JPH10166138A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 掛堰の注湯ノズルを鋳型の湯口カップ部に係
合させると共に、掛堰底部を鋳型に接触させて掛堰内溶
湯を鋳型キャビティ内に注湯する鋳造装置において、注
湯ノズルの中心と鋳型湯口カップの中心とがずれて接触
した場合でも片当たりによる湯漏れや型壊れがなく、か
つ溶湯供給量が過剰で溢れた場合でも隣の鋳型への流入
を防止することができる鋳造装置を提供する。 【解決手段】 鋳型４上面に湯道５ａを囲んで凹状の掘
り込み部５０を形成すると共に掛堰１底部との接触面を
略水平とし、更に掘り込み部５０を注湯ノズル１ａとの
接触部を除き湯道５ａに向い下り勾配に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造装置に関し、詳し
くは、注湯ノズルを鋳型湯口カップと連通させて使用す
る鋳造装置において、注湯ノズルの中心と鋳型湯口カッ
プの中心とがずれて接触した場合でも片当たりによる湯
漏れや型壊れがなく、かつ溶湯供給量が過剰で溢れた場
合でも隣の鋳型への流入を防止することができる鋳造装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に鋳型への注湯は、図５に示すよ
うに注湯者（図示せず）によって取鍋６により鋳型４の
湯口カップ５に直接注ぐ手注湯により行われている。し
かしこの手注湯は、溶湯７が湯口カップ５に注入するよ
う、また溶湯７が隣の鋳型４や周囲に飛散しないように
注意する必要があり、注湯時間が長くなることがある。
また、溶湯７が鋳型４のキャビティ内に充填する前に凝
固してしまうと、不廻りや湯境などの鋳造欠陥が発生し
やすい。

【０００３】ところで、取鍋内の溶湯には、取鍋の内壁
を構成する耐火物との反応により、アルミナ（Ａｌ2Ｏ
3）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、マグネシア（ＭｇＯ）等か
らなる非金属介在物が生成される。非金属介在物は、比
重が小さいため溶湯表面に浮上して注湯時に鋳型キャビ
ティ内に流れ込み、この非金属介在物が混入した鋳物は
機械的性質が低下する。

【０００４】上記の問題を解決するために、図６および
図７に示すストッパー式の掛堰による鋳造装置や、図８
に示す掛堰のみの鋳造装置が用いられてきている。図６
は、ストッパー式掛堰で、掛堰１の注湯ノズル１ａをス
トッパー３で封止し溶湯７を保持している状態を示す図
であり、図７は、同じくストッパー式掛堰で、掛堰１の
注湯ノズル１ａをストッパー３を開放して溶湯７を鋳型
内に注入している状態を示す図である。ストッパー式掛
堰の鋳造装置は、図６で、掛堰１の注湯ノズル１ａを鋳
型４の湯口カップ５に係合すると共に、掛堰１の底部１
ｂを鋳型４に接触させ、ストッパー３で注湯ノズル１ａ
を封止して取鍋６より溶湯７を掛堰１内に注ぎ、図７
で、ストッパー３を上昇させて、溶湯７を注湯ノズル１
ａより鋳型キャビティ（図示せず）内に注入するもので
ある。溶湯７は、静圧ヘッドにより一気に流入するた
め、鋳型キャビティ内に速く充填される。その結果、不
廻りや湯境等の鋳造欠陥の発生が減少する。

【０００５】また、図８に示す掛堰のみによる鋳造装置
は、掛堰１の注湯ノズル１ａを鋳型４の湯口カップ５と
係合させる点は、前記図６および図７のストッパー式掛
堰の鋳造装置と共通するが、ストッパー３を用いていな
い。そして、図８の鋳造装置では、例えば取鍋６を傾け
て溶湯７を掛堰１に直接注ぎ、鋳型４の湯口カップ５を
経てキャビティ内に流入させる。注湯時間は、掛堰１へ
の注湯速度によるため図６および図７のストッパー掛堰
式の注湯装置ほど速くないが、溶湯の飛散が少ない。更
に、キャビティや、湯道、湯口等方案部への注湯の呑み
込み速度以上に、注湯速度を上げれば掛堰に溶湯が満た
されるので、図６および図７のストッパ式掛堰による鋳
造装置と同様に非金属介在物を掛堰上面に浮上させるこ
とができる。すなわち、掛堰１から鋳型キャビティへ溶
湯７が注入する初期は、掛堰１内の下方にある溶湯７が
鋳型キャビティに充填され、掛堰１の上面に浮上した非
金属介在物の流入は少ない。また、溶湯７の注入後期に
は、非金属介在物が鋳型４内に流入することもあるが、
キャビティ内に充填した後の湯道あるいは湯口となる部
分であるため、鋳物は非金属介在物を含まない健全なも
のとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、図６、図７およ
び図８に示す鋳造装置での掛堰は、自硬性砂などでつく
られ、通常１回の使用で廃却されることが多い。しか
し、製造コストを低減するため連続使用の試みが行われ
てきている。連続使用の場合、掛堰は、鉄皮と、その内
貼りに耐火材で施工して湯溜りとした容器と、黒鉛やア
ルミナ黒鉛質等の耐熱材から加工された注湯ノズルによ
り形成されている。

【０００７】次に掛堰を複数回使用するときの動作を図
９に従って説明する。掛堰１は図示しない取廻し装置に
取り付けられ任意の方向に移動させることができる。
（Ａ）先ず、掛堰１を注湯すべき鋳型４の直上に移動
し、注湯ノズル１ａの底面が鋳型に接触するまで下降さ
せる。（Ｂ）次に取鍋６から掛堰１に溶湯７を注ぐと、
掛堰１の注湯ノズル１ａと鋳型の湯口カップ５とが連通
しているため鋳型内への注湯が行われる。（Ｃ）注湯完
了後、掛堰１を上昇させ次の鋳型４に移動し同様の注湯
動作を繰り返す。

【０００８】ところで取鍋から掛堰に注ぐ溶湯量は、そ
の鋳型の方案部やキャビティなどの空隙部を満たす溶湯
量と等しくなければならない。溶湯量が不足すると鋳物
は不廻り不良となる。一方、溶湯量が過剰であると、図
１０に示すように、注湯後に掛堰１を上昇させたとき鋳
型４キャビティ内に入りきれず、掛堰１内に残っていた
溶湯７が落下して周囲に飛散してしまう。そして、これ
が次の鋳型４に混入すると鋳造欠陥となるおそれがあ
る。

【０００９】一般に、取鍋内の溶湯はロードセルによっ
て計量管理され、掛堰への注湯中の重量変化をフィード
バックしながら注湯量が目標値となるように制御してい
る。そして例えば注湯量のばらつきを±２ｋｇ以内に収
めるなどしている。しかし取鍋の出湯口にスラグが付着
したりすると、計量と実際の溶湯量との差が大きくな
り、前述の溶湯量不足や過剰などの問題が生ずることが
ある。

【００１０】この問題への対処法として、湯口カップを
図１１での（Ａ）や（Ｂ）のように大きく掘り込んで溢
れた溶湯が飛び散らないようにすることができる。しか
し、掛堰の注湯ノズルと湯口カップが一致しないことも
あり、その場合には図１２に示すように掛堰１の注湯ノ
ズル１ａが鋳型４に片当たりになることがある。片当た
りが起こると、生じた隙間から溶湯７が吹き出したり鋳
型４が壊れたりする。

【００１１】本発明は、上記注湯ノズルを鋳型湯口カッ
プと係合させて使用する鋳造装置において、掛堰への溶
湯の補給量が過剰な場合にも溢れた溶湯が隣の鋳型へ混
入することなく、かつ掛堰の位置決め誤差が生じても片
当たりのない湯口カップ形状を持つ鋳造装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鋳造装置は、掛堰の注湯ノズルを鋳型の湯
口カップ部に係合させると共に、前記掛堰底部を鋳型に
接触させて掛堰内溶湯を鋳型キャビティ内に注湯する鋳
造装置であって、前記鋳型上面に湯道を囲んで凹状の掘
り込み部を形成すると共に前記掛堰底部との接触面を略
水平とすることを特徴とする。そして、前記掘り込み部
が、注湯ノズルとの接触部を除き湯道に向い下り勾配に
形成することを特徴とする。

【００１３】鋳型上面に掘り込み部を形成することによ
り、溢れた溶湯がその掘り込み部に溜まって隣の鋳型に
は入らない。ところで図１１に示す漏斗状の湯口カップ
５も掘り込みの一種とみなすことができる。しかしこの
形状では注湯ノズルの湯口カップ５への片当たりがある
と、図１２に示すように注湯ノズル１ａと湯口カップ５
の隙間からの溶湯７の吹き出しや、鋳型４の型壊れが生
ずることがある。しかるに本発明の鋳造装置における湯
口カップ形状は、注湯ノズルが接触する鋳型面を水平と
しているので、注湯ノズルと湯口カップの中心が一致し
ない場合も上述の問題は起こらない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は縦型無枠造型ラインにおける
鋳造装置の例を示す湯口カップ付近の斜視図、図２は図
１における断面図である。鋳型４の湯口カップ５０のサ
イズは、幅１８０ｍｍ、長さ１８０ｍｍ、深さ３０ｍｍ
で、球状黒鉛鋳鉄溶湯にして約７ｋｇ分の容積を有す
る。この湯口カップ５０の中央には直径５０ｍｍの湯道
５ａが開口しており、湯道５ａを経てキャビティへとつ
ながっている。図４（Ａ）、（Ｂ）は鋳型への注湯動作
を示している。図４（Ａ）で、注湯ノズル１ａは外径が
１１０ｍｍ、内径が８０ｍｍで、鋳型４と接触させたと
きに湯道５ａを完全に覆い連通する溶湯通路を形成して
いる。もし、掛堰１への溶湯補給量が過剰だった場合、
注湯を完了して掛堰１を上昇させると、図４（Ｂ）のよ
うに溶湯７が溢れる。しかし湯口カップ５０の掘り込み
部の容積を充分にとっているため次の鋳型４に流入する
ことはない。

【００１５】図３は、本発明の実施の形態での湯口カッ
プ５０形状の変更例であり、掘り込み部の中央を直径１
４０ｍｍ水平とし、その外側を湯道５ａに向かって下り
勾配としている。これによって余剰溶湯は湯口カップの
中心に向かって集まって小さくまとまり、後処理におい
て湯口カップ５０同士がからまることが少なくなる。ま
た注湯ノズルと湯道５ａの中心が例えば１５ｍｍほどず
れて接触した場合でも、湯口カップ５０は掘り込みの水
平部に収まっているので、注湯ノズルの片当たりによる
溶湯の漏れや型壊れの発生を防止することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明の通り、本発明の鋳造装
置は、掛堰の注湯ノズルを鋳型の湯口部に係合させると
共に、掛堰底部を鋳型に接触させて溶湯を掛堰を介し鋳
型キャビティ内に注湯する鋳造装置であって、鋳型上面
が湯道を含んで凹状の掘り込み部を有すると共に、掛堰
底部との接触面を略水平としているので、掛堰への溶湯
の補給量が過剰な場合にも溢れた溶湯が隣の鋳型へ混入
することなく、また、掛堰の位置決め誤差が生じても湯
口カップの片当たりによる湯漏れや型壊れを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の鋳造装置としての湯口カ
ップ付近の斜視図である。

【図２】図１における断面図である。

【図３】本発明の実施の形態の湯口カップ形状の別の例
を示す断面図である。

【図４】鋳型への注湯動作を示す断面図である。

【図５】従来の注湯者による鋳造作業を示す図である。

【図６】従来のストッパー式の掛堰による鋳造装置を示
す図である。

【図７】従来のストッパー式の掛堰による鋳造装置を示
す図である。

【図８】従来の掛堰のみの鋳造装置を示す図である。

【図９】従来の掛堰のみの鋳造装置での、掛堰を複数回
使用するときの動作を示す図である。

【図１０】従来の掛堰のみの鋳造装置での、掛溶湯量が
過剰である場合に溶湯が落下している状態を示す図であ
る。

【図１１】従来の湯口カップを大きく掘り込んでいる例
を示す断面図である。

【図１２】従来の鋳造装置での注湯ノズルが鋳型に片当
たりしている状態を示す図である。

【符号の説明】

１：掛堰、 １ａ：注湯ノズル、 ３：ストッ
パーロッド、４：鋳型、 ５、５０：湯口カップ、
５ａ：湯道、６：取鍋、 ７：溶湯。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掛堰の注湯ノズルを鋳型の湯口カップ部
   に係合させると共に、前記掛堰底部を鋳型に接触させて
   掛堰内溶湯を鋳型キャビティ内に注湯する鋳造装置であ
   って、前記鋳型上面に湯道を囲んで凹状の掘り込み部を
   形成すると共に前記掛堰底部との接触面を略水平とする
   ことを特徴とする鋳造装置。
2. 【請求項２】 前記掘り込み部が、注湯ノズルとの接触
   部を除き湯道に向い下り勾配に形成することを特徴とす
   る請求項１記載の鋳造装置。