JPS59306B2 - 大型インゴツトの鋳造法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大型インゴットの鋳造法及びその実施に直接使
用する装置に関するものである。

従来、大型インゴットを鋳造する場合、鋳型を水平に置
いてこれに溶融金属を鋳込む重力鋳造法が一般的であり
、この方法によるとインゴット上部に巣が生じたり表面
に溶融金属中のドロスが浮いてその分離が不完全となっ
て製品の寸法精度が悪く均質なものを得ることは困難で
あった。

特に複雑形状の大型インゴットを鋳造するには、従来法
は上記のような問題があるのでいったん単純形状のイン
ゴットを作った上でこれを切削加工する方法などが採ら
れ、コスト的にも不利で大量生産も困難であった。

本発明は上記のような従来法の問題を解決し、品質良好
な大型インゴットを経済的に鋳造することができ、しか
も複雑形状のインゴットであっても極めて簡単かつ大量
生産することができる方法及び装置を提供するものであ
る。

即ち、本発明は鋳型の開放面を側方又は斜め上方に向け
て該開放面と平行に鋳型を移動させるようにし、該鋳型
の開放面と接触可能に冷却用のジャケット鋳型を配置し
、上記鋳型とジャケット鋳型とによって囲まれた内側に
溶融金属を供給し、供給された溶融金属の湯面の上昇に
伴なって下方から溶融金属を冷却凝固させながら鋳型を
下方へスライドさせ、順次スライドする鋳型内に溶融金
属を供給して行くものである。

次に、本発明の実施例を図によって説明する。

１は適宜の角度に傾けたままその角度の延長線方向に移
動可能なスライド鋳型で、図では該鋳型１は角度約４５
°に傾けられ、鋳型１の開放面２は斜め上方に向いたま
ま開放面２と平行に上下（図では約４５°の方向）に移
動するように構成され、例えば鋳型１の下側又は両側に
ガイドレールを設け、駆動装置３の作動により該レール
に沿って走行できるようになっている。

鋳型１の駆動装置３としては鋳型１上端部にワイヤー、
チェーン等の支持索４を連結してこの支持索４をウィン
チのドラムに巻回するが鋳型１に油圧シリンダー等のピ
ストンロッドを連結する等種々の機構が考えられる。

スライド鋳型１の移動方向は図のような斜め方向に限ら
ず、開放面２を完全に横に向けて垂直方向へ移動させる
ようにしても差支えない。

スライド鋳型１の底部には摺動可能な押上げロッド５が
該底部から離脱しないようにして挿通しである。

６はスライド鋳型１の移動に伴なってその開放面２と接
する位置に支持固定された冷却用のジャケット鋳型で、
その材質は鉄、銅、黒鉛等が用いられ、該ジャケット鋳
型６には新鮮な冷却水が供給されるように供給パイプ７
と排出パイプ８を接続し、また徐冷する必要があるとき
はジャケット鋳型６内には冷却水に代え又は冷却水と共
に圧縮空気を供給するようにしてもよい。

ジャケット鋳型６はスライド鋳型１の開放面２全面を被
蔽する必要はなく、その一部を被蔽するだけの大きさで
足りるが、後記するように鋳型１内に溶融金属を流し込
んだときに鋳型１と該ジャケット鋳型６とによって囲ま
れた内側の溶湯が漏出することのないよう開放面２がス
ライドして行っても密に接触するように配置固定する必
要がある。

９は溶解亜鉛等の溶融金属を収容する傾転自在の溶解炉
で、下向勾配の樋１０を介して移動するスライド鋳型１
内に溶融金属を連続的に注湯できるように配置されてい
る。

なお、溶解炉９は傾転式でなく固定式にしてメタルポン
プ等により吐出管から鋳型１内に注湯するように構成し
てもよい。

１１は鋳型１の下降移動方向の周囲に配置された複数の
冷却水スプレーノズルで、鋳型１が下降して来ると鋳型
１内の溶湯を周囲から冷却水を噴出して冷却凝固させる
ようになっている。

次に、大型インゴットを鋳造する方法を説明すると、ス
ライド鋳型１ははじめ上方にあってその開放面２の下方
はジャケット鋳型６によって被蔽されており、この両筒
型１，６に囲まれて形成された空間内に溶解炉９から溶
融金属１２を連続的に注湯して行く（第１図イ）。

この場合、鋳型１は予熱しておいた方がよい。

ジャケット鋳型６には常に新鮮な冷却水が供給されるよ
うになっており、鋳型１内に供給された溶融金属１２は
ジャケット鋳型６に接する部分から冷却されて行く。

そして、溶融金属１２の注湯に伴なってその場面は次第
に上昇して行くが、溶湯１２が鋳型１の開放面２から外
側へこぼれる前に駆動装置３が作動してスライド鋳型１
は下方（図では斜下方）へ移動を開始し、湯面の上昇に
従ってこれに対応して鋳型１は連続的にスライド降下し
て行く。

上記のようにしてスライド鋳型１内に連続的に注湯され
て充満する溶融金属１２は下方から冷却されて行き、鋳
型１のスライド降下によってジャケット鋳型６との接触
から離れた下方の溶融金属１２は既に多少冷却凝固して
いるが、さらに鋳型１のスライド方向の周囲には複数の
冷却水スプレーノズル１１が配設されており、鋳型１の
下方がジャケット鋳型６から離脱するとこのノズル１１
より冷却水が鋳型１に向けて噴出され、鋳型１の移動降
下に従って溶融金属１２は順次下方から上方に向かって
急速に冷却凝固して行く（第１図に）。

なお、ノズル１１の本数や供給水量、スプレ一時間等は
鋳造速度に応じて調整するようにし、また冷却水をスラ
イド降下して来る鋳型１にスプレーすると多量の蒸気が
発生するが１．ノズル１１群の上方にフードを設置する
などして作業環境の悪化を防止することができる。

スライド鋳型１が下降してジャケット鋳型６との接触か
ら完全に離脱し、その移動下端に到達すると、鋳型１は
適当な傾転装置により傾転されて水平となる（第１図ハ
）。

このとき、鋳型１内に注湯された溶融金属１２は完全に
凝固して、所定の大きさの大型インゴット１３となって
いる。

なお、スライド鋳型１が移動下端に到達したときには、
該鋳型１はその移動を案内するガイドレールから離脱さ
せると共に、鋳型１を係合支持していた駆動装置３の支
持索４又はロッド等との保合を解くか、又は係合を解く
ことなく鋳型１の傾転に追随できるように構成する。

スライド鋳型１がその開放面２を上にして水平となると
、該鋳型１を支承する支持装置１４下側に配置したイン
ゴット押上装置１５が作動して鋳型１内のインゴット１
３を押上げる（・第１図二）。

鋳型１底部には前記した通り押上ロッド５が貫挿されて
底部下方へ突出しており、鋳型１が傾転すると該ロッド
５は支持装置１４内に懸吊されるようにして突出し、油
圧シリンダ等の作動により押上装置１５のロッド１６が
上方に延びて該ロッド１６上端部に設けた押上部材１７
が前記押上ロッド５を押上げて鋳型１内からインゴット
１３を押出すのである。

押出されたインゴット１３はクレーンやフォークリフト
等の運搬装置によりストックヤードに運搬され積重ねら
れる。

インゴット１３が持方られると、押上装置１５が逆作動
して鋳型１内に突出した押上げ田ノド５が引込むと共に
傾転装置が逆作動して鋳型１は前記移動下端の位置（第
１図への位置）に戻り、駆動装置３によりガイドレール
に沿って上方へ１７して行き、原位置（第１図イ）に復
帰して次の注湯のために待機する。

以上の各操作は電気的に制御された油圧又は空圧機構に
より連動され完全自動化することができる。

また、以上はスライド鋳型１が１個の場合を例にして該
鋳型１が上下に往復動する場合を説明して来たが、例え
ばスライド鋳型１を複数とし、これらをチェーンコンベ
ヤ等の移送装置に懸架して全体が縦方向へ回動できるよ
うに構成し、注湯開始位置（第１図イ）には順次他のス
ライド鋳型１が到達するようにしてもよい。

なお、以上の操作はスライド鋳型１が斜め下方へスライ
ド降下する場合だけでなく、完全に垂直方向へスライド
降下しながら鋳型１内に注湯して行く場合にも同様であ
る。

ところで、スライド降下して行く鋳型１内に溶融金属を
注湯する場合、鋳型１内の大部分に溶湯１２が充填され
て鋳型１の後側壁１８がジャケット鋳型６に接近すると
、開放面２から鋳型１内の残部空間への樋１０又は吐出
管による注湯がし難くなり、溶融金属が鋳型１の外側に
濡出する危険がある。

そこで、該スライド鋳型１の後側壁１８には第２図に示
すようにその一部を上端から切込んでやや後方へ延びる
短い樋状の溝１９が連設されている。

これにより、鋳型後側壁１８がジャケット鋳型６に接近
して来ても樋１０先端部はこの溝１９に向けて注湯でき
るように配置しておけば、スライド鋳型１内に溶湯を完
全に充満させること、ができる。

そして更にこの溝１９を設けることにより、スライド降
下する鋳型１内に順次溶湯を供給して行く場合に空気を
巻込んだりガス体が発生しても最後は該溝から逃がすこ
とができるので成形固化したインゴット１３内に巣が生
じることを防止できると共に鋳型１内に浮いているドロ
スも最終的にはこの溝１９に集められるので、ドロスの
分離も極めて容易に行なうことができる。

本発明は以上のように鋳型の開放面を側方或いは斜め上
方に向けたまま鋳型をスライド降下させるようにし、該
鋳型のスライド降下に伴ない該スライド鋳型の開放面の
下方から上方へ順次接して行くように冷却用ジャケット
鋳型を配置し、この両筒型によって囲まれた内側に溶融
金属を連続的に供給して行き、スライド鋳型内の湯面の
上昇に伴なって該スライド鋳型を降下させながら供給さ
れた溶融金属を下方から強制的に冷却凝固させ、順次ス
ライド鋳型の上方へ向かって溶融金属を供給して行くよ
うに構成されているから、溶融金属の注湯によって発生
したガス体も上方へ抜けて行くのでインゴット内に巣が
生じることがなく、また溶融金属中のドロスも順次上方
に浮いて行くので事後のドロスの除去も容易に行なうこ
とができる。

また、スライド鋳型内に注湯された溶融金属は上記ジャ
ケット鋳型と接しながら冷却されて行くので成型固化後
のインゴット上面は従来のような凹凸面でなく平滑面に
仕上げることができ、従って均質かつ正確な寸法精度の
大型インゴットを鋳造することができる。

しかも、本発明は上記のようであるから従来困難であっ
た複雑形状（例えば多角形や略Ｈ形等）の大型インゴッ
トも巣が生じたりドロスを巻き込むことなく容易に製造
することができる。

さらに、本発明は鋳型を上下方向にステイトさせるよう
に構成しているから装置全体を立体的に配置できるので
設置面積が大巾に節減され、またスライド鋳型内へ溶融
金属を鋳込みながら同時に下方から強制的に冷却して行
くので短時間に凝固して能率良く製造することができ、
品質良好な大型インゴットを経済的に大量生産すること
ができる等々種々の利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図イル二は本発明により大型インゴットを鋳造する
場合の製造工程を示す説明図、第２図はスライド鋳型と
ジャケット鋳型ならびに溶湯供給樋との関係を示す斜視
図である。 符号説明、１・・・・・・スライド鋳型、２・・・・・
・開放面、３・・・・・・駆動装置、４・・・・・・支
持索、５・・・・・・押上げロッド、６・・・・・・ジ
ャケット鋳型、７・・・・・・冷却水供給パイプ、８・
・・・・・排出パイプ、９・・・・・・溶解炉、１０・
・・・・・樋、１１・・・・・・冷却水スプレーノズル
、１２・・・・・・溶融金属（溶湯）、１３・・・・・
・大型インゴット、１４・・・・・・支持装置、１５・
・・・・・押上装置、１６・・・・・・ロッド、１７・
・・・・・押上部材、１８・・・・・・スライド鋳型後
側壁、１９・・・・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上側となる後側壁の一部を上端から切込んでやや後
   方へ延びる溝を連設した鋳型の開放面を側方又は斜上方
   に向けたまま該鋳型をスライド移動させるようにし、該
   鋳型の開放面と接するように冷却用ジャケット鋳型を配
   置してこの両鋳型によって囲はれた内側に溶融金属を供
   給し、該溶融金属の湯面の上昇に伴なって上記スライド
   鋳型を順次スライド降下させて行くことを特徴とする大
   型インゴットの鋳造法。 ２ 上側となる後側壁の一部を上端から切込んでやや後
   方へ延びる溝を連設した鋳型の開放面を側方又は斜上方
   に向けたまま該鋳型をスライド移動させるようにし、該
   鋳型の開放面と接するように冷却用ジャケット鋳型を配
   置してこの両鋳型によって囲まれた内側に溶融金属を供
   給し、該溶融金属の湯面の上昇に伴なって上記スライド
   鋳型を順次スライド降下させて行き、上記スライド鋳型
   内の溶融金属は上記ジャケット、鋳型から離脱して行く
   に従って冷却水が噴出されて強制的に冷却凝固されるよ
   うにし、スライド鋳型が下降下端に達したときに該スラ
   イド鋳型内で固化した大型インゴットを押出すようにし
   たことを特徴とする大型インゴットの鋳造法。 ３ 上側となる後側壁の一部を上端から切込んでやや後
   方へ延びる溝を連設しかつ開放面を側方又は斜上方に向
   けたまま該開放面と平行に上下方向へスライド移動する
   スライド鋳型と該スライド鋳型の開放面に接するように
   配置した冷却用ジャケット鋳型との組合せから成ること
   を特徴とする大型インゴットの鋳造装置。 ４ 上側となる後側壁の一部を上端から切込んでやや後
   方へ延びる溝を連設しかつ開放面を側方又は斜上方に向
   けたまま該開放面と平行に上下方向へスライド移動する
   スライド鋳型に対し該スライド鋳型の開放面に接するよ
   うに冷却用ジャケット鋳型を配置し、該スライド鋳型の
   下降下端には該スライド鋳型を水平となるように傾転さ
   せる傾転装置と水平となった該スライド鋳型内のインゴ
   ットを下方から押出す押出装置とを配置してなり、該ス
   ライド鋳型底部には摺動可能な押上げロンドを貫挿して
   なる大型インゴットの鋳造装置。