JPS637406Y2

JPS637406Y2 -

Info

Publication number: JPS637406Y2
Application number: JP6176282U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1988-03-02
Also published as: JPS58166945U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案はAl拡散被覆鋼管よりなる湯口型に係
るものである。ここに湯口型とは鋳型に付属する
湯口、湯道、堰とよばれる部分の一部又は全部よ
り構成される型を云う。従来、比較的大型鋳物用鋳型の湯口系は第１図
のロール鋳造鋳型の断面図で例示するように、長
さ200〜600mm程度の陶管またはシヤモツト管４、
砂５等で構成されていたが、砂の洗われや陶管ま
たはシヤモツト管の溶損が生じ易く、鋳造品中に
砂カミ、ノロカミなどと呼ばれる異物として混入
し、製品不良の原因となりやすかつた。また、管
の長さが短いため多数の管を継ぎ足して組立てね
ばならないので多くの工数を要するうえ、砂中に
埋設する作業中に破損したり芯違いとなつたり、
あるいは注湯の際に溶湯の熱衝撃によつて破損し
て湯漏れが生じたり、湯口系が閉塞して注入不能
になつたりするなどの問題点があつた。また、管
の形状および寸法が限られており自由度がないの
で、鋳造方案上理想とする任意の湯口系を構成す
ることが出来ない欠点もあつた。特に、次の欠点は本考案との関連において詳記
せねばならない。即ち、陶管またはシヤモツト管
を継ぎ足して湯口型を造型する場合、継ぎ目を堅
固に維持したり、破損した部分からの湯漏れをく
いとめるため、湯口と金枠との間に結合剤を混練
した高級な砂を充填し、ラミング等で強固につき
固めねばならない。このため、鋳造完了後の解体
に当つては固化した砂の除去が困難となるが、金
枠と砂との分離を容易ならしめるため、金枠の上
下方向に大きな勾配をつけたり、あるいは長尺物
の場合は金枠を縦方向に二分割し、これをボルト
で合体固定して管状とせねばならなかつた。そし
て、過大な勾配をつける事により必要以上に多量
の砂と結合剤の浪費が生じ、或は二分割型の金枠
の場合は組立、解体の都度多数のボルトの締め付
け及び締め戻し作業を余儀なくされ、更に湯口専
用の砂と結合剤を混練する設備を要すること等、
従来の湯口型においては生産性を阻害してコスト
を高める因子が多々あつた。鋼材を鉄箱等の容器内のAl滲透剤中に囲繞埋
置し一定時間加熱して鋼材内部にAlを拡散被覆
してえられたAl拡散被覆鋼にてなる湯口管の表
層はFe−Al合金層にてなつており、高温の溶湯
に接してもにわかに侵されることがない。しか
し、Fe−Al合金層のない鋼材（鋼管）はその融
点は1500℃以上と高いにもかかわらず、1300℃程
度の鋳鉄溶湯に接すればたちまち鋳鉄中のＣを吸
収して低融点となり、溶解してしまうのである。
また、鋼材（鋼管）と同材質、つまり同融点の溶
鋼に接すれば鋼材（鋼管）は速やかに溶解する事
も説明を要しない。しかし、Al拡散被覆鋼は鋳
鉄、鋳鋼等の溶湯に接してもそれとの濡れ性が悪
く、Ｃの侵入も防ぎ、溶湯の高温にも耐え、湯口
系として求められる間、決して溶損又は破損する
ことはないのである。そもそも、Al拡散被覆鋼の表層のFe−Al合金
層はそのAl濃度より判断して融点は決して高く
はない。そして、最高Al濃度の表面付近での融
点が最も低く、1330℃程度であるが、それにもか
かわらず湯口系として充分機能するのは、溶湯注
入後は融点が2050℃と高いAl₂O₃被膜が最表面に
形成されて緻密に覆つており、これがＣ原子の侵
入を阻止するとともに濡れ性の悪さに寄与するた
めと考えられる。更に、Al拡散被覆鋼はその内
部が靭性のある鋼よりなるので輸送途中は勿論、
作業中においても破損することがなく、或は求め
られる湯口系の形状、寸法を自由に形成出来るの
で、従来の湯口系の前記問題点は解消されるので
ある。特に最大な湯口でもそれを一本物として自由に
確保出来る点は従来法の継ぎ足し方式の欠点を解
消し造型能率の向上、コストの低減に著しい効果
をもたらすものである。例えば、湯口管用鋼管の
肉厚を厚くし溶湯注入によつて湯口管が高温にな
つてもなおかつ溶湯の静圧ならびに注湯により加
わる機械的負荷に充分耐える厚さを選べば、従来
の継ぎ足し方式のような、金枠や湯口管と金枠と
の間に詰める砂が全く不要の湯口部を構成するこ
とが可能である。しかし、鋳造凝固完了後に管内
は鋳造金属が充満しておりそれを除去することが
出来ず、従つて、一回の鋳造のみで再使用不可能
となるので、前記のような厚肉の鋼管にてなる
Al拡散被覆層を持つ湯口管は、従来法に比べて
諸工程省略によるコスト低減があるとは云え厚肉
であるので経済性は充分ではない。 Al拡散被覆鋼にてなる湯口管の機能は、表層
に存在するFe−Al合金層とその表面のAl₂O₃膜の
性能によつて果されるものである。従つて、湯口
管たるAl拡散被覆鋼管の肉厚はFe−Al合金層形
成後に鋼部が残存し得る限度まで薄く選べば良い
わけである。そして、なるべく薄い肉厚のAl拡
散被覆湯口管を用いることは、何れにしろ一回限
りの使用であるから、最もコストを安くする方法
である。かくて本考案は肉厚の薄いAl拡散被覆鋼管を
管状金枠内で結合性のない砂とともに用いてその
砂の流出がないよう閉塞しうるとともに芯のズレ
を来すことなく互いの管の位置決めをなして良好
な接合をなしうるようにしたAl拡散被覆鋼管に
てなる湯口型を提供することを目的とするもので
あつて、本考案によれば、Al拡散被覆鋼にてな
る湯口管と管状金枠の間を、上下両端部において
は成形された耐火材で閉塞し、中間部においては
結合性のない砂等耐火物質で充填することにより
かかる目的を達成しうることが見出されたのであ
る。以下、図面にもとづいて詳述する。第１図は例
として従来のロール鋳造鋳型の湯口系を示す断面
図である。鋳造に際し、受け口１より注入された
溶湯は湯口２、湯道２′、堰２″を経由してロール
の下型３、胴部金型３′に満たされる。そして、
湯口型は陶管またはシヤモツト管４、結合剤の含
まれた砂５、枠６によつて造型されている。第２
図は本考案の湯口型を用いたロール鋳造用鋳型の
実施例であり、同図において枠８によつて構築さ
れた湯口部分が本考案の湯口型であつて、この部
分を拡大して第３図に示す。第２図または第３図
において、８は鋼または鋳鉄材質よりなる管状の
金枠で勾配や縦割りの必要はない。既存の金枠の
利用も可能である。但し、既存の縦割式の金枠の
場合も、毎回の鋳造毎にボルトを締め緩めして解
体する必要はなく、管状の一体物と同様に扱えば
よい。該金枠８の下端８′には同図または第４図
に拡大して示すような有機又は無機の結合剤で成
形した耐火材リング１０を装入し、その内孔に
Al拡散被覆湯口管７を装入する。リング１０を
成形するための結合剤としては加熱されると崩壊
し易くなる熱崩壊性有機結合剤を用いるのが好ま
しいが、熱崩壊しない耐火性無機結合剤を用いる
こともできる。これによりAl拡散被覆湯口管７
の位置決めを行なうと同時に砂の漏出を防止す
る。次に、補助具で上端部８″における仮位置決
めを行なつてから湯口管７と枠８の間に浜砂、廃
砂等所謂バカ砂と呼ばれる低級な砂９を結合剤を
用いることなく、注入落下させ、必要に応じて金
枠に軽く振動を与え、砂９を締めながら充填す
る。尚、砂のほかにもレンガ屑等他の耐火物質も
用いうる。この砂９は結合剤を含まないので極め
て流動性が良く、金枠内に均一に充満し、湯口管
７単体では溶湯静圧に耐えない点を補強する役目
を果たすのである。なお、溶湯の注湯中に加わる
機械的負荷に対しては外側の金枠により耐える。
かくして、砂９の充填が終れば、上端部８″にも
下端部８′と同様にリング１０′を装入して砂の流
出を防止する。１１はリング１０，１０′の固定
のためのピンであり、金枠８の上下端部８′，
８″近くに各々複数個設けた小孔より打込む。し
かし、リング１０，１０′の固定は他の方法例え
ば嵌込式で行なつてもよい。このようにして本考案の湯口型を用いて下記
(1)，(2)の条件でロールを鋳造した。 (1) 湯口型 (a) Al拡散被覆鋼管７材質；普通鋼鋼管（STK30）をAl粉を主成
分とした滲透剤とともに鉄箱に入れ、
1000℃炉中にて15時間保持して製造した
Al拡散被覆鋼管径；外径60.5mm、内径57.3mm (b) 枠８寸法；外径140mm、内径128mm、長さ2500mm (c) 砂９種類；廃砂粒度；AFS48 充填密度；1.5 (d) リング１０，１０′ 材質；硅砂83wt％、スラグウール10wt％、
フエノールレジン7wt％厚み；40mm (e) ピン１１；釘 (2) ロール鋳造諸元 (a) 胴部鋳放寸法；直径550mm、長さ1050mm (b) 溶湯化学成分（wt％）；

【表】 (c) 注入溶湯量；2970Kg (d) 注入温度；1320℃ (e) 注入時間；64秒鋳造終了後は金枠８をクレーン等で吊上げれば
リング１０，１０′は熱崩壊性結合剤で成形され
ている場合は加熱されて崩壊しやすくなつている
ので、金枠８のみが上方に移動し、砂はその場に
崩落して、金枠８との分離は容易に行なわれる。
砂は再び集められて反復利用される。なお、リン
グ１０，１０′が熱崩壊しない耐火性結合剤で成
形されている場合は、金枠８を吊り上げる前にピ
ン１１を抜き取ることによつてはずれる。かくすることにより、Al拡散被覆湯口管７を
内蔵する湯口型は工場内の便宜の場所で造型さ
れ、随時、随意の鋳込場にある鋳型本体部に搬送
組立てられ、湯口としての機能を果たすのであ
る。以上に詳述したように、本考案の湯口型は、
Al拡散被覆鋼管を内蔵することにより従来の陶
管またはシヤモツト管を用いた場合のような芯の
ズレ、破損、溶損等の問題点を解消して工数およ
び生産コストを低減する他に、さらに造型および
解体を容易とし、バカ砂のような安価な砂が使用
でき、薄肉の安価なAl拡散被覆鋼管が使用でき、
結合剤を用いた鋳物砂の混練装置を不要とし、鋳
造品のコスト低減面で数々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は湯口系を従来の方法で構築したロール
鋳造鋳型断面図例、第２図は本考案の湯口型を用
いたロール鋳型実施例断面図、第３図は第２図中
の本考案湯口型を拡大し、その中間部を一部破断
した断面図、第４図は本考案湯口型に用いる成形
耐火材の例を示す斜視図である。２：湯口、６，８：金枠、７：Al拡散被覆湯
口管、９：結合性のない砂、１０，１０′：成形
耐火材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

Al拡散被覆鋼にてなる湯口管と管状金枠との
間を、上下両端部においては成形された耐火材で
閉塞し、中間部においては結合性のない砂等耐火
物質で充填したことを特徴とするAl拡散被覆鋼
管にてなる湯口型。