JPS6243659Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、鋳造における注湯取鍋の傾動速度調
整装置に関するものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に、注湯取鍋の出湯口は注湯回数の進行と
ともに縮小または侵食するなどして出湯流量が変
化し、注湯取鍋の傾動をタイマーリレーまたは検
知センサ等を使つて自動制御している場合には、
各鋳型への注湯量や注湯時間が変化するため、一
定品質の鋳物ができなかつた。

従来は、その鋳型への注湯量や注湯時間を作業
者が監視し、必要に応じてその取鍋を傾動する流
体圧シリンダの流体給排管に設けられた流量調整
弁を手動で操作していたものである。流量調整弁
は熱、水蒸気およびホコリ等を避けるため、取鍋
の近くには設置できないことから、傾動速度の調
整をする場合には、作業員は取鍋と流量調整弁の
間を移動しなければならないばかりか、微調整が
困難であることから調整に熟練を要していた。

また、鋳型への注湯をタイマーリレーにより取
鍋の傾動・復帰を行つている場合には、取鍋の傾
動速度の自動調整が不可能であるため注湯に要す
る時間が長くなり、注湯効率を低下させる結果と
なつていた。

さらに、実開昭51−162805号公報に示されるよ
うに、あらかじめ決められたパターンで炉の傾動
速度を可変調整するものがあるが、このものも、
実際の出湯流量の変化に対応した自動調整が不可
能であるため、出湯流量の自然減少に対応できな
い。

〔考案の目的〕

本考案はこのような点に鑑みなされたもので、
取鍋を傾動する流体圧シリンダの流体給排管に設
けた流量調整弁の弁体を、取鍋からの出湯状況を
判断できる制御装置により自動制御される駆動装
置によつて駆動可能とした取鍋の傾動速度調整装
置を提供しようとするものである。

〔考案の概要〕

本考案の構成は、傾動自在に設けた取鍋と、こ
の取鍋を傾動する流体圧シリンダと、この流体圧
シリンダに作動流体を給排する流体給排管に介設
した流量調整弁と、この流量調整弁の弁体を駆動
する駆動装置とを具備したことを特徴とする取鍋
の傾動速度調整装置の構造に係るものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例を参照して詳
細に説明する。

第１図に図示するように、平面的に見て４角形
状に配設された鋳型搬送ライン１に沿つて、中子
収め部２、注湯部３、堰折りに障害となる物を除
去するための鋳型反転部４、湯口折り部５、揚り
折り部６、抜型部７および鋳型冷却または加熱部
８を順次配列する。なお各々の鋳型搬送プレート
１１には２個の鋳型１２，１３が固定されてい
る。

次に、第２図に図示するように、上記注湯部３
では、旋回支柱２１に旋回フレーム２２を固定
し、この旋回フレーム２２に支持枠２３を固定
し、この支持枠２３に右側の取鍋支持体２４を着
脱自在に係着し、また上記旋回支柱２１に取付け
枠２５を介して回転量制御可能の電動モータ２６
の本体を固定し、このモータ２６の回転軸に接続
したねじ軸２７を上下動枠２８の上部に螺合し、
この上下動枠２８の下部に左側の取鍋支持体２９
を着脱自在に係着し、上記左右両側の取鍋支持体
２４，２９の下側に設けた球面軸受３１によつ
て、縦断面形状が扇形の取鍋３２を、この取鍋３
２の左右両側面の傾動支軸３３を介して回動自在
に支持する。上記取鍋３２には２個の出湯口３
４，３５が設けれており、またこの出湯口３４，
３５から取鍋３２内の湯面に向けて図示しないガ
スバーナーがセツトされている。なお上記旋回フ
レーム２２は、取鍋３２の交換時、残湯の排出
時、出湯口３４，３５の修正時などにおいて、鋳
型搬送ライン１の外側に逃げるように回動する
が、出湯時は第２図の状態に固定される。

また第２図において、上記取鍋３２の右側に取
鍋３２の縦断面と相似の扇形の傾動板４１を配置
し、上記支持枠２３の右側に設けた軸受４２によ
つて上記傾動板４２の軸４３を回動自在に支持す
る。この軸４３は取鍋３２の左側の傾動支軸３３
に対し同心状にかつ別体に設ける。また上記旋回
フレーム３２の右側下部に流体圧シリンダ４４の
ピストンロツド４５の先端部４６を軸着し、この
流体圧シリンダ４４の本体の基端部４７と上記扇
形の傾動板４１の下端部４８とをチエン４９によ
つて連結する。このチエン４９は、旋回フレーム
２２の右側上部に回動自在に軸支したスプロケツ
トホイル５０に巻掛けると共に上記扇形の傾動板
４１の円弧状面５１に巻掛ける。そして上記取鍋
３２の右側面から傾動板４１側に係合凸部５３を
突設すると共に上記傾動板４１から取鍋３２側に
係合片５２を突設し、係合凸部５３の下側に係合
片５２を係合する。

そうして、上記取鍋３２を交換するときなど
は、上記旋回支柱２１を回動して、旋回フレーム
２２を鋳型搬送ライン１の外側に開き、取鍋３２
と一体的に両側の取鍋支持体２４，２９を支持枠
２３および上下動枠２８から外し、傾動板４１は
支持枠２３に残すようにする。

次に、第３図ａに図示するように、３基の検知
センサS₁，S₂，S₃を設ける。この検知センサS₁，
S₂，S₃は、たとえば放射高温計（フオトセンサ）
を用いて受光部５５で溶湯の光を検知するように
する。

そして出湯検知センサS₁は、取鍋３２の左側の
出湯口３４に向けて図示しない支持台上に設け
る。また第１および第２の揚り湯検知センサS₂，
S₃は、鋳型搬送プレート１１上の２個の鋳型１
２，１３の揚り部５６，５７の開口に向けてそれ
ぞれ設ける。なお各鋳型１２，１３にはそれぞれ
２箇所の揚り部５６，５７があるが、上記セサ
S₂，S₃はそれぞれ左側の揚り部５６，５７の開口
部に向けて設ける。５８は注湯がなされる湯口部
である。

次に、第３図ａに図示するように、上記取鍋３
２の出湯口３４，３５を下方に傾動して鋳型１
２，１３の湯口部５８に注湯を行うときは、上記
流体圧シリンダ４４の本体を定位置のピストンロ
ツド４５に対し流体圧により下降させ、チエン４
９によつて傾動板４１を上方に回動し、この傾動
板４１の係合片５２によつて取鍋３２の係合凸部
５３を押上げ、取鍋３２の２個の出湯口３４，３
５を下方に傾動する。なお湯口部５８から鋳型１
２，１３の内部に注入された溶湯は鋳型１２，１
３内で満杯になると最後に揚り部５６，５７に溢
れる。

また第３図ｂに図示するように、上記取鍋３２
の２個の出湯口３４，３５のバランスを調整する
ときは、たとえば第３図ａに図示するように右側
の出湯口３５の溶湯流出量が多すぎる場合は、電
動モータ２６を駆動してねじ軸２７を回転し、こ
のねじ軸２７に螺合した上下動枠２８を下げ、こ
の上下動枠２８によつて支持された取鍋３２の左
側部を所定量下げ、左右の出湯口３４，３５の溶
湯流出量を同一にする。

次に、第４図に図示するように、取鍋３２の傾
動と２個の出湯口３４，３５のバランスとを制御
する制御系を設ける。

すなわち図示しない流体圧源から上記流体圧シ
リンダ４４に対して切換弁８１を介して流体圧を
給排する流体給排管８２の一部に、第５図に示す
ように、逆止弁８３と可変絞り式の流量調整弁８
４とからなるスピードコントローラ８５を介設
し、上記流量調整弁８４のポート６１，６２間の
流通路に介設した弁体６３と一体形成の調整回動
軸８６に弁体６３を回動する駆動装置を設ける。
この駆動装置は、上記回動軸８６にピニオン軸８
７を接続し、このピニオン軸８７のピニオン８８
にローラ８９によつて下側面を支持されたラツク
９０を噛合させ、このラツク９０に流体圧シリン
ダ９１のピストンロツド９２を接続し、この流体
圧シリンダ９１の本体に切換弁９３を介して図示
しない流体圧源を接続してなる。

そうして、ポート６１が流入側であつてポート
６２が流出側のときは、ポート６１から流通路６
４，６５，６６、弁体６３の切込溝６７および流
通路６８を経てポート６２に流れる過程で、回動
調整された切込溝６７が流通路６６に対面する開
口度に応じて流量が絞り調整される。この弁体６
３が流通路６６を完全に閉じているときは、ピス
トン６９内の通孔７０を経てピストン６９の右室
７１に作用する流体圧によりピストン６９がスプ
リング７２に抗して左方に移動し、流通路６５と
ポート６２とが通孔７３、ピストン７４および通
孔７５を経て連通し、この連通路がバイパスとし
て機能する。またポート６２が流入側であつてポ
ート６１が流出側のときは、同様に弁体６３の切
込溝６７が絞り調整を行うとともに、ポート６２
側の過度の流体圧は逆止弁８３を開いてポート６
１側に直接逃げる。

また上記出場検知センサS₁および第１、第２の
揚り湯検知センサS₂，S₃を制御装置９４の入力端
子に接続し、この制御装置９４の出力端子を上記
切換弁８１，９３のソレノイドに接続すると共に
上記電動モータ２６に接続する。

次に、取鍋３２の注湯方法を第４図および第６
図に基づいて説明する。

取鍋３２に多数の鋳型分の溶湯を分配してお
き、スタート信号によつて切換弁８１を操作して
上記流体圧シリンダ４４の本体を下降し、取鍋３
２の出湯口３４，３５を下方に傾動し、出湯口３
４，３５から溶湯が出湯すると、この出湯検知セ
ンサS₁が検知する。

このセンサS₁の出湯検知によつて制御装置９４
のタイマーリレーTRが作動し、取鍋３２の傾動
を設定された時間T₁行うと切換弁８１を中立位
置に戻して取鍋３２の傾動を停止し、その状態で
出湯を続行する。なおこの停止状態はタイマーリ
レーTRによつて設定された時間T₂の間保持す
る。

正常な場合は、この時間T₂が完了する前に、
鍋型１２の揚り部５６の開口まで溶湯が揚つてく
るのを第１の揚り湯検知センサS₂が検知するよう
にし、このセンサS₂の検知によつて注湯完了の指
令を発して切換弁８１を逆方向に操作し、流体圧
シリンダ４４の本体を上昇して取鍋３２を復帰方
向に回動し、出湯を停止する。この取鍋３２の復
帰に要する時間T₃もタイマーリレーTRによつて
設定する。なお第７図ｂに図示するように、タイ
マーリレーTRによつて設定された時間T₂が完了
しても第１の揚り湯検知センサS₂の検知がない場
合は、タイマーリレーTRの指令によつて強制的
に取鍋３２を復帰させる。

このような傾動操作を制御装置９４を中心に幾
度も繰り返し行つて取鍋３２内の溶湯を間欠搬送
されるプレート１１上の鋳型１２，１３内に順次
注湯する。

また取鍋３２内の残りの溶湯量確認について説
明すると、あらかじめ鋳込み重量から出湯回数を
計算して、第１回目の出湯時に、傾動板４１の中
間付近に設けた図示しない第１の凸部材によつて
図示しない定位置の第１のリミツトスイツチを動
作し、その動作信号から制御装置９４の計数リレ
ーの指示によつて所要の出湯回数（たとえば10
回）を傾動したら、取鍋３２内の溶湯量が容量不
足として、取鍋３２を水平姿勢に復帰させる。ま
た所要の出湯回数に達しなくても、容量不足を生
ずる場合は傾動板４１が所要の傾動角まで到達し
たら、この傾動板４１の上部に設けた図示しない
第２の凸部材によつて図示しない定位置の第２の
リミツトスイツチを動作し、その動作信号を受け
て取鍋３２を水平姿勢に復帰させる。なお上記第
１および第２のリミツトスイツチは旋回フレーム
２２などに設ける。

次に、取鍋３２の傾動速度の調整方法を第４図
および第７図に基づいて説明する。

第７図ａに図示するように、上記時間T₁と時
間T₂との和すなわち出湯検知センサS₁による出
湯検知からタイマーリレーTRにより取鍋３２を
一定時間後に復帰指令するまでに要する時間T₄
と、そのセンサS₁による出湯検知から第１の揚り
湯検知センサS₂による揚り湯検知までに要する時
間T₅とを制御装置９４で比較し、時間T₄に対し
時間T₅が短かければ、時間T₅が多少変動しても
差しつかえなく、そのセンサS₂による揚り湯検知
と同時に取鍋３２の復帰を指令し、また第７図ｂ
に図示するように、、逆に時間T₄に対し時間T₅が
長いときは、取鍋３２の出湯口３４の縮小化など
によつて注湯能率が劣つてきたことを意味するの
で、時間T₄の終了と同時に取鍋３２の復帰を指
令し、次回の取鍋３２の傾動にあたつて、制御装
置９４の指令によつて切換弁９３を操作し、流体
圧シリンダ９１を駆動し、ピニオン・ラツク機構
を介して流量調整弁８４の絞り度を調整すること
により、その取鍋３２の傾動速度を速くする。そ
の結果、第７図ｃに図示するように、出湯検知セ
ンサS₁が出湯を検知してから取鍋３２が停止する
までの時間T₁内の出湯量を増加させることがで
きる。

また第４図および第８図に図示するように他の
注湯方法を説明すると、出湯検知センサS₁が出湯
口３４からの出湯を検知した時点からタイマーリ
レーTRによつて設定された時間T₁取鍋３２の傾
動速度を速めると共に、第１の揚り湯検知センサ
S₂が揚り湯を検知する前に、タイマーリレーによ
つて設定された時間T₂′，T₂′に基づき一旦取鍋３
２を復帰方向に回動して、あらかじめ容湯流出量
を少なく導いておき、第１の揚り湯検知センサS₂
が揚り湯を検知したら、タイマーリレーTRによ
つて設定された時間T₃′取鍋３２を復帰方向に回
動し、出湯を停止する。このようにすれば、その
センサS₂が揚り湯を検知してから実際に出湯が停
止されるまでの時間を短かくすることができると
共に、むだな出湯を少なくすることができる。

なお上記第１のセンサS₂が一方の鋳型１２の揚
り湯を検知する前に、第２のセンサS₃が他方の鋳
型１３の揚り湯を先に検知したら、この第２のセ
ンサS₃の検知信号を注湯完了指令として、取鍋３
２を復帰させるようにしてもよい。

次に、取鍋３２の２個の出湯口３４，３５のバ
ランス調整方法を、第４図および第９図に基づい
て説明する。

２個の出湯口３４，３５からの溶湯流出量が異
なるときは、一方の鋳型１２の揚り部５６の揚り
湯を検知する第１の揚り湯検知センサS₂と、他方
の鋳型１３の揚り部５７の揚り湯を検知する第２
の揚り湯検知センサS₃との間に検知差が生ずるの
で、この検知時間の差とセンサS₂，S₃の検知順と
によつて出湯口３４，３５が相対的にどれだけア
ンバランスであるかを制御装置９４によつて比較
検討し、そのアンバランス状態に応じて、次回の
出湯の前に、制御装置９４の指令によつて電動モ
ータ２６を正または逆方向に選択的に所定量駆動
して上下動枠２８を上方または下方に所定量調整
する。このバランス修正は、取鍋３２の復帰中か
または復帰後に行うとよい。

上記バランス修正量および方向は、第１のセン
サS₂が第２のセンサS₃よりも0.3秒以上先に揚り
湯を検知した場合（＋0.3秒以上）では、第１の
センサS₂側の出湯口３４からの流出量が多すぎる
のであるから、制御装置９４から動作量を指令さ
れた電動モータ２６により取鍋３２の第１のセン
サS₂側の出湯口３４を５ピツチ上昇修正させ、ま
た第１のセンサS₂が第２のセンサS₃よりも0.2〜
0.3秒先に揚り湯を検知した場合（＋0.2〜＋0.3
秒）では、第１のセンサS₂側の出湯口３４を３ピ
ツチ上昇修正させ、また第１のセンサS₂が第２の
センサS₃よりも0.1〜0.2秒先に揚り湯を検知した
場合（＋0.1〜0.2秒）では、第１のセンサS₂側の
出湯口３４を２ピツチ上昇修正させ、また第１の
センサS₂と第２のセンサS₃との間の検知時間の差
が±0.1秒以上では、電動モータ２６による上下
動修正を行わず、また第２のセンサS₃が第１のセ
ンサS₂よりも0.1〜0.2秒先に揚り湯を検知した場
合（−0.1〜−0.2秒）では、第１のセンサS₂側の
出湯口３４からの流出量が少なすぎるのであるか
ら、制御装置９４から動作量を指令された電動モ
ータ２６により取鍋３２の第１のセンサS₂側の出
湯口３４を２ピツチ下降修正させ、また第２のセ
ンサS₃が第１のセンサS₂よりも0.2〜0.3秒先に揚
り湯を検知した場合（−0.2〜−0.3秒）では、第
１のセンサS₂側の出湯口３４を３ピツチ下降修正
させ、また第２のセンサS₃が第１のセンサS₂より
も0.3秒以上先に揚り湯を検知した場合（−0.3秒
以上）では、第１のセンサS₂側の出湯口３４を５
ピツチ下降修正させるように、複数段階の上昇修
正領域と、無修正領域と、複数段階の下降修正領
域とを制御装置９４内に設定しておく。なお１ピ
ツチは所定の長さを表わし、その具体的数値は現
場の状況に応じて決め、また各領域の修正量を何
ピツチにするかの問題や、揚り湯検知センサS₂，
S₃の検知時間の差と修正量との関係は、現場での
状況に応じて決定する。

たとえば、第４図および第９図に図示するよう
に、第１杯目の取鍋３２が第１回目の出湯を行つ
た結果、センサS₂，S₃間の検知時間の差が−0.3
秒以宏上であつたので、制御装置９４の指令によ
つて電動モータ２６により取鍋３２の第１の揚り
湯検知センサS₂側の出湯口３４を５ピツチ下降修
正して第２回目の出湯を行つた。その結果第２回
目の出湯では上記検知時間の差が−0.1〜−0.2秒
まで修正されたが、まだ２ピツチ下降修正領域に
あつたので、その修正を行つて第３回目の出湯を
行つた。その結果第３回目の出湯では上記検知時
間の差が±0.1秒以内に修正されたので、修正す
ることなく第４回目の出湯を行つた。その結果第
４回目の出湯では上記検知時間の差が＋0.2〜＋
0.3秒まで拡大してしまつたので、第１のセンサ
S₂側の出湯口３４を３ピツチ上昇修正して第５回
目の出湯を行つた。以下このような試行錯誤を繰
り返し行つて２個の鋳型１２，１３の揚りが同時
に完了するように修正を繰り返し行う。

次に、取鍋３２の形状や出湯口３４，３５の形
状のアンバランスなどの取鍋３２に備わつた特定
の性質によつて、２個の出湯口３４，３５を一旦
バランスするように修正しても、この取鍋３２の
特定の性質によつて、取鍋３２の出湯回数を重ね
てゆくと、上記バランスに狂いが生ずるもので、
同一の取鍋３２によつて第２杯目の出湯を行う前
に、制御装置９４によつて第１杯目の各回の出湯
を総合的に検討して、その取鍋３２に備わつた特
定の性質を判断し、第２杯目の出湯に入る前に、
取鍋３２の総合的なバランス調整を行うものであ
る。

たとえば、第１回目および第２回目の出湯回数
は、取鍋３２の最初の取付け誤差が現われている
と思われるが、第３回目以降は一旦無修正領域に
入つておきながら全体的に見て上昇修正を受ける
傾向が強い。

そしてこの上昇修正を受ける度合を簡単に検出
する方法としては、揚り湯検知センサS₂，S₃の検
知時間の差が最初に無修正領域に入つた時点の第
３回目以降の上昇修正量と下降修正量とを差し引
きして残りを求めることができる。たとえば第５
回目の２ピツチ下降修正と第７回目の２ピツチ上
昇修正とが相殺され、そして第４回目の３ピツチ
上昇修正が残る。

したがつてこの取鍋３２は総合的に見て３ピツ
チ上昇修正を受ける傾向があると判断し、この取
鍋３２によつて第２杯目の出湯を行う前に、第１
杯目が終了したときの状態の第10回目に対して３
ピツチ上昇修正をして第２杯目の注湯に入る。

これによつて、揚り湯検知センサS₂，S₃の検知
時間の差は、第２杯目以降の取鍋３２では、第１
回目の出湯から終了まで、無修正領域から大きく
外れることがない。

なお検知センサS₁，S₂，S₃としては、放射高温
計（フオトセンサ）のように溶湯の光を無接触で
検知するものが望ましいが、通電性の検出針を出
湯口３４および鋳型１２，１３の揚り部５６，５
７の上部に挿入しておき、これを溶湯に接触させ
て検知するようにしてもよい。

〔考案の効果〕

このように本考案は、取鍋からの出湯を確認す
る出湯検知センサと、鋳型内の揚り湯を確認する
揚り湯検知センサと、前記出湯からの一定時間を
設定するタイマーリレーとを備えた制御装置によ
り、揚り湯検知までに要する時間と設定された時
間とを比較し、揚り湯検知時間が設定時間を超え
る場合は、前記駆動装置に制御指令を出力して前
記流量調整弁を自動調整することにより、取鍋を
より速い傾動速度で駆動するようにしたから、取
鍋による注湯作業を行つているうちに注湯能力が
劣つた場合でも、その変化を前記センサで検知し
て、注湯能力を上げるように取鍋をより速く傾動
することが自動的にできる。また、注湯を行う毎
に、前記制御装置によつて取鍋からの出湯状況を
判断し、出湯量の変化に素早く対応できるので、
極めて品質の高い鋳物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例に係るもので、第１図は
鋳型搬送ラインの平面図、第２図は注湯装置の斜
視図、第３図ａ，ｂ、はその作用を示す斜視図、
第４図はその制御系の回路図、第５図ａは流量調
整弁の弁体の駆動装置の斜視図、第５図ｂは流量
調整弁の断面図、第６図は第１の注湯方法を示す
グラフ、第７図は取鍋の傾動速度の調整方法を示
すグラフ、第８図は第２の注湯方法を示すグラ
フ、第９図は取鍋のバランス調整方法を示すグラ
フである。 ３２……々取鍋、４４……流体圧シリンダ、６
３……弁体、８２……流体給排管、８４……流量
調整弁、８７〜９３……駆動装置、９４……制御
装置、S₁……出湯検知センサ、S₂……揚り湯検知
センサ、TR……タイマーリレー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 傾動自在に設けた取鍋と、この取鍋を傾動する
   流体圧シリンダと、この流体圧シリンダに作動流
   体を給排する流体給排管に介設した流量調整弁
   と、この流量調整弁を駆動する駆動装置とを有す
   る取鍋の傾動速度調整装置において、前記駆動装
   置に対し、出湯から揚り湯検知までに要する時間
   と設定された時間とを比較し前記揚り湯検知まで
   に要する時間が設定時間を超える場合は前記駆動
   装置に制御指令を出力して前記流量調整弁を自動
   調整することにより取鍋をより速い傾動速度で駆
   動する制御装置を設け、この制御装置は、取鍋か
   らの出湯を確認する出湯検知センサと、鋳型内の
   揚り湯を確認する揚り湯検知センサと、前記出湯
   からの一定時間を設定するタイマーリレーとを備
   えたことを特徴とする取鍋の傾動速度調整装置。