JPH11138250A

JPH11138250A - 金属低圧鋳造炉

Info

Publication number: JPH11138250A
Application number: JP34184597A
Authority: JP
Inventors: Michisato Hisamatsu; 理智久松; Harumichi Ota; 治道太田; Yasunao Hikasa; 泰尚日笠; Shunji Mochizuki; 俊二望月
Original assignee: TONETSU KK; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: TONETSU KK; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】溶湯の酸化を防止し、常に最適鋳込温度の溶湯
を少量の低圧気体により鋳型へ短時間で充填することに
より生産性を高める。【解決手段】金属鋳造炉１において、加圧室３を溶湯保
持室２に連通可能な状態で隣接させ、前記両室が連通す
る部分１０に溶湯遮断弁４を設けるとともに、前記加圧
室の下流側にチューブヒーター１２を内蔵した連通管５
を配置する構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム、ア
ルミニウム合金等の溶湯上面に気体により圧力を掛け、
溶湯を上昇させて上方に載置した金型に充填させる金属
低圧鋳造炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のシリンダーヘッド、シリンダ
ーブロック、フォイール等のアルミニウム、アルミニウ
ム等の軽金属を鋳造する方法として、炉内の溶湯にフロ
ートを挿入することにより所定量の溶湯をストークスを
介して金型のキャビティに充填する方法が古くから用い
られてきている。しかしながら、この方法では、製品の
複雑化や崇高化に伴って溶湯凝固時の収縮量補充（押湯
効果）不足が生じ、またストークを用いるため保持性が
悪くなるうえ溶湯表面の酸化問題が解消できず、鋳造さ
れる製品に内部欠陥が発生する等の問題点があった。こ
れらの欠点を解消する方法として溶湯表面に気体圧力を
加えることにより溶湯を溶湯保持炉より金型のキャビテ
ィへ直接充填する装置が実公平２−３５３９９によって
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
装置では、フロートやストークスを用いないので押湯効
果や製品の精度面等で改善が図れるものの、溶湯の酸
化、給湯速度、溶湯の温度管理、装置の生産性や保守面
で種々の問題がある。すなわち、加圧室における加圧面
積が大きいので溶湯表面の酸化が避けられず、給湯室の
存在による給湯速度の遅れが生じる。また、ヒーターが
注湯室から離れた給湯室に設けられているため、金型近
くの温度低下があり、金型温度を常に管理しなければな
らない。さらに、装置の構成を考えても、レベルセンサ
ーが加圧室と給湯室に合計３本も必要なうえ、加圧室と
注湯室の間には耐火物の仕切があるため、その損傷補修
を頻繁にせねばならず、装置の保守が容易でない。生産
性の面でも１回の鋳込毎に給湯蓋を開いて別置した溶解
炉よりラドル等で給湯しなければならず、非能率的であ
る。本発明の装置は前記問題点を解決するためのもの
で、溶湯の酸化を完全になくすとともに、溶湯の温度管
理が容易で、しかも生産性と保守面に優れた装置を提案
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の金属低圧鋳造炉は、加圧用気体供給口および溶
湯レベル計測器を備えた加圧室を溶湯保持室に連通可能
な状態で隣接配置し、前記両室が連通する部分に溶湯遮
断弁を設けるとともに、前記加圧室の下流側に先端部が
出湯口に連結する連通管を配置した構成とした。さらに
本発明は、前記連通管にチューブヒーターを内蔵させた
ことを特徴とする金属低圧鋳造炉をも提供するものであ
る。

【０００５】

【作用】溶湯保持室と加圧室が連通する部分に設けた溶
湯遮断弁を閉じたのち加圧用気体供給口７から脱水した
低圧気体を加圧室に導入すると、加圧室の溶湯レベルが
下がり、下流側の連通管から出湯口を経て金型のキャビ
ティに溶湯が充填される。この状態でキャビティ内の溶
湯の収縮量を補充しながら冷却凝固するのを待つ。この
際、連通管に内蔵したヒーターは溶湯温度を最適値に維
持する。キャビティ内の溶湯が凝固すると加圧用気体供
口７を通じて加圧室内の気体を排出する。そして前記溶
湯遮断弁を開いて鋳造に要した分の溶湯を溶湯保持室か
ら、加圧室、連通管へと補充させる。この操作が繰り返
し連続して行われる。なお、溶湯保持室へは溶解炉から
必要量の溶湯が密閉状態で常時供給されている。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて詳述す
る。図１に示すように、本発明の金属低圧鋳造炉１は、
溶湯保持室２、加圧室３、溶湯遮断弁４、連通管５から
構成されている。そして加圧室３は溶湯遮断弁４を介し
て溶湯保持室２に隣接して設けられており、また加圧室
３の下流側には連通管５が配置されている。

【０００７】ここで溶湯保持室２は金属溶解炉（図示せ
ず）と接続しており、溶解炉より送られた溶湯を常時一
定水準保持している。本例では溶湯保持室２が前部保持
室２Ａと後部保持室２Ｂに分けられ、後部保持室２Ｂに
は後述する溶湯遮断弁４が設けられている。なお、６は
温度計である。

【０００８】後部保持室２Ｂに連通可能な状態で隣接し
て加圧室３が設けられている。さらに、この加圧室３に
は加圧用気体供給口７、溶湯レベル計測器８、温度計９
が設けてあり、気体供給口７より脱水空気及び不活性ガ
スを導入することにより溶湯を金型のキャビティへ充填
する役目をする。加圧室３は、例えば加圧面積の小さい
形状をしたセラミック耐火物等を用い、空気の漏洩をな
くして酸化を防止すると共に、耐火レンガを用いた際に
生じる損傷による受圧面積の変動をなくすことが好まし
い。

【０００９】後部保持室２Ｂと加圧室３が連通する部分
には溶湯遮断弁４が設けてあり、保持室２から加圧室３
へ溶湯を送る際は溶湯遮断弁４を開き、加圧室３内に脱
水空気及び不活性ガスを導入し溶湯を金型のキャビティ
へ充填して凝固するまでは溶湯遮断弁４を閉じるように
なっている。本例の場合、後部保持室２Ｂの上部より溶
湯を貫通して円筒形の溶湯遮断弁４が加圧室３の入口部
１０を遮断するようになっており、遮断時には溶湯遮断
弁４を一旦加圧室３の入口に押し付けたのち、ラチェッ
ト機構等により回転させ遮断を確実なものとしている。
この遮断弁の存在によりメタルロスも少なくてすむ。な
お、溶湯遮断弁４は保持室２と加圧室３の間を完全に遮
断できるものであれば、必ずしも形状や取付け部位を限
定するものでない。

【００１０】加圧室３の下流には、その先端が出湯口１
１に接続する断面が円形もしくは多角形の連通管５が配
置されており、連通管５はその長手方向に沿ってチュー
ブヒーター１２を内蔵している。チューブヒーター１２
を除いた連通管５の断面積は小さく、加圧室３に圧力が
加わると早い速度で溶湯を金型１３のキャビティに注入
する。チューブヒーター１２は普通、連通管５内の溶湯
を８００℃前後の鋳込みに適した温度に維持し、その位
置が出湯口１１に近接していることもあり、鋳込湯温が
低下せず、省エネ効果が大きいうえ金型の温度管理が良
好に行える。

【００１１】本発明では連通管５が出湯口１１に直結し
ているので、従来のようにストークスを介して溶湯を金
型のキャビティに押し上げる必要がなく、また連通管の
断面積も一般の保持炉の断面積に比べてはるかに小さい
ので、わずか０．２気圧弱の小さな圧力で短時間のうち
に金型に注湯できる。なお、本例では溶湯保持室が前部
保持室と後部保持室の２室から構成されるものについて
説明したが、保持室はその構造によっては必ずしも２室
である必要はなく、１室であってもよい。さらに本発明
の金属低圧鋳造炉は１基の溶解炉に数台並設して同時に
鋳造作業をすることができるので、生産面も非常に向上
する。

【００１２】次に図２（イ）、２（ロ）、２（ハ）を用
いて本発明の金属低圧鋳造炉１の操業例について説明す
る。まず図２（イ）は金型１３のキャビティに注湯をす
る前の状態を示している。この場合、溶湯保持室２と加
圧室３の間に設けられた溶湯遮断弁４は開いた状態にあ
り、溶湯保持室２、加圧室３および出湯口１１の溶湯レ
ベルＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３は同一となっている。

【００１３】次いで溶湯遮断弁４を閉じ、加圧気体供給
口７から露点＋５〜−５０℃の脱水空気又は不活性ガス
を加圧室３に送り、連通管５を介して出湯口１１より金
型１３のキャビティ内に溶湯を充填させる。この際、気
体の圧力は０．２気圧前後でよい。溶湯を充填後、一定
時間加圧状態を保持し溶湯の冷却に伴う収縮量を補給す
る。この間の状態は図２（ロ）に示すようになってお
り、加圧室３の溶湯レベルＬ_２は脱水空気による加圧分
だけ降下し、金型１３のキャビティ内には出湯口からの
溶湯で充満している。本発明では加圧室３内に０．２気
圧程度の圧力を加えるだけで溶湯のレベルを１５０ｍｍ
程度押し下げることができ、非常に精度の高い鋳造が行
える。

【００１４】鋳込が完了すると、図２（ハ）のように加
圧室３内の圧力を解放する。この場合、金型に充填した
分だけ加圧室３と出湯口１１の溶湯は減少し、両者のレ
ベルＬ_２、Ｌ_３は同一となる。ここで再び溶湯遮断弁４
を開き、溶湯保持室２より次の鋳込に必要な量だけ溶湯
を加圧室３に送る。すなわち、溶湯のレベルＬ_１、
Ｌ_２、Ｌ_３は図２（イ）の初期の状態に戻る。以上の操
作を繰り返すことにより、鋳造が連続して行われる。な
お、溶湯保持室２へは鋳造毎に溶解炉から給湯する必要
はない。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、溶湯保持室と加圧室の間に溶湯遮断弁を設
け、金型のキャビティへ溶湯を充填する際は上記溶湯遮
断弁を閉めるのでメタルロスが少なく、わずかの加圧用
低圧気体及び不活性ガスで十分な押湯効果が得られる。
しかも鋳込の都度溶湯保持室へ給湯する必要はなく、連
続して生産性の高い鋳造が可能である。また、加圧室の
加圧面積が小さいうえ、溶湯保持室と加圧室は完全に密
閉状態となっており、溶湯は別の溶解炉から溶湯保持室
へ密閉状態で給湯できるので、溶湯が酸化することはな
い。さらに、装置面からも溶湯のレベルセンサーは加圧
室に一つ設けるだけでよくシンプルであり、補修を必要
とする部分が少なく保守面で優れている。また、前述連
通管にチューブヒーターを内蔵させた金属低圧鋳造炉に
あっては、チューブヒーターが出湯口近くにあるので溶
湯温度が低下せず省エネ効果が大きいうえ、最適の鋳込
温度を維持できる。しかもこの場合、チューブを除く連
結管の断面積が小さいので金型への給湯スピードが早く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属低圧鋳造炉の一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明装置の操業例を説明するための図であ
り、（イ）、（ロ）、（ハ）は操業につれて溶湯のレベ
ルが変化している状態を示す。

【符号の説明】

１・・金属低圧鋳造炉２・・溶湯保持室３・・
加圧室４・・溶湯遮断弁５・・連通管７・・加圧用低
圧気体供給口８・・溶湯レベル計測器１１・・出湯口１２・
・チューブヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日笠泰尚東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者望月俊二兵庫県尼崎市鶴町７番14号株式会社トウネツ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧用気体供給口および溶湯レベル計
測器を備えた加圧室を連通可能な状態で溶湯保持室に隣
接配置し、前記両室が連通する部分に溶湯遮断弁を設け
るとともに、前記加圧室の下流側に先端部が出湯口に連
結する連通管を配置したことを特徴とする金属低圧鋳造
炉。
【請求項２】前記連通管にチューブヒーターを内蔵
させたことを特徴とする請求項１記載の金属低圧鋳造
炉。