JPS6161899B2 - - Google Patents

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JPS6161899B2
JPS6161899B2 JP58115787A JP11578783A JPS6161899B2 JP S6161899 B2 JPS6161899 B2 JP S6161899B2 JP 58115787 A JP58115787 A JP 58115787A JP 11578783 A JP11578783 A JP 11578783A JP S6161899 B2 JPS6161899 B2 JP S6161899B2
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/84Controlled slow cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/02Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
    • F27B9/021Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces having two or more parallel tracks
    • F27B9/022With two tracks moving in opposite directions
    • F27B9/023With two tracks moving in opposite directions with a U turn at one end
    • F27B9/024With two tracks moving in opposite directions with a U turn at one end with superimposed tracks

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳型を焼成する際の排熱を利用し
て、注湯後の鋳型の冷却温度を制御し特に薄肉部
分の鋳造不良を防止するようにした鋳造用焼成・
保持炉に関するものである。
ロストワツクス鋳造法などでは、注湯後の冷却
速度が不適切であると、特に薄肉部分に鋳造不良
が生じ易い。これは冷却中の鋳物と鋳型との収縮
量の差により鋳物に内部応力が加わり、鋳型の強
度が高い場合には薄肉部分に亀裂や細かい割れが
発生するものであると考えられる。
そこで冷却速度を制御するため注湯済みの鋳型
を一定温度に保持管理された保持炉内で徐冷する
ことが考えられる。しかし、この保持炉は従来焼
成炉と別の熱源を用いたり、また焼成炉の排熱を
利用する場合には焼成炉と別に送風機を使用した
りしていた。このため装置全体が複雑になるとい
う不都合があつた。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、焼成炉と別の熱源や送風機を用いることな
く冷却温度制御ができ、省エネルギ化と装置の簡
素化が可能な鋳造用焼成・保持炉を提供すること
を目的とする。
本発明のこの目的は、注湯前の鋳型を搬送しな
がら焼成する焼成炉と、この焼成炉に隔壁を介し
て並設され注湯済みの鋳型を搬送しながら徐冷す
る保持炉と、前記焼成炉に設けられた上下に長い
第1排気ダクトと、前記保持炉に設けられ前記第
1排気ダクトの下部に合流する第2排気ダクト
と、前記隔壁に設けられ開口面積調節可能な通気
窓と、前記保持炉に設けられ開口面積調節可能な
外気導入口とを備え、前記第1排気ダクトの排気
負圧により生じる前記第2排気ダクトの排気負圧
を利用して、前記通気窓から前記焼成炉内の高温
空気を、また前記外気導入口からの外気をそれぞ
れ前記保持炉に導き前記保持炉内の温度管理を行
うことを特徴とする鋳造用焼成・保持炉により達
成される。
すなわち保持炉を焼成炉に並設し、焼成炉の排
気ダクトの排気負圧を利用して、保持炉内を負圧
にして焼成炉内の高温空気および外気を保持炉内
に導入するようにしたものである。以下図示の実
施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例の側面図、第2図は
平面図、第3図は第1図における―線断面
図、第4図は本実施例を適用した鋳造装置の使用
状態の説明図である。これらの図で焼成・保持炉
10は上下2段にトンネル状に形成された焼成炉
12および保持炉14を有し、それぞれは第3図
に示すように断熱材16に囲まれている。焼成炉
12および保持炉14には搬送装置18,20
(第3図)が設けられ、セラミツク・シエル鋳型
22はパレツト24(第4図)に載せられた状態
でこれら搬送装置18,20により互いに逆方向
に送られる(第4図参照)。焼成炉12および保
持炉14の両端の開口は上下動する蓋板26,2
8(第2,4図)により開閉可能になつている。
焼成炉12の鋳型進行方向に向つて左側壁には
複数(実施例では6個)のガスバーナ30が取付
けられている。ガスバーナ30では送風ブロワ
(図示せず)からダクト32,34,36により
導かれる空気と、ガス供給管38により導かれる
ガスとが混合され電気式点火栓によつて着火され
る。焼成炉12の上部には第1排気ダクト39が
設けられている。この第1排気ダクト39は焼成
炉12の上側壁に設けられた3つの排気口40
(40a,40b,40c)、この排気口40を通
る排気を集合する水平ダクト42、および水平ダ
クト42で集められた排気を上方へ排出する上下
に長く伸びる煙突状の垂直ダクト43から構成さ
れる。垂直ダクト43はその中を上昇する焼成炉
12の高温排気の通風力によつて生じる排気負圧
が、後記第2排気ダクト56に十分な排気負圧を
与える程度上下に長ければよい。なお各排気口4
0には排気流量を制御するために開口面積を調整
するダンパー44(44a,44b,44c)が
取付けられている。
焼成炉12と保持炉14との隔壁には複数の通
気窓46(実施例では左右に4個づつの合計8
個)が形成され、各通気窓46には開口面積の調
整板48が取付けられている。また保持炉14の
左右側壁の下部には外気を保持炉14内へ導く複
数の外気導入口50(実施例では左右に3個づつ
合計6個)が形成され、それぞれは調整板52に
よつて開口面積が調整可能となつている。
保持炉14の出口側の側壁にはダンパ54(5
4a,54b)を介して第2排気ダクト56(5
6a,56b)の下端が接続され、これら第2排
気ダクト56の上端は前記水平ダクト42に接続
され、第1排気ダクト39に合流している。
本実施例の焼成・保持炉10は第4図に示すよ
うに注湯装置60、冷却装置70と共に組合せた
鋳造装置に適用できる。この鋳造装置の注湯装置
60はマグネシウム(以下Mg)合金の鋳造に用
いられるもので、真空中で注湯するものである。
電気炉を備えた取鍋62内の溶湯は弁棒64を上
げて弁口を開くことによりその下方に搬送されて
きた鋳型22に流下する。66(66a,66
b)は開閉蓋板である。冷却装置70は、注湯直
後の高温の鋳型全体にスポツトクーラーなどより
冷却風を適宜の時間当てて急冷させる。
この鋳造装置は次のように使用される。蓋板2
6を上げ焼成炉12の入口を開き、パレツト24
と共に脱ろう済みの鋳型22を焼成炉12に移送
する。焼成炉12内はバーナ30により加熱され
ている。合金名AZ91のMg合金の鋳造の場合には
鋳型22を約700℃以下とし、注湯装置60での
鋳込み温度は約750℃以下とすれば、アルミニウ
ム(以下Al)合金鋳物用のスラリーを用いて鋳
型を作ることができて好ましい。すなわち通常
Mg合金の鋳型には、Mg合金溶湯とのメタル・モ
ールド・リアクシヨンを防ぐためにシリカ
(SiO2)量の少ないスラリーを使用する必要があ
ると考えられているが、前記のように鋳型温度と
鋳込み温度を管理することによりAl合金用のス
ラリーを鋳型にそのまま使用できる都合がよい。
一方Mg合金は溶解保持炉(図示せず)におい
て予め溶解され(800℃)、防燃対策として溶湯表
面が精錬用フラツクスで覆われている。
この溶解保持炉の溶湯は速やかに注湯装置60
の取鍋62に移され、その表面は少量の精錬用フ
ラツクスでカバーされる。取鍋62内溶湯温度が
規定温度(740〜700℃程度)に下つたら、焼成炉
12の蓋板28を開き規定温度(約700℃)の鋳
鉄22を注湯装置60内へ移送する。この時鋳型
22の湯口にストレーナをセツトする。なお鋳型
22のゲーテイングは底から上方へ向つて鋳型2
2内部へ流れ込むボトムポーリングとするのが望
ましい。次に蓋板66a,66bを閉じ、取鍋6
2の注湯口68に蓋を載せて注湯装置60を密封
し、大気圧を基準にして−650mmHgまで真空ポン
プ(図示せず)によつて減圧する。内圧が所定負
圧になつたら真空ポンプを停止し同時に六フツ化
硫黄(SF6)ガスを減圧しつつ送つて不活性ガス
雰囲気を作る。真空度が所定負圧になつた時点で
弁棒64を上げて弁口を開き速やかに鋳込みを完
了する。鋳込み完了を確認後SF6ガスの供給を停
止し、注湯装置60内へ大気を導入する一方、鋳
型の湯口部分をフラツクスでカバーしておく。
次にこの鋳込まれた鋳型22は搬送装置により
下方の冷却装置70へ移され、ここで強制的に急
冷される。この結果シエル鋳型22に接する溶湯
から凝固が殻状に進行し押湯効果を生かして巣の
発生を防ぐ一方組織の微細化を図り、また防燃効
果を得る。
厚肉の鋳物製品の場合はこの冷却装置で十分低
温まで冷却してもよい。しかし薄肉製品や肉厚偏
差の大きい製品では、凝固収縮時の内部応力や鋳
型との干渉により製品にひび割れが発生し易い。
そこで鋳型と内部との温度差が過大にならないよ
う十分な時間をかけて徐冷する必要が生じる。特
にMg合金では565〜470℃の範囲で変態がおこり
収縮量の変化が大きい。従つて急冷装置70では
570℃程度まで冷却し、その後は保持炉14にお
いて徐冷するように温度管理する。
焼成・保持炉10は次のように操作される。焼
成炉12の第1排気ダクト39にはダンパ44の
開度に応じた焼成炉12の高温排気が流れる。こ
の高温排気は垂直ダクト43を上昇し、垂直ダク
ト43の下部には垂直ダクト43の高さに比例し
た通風力即ち排気負圧が生じる。従つてダンパ5
4を開けば、第2排気ダクト56を介して保持炉
14内の空気が吸いだされる。すなわち第1排気
ダクト39の排気負圧により第2排気ダクト56
にはダンパ44,54の開度に応じた排気負圧が
生じ、この排気負圧により通気窓46を通じて焼
成炉12内の高温空気が、また外気導入口を通じ
て外気がそれぞれ保持炉14内に導入される。従
つてダンパ44,54、調整板48,52により
保持炉14内の温度分布を制御でき、専用の送風
機を用いることなく焼成炉12の排熱を有効利用
できる。
本実施例では上段に焼成炉12を、その下段に
保持炉14を配置したので設置面積が小さくてす
む。本発明は両炉12,14を実施例と逆にした
り、左右に並設してもよい。
なお本実施例では第1排気ダクト39を複数の
排気口40、水平ダクト42、垂直ダクト43で
構成したが、排気口40を一つにして水平ダクト
42を省略してもよいのは勿論である。この場合
には第2排気ダクト56は垂直ダクト43の途中
に合流する。
また本実施例では第1、2排気ダクト39,5
6にそれぞれダンパ44,54を設けたが、これ
らを設けずに排気口40の開口面積、垂直ダクト
の高さ、断面積、第2排気ダクトの断面積等の設
計により第2排気ダクトに所定排気負圧が生じる
ようにしてもよく、本発明はこのような場合も包
含する。
さらに本実施例では焼成・保持炉10を冷却装
置70と組合せて用いたが、冷却装置70を用い
ずに、注湯後の鋳型を一定温度になるまで放置し
た後に保持炉10に搬送してもよい。特に薄肉製
品や肉厚偏位差が大きい製品などでは注湯後直ち
に保持炉に搬送するのが望ましい。本実施例のよ
うに鋳物製品が大きな収縮を起こす温度範囲が溶
湯温度により十分低い場合には、この大きな収縮
を起こす温度より僅かに高い温度まで急冷する冷
却装置70を組合わせた方が生産性の向上、組織
の微細化が図れる。
本発明は以上のように、鋳型の冷却温度管理を
行う保持炉を焼成炉と並設し、焼成炉の排気ダク
トの排気負圧を利用して保持炉内に焼成炉の高温
空気あるいは外気を吸入するようにしたので、専
用の送風機や加熱装置が不要であり、装置全体が
簡単になり、また省エネルギ効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の側面図、第2,3
図は平面図と―線断面図、第4図は本実施例
を適用した鋳造装置の使用状態の説明図である。 10…焼成・保持炉、12…焼成炉、14…保
持炉、22…鋳型、39…第1排気ダクト、56
…第2排気ダクト、46…通気窓、50…外気導
入口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 注湯前の鋳型を搬送しながら焼成する焼成炉
    と、この焼成炉に隔壁を介して並設され注湯済み
    の鋳型を搬送しながら徐冷する保持炉と、前記焼
    成炉に設けられた上下に長い第1排気ダクトと、
    前記保持炉に設けられ前記第1排気ダクトの下部
    に合流する第2排気ダクトと、前記隔壁に設けら
    れ開口面積調整可能な通気窓と、前記保持炉に設
    けられ開口面積調節可能な外気導入口とを備え、
    前記第1排気ダクトの排気負圧により生じる前記
    第2排気ダクトの排気負圧を利用して、前記通気
    窓から前記焼成炉内の高温空気を、また前記外気
    導入口からの外気をそれぞれ前記保持炉に導き前
    記保持炉内の温度管理を行うことを特徴とする鋳
    造用焼成・保持炉。
JP58115787A 1983-06-29 1983-06-29 鋳造用焼成・保持炉 Granted JPS609550A (ja)

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