JP2009039752A - Casting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を所定サイズのインゴット(鋳塊)に連続して鋳造する鋳造装置に関し、特に重量が1kg以下の小形塊の鋳造に適した鋳造装置に関する。 The present invention relates to a casting apparatus for continuously casting a molten aluminum or aluminum alloy into an ingot (ingot) of a predetermined size, and particularly to a casting apparatus suitable for casting a small ingot having a weight of 1 kg or less.
例えば、アルミニウムなどのダイカスト鋳造などに用いる多数のインゴットを連続して鋳造し、得られた多数のインゴットを冷却しつつ搬出するため、次述するようなインゴットの製造ラインが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
係るインゴットの製造ラインは、ほぼ箱形を呈する多数の鋳型をエンドレスにして連結した成形コンベアと、係る成形コンベアの下方に沿って配置された受渡しコンベアと、係る受渡しコンベアの下方に配置され且つ一部が冷却水槽内を通過する冷却コンベアと、を備えている。
Such an ingot production line includes a molding conveyor in which a number of substantially box-shaped molds are connected in an endless manner, a delivery conveyor arranged along the lower side of the molding conveyor, and a lower part of the delivery conveyor. A cooling conveyor passing through the cooling water tank.
そして、前記成形コンベアにおける個々の鋳型に順次鋳込まれた多数のインゴットを確実に受け渡すため、下向きに開口する姿勢となった鋳型の裏面をハンマーで打設して強制的に受渡しコンベア上に落下させると共に、係るコンベアの端部に取り付けたインゴット押え部材と、これに隣接して配置した複数のローラとによって、上記インゴットの姿勢を上下逆転させることにより、多数のインゴットを前記冷却コンベアの係止爪上に順次受け渡させている。係る冷却コンベアの係止爪上に受け渡されたインゴットは、当該コンベアが前記冷却水槽を通過する際に、常温付近の温度にまで冷却される。 And in order to reliably deliver a large number of ingots sequentially cast into individual molds in the molding conveyor, the back surface of the mold, which is in a downward opening posture, is placed with a hammer to forcibly be placed on the delivery conveyor. The ingot holding member attached to the end portion of the conveyor and a plurality of rollers arranged adjacent to the ingot holding member are reversed upside down so that a large number of ingots are engaged with the cooling conveyor. It is handed over to the pawl sequentially. The ingot delivered onto the locking claws of the cooling conveyor is cooled to a temperature near room temperature when the conveyor passes through the cooling water tank.
しかしながら、前記特許文献1に開示されたインゴットの製造ラインは、成形コンベア、受渡しコンベア、および一部が冷却水槽内を通過する冷却コンベアを備えているため、設備自体が大型で複雑となり、且つ広いスペースを必要とする。更に、鋳型の裏面を打接する前記ハンマー、受渡しコンベアの端部に取り付けたインゴット押え部材、係る押え部材に隣接し且つ前記冷却コンベアの斜め上方に配置した複数の前記ローラ、および係る複数のローラの姿勢を変更する油圧シリンダなども必要である。このため、設備コストが嵩み、且つ複雑な操作に伴う運転を行わざるを得ないと共に、多大なメンテナンスも必要である。しかも、前記ハンマーによる生じる騒音により、作業環境も劣悪となる、などの問題があった。
However, since the ingot production line disclosed in
一方、小形で単純な形状をした金属塊(インゴット)を多数連続的に鋳造し得るように自動化された連続鋳造機も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
係る連続鋳造機は、水平回転する円形の基板の外周辺に沿って、複数の鋳型を丁番を介して枢支し、係る鋳型を下側から支持する車輪を円筒カムの上面に沿って転動可能とし、各鋳型内に注湯され且つ凝固した金属塊を有する鋳型が、上記円筒カムの一部に設けた低位置を通過する際、当該鋳型を上記丁番を回転中心として、外側向きに回転させることで、金属塊を外部に放出させるようにしている。
しかしながら、上記連続鋳造機も、前記基板、円筒カム、丁番付けされ且つ車輪を有する複数の鋳型、および鋳型に金属溶湯を注湯するための注湯ロートなどを必要とし、構造が複雑で且つ装置が大型になり、設備コストも嵩むと共に、故障し易く、メンテナンスも繁茂になり易くなる、という問題があった。
In such a continuous casting machine, a plurality of molds are pivotally supported through hinges along the outer periphery of a horizontally rotating circular substrate, and a wheel that supports the molds from below is rotated along the upper surface of a cylindrical cam. When a mold having a metal lump that has been poured and solidified in each mold passes through a low position provided in a part of the cylindrical cam, the mold is directed outward with the hinge as a rotation center. The metal lump is released to the outside by rotating it.
However, the continuous casting machine also requires the substrate, a cylindrical cam, a plurality of molds that are hinged and have wheels, a pouring funnel for pouring molten metal into the mold, etc., and has a complicated structure. There is a problem that the apparatus becomes large in size, the equipment cost increases, it is easy to break down, and maintenance is likely to be prosperous.
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、比較的コンパクトで且つ低コストにより製作できると共に、複数の鋳型ごとに鋳込まれたアルミニウムなどのインゴットを確実に当該鋳型から脱型できる鋳造装置を提供する、ことを課題とする。尚、本明細書においては、アルミニウムとアルミニウム合金とを含めて、これらを単に「アルミニウム」または「アルミニウムなど」と称する。 The present invention solves the problems described in the background art, is relatively compact and can be manufactured at a low cost, and ingots such as aluminum cast for each of a plurality of molds can be reliably removed from the mold. It is an object to provide an apparatus. In this specification, including aluminum and an aluminum alloy, these are simply referred to as “aluminum” or “aluminum”.
本発明は、前記課題を解決するため、発明者らによる鋭意研究および試験の結果、円盤形状を呈し且つ水平方向に沿って回転する冷却可能な回転体の上面・下面を貫通する複数の鋳型にアルミニウムなどの溶湯を鋳込むと共に、当該回転体がある程度に回転して冷却された鋳型内から先に鋳込まれたインゴットを自重で順次落下させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の鋳造装置(請求項1)は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯をインゴットに連続的に鋳造する装置であって、軸方向が垂直である回転軸と、係る回転軸の周囲に位置し且つ当該回転軸と共に回転する円盤状の回転体と、係る回転体の上面と下面との間を貫通する複数の鋳型と、上記回転体の下面のうち、上記回転軸の付近から外周側に至る範囲で且つ係る下面の一部を覆う水冷手段と、上記回転体の上方に配置され且つ上記鋳型に注湯可能な注湯手段と、を含む、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is based on the results of diligent research and testing by the inventors, and presents a plurality of molds penetrating the upper and lower surfaces of a coolable rotating body that exhibits a disk shape and rotates along the horizontal direction. It was conceived to cast molten metal such as aluminum and to sequentially drop the ingot previously cast from the inside of the mold cooled by rotating the rotating body to some extent.
That is, the casting apparatus of the present invention (Claim 1) is an apparatus for continuously casting a molten aluminum or aluminum alloy on an ingot, and is positioned around a rotating shaft having a vertical axial direction and the rotating shaft. And a disk-shaped rotating body that rotates together with the rotating shaft, a plurality of molds that penetrate between the upper surface and the lower surface of the rotating body, and a lower surface of the rotating body from the vicinity of the rotating shaft to the outer peripheral side. It includes a water-cooling means that covers a part of the lower surface in a range and a pouring means that is disposed above the rotating body and can be poured into the mold.
これによれば、注湯手段から前記回転体の径方向に沿って位置する単数または複数の鋳型に注湯されたアルミニウムの溶湯は、係る鋳型の底面を形成する前記水冷手段によって、急速に冷却され当該水冷手段に接触する下面側から順次凝固すると共に、回転体の水平方向に沿った回転を受ける間に冷却されて鋳型の内面形状に倣ったインゴット(鋳塊)となる。係るインゴットは、当該鋳型が前記回転体の回転により、水冷手段に接する位置から離脱した際に、その凝固収縮および自重によって、上記鋳型から脱型し回転体の下方に落下する。このため、装置の構成が簡素で且つ全体をコンパクトにできると共に、比較的狭いスペースでも容易に設置できる。従って、設備コストを低減でき、且つ操作も簡単・容易に行えると共に、メンテナンスを最小限にでき、作業環境を静粛化することも可能となる。 According to this, the molten aluminum poured into the mold or molds located along the radial direction of the rotating body from the pouring means is rapidly cooled by the water cooling means forming the bottom surface of the mold. Then, it is solidified sequentially from the lower surface side in contact with the water cooling means, and is cooled while receiving the rotation along the horizontal direction of the rotating body to become an ingot (ingot) following the inner surface shape of the mold. The ingot is removed from the mold by the solidification contraction and its own weight and falls below the rotating body when the mold is detached from the position in contact with the water cooling means by the rotation of the rotating body. For this reason, the configuration of the apparatus is simple and the whole can be made compact, and can be easily installed even in a relatively narrow space. Therefore, the equipment cost can be reduced, the operation can be performed easily and easily, the maintenance can be minimized, and the working environment can be made quiet.
尚、本発明の鋳造装置により鋳造されるインゴットには、緩いテーパが付いた複数の側面を含む全体がほぼ三角柱、ほぼ四角柱、などの多角柱形状を呈するものに限らず、緩いテーパが付いた周面を含む全体がほぼ円柱形、ほぼ楕円柱形、あるいは、ほぼ長円柱形を呈する鋳塊が含まれる。係る鋳塊は、緩いテーパが付いた長短4つの側面を含む全体がほぼ直方体を呈する一般的な形状のインゴットよりも、比較的小さく、例えば通常のアルミニウム合金からなり、約100〜数100gと軽量で小さな小形塊も含まれる。
また、前記回転体は、熱伝導性が高い銅製やグラファイト製のほか、鋳鉄または鋳鋼などの鋳物製や、あるいは、これらの複数の成形体の組立物からなる。
Note that the ingot cast by the casting apparatus of the present invention is not limited to the one that has a plurality of side surfaces with loose taper, but has a generally tapered shape, such as a triangular prism, a substantially quadrangular prism, etc. An ingot having a substantially cylindrical shape, a substantially elliptical column shape, or a substantially long cylindrical shape is included. Such an ingot is relatively smaller than an ingot of a general shape that has a substantially rectangular parallelepiped shape including four sides that are long and short with a loose taper. For example, the ingot is made of a normal aluminum alloy and is light in weight of about 100 to several hundred grams. Small small chunks are also included.
The rotating body is made of copper or graphite having high thermal conductivity, cast iron or cast steel, or an assembly of a plurality of these molded bodies.
更に、前記回転体は、例えば、その外周面に固定したチェーン、これに噛み合うスプロケット、係るスプロケットを回転させるモータ(油圧モータを含む、以下にても同じ)の組み合わせ、または、回転体の外周面に固定した従動ギア、係るギアとに噛み合う駆動ギア、係るギアを回転させるモータの組み合わせにより回転される。あるいは、前記回転軸を回転させるギア列または2つのスプロケットと、これらを回転させるモータの組み合わせにより、回転体を回転しても良い。
また、前記水冷手段は、前記回転体の下面のうち、前記回転軸の付近から外周側に至る範囲で、且つ係る下面の円周方向の一部を覆うものである。
更に、前記注湯手段には、例えば、溶解炉から出湯したアルミニウムの溶湯を受け入れる耐火物からなる樋、および係る樋の先端側の底面に設けた単数または複数の出湯孔などからなる形態が挙げられる。
加えて、前記回転体の下側で且つ前記水冷手段のない位置には、落下するインゴットを受け入れる冷却水槽、あるいは、当該水槽を荷台上に載置した搬送台車を配置することが望ましい。
Further, the rotating body is, for example, a chain fixed to the outer peripheral surface thereof, a sprocket meshing with the chain, a combination of motors (including a hydraulic motor, the same applies below) for rotating the sprocket, or an outer peripheral surface of the rotating body. The gear is rotated by a combination of a driven gear fixed to the gear, a driving gear meshing with the gear, and a motor for rotating the gear. Or you may rotate a rotary body with the combination of the gear train or two sprockets which rotate the said rotating shaft, and the motor which rotates these.
Further, the water cooling means covers a part of the lower surface of the rotating body in the circumferential direction of the lower surface in the range from the vicinity of the rotating shaft to the outer peripheral side.
Further, the pouring means includes, for example, a form made of a refractory that receives a molten aluminum melted from a melting furnace, and one or a plurality of tapping holes provided on the bottom surface on the front end side of the slag. It is done.
In addition, it is desirable to dispose a cooling water tank that receives a falling ingot or a transport carriage that places the water tank on a cargo bed, at a position below the rotating body and without the water cooling means.
また、本発明には、前記複数の鋳型は、前記回転体の下面に向かって広がるテーパが付いた形状を呈し、上記回転体の上面に開口する鋳口と、これよりも広い面積で回転体の下面に開口する落下口と、を備えている、鋳造装置(請求項2)も含まれる。
これによれば、各鋳型に注湯されたアルミニウムの溶湯は、落下口側の下面が広く且つ鋳口寄りの上面が狭くなるテーパが付されたインゴットになるので、前記水冷手段から離れた位置に当該鋳型が回転体と共に移動した際に、凝固収縮に伴って、鋳型から容易に脱型および落下し易くすることが可能となる。
更に、本発明には、前記鋳型は、前記鋳口の上部に、係る鋳口よりも広く開口する注湯口を有している、鋳造装置(請求項3)も含まれる。
これによれば、各鋳型の注湯口からアルミニウムの溶湯を注下する際に、その注湯量を当該鋳型の体積よりも小さい体積、即ち、係る溶湯のレベル(湯面)を前記鋳口と同じか、これよりも下側になるようにすることで、凝固収縮を伴って得られるインゴットを当該鋳型から容易に脱型および落下させられる。上記アルミニウムの溶湯量(体積)は、鋳込まれる鋳型の体積の約60〜90%である。
尚、各鋳型の内面には、酸化チタンなどの一般的な離型剤が塗布される。
Further, according to the present invention, the plurality of molds have a shape with a taper that spreads toward the lower surface of the rotating body, a casting hole that opens on the upper surface of the rotating body, and a rotating body having a wider area than this. A casting apparatus (Claim 2) is also included.
According to this, since the molten aluminum poured into each mold becomes a tapered ingot having a wide lower surface on the dropping port side and a narrow upper surface near the casting port, the position is away from the water cooling means. In addition, when the mold moves together with the rotating body, it can be easily removed from the mold and easily dropped along with the solidification shrinkage.
Furthermore, the present invention also includes a casting apparatus (Claim 3) in which the mold has a pouring hole that opens wider than the casting hole at the upper part of the casting hole.
According to this, when pouring the molten aluminum from the pouring spout of each mold, the pouring amount is smaller than the volume of the casting mold, that is, the level of the molten metal (melt surface) is the same as that of the casting spout. Alternatively, by making it lower than this, the ingot obtained with coagulation shrinkage can be easily removed from the mold and dropped. The amount of molten aluminum (volume) is about 60 to 90% of the volume of the casting mold.
A general mold release agent such as titanium oxide is applied to the inner surface of each mold.
また、本発明には、前記複数の鋳型は、平面視で前記回転体のほぼ全面に且つほぼ等間隔で配置されている、鋳造装置(請求項4)も含まれる。
これによれば、前記注湯手段に設けられ且つ回転体の半径方向に沿った複数の出湯孔からアルミニウムの溶湯を分流して注下することにより、比較的小さな体積の小形塊を同時に複数個ずつ鋳造することができる。あるいは、回転体の半径方向に沿って単数で且つ円周方向に沿って複数の鋳型を設けた形態では、注湯手段の単数または複数の出湯孔から溶湯を注下することで、全体がほぼ直方体を呈する一般的な形状のインゴットを連続的に鋳造することが可能となる。
尚、前記複数の鋳型は、少なくとも、回転体の円周方向に沿って配置された形態としても良い。
The present invention also includes a casting apparatus (Claim 4) in which the plurality of molds are disposed on substantially the entire surface of the rotating body in a plan view and at substantially equal intervals.
According to this, a plurality of small ingots having a relatively small volume are simultaneously provided by diverting and pouring the molten aluminum from a plurality of outlet holes provided in the pouring means and along the radial direction of the rotating body. Can be cast one by one. Alternatively, in the embodiment in which a single mold is provided along the radial direction of the rotating body and a plurality of molds are provided along the circumferential direction, the whole of the molten metal is poured substantially from the single or plural outlet holes of the pouring means. It becomes possible to continuously cast an ingot having a general shape that has a rectangular parallelepiped shape.
The plurality of molds may be arranged at least along the circumferential direction of the rotating body.
更に、本発明には、前記水冷手段は、前記回転体の下面に面接触可能な天板を含む水冷タンクと、係る水冷タンクに冷却水を給水および排水する給水管および排水管と、を含む、鋳造装置(請求項5)も含まれる。
これによれば、アルミニウムの溶湯は、各鋳型に注下された直後から、当該鋳型の落下口を閉塞する水冷タンクの天板に接触して、急速に冷却されつつ凝固し始めた後、係る凝固に伴う収縮を生じるので、係る鋳型の内面に倣った形状のインゴットにすることができる。
尚、前記水冷タンクは、平面視でほぼ扇形を呈する。係る水冷タンクのうち、少なくとも回転体の下面に面接触する天板は、少なくともその表層を、耐磨耗性および耐熱性の材料(例えば、超硬、セラミック、炭素繊維層など)により形成され、その上に前記同様の離型剤が塗布される。
Furthermore, in the present invention, the water cooling means includes a water cooling tank including a top plate that can come into surface contact with the lower surface of the rotating body, and a water supply pipe and a drain pipe for supplying and discharging cooling water to and from the water cooling tank. A casting apparatus (Claim 5) is also included.
According to this, immediately after being poured into each mold, the molten aluminum comes into contact with the top plate of the water-cooled tank that closes the dropping port of the mold and begins to solidify while being rapidly cooled. Since shrinkage occurs due to solidification, an ingot having a shape that follows the inner surface of the mold can be obtained.
The water-cooled tank has a substantially fan shape in plan view. Among such water-cooled tanks, at least the top plate that is in surface contact with the lower surface of the rotating body is formed of at least a surface layer of a wear-resistant and heat-resistant material (for example, carbide, ceramic, carbon fiber layer, etc.) A release agent similar to that described above is applied thereon.
加えて、本発明には、前記回転体の内部には、前記回転軸に内蔵された給水路および排水路と連通する冷却水の循環流路が形成されている、鋳造装置(請求項6)も含まれる。
これによれば、前記水冷手段の水冷タンクによる各鋳型の落下口側の冷却に加えて、各鋳型の周囲に形成された循環流路を冷却水が冷却することで、各鋳型に注下されたアルミニウムの溶湯を、注湯口側を除く鋳型のほぼ内面全体で、急速に冷却できる。このため、一層迅速に上記溶湯を凝固および収縮させたインゴットにすることができる。しかも、前記水冷手段の水冷タンクが、回転体の下面にに面接触する面積を小さくできるため、当該水冷タンクの小型化も可能となる。
尚、回転体の内部に形成される冷却水の循環流路は、隣接する鋳型同士の間隔がある程度以上である部分には、可能な限り配置することが望ましい。
In addition, according to the present invention, a casting device (Claim 6) in which a circulation channel for cooling water communicating with a water supply channel and a drain channel built in the rotation shaft is formed inside the rotating body. Is also included.
According to this, in addition to cooling the casting mold side of each mold by the water cooling tank of the water cooling means, the cooling water cools the circulation flow path formed around each mold, so that the cooling water is poured into each mold. The molten aluminum can be rapidly cooled over almost the entire inner surface of the mold except the pouring side. For this reason, it can be made into the ingot which solidified and contracted the said molten metal more rapidly. In addition, since the area of the water cooling tank of the water cooling means that is in surface contact with the lower surface of the rotating body can be reduced, the water cooling tank can be downsized.
In addition, it is desirable to arrange | position the circulating flow path of the cooling water formed inside a rotary body as much as possible in the part where the space | interval of adjacent casting_mold | templates is a certain amount or more.
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明による一形態の鋳造装置1の概略を示す平面図、図2は、係る鋳造装置1の概略を示す垂直断面図、図3は、鋳造装置1の分解斜視図である。
鋳造装置1は、図1〜図3に示すように、軸方向が垂直である回転軸2と、係る回転軸2の周囲に位置し且つ当該回転軸2と共に水平方向に沿って回転する円盤状の回転体4と、係る回転体4の上面5と下面6との間を貫通し、平面視で上面5のほぼ全面に且つほぼ等間隔で配置された複数の鋳型cと、を備えている。
図2に示すように、回転軸2は、回転体4の上面5から突出する上軸2aと、回転体4の下面6から垂下する下軸2bとからなり、係る下軸2bがフロアF上に立設する円筒形の支持体18の上端部に、ボールベアリングbを介して支持されている。これらにより、回転軸2および回転体4を水平方向に沿って回転可能としている。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view schematically showing a
As shown in FIGS. 1 to 3, the
As shown in FIG. 2, the
また、複数の前記鋳型cは、図1〜図3に示すように、平面視が各々ほぼ正方形で、上面5に開口する注湯口7と、下面6に開口し且つ注湯口7とほぼ同等の面積の落下口8と、これらの間で且つ注湯口7寄りの上部に位置する最も狭い断面積の鋳口9とを、それぞれ有している。係る鋳型cの内面には、酸化チタン系の離型剤が塗布されている。尚、回転体4のうち、回転軸2に近い部分、および図1,図3で左右の鋳型群c,cの間には、鋳型cが配置されず、冷却水wの給・排水路13,15や複数の循環流路14が形成されている。また、図2に示すように、隣接する鋳型c,c間と、最内側の鋳型cの内側と、最外側の鋳型cの外周側にも、冷却水wの循環流路14が形成されている。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, each of the plurality of molds c is substantially square in plan view, and has a pouring port 7 that opens to the
更に、図2,図3に示すように、回転体4の下面5における最外周側には、複数のローラRが転動可能に接触している。係る複数のローラRは、回転軸2を中心にして対称にフロアFから立設する複数の基礎kの上面に取り付けられている。
このうち、図1〜図3で左側に位置する基礎kには、その外側に突設したテーブルT上に、回転軸jを垂直方向にしたモータMが取り付けられ、係る回転軸jに固定したスプロケットsが、回転体4の外周面10に沿って円環状に固定されたチェーン12と噛み合っている。尚、モータMは、油圧モータとしても良い。
従って、上記モータMを駆動することで、回転軸2と共に回転体4を水平方向に沿って、約1rpm程度の比較的緩やかな速度で回転させることができる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of rollers R are in contact with the outermost peripheral side of the
Among these, the base k located on the left side in FIGS. 1 to 3 is mounted with a motor M having a rotation axis j in a vertical direction on a table T projecting outward from the foundation k and fixed to the rotation axis j. The sprocket s meshes with the
Therefore, by driving the motor M, the rotating body 4 together with the
また、図2に示すように、回転軸2の下軸2bの中心部には、自在継手ujを介して、回転体4内の前記給水路13に連通する冷却水wの給水管16が接続されると共に、回転軸2の上軸2aの中心部には、自在継手ujを介して、回転体4内の前記排水路15に連通する冷却水wの排水管17が接続されている。尚、上記給水管16は、支持体18の側壁に明けた孔hを貫通している。
図2,図3の右側に示すように、回転体4の下方には、平面視がほぼ扇形を呈する水冷タンク21を含む水冷手段20が配置されている。係る水冷タンク21の天板22は、回転体4における回転軸2の下軸2bの付近から外周側に至る下面6で且つその円周方向における一部を覆いつつ、係る下面6に面接触し且つ摺動可能である。係る天板22にも、前記同様の離型剤が塗布されている。上記水冷タンク21の底面には、冷却水wの給水管23と排水管24とが連通している。
Further, as shown in FIG. 2, a
As shown on the right side of FIGS. 2 and 3, below the rotating body 4, water cooling means 20 including a
更に、図2,図3の左側に示すように、回転体4の下方で且つフロアF上には、平面視がほぼ扇形を呈する水槽25が、図示しない台座を介して配置されている。
加えて、図2,図3の右上側に示すように、回転体4の上方には、係る回転体4の半径方向に沿った複数の鋳型cに、アルミニウムの溶湯mをほぼ同時に注湯するための注湯手段26が配置されている。係る注湯手段26は、図示しない溶解炉から出湯されたアルミニウムの溶湯mを流入させる耐火性の樋27、その先端部の底面に開設された複数の出湯口28、および係る出湯口28を内設して樋27の底面から垂下する複数の出湯管29を備えている。
Further, as shown on the left side of FIGS. 2 and 3, a water tank 25 having a substantially fan shape in plan view is disposed below the rotating body 4 and on the floor F via a pedestal (not shown).
In addition, as shown in the upper right side of FIGS. 2 and 3, above the rotating body 4, molten aluminum m is poured almost simultaneously into a plurality of molds c along the radial direction of the rotating body 4. A pouring
ここで、前記鋳造装置1の操業(使用)方法について、説明する。
予め、回転体4の各鋳型cの内面と、水冷タンク21の天板22とに対し、酸化チタン系の離型剤を塗布し、前記モータMを駆動して、回転軸2と共に回転体4を水平方向に沿って、約1rpmの緩やかな速度で回転させる。また、給水管16から冷却水wを回転体4内部の給水路13、各循環流路14、排水路15、および排水管17の順序で循環させると共に、水冷手段20の水冷タンク21内にも、給水管23および排水管24を介して、冷却水wを循環させる。
尚、上記排水管17,24から排水される比較的温かい水は、図示しない冷却水槽または熱交換器を経て再度冷却され、上記冷却水wとして循環される。
更に、図3,図4に示すように、注湯手段26における樋27の先端側に位置するを出湯管29に内設される複数の出湯口28を、回転体4の半径方向に沿った複数の鋳型cの各注湯口7のほぼ真上に配置させる。
Here, an operation (use) method of the
In advance, a titanium oxide release agent is applied to the inner surface of each mold c of the rotating body 4 and the
The relatively warm water drained from the
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of
次いで、図4,図6に示すように、注湯手段26の樋27に送られたアルミニウムの溶湯mを、複数の出湯管29内の出湯口28ごとから、真下に位置する回転体4における落下口8が水冷タンク21の天板22で塞がれた複数の鋳型c内に向けて注湯する。この際、各鋳型c内に注湯される溶湯mの体積は、その湯面が鋳型c内の鋳口9と同じレベルか、それよりも下側となるようにされる。因みに、各鋳型cの内容積のうち、鋳口9から落下口8に至る下部側は、その約60〜90%を占めている。
尚、回転体4は、回転軸2から離れるほど鋳型cの回転速度が速くなるので、回転軸2付近の鋳型cに注湯する出湯口28の内径を小さくし、出湯速度を遅くする等して、各鋳型cに注湯される溶湯mの量を等しくなるようにすることが好ましい。また、隣接する鋳型c,c間には、注湯された溶湯mが最接近する鋳型cに速やかに流れ込むように、図示しない凸条を上面5に突設することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4 and FIG. 6, the molten aluminum m sent to the
In addition, since the rotational speed of the casting_mold | template c becomes quick, so that the rotary body 4 leaves | separates from the
各鋳型c内に注下されたアルミニウムの溶湯mは、当該鋳型cの落下口8を閉塞する水冷タンク21および周囲に位置する循環流路14内を流動する冷却水wにより、鋳型cの内面に接する外周側から急速に冷却され、求心状に凝固し始める。その結果、鋳口9よりも下側の内部形状に倣ったほぼ四角柱体で且つ各側面に緩いテーパが付いたインゴット(小形塊)Cとなる。この間において、回転体4の水平回転に伴って、各鋳型c内に注湯された溶湯mは、上記インゴットCになりつつ、水冷タンク21の天板22上を回転体4の円周方向に沿って移動して行く。
The molten aluminum m poured into each mold c is converted into an inner surface of the mold c by the cooling water w flowing in the
更に、前記各インゴットCは、注湯された当初の位置から回転体4が約半周程度水平回転する間に、その凝固に伴う収縮によって、各鋳型cの内面から離脱し始め、図5,図6に示すように、水冷タンク20の天板22から離れ、且つ水wが張られた前記水槽25の上方に到達した際に、各鋳型cの落下口8から、水槽25内の水w中に向かって、ほぼ同時に、またはややずれたタイミングにて、自重により落下する。係るインゴットCは、図5の右下に例示するように、各側に緩いテーパが付いたほぼ四角柱形状を呈する。これらのインゴットCが落下した各鋳型cは、図6に示すように、回転体4の回転に伴って、再び前記水冷タンク21の上方に復帰し、前記同様にしてアルミニウムの溶湯mが注湯される。
以上のような溶湯mの注湯、凝固、インゴットCの落下は、回転体4が水平回転を1回転ずつ行うたびに、確実に行われ、多数のインゴットCを連続して効率良く鋳造することができる。
Further, each ingot C starts to be detached from the inner surface of each mold c due to contraction accompanying solidification while the rotating body 4 horizontally rotates about half a circumference from the initial position where the molten metal is poured, and FIG. 6, when the water w is separated from the
The above-described pouring, solidification, and dropping of the ingot C of the molten metal m are surely performed every time the rotating body 4 performs horizontal rotation one by one, and many ingots C are continuously and efficiently cast. Can do.
前記のような鋳造装置1によれば、注湯手段26から前記回転体4の径方向に沿って位置する複数の鋳型cに注湯されたアルミニウムの溶湯mは、各鋳型cを囲む循環流路14内の冷却水wおよびその底面に接する前記水冷タンク21内の冷却水wによって、急速に冷却され各鋳型cの内面に接する外周側から順次凝固して行く。平行して、回転体4の水平方向に沿った回転する間に、鋳型cの内面形状に倣ったインゴットCとなる。係るインゴットCは、鋳型cが回転体4の回転によって、水冷手段20の水冷タンク21から離脱した際に、その凝固収縮および自重によって、各鋳型cから脱型し回転体4の下方に落下する。このため、装置の構成が簡素で且つ全体をコンパクトにできると共に、比較的狭いスペースでも容易に設置できる。従って、設備コストを低減でき、且つ操作も簡単・容易に行えると共に、メンテナンスを最小限にでき、作業環境も静粛化が可能となる。
According to the
図7は、異なる形態の回転体30を示す平面図、図8は、図7中のX−X線の矢視に沿った部分垂直断面図である。
回転体30は、図7に示すように、前記同様の回転軸2を中心部に有し、係る回転軸2と共に水平回転する円盤形状を呈し、且つ円形の上面31と下面32とを有する。係る上面31と下面32との間には、互いに形状が異なる鋳型c1〜c6が半径方向に沿って貫通し、係る鋳型c1〜c6からなる組の複数組が回転軸2を中心として、回転体30の円周方向に沿って、等間隔で且つ対称に配置されている。
FIG. 7 is a plan view showing a
As shown in FIG. 7, the rotating
回転軸2寄りに位置する各鋳型c1は、図7,図8に示すように、平面視がほぼ台形で、上面31に開口する注湯口34と、下面32に開口し且つ注湯口34とほぼ同等の面積の落下口35と、これらの間で且つ注湯口34寄りの上部に位置する最も狭い断面積の鋳口36と、を有している。
図7,図8に示すように、回転体30の半径方向で且つ外周側に向かって配置される鋳型c2〜c6は、平面視が鋳型c1よりも順次偏平な台形となり、前記同様の注湯口34、落下口35、および鋳口36、をそれぞれ有している。
尚、鋳型c1〜c6は、少なくとも、それぞれの鋳口36から落下口35に至る下側部分の体積は、必ずしも同一とする必要はないが、回転体30の冷却を考慮すると同一とするほうが好ましい。
As shown in FIGS. 7 and 8, each mold c <b> 1 positioned near the
As shown in FIGS. 7 and 8, the molds c2 to c6 arranged in the radial direction and toward the outer peripheral side of the
The molds c1 to c6 are not necessarily required to have the same volume at least in the lower part from the casting
図8に示すように、回転体30における鋳型c1〜c6の間および周囲には、前記同様の冷却水wを流動させる循環流路38が形成され、且つ給水路37や図示しない排水路も形成されている。尚、前記チェーン12の図解は、省略した。
以上のような複数組の鋳型c1〜c6を円周方向に沿って等間隔に配置した回転体30では、前記注湯手段26の樋27に送られたアルミニウムの溶湯mを、複数の出湯管29内の出湯口28ごとから、真下に位置する回転体30において、各落下口35が前記水冷タンク21の天板22で塞がれた鋳型c1〜c6内に向けて、確実に注湯させることができる。
以上のような回転体30を前記水冷手段20など共に用いた鋳造装置によれば、前記鋳造装置1と同様な作用が成し得ると共に、前記同様の効果を奏することも可能である。
As shown in FIG. 8, a
In the
According to the casting apparatus using the rotating
図9は、前記回転体30の変形形態である回転体39を示す図8と同様な断面図である。回転体39は、図9に示すように、その上面31と下面32との間を貫通し、垂直断面がほぼ台形で、上面31に開口する鋳口34と、下面32に開口し且つ注湯口34よりも広い面積の落下口35と、を有し、内壁面に下面32に向かって拡がる緩いテーパを付けた鋳型d1〜d5を前記同様に配置している。
尚、前記回転体4の各鋳型cについても、前記注湯口7がなく、鋳口9および落下口8のみを有する垂直断面がほぼ台形を呈する形態としても良い。
FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 8 showing a
Note that each mold c of the rotating body 4 may have a shape in which the pouring mouth 7 is not provided and the vertical section having only the casting port 9 and the dropping port 8 has a substantially trapezoidal shape.
図10は、更に異なる形態の回転体40を示す平面図、図11は、図10中のY−Y線の矢視に沿った部分垂直断面図である。
回転体40は、図10に示すように、前記同様の回転軸2を中心部に有し、係る回転軸2と共に水平回転する円盤形状を呈し、且つ円形の上面41と下面42とを有する。係る上面41と下面42との間には、平面視がほぼ長方形で且つ半径方向に沿った鋳型c7が貫通し、複数の係る鋳型c7が回転軸2を中心として、当該回転体40の円周方向に沿って、等間隔で且つ対称に配置されている。
鋳型c7は、図10,図11に示すように、上面41に開口する注湯口44と、下面42に開口する落下口45と、これらの間で且つ注湯口44寄りの上部に位置する最も狭い断面積の鋳口46と、を有している。
FIG. 10 is a plan view showing a further different form of the
As shown in FIG. 10, the rotating
As shown in FIGS. 10 and 11, the mold c <b> 7 is the narrowest located in the upper portion near the pouring
図11に示すように、回転体40における鋳型c7,c7の間およびこれらの周囲には、前記同様の冷却水wを流動させる循環流路48が形成され、且つ給水路47や図示しない排水路も形成されている。
以上のような複数の鋳型c7を円周方向に沿って等間隔に配置した回転体40では、前記注湯手段26の樋27に送られたアルミニウムの溶湯mを、単数または複数の出湯管29内の出湯口28から、真下に位置する回転体40において、落下口45が前記水冷タンク21の天板22で塞がれた単一の鋳型c7内に向けて、確実に注湯させることができる。
以上のような回転体40を前記水冷手段20など共に用いた鋳造装置によれば、図11の下方に例示するように、全体がほぼ直方体を呈し、各側面に緩いテーパが付された一般的なインゴットC1を連続的にして、効率良く鋳造することができるの。従って、前記鋳造装置1と同様な作用が成し得ると共に、前記同様の効果を奏することも可能である。
As shown in FIG. 11, a
In the
According to the casting apparatus using the rotating
本発明は、以上のおいて説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記回転体に配置する複数の鋳型は、平面視が円形、楕円形、または、長円形であり、注湯口と落下口との間に鋳口を有する断面ほぼ鼓形、あるいは注湯口のない断面ほぼ台形を呈する形態としても良い。
また、1つの回転体に、形状および体積の双方が異なる多種類の鋳型を併設して配置しても良い。
更に、回転体の下面における外周側に接触する前記ローラRは、3個または5個以上を前記回転軸2に対して対称に配置しても良く、あるいは、係るローラRに替えて、転動自在な複数のボールを用いても良い。
加えて、前記注湯手段は、回転体の上面における半径方向に沿って位置する複数の鋳型に対して、出湯口28および出湯管29を有し且つ上記鋳型と同数である複数の樋27を、互いに独立して配設した形態としても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above.
For example, the plurality of molds arranged on the rotating body have a circular, oval, or oval shape in plan view, and a substantially drum-shaped cross section having a casting hole between the pouring port and the dropping port, or The cross section may have a substantially trapezoidal shape.
Moreover, you may arrange | position together with many types of casting_mold | templates from which both a shape and volume differ in one rotary body.
Further, three or five or more of the rollers R contacting the outer peripheral side of the lower surface of the rotating body may be arranged symmetrically with respect to the
In addition, the pouring means has, for a plurality of molds positioned along the radial direction on the upper surface of the rotator, a plurality of
1…………………………鋳造装置
2…………………………回転軸
4,30,40…………回転体
5,31,41…………上面
6,32,42…………下面
7,34,44…………注湯口
8,35,45…………落下口
9,36,46…………鋳口
13,37,47………給水路
14,38,48………循環流路
15………………………排水路
20………………………水冷手段
21………………………水冷タンク
22………………………天板
23………………………給水管
24………………………排水管
26………………………注湯手段
m…………………………溶湯
c,c1〜c7…………鋳型
d1〜d5………………鋳型
w…………………………冷却水
C,C1…………………インゴット(小形塊/鋳塊)
1 …………………………
Claims (6)
軸方向が垂直である回転軸と、
上記回転軸の周囲に位置し且つ係る回転軸と共に回転する円盤状の回転体と、
上記回転体の上面と下面との間を貫通する複数の鋳型と、
上記回転体の下面のうち、上記回転軸の付近から外周側に至る範囲で且つ係る下面の一部を覆う水冷手段と、
上記回転体の上方に配置され且つ上記鋳型に上記溶湯を注湯する注湯手段と、を含む、
ことを特徴とする鋳造装置。 An apparatus for continuously casting a molten aluminum or aluminum alloy into an ingot,
A rotation axis whose axial direction is vertical;
A disk-shaped rotating body that is positioned around the rotating shaft and rotates with the rotating shaft;
A plurality of molds penetrating between the upper surface and the lower surface of the rotating body;
Water cooling means for covering a part of the lower surface in the range from the vicinity of the rotation axis to the outer peripheral side of the lower surface of the rotating body;
Pouring means disposed above the rotating body and pouring the molten metal into the mold.
A casting apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋳造装置。 The plurality of molds have a shape with a taper extending toward the lower surface of the rotating body, a casting hole opening on the upper surface of the rotating body, and a dropping port opening on the lower surface of the rotating body with a larger area than this. And,
The casting apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の鋳造装置。 The mold has a pouring opening that opens wider than the casting hole at the upper part of the casting hole.
The casting apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の鋳造装置。 The plurality of molds are arranged on substantially the entire surface of the rotating body in a plan view and at substantially equal intervals.
The casting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の鋳造装置。 The water cooling means includes a water cooling tank including a top plate that can be brought into surface contact with the lower surface of the rotating body, and a water supply pipe and a drain pipe for supplying and draining cooling water to the water cooling tank.
The casting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の鋳造装置。 A cooling water circulation passage communicating with a water supply passage and a drain passage built in the rotary shaft is formed inside the rotating body.
The casting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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