JPH11188475A - 金属溶湯のラドル装置および給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 清浄な溶湯を汲み上げ、溶湯の移送および注
湯時においても溶湯を極力空気と接触させないようにし
た新規な金属溶湯のラドル装置の構造およびその注湯方
法を提供する。 【解決手段】 移動、昇降ならびに前方向へ傾動可能に
構成された容器本体１１と、前記容器本体の前部に該容
器本体の底部より下方に位置する管開口部２１から該容
器本体上部に亘って形成された外側管部２０と、前記外
側管部と連続してその管上部から前記容器本体下部に亘
って形成された内側管部２５と、前記内側管部の管下部
に形成され容器本体内部１２と連通する連通部３０と、
前記容器本体に形成された気体流出入部４１，４２を介
して該容器本体内部１２を減圧しまたは加圧するための
気体制御手段５０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属溶湯を成型
機等に給湯するためのラドル装置およびその注湯方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム合金の鋳造におい
て、アルミインゴットや成型廃材等を溶解して、その溶
湯を鋳型に注入して成型が行なわれる。溶解材料となる
アルミニウム合金中にはアルミニウム酸化膜の生成を促
進する亜鉛やマグネシウムが含有されているので、大気
中で溶解保持されるアルミニウム合金溶湯には湯面に酸
化膜が形成される。また、溶解材料には水分や不純物が
付着、混入しており、これらが溶解時に酸化物を生成す
る。

【０００３】従来の鋳造においては、添付図面の図９に
示すように、溶湯汲み出し部７０において、この酸化物
Ｎが浮遊する溶湯Ｍの表面から開放型ラドル８０を投入
して溶湯Ｍをすくい上げているのが現状である。このよ
うな方法では、すくい上げの際にその上部開口８１から
溶湯Ｍ表面の酸化物Ｎを一緒にすくい上げてしまうこと
が避けられない。また、ラドル８０の投入およびすくい
上げの際に溶湯が掻き乱されるので、清浄な溶湯Ｍの汲
み上げは一層困難である。さらに、開放型ラドル８０に
よる溶湯の移送の際および注湯時には、溶湯が大気と接
触するのでここでも酸化膜が形成される。

【０００４】溶湯Ｍ内の酸化物Ｎは、成型時に鋳造品表
面や内部にいわゆるピンホールやエアボイドといった成
型不良を引き起こしたり、あるいは鋳造品に介在物とし
て混入して、製品の機械加工時に刃物を損傷する等のト
ラブルを招く。このような問題は、大型ダイカストマシ
ンのための大容量の溶湯を給湯する場合には、特に顕著
である。

【０００５】近年、アルミニウム合金の鋳造品、特にダ
イカスト製品にあっては、製品が大型化し、しかも機器
の重要部分に多用され、その品質管理が一段と厳しくな
っており、それにつれて不良品の発生率が高くなってい
る。このような問題を解消するために、現状では、炉の
溶湯汲み口の溶湯内にセラミックフィルタを挿入して酸
化物等の濾過を図るなどしているが、前記のような開放
型ラドルでは、溶湯がラドル内に流入する際や、溶湯の
搬送中あるいは注湯時に空気と接触することが多いの
で、抜本的な解決策とはなっていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の点に
鑑みて提案されたもので、清浄な溶湯を汲み上げ、溶湯
の移送および注湯時においても溶湯を極力空気と接触さ
せないようにした新規な金属溶湯のラドル装置の構造お
よびその注湯方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、金属溶湯のラドル装置に係り、移動、昇降ならび
に前方向へ傾動可能に構成された容器本体と、前記容器
本体の前部に該容器本体の底部より下方に位置する管開
口部から該容器本体上部に亘って形成された外側管部
と、前記外側管部と連続してその管上部から前記容器本
体下部に亘って形成された内側管部と、前記内側管部の
管下部に形成され容器本体内部と連通する連通部と、前
記容器本体に形成された気体流出入部を介して該容器本
体内部を減圧しまたは加圧するための気体制御手段とを
有することを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、前
記外側管部および内側管部が断面逆Ｖ字形状に形成され
ている金属溶湯のラドル装置に係る。

【０００９】また、請求項３の発明は、金属溶湯の注湯
方法に係り、容器本体内を減圧して、機外の溶湯を、前
記容器本体前部に設けられた該容器本体の底部より下方
に位置する管開口部から該容器本体上部に亘って形成さ
れた外側管部へ吸入し、前記外側管部と連続してその管
上部から前記容器本体下部に亘って形成された内側管部
ならびに前記内側管部の管下部に形成され容器本体内部
と連通する連通部を経て容器本体内に汲み上げる工程
と、前記容器本体内を通常圧に戻して、前記工程で汲み
上げた溶湯を、該容器本体および前記内側管部内に保持
する工程と、前記容器本体内を加圧して、該容器本体お
よび前記内側管部内に保持された溶湯を前記外側管部の
管上部を経てその管開口部から機外に注出する工程を有
することを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項３において、さ
らに、溶湯の注出後に前記容器本体および前記内側管部
内に残留する溶湯を該容器本体を前方に傾動して前記外
側管部の管開口部から機外に排出する工程を含む金属溶
湯の注湯方法に係る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明のラドル装置の一実
施例を示す断面図、図２はその正面図、図３はこの発明
のラドル装置の溶湯汲み上げ状態を示す断面図、図４は
その溶湯保持状態を示す断面図、図５はその溶湯注出状
態を示す断面図、図６はラドル装置の傾動状態を示す断
面図、図７はこの発明の注湯方法における汲み上げから
注出工程を示す概略図、図８は同じくその注出後の工程
を示す概略図である。

【００１２】まず、この発明のラドル装置について説明
すると、この発明装置は主として大型ダイカストマシン
のための大容量のラドル装置として好適なもので、図１
および図２に示したように、ラドル装置１０は、容器本
体１１と、外側管部２０と、内側管部２５と、連通部３
０と、気体制御手段５０の各部を有する。

【００１３】容器本体１１は、内部１２にアルミニウム
合金等の高温（６５０℃から７５０℃程度）の金属溶湯
を収容する容器で、セラミックあるいは金属等の耐熱容
器より構成される。実施例では、セラミック体１４を金
属板１５によってバックアップしたものを示したが、経
済性を考慮して金属製のものであってもよい。容器本体
１１は、図示のように、その両側面の軸部６１を介して
アーム６２，６２によって前方向に傾動可能に支持さ
れ、該アーム６２はチェーン等の吊り下げ部材６３およ
びホイスト等の移動昇降装置６４によってレール６５に
対して移動、昇降可能に保持されている。なお、容器本
体１１の傾動機構については図示しないが、モータ等に
よる軸６１の回動あるいはワイヤ等の伸縮部材による傾
動等、公知の手段が適宜選択される。

【００１４】外側管部２０は、前記容器本体１１の前部
１１ｆに、該前記容器本体１１の底部１１ｂより下方に
位置する管開口部２１から該容器本体１１上部に亘って
形成される。符号２２は外側管部２０の管上部を表し、
この管上部２２は容器本体１１の内部１２の半分以上の
高さ位置に形成されることが望ましい。

【００１５】内側管部２５は、図示のように、前記外側
管部２０と連続してその管上部２１から前記容器本体１
１の下部に亘って形成される。符号２６は内側管部２５
の管下部を表す。内側管部２５を外側管部２０の管上部
２２から下向きに形成することによって、外側管部２０
と内側管部２５との折返し部に堰（メタルダム）２４が
形成される。この堰２４は、後述するように、容器本体
内部１２および内側管部２５に収容保持されている溶湯
Ｍ１の自然逆流を防止する。

【００１６】上記外側管部２０および内側管部２５は、
図１に図示し請求項２の発明として記載したように、そ
れぞれ傾斜状に形成して、断面逆Ｖ字状に形成すること
が製作上有利である。もちろん、垂直方向の逆Ｕ字形状
とすることも可能である。また、外側管部２０および内
側管部２５は、実施例のように、前記容器本体１１と同
一材によって一体に形成してもよい。なお、符号１９は
隔壁部である。

【００１７】連通部３０は、前記内側管部２０の管下部
２６に形成され、容器本体内部１２と連通する。実施例
の連通部３０は容器本体１１の内底部１３に形成されて
いる。

【００１８】気体制御手段５０は、図１からよく理解さ
れるように、容器本体１１に形成された気体流出入部４
１，４２を介して容器本体内部１２を減圧しまたは加圧
するためのものであって、図示のような公知の気体制御
回路を含む。実施例において、符号４１は容器本体１１
の上部に形成された制御気体の流入部、４２は同じく流
出部で、５１、５２は切換弁、５３は制御気体の給排気
部である。制御気体としては、窒素またはアルゴン等の
不活性ガスが好ましく用いられるが、通常空気でもよ
い。

【００１９】次に、上記ラドル装置１０の作動を、請求
項３および４の発明の注湯方法とともに説明する。請求
項３の発明においては、以下説明するように、機外の溶
湯を容器本体内に汲み上げる工程と、汲み上げた溶湯を
保持する工程と、容器本体内に保持された溶湯を機外に
注出する工程とを有する。また、請求項４の発明は、請
求項３に規定する工程に、さらに、残留溶湯を機外に排
出する工程を含む。

【００２０】この発明の注湯方法の概略を説明すると、
添付図面の図７はこの発明方法における汲み上げから注
出に至る工程を示し、図８は同じくその注出後の工程を
示すものである。両図におけるアルファベットの大文字
符号は、ラドル装置１０の位置を表し、図７の符号Ａは
ラドル装置１０が機外の溶湯汲み出し部７０から溶湯を
汲み上げる位置、Ｂは汲み上げた溶湯を保持して上昇ｕ
１した位置、Ｃはその前進ｆ位置で、Ｄはラドル装置１
０が下降ｄ１して機外の成型機９０に溶湯を注出する位
置である。また、図８の符号Ｅは注出後のラドル装置１
０の上昇ｕ２位置、Ｆは後退ｒ位置、Ｇはラドル装置１
０が下降ｄ２して容器本体１１を傾動して残留溶湯を排
出する位置を表す。

【００２１】まず、溶湯の汲み上げ工程について説明す
ると、図３は図８のＡ位置を表すものである。図の溶湯
汲み出し部７０は溶解保持炉７５の汲み出し口で、図示
しない溶解部で溶解された（アルミ）溶湯Ｍは溶湯保持
部７６で均一な温度に保持され連通口７７から溶湯汲み
出し部（汲み出し口）７０に流入する。符号７８は保持
バーナーである。

【００２２】この汲み上げ工程では、前記したラドル装
置１０の容器本体内部１２が減圧される。容器本体内部
１２の減圧は、前記気体制御手段５０の気体流出部４１
の切換弁５１を開き、かつ気体流入部４２の切換弁５２
を閉じ、気体給排気部５３を作動して、容器本体内部１
２の気体を吸引することによって行なわれる。

【００２３】ラドル装置１０の容器本体前部１１ｆに該
容器本体１１の底部１１ｂより下方に位置するように設
けられた外側管部２０の管開口部２１は、溶湯汲み出し
部７０の溶湯Ｍ内に浸漬される。このとき、外側管部２
０の管開口部２１は、溶湯Ｍの表面部の酸化物Ｎを汲み
上げないように、溶湯Ｍの湯面Ｌよりも５０ないし１０
０ｍｍ下面に浸漬することが望ましい。なお、管開口部
２１を溶湯Ｍ内に導入する際には、該導入部表面の酸化
物Ｎを器具または不活性ガスの吹き付けによって除去ま
たは移動することが好ましい。

【００２４】容器本体１１内の減圧によって、溶湯汲み
出し部７０の溶湯Ｍは、溶湯内部に浸漬された外側管部
２０の管開口部２１から該容器本体上部に亘って形成さ
れた外側管部２０へ吸入され、前記外側管部２０と連続
してその管上部２２から前記容器本体下部に亘って形成
された内側管部２５ならびに前記内側管部２５の管下部
２６に形成され容器本体内部と連通する連通部３０を経
て容器本体１１内に流入する。このとき、管開口部２１
は溶湯内部に浸漬されたまま不動であるから、溶湯が掻
き乱されることなく、ラドル装置１０には溶湯Ｍ表面の
酸化物Ｎが混入されることなく、清浄な溶湯Ｍのみが汲
み上げられる。

【００２５】ラドル装置１０内に所定量の溶湯Ｍ１が汲
み上げられた後、前記気体制御手段５０の切換弁５１，
５２を制御して容器本体１１内を通常圧に戻す。ラドル
装置１０内に計量器（図示せず）等を設置して切換弁の
制御を自動に行なうようにしてもよい。減圧による吸引
状態から開放されることによって、外側管部２０内の溶
湯は溶湯汲み出し部７０に自然流下し、一方、内側管部
２５および容器本体内部１２内の溶湯Ｍ１は外側管部２
０の管上部２２の堰（メタルダム）２４によって堰き止
められるので、そのまま残ってラドル装置１０内に保持
され、溶湯Ｍ１の収容が完了する。

【００２６】溶湯Ｍ１を保持したラドル装置１０は、図
７の符号ｕ１のようにＢ位置に上昇され、成型機９０に
向かって符号ｆのようにＣ位置まで前進する。図４はラ
ドルのＣ位置状態を表すものである。ラドル装置１０内
に保持された溶湯Ｍ１は大気とほとんど接触することな
く、また堰２４によって逆流することがなく安全に移送
できる。なお、溶湯Ｍ１の収容後のラドル装置１０にお
ける制御弁５１，５２は同図のように閉状態にしておく
のが好ましい。

【００２７】図５はラドル装置１０に保持した溶湯Ｍ１
を成型機９０の溶湯注入口９１に注出する状態を示し、
図７の符号Ｄ状態に対応する。同図のように、ラドル装
置１０内に収容した溶湯Ｍ１を機外に注出する工程は、
容器本体内部１２の加圧によって行なわれる。すなわ
ち、前記気体制御手段５０の気体流出部４１の切換弁５
１を閉じ、かつ気体流入部４２の切換弁５２を開き、気
体給排気部５３を作動して、容器本体内部１２に制御気
体を圧送する。容器本体内部１２の加圧により、ラドル
装置１０内の溶湯Ｍ１は外側管部２０の管上部２２の堰
（メタルダム）２４を乗り超えて押し出され、外側管部
２０の管開口部２１より成型機９０の溶湯注入口９１に
注出される。

【００２８】一定量の溶湯の注出後、前記気体制御手段
５０によって容器本体内部１２が通常圧に戻される。図
５において、符号９２はプランジャスリーブ、９３はプ
ランジャ、９４はゲート、９５は鋳型部で、溶湯注入口
９１に注出された溶湯Ｍ２は、プランジャ９３の前進に
よってゲート９４より鋳型部９５に導入され成型が行な
われる。

【００２９】上述の工程によって、溶湯の汲み上げ、保
持、注出の一サイクルが完了して、再び元の位置に戻っ
て次のサイクルが開始される。注出工程の後にラドル装
置１０内に溶湯Ｍ１が残留することがあるが、次に汲み
上げられる良質の溶湯と混合すれば、溶湯品質上ほとん
ど問題点とならない。ただし、成型サイクルが長くなっ
たりするような場合には、ラドル装置１０内の残留溶湯
を排出するようにしてもよい。

【００３０】請求項４の発明は、上述した工程におい
て、さらに、溶湯Ｍ１の注出後に前記容器本体内部１２
および内側管部２５内に残留する溶湯を該容器本体１１
を前方に傾動して前記外側管部２０の管開口部２１から
機外に排出する工程を含む金属溶湯の注湯方法に係る。

【００３１】図８に示したように、成型機９０に溶湯を
注出したラドル装置１０は、Ｄ位置からＥ位置に上昇ｕ
２し、Ｆ位置に後退ｒし、溶湯汲み出し部７０のＧ位置
に下降ｄ２する。このＧ位置で、残留溶湯の排出が行な
われる。図６はラドル装置１０を傾動するＧ位置状態を
表すもので、図のように、容器本体１１をその軸部６１
から前方に傾動して、容器本体内部１２および内側管部
２５内に残留する溶湯Ｍ３を外側管部２０の管開口部２
１から溶湯汲み出し部７０内の溶湯Ｍ中に排出する。排
出される残留溶湯Ｍ３の量はわずかであるから、溶湯汲
み出し部７０内の溶湯Ｍ中に排出しても影響はない。こ
の後、図７のＡ位置に戻し空になったラドル装置１０に
よって、溶湯Ｍの汲み上げ工程が繰り返される。

【００３２】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の
金属溶湯のラドル装置によれば、従来の開放型のラドル
を使用しないので、溶湯表面の酸化物を一緒にすくい上
げてしまうことがなく、しかも外側管部の管開口部は溶
湯中に浸漬されたまま不動で溶湯を汲み上げるので、溶
湯が掻き乱されることがなく、清浄な溶湯のみを汲み上
げることができる。また、溶湯の汲み上げおよび注出は
気体制御手段による容器本体内部の減圧および加圧によ
って行なわれるので、溶湯と空気が接触することが極力
避けられる。これによって、成型機で使用される溶湯の
品質管理を確実に行なうことができるようになり、鋳造
品の不良率を低下させることができる。

【００３３】また、この発明装置によれば、管上部の堰
（メタルダム）を介して外側管部および内側管部が設け
られるので、容器本体内部の溶湯の逆流が完全に防止さ
れ、また気体制御によって溶湯の汲み上げおよび注出を
行なうものであるから、作業の安全性が高く、工場内の
作業環境が向上する。

【００３４】さらに、この発明の給湯方法は、上のラド
ル装置を効果的に利用することができ、溶湯の汲み出し
および注出工程を、空気との接触を極力避けて、効率良
く行なうことができる。なお、この発明のラドル装置お
よび注湯方法は、特に、大型ダイカストマシンのための
大容量のラドル装置として極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のラドル装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】そのラドル装置の正面図である。

【図３】この発明のラドル装置の溶湯汲み上げ状態を示
す断面図である。

【図４】その溶湯保持状態を示す断面図である。

【図５】その溶湯注出状態を示す断面図である。

【図６】ラドル装置の傾動状態を示す断面図である。

【図７】この発明の注湯方法における汲み上げから注出
工程を示す概略図である。

【図８】同じくその注出後の工程を示す概略図である。

【図９】従来の開放型ラドルによる溶湯の汲み上げ状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ラドル装置 １１ 容器本体 １２ 容器本体内部 ２０ 外側管部 ２１ 管開口部 ２２ 管上部 ２４ 堰（メタルダム） ２５ 内側管部 ３０ 連通部 ４１，４２ 気体流出入部 ５１，５２ 切換弁 ５３ 気体給排気部 ６１ 軸部 ６２ アーム ６４ 昇降・移動装置 ６５ レール Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 溶湯 Ｎ 酸化物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動、昇降ならびに前方向へ傾動可能に
   構成された容器本体と、 前記容器本体の前部に該容器本体の底部より下方に位置
   する管開口部から該容器本体上部に亘って形成された外
   側管部と、 前記外側管部と連続してその管上部から前記容器本体下
   部に亘って形成された内側管部と、 前記内側管部の管下部に形成され容器本体内部と連通す
   る連通部と、 前記容器本体に形成された気体流出入部を介して該容器
   本体内部を減圧しまたは加圧するための気体制御手段と
   を有することを特徴とする金属溶湯のラドル装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記外側管部および
   内側管部が断面逆Ｖ字形状に形成されている金属溶湯の
   ラドル装置。
3. 【請求項３】 容器本体内を減圧して、機外の溶湯を、
   前記容器本体前部に設けられた該容器本体の底部より下
   方に位置する管開口部から該容器本体上部に亘って形成
   された外側管部へ吸入し、前記外側管部と連続してその
   管上部から前記容器本体下部に亘って形成された内側管
   部ならびに前記内側管部の管下部に形成され容器本体内
   部と連通する連通部を経て容器本体内に汲み上げる工程
   と、 前記容器本体内を通常圧に戻して、前記工程で汲み上げ
   た溶湯を、該容器本体および前記内側管部内に保持する
   工程と、 前記容器本体内を加圧して、該容器本体および前記内側
   管部内に保持された溶湯を前記外側管部の管上部を経て
   その管開口部から機外に注出する工程を有することを特
   徴とする金属溶湯の注湯方法。
4. 【請求項４】 請求項３において、さらに、溶湯の注出
   後に前記容器本体および前記内側管部内に残留する溶湯
   を該容器本体を前方に傾動して前記外側管部の管開口部
   から機外に排出する工程を含む金属溶湯の注湯方法。