JPS6211290B2

JPS6211290B2 -

Info

Publication number: JPS6211290B2
Application number: JP15485775A
Authority: JP
Inventors: Jiro Sato
Original assignee: TOWA KIKO KK
Current assignee: TOWA KIKO KK
Priority date: 1975-12-26
Filing date: 1975-12-26
Publication date: 1987-03-11
Also published as: JPS5279961A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は鋳鉄、鋳鋼、アルミ等の注湯装置に関
するものであり、更に詳しく言えば取鍋から鋳型
への注湯に際して注湯される金属溶湯の注湯量を
自動的に且つ正確に計量することのできる自動注
湯装置に関するものである。本発明は鋳鉄、鋳
鋼、アルミ等の連続鋳造設備に有効に使用され得
るものである。

最近の鋳鉄、鋳鋼、アルミ等の連続鋳造設備に
おいては、上型・下型を重ね合せた鋳型を造型ラ
インにより連続して作り、これをタクトドライブ
式連続モールドコンベアライン上に送り、順次鋳
型を注湯セクシヨンへと移動させ、一方注湯さる
べき溶融金属は溶解炉から取鍋中に満載され、前
記注湯セクシヨンへと搬送され、熟練した作業員
が未注湯鋳型の湯だまりへと取鍋を傾斜させて調
整しながら適当量注湯を行なう方法がとられてい
るのが普通である。

これらの作業環境は高温度環境であると共に、
鉄、アルミ等の溶融金属が飛散することが多く極
めて危険であり、悪いものである。しかも注湯作
業は前述の如く高度の技術を必要とし、熟練され
た作業員を必要とする。このため無人による自動
注湯化が強く要望され、種々の自動注湯装置が提
供された。しかしながら、自動注湯化即ち自動注
湯装置における注湯において、最も重要な問題で
ある。溶湯の自動計量の問題が十分に解決されて
はおらず、この点において、従来の自動注湯方法
及び装置は不十分であつた。従来自動計量は注湯
装置内及び注湯された溶湯の絶対値を求めること
によつて行なわれるのが通常であるが、この方法
によれば溶湯量の絶対値を求めることは極めて困
難で、精度の高い測定装置を必要とするか、又は
誤差の大きな自動計量となつた。

又、注湯装置の構造によつて、取鍋が揺動又は
振動すること等により荷重計量機に不測の誤差フ
アクターが働き、溶湯の計量に誤差を生じ、正確
な自動注湯を達成し得ないことがある。

本発明者は、溶湯の自動計量を正確に行ない得
る自動注湯装置の構造につき、多くの研究実験を
行なつた結果、自動注湯装置には注湯時の揺動及
び振動、又は他の構成要素にて不測の誤差フアク
ターが生じることを見出し、斯る誤差フアクター
をなくするためには装置構造の剛性化及び簡略化
を図るべく、溶湯装置は造型ラインに沿つて設け
られた溶湯ライン上のみを制限された領域内にて
移動し得るように構成し、しかも該注湯装置は地
上に敷設されたレール上を移動するように構成す
るのが好ましく、更に重要なことは、取鍋を支持
し傾動せしめるための構造体は、レール上を走行
するようにした基枠に一体に骨組みされた上枠構
造体に複数個のロードセルを介して直接吊下げる
構造とするのが極めて好適であることを見出し
た。

本発明は斯る新規な知見に基づきなされたもの
である。

本発明は上記諸点に鑑みて、単に取鍋の重量の
変動値を測定することにより自動計量を行なう、
極めて構成の簡単な、精度の高い自動注湯装置を
提供することを目的とするものである。

先ず本発明に係る注湯を自動で行なうべく構成
された自動注湯装置の一実施態様について説明す
る。

ここで説明される、好ましい自動注湯装置の注
湯方法及び注湯装置の原理的構成は本出願人に係
る前の出願、例えば特願昭49−78176号、特願昭
49−78177号、特願昭50−126302号等に詳しく説
明される通りであるが、本発明の理解を容易にす
るために簡単に説明する。

第１図に示す如く、注湯装置は取鍋１と、該取
鍋１を内部に保持するための取鍋保持装置２と、
該保持装置２を走行させるために土台５に据え付
けられたレール４とから構成される。鋳型１００
は湯だまり１００ｃを有する上型１００ａと下型
１００ｂとより構成され、レール１０５上を走行
する台車１０４に取付けられ注湯装置より注湯さ
るべき注湯セクシヨンへと搬送される。次で注湯
装置の取鍋１は１′で示す位置へと傾斜回動さ
れ、取鍋内の溶湯が取鍋湯口１０から湯だまり１
００ｃへと注湯される。この時、取鍋の傾斜回動
即ち注湯作業を通して取鍋湯口１０から溢れ出る
溶湯流線の落下開始点１０′と湯だまり１００ｃ
との位置関係（１、ｈ）は一定に保たれる。つま
り取鍋は取鍋の傾動により湯口から溶湯が落下を
開始する点１０′が変動しないように湯口近傍の
ある一点Ｙを通る回転軸線ｂ―b′のまわりに回動
すべく構成される。これらについては続いて更に
詳しく説明する。

第２図及び第３図を参照して、本発明に係る自
動注湯装置に使用される取鍋１の原理的な構造及
び作用について説明すると、取鍋１は幅ｗの溝形
状をした湯口１０の近傍の一点Ｙを通る軸線ｂ―
b′のまわりに傾斜回動され溶湯Ｌが湯口を通り鋳
型１００へと注湯される場合に、取鍋１の中の残
留溶湯Ｌの露出表面積Ｓが取鍋１の傾斜回動に関
係なく大略一定になるような形状に構成される。
つまり取鍋１は、取鍋湯口１０を通る縦断面形状
が、第３図に図示する如く、取鍋回転軸線ｂ―
b′上の一点Ｙを含む前壁８と、この前壁８の一点
Ｙを基点として半径R₃の円弧ａ―a′を内壁面とす
る後壁９に直交するように形成され、全体として
扇形箱形に構成される。特に側壁６，７は図示さ
れる形状に限定されるものではなく、湯口１０に
対し左右対称の形状であれば如何なる形状でもよ
い。前壁８の内側には回転軸線ｂ―b′（基点Ｙ）
より半径R₂の半円弧状の凸部８′が設けられ、後
で説明するように溶湯の取鍋中での露出表面積を
一定にする働きをなす。又湯口１０は前壁８及び
凸部８′に幅ｗを持つ溝を形成して設けられ、湯
口１０の底部の溶湯が吐出する際の仮想流れ溶湯
の下水平面Ｈを形成する部分は基点Ｙから半径
R₁の円弧形状に形成される。本取鍋においては
つまり前壁の厚みは２R₁にて形成されることに
なる。尚取鍋１の内壁部１２は耐熱炉材で作ら
れ、これを囲繞する外壁部１１は鉄板を溶接して
形成される。

以上の如くに形成された取鍋１が回転軸線ｂ―
b′のまわりに傾動されると、溶湯Ｌは前壁８に設
けられた湯口１０を通り鋳型１００へと流出し出
す。この状態を更によく観察してみると第３図に
図示される如く、取鍋１の回動により溶湯は斜線
にて図示した流出溶湯Ｖだけ仮想流出溶湯下水平
面Ｈより上方に位置しこの分の溶湯が重力の作用
により湯口より流出せられる。この仮想流出溶湯
下水平面Ｈは回転軸線ｂ―b′よりR₁だけ上方位置
にあり、この下水平面Ｈを作り出す湯口１０の底
部はR₁の円弧状をしているため、取鍋の回動に
より溶湯下水平面Ｈの位置が変動することはな
い。つまりここで流出溶湯Ｖが湯だまり１００ｃ
へと落下を開始する点１０′を仮想するとこの落
下開始点１０′は取鍋１の回動にかかわらず常に
一定の位置を保つ。故に、流出溶湯は斜線部で示
した流出溶湯Ｖの量を一定に保持すれば常に一定
の溶湯流れ線下の軌跡をたどることとなる。即ち
溶湯落下開始点１０′と湯だまり１００ｃとの位
置関係（１、ｈ）は一定に保つて注湯される。

更に、ここに説明する取鍋１の構造によれば、
取鍋中の溶湯の露出表面積Ｓは常に一定となる。
つまり第２図で大面積部S₁と、湯口小面積部S₂の
和よりなる溶湯露出表面積Ｓは、湯口小面積部S₂
が取鍋の回動によりわずかに変動するにしても、
大面積部S₁に比べて極めて小さく無視することが
でき、大面積部S₁は常に一定であるから結局溶湯
の露出表面積Ｓは常に一定に保たれると言うこと
ができる。故に本実施例に係る取鍋１は一定傾斜
回転速度で回転することにより、流出溶湯Ｖは常
に一定となり、常時一定の流れ線Ｔを描きながら
注湯することが可能となる。

更に、半径R₂の半円弧状の凸部８′によつて達
成される溶湯露出表面積を一定にする作用効果に
ついて図面を参照して更に詳しく説明する。

第１０図は取鍋１の注湯湯口近傍の拡大図であ
り、該図面を参照して取鍋の傾動態様とその時の
金属溶湯の流動態様を説明する。先ず、点Ｙ（第
２図の回転軸線ｂ―b′）のまわりに一定回転速度
で傾動する取鍋がの状態にあるとすると、上述
のように溶湯は仮想流出溶湯下水平面Ｈより上方
の斜線部分Ｖが重力の作用により注湯案内底辺縁
部R₁に沿つて湯だまり１００ｃへと溶湯流線Ｔ
を辿つて流出する。更に詳しく説明すると、取鍋
から湯口１０を経て流出する溶湯上面流れは前壁
８の内側に設けた半径R₂の半円弧状の凸部８′の
ｋ点より湯口幅ｗ（第１１図を参照せよ）の流路
を通つて流出する。この時の溶湯流れ状態を湯口
部上面から観察すると、第１１図のイに示すよう
に、流出溶湯は凸部８′のｋより溶湯落下開始点
１０′まで湯口幅ｗ間を層流となつて流れ、溶湯
落下開始点にてVsで示される流れ方向及び流速
にて湯だまり１００ｃへと落下する。

次に、取鍋が一定速度で傾動し、第１０図の
の状態になつたとしても、取鍋内の溶湯はの状
態のときと同じく取鍋上部には斜線部分Ｖが存在
しそして位置ｋにて凸部８′に接触しており、表
面積（S₁＋S₂）も全く変動せず、従つての状態
における溶湯上面流れは前壁８の内側に設けた半
径R₂の半円弧状の凸部８′のｋ点より湯口幅ｗの
流路を通つて流下する。つまり、この時の溶湯流
れ状態を湯口部上面から観察すると、第１１図の
ロに示すように、流出溶湯は凸部８′のｋより、
溶湯落下開始点１０′まで湯口幅ｗ間を層流とな
つて流れ、溶湯落下開始点にて流れ方向及び流速
Vsにて湯だまり１００ｃへと落下する。即ち、
の状態における湯口部における溶湯流れ流線
は、の状態とまつたく異ならない状態にて層流
流線となり溶湯落下開始点１０′から方向及び速
度Vsにて湯だまり１００ｃへと落下する。その
ため、取鍋の回転中心Ｙと湯だまり１００ｃとの
相対位置関係（ｘ、ｙ）を一定に保つて取鍋を傾
動しても、溶湯落下開始点１０′と湯だまり１０
０ｃとの相対位置（１、ｈ）はほぼ一定の状態に
維持されて溶湯が落下する。即ち溶湯落下開始点
１０′からの溶湯落下流線Ｔの軌跡は取鍋の傾動
角度位置と関係なく、大略一定の状態に保持され
て注湯が行なわれる。

次に、前壁８の内側に設けて半径R₂の半円弧
状の凸部８′がない場合の湯口からの出湯状態に
ついて第１２図及び第１３図を参照して説明す
る。

第１２図に図示するように、取鍋がの状態に
あるときは、回転中心Ｙより半径R₁の円弧状溶
湯案内底辺縁部を基準とした水平線Ｈより上部に
ある溶湯Ｖは、重力作用により円弧状溶湯案内底
辺縁部を経て出湯される。この時の出湯を湯口部
上面より観察すると、第１３図のイに図示される
ように、湯口幅ｗから流出する溶湯の流れ、特に
溶湯上面流れは前壁８のk′点より湯口幅ｗの底辺
縁部に沿つて流出し、この時点の湯口からの溶湯
落下開始点は１０′（流速及び方向Vs）となり、
この状態において湯口から流出した溶湯落下流線
は、落下開始点と湯口落下位置との関係が（１、
ｈ）の位置関係にて、鋳型湯口の湯だまり１００
ｃに落下することとなり、この状態は第１０図の
状態と同じである。

しかしながら、取鍋の傾動を続行し、前壁が
の状態からの状態になつたとすると、溶湯の上
面は前壁８のk″に接触し、表面積はＳからＳ
へと変動し、湯口部を通過する溶湯上面流れは
前壁のk″より流出することになり、湯口からの
溶湯落下開始点は前記の状態の１０′（流方向
及び流速Vs）位置から１０″に移動することとな
り、流れ方向及び流速はVs′の状態となる。その
ために落下開始点からの落下流線は２点鎖線の如
き流線となる。該流線は湯だまり１００ｃ位置か
らずれることとなり適正な注湯ができなくなる。

即ち、例え断面が扇形状をした取鍋であつて
も、本発明に従つた形状とされない取鍋において
は該取鍋の回転中心軸Ｙと湯だまり１００ｃの位
置関係（ｘ、ｙ）を一定にして且つ一定速度にて
傾動しただけでは、第１２図に示すように、表面
積が時間と共に変動し、従つて注湯流線を一定に
保つて注湯を行なうことは不可能である。

このように、本発明に従つて取鍋の前壁８の内
側に半径R₂の半円弧状の凸部８′を設けることに
より始めて、溶湯落下開始点１０′及び溶湯の注
湯口からの流出方向及び速度Vsは一定となり、
従つて取鍋回転軸線ｂ―b′（点Ｙ）と湯だまり１
００ｃとの関係（１、ｈ）を変えることなく且つ
一定速度回転傾動運動によつて注湯を行なうこと
ができる。

取鍋側壁６，７の外側前方端にはＹ点を通る回
転軸線ｂ―b′に整列して軸受１３，１４が設けら
れ、取鍋保持装置２に設けた短支軸２４，２５に
夫々着脱自在に係合できるようにされる。取鍋側
壁６，７の外側後方端には軸線ｂ―b′を中心とす
る円弧状のラツクギア１５，１６が設けられ、取
鍋保持装置２に設けた取鍋駆動歯車２７，２８
（第４図、第５図を参照せよ）に夫々噛合するよ
うにされる。実際に使用の取鍋にあつては取鍋開
口上部に蓋Ｃが設けられる（第１図、第４図及び
第５図を参照せよ）。

次に第１図、第４図及び第５図を参照して取鍋
保持装置２について説明する。原理的には第２図
及び第３図について述べたと同じ構造及び作用を
なす取鍋１を保持するために、取鍋保持装置２は
基枠１７、該基枠１７に一体に骨組みされた上枠
１８、及び該上枠１８に後で詳しく説明する注湯
溶湯計量装置を構成するロードセル１９ａ〜１９
ｄを介して直接取付けられた下枠２０から構成さ
れる。更に基枠１７には該基枠に取付けられた駆
動モータM₁により駆動ベルト２３を介して駆動
される車軸２２ａ，２２ｂが設けられる（第５図
を参照せよ）。該車軸２２ａ及び２２ｂには夫々
車輪２１ａ，２１ｂ及び２１ｃ，２１ｄが設けら
れ、該車輪はレール４の上にのつている。従つて
取鍋保持装置２は駆動モータM₁の作動によりレ
ール４上を走行可能とされる。

下枠２０は、前述したように上部４ケ所にてロ
ードセルを介して直接上枠１８に垂下されて取付
けられる。このように、取鍋１を保持し揺動せし
める下枠２０をロードセルを介して直接上枠１８
に取付けることにより、ロードセルに伝達される
下枠２０の振動等は増幅されることがなく最小限
度とされ、又下枠は他の部材にて案内又は担持さ
れることがなく、斯る手段からの摩擦等による誤
差フアクターを最小限とすることが可能であり、
ロードセルには取鍋１内の溶湯の重量変化が極め
て正確に伝達される。このロードセルは注湯装置
の制御装置に信号を送り取鍋の回動及び停止を制
御し注湯量を制御するのに使用され得る。ロード
セルは本発明では複数個、本実施例では４個設け
られるが、これにより各ロードセルが有する性能
上のバラツキを平均化し、高精度の計量を可能と
する。下枠２０は前方端に短支軸２４，２５を有
し、取鍋１の軸受１３，１４が係合し、取鍋１を
回転自在に支持する働きをなす。又下枠２０の後
方端には回転自在に駆動軸２６を設け、該駆動軸
２６には取鍋１に設けられたラツクギア１５，１
６に噛合する取鍋駆動歯車２７，２８が設けられ
る。駆動軸２６の一端の突出端には駆動歯車２９
が固着される。この駆動歯車２９は下枠２０に取
付けられた駆動電動機M₂により回転速度制御部
３０及び減速部３１を介して駆動される。取鍋の
駆動は、以上説明したように、駆動電動機→速度
制御機構部→歯車系→取鍋駆動歯車の手段によつ
て行なわれたが、勿論取鍋の駆動はこれに限定さ
れるものではなく、公知の如何なる手段例えば油
圧（空気圧）シリンダ、油圧（空気圧）速度制御
機構、油圧（空気圧）源を取鍋の後壁外周部に装
着することによつても同様に行なうことができ
る。

上枠１８にはその前方側部に後述する目的のた
めに注湯検出器、つまり溶湯オーバフロー検出器
３０１と、未注湯枠検出器３０２とが設けられ、
又基枠の前方側部にも溶湯流出検出器３０３が設
けられる（第４図を参照せよ）。

第５図を参照して判るように、取鍋の後壁９に
設けた水平位置設定作動片４０１、溶湯残量検出
作動片４０２、取鍋前傾動停止作動片４０３と
夫々係合し動作するスイツチSW₁，SW₂及びSW₃
が下枠２０に取付けられる。水平位置設定スイツ
チSW₁は取鍋１の注湯前水平位置を設定するもの
であり、溶湯残量検出スイツチSW₂は取鍋内の残
存溶湯が少なくとも１鋳型注湯量に満たない状態
になつたのを検出し注湯を停止する信号を出すた
めのものであり、取鍋前傾動停止スイツチSW₃は
例えば取鍋内の溶湯を全部流出させる作業等の時
取鍋が過度に前傾動するのを防止するためのもの
である。

次に注湯装置の作用について説明すると、取鍋
１はその軸受１３，１４を取鍋保持装置２の短支
軸２４，２５へ、又取鍋１のラツクギヤ１５，１
６を取鍋保持装置１の下枠２０に設けた駆動歯車
２７，２８へと係合させ、第１図に図示する如き
水平位置にて取鍋保持装置２に保持される。この
状態にて溶湯が溶解炉（誘導炉又は保持炉）又は
自走溶湯搬送装置から取鍋１の中へと転送され、
取鍋即ち溶湯装置は注湯の準備が整う。一方鋳型
１００はこの注湯装置のある注湯セクシヨンに移
送され停止する。この時、鋳型湯だまりと注湯装
置２に保持された取鍋の関係は前述の如き位置に
設定されている。尚、ここに説明する注湯装置を
適用して有効な鋳造設備のレイアウトについては
更に後に述べる。

取鍋１は先ず駆動電動機M₂並びに速度制御機
構部３０により初期傾動速度Ｖ〓₁で傾斜回動さ
れる。取鍋１の中の溶湯が湯口を通過し始め落下
開始点１０′を通り放物流線Ｔの一点Ｘ（第３
図）を流れ始めると、取鍋保持装置２の基枠１７
の前方側部に設けた溶湯流出検出器３０３により
湯が流れ出したことを検知し、取鍋１を注湯傾動
速度Ｖ〓₂（Ｖ〓₂＜Ｖ〓₁）に落とす。ここで前
記溶湯流出検出器３０３は湯口１０から湯が流れ
出たのを検出するものであり、例えば湯から発す
る熱又は光（可視光線、紫外線、赤外線）等を検
出する機能を有するものである。又取鍋１の初期
傾動速度Ｖ〓₁を例えば注湯傾動速度Ｖ〓₁の10〜
80倍と言つたように速くするのは溶湯が湯口を通
過し始める時湯口から垂れるのを防止すると共
に、初期傾動速度Ｖ〓₁を速くすることにより一
定注湯傾動速度Ｖ〓₂により注湯される時の取鍋
内前記注湯下水平面Ｈより上方に位置した流出溶
湯Ｖにより速く達せしめ、所定の溶湯放物流線Ｔ
により速く近づけるためである。

一定量の溶湯が鋳型へと注湯されると、以後に
詳しく説明するような態様で信号が発せられ、取
鍋駆動制御装置が作動し取鍋を高速の後傾傾動速
度Ｖ〓₃にて後傾動させる。一定後傾動作動後取
鍋は停止し次回の注湯に備える。後傾傾動速度Ｖ
〓₃の大きさは取鍋湯口からの溶湯の「たれ」を
防止するために、注湯傾動速度Ｖ〓₂の大きさと
大略等しいか、それより大きいのが好ましい。上
記説明における取鍋の傾動速度Ｖ〓₁，Ｖ〓₂及び
Ｖ〓₃は、取鍋の容量、湯の材料と温度に起因す
る粘性、取湯口と鋳型湯だまりとの位置関係
（１、ｈ）などにより変化し適宜最適値になるよ
うに設定される。

注湯装置において、取鍋中の溶湯を一定量だけ
鋳型に注湯するための注湯溶湯量自動計量装置に
ついて詳しく説明する。

先ず自動計量装置の構成について説明すると、
該自動計量装置は第６図に概略表わされる通りで
ある。即ち、前記したように、取鍋保持装置２に
設けられたロードセル即ち荷重電気変換器１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ及び１９ｄが設けられ、該荷
重電気変換器はその出力が加算器２０１に接続さ
れ、加算器２０１の出力は増幅器２０２を介して
加算器２０３の一方の入力２０３ａに接続され、
加算器２０３の他方の入力２０３ｂには１個の鋳
型に注湯すべき溶湯量を設定する注湯量設定器２
０４が接続される。又加算器２０３は加算制御入
力２０３ｃを有し、加算制御入力に信号が加わつ
た時のみ注湯量設定器２０４からの信号を加算す
るように構成されている。加算器２０３の出力は
アナログ量―デイジイタル量変換器（以下Ａ―Ｄ
変換器とする）２０５に接続され、その出力（デ
イジイタル量）記憶回路２０６に接続されてい
る。記憶回路２０６は制御入力２０６ｂを有し、
該制御入力２０６ｂに信号が加わつた時のみ入力
２０６ａのデイジイタル量を記憶するように構成
される。記憶回路２０６の出力は比較器２０７の
基準入力２０７ａに接続され、比較器２０７の比
較入力２０７ｂにはＡ―Ｄ変換器２０５の出力が
接続されている。比較器２０７は比較入力２０７
ｂに加わるデイジイタル量が基準入力２０７ａの
デイジイタル量と同じかもしくは小となつた場合
に出力信号を発するように構成される。

次に自動計量装置の作用を説明する。まず注湯
装置が注湯を始める前の動作を説明すると、荷重
電気変換器１９ａ〜１９ｄには取鍋１、該取鍋を
支持する下枠２０、該下枠２０に設けられた種々
の部材、及び前記取鍋中の溶湯の荷重が加わり、
それが電気信号に変換され加算器２０１の出力に
表われる。しかし、荷重電気変換器１９ａ〜１９
ｄの出力はその電気的量が微小であり制御するの
に不向であるので増幅器２０２により増幅され
る。この時加算器２０３の加算制御入力２０３ｃ
には信号が加わらないように構成されており増幅
器２０２の出力はそのまま加算器２０３の出力に
表われＡ―Ｄ変換器２０５に加わりその値がデイ
ジイタル化されＡ―Ｄ変換器２０５の出力に表わ
れる。この時の値をW₀とする。

W₀＝w₁＋w₂ w₁：取鍋内の溶湯重量 w₂：取鍋重量＋枠体等の重量注湯を始める直前に記憶回路２０６の制御入力
２０６ｂに該信号W₀を加えるとこの時の入力の
値（以下初期値とする）W₀が記憶される。

期値W₀を記憶したあと、注湯装置は注湯動作
を始め取鍋が傾動される。この時加算器２０３の
加算制御入力２０３ｃに信号が加わるように構成
されており、注湯量設定器２０４の注湯量設定値
（設定値をw₃とする）が加算器２０３に加算され
Ａ―Ｄ変換器２０５に加わりその出力には（加算
値をW₁とすると） W₁＝W₀＋W₃＝W₁＋W₂＋W₃ なる量が表われる。従つて比較器２０７の基準入
力２０７ａには初期値W₀が加わり比較入力２０
７ｂには加算器W₁が加わることとなる。この時
には明らかなように W₁＜W₀ なる関係であるので比較器２０７の出力に信号は
表われない。

取鍋の傾動が進み溶湯が鋳型に注湯されると取
鍋内の溶湯重量w₁は減少する。取鍋の傾動が進
み溶湯が設定値w₃だけ注湯された場合、即ち、
取鍋内の溶湯重量w₁が W₁′＝w₁−w₃ となつた場合を考え、この時の加算器２０３への
加算値をW₁′とすると W₁′＝w₁＋w₂＋w₃＝w₁−w₃＋w₂＋w₃＝w₁＋w₂
＝W₀ となる。即ち、比較器２０７の基準入力２０７ａ
と比較入力２０７ｂの値が同じとなり比較器２０
７が動作し、出力に定量信号を発生する。これに
より取鍋は前傾動を中止し後傾動し、鋳型への注
湯を終了する。

本発明に係る自動注湯装置に設置される注湯溶
湯量自動計量駆動は以上のごとく構成され且つ作
用するものであるので、取鍋の重量、枠体の重量
及び枠体に付設された部材の重量等に全く影響さ
れず、設定量だけの注湯を正確に行うべく作動す
ることができる。

また上記説明で明らかなように計量値の相対値
により制御を行つているので、計量系の各構成す
なわち、荷重電圧変換器、増幅器、加算器、Ａ―
Ｄ変換器等は絶対的精度は動作に影響を及ぼすこ
とがなく単に相対的精度だけ必要となり、構成が
簡素となり安定度が向上する。

また注湯装置の稼動等による振動のため計量値
に誤差を生ずる場合には、Ａ―Ｄ変換器２０５の
出力値を数回平均化したものを記憶回路に記憶さ
せ、また、比較器２０７が数回動作したら、即
ち、数回比較入力が基準入力と一致または小とな
つたら定量信号を発するように構成することによ
り振動に起因する誤差を少なくすることができ
る。

次に、上記の如くにして溶湯を自動計量し注湯
を行なう注湯装置を適当に運転させるための鋳造
設備のレイアウトの一実施態様について、第７図
を参照して、説明する。

鋳造設備のラインとしては鋳型を連続して作り
そして該鋳型を所定の注湯位置へと移送する造型
ラインMLと、注湯装置を運行する注湯ラインPL
と、前記注湯装置に溶湯を転送すべく溶湯を溶解
炉（誘導炉５０、保持炉５１）から注湯位置の前
記注湯装置へと搬送する溶湯搬送ラインTLとか
ら構成される。本実施例においては造型ライン
MLは２列ML１，ML２設けられる。造型ライン
ML１に対しては注湯ラインは並行に設けられ、
従つて注湯装置Paは造型ラインに並行に走行す
る。造型ラインML２に対しては注湯ラインは、
該造型ラインML２に対し直角方向に並行に２列
PL２，PL３設けられる。勿論造型ライン及び注
湯ラインの数及び配列態様はこれに限定されるも
のではなく、他の種々の態様がとられ得る。

先ず造型ラインML１と注湯ラインPL１による
注湯態様を説明すると、保持炉５１から溶湯を移
送された溶湯搬送装置５２が溶湯搬送ライン上を
走行し、Ｐ１点にて注湯装置Paの取鍋へと溶湯
を転送する。転送完了と同時に、溶湯搬送装置５
２は待機点S₃にもどる。転送終了後造型ライン
ML１が移動し、未注湯鋳型がＰ１点に到達する
と注湯装置に設けた未注湯枠検出器３０２によ
り、注湯すべき旨の信号が発せられ、注湯装置は
自動注湯動作を開始する。取鍋は高速Ｖ〓₁にて
前傾動され、取鍋の湯口より溶湯が落下しはじめ
ると溶湯流出検知器３０３が作動し信号を発生
し、取鍋１を注湯傾動速度Ｖ〓₂に急速減速し、
鋳型へと注湯を行なう。前記自動注湯溶湯量計量
装置の働きにより、設定量分注湯が行なわれる
と、取鍋は高速のＶ〓₃にて後傾動を開始し、一
定角度傾動後停止し、Ｐ１点での１回目の注湯を
終了する。注湯完了信号により、鋳型は１タクト
矢印×方向に移動し、Ｐ２点からＰ１点へと未注
湯鋳型が移動される。鋳型が停止した後前回と同
様にＰ１点で注湯が行なわれ、Ｐ１点での２回目
の注湯が終了する。注湯終了後、今度は注湯装置
PaがＰ１点からＰ２点へと矢印Ｙ方向に移動し
て停止する。この注湯装置Paの移動中鋳型は停
止したままである。注湯装置Paは停止した後未
注湯鋳型に前回と同様の注湯を行ない、注湯装置
はＰ２点で１回目の注湯を行なう。以上のサイク
ルを順次継続し、取鍋内の残湯が規定値以下にな
ると残量検出スイツチSW₂の作動により注湯は自
動的に停止し、Pn点にいる注湯装置はＰ１点に
自動走行復帰する。そして再度溶湯搬送装置５２
から溶湯の供給を受けて注湯動作をくり返す。造
型ラインの停止、或は注湯作業の終了により注湯
装置内の残留を処理する場合には注湯装置Pa′を
Po位置まで移動させ、又一方空の溶湯搬送装置
５２′をPo点に呼込み残留を注湯装置Pa′から溶
湯搬送装置５２′へと転送する。この作業後溶湯
搬送装置５２′は待機点S₃に自動復帰する。

造型ラインML２は高速用であり、注湯ライン
は造型ラインの定点にて造型ラインに直角方向に
本実施例では２列に配置されており、注湯ライン
PL２，PL３には夫々注湯装置Pb，Pcが設けられ
る。注湯装置Pbの取鍋はＱ点にて溶湯搬送装置
５２より溶湯を搬送される。溶湯搬送装置５２は
転送完了と同時に待機点S₃に自動復帰する。転送
終了後造型ラインML２が移動し、未注湯鋳型が
Ｑ点に到達すると未注湯枠検出器３０２の作動に
より注湯装置は自動注湯動作を開始する。取鍋は
高速のＶ〓₁にて前傾動され、取鍋の湯口より溶
湯が落下し始めると、溶湯流出検出器３０３が作
動し、取鍋を注湯傾動速度Ｖ〓₂に急速減速し、
前記自動溶湯量計量装置の作動により設定量分注
湯されると高速傾動を開始し、一定角傾動後停止
し、注湯サイクルを終了する。注湯完了信号によ
り、鋳型は１タクト移動し、Ｑ点に未注湯枠が到
達する。鋳型の停止後、前回と同様にＱ点で注湯
する。注湯装置Pbにて順次注湯が行なわれてい
る間に、Ｒ点の注湯装置Pcに、溶湯搬送装置５
２により溶湯が供給される。注湯装置Pbにて注
湯が進行し、取鍋内の残湯が規定量以下（第７図
に図示される実施例の場合には２回注湯可能量）
になると注湯装置Pcが注湯を開始する。注湯装
置Pcが注湯を開始してから、２回注湯を終了す
ると注湯装置Pbは、注湯を終了し、溶湯の供給
を受ける。注湯装置Pcによる注湯が追行し、残
湯が規定量（１回注湯量以下）以下になると注湯
装置Pcは注湯は注湯を終了する。モールド枠が
２タクト分移動するとＱ点が未注湯枠となり、再
び注湯装置Pbにて注湯が行なわれる。造型ライ
ンの停止、あるいは注湯作業の終了により、注湯
装置内の残湯を処理する場合には、注湯装置Pb
及び注湯装置Pcを後方即ちPb′，Pc′に移動させ
る。空の溶湯搬送装置をＱ点に呼込み残湯を転送
する。次に溶湯搬送装置をＲ点に移動させ、注湯
装置Pcの残湯を転送する。自動復帰ボタンによ
り溶湯搬送装置は待機点に自動復帰する。

以上説明した鋳造設備の実際の仕様例としては
次の如くにすることができる。

造型ラインML１に対してモールド枠移動：60secタクトモールド枠移動時間：10sec 最大注湯量：70Kg／モールド所要注湯時間：15sec（70Kg／モールド：６
Kg／sec注湯速時実質注湯時間12sec）注湯装置移動時間：12sec 造型ラインML２に対して鋳型枠移動：24secタクト鋳型移動時間：7sec 最大注湯量：70Kg／モールド所要注湯時間：15sec（70Kg／モールド時）前記鋳造設備の説明においても概略述べた未注
湯枠検出器３０２及び溶湯オーバーフロー検出器
３０１について説明する。これら両検出器共、第
４図に明確に図示されるように、注湯装置の上枠
１８前方側部に設けられ、未注湯枠検出器３０２
は鋳型の湯だまり１００ｃに溶湯があるや否やを
検出し注湯装置の作動開始を制御するものであ
り、又溶湯オーバーフロー検出器３０１は注湯装
置の作動をより安全に行なわしめるためのもので
前記溶湯自動計量装置と併用することにより自動
注湯装置の作動上の安全性はより大きくなるもの
である。

溶湯オーバーフロー検出器３０１について更に
詳しく、第８図及び第９図を参照して説明する。
鋳型１００には湯だまり１００ｃの上端部と連通
する溶湯誘導路１００ｅが更に設けられる。溶湯
Ｌは取鍋１より湯だまり１００ｃに注入され、注
入された溶湯は一時湯だまりにためられ、鋳型内
へと湯口１００ｄを介して注入される。この時取
鍋１からの溶湯の注入量（鋳込量）は、湯だまり
１００ｃの中の溶湯の湯面s₁がＣ―Ｃ線、つまり
湯だまり１００ｃと連通する溶湯誘導路１００ｅ
の底面s₂より下方に位置するように注入される。
つまり通常鋳込時の溶湯の注入状態は、溶湯が湯
だまり１００ｃからオーバーフローして誘導路１
００ｅへと流出しないように調整される。鋳型本
体内に充分溶湯が充満されると、湯だまり１００
ｃから湯口１００ｄを介する溶湯の流れは停止
し、溶湯は湯だまりにためられ、ついには前記Ｃ
―Ｃ線を越えて誘導路１００ｅの方に流れること
となる。誘導路１００ｅに溶湯が流出せられたの
を検出するため、誘導路１００ｅの一部に適合す
るように、誘導路１００ｅの上方に溶湯オーバー
フロー検出器３０１が設けられており、この溶湯
オーバーフロー検出器３０１が動作すると取鍋１
から湯だまり１００ｃへの注湯は停止される。本
実施例において、溶湯オーバーフロー検出器３０
１は溶湯誘導路１００ｅの湯だまり１００ｃの斜
め上に設けられているが（第４図を参照せよ）、
これに限定されるものではなく他の位置に設けら
れてもよい。

取鍋１から鋳型に注湯される場合、溶湯は湯だ
まり又は湯面s₁に衝突し飛散することがあるが、
この飛散溶湯を溶湯オーバーフロー検出器３０１
が検出しないように、溶湯誘導路を若干長くする
ことができ、又上型鋳型の上に載せる重錘２００
の切欠き壁面２００ａにより飛散を防止すること
もできる。又溶湯オーバーフロー検出器で溶湯の
湯だまりからのオーバーフローを検出し、取鍋を
高速後傾動させ注湯を停止させる方法を行なう場
合、取鍋の注湯口から鋳型までの溶湯流線部分の
溶湯を許容し得るように、湯だまり及び誘導路は
設計されねばならない。

以上の如き注湯量制御方式を使用すれば、万一
鋳型内部に不良が生じた場合には溶湯は直ちに溶
湯誘導路に溢れ出るため即座にそれを検知して注
湯を停止させ得るという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は注湯状態にある注湯装置と鋳型との関
係を表わす概略図、第２図は注湯装置に使用する
取鍋の斜視図、第３図は第２図の線―にとつ
た取鍋の縦断面図、第４図は本発明に係る自動注
湯装置及び鋳型の作動態様を表わす鋳型の方から
見た斜視図、第５図は第４図と同様であるが、注
湯装置の後方より見た斜視図、第６図は溶湯量自
動計量装置の概略を表わすブロツク図、第７図は
鋳造設備のレイアウトを示す平面図、第８図は溶
湯オーバフロー検出方法を説明するための、鋳型
上部の拡大詳細図、第９図は第８図と同様に溶湯
オーバフロー検出方法を説明するための、鋳型上
部の斜視図、第１０図及び第１１図は、本発明に
従つた取鍋の湯口近傍の拡大断面図及び平面図で
あり、溶湯の流動態様を説明する。第１２図及び
第１３図は、従来の扇形取鍋の湯口近傍の拡大断
面図及び平面図であり、溶湯の流動態様を説明す
る。図中主要な部分は次の通りである。１：取鍋、２：取鍋保持装置、１７：基枠、１
８：上枠、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ：ロ
ードセル（荷重電気変換器）、２０：下枠、１
０：取鍋湯口、１５，１６：取鍋ラツクギア、２
７，２８：取鍋駆動歯車、１００：鋳型、１００
ｃ：鋳型湯だまり、１００ｅ：溶湯誘導路、２０
１：加算器、２０２：増幅器、２０３：加算器、
２０４：注湯量設定器、２０５：Ａ―Ｄ変換器、
２０６：記憶回路、２０７：比較器、３０１：溶
湯オーバフロー検出器、３０２：未注湯枠検出
器、３０３：溶湯流出検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１造型ラインに沿つて設けられた注湯ライン上
を移動するべく地上に敷設されたレール上を走行
するように構成され、且つ該注湯ライン上にて溶
湯供給手段からの溶湯の供給を受けるようにした
自動注湯装置であつて、前記レール上を走行する
ための走行手段を備えた基枠、該基枠に一体に骨
組みされた上枠、該上枠に複数個のロードセルを
介して直接吊下げられた下枠、該下枠に回転自在
に支持された取鍋、及び該取鍋を駆動するための
駆動装置を具備し、前記取鍋は、溶湯を鋳型に注
湯するための注湯湯口を前壁に設け、前記注湯湯
口から溶湯を終始一様な流れ状態で鋳型へと案内
するための前記注湯湯口底部の溶湯案内底辺縁部
はその縦断面形状が円弧状とされ、更に注湯時の
取鍋内の溶湯露出表面積が大略一定となるべく前
記注湯湯口を通る縦断面形状は扇形となるように
し且つ前記前壁には前記注湯湯口を除いてその内
側に前記円弧状溶湯案内底辺縁部の円弧中心をそ
の中心とした円弧状の凸部を設け、そして前記注
湯湯口の前記円弧状溶湯案内底辺縁部の円弧と前
記円弧状凸部の共通中心を通る軸線が回転傾斜の
ための回転軸線となるように構成されることを特
徴とする自動注湯装置。２駆動装置は、取鍋側壁の外側後方端に回転軸
線を中心とした円弧状のラツクギアと、該ラツク
ギアに噛合する取鍋駆動歯車を備え下枠に取付け
られた駆動電動機とから成る特許請求の範囲第１
項記載の装置。