JPH09506041A - 鋳型の底部鋳込口を通して軽金属合金を鋳型に無重力鋳込みする鋳込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鋳込装置（１）は鋳型（４）の鋳型空隙部（３）を充填するために、溶融軽金属を保持炉（図示せず）から貯槽（９）、ノズル（１０）を通して鋳型（４）内の鋳込口装置（５）へ移送するポンプ（６）を備えている。貯槽（９）の平均断面積（Ａ）は鋳型（４）の鋳込口（５）の平均断面積より実質的に大きく、貯槽（９）の長さはポンプ（６）と鋳型（４）との間の距離の大部分を構成する。この構成により、貯槽（９）内の流動金属の運動エネルギが減少され、従って、鋳型空隙部（３）の充填の間に流動金属が鋳型空隙部（３）内の狭窄部を通過する時および鋳型の最終的な充填時に制動すべき全運動エネルギが減少する。このことは、かかる条件下で流動金属内に生じる圧力上昇の大きさもまた大幅に減少し、かかる圧力上昇による鋳型空隙部（３）の局部的な膨張が回避されることを意味する。一実施例（図示せず）においては、貯槽（９）は捕捉されたガスのポケットを有し、これは前記圧力上昇の大きさを更に減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】 鋳型の底部鋳込口を通して軽金属合金を 鋳型に無重力鋳込みする鋳込装置技術分野 本発明は請求の範囲１の序文に記載した形式の鋳込装置に関する。背 景 かかる鋳込装置は国際特許出願ＷＯ ９３／１１８９２から知られている。こ の明細書においては、鋳込むべき鋳型より低いレベルのところに保持炉が設けら れ、鋳型側面の底部鋳込口の周囲に締りばめ押圧されうるノズルに終わる加熱さ れたセラミック管によってこれらの鋳型の各々に電磁ポンプが接続しうるように なっている。更に、この公報は鋳型に鋳込んだ後に鋳型の底部鋳込口を閉じ、か くして鋳込まれた金属が鋳型から流出することなく、鋳型列（mould - string） プラントの鋳型列の後続する鋳型に鋳込むために鋳込み後鋳型からノズルを除去 するのを可能ならしめる手段を開示している。 この公知の鋳込装置においては、ポンプを鋳込ノズルに接続する加熱されたセ ラミック管は鋳型の底部鋳込口の断面積にほぼ対応する内部断面積を有すると共 に鋳型の鋳込口装置の長さと比べて比較的大きい長さを有する。 鋳型列プラントの鋳型は比較的迅速に、即ち新しい鋳型片が形成されていて鋳 型列が静止している期間内に鋳込まなければならないので、鋳型の鋳込みの間に 金属はセラミック管および鋳型の鋳込口装置を通して鋳型空隙部へ比較 的高速度で移動するが、この移動する溶融質量は比較的高い運動エネルギを有し 、鋳型内の流動金属は狭窄部に遭遇すると、そして鋳型が最終的に充満された時 にはいつでも突然制動される。その最初の場合には、狭窄部の上流側の流動金属 内の圧力は連続的に増加するが、鋳型が最終的に充満された場合には鋳型内に鋳 込まれた金属内の圧力が瞬間的に増大し、所謂「圧力サージ」または「衝撃」を 生じ、これは鋳型空隙部の局部的な膨張を生じさせ、得られる鋳物の寸法および 形状を不正確ならしめ、また鋳型壁内の砂粒子間の隙間の中に金属を侵入させて 砂粒子を鋳物の表面に「やけど」を生じさせ、更にはかかる衝撃はノズルを鋳込 口の周囲との圧力密封対接から離れさせ、かくして溶融金属がこの位置で漏洩し て鋳型の底部鋳込口の閉鎖を困難ならしめる。本発明の開示 本発明の目的は当初に述べた種類の鋳込装置であって、最初に述べた圧力上昇 および鋳型充満時における衝撃の大きさを大幅に低減させて上述した欠点を回避 することにある。 この目的は本発明によれば請求の範囲１の特徴とする構成によって達成される 。 この効果は貯槽内の流動金属の質量が対応して大きくなる一方、貯槽内での流 動金属の速度が対応して減少することである。このことは接続導管がセラミック 管であって鋳型の鋳込口装置の断面積とほぼ同じ断面積を有する従来の鋳込装置 に比較して、貯槽内の流動金属の運動エネルギが ほぼ二つの断面積の間の比ａ：Ａで減少することを意味する。接続導管の長さは 鋳型の鋳込口装置の長さに比較して大きく、かつ貯槽はポンプと鋳型との間の距 離の大部分に沿って延びるので、このことは制動されるべき移動溶融物の全運動 エネルギが大幅に減少することを意味する。即ち、鋳型内の狭窄部におけるある いは鋳型の充満時における圧力エネルギに変換した運動エネルギが大幅に減少し 、生じる圧力サージまたは衝撃の大きさが減少することを意味する。 本明細書の以下の部分で説明する効果を有する本発明の鋳込装置の有利な実施 例は請求の範囲２−４に記載されている。図面の簡単な説明 以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、図中図１は本発明の鋳 込装置を極めて概略的に示し、 図２はガスポケットを備えた本発明による別の鋳込装置を図１と同様に示す。好ましい実施例の説明 図１に全体的に１で示された本発明による鋳込装置は底部鋳込口装置５を介し て鋳型４内の鋳型空隙部３に鋳込むものである。鋳型列プラントの鋳型列の生型 砂鋳型でありうる鋳型４は所謂閉鎖鋳型として示されており、鋳型空隙部３から 鋳型４の上面へ到る押湯を備えていない。 鋳込装置１は軽金属合金のための保持炉（図示せず）および軽金属を保持炉か ら入口７および出口８を通して貯槽９へポンピングするポンプ６を備えている。 国際特許出願 ＷＯ ９３／１１８９２号に記載のように、ポンプ６は保持炉（図示せず）内の 溶融軽金属合金内に浸漬された電磁ポンプでありうる。貯槽９は鋳型へ鋳込むた めにからノズル１０を介して鋳型４の底部鋳込口５へ絞りばめ（tight - fittin g）結合しうる。鋳込装置全体は例えば電気的に加熱される。 図１に見られる如く、貯槽９はポンプ６と鋳型４との間の距離の大部分に沿っ て延びており、また同様に貯槽９の長さは鋳型４内の鋳込口装置５の長さより実 質的に大きい。 貯槽９は鋳型４の鋳込口５の平均断面積ａより実質的に大きい平均断面積Ａを 有する。このことの効果は、鋳型４の鋳込みの間、貯槽９内における溶融物の速 度ｖ_Rが鋳込口５並びに出口８およびノズル１０（これは鋳込口５とほぼ同じ断 面積を有する）内の溶融物の速度ｖ_Iに対して係数ａ：Ａだけ減少されることで ある。これと同時に貯槽９内の溶融物の質量ｍ_Rは貯槽９と同じ長さで鋳込口５ の断面積と同じ断面積を有するセラミック管内の溶融物の質量ｍ_Iに対して係数 Ａ：ａだけ増大される。 に等しく、貯槽９が鋳型４内の鋳込口５の断面積と同じ断面積のセラミック管で あった場合に比較して係数ａ：Ａだけ減少する。あるいは他の形で表わすと かくして、ポンプ６を鋳型４へ接続する接続体８，９，１０中に金属の全流動 路の大部分を構成する長さの貯槽９を含めることにより、金属が鋳型内の狭窄部 を通して流れる時または鋳型４の鋳型空隙部３の充満時に制動作用を受けるべき 鋳込装置１内および鋳型４内の溶融質量の全運動エネルギの大幅な減少が達成さ れる。 これは生じる圧力サージ、特に鋳型４の鋳型空隙部３の充満時の圧力衝撃の大 きさを対応して減少させる。 図２は全体的に２で示した本発明による別の鋳込装置を示し、これは単に貯槽 ９が捕捉した不活性ガスを有するポケット１１を備えている点で図１の鋳込装置 １と異なる。ポケット１１はノズル１０の近くに設けるのが好ましい。これ以外 に同一符号は図１のものと同一部または相当部を示す。ポケット１１内に捕捉さ れたガスは溶融金属と化学的に反応することがなくまたは溶融金属内に溶解する という意味で不活性でなければならない。 鋳型内の金属が鋳型内の狭窄部を通過しなければならないため、または鋳型の 充満時に、貯槽９内を流れる金属が制動作用を受けるべき時に、貯槽９内の溶融 物の運動エネルギの少なくとも一部がポケット１１内のガスを圧縮することでポ ケット１１内で潜在圧力エネルギ（potential pressure energy）に変換され、 かくして鋳型空隙部３内の金属内に生じる圧力上昇の大きさが図１に示した実施 例によって達成される減少に比較して更に減少される。 この実施例の鋳込装置２においては、鋳型４に充填し、鋳型内の鋳込口５を閉 じた後、ポンプ６を反転し、ノズル １０を鋳型４から取りはずす前、ガスポケット１１内の圧力上昇が均等化される まで貯槽９から保持炉（図示せず）へ金属をポンピングして戻す必要がある。あ るいは、鋳型列プラントの鋳型に鋳込む場合には、国際特許出願ＷＯ ９３／１ １８９２号に記載のように、鋳込口５を囲んでいる鋳型列の側壁部分と常に絞り ばめ接触するノズル１０を使用する必要がある。 以上の説明において、金属を移動させる圧力源として電磁ポンプを使用するも のとして本発明を説明したが、このように移動させる圧力は例えば保持炉内の金 属に圧力を施与するなどの他の方法で提供することもできることは容易に理解さ れるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．鋳型（４）、特に鋳型列プラントの生型砂鋳型の底部鋳込口（５）を通し て軽金属合金を無重力鋳込みする鋳込装置（１，２）であって、溶融軽金属合金 を収容するようになされた保持炉、この保持炉内に浸漬されて溶融軽金属合金を 前記保持炉から前記鋳型（４）中へポンピングするためのポンプ（６）、特に電 磁ポンプ、および前記ポンプ（６）の出口と鋳型（４）の鋳込口（５）との間の 好ましくは加熱された導管（９，１０）を備えた鋳込装置において、前記導管（ ９）が前記ポンプ（６）と鋳型（４）との間の距離の大部分にわたって延びると 共に前記鋳型（４）の底部鋳込口（５）の平均断面積ａより実質的に大きい平均 断面積Ａを有することを特徴とする鋳込装置。 ２．貯槽（９）の平均断面積Ａが鋳型（４）の底部鋳込口（５）の平均断面積 ａの３０〜７０倍、好ましくは約５０倍であることを特徴とする請求の範囲１の 鋳込装置（１，２）。 ３．貯槽（９）が捕捉されたガスのポケット（１１）を有することを特徴とす る請求の範囲１または２の鋳込装置（２）。 ４．捕捉されたガスが溶融金属と化学的に反応するものでないことまたは溶融 金属中に溶解するものであることを特徴とする請求の範囲３の鋳込装置。