JP2000117418A

JP2000117418A - 溶融金属の移送方法

Info

Publication number: JP2000117418A
Application number: JP10298713A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tanahashi; 正典棚橋; Hiroyuki Nakanishi; 弘幸中西; Masaaki Nishihata; 昌亮西畑
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP3480557B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶湯の酸化及び吸水素を抑制することがで
き、溶湯の移送に必要な時間を短縮することができ、自
動移送を可能とする溶融金属の移送方法及び移送装置を
提供する。【解決手段】溶解炉側溶湯保持室１１から取鍋１２に
溶湯を出湯し、取鍋１２から鋳造機側溶湯保持室１７に
溶湯を出湯する際に、保持室１１と取鍋１２との間、及
び取鍋１２と保持室１７との間に、夫々給湯パイプ１３
及び１８を掛け渡し、夫々取鍋１２内及び保持室１７内
を排気して減圧下におくことにより、溶湯を給湯パイプ
１３及び１８を介してサイフォンの原理により移送す
る。

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又はア
ルミニウム合金等の溶融金属（溶湯）を溶解炉から取鍋
に供給し、また取鍋から鋳造機に供給するための溶融金
属の移送方法及び移送装置に関し、特に、サイフォンの
原理を使用し自動移送方式を可能とする溶融金属の移送
方法及び移送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム又はアルミニウム合
金等の溶融金属（溶湯）を鋳造する場合には、図２に示
すように、溶湯が移送されている。図２（ａ）乃至
（ｃ）はこの従来の移送方法を工程順に示す模式図であ
る。先ず、図２（ａ）に示すように、溶解炉から出湯し
た溶湯は保持炉１に保温保持され、この保持炉１から出
湯樋２を介して取鍋３に出湯される。この取鍋３は懸架
装置４により懸架されており、図２（ｂ）に示すよう
に、溶湯を貯留した取鍋３は懸架装置４により鋳造機５
に搬送される。そして、図２（ｃ）に示すように、この
鋳造機５において、取鍋３を傾動することにより、取鍋
３内の溶湯が鋳造機５に供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この保
持炉１から出湯樋２により溶湯を出湯する際及び取鍋３
を傾動させて鋳造機５に溶湯を出湯する際に、溶湯に空
気を巻き込みやすく、この空気の巻き込みにより溶湯中
に酸化物が生成したり、水素ガス濃度が増加したりする
という問題点がある。

【０００４】また、この従来方法においては、給湯速度
は３乃至５ｋｇ／秒と低く、給湯時間が長いため、この
点でも溶湯の酸化及び吸水素が促進されてしまう。

【０００５】更に、従来方法においては、溶湯が飛散す
る虞があり、このため、常時作業者が監視している必要
がある。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶湯の酸化及び吸水素を抑制することがで
き、溶湯の移送に必要な時間を短縮することができ、自
動移送を可能とする溶融金属の移送方法及び移送装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶融金属の
移送方法は、溶融金属を貯留した第１の容器と前記溶融
金属を出湯すべき第２の容器との間に給湯パイプを架け
渡し、この給湯パイプの端部を前記第１及び第２の容器
内の溶融金属中に浸漬し、前記給湯パイプを減圧するこ
とにより、前記第１の容器内の溶融金属を前記給湯パイ
プを介して吸引して前記第１の容器内に溶融金属を供給
することを特徴とする。

【０００８】この溶融金属の移送方法において、通常、
前記第１の容器は溶解炉の溶湯保持室であり、前記第２
の容器は取鍋であるか、又は、前記第１の容器は取鍋で
あり、前記第２の容器は鋳造機の溶湯保持炉である。

【０００９】そして、給湯パイプ内の減圧度を、溶湯の
出湯時間の経過と共に大きくすることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）乃
至（ｃ）は本発明の実施例方法を工程順に示す模式図で
ある。図１（ａ）に示すように、溶解炉の溶湯保持室１
１内に溶解及び精錬後の溶融金属（溶湯）が貯留されて
おり、この溶湯保持室１１の近傍に溶湯を搬送する取鍋
１２が位置している。この取鍋１２は蓋１５により密閉
可能になっており、この蓋１４を挿通してＵ字形のパイ
プ１３がその一端部を取鍋１２内に挿入されており、他
端部は保持室１１内の溶湯中に浸漬されている。また、
取鍋１２の蓋１５には湯面センサ１４が設置されてい
て、取鍋１２内の溶湯湯面が上昇して湯面高さの規制値
に到達したことを検知するようになっている。また、給
湯パイプ１３の内部空間は排気ポンプ（図示せず）に連
結されていて排気により減圧することができるようにな
っている。

【００１１】この図１（ａ）に示す工程においては、溶
解炉の溶湯保持室１１内に貯留されている溶湯中にＵ字
形のパイプ１３の一端部を浸漬し、他端部を取鍋１２内
に蓋１５を介して挿入して溶湯中に浸漬する。そして、
給湯パイプ１３内の空間を減圧下にすると、保持室１１
内の溶湯がパイプ１３を介して吸引され、溶湯がパイプ
１３内に充填された後、溶湯はサイフォンの原理で取鍋
１２内に送られてくる。

【００１２】そして、溶湯の出湯が進行すると共に、保
持室１１内の溶湯の湯面と、取鍋１２内の溶湯の湯面と
の差が少なくなり、圧力差が低下した場合には、溶湯供
給速度が低下しようとするが、この場合は取鍋１２内の
圧力を更に低下させ、減圧度を上昇させる。これによ
り、溶湯供給速度の低下を回避することができる。

【００１３】取鍋１２内に溶湯が満たされて、その湯面
がセンサ１４にて検知されると、給湯パイプ１３内の減
圧を停止し、パイプ１３を経由する溶湯の移動を停止さ
せる。これにより、パイプ１３内の溶湯のうち、取鍋１
２側の部分にある溶湯は取鍋１２内に入り、保持室１１
側の部分にある溶湯は保持室１１に戻る。

【００１４】図１（ｂ）に示すように、取鍋１２は溶湯
を受湯した後、下降し、コンベアにより搬送装置１６に
乗り移る。搬送装置１６には給湯パイプ１３と同様の構
造の給湯パイプ１８が設置されており、パイプ内の減圧
装置を有している。

【００１５】そして、図１（ｃ）に示すように、この取
鍋１２を鋳造機の溶湯保持室１７に搬送する。そして、
保持室１７の受湯蓋を開き、パイプ１８の他端を鋳造機
の保持室１７内に装入し、給湯パイプ１８内の圧力を減
圧する。そうすると、取鍋１２内の溶湯がパイプ１８を
介して吸引され、鋳造機の溶湯保持室１７内に供給され
る。以後、サイフォンの原理で溶湯が取鍋１２から鋳造
機１７に出湯される。そして、出湯の進行と共に、鋳造
機の溶湯保持室１７内の圧力を低下させて減圧度を上昇
させる。これにより、取鍋１２からの出湯速度を可及的
に一定にすることができる。

【００１６】そして、鋳造機保持室１７内に設けられた
センサ１９が溶湯湯面が所定値まで上昇したことを検知
すると、保持室１７内の減圧を停止し、出湯を終了す
る。

【００１７】上述の本実施例においては、給湯パイプ１
３，１８を減圧して溶湯を吸引することにより、サイフ
ォンの原理で溶湯を出湯するから、給湯時の空気の巻き
込みが回避され、溶湯の酸化により酸化物が溶湯中に生
成することが防止される。

【００１８】また、溶解炉から取鍋への給湯及び取鍋か
ら鋳造機への給湯に本発明を適用し、更に給湯パイプ１
８及び減圧装置を装入した搬送装置１６を自動搬送シス
テムとすることにより、溶湯を供給される側に湯面セン
サを設けておけば、溶解炉から鋳造機への溶湯の自動給
送が可能となる。即ち、鋳造機からの溶湯請求信号を受
けた後、溶解炉側で取鍋に溶湯を出湯し、例えば、サイ
フォン式による脱ガス処理後に、溶湯搬送装置にて鋳造
機前まで搬送する。その後、鋳造機保持炉の給湯蓋を開
き、溶湯搬送装置を鋳造機側まで前進させ、給湯パイプ
を保持炉内に浸漬する。給湯パイプが下降端になったと
ころで、減圧を開始し、給湯を始める。

【００１９】更に、溶湯が空気と接する部分は、取鍋内
溶湯の湯面だけであり、このため、酸化物の発生及び放
熱損失を著しく軽減することができる。

【００２０】更にまた、複数の合金種が異なる溶解炉か
ら複数の鋳造機へ配湯する場合でも、各溶解炉に給湯パ
イプ１３を設置すれば、合金種が異なる溶湯を給送する
ことによるコンタミネーションを回避することができ、
鋳造機側で合金種が変更されてもそれに対する対応は容
易である。

【００２１】次に、減圧度について説明する。給湯パイ
プの高位側の湯面が給湯により変動するため、減圧度の
設定は以下のようにすることが好ましい。先ず、取鍋か
ら鋳造機への給湯においては、減圧開始から溶湯が給湯
パイプの最頂部を通過するまでは、減圧速度を５乃至１
５ｍｍＨｇ／秒とする。この減圧速度が速すぎると、パ
イプの吸引部に溶湯が差し込み、遅すぎると、パイプ内
で溶湯が凝固する虞がある。一方、減圧度は、取鍋側湯
面から給湯パイプの最頂部までの高さを基に算出したも
のである。しかし、給湯パイプ１３，１８の接続部にリ
ークが存在すると、前記高さに対応する減圧度ではパイ
プ内を溶湯で満たすことができないため、減圧度はこれ
よりも多少高いものとする必要がある。このため、減圧
度は、例えば、−３０乃至−５０ｍｍＨｇとすることが
好ましい。なお、減圧度が高すぎると、吸引部の詰まり
が生じる。

【００２２】そして、溶湯がパイプ１３，１８の最頂部
を通過して低位側に供給されている状態では、取鍋１２
の湯面レベルが給湯と共に低下するため、前述の如く、
それに応じて減圧度を上げていく必要がある。これによ
り、パイプ１３，１８のリーク及び配管内の詰まり等の
状態に左右されず、安定した給湯が可能である。このよ
うな減圧度の調整のパターンは、制御弁を使用してプロ
グラムコントローラにより設定するか、又は中央演算装
置（ＣＰＵ）によりソフト的に設定することができる。

【００２３】次に、溶解炉から取鍋に給湯する場合に
は、減圧度の設定を給湯チャージ毎に変更する必要があ
る。このため、高位側の湯面重量をロードセルにより測
定し、この測定結果から湯面高さを演算して減圧度を設
定する。

【００２４】なお、鋳造機が複数台配置される場合は、
これらの鋳造機の溶湯保持室１７は搬送装置１６の可動
範囲に配置する必要がある。

【００２５】また、上記実施例では、搬送装置１６には
給湯パイプ１８が常備されているが、鋳造機の溶湯保持
室への出湯の都度、給湯パイプ１８を取鍋１２及び保持
室１７内に挿入することとしてもよい。

【００２６】更に、取鍋１２を搬送装置１６内に装入す
る前に、脱ガスステーションを設け、回転脱ガス等を行
うことにより、搬送前の溶湯を常に清浄な状態で供給す
ることができる。

【００２７】更にまた、取鍋１２の蓋１５に熱源を設置
することにより、溶湯搬送中の溶湯温度の低下を防止す
ることができる。

【００２８】更にまた、複数の給湯パイプを１台の制御
システムで制御する場合には、配管距離が長くなるた
め、減圧用ストレージタンクを設置して各パイプに配管
を接続する必要がある。なお、複数のサイフォンパイプ
の高さが異なる場合、各炉毎に減圧曲線の設定パターン
を決めておく必要がある。

【００２９】更にまた、取鍋から鋳造機へ給湯する場合
に、給湯パイプの低位側からバーナーにて加熱し、低位
側フランジ部で３５０乃至４５０℃、高位側フランジ部
で１５０乃至２５０℃まで加熱する。高位側のパイプ部
分は取鍋内の溶湯に浸漬しているので、加熱温度は低く
てもよいが、低位側のパイプ部分は搬送時には加熱され
ないため、加熱温度を高くする必要がある。

【００３０】一方、溶解炉から取鍋への給湯の場合に
は、給湯パイプの両端部が夫々取鍋及び溶解炉内の溶湯
に浸漬されていれば、パイプの温度は溶湯からの伝熱に
より上昇するが、溶湯に浸漬していない部分の温度は上
がりにくく、溶湯温度低下により酸化物の堆積が増大す
るため、給湯パイプの最頂部付近に加熱装置を設け、パ
イプの外周部から溶湯を加熱することが好ましい。

【００３１】なお、鋳造機側の給湯用蓋を炉内加圧（鋳
造機の金型へ出湯するための炉内加圧）の停止と共に開
き、給湯パイプを挿入して給湯することにより、鋳造機
の給湯によるサイクル停止を最小限とすることができ
る。このとき、型開きを給湯完了後とすることにより、
金型温度の低下を防止することができる。また、鋳造機
側溶湯保持室の給湯用開口部に炉内からシールされた受
湯管を設置することにより、炉内圧を低下させることな
く、給湯することが可能であり、炉圧の開放による保持
炉から金型への給湯パイプ内壁の酸化膜形成が抑制さ
れ、製品への酸化物混入が防止される。この際、鋳造機
保持炉の内圧は溶湯の供給により上昇するが、保持炉側
で徐々に排気することにより炉内圧を一定に保つ。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、第１の容器内の溶
湯（溶融金属）を給湯パイプを介して第２の容器に移送
するから、給湯時の空気の巻き込み、それに伴う溶湯酸
化、製品への酸化物混入を防止することができ、更に、
溶湯が空気に触れる面が少なく、これによっても溶湯酸
化を防止することができる。更にまた、本発明において
は、溶湯を受ける各容器について給湯パイプを設けるこ
とにより、溶湯の品種が変更された場合にも合金が相違
することによる成分コンタミネーションを起こすことな
く、容易に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例を工程順に
示す模式図である。

【図２】（ａ）乃至（ｃ）は従来方法を工程順に示す模
式図である。

【符号の説明】

１；溶解炉２；出湯樋３；取鍋４；懸架装置５；鋳造機１１；溶解側溶湯保持室１２；取鍋１３、１８；給湯パイプ１４、１９；湯面センサ１５；蓋１６；搬送容器１７；鋳造機側溶湯保持室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属を貯留した第１の容器と前記溶
融金属を出湯すべき第２の容器との間に給湯パイプを架
け渡し、この給湯パイプの端部を前記第１及び第２の容
器内の溶融金属中に浸漬し、前記給湯パイプを減圧する
ことにより、前記第１の容器内の溶融金属を前記給湯パ
イプを介して吸引して前記第２の容器に溶融金属を供給
することを特徴とする溶融金属の移送方法。
【請求項２】前記第１の容器は溶解炉の溶湯保持室で
あり、前記第２の容器は取鍋であることを特徴とする請
求項１に記載の溶融金属の移送方法。
【請求項３】前記第１の容器は取鍋であり、前記第２
の容器は鋳造機の溶湯保持炉であることを特徴とする請
求項１に記載の溶融金属の移送方法。
【請求項４】前記第２の容器の減圧度を、溶湯の出湯
時間の経過と共に大きくすることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の溶融金属の移送方法。