JP5395487B2 - Centrifugal casting method, centrifugal casting apparatus and casting pipe - Google Patents
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Description
回転軸心周りに回転する筒状金型内にその一端口から注湯装置によって溶湯を流し込み、前記筒状金型による遠心力によって、前記溶湯を前記筒状金型内の周面に沿わせながら凝固させる遠心力鋳造方法、及び、内側に注湯空間を形成する遠心力鋳造用の筒状金型を設け、前記筒状金型をその軸心周りに駆動回転自在に支持する支持ローラーを設け、前記筒状金型の一端口に挿入する吐出口を備えた注湯装置を設けてある遠心力鋳造装置及び鋳造管に関する。 The molten metal is poured into the cylindrical mold rotating around the rotation axis by a pouring device from one end of the cylindrical mold, and the molten metal is caused to follow the circumferential surface in the cylindrical mold by the centrifugal force of the cylindrical mold. A centrifugal casting method for solidifying while providing a cylindrical mold for centrifugal casting that forms a pouring space inside, and a supporting roller that supports the cylindrical mold so as to be driven and rotated around its axis. The present invention relates to a centrifugal casting apparatus and a casting pipe provided with a pouring device provided with a discharge port to be inserted into one end port of the cylindrical mold.
従来、遠心力鋳造技術は、一般的に筒状金型の一端口に取鍋からの溶湯を受けて流し込む樋からなる注湯装置を設け、その注湯装置から溶湯の自然流下で筒状金型内に注湯していた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, the centrifugal casting technology has generally provided a pouring device consisting of a bowl that receives molten metal from a ladle at one end of a cylindrical mold, and the cylindrical mold is formed under the natural flow of molten metal from the pouring device. Hot water was poured into the mold (see, for example, Patent Document 1).
上述した従来の遠心力鋳造方法及び鋳造装置では、筒状金型が小口径でしかも長尺になればなるほど、溶湯を一端口から他端口まで流して供給するのが困難になり、途中で金属が凝固したり、十分な量の溶湯が他端部まで届かなかったりする問題点があった。つまり、筒状金型が小口径になれば、注湯量も少なく、湯先に到達するまでに湯温低下が生じやすく、また、注湯装置の吐出口の口径も小さくなるために、鋳込み速度が遅くなるため、同様に湯流れが悪くなり、小口径で長尺の製品を鋳造するのは困難であった。 In the above-described conventional centrifugal casting method and casting apparatus, as the cylindrical mold has a small diameter and a long length, it becomes more difficult to flow the molten metal from one end to the other end, and in the middle of the metal There is a problem that solidifies or a sufficient amount of molten metal does not reach the other end. In other words, if the cylindrical mold has a small diameter, the amount of pouring is small, the temperature of the hot water tends to decrease before reaching the tip of the hot water, and the diameter of the discharge port of the pouring device is also small. As a result, the hot water flow similarly deteriorated, and it was difficult to cast a long product with a small diameter.
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、筒状金型が小口径で長尺になっても十分溶湯が他端部まで供給される遠心力鋳造方法と装置を提供するところにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a centrifugal force casting method and apparatus in which the above-mentioned problems are solved and a sufficient amount of molten metal is supplied to the other end even when the cylindrical mold has a small diameter and is long. is there.
本発明の遠心力鋳造方法において、第1の特徴構成は、回転軸心周りに回転する筒状金型内にその一端口から注湯装置によって溶湯を加圧して吐出させ、前記筒状金型による遠心力によって、前記溶湯を前記筒状金型内の周面に沿わせながら凝固させる遠心力鋳造方法であって、前記注湯装置の吐出口を前記筒状金型の一端口から挿入して、前記注湯装置の吐出口と前記筒状金型の一端口との間に隙間を設けた状態で、前記吐出口を前記筒状金型内に配置すると共に、前記吐出口から溶湯を吐出すると同時に、気体を前記吐出口の周囲の隙間から前記筒状金型内に流入させて溶湯を流し込むところにある。 In the centrifugal casting method of the present invention, the first characteristic configuration is that the molten metal is pressurized and discharged from a first end of the cylindrical mold rotating around the rotation axis by a pouring device, and the cylindrical mold is discharged. A centrifugal casting method in which the molten metal is solidified along the peripheral surface of the cylindrical mold by centrifugal force generated by inserting a discharge port of the pouring device from one end of the cylindrical mold. In the state where a gap is provided between the discharge port of the pouring device and the one end port of the cylindrical mold, the discharge port is disposed in the cylindrical mold, and the molten metal is supplied from the discharge port. Simultaneously with the discharge, the gas is caused to flow into the cylindrical mold through a gap around the discharge port and the molten metal is poured .
本発明の第1の特徴構成によれば、注湯装置で加圧された溶湯は、吐出口からの吐出流速が上がり、勢い良く筒状金型内に流れ込む。
従って、注湯された溶湯の温度が低下する前に湯先側に流れ、筒状金型が小口径で長尺であっても鋳造を行うことが可能となる。
また、前記吐出口と前記一端口との間の隙間から流入する気体により、その気流に誘導されて吐出口から吐出する溶湯の流速は上がり、湯先側により早く流れ込みやすくなる。従って、小口径であっても長尺の管を鋳造することが可能となる。
According to the first characteristic configuration of the present invention, the molten metal pressurized by the pouring device has a higher discharge flow rate from the discharge port and flows into the cylindrical mold vigorously.
Therefore, before the temperature of the poured molten metal decreases, the molten metal flows toward the hot metal side, and casting can be performed even if the cylindrical mold is small in diameter and long.
Further, the gas flowing in from the gap between the discharge port and the one end port increases the flow rate of the molten metal that is guided by the air flow and is discharged from the discharge port, so that it is easier to flow into the hot water side. Therefore, it is possible to cast a long tube even with a small diameter .
本発明の第2の特徴構成は、前記隙間を覆うように前記筒状金型の一端口の外側に設けた気体吐出ノズルから前記気体を吐出させるところにある。 The second characteristic configuration of the present invention is that the gas is discharged from a gas discharge nozzle provided outside the one end of the cylindrical mold so as to cover the gap .
本発明の第3の特徴構成は、前記吐出口の上側の気体流と下側の気体流の流速に差を付けて、吐出する溶湯に揚力を作用させることにある。 The third characteristic configuration of the present invention, prior SL with a difference in the flow velocity of the upper gas flow and the lower gas flow of the discharge port is to exert a lift on the discharge to the melt.
本発明の第3の特徴構成によれば、前記吐出口と一端口との間の隙間から流入する気体の内、吐出口の上側の気体流と下側の気体流の流速の差により作用する揚力により、吐出口から吐出する溶湯が上方へ浮上り、一端口からより遠くへ飛ばされて供給される。
従って、溶湯が筒状金型内をより早く他端口まで流れ込みやすくなり、全長に亘って行き亘ることになる。
According to the third characteristic configuration of the present invention, the gas flows from the gap between the discharge port and the one end port, and acts by the difference in flow velocity between the gas flow above and below the discharge port. Due to the lift, the molten metal discharged from the discharge port floats upward and is supplied by being blown away from the one end port.
Therefore, it becomes easier for the molten metal to flow into the cylindrical mold faster to the other end and spread over the entire length.
本発明の第4の特徴構成は、前記吐出口の上側の気体流路を、前記吐出口の下側の気体流路よりも長く設定してあるところにある。 The 4th characteristic structure of this invention exists in the place which set the gas flow path above the said discharge outlet longer than the gas flow path below the said discharge opening .
本発明の遠心力鋳造装置における特徴構成は、第1〜第4特徴構成のいずれか1項に記載の遠心力鋳造方法に使用する遠心力鋳造装置であって、内側に注湯空間を形成する遠心力鋳造用の筒状金型と、前記筒状金型をその軸心周りに駆動回転自在に支持する支持ローラーと、前記筒状金型の一端口に挿入する吐出口を備えた注湯装置と、前記注湯装置に収容した溶湯を加圧して前記吐出口より吐出させる加圧装置と、を備えることにある。 The characteristic structure in the centrifugal casting apparatus of this invention is a centrifugal casting apparatus used for the centrifugal force casting method of any one of the 1st-4th characteristic structure , Comprising: A pouring space is formed inside. a cylindrical mold for centrifugal casting, comprising a support roller for supporting freely rotated the tubular mold to its axis around the discharge port to be inserted into the tubular mold end opening of the pouring There exists an apparatus and the pressurization apparatus which pressurizes the molten metal accommodated in the said pouring apparatus, and discharges it from the said discharge outlet.
本発明の遠心力鋳造装置の第2の特徴構成は、前記筒状金型の他端口から前記注湯空間内の気体を吸引する吸引装置を、前記他端口に装着自在に設けてあることにある。 According to a second characteristic configuration of the centrifugal casting apparatus of the present invention, a suction device for sucking the gas in the pouring space from the other end of the cylindrical mold is provided on the other end. is there.
本発明の鋳造管の特徴構成は、第1〜第4特徴構成のいずれか1項に記載の遠心力鋳造方法によって鋳造された鋳造管であって、内径が30mm以下で、長さが500mm以上であることにある。 The characteristic configuration of the cast pipe of the present invention is a cast pipe cast by the centrifugal casting method according to any one of the first to fourth characteristic configurations, and has an inner diameter of 30 mm or less and a length of 500 mm or more. It is to be.
本発明によれば、小径の継ぎ目のない管が製造できる。 According to the onset bright, it can be manufactured having no small diameter seamless tubes.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
例えば、内径が30mm以下で、長さが500mm以上の小口径の管を鋳造するにあたり、図1、図2に示すように、内側に注湯空間2を形成する遠心力鋳造用の筒状金型1を設け、筒状金型1をその軸心周りに駆動回転自在に支持する支持ローラー3を複数設け、筒状金型1の一端口6に挿入する吐出口4を備えた注湯装置5を設けて遠心力鋳造装置を構成してある。
For example, when casting a small diameter pipe having an inner diameter of 30 mm or less and a length of 500 mm or more, as shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical metal for centrifugal casting that forms a
前記注湯装置5には、溶湯を受け入れるホッパー部8と溶湯を注湯空間2に吐出する吐出口4を設け、注湯装置5に収容した溶湯を加圧して吐出口4より吐出させる加圧装置9を設けてある。
その加圧装置9は、ホッパー部8に気密状態に嵌合させるためのホッパー蓋10を着脱自在に設けると共に、ホッパー部8内に不活性ガスを圧入する不活性ガス供給部11を設け、不活性ガス供給部11からのガスの圧入部12をホッパー蓋10に設けてある。
The
The pressurizing
また、前記筒状金型1の他端口7から注湯空間2内の気体を吸引する吸引装置13を、他端口7に装着自在に設けてある。
その吸引装置13は、真空ポンプ14と真空チャンバー15と開閉バルブ16とフィルター17と吸引口部18とを設けて、それらを連通接続し、真空ポンプ14を作動して開閉バルブ16を開弁すると、吸引口部18から注湯空間2内の気体をフィルター17を介して吸引することで、吸引した気体は、フィルター17と開閉バルブ16を通って真空チャンバー15に入り、真空ポンプ14から外方へ排気される。
その結果、筒状金型1の注湯空間2内は、減圧状態になり、吐出口4と筒状金型1の一端口6との間の隙間から気体が流入するようになっている。
A
The
As a result, the inside of the
上記遠心力鋳造装置によって鋳造する方法については、次の順に行う。
1.支持ローラー3を駆動回転して筒状金型1を高速回転させ、吸引装置13の吸引口部18を筒状金型1の他端口7に装着し、注湯装置5の吐出口4を筒状金型1の一端口6に挿入する
2.吸引装置13の真空ポンプ14を作動させ、注湯装置5のホッパー部8に溶湯を注ぐ。
3.ホッパー部8にホッパー蓋10を嵌合してガス供給部から不活性ガスをホッパー部8内に圧入して吐出口4から溶湯を勢いよく吐出させると共に、開閉バルブ16を開ける。4.注湯空間2に所定量の溶湯が鋳込まれると、筒状金型1内の溶湯が凝固するまで筒状金型1を、駆動回転し続ける。
5.注湯空間2内の金属が凝固した後、筒状金型1の回転を停止し、筒状金型1から成形金属を取り出す。
About the method of casting with the said centrifugal force casting apparatus, it carries out in the following order.
1. The support roller 3 is driven and rotated to rotate the
3. The
5. After the metal in the
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
[Another embodiment]
Other embodiments will be described below.
〈1〉 前記遠心力鋳造装置において、注湯装置5の加圧装置9と、吸引装置13の両方を設けた例を示したが、少なくともどちらか一方を設けてあれば良い。
〈2〉 前記注湯装置5の吐出口4を、筒状金型1の一端口6に対して隙間ができないように気密状に連通接続させるようにすれば、注湯空間2内は吸引装置13により一層減圧され、吐出口4とホッパー部8の内部空間との圧力差は大きくなり、吐出口4からの溶湯の吐出流速は上昇し、筒状金型1が長尺に成っても有利である。
〈3〉 筒状金型1の他端口7から外方に内部気体を排出して、一端口6から内部空間内に外部気体を流入させるには、図3に示すように、吸引装置13を設けるのに代えて、筒状金型1の回転に伴って注湯空間2内の気体を筒状金型1の他端口7から外方に排出する排気羽根19を、他端口7に取り付けてあっても良い。
〈4〉 また、注湯装置5の吐出口4と筒状金型1の一端口6との間に、気体を流入させて、吐出溶湯の流速を上げるのに、図4に示すように、吐出口4の周りに積極的に不活性ガス等の気体を流出させる気体吐出ノズル20を装着してあっても良い。
〈5〉 注湯装置5の吐出口4から吐出する溶湯に揚力を作用させて、一端口6からより遠くの湯先側に注湯するために、吐出口4と一端口6の隙間から吹き込む気体を、吐出口4の上側の気体流と下側の気体流の流速に差を付けるようにしてあっても良い。この場合、たとえば、図5に示すように、吐出口4の外部形状を工夫してあっても良い。
〈6〉 注湯装置5の吐出口4は、図6に示すように、斜め上方に向けて形成し、筒状金型1の一端口6からより遠くの他端口7側に溶湯が飛ぶようにしてあっても良い。
〈7〉 注湯装置5の吐出口4は、注湯時に一端口6から筒状金型1内方に挿入する例を示したが、場合によっては、一端口6に吐出口4を挿入せずに、外方から注湯してもよい。
<1> In the centrifugal casting apparatus, the example in which both the pressurizing
<2> If the
<3> To discharge the internal gas outward from the other end 7 of the
<4> Further, in order to increase the flow rate of the discharged molten metal by flowing gas between the
<5> In order to apply a lift to the molten metal discharged from the
<6> As shown in FIG. 6, the
<7> The example in which the
上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As described above, reference numerals are used for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings. In addition, it goes without saying that the present invention can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention.
本発明の遠心力鋳造技術は、小口径の金属管だけでなく、大口径の金属管の鋳造にも使用できる。 The centrifugal casting technique of the present invention can be used not only for casting small diameter metal tubes but also for casting large diameter metal tubes.
1 筒状金型
2 注湯空間
3 支持ローラー
4 吐出口
5 注湯装置
6 一端口
7 他端口
9 加圧装置
13 吸引装置
19 排気羽根
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記注湯装置の吐出口を前記筒状金型の一端口から挿入して、前記注湯装置の吐出口と前記筒状金型の一端口との間に隙間を設けた状態で、前記吐出口を前記筒状金型内に配置すると共に、前記吐出口から溶湯を吐出すると同時に、気体を前記吐出口の周囲の隙間から前記筒状金型内に流入させて溶湯を流し込む遠心力鋳造方法。 The molten metal is pressurized and discharged from one end of the cylindrical mold rotating around the rotation axis by a pouring device, and the molten metal is surrounded by the centrifugal force by the cylindrical mold. It is a centrifugal casting method that solidifies along the surface,
The discharge port of the pouring device is inserted from one end port of the cylindrical mold, and the discharge port is provided with a gap provided between the discharge port of the pouring device and the one end port of the cylindrical mold. A centrifugal casting method in which an outlet is disposed in the cylindrical mold, and at the same time as the molten metal is discharged from the discharge port, gas is caused to flow into the cylindrical mold through a gap around the discharge port and the molten metal is poured. .
内側に注湯空間を形成する遠心力鋳造用の筒状金型と、
前記筒状金型をその軸心周りに駆動回転自在に支持する支持ローラーと、
前記筒状金型の一端口に挿入する吐出口を備えた注湯装置と、
前記注湯装置に収容した溶湯を加圧して前記吐出口より吐出させる加圧装置と、を備える遠心力鋳造装置。 A centrifugal casting apparatus used in the centrifugal casting method according to any one of claims 1 to 4 ,
A cylindrical mold for centrifugal casting for forming a pouring space inside,
A supporting roller which drives rotatably supporting the cylindrical mold to the axis around
A pouring device provided with a discharge port for insertion into the tubular mold end opening of
Centrifugal casting apparatus and a pressurizing apparatus for discharging from the discharge port by pressurizing the molten metal accommodated in the pouring device.
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