １４ 炉外給湯パイプ １４Ａ 吐出管 １４Ｂ 吐出管 １４Ｐ 盲板 １４Ｔ 吐出部 １５ スタンド １６ 油圧シリンダ １７ バルブロッド １８ ヒータ １９ 逆止弁 １９Ａ 油圧シリンダ ２０ ダイカストスリーブ ２１ ダイカストピストン ３０ 配管継手 ４０ 注入ノズル ４２ 防燃ガス供給管 ６０ リフトシリンダ ６２ 蛇腹シール ６４ スライドシール Ｍ 溶融マグネシウム（溶湯）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融炉にトッププレートから懸架された
   ベースプレートに固設した射出スリーブの内部を摺動す
   る射出ピストンによって溶融炉内に収納された溶融マグ
   ネシウムを該ベースプレートに穿設した溶融マグネシウ
   ムの溶湯通路を経由して外部へ連通する給湯パイプを介
   して供給するマグネシウム給湯装置において、前記トッ
   ププレートと該トッププレートを支承する溶融鍋フラン
   ジとの間に該トッププレートを昇降させるリフトシリン
   ダを嵌装させるとともに、該トッププレートと該溶融鍋
   フランジ間に外気遮断用のシール手段を設けたことを特
   徴とするマグネシウム給湯装置。
2. 【請求項２】 給湯パイプの吐出部は急傾斜で立上る給
   湯パイプに鋭角で接合された垂直の吐出管を備え、該吐
   出管の上端部に該吐出管を流下する溶融マグネシウムの
   酸化・燃焼を防止する防燃ガスの注入口を配設した請求
   項１記載のマグネシウム給湯装置。