JPH08506275A - 溶融金属、特に鋳鉄を鋳造機に供給するための装置、及び該装置を含む鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 溶融金属源と鋳造機の間に配置された、溶融金属供給装置（１）はモジュール式構造（３、１６）を有する。この構造は、溶融金属を溶融金属源から鋳造機まで運ぶ、交換可能な部品を構成するサイホン（３）と、サイホンの周囲にそれに接触して取り外し可能に配置された、サイホン（３）を予加熱するためのプレート（１６）とを含む。鋳鉄管の上昇連続鋳造に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融金属、特に鋳鉄を鋳造機に供給するための装置、 及び該装置を含む鋳造装置 本発明は溶融金属の鋳造に関するものであり、更に詳しく言えば、金属鋳造品 、特に鋳鉄管の垂直連続鋳造に関するものである。それは各種の金属鋳造品の鋳 造に応用されるが、薄肉鋳鉄管の鋳造に特に有利である。「薄肉管」という表現 は、それ自体による分離に考えられる厚さではなくて、厚さ／直径の比が小さく 、１０パーセント未満の管に適用される。 更に詳しく言えば、本発明は溶融金属を鋳造機に供給するための装置、特に鋳 鉄管の上昇垂直連続鋳造のための装置に関するものである。その供給装置は溶融 金属源と鋳造機の間に配置される。溶融金属源は通常は鋳鉄の注ぎとりべであり 、鋳造機は垂直ダイ型の金属鋳造品の上昇垂直連続鋳造用の機械である。したが って、本発明は、溶融金属源とそのような金属鋳造品用の装置の間に配置される 、鋳造装置の中間リンクに関するものである。 金属管の鋳造用のダイと高温入口を持つ垂直連続鋳造装置に関連するフランス 特許ＦＲ−Ａ−２５４７５１７号が、注ぎと りべと垂直ダイの間に配置された液状鋳鉄供給装置を既に記述している。この供 給装置は、アルミノケイ酸塩型の耐火材料で製作された、または黒鉛で製作され たワンピース部品より成るサイホン装置を含む。このサイホン装置は、鋳鉄を受 けるためのじょうごが上に置かれた垂直ダクトと、ダイの下端部に密封連結され ている水平ランナーとを含む。その下端部に対して水平ランナーは底プレートす なわち支えとして作用する。 現況技術によるこのサイホン装置はいくつかの問題をひき起こす。実際に、溶 融金属の鋳造に必要な高温をうけると、サイホン装置は連続鋳造作業中に急速に 損傷を受ける。特に、黒鉛製のサイホンは、その比較的高コストに加えて、徐々 に磨耗し、またはそれに接触する溶融鋳鉄によって徐々に消耗し、あるいは、そ の両方の現象を起こす。更に、ワンピース・サイホン装置は比較的大型の部品で あって、使用し難く、またサイホンを交換する場合に必要な取扱いが複雑になる 。黒鉛が消費されると、鋳鉄の組成が希望の分析範囲外まで変化することがある 。 本発明の目的は、既知の融解金属供給装置、特に、現況技術で公知のサイホン 装置が示す欠点を是正することである。 したがって、本発明の主題は、特に鋳鉄管の上昇垂直連続鋳 造用装置に対する、溶融金属源と鋳造機の間に配置される、溶融金属を鋳造機に 供給するための装置であって、一方では、溶融金属源から溶融金属を鋳造機まで 運ぶサイホンを、他方では、サイホンの周囲にサイホンに接触して配置された、 サイホンを加熱するための取り外し可能なプレートを含む、モジュール式構造を 有することを特徴とする装置である。 発明の他の特徴によれば、 − サイホンは、特に成型された耐火コンクリート製の交換可能な部品であり、 − サイホンは、頂部近くで溶融金属の入口穴で終端する第１のほぼ垂直な通路 と、溶融金属の出口穴を介して鋳造機の底部で発生する第２のほぼ垂直な通路と 、垂直な通路を互いに連結するほぼ水平な通路とを含む、ほぼＵ形の部品であり 、 − 第２の通路の周囲における部品の形は、シールを用いて、鋳造機の整合する 底部と相互作用するように円錐台形になっており、 − 装置は、殼の内部と加熱プレートの間に、熱絶縁性の化学的保護物質を充填 する空間が残るようにサイホンと加熱プレートを囲む耐火材料製の殼を更に含み 、 − 殼は、殼の内部に埋め込まれたインダクタ回路から特に構成され、加熱プレ ートを加熱する手段を含み、加熱プレートは電機子として作用し、 − 熱絶縁性の化学的保護物質は細かい鋳物砂であり、 − 加熱プレートは黒鉛製であり、 − サイホンと、サイホンを囲む加熱プレートとのスタックが耐火れんがの上に 配置され、 − サイホンが各加熱プレートを支持するための平面を含む。 本発明の主題は、上記のような溶融金属供給装置を含むことを特徴とする、特 に鋳鉄管の上昇垂直連続鋳造用の、金属鋳造品の鋳造装置でもある。 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について例としてのみ説明す る。 − 第１図は鋳鉄管の連続鋳造用のダイに連結されている現況技術の溶融鋳鉄供 給装置の断面立面図である。 − 第２図は本発明の溶融金属供給装置の断面立面図である。 − 第３図は本発明の供給装置に使用する黒鉛サセプタの分解斜視図である。 − 第４図は本発明の供給装置に使用する耐火コンクリートサ イホンの断面立面図である。 − 第５図は第４図のサイホンの平面図である。 − 第６図は本発明の溶融金属供給装置の断面斜視図である。 まず第１図を参照する。 この図は、フランス特許ＦＲ−Ａ−２５４７５１７号による、上昇連続鋳造に より鋳鉄管Ｔを製造するためのダイ２を供給するための既知の鋳鉄供給装置１を 示す。実際の供給装置１はほぼＬ字形のサイホン装置３で構成される。このサイ ホン装置３は本質的にアルミノケイ酸塩型耐火材料のワンピースで、または黒鉛 で製作される。サイホン装置３は供給ダクト４を含む。供給ダクトの上部はじょ うご形拡がり部５で終端する。サイホン装置の水平部６が水平ランナー７を含み 、この水平ランナーの一方の側が供給ダクト４に連結され、他方の側が上昇垂直 通路部８に連結される。その垂直通路部は、ダイの下側部分１０に設けられてい る円錐台形拡がり部９で終端する。ダイは本質的に円筒形黒鉛管１１で構成され る。その管はその下側部分１０が耐火カラー１２によって囲まれる。液状金属を その融点以上に保つために耐火カラーの内部に、インダクタ回路のケーブル１３ が埋め込まれる。ダイ２の下側部分１４が冷却回路 １５によって囲まれている。管を形成するために冷却回路１５は溶融金属を徐々 に凝固させる。供給装置１の運転中は、注ぎとりべＰが供給装置１のための溶融 鋳鉄源を構成する。とりべはダイ２に供給する。 この供給装置１のサイホン装置３は、本発明がその解決を提案している諸問題 をひき起こす要素である。実際に、このワンピース装置は取扱いおよび設置が単 純ではなく、費用がかかり、黒鉛製の時は特にそうである。また、鋳造中に溶融 鋳鉄の作用による磨耗すなわち消耗のために、ワンピース装置は徐々に劣化する 。したがって、現況技術によるこの供給装置１においては、ある数の管を鋳造し た時にサイホン装置３をそっくり交換しなければならない。 次に第２図を参照する。 この図は本発明の溶融金属供給装置１を示す。ダイ２に供給する、第１図の装 置に類似する、鋳鉄管の連続鋳造装置の枠組み内で、単に例によって本発明を説 明する。 本発明はその原理によりモジュール式供給装置を提供する。そのモジュール式 供給装置の主な部品は非常に低価格の交換可能なサイホンである。鋳鉄以外の金 属を用いる鋳造装置の枠組 み内で、または管製造用のダイではない鋳造品製造装置にも本発明を使用できる が、わかりやすいように、ダイを用いて得られる鋳鉄管の連続上昇垂直鋳造装置 の枠組み内で本発明を説明することにする。 本発明の供給装置１はサイホン３と、サイホンの入口と出口の部分を除いてサ イホン全体の周囲に配置されてサイホン３を加熱する、加熱プレート１６の形の サイホン加熱手段と、インダクタ１８を備える殻１７と、最後に、このサイホン ３と加熱プレート１６で構成されたスタックと殻１７の間に残された自由空間内 に配置された絶縁性の保護充填物質１９とを主として含む。殻１７の内部にはサ イホン３と加熱プレート１６が置かれる。 サイホン（第４図および第５図）： サイホン３を第４図と第５図に一層詳しく示す。これはほぼＵ形の部品であっ て、低コスト耐火材料、特に耐火コンクリートで成型される。サイホン３は溶融 鋳鉄用の下降する垂直入口通路２０を備える、横断面が正方形の部分３Ａと、上 方に向いた第２の垂直通路２２に通じる水平通路２１を備える横断面が正方形の 部分３Ｂとを含む。通路２２は円錐台部分３Ｃを有し、 通路２０よりはるかに短くて、通路２１に通じる。この部分３Ｃによって、ダイ の加熱底１０の整合する下側部分Ｉ０Ａをシールして中央に配置できる（第２図 ）。部分３Ｂは部分３Ａを僅かに越えて延びることによって、水平肩２３を形成 する。 このサイホン３はコアを伴うモールディングによって得られるので、モールデ ィングから生じる水平通路２１の２つの端部穴２４が、手作業で詰め込んだ耐火 土類を用いて閉じられる。したがって、サイホン３は鋳鉄の入口穴２５と出口穴 ２６を含む。余分の穴２４を閉じる際に、サイホンの内部の鋳鉄温度を測定する ための、アルミナシースの内部に設けた熱電対の形の計器が挿入可能である（い ずれも図示せず）。この組立体は閉じる前に穴に挿入される。耐火コンクリート から成型されたこのサイホンは簡単なので、各鋳造作業の後で交換される消耗可 能な極めて安価な部品を形成する。 じょうご（第２図）： サイホンの入口穴２５の上に置くために、このじょうご５の内部形状は円錐形 であり、液状鋳鉄をサイホン中に入れるために、じょうごの下側部分は同じ直径 で垂直通路２０に通じる。じょうご５は耐火コンクリート、好ましくはサイホン の耐火コ ンクリートと同じものからも成型される。じょうご５とサイホン３の間を確実に 封じるために、じょうごは耐火セメントによってサイホンに接合する。サイホン と同様に、じょうご５は１回または複数回の鋳造作業後に交換される、消耗する 安価な部品である。こぼしたり、はねたりせずに鋳鉄を流し込むことができるよ うにするために、じょうご５の上にじょうご通路２６が設けられる。じょうご通 路は消耗しない耐火セメントからなり、注ぎ込まれる鋳鉄を受けるためにじょう ごより大きい開口部を有する。 加熱プレート（第３図）： 本発明の供給装置１は、サイホンの物質を通じての伝導によって液状鋳鉄の温 度を維持するための１組の加熱プレート１６も有する。これらの加熱プレートは 、サセプタとも呼ばれ、それ自体が誘導加熱できるので、本発明は、厚さ３０ｍ ｍ程度の、たとえば、黒鉛製のプレートを提供する。これらのプレートは、第３ 図に示すように、サイホンの入口穴２５と出口穴２６を除き、下側プレートと、 上側プレートと、側面プレートとでサイホンを囲むように、サイホンの耐火物質 に直接接触して置かれる。サセプタとして用いられる、プレート１６の黒鉛は誘 導に よってサイホン３を、１０００℃の温度まで均一かつ制御可能に予加熱できるよ うにする。 第３図の例では、サイホン３の下で、部分３Ｂの各側に横に延びるベースプレ ート１６Ａと、部分３Ｂに隣接し、プレート１６Ａの縁部の上に配置された２枚 の垂直側プレート１６Ｂと、部分３Ｂの上に配置された上側プレート１６Ｃと、 サイホンの部分３Ａに隣接し、プレート１６Ｃと肩２３とプレート１６Ｂの上縁 部の上にそれぞれ配置された４枚の垂直プレート１６Ｄとを用いる。 絶縁体（第２図）： 黒鉛サセプタプレート１６とサイホン３とじょうご５とによって形成されたス タックが、耐火れんが２７の上に配置される。スタックと殻１７の間に空間２８ が残るように、耐火物質製の殻１７がこのスタックの周囲に配置される。既知の やり方で、インダクタ巻線１８が殻１７の厚さ中に埋め込まれ、外部電源（図示 せず）から電流が供給される。殻は、サイホンの部分３Ｂを囲んで後者の上を延 びる主部１７Ａと、部分３Ａの上側部分を囲んで後者の上を延びる延長部１７Ｂ とを備える。 殻１７と、サイホン３および予加熱プレート１６によって構 成されたスタックとの間の空間２８に、断熱機能及び予加熱要素を酸化から化学 的に保護する機能を提供する充填物質１９が充填される。実際に、誘導現象の作 用で黒鉛プレート１６が高い温度まで予加熱されると、黒鉛プレートは酸化され 劣化するようになる。これを避けるために、空間２８を、インダクタの殻１７と 、プレート１６を備えるサイホン３との間に単に注入される細かい鋳物砂で充填 することが好ましい。砂は空間２８内に流れ込み、その空間を完全に充填し、黒 鉛予加熱プレート１６とサイホン３を完全に囲んで供給装置１を最適に保護する 。この砂は供給装置１を分解する時に殻１７の除去を決して妨害せず、各鋳造作 業の後で回収してリサイクルできる。 第２図から分かるように、絶縁性の砂保持耐火れんが２９がプレート１６Ｃの 上に配置され、殻１７の延長部１７Ｂの下に挿入される。また、ダイ２の周囲に 補助インダクタ３０が配置される。 本発明の鋳鉄供給装置１は下記のようにして使用する。れんが２７及び下側予 加熱プレート１６Ａが支えの上に配置される。その支えは上昇台３１とすること ができる。この下側プレートの上に耐火コンクリートサイホン３が配置され、そ の後、第３ 図に示すように、残りのプレート１６の積み重ねと配置が終了する。それらの部 品間の動きを阻止するために、各種の予加熱プレートが保持手段、特に接着テー プによって取り囲まれる。次に、れんが２９が配置され、予加熱プレートによっ てサイホン３を予熱するためのインダクタ手段１８を備えた殻１７が、通常はガ ントリークレーンによって入れられる。これはサイホン３の周囲に中心を置いて 配置され、その後、殻７に砂１９が充填されて、恐らく黒鉛製のすべての部品が 被覆される。その後、インダクタ３０が所定の場所に置かれ、じょうご５がサイ ホン３の入口穴２５の上に接着され、ダイ２が、耐火セメントによってこのサイ ホンの部分３Ｃに接着される。その後、必要があれば砂を盛り上げる。その後、 予熱インダクタ１８がその電源キャビネット（図示せず）に接続され、供給装置 １の予熱が開始される。したがって、電機子として作用する予加熱プレートが温 度上昇して、砂１９とれんが２９によって熱と酸化から絶縁されたままサイホン ３を予加熱する。 装置の予熱には、インダクタ回路の電力に応じて、１〜３時間要する。鋳造前 の供給装置１の準備の補足として、固体鋳鉄の小球と舌状のものが鋳造中にくっ つき合うことを阻止するた めに、液状鋳鉄の種々の通路を黒くしておくと有利である。 予熱が終わって、溶融鋳鉄が充たされた注ぎとりべＰが使用できるようになる と、本発明の供給装置１による液状鋳鉄のダイの底への供給を開始できる。その 後に鋳鉄管の上昇連続鋳造が従来のやり方で行われる。 鋳造作業が終わると、サイホンの通路２１に残っている鋳鉄が凝固する。じょ うご５およびじょうご通路２６と、れんが２９と、殻１７と、砂１９と、予加熱 プレート１６と、サイホン３を順次除去することによって、本発明の供給装置１ が分解される。最後の部品を廃棄して新しいサイホンと交換する。その後で、次 の鋳造作業のために、本発明の供給装置１の再組立てを行う。したがって、本発 明の供給装置１は前記諸目的を完全に満たす。低価格の交換可能なサイホンを備 えるモジュール式構造を得ることによって、この装置は金属鋳造品の生産コスト と、装置が要する取扱いコストを低減する。 本発明は棒などの中実体の鋳造にも応用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に鋳鉄管の上昇垂直連続鋳造用装置（１）に対する、溶融金属源（Ｐ）と 鋳造機（２）の間に配置された、溶融金属を鋳造機（２）に供給するための装置 であって、一方では、溶融金属源（Ｐ）から溶融金属を鋳造機（２）まで運ぶサ イホン（３）を、他方では、サイホン（３）の周囲にサイホンに接触して配置さ れた、サイホンを予加熱するための取り外し可能なプレート（１６）を含む、モ ジュール式構造（３、１６）を有することを特徴とする装置（１）。 ２．前記サイホン（３）が、特に成型された耐火コンクリート製の交換可能な部 品であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の供給装置（１）。 ３．サイホン（３）が、頂部近くで溶融金属の入口穴（２４）で終端する第１の ほぼ垂直な通路（２０）と、溶融金属の出口穴（２６）を介して鋳造機（２）の 底部で発生する第２のほぼ垂直な通路（２２）と、前記垂直な通路（２０、２２ ）を互いに連結するほぼ水平な通路（２１）とを含む、ほぼＵ形の部品であるこ とを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載 の供給装置。 ４．第２の通路（２２）の周囲における前記部品の形が、シールを用いて、鋳造 機（２）の整合する底部（１０Ａ）と相互作用するように円錐台形（３Ｃ）であ ることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の供給装置。 ５．装置が、殼（１７）の内部と予加熱プレート（１６）の間に、熱絶縁性の化 学的保護物質（１９）が充填される空間（２８）が残るようにサイホン（３）と 予加熱プレート（１６）を囲む、耐火材料製の殼（１７）を更に含むことを特徴 とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の供給装置。 ６．殼（１７）が、殼（１７）の内部に埋め込まれたインダクタ回路（１８）に よって特に構成される予加熱プレート（１６）を予加熱する手段（１８）を含み 、予加熱プレート（１６）が電機子として作用することを特徴とする請求の範囲 第５項に記載の供給装置。 ７．熱絶縁性の化学的保護物質（１９）が細かい鋳物砂であることを特徴とする 請求の範囲第５項または第６項に記載の供給装置（１）。 ８．予加熱プレート（１６）が黒鉛製であることを特徴とする 請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の供給装置（１）。 ９．サイホン（３）と、サイホン（３）を囲む予加熱プレート（１６）とのスタ ックが耐火れんが（２７）の上に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項 から第８項のいずれか一項に記載の供給装置（１）。 １０．サイホン（３）が各予加熱プレート（１６）を支持するための平面を含む ことを特徴とする請求の範囲第１項から第９項のいずれか一項に記載の供給装置 （１）。 １１．請求の範囲第１項から第１０項のいずれか一項に記載の溶融金属供給装置 （１）を含むことを特徴とする、特に鋳鉄管の上昇垂直連続鋳造用の、金属鋳造 品の鋳造装置。