JPH09164474A - 注湯装置の溶湯レベル制御方法 - Google Patents

注湯装置の溶湯レベル制御方法

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JPH09164474A
JPH09164474A JP32426295A JP32426295A JPH09164474A JP H09164474 A JPH09164474 A JP H09164474A JP 32426295 A JP32426295 A JP 32426295A JP 32426295 A JP32426295 A JP 32426295A JP H09164474 A JPH09164474 A JP H09164474A
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JP
Japan
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molten metal
pouring
mold
measured
measuring
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Pending
Application number
JP32426295A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Kikui
正和 菊井
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JFE Pipe Fitting Mfg Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kokan Pipe Fitting Mfg Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Kokan Pipe Fitting Mfg Co Ltd filed Critical Nippon Kokan Pipe Fitting Mfg Co Ltd
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳物砂の含有水分量の多少などに起因する鋳
型の厚さの大小にかかわらず、注湯量に過不足を招くこ
となく、各鋳型に対応して常に最適な注湯制御を行なわ
せることができるようにする。 【解決手段】 注湯開始直前に、レーザー測距装置3に
より鋳型1の湯口カップ1C近傍に形成した溶湯レベル
測定用凹部1Dの底面とレーザー測距装置3との間の距
離L0を測定し、その測定距離L0を原点として、注湯
に伴い上昇する溶湯レベル測定用凹部1D内の溶湯レベ
ルの高さHをレーザー測距装置3により測定し、鋳型1
内に溶湯が満たされ、その測定した溶湯レベルの高さH
が所定の値H1になったとき、注湯弁4を閉塞動作させ
て鋳型1内への注湯を自動停止するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は注湯装置の溶湯レベ
ル制御方法、詳しくは、主として水平面に沿って上下に
分割されてなる鋳型の複数個を列状に配置して水平面に
沿って移送しつつ、各鋳型に対して順次注湯する水平割
造型機に適用されるもので、より詳しくは、鋳型の上面
の湯口カップ近傍に形成された溶湯レベル測定用凹部内
の溶湯レベルをレーザー測距装置を用いて測定し、その
測定値に基づいて注湯弁を開閉動作させて鋳型内への注
湯を自動制御する注湯装置の溶湯レベル制御方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図4は水平割造型機に適用される注湯装
置の一部破断側面図、図5はその平面図であり、これら
図において、1は鋳型で、水平面に沿って上下に分割さ
れた上型6と下型7とからなる。これら上型6及び下型
7は、図6に明示するように、金属製枠6A,7A内に
充填した鋳物砂6B,7Bの上下面にそれぞれパターン
プレート(図示省略する)を用いて半割りパターンが形
成されており、これら各半割パターン同士が突き合わせ
られるように上型6及び下型7を上下に積重することに
より鋳型1内に所望形状の注湯空間1Aを形成してい
る。また、上型6の型砂6Aには上記注湯空間1Aに連
ねて湯道1Bが形成され、この湯道1Bの上端部には上
型6Aの上面に開口する状態で湯口カップ1Cが形成さ
れているとともに、該湯口カップ1Cの一側近傍には溶
湯レベル測定用凹部1Dが形成されている。8は上記鋳
型1の複数個を列状に載置してこれら鋳型1を水平面に
沿って移送するための台車である。
【0003】10は上記鋳型1の移送経路の上方の特定
位置に固定設置された溶湯槽で、金属溶湯9を収容保持
しており、該溶湯槽10の底部には上記鋳型1の湯口カ
ップ1Cに向けて溶湯9を注出する注湯用ノズル2が設
けられている。4は駆動装置11を介して上下に移動す
ることにより上記注湯用ノズル2を開閉するロッド状の
注湯弁である。3はレーザー測距装置で、上記溶湯槽1
0の側部に固定されており、ここから上記鋳型1におけ
る溶湯レベル測定用凹部1Dに向けてレーザー光を照射
し、かつ、その反射光を受光することによってレーザー
光照射点から上記凹部1D内の溶湯レベルまでの距離L
1を測定する。12はコントローラで、上記レーザー測
距装置3により測定された距離L1がフィードバックさ
れる。
【0004】上記のような構成を備えた注湯装置による
溶湯レベルの制御方法として、従来では、注湯時に上記
レーザー測距装置3を介してそのレーザー光照射点から
注湯に伴い上昇する上記溶湯レベル測定用凹部1D内の
溶湯レベルまでの距離L1を測定するとともに、その測
定距離L1をコントローラ12にフィードバックし、そ
のフィードバックされた測定距離L1と予め設定されて
いる目標値とを比較して、その偏差の大きさに応じて上
記駆動装置11を介して上記注湯弁4をノズル2に対し
て開閉動作させて上記鋳型1内への注湯流量を制御する
とともに、鋳型1内に溶湯が満たされて、測定距離L1
が所定の値になったときに、上記注湯弁4をノズル2に
対して閉塞動作させて注湯を自動停止させるという制御
方法が採られていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の注湯装
置の溶湯レベル制御方法は、鋳型の厚さ(高さ)が一定
で、鋳型の上面とレーザー測距装置のレーザー光照射点
との距離が変動しないことを前提とする垂直割造型機に
対しては有効に適用することが可能であるけれども、上
述した水平割造型機のように、鋳物砂の性状のばらつ
き、例えば含有水分量の多少などに起因して型締まり程
度に差があって、鋳型の厚さが一定にならないもので
は、鋳型の上面とレーザー測距装置のレーザー光照射点
との距離が変動するために、レーザー光照射点から溶湯
レベル測定用凹部1D内の溶湯レベルまでの距離L1が
目標値になるように制御したとしても、厚さの異なる鋳
型1に各々対応した適切な注湯が行えず、注湯量に過不
足を招くという不具合があった。
【0006】詳述すると、上記制御目標値を例えば図4
に示すように、鋳物砂6A,6Bの含有水分量が少ない
ことから型締まりが悪くて厚さt´の大きい鋳型1に対
する注湯量が適正となるような値に設定したとすると、
図7に示すように、鋳物砂6A,6Bの含有水分量が多
いことから型締まりが良くて厚さtの小さい鋳型1に対
する注湯量が過剰となって、溶湯9が鋳型1からオーバ
ーフローすることになり、逆に、上記制御目標値を図7
に示すような厚さtの小さい鋳型1に対する注湯量が適
正となるような値に設定すると、図4に示すような厚さ
t´の大きい鋳型1に対する注湯量が不足することにな
り、鋳造作業の安全性や製品の仕上がりに悪影響を与え
る問題がある。
【0007】また、このような不具合を解消する手段と
して、サンドカッターなどを用いて上型6の厚さのばら
つきを吸収させることも考えられるが、下型7の厚さの
ばらつきは吸収することができないために、注湯量に過
不足が発生することは避けられないものである。
【0008】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、鋳型の厚さの大小にかかわらず、注湯量に過
不足を招くことなく、各鋳型に対応して常に最適な注湯
制御を行なわせることができる注湯装置の溶湯レベル制
御方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る注湯装置の溶湯レベル制御方法は、鋳
型の上面の湯口カップ近傍に形成された溶湯レベル測定
用凹部内の溶湯レベルをレーザー測距装置を用いて測定
し、その測定値に基づいて注湯弁を開閉動作させて上記
鋳型内への注湯を自動制御する注湯装置の溶湯レベル制
御方法であって、注湯開始直前に上記レーザー測距装置
により上記溶湯レベル測定用凹部の底面とレーザー測距
装置との間の距離を測定する工程と、その測定した距離
を原点として、注湯に伴い変化する上記溶湯レベル測定
用凹部内の溶湯レベルの高さを上記レーザー測距装置に
より測定して、溶湯レベルが所定の高さに保持されるよ
うに上記注湯弁の開閉をフィードバック制御する工程
と、鋳型内に溶湯が満たされ、その測定した溶湯レベル
の高さが所定の値になったとき、上記注湯弁を閉塞動作
させて上記鋳型内への注湯を自動停止する工程とを備え
ていることを特徴とするものである。すなわち、注湯開
始直前にレーザー測距装置により測定した溶湯レベル測
定用凹部の底面とレーザー測距装置との間の距離を原点
として、鋳型内への注湯に伴い変化する溶湯レベル測定
用凹部内の溶湯レベルの高さを上記レーザー測距装置に
より測定しながら、溶湯レベルの高さが所定の高さに保
持されるように注湯弁の開閉をフィードバック制御し、
鋳型内に溶湯が満たされてその測定値が予め設定された
所定値になったとき、注湯を自動停止することによっ
て、鋳型の厚さが異なっていても、上記溶湯レベル測定
用凹部内の溶湯レベルの高さを常に一定とするような注
湯制御が可能となり、鋳型の厚さの大小にかかわらず、
注湯量に過不足を招くことなく、鋳型各々に対応して常
に最適な注湯を行なわせることができる。
【0010】このような溶湯レベル制御方法は、鋳物砂
の性状のばらつきなどにより鋳型の厚さが変動しやすい
造型機、つまり、請求項2に記載のように、鋳型が水平
面に沿って上下に分割されてなり、かつ、この鋳型の複
数個を列状に配置して水平面に沿って移送しつつ、各鋳
型に対して順次注湯する水平割造型機に一層有効に適用
することができるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1及び図2はそれぞれ本発明
に係る注湯装置の溶湯レベル制御方法の実施状況を説明
する一部破断側面図であり、これら図1及び図2におけ
る各構成部材は図4〜図7に示すものと同一であるた
め、該当部分に同一の符号を付して、それらの説明を省
略する。
【0012】図1は図4に対応するもので、鋳物砂6
A,6Bの含有水分量が少ないことから型締まりが悪く
て厚さt´の大きい鋳型1に対する溶湯9の注湯状態を
示し、図2は図7に対応するもので、鋳物砂6A,6B
の含有水分量が多いことから型締まりが良くて厚さtの
小さい鋳型1に対する溶湯9の注湯状態を示し、これら
図1及び図2のいずれの場合も、コントローラ12にお
いて図3のフローチャートに示すような制御動作が行な
われる。
【0013】すなわち、注湯開始直前にレーザー測距装
置3から鋳型1における溶湯レベル測定用凹部1D内に
向けてレーザー光を照射して、そのレーザー光照射点と
上記凹部1Dの底面との間の距離L0を測定し、その測
定距離L0をコントローラ12にフィードバックし記憶
する(ステップS20)。しかる後、ロッド状注湯弁4
をノズル2に対して開放動作させてノズル2から湯口カ
ップ1Cに向けて溶湯槽10内の溶湯9を注出し、鋳型
1内の注湯空間1Aに溶湯9を流し込む(ステップ2
1)。
【0014】上記のような注湯に伴って注湯空間1A、
湯道1B内に溶湯9が充填され、その一部が湯口カップ
1Cに達して溶湯レベル測定用凹部1D内に流れ込み、
該凹部1D内の溶湯レベルが上昇する。このとき、上記
レーザー測距装置3から照射されているレーザー光が凹
部1D内の溶湯9の表面で反射され該溶湯表面とレーザ
ー照射点との距離L1が測定され、その測定距離L1が
上記コントローラ12にフィードバックされる(ステッ
プS22)。このように、溶湯レベル測定用凹部1D内
に流れ込んだ溶湯9の表面とレーザー光照射点との間の
測定距離L1がフィードバックされるコントローラ12
では、上記注湯開始直前に測定され記憶されている距離
L0を原点(零点)として、上記凹部1D内の溶湯レベ
ルの高さ(H=L1−L0)の変化を算出し、その算出
される高さHと予め設定されている所定値H1との偏差
ΔH(H1−H)に応じて駆動装置11を介して上記注
湯弁4をノズル2に対して開閉動作させて上記鋳型1内
への注湯流量を制御するとともに、上記鋳型1内に溶湯
9が満たされて上記偏差ΔHが零になったとき、上記駆
動装置11を介して上記注湯弁4をノズル2に対して閉
塞動作させて注湯が自動停止するといった制御を行なう
(ステップS23〜S25)。
【0015】以上のような溶湯レベル制御動作によっ
て、鋳型1の厚さt´が大きい図1および鋳型1の厚さ
tが小さい図2のいずれの場合でも、上記溶湯レベル測
定用凹部1D内の溶湯レベル高さが所定値H1になった
とき、鋳型1内への注湯が自動停止されることになっ
て、鋳型1の厚さの大小に関係なく、注湯量に過不足を
招くことなく、鋳型1各々に対応して常に最適な注湯を
行なわせることが可能である。
【0016】なお、上記のような溶湯レベル制御方法
は、鋳型1の厚さが個々に変動しやすい水平割造型機に
適用することによって特に有効であるけれども、これ以
外に鋳型1の厚さが変動する造型機に適用することで、
その有効性を発揮させることが可能である。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鋳物砂
の含有水分の多少などに起因して鋳型の厚さにばらつき
があっても、溶湯レベル測定用凹部内の溶湯レベルの高
さを常に一定とするような注湯制御によって、鋳型の厚
さの大小にかかわらず、オーバーフローや注湯量不足な
どを招くことなく、鋳型各々に対応して常に最適な注湯
を行なわせることができ、したがって、鋳造作業の安全
性および製品の良好な仕上がり性を確保できるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る注湯装置の溶湯レベル制御方法の
実施状況のうち、厚さの大きい鋳型に対する注湯状態を
説明する一部破断側面図である。
【図2】同上実施状況のうち、厚さの小さい鋳型に対す
る注湯状態を説明する一部破断側面図である。
【図3】注湯制御動作を説明するフローチャートであ
る。
【図4】水平割造型機に適用される注湯装置で、従来の
溶湯レベル制御方法の実施状況のうち、厚さの大きい鋳
型に対する注湯状態を説明する一部破断側面図である。
【図5】図4の平面図である。
【図6】鋳型の詳細を説明する縦断側面図である。
【図7】従来の溶湯レベル制御方法の実施状況のうち、
厚さの小さい鋳型に対する注湯状態を説明する一部破断
側面図である。
【符号の説明】
1 鋳型 1C 注湯カップ 1D 溶湯レベル測定用凹部 2 注湯用ノズル 3 レーザー測距装置 4 ロッド状注湯弁 12 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/00 G01F 23/28 J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型の上面の湯口カップ近傍に形成され
    た溶湯レベル測定用凹部内の溶湯レベルをレーザー測距
    装置を用いて測定し、その測定値に基づいて注湯弁を開
    閉動作させて上記鋳型内への注湯を自動制御する注湯装
    置の溶湯レベル制御方法であって、 注湯開始直前に上記レーザー測距装置により上記溶湯レ
    ベル測定用凹部の底面とレーザー測距装置との間の距離
    を測定する工程と、 その測定した距離を原点として、注湯に伴い変化する上
    記溶湯レベル測定用凹部内の溶湯レベルの高さを上記レ
    ーザー測距装置により測定して、溶湯レベルが所定の高
    さに保持されるように上記注湯弁の開閉をフィードバッ
    ク制御する工程と、 鋳型内に溶湯が満たされ、その測定した溶湯レベルの高
    さが所定の値になったとき、上記注湯弁を閉塞動作させ
    て上記鋳型内への注湯を自動停止する工程とを備えてい
    ることを特徴とする注湯装置の溶湯レベル制御方法。
  2. 【請求項2】 上記鋳型が水平面に沿って上下に分割さ
    れてなり、かつ、この鋳型の複数個を列状に配置して水
    平面に沿って移送しつつ、各鋳型に対して順次注湯する
    水平割造型機に適用されるものである請求項1に記載の
    注湯装置の溶湯レベル制御方法。
JP32426295A 1995-12-13 1995-12-13 注湯装置の溶湯レベル制御方法 Pending JPH09164474A (ja)

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Effective date: 20040302