JP2017001052A - 遠心鋳造装置、及びその装置における接種剤の散布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接種剤ｂを広範囲に均一に散布する。【解決手段】軸心回りに回転するモールド１と、そのモールドと相対的にモールドの軸心方向に移動してモールド内に進退する溶湯鋳込み用トラフ５と、そのトラフに付設されてエアーブローによりその先端開口から接種剤を散布する接種管１０と、を有する遠心鋳造装置である。接種管の先端に同一軸上の下面開口１２のパイプ１１を延設し、そのパイプ内の長さ方向に所要間隔で前方下向きに傾斜する複数の隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設け、その各隔壁の同一軸ｅ上に透孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃを形成し、その各透孔の大きさをパイプ先端に向かって順々に小さくする。この接種剤吐出構造であると、接種剤のモールド１内面に向かう量がモールドの軸方向に段階的になり、それに応じて吹き付け力が抑制されるとともに、接種剤も広範囲に均一に散布されるため、溶湯ｃの乱れも抑制されて咬み込みも抑制される。【選択図】図２

Description

この発明は、ダクタイル鋳鉄管等を製造する遠心鋳造装置、及びその装置における接種剤の散布方法に関する。

球状黒鉛鋳鉄からなるダクタイル鋳鉄管の製造、例えば、図１に示す、ＮＳ形ダクタイル鋳鉄管の遠心鋳造は、円筒形モールド（鋳型）１をローラ２により回転し、取鍋３から三角取鍋４を介して鋳込用トラフ５に溶湯ｃを送り込み、そのトラフ５をモールド１内の軸心方向に移動して溶湯ｃをモールド１内に鋳込んで(注湯し)、所要厚の円筒状溶湯層（鋳鉄管）Ａを形成する(特許文献１、段落００２５、図８参照)。

このとき、球状黒鉛鋳鉄では、機械的性質を改善するために接種を行う。しかし、この接種効果のフェーディング速度が大きいので、できるだけ溶湯ｃを鋳込む直前に接種することが好ましい。このため、上記トラフ５を用いる遠心鋳造においては、トラフ５の横又は下方に接種用配管（接種管）１０を付設し、エアーブローによりその配管１０先端開口から、接種剤ｂを注入された溶湯ｃに直接に吹き付けたり、モールド１内面に散布したりするようにしている（特許文献２、要約、段落０００２、図１、図３参照）。

特開２００５−２８８４７５号公報 特開２００１−２９３５４６号公報

従来の接種管１０による吹きつけ（散布）は、図５に示すように、接種管１０の先端に下向きのエルボ管（パイプ）を取付け、そのエルボ管６から、モールド１内面に接種剤ｂを吹き付けている。
このエルボ管６からの接種剤ｂの吹き付けは、接種剤ｂが狭い範囲に強く当たり、溶湯ｃが乱れやすく、その乱れにより跳ねた溶湯ｃが成型品（鋳鉄管）Ａの外面に咬み込んだりして、鋳鉄管Ａの外観品質に悪影響を与える。
この溶湯ｃの乱れをなくすために、エア圧を下げると、円滑な接種剤ｂの搬送及び吹き付けができなくなったり、接種管１０の詰まりを招いたりする。このため、エア圧を下げることはできない。
また、エルボ管６による接種は、接種剤ｂが狭い範囲に吹きつけられて固まりとなり、その固まりがモールド１の回転に伴いその内面にスパイラル状に付着してその内面広範囲に均一に散布されにくく、接種剤ｂが固まった所では、上記と同様に、鋳鉄管Ａの外面に咬み込んで鋳鉄管Ａの外観品質に悪影響を与える。

この発明は、以上の実状の下、エア圧を下げることなく、接種剤ｂをモールド内面広範囲に均一に散布するようにすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、接種管１０から吐出される接種剤ｂがその管１０の軸方向に段階的にモールド内面に向かうようにしたのである。
モールド１内面に向かう接種剤ｂが接種管（モールド）の軸方向に段階的になれば、それに応じて吹き付け力（エア圧）が抑制されるとともに、接種剤ｂもモールド内面広範囲に均一に散布される。このため、エア圧を下げることなく、溶湯ｃの乱れが抑制されて咬み込みも抑制される。

この発明に係る遠心鋳造装置としては、軸心回りに回転するモールドと、そのモールドと相対的にモールドの軸心方向に移動してモールド内に進退する溶湯鋳込み用トラフと、そのトラフに設けられてエアーブローによりその先端開口から接種剤を散布する接種管と、を有する遠心鋳造装置において、前記接種管の先端に下面が開口のパイプを延設し（延ばして設け）、そのパイプ内に長さ方向に所要間隔で上下方向の複数の隔壁を設け、その各隔壁に透孔を形成した構成を採用することができる。
上記パイプは、接種管と同一軸上としたり、上向き傾斜や下向き傾斜としたり、さらにそれらにおいて、側方に（横向きに）傾斜したりさせることができ、それらの傾斜角度は円滑な接種ができるように実験などによって適宜に設定する。

この構成において、上記各隔壁を、上記パイプの先端に向かって下り傾斜に設けたものとすれば、接種剤が溶湯の送り出される（注湯される）方向に向かうため、その接種作用が円滑になる。
また、上記各透孔を同一軸上とすれば、隔壁を接種剤が円滑に通過し、さらに、透孔の大きさをパイプ先端に向かって順々に小さくすれば、隔壁を通過する接種剤も徐々に少なくなって広範囲かつ均一な接種剤の散布が行われる。

また、この発明に係る遠心鋳造装置における接種剤の散布方法としては、軸心回りに回転するモールドと、そのモールドと相対的にモールドの軸心方向に移動してモールド内に進退する溶湯鋳込み用トラフと、そのトラフに付設されてエアーブローによりその先端開口から接種剤を散布する接種管と、を有する遠心鋳造装置における、前記接種管による接種剤の散布（供給・接種）方法において、前記接種管からその軸方向前方に吹き出される接種剤を、前記軸方向に所要間隔に設けた複数の隔壁で遮るとともに、その各隔壁の透孔に接種剤を通過させて、前記接種剤を散布する構成を採用することができる。

このようにすれば、吹き出される接種剤を隔壁で遮るため、その隔壁に当たった接種剤は下方に落下するとともに、隔壁の透孔を通過した接種剤はさらにつぎの隔壁に当たって落下する作用が行われて、接種剤がモールド内面広範囲に均一に散布され、溶湯の乱れも抑制されて咬み込みも抑制される。
この構成においても、上記各隔壁を、上記エアーブローの吐出方向に向かって下り傾斜に設けて、隔壁に遮られた接種剤を斜め前方に散布するようにすることができる。また、上記各透孔を同一軸上としたり、各透孔の大きさを接種管先端に向かって順々に小さくしたりすることができる。

この発明は、以上のように構成して、接種管から吐出される接種剤をその管の軸方向に向かって段階的にモールド内面に向かうようにしたので、吹き付け力が抑制されてその吹き付け力（エア圧）を下げる必要はなく、また、接種剤も広範囲に均一に散布されて、溶湯の乱れも抑制されて咬み込みも抑制される。このため、外観品質の改善された鋳鉄管を得ることができる。

この発明に係る遠心鋳造装置の一実施形態の概略断面図 同実施形態の要部の切断正面図 同要部の側面図又は断面図を示し、（ａ）は左側面、（ｂ）は図２のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は右側面 同他の実施形態の要部切断正面図 従来例の要部切断正面図

一実施形態を図１〜図３に示し、この実施形態の遠心鋳造装置は、図１に示す、ＮＳ形ダクタイル鋳鉄管Ａを遠心鋳造するものであって、従来と同様に、円筒形モールド１をローラ２により回転し、取鍋３から三角取鍋４を介して鋳込用トラフ５に溶湯ｃを送り込み、そのトラフ５をモールド１内の軸心方向に移動して溶湯ｃをモールド１内に鋳込むとともに、トラフ５横の配管（接種管）１０から、エアーブローにより接種剤ｂを吐出させて、所要厚の円筒状溶湯層（鋳鉄管）Ａを形成するものである。図中、Ｂは中子であり、中子装着機によりモールド１に装着する。

このような遠心鋳造装置において、この実施形態は、上記接種管であるパイプ１０の先端に同一軸上の下面開口１２の（下面にスリットが形成された）断面逆Ｕ字状のパイプ１１をフランジ１５を介して設け（連結し）、その開口１２を有するパイプ１１内にその長さ方向に所要間隔で上下方向の複数の隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ（総称符号：１３）を設けている。
両パイプ１０、１１は、フランジ１５を介してボルト止め接続せずに、ねじ込み接続したり、一本のパイプで構成したりすることもできる。パイプ１１の先端は、溶湯ｃの注湯に影響されないように、トラフ５の先端より後側（図１において右側）の適宜の位置に設定する。

各隔壁１３の間隔は、等間隔などとしたり、パイプ１１の先端に向かって徐々に狭くしたり、逆に徐々に広くしたり等と任意であり、最適な接種剤ｂの散布ができるように実験等によって適宜に設定する。また、隔壁１３の数も任意であり、開口１２もパイプ１１の全長に無くても良い。さらに、最終隔壁１３ｄは省略し得る。パイプ１１の長さも、隔壁１３の間隔等を考慮して同様に最適な接種剤ｂの散布ができるように実験等によって適宜に設定する。
各隔壁１３はパイプ１１の先端に向かって下り傾斜になっている。また、各隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃには同一軸ｅ（パイプ１１の軸心）上に透孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（総称符号１４）を形成し、その各透孔１４の大きさをパイプ１１先端に向かって順々に小さくしている。この透孔１４の大きさ変化度合いも、最適な接種剤ｂの散布ができるように実験等によって適宜に設定する。

この構成の遠心鋳造装置によるダクタイル鋳鉄管Ａの製造時、パイプ１０、１１を介し、エアーブローにより吐出される接種剤ｂは、複数の隔壁１３がその吐出方向に順々に設けられ、かつ透孔１４も順々に小さくなっているため、図２に示す、エアーブローの強さも矢印のように段階的に弱くなるとともに、接種剤ｂの各隔壁１３の通過量も段階的に少なくなり、やがて、最終の透孔のない隔壁（蓋板）１３ｄに当たって下方に落下する。
このように、モールド１内面に向かう接種剤ｂの量（吹き付け量）がモールド１の軸方向に段階的になり、それに応じて吹き付け力が抑制されるとともに、接種剤ｂも広範囲に均一に散布されるため、溶湯ｃの乱れも抑制されて咬み込みも抑制される。

このとき、隔壁１３がパイプ１１の先端に向かって下り傾斜になっているため、エアーブローも必要以上に弱くならず、接種剤ｂが広範囲に円滑に吐出（散布）される。その隔壁１３の傾斜角度θは、接種剤ｂが円滑に散布されるように実験などによって適宜に決定すれば良いが、この実施形態においては、θ＝４５度とした。
その隔壁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）を下方に鉛直に下げた実施形態を図４に示す。このとき、隔壁１３を右に傾斜（パイプ１１の後端に向かって下り傾斜）したものとすることもできる。

上記実施形態において、上記パイプ１１は、接種管１０と同一軸上でなくても、従来のベント管のように、下向き傾斜としたり、逆に上向き傾斜としたりすることができ、さらにそれらにおいて、側方に傾斜したりさせることができ、その傾斜角度は円滑な接種ができるように実験などによって適宜に設定する。
上記透孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、同一軸上でなくても、上下左右にずれていても良い。また、その大きさも、パイプ１１の先端に向かって順々に小さくすることなく、同一であったり、前後が逆（前の透孔が後の透孔より小さい）であったり等と、接種剤ｂの広範囲の円滑な吐出が行われる限りにおいて、任意である。
さらに、上記透孔１４は、一の隔壁１３に複数あっても良く、極端には、網構造であっても良い。網構造の場合、そのメッシュ度合いを調整することによって、接種剤ｂの各隔壁１３の通過量を調整する。

上記実施形態はＮＳ形鋳造管Ａの遠心鋳造の場合であったが、Ｓ形、ＵＳ形、ＵＦ形、Ｋ形、Ｔ形、Ｕ形、ＰＮ形、ＰＩＩ形等の各形の鋳鉄管Ａの遠心製造にこの発明を採用し得ることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ 鋳鉄管
ｂ 接種剤
ｃ 溶湯
１ モールド（鋳型）
２ モールド支持ローラ
３ 取鍋
４ 三角取鍋
５ 注湯用トラフ
６ エルボ管
１０ 接種管（パイプ）
１１ 接種剤散布用パイプ
１２ パイプ１１の開口（スリット）
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 隔壁
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 透孔
１５ 接続用フランジ

Claims (8)

1. 軸心回りに回転するモールド（１）と、そのモールド（１）と相対的にモールド（１）の軸心方向に移動してモールド（１）内に進退する溶湯鋳込み用トラフ（５）と、そのトラフ（５）に付設されてエアーブローによりその先端開口から接種剤（ｂ）を散布する接種管（１０）と、を有する遠心鋳造装置であって、
   上記接種管（１０）の先端に下面開口（１２）のパイプ（１１）を延設し、前記パイプ（１１）内にその長さ方向に所要間隔で上下方向の複数の隔壁（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を設け、その各隔壁（１３）に透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を形成したことを特徴とする遠心鋳造装置。
2. 上記各隔壁（１３）を、上記パイプ（１１）の先端に向かって下り傾斜に設けたことを特徴とする請求項１に記載の遠心鋳造装置。
3. 上記各透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を同一軸（ｅ）上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心鋳造装置。
4. 上記各透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の大きさをパイプ（１１）先端に向かって順々に小さくしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の遠心鋳造装置。
5. 軸心回りに回転するモールド（１）と、そのモールド（１）と相対的にモールド（１）の軸心方向に移動してモールド（１）内に進退する溶湯鋳込み用トラフ（５）と、そのトラフ（５）に付設されてエアーブローによりその先端開口から接種剤（ｂ）を散布する接種管（１０）と、を有する遠心鋳造装置における、前記接種管（１０）による前記モールド（１）内への接種剤（ｂ）の散布方法であって、
   上記接種管（１０）からその軸方向前方に吹き出される接種剤（ｂ）を、前記軸方向に所要間隔に設けた複数の隔壁（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）で遮るとともに、その各隔壁の透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に前記接種剤（ｂ）を通過させて、前記接種剤（ｂ）を散布することを特徴とする遠心鋳造装置における接種剤の散布方法。
6. 上記各隔壁（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を、上記エアーブローの吐出方向に向かって下り傾斜に設けて、隔壁に遮られた接種剤（ｂ）を斜め前方に散布するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の遠心鋳造装置における接種剤の散布方法。
7. 上記各透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を同一軸（ｅ）上としたことを特徴とする請求項５又は６に記載の遠心鋳造装置における接種剤の散布方法。
8. 上記各透孔（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の大きさを接種管（１０）先端に向かって順々に小さくしたことを特徴とする請求項５乃至７の何れか一つに記載の遠心鋳造装置における接種剤の散布方法。

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