JPH10235453A

JPH10235453A - 注湯装置

Info

Publication number: JPH10235453A
Application number: JP9044982A
Authority: JP
Inventors: Masato Miura; 真郷三浦; Hidefumi Hisanabe; 英史久鍋; Nobuo Katsube; 展生勝部
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな鋳物から小さな鋳物まで鋳造できるよう
に、鋳物の大きさに応じて注湯取鍋を取り替えて使用で
き、その注湯速度及び注湯量の制御が正確に出来る注湯
装置を提供する。【解決手段】位置決め機構の付いた走行台車と、この走
行台車上に取り付けられており注湯取鍋を載せることの
出来る傾倒台と、傾倒台に載せられた注湯取鍋と、傾倒
台上に設けられ注湯取鍋を固定するクランプ機構と、傾
倒台を走行台車上に保持し注湯取鍋とともに傾倒台を傾
けるための傾倒機構と、注湯取鍋の重量を計測する機構
と、計測した注湯取鍋の重量と目標注湯量と注湯取鍋の
傾倒角度に基づいて傾倒台の傾倒角度を制御する機構と
を有する注湯装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼などの溶湯の注
湯装置、特にダクタイル鋳鉄ロールのような圧延用のロ
ールの鋳造に適した注湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりダクタイル鋳鉄ロールのように
鋳造時にドロスを発生するおそれのある材質を用いた鋳
造方法としては下注堅型静置鋳造法がある。

【０００３】下注堅型静置鋳造法に用いる鋳型９の断面
図を図１１に示す。ロールの胴部を作る金型９１の上下
に、ロールのジャーナル部を鋳造するための上型９２と
下型９３があり、これら上型９２と下型９３は鋼鉄製の
スリーブの内側に砂又は陶器で鋳型９２１、９３１が作
られており、胴部の金型９１は内面に塗型が施されてい
る。下型９３は湯口型９４を付けるために大きくなって
おり、その上に湯口型９４と漏斗型９５が付けられてい
る。

【０００４】湯口が下型のキャビティに臨むいわゆる堰
の部分９３２は下型のキャビティの内周面の接線に近い
形で接続されている。漏斗に注入された溶湯は湯口部を
通って下型９３のキャビティに入って、溶湯は回転しな
がら、下型９３のキャビティ、金型９１のキャビティ、
上型９２のキャビティと溜まっていく。溶湯が回転して
いるので、ドロスが発生してもドロスは溶湯よりも比重
が軽いのでロールの中央部分に集まりながら上型９２の
上部に浮いていく。そのために溶湯が冷却して凝固して
もドロスはロールの内部や表面に巻き込まれることはな
くドロスは分離される。

【０００５】このような下注堅型静置鋳造法では、ロー
ルの長さだけの長い湯口を使っているので、鋳造に用い
る溶湯はロール部分と湯口部分とを加えただけ必要で、
鋳造後この湯口部分を切り取る必要がある。すなわち、
鋳造の注入歩留が悪いものであった。

【０００６】鋳型９としては、湯口の下部と下側のジャ
ーナルのキャビティを持った下型９３を鋳造する場所に
まず設置し、その上に金型９１をボルトやクランプなど
で取付固定し、その上に上型９２を取付固定している。
また、下型９３の湯口部の上に湯口型９４をボルトやク
ランプなどで取付固定し、その上に漏斗型９５を取付固
定している。このような型の組立ては鋳造現場で行わな
ければならない。長さが２ｍ程度のロールを鋳造するに
は通常３ｍ程度の深さのピットの底に下型９３を設置
し、そのピットの中で鋳型９の組立作業が行われる。こ
のために、労働環境のあまり良くない場所で、組立作業
に長時間かかっていたので、その改善が望まれていた。

【０００７】また、鋳造後の解体は組立てよりも困難で
あった。湯口の堰部分９３２を折って湯口と本体に分け
たうえで、湯口型９４、下型９３と上型９２のスリー
ブ、金型９１を取り除くが、これらの作業を鋳造場所あ
るいはその近くで行っていたのでその解体に困難が伴っ
た。

【０００８】そこで、本発明者らは、外スリーブの中に
下型、胴部金型、上型をセットした鋳型を回転台に立設
し、胴部金型の内面でのＧ数が０．３〜３．５となるよ
うに外スリーブとともに鋳型を回転させながら上型上端
の鋳込み口から注湯する回転鋳造法によって鋳鉄ロール
を鋳造することを提案している。

【０００９】回転鋳造法であっても上記の下注堅型静置
鋳造法であっても、溶解炉で溶解した鉄鋼材料の溶湯
を、保温炉に受けて保温炉で注湯温度に保っておき、そ
の溶湯を注湯取鍋に受ける。溶湯の入った注湯取鍋を天
井クレーンなどで鋳造場所に運ぶ。注湯装置に注湯取鍋
を取り付けて鋳造場所まで運ぶ。鋳造場所に設置してあ
る鋳型の注入口のところで注湯取鍋を傾けて鋳型に溶湯
を注湯する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、注湯取鍋
を天井クレーンやモノレールなどで吊り下げて注湯する
と、注湯速度の制御に熟練を必要とし、必要量を正確に
注湯することに困難が伴った。また、鋳造する製品の大
きさに応じて大きさの違った注湯取鍋を使っているが、
注湯取鍋の大きさに応じて注湯装置も替える必要があっ
た。

【００１１】鋳造する製品が鋳鉄ロールの場合、その鋳
造重量は１本あたり約３００Ｋｇから２４００Ｋｇであ
る。これを５〜１０本連続して鋳造するためには、注湯
取鍋はその容量で３〜１２トンのものが必要で、種類と
しても１０種類以上になる。

【００１２】そこで本発明では、注湯速度および注湯量
の制御が出来るとともに、注湯取鍋の大きさが変わって
も注湯取鍋を受け容れることのできる注湯装置を提供す
ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の注湯装置は、位
置決め機構の付いた走行台車と、この走行台車上に取り
付けられており注湯取鍋を載せることの出来る傾倒台
と、傾倒台に載せられた注湯取鍋と、傾倒台上に設けら
れ注湯取鍋を固定するクランプ機構と、傾倒台を傾ける
ための傾倒機構と、注湯取鍋の重量を計測する機構と、
傾倒台の傾倒角度を計測する機構と、計測した注湯取鍋
の重量と注湯取鍋の傾倒角度に基づいて注湯を制御する
機構とを有することを特徴としている。

【００１４】傾倒台上の注湯取鍋の注湯口までの高さ
が、注湯取鍋の大きさが変わっても、傾倒台上で同じに
なるように、傾倒台の底板の上に、取鍋寸法に応じた高
さを持った取鍋中間ベース金物を載せ、その上に注湯取
鍋を載せることが好ましい。またこの取鍋中間ベース金
物の大きさがかわってもクランプ機構はそれを許容でき
ることが好ましい。

【００１５】本発明の注湯装置は、鋳造装置をその中に
設置したピットをまたがって設けたレール上を走行する
ようにしているのが好ましい。このピット内に複数台の
鋳造装置が設置されている場合、レール上を走行してい
って各鋳造装置のところに停まりそこに位置決めされ
て、注湯を行い、その鋳造装置の鋳造が終わったら、次
の鋳造装置のところに走行していって停まる。

【００１６】また、本発明の注湯装置の傾倒台は、傾倒
台の傾倒角度を制御する機構によって、走行台車に設け
られた傾倒軸の周りに傾倒して、注湯速度を制御する。
この傾倒角度を制御する機構は、注湯速度をフィードバ
ック制御によって制御する。

【００１７】注湯装置には、注湯取鍋を傾けたときに溶
湯が鋳型に導かれるように漏斗が付いていることが好ま
しい。また、傾倒台の傾倒軸からノロ止め機構が注湯取
鍋の方向に出ていることが好ましい。このノロ止め機構
は、傾倒台の傾倒中心の周りに旋回できるアームが付い
ており、このアームは注湯取鍋への投入位置と引き上げ
位置との間を旋回することが出来る。アームの自由端の
近くを中心として回転出来る別のアームが付けられてお
り、その先端には木片などからなるノロ止めの部材を取
り付けられるようになっている。

【００１８】また、走行台車上には、注湯取鍋の傾倒台
と向かい合って、保温剤の投入装置が設けられているの
が好ましい。この保温剤の投入装置は、保温剤を保持す
る複数の部屋があるマガジンと、マガジンの下に開けら
れた投入口と、マガジンの各部屋を投入口の上に回転ス
ライドさせる機構と、保温剤を投入口から鋳型に導くシ
ュートを持っている。マガジンの部屋の数は、鋳造装置
の数に合わせておくことが望ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の注湯装置６としては、図
１に側面図で示すものが適当である。６１は位置決め機
能の付いた走行台車である。走行台車６１上には傾倒台
６２が設置されており、傾倒台６２には注湯取鍋６３を
載せるようになっている。また、傾倒台６２にはクラン
プ機構６２１が付いていて、注湯取鍋６３を傾倒台６２
に固定して、注湯取鍋６３は傾倒台６２とともに傾くこ
とが出来るようになっている。走行台車６１の上には中
に溶湯を蓄えた注湯取鍋６３の重量を計測する機構６５
ａが付いている。計測した注湯取鍋の重量と、目標注湯
量、注湯取鍋の傾倒角度に基づいて傾倒台の傾倒角度を
制御する機構（図６の６６１）がコントロール部（図６
の６６）にあり、傾倒台の傾倒機構６４を制御して注湯
速さと注湯量を調節する。

【００２０】傾倒台の傾倒角度を制御する機構では、計
測した注湯取鍋の重量からその変化する速度を求めると
鋳型への注湯速度になる。この注湯速度が所定の速さに
なるように、傾倒機構６４を制御する。１台の鋳型への
注湯量の積算、すなわちその時の注湯取鍋の重量を注湯
を始めたときの注湯取鍋の重量から差し引いた量が、目
標注湯量に近づき、目標注湯量から所定量前になったと
きに、注湯取鍋の傾倒を戻して注湯を止める。

【００２１】注湯装置６には注湯取鍋６３を傾けたとき
に溶湯が鋳型に導かれるように漏斗６７が付いているこ
とが望ましい。また、傾倒台６２の傾倒軸６２２からノ
ロ止め機構６８が注湯取鍋６３の方向に出ていることが
望ましい。このノロ止め機構６８は図２に一部断面で側
面図で示すように、傾倒台６２の傾倒中心の周りに旋回
できるアーム６８１が付いていて、このアーム６８１は
注湯取鍋６３への投入位置と引き上げ位置との間を動く
ことが出来る。このアームの自由端の近くを中心として
回動出来る別のアーム６８２が付けられており、その先
端には木片などからなるノロ止め用の部材６８３が取り
付けられている。アーム６８１が引き上げ位置にあると
きには、ノロ止め用の部材６８３は注湯取鍋から離れて
いる。アーム６８１を注湯取鍋への投入位置にした時に
は、ノロ止め用の部材６８３が注湯取鍋６３に入って溶
湯の上面に浮いて、注湯取鍋６３を傾けて湯面が動いて
も注湯取鍋の注湯口６３１のところにノロ止め用の部材
６８３が浮いているので、注湯口６３１からノロが出て
くるのを止める。

【００２２】また、走行台車６１上に、注湯取鍋６３の
傾倒台６２と向かい合って、保温剤の投入装置６９が設
けられているのが好ましい。保温剤の投入装置６９は図
３にその主要部の側面図を示す。保温剤は鋳型の押し湯
のところに投入されるので、注湯の漏斗６７に落としこ
んで鋳型に導かれるようにするのがよい。この保温剤の
投入装置６９は、保温剤を保持する複数の部屋があるマ
ガジン６９１と、マガジンの下に開けられた投入口６９
２と、マガジンの各部屋を投入口の上に回転スライドさ
せる機構と、保温剤を投入口から鋳型に導くシュート６
９３を持っている。マガジン６９１の部屋の数は、鋳造
装置の数に合わせておくことが望ましい。

【００２３】注湯取鍋はその容量で３〜１２トンのもの
があるということを前に述べた。このように容量の違っ
た注湯取鍋なので、その高さも例えば３トンの容量の場
合約１１００ｍｍ、６トンの場合１４００ｍｍ、１２ト
ンの場合１８００ｍｍとなっている。そこで、傾倒台の
底板上に、これらの取鍋寸法に応じて高さを調節するた
めの取鍋中間ベース金物（いわゆる下駄）を載せて、そ
の上に注湯取鍋を設置することによって、傾倒台の底板
から注湯取鍋の注湯口までの高さを同じにしている。こ
のようにすることによって、傾倒台の傾倒軸から注湯口
までの距離を同じにして、注湯取鍋の大きさが違って
も、同じ位置から注湯が出来るようにしている。また、
容量に応じて、注湯取鍋の直径も変わるが、取鍋中間ベ
ース金物の直径もそれに応じて変えて、注湯取鍋が取鍋
中間ベース金物の上に固定されるようにする。この取鍋
中間ベース金物を傾倒台の底板上に載せて、前後進でき
るクランプ機構で傾倒台上に固定しているので、注湯取
鍋の大きさがかわっても受けいれることが出来る。

【００２４】ロールを鋳造する場所の床に図４に縦断面
図、図５に横断面図で示すように細長いピット３を作っ
ておき、その中に鋳造装置４を並べて設置する。ピット
３の上の床に、鋳造装置４のラインに平行にレール５を
敷き、このレール５上に本発明の注湯装置６を走行させ
る。この図では１０台の鋳造装置４がピット３内に設置
してあり、各鋳造装置４の下部に回転台１が置かれて、
その上に外スリーブの中に下型、胴部金型、上型を挿入
して積み重ねてセットした鋳型２が立てられている。溶
湯を入れた注湯取鍋６３を注湯装置６に載せて、注湯装
置６がレール５上を走行し、鋳造装置のラインの第１の
鋳造装置４のところで停止する。第１の鋳造装置４の回
転台１のモーターの電源を入れて、鋳型２の回転が定常
になった状態で注湯装置６の注湯取鍋を傾けて上型の上
端の口から鋳型２に注湯する。注湯量が所定量になった
ところで注湯取鍋６３をもとに戻して注湯を止める。鋳
型２内の溶湯が完全に凝固する前に回転台１の駆動を止
めるが、鋳型２は惰性で数分間回転して停止する。注湯
装置６に付いた保温剤の投入装置６９から保温剤を鋳型
２の上端の口から押し湯部分に投入する。注湯装置６を
走行させて第２の鋳造装置４のところに止めて、同様に
鋳造する。第３の鋳造装置以降についても順次同様に鋳
造する。注湯取鍋６３内の溶湯がなくなったときには、
空になった注湯取鍋を取り外して、溶湯の入っている注
湯取鍋と交換をして、鋳造を続ける。

【００２５】本発明の注湯装置の制御を図６、図７を参
照しながら説明する。図６はコントロール部を中心とし
た制御ブロック図で、図７は傾倒角度を制御する機構に
よる注湯の制御を説明するフローチャートである。

【００２６】図６で、注湯装置のコントロール部６６
は、ホストコンピューターにつながれており、ホストコ
ンピューターから注湯装置制御条件の情報や注湯情報が
与えられる。注湯装置制御条件の情報としては、注湯対
象の鋳造装置の台数、鋳造装置の位置、注湯取鍋に給湯
する溶解炉の種類などである。また、注湯情報として
は、目標注湯速度、目標注湯量、注湯取鍋の貯湯量、注
湯取鍋の種類などである。このコントロール部は走行台
車６１のモーター、エンコーダ６１ａ、必要によりブレ
ーキにつながれている。コントロール部６６はモータ
ー、ブレーキに運転や停止を行わせる。走行台車の位置
は走行台車の車軸等に付いたエンコーダ６１ａで検出さ
れてコントロール部６６に送られる。コントロール部６
６の一部である傾倒角度を制御する機構６６１は、油圧
アンプを介して傾倒台の傾倒機構６４の油圧シリンダー
を動かして、傾倒台６２と注湯取鍋６３の傾倒角度を制
御する。また、傾倒角度を制御する機構６６１は、傾倒
台の傾倒機構６４のエンコーダ６４ａ、注湯取鍋の重量
を計測する機構であるロードセル６５ａ、出湯センサー
６５ｂとつながっており、各々から傾倒角度θ、注湯取
鍋の重量Ｗ，出湯の有無の情報を受けるようになってい
る。

【００２７】コントロール部６６は、ホストコンピュー
ターから受け取った注湯対象の鋳造装置の台数、鋳造装
置の位置、注湯取鍋の貯湯量、各鋳造装置の目標注湯量
に基づいて、走行台車を鋳造装置の設置されているピッ
トの上の床に敷いたレール上を走行させて、注湯装置を
注湯対象の鋳造装置の真上で止める。注湯対象になって
いる鋳造装置はコントロール部の指示で注湯の数分前に
回転駆動を開始して定常運転にしておく。そこで注湯装
置の油圧アンプを働かせて傾倒機構を介して傾倒台を注
湯取鍋とともに傾けて鋳造装置の鋳型内に溶湯を注湯す
る。この注湯の制御は後で述べるように行うことが出来
る。注湯量が所定の目標注湯量になったところで、鋳造
装置の回転駆動を停止するとともに、コントロール部の
傾倒角度を制御する機構によって、注湯取鍋の傾倒を反
転させて、湯切りが行われる。注湯取鍋に残っている貯
湯量が次に鋳造することになっている鋳造装置の目標注
湯量以上の場合、注湯装置は次の鋳造装置のところまで
行って停まる。この鋳造装置も予め回転駆動が行われて
いて、定常回転になっている。ここで前の鋳造装置と同
様に注湯が行われ、残りの鋳造装置も同様に順次鋳造さ
れる。注湯取鍋に残っている貯湯量が次に鋳造する鋳造
装置の目標注湯量よりも少なくなったすなわち足りない
場合、鋳造を中止して、溶湯の入っている別の注湯取鍋
と交換する。

【００２８】ここで本発明の注湯装置における注湯制御
の一例を説明する。注湯取鍋を傾けていくとある傾倒角
度のなったときに注湯取鍋の注湯口から溶湯が出はじめ
る。注湯取鍋の各傾倒角度における注湯量は注湯取鍋の
大きさや形状によって違ってくる。コントロール部の傾
倒角度を制御する機構には、注湯取鍋の種類毎にその傾
倒角度と注湯量などをメモリーに記憶させている。

【００２９】図７を参照して、注湯制御を説明する。注
湯装置が鋳造装置の真上に停止して、注湯を開始する段
階が図７のスタート８０１で、ステップ８０２でこの時
の注湯取鍋の傾倒角度が取鍋初期角度θ₀に設定され
る。ここから傾倒が始まるが、初めのうちは出湯が始ま
らないので、目標注湯速度の、例えば、２倍になるよう
に角速度を初期目標傾倒角速度に設定する（ステップ８
０３）。この角速度で注湯取鍋の傾倒が開始される（ス
テップ８０４）。注湯装置に取り付けた光センサーなど
の出湯センサー６５ｂで出湯を検出したところで（ステ
ップ８０５）、注湯取鍋の重量を計測する機構６５ａで
あるロードセルの値によって注湯取鍋の重量をリセット
してＷ₀とする（ステップ８０６）。傾倒角度θをエン
コーダ６４ａで測定（ステップ８０７）しては、取鍋初
期目標傾倒角速度を更新してあるいは前に設定した角速
度を維持して（ステップ８０８）、傾倒角度を制御する
機構６６１に設定してある所定時間（数秒間）が経過す
るまでこれを繰り返す（ステップ８０９）。

【００３０】所定時間経過したところで傾倒角度θを測
定し（ステップ８１０）、その角度に対応する注湯量か
ら目標注湯速度／注湯量で決まる傾倒角速度を第１の目
標傾倒角速度に設定して傾倒速度を遅らせる（ステップ
８１１）。ステップ８１２で、取鍋重量Ｗを測定して、
所定重量になるまでステップ８１０〜８１３を繰り返
す。

【００３１】ジャーナル部の鋳造が終了した後（ステッ
プ８１３）は、ロールの製品部の鋳造になるので注湯速
度を正確にする。そのために、ステップ８１４とステッ
プ８１５で注湯取鍋の傾倒角度θ_iの測定及び注湯取鍋
の重量Ｗ_iの測定を行い、ステップ８１６で注湯量が第
１の量になるまで、注湯速度を目標注湯速度に保つ。第
１の量とは、目標注湯量から上部ジャーナル部の重量を
差し引いた量とする。注湯速度を目標注湯速度に保つた
めに、ステップ８１７で注湯速度を求め、ステップ８１
８でこれが目標注湯速度よりも大きいか小さいかを判断
して、それにより角速度ωi の増、減、維持を行う（ス
テップ８１９）。注湯量が第１の量になるまで、ステッ
プ８１４〜８１９を繰り返す。

【００３２】ステップ８１６で、注湯量が第１の量にな
ったところで注湯取鍋を反転させて（ステップ８２０）
注湯量を落とす。ステップ８２１〜８２６のループで
も、ステップ８１４〜８１９のループと同様に注湯速度
を一定に保つ制御が行われるが、ここでは注湯速度を第
２の目標注湯速度とする。注湯量が第２の量になるまで
このループを繰り返し、第２の量になったときにステッ
プ８２７で注湯取鍋を反転、湯切りを行い、鋳造を終わ
る。

【００３３】このような注湯制御を行っているので、目
標注湯量も注湯取鍋の注湯開始角度も各々違うにもかか
わらず、最終注湯量の誤差が非常に少なく精度の良い注
湯が出来る。また注湯速度もフィードバック制御なので
正確である。

【００３４】ここで使用している鋳造装置の断面図を図
８に示す。１は鋳型２を載せて水平方向に回転する回転
台で、２１の外スリーブがその軸を回転台１の回転軸に
一致するように載置されている。外スリーブ２１は円筒
状をしており、底板２１１で下部が塞がれている。この
なかに、下型２２、胴部金型２３、上型２４が積み重ね
て入れられて、外スリーブ２１の上部でコッターピン２
５で外スリーブ２１に締結されている。下型２２は円筒
状をした鋼鉄製のスリーブ２２１のなかに砂型２２２で
ロールのジャーナル部のキャビティを形成し、上型２４
も同様に鋼鉄製のスリーブ２４１のなかに砂型２４２で
キャビティを形成している。胴部金型２３もスリーブ形
状をしており、その内面に塗型が塗られている。上型の
スリーブ２４１、胴部金型２３、下型のスリーブ２２１
ともに外スリーブ２１内に入り込む大きさとなってい
る。なお、外スリーブ２１の底板２１１の中央とその下
型２２のスリーブ２２１のところに開口２１２があり、
ロールを鋳込んだ後で解体するのに使われる。

【００３５】上型２４及び下型２２の鋼鉄製のスリーブ
２４１、２２１の内側に砂型２４２、２２２を設けて、
上型２４と下型２２を準備する。また、胴部金型２３の
内面に塗型を塗布して乾燥させておく。底板２１１の付
いた外スリーブ２１のなかに下型２２、胴部金型２３、
上型２４の順で挿入して積み重ねて、外スリーブ２１の
上端に開けられた穴に４本のコッターピン２５を差し込
んで上型２４の上端を外スリーブ２１に固定する。この
ように組み立てた鋳型２は、外スリーブ２１の外側を持
つことが出来るので、クレーンやフォークリフトなどで
持ち運ぶことが出来る。そこで鋳型の準備場所で組み立
てた鋳型２を、鋳造場所まで容易に運搬して鋳造場所に
設置されている回転台１の上に、その回転軸と外スリー
ブ２１の軸が一致するように載せる。回転台１はその下
にある回転軸にモーターの駆動軸がつながっていて、モ
ーターを駆動させることによって回転台１及び鋳型２を
回転させることが出来る。製造する圧延用ロールの胴部
の外径に合わせて外径の異なる数種類の外スリーブを使
用する。

【００３６】ダクタイル鋳鉄のようにドロス等の異物が
発生するおそれのある材料であっても、回転加速度を１
３００〜１３３０℃の溶湯に加えることによって、異物
と溶湯の浮力の差によって分離させることが出来る。加
える加速度は、０．３〜３．５Ｇが適している。溶湯の
温度によっても必要な加速度は違ってくるが、ロールを
鋳造するのに適した温度の場合、０．３Ｇよりも小さな
加速度ではドロスが完全には分離しないので、０．３Ｇ
以上の加速度が必要である。加速度が大きいほどドロス
等の分離がよく行われるが、加速度が大きすぎると、鋳
込んだ溶湯の外周部分が高くなりすぎて中央部が窪んで
しまい、ドロスがその底に溜まることになる。また、大
きな加速度を得るにはその回転数を上げなければならな
いので、外スリーブの外周からの支えも必要になってく
る。そこで、外周からの支えの必要のない加速度として
は３．５Ｇが最大である。０．３〜３．５Ｇの加速度に
するには回転数を６０〜１００ｒｐｍとする。

【００３７】鋳造装置は注湯を行う数分前に回転駆動を
開始して注湯時には定常運転にしておく。注湯装置から
ダクタイル等の溶湯を鋳型２の上型２４の上端開口から
注湯する。注湯が完了した後、まだ鋳型内の上部や内部
の溶湯が凝固していない状態で回転駆動を停止する。こ
の後、数分間は惰性で回転するが停止する。上部の押し
湯部分がまだ凝固していない時に、アルミニウム粉末な
どの保温剤を上部の溶湯に加えて、発熱させて引け巣を
防ぐ。

【００３８】鋳型２に鋳造した溶湯が凝固して型ばらし
が出来る温度まで下がったら、鋳造したロール用鋳物を
外スリーブ、鋳型とともにピット３の中の回転台１から
取り外して、解体場所まで運ぶ。解体場所には図９及び
図１０に示すような解体装置７を備えていることが望ま
しい。図９は解体装置７の平面図、図１０は同じく側面
図である。解体装置７には架台７１があり、その一方の
端部付近に押し出し棒７２１を持った移動台７２が備え
られており、移動台７２は油圧で架台７１の長さ方向に
動くようになっている。この押し出し棒７２１はロール
用鋳物の中心及び鋳型のスリーブを押し出すことになる
ので、その軸の高さを調節できるようになっている。架
台７１の上の中央に転動台７３が設けられている。転動
台７３は底板７３１の中央に長穴７３２が開いた缶で、
架台７１の幅方向にある軸７３３を中心として転動す
る。架台上で押し出し棒７２１と反対側の転動台７３の
横には外スリーブを水平に載置する台７４とバースクリ
ーン７５が備わっている。このバースクリーン７５の下
には砂排出コンベア７６が、またバースクリーン７５の
横には散水するためのミストノズル７７が設けられてい
る。バースクリーン７５の上部には回転する金属ブラシ
７８が設けられている。

【００３９】外スリーブ２１の中に下型２２、胴部金型
２３、上型２４をセットした鋳型２に鋳込まれたロール
用鋳物は、そのまま転動台７３の上に立てて置かれる。
転動台７３はその軸７３３を中心として転動して、外ス
リーブ２１に入ったロール用鋳物が載置台７４の上に寝
たようになる。押し出し棒７２１の高さをロール用鋳物
の中心の位置に合わせて、移動台７２をロール用鋳物の
方向に動かす。押し出し棒７２１は転動台７３の底板７
３１に開いた長穴７３２、外スリーブ２１の底板２１１
の中央の開口２１２を通って外スリーブ２１内に入り、
下型２２の底の砂型２２２を突き破ってロール用鋳物に
達する。なおも移動台７２が進むに従い、押し出し棒７
２１は鋳型２からロール用鋳物を押し出して、バースク
リーン７５の上に出す。ロール用鋳物に付いていた砂は
バースクリーン７５から下の砂排出コンベア７６の上に
落ちて排出される。このとき、バースクリーン７５の横
に設けられているミストノズル７７から散水して、粉塵
を抑えたり、ロール用鋳物を冷ます。そしてロール用鋳
物は次の工程に運ばれる。

【００４０】移動台７２が元の位置に戻って押し出し棒
７２１を外スリーブ２１から引き抜く。押し出し棒７２
１の高さを外スリーブ２１のなかの下型２２のスリーブ
の位置に合わせて、外スリーブ２１内に押し出し棒７２
１を差し込んで上型２４、胴部金型２３、下型２２を外
スリーブ２１からバースクリーン７５の上に押し出す。
鋳型２に付いていた砂型２２２、２４２の砂のほとんど
は、スリーブ２２１、２４１から取れて、バースクリー
ン７５の間から砂排出コンベア７６の上に落ちて排出さ
れる。下型２２の砂型２２２で一部分スリーブ２２１に
くっついていて落ちないものはバースクリーン７５のと
ころの回転金属ブラシ７８を突っ込んで掻き落とす。

【００４１】このように、鋳造したロール用鋳物は外ス
リーブ２１から簡単に取り出すことが出来るので、解体
時間が短く粉塵の発生を抑えることが出来る。

【００４２】

【実施例】

実施例１目標注湯量の制御の正確さを調べるために、鋳造ライン
に並べられた４本の鋳造ロール用鋳型に本発明の注湯装
置によって鋳造した。

【００４３】このときの、ロール用鋳物の主要寸法は、
胴径４００ｍｍ、胴長８００ｍｍ、全長２，０００ｍｍ
で、その鋳物重量は約６００Ｋｇであった。使用した溶
湯の組成は表１に示すものであった。使用した注湯取鍋
は容量６トンで、その大きさは直径１３００ｍｍ、高さ
１４００ｍｍで、注湯前の注湯取鍋の貯湯量は５５００
Ｋｇであった。

【００４４】注湯装置の傾倒角度を制御する機構のメモ
リーに予め記憶させてある６トン注湯取鍋の傾倒角度と
注湯量などを用いて、図７のフローチャートに従って注
湯制御をした。ここで、取鍋初期角度θ₀及び出湯検出
したときの傾倒角度θは、表２に示している。また、初
期目標傾倒角速度は、目標注湯速度の２倍になるように
設定し、その角速度に維持した時間は１．５秒とし、図
７のステップ８１３の所定重量の判定値を１００Ｋｇ、
ステップ８１６の第１の量は５００Ｋｇ、ステップ８２
３の第２の量を５７０Ｋｇとした。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】表２に、連続して鋳造したロール用鋳物の
順に番号を付けて、その実績注湯量を示した。この表か
ら明らかなように、目標注湯量６００Ｋｇに対して、±
５Ｋｇにおさまった。

【００４８】実施例２種々の寸法のロール用鋳物を本発明の注湯装置を用いて
鋳造した。そのとき使用した注湯取鍋及び取鍋中間ベー
ス金物の大きさを表３に示す。３トンから１２トンまで
の注湯取鍋を用いて種々の寸法の鋳物を本発明の注湯装
置で鋳造できる。

【００４９】

【表３】

【００５０】

【発明の効果】本発明の注湯装置によって、注湯速度が
制御できて、注湯量を正確に制御できた。また、注湯取
鍋の大きさが変わっても、注湯取鍋を受けいれることが
出来るので、小さなロール用鋳物から大きなものまで鋳
造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の注湯装置の一例の側面図である。

【図２】本発明の注湯装置に付けられるノロ止め機構の
一例を一部断面で示す側面図である。

【図３】本発明の注湯装置に付けられる保温剤の投入装
置の一例を示す側面図である。

【図４】本発明の注湯装置を使用した鋳造装置ラインの
一例の縦断面図である。

【図５】本発明の注湯装置を使用した鋳造装置ラインの
一例の横断面図である。

【図６】本発明の注湯装置のコントロール部を中心とし
た制御系のブロック図である。

【図７】本発明の注湯装置の傾倒角度を制御する機構に
よる注湯の制御を説明するフローチャートである。

【図８】回転鋳造法に用いる鋳造装置の断面図である。

【図９】解体装置の平面図である。

【図１０】解体装置の側面図である。

【図１１】下注堅型静置鋳造法に用いる鋳型の断面図で
ある。

【符号の説明】

１回転台２鋳型２１外スリーブ２１１底板２１２開口２２下型２２１スリーブ２２２砂型２３胴部金型２４上型２４１スリーブ２４２砂型２５コッターピン３ピット４鋳造装置５レール６注湯装置６１走行台車６１ａエンコーダ６２傾倒台６２１クランプ機構６２２傾倒軸６３注湯取鍋６３１注湯口６４傾倒機構６４ａエンコーダ６５ａ重量を計測する機構６５ｂ出湯センサー６６コントロール部６６１傾倒角度を制御する機構６７漏斗６８ノロ止め機構６８１アーム６８２別のアーム６８３ノロ止め用の部材６９保温剤の投入装置６９１マガジン６９２投入口６９３シュート７解体装置７１架台７２移動台７２１押し出し棒７３転動台７３１底板７３２長穴７３３軸７４水平に載置する台７５バースクリーン７６砂排出コンベア７７ミストノズル７８金属ブラシ９鋳型９１金型９２上型９２１鋳型９３下型９３１鋳型９３２堰の部分９４湯口型９５漏斗型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置決め機構の付いた走行台車と、この走
行台車上に取り付けられており注湯取鍋を載せることの
出来る傾倒台と、傾倒台に載せられた注湯取鍋と、傾倒
台上に設けられ注湯取鍋を固定するクランプ機構と、傾
倒台を傾けるための傾倒機構と、傾倒台の傾倒角度を計
測する機構と、注湯取鍋の重量を計測する機構と、計測
した注湯取鍋の重量と注湯取鍋の傾倒角度に基づいて注
湯を制御する機構とを有することを特徴とする注湯装
置。
【請求項２】注湯取鍋の高さに応じた高さを持った取鍋
中間ベース金物が注湯取鍋の底に取り付けられており、
この取鍋中間ベース金物を付けた注湯取鍋が傾倒台の底
板上に設置してあり、これを傾倒台に付けられたクラン
プ機構で傾倒台に固定されていることを特徴とする請求
項１記載の注湯装置。
【請求項３】走行台車上には注湯取鍋の溶湯を受けて鋳
造装置に導くための漏斗が備わっていることを特徴とす
る請求項１あるいは２記載の注湯装置。
【請求項４】傾倒台には注湯取鍋の注湯口からノロの出
てくるのを止めるためのノロ止め機構が備わっているこ
とを特徴とする請求項１あるいは２記載の注湯装置。
【請求項５】ノロ止め機構が注湯取鍋への投入位置と引
き上げ位置との間を傾倒台の傾倒中心の周りに旋回でき
るようになったアームと、このアームの自由端の近くを
中心として回動できるようになった別のアームと、この
別のアームの先端に付けられたノロ止めの部材からなる
ことを特徴とする請求項４記載の注湯装置。
【請求項６】走行台車上には保温剤の投入装置が備わっ
ていることを特徴とする請求項１あるいは２記載の注湯
装置。
【請求項７】保温剤の投入装置が、保温剤を保持する複
数の部屋があるマガジンと、マガジンの下に開けられた
投入口と、マガジンの各部屋を投入口の上にスライドさ
せる機構と、保温剤を投入口から鋳型に導くシュートを
持ち、走行台車上で注湯取鍋の傾倒台と向かい合って設
けられていることを特徴とする請求項６記載の注湯装
置。