JPH0312441Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は竪型の遠心鋳造用鋳型に関し、詳しく
はテーパを有する複層ロールの製造に好適な竪型
の遠心鋳造用鋳型に関する。

〈従来技術とその問題点〉 テーパ付きのロールは、例えばミルとして、鉱
石や岩石或いは石炭等を粉砕するのに他のロール
と組合わされて用いられるが、この様な用途に用
いられる場合においては、ロールを上記テーパ状
に構成しなければならない他、例えば外層部を耐
摩耗性に優れた材料とし、内層部を靭性に優れた
材料で構成した複層の複合ロールとする必要があ
る。

この様なテーパ付きの複層ロールを製造する方
法として、例えば特開昭59−101268公報、特開昭
59−101269公報、特開昭59−202153公報、特開昭
59−223155公報、特開昭60−3962公報等に記載の
方法が従来提供されている。がしかし、これら提
供されている各方法は何れも、いわゆる鋳かけ肉
盛法或いは鋳ぐるみ法によるものであり、予め形
成した内層部を予備加熱し、その周囲の鋳型空間
に外層部となる溶湯を静的に鋳込む方法である。
よつて、装置的には、内層部の加熱設備が特別に
必要で、また鋳型と加熱設備との組合わせも複雑
となり、また加熱した内層部のハンドリング等の
必要性から量産に不向きであるという欠点があ
る。一方、組織的には、内外層の溶着が不十分と
なりやすく、層境界に不純物が巻き込まれやすい
等の欠点がある。

竪型の遠心鋳造用鋳型も従来から提供されてい
るが、第９図に示すように、鋳型本体５１が円筒
形をしているのが普通である。よつて上蓋５２及
び下蓋５３との組合わせで構成される鋳型内空間
に、複数種類の溶湯を順次遠心鋳造して得られる
複層ロール５４については次の欠点を有してい
る。テーパ付きのロールにするには、さらに外
層部５４ａを切削加工する等の工程が必要であ
り、製品までの加工工数が増える。鋳造後に切
削加工等を必要とすることから、歩留りが低く、
特に外層部５４ａを構成する耐摩耗性は地金コス
トも高いことから、ロール全体の製品コストも高
くなる。テーパ付きのロールに最終加工された
時点で、外層部５４ａ、内層部５４ｂの各層がそ
れぞれ均一な肉厚にされる必要から、湯境部５４
ｃが傾斜した形に鋳造されなければならないが、
湯境部５４ｃを傾斜させると外層部５４ａの肉厚
が上下方向で異なり、その結果、冷却不均一によ
る組織上或いは硬度上のムラが生じ、また前記湯
境部５４ｃの部分的な溶着不良が生じやすくなる
など、良好なテーパ付き複層ロールが得られな
い。外層部５４ａの硬度ムラ等により、加工性
が悪く、精密な加工が困難である。

〈目的〉 本考案は上記従来技術の欠点を解消し、得られ
るテーパ付き複層ロールに、組織ムラ、硬度ム
ラ、或いは外層部と内層部の溶着ムラ等が生せ
ず、また得られるロールの加工性や歩留りを向上
させることのできる竪型遠心鋳造用鋳型の提供を
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案の竪型遠心鋳造用鋳型は、溶湯が流し込
まれる内孔部全体が、そのまま回転軸を中心とし
た１つの貫通空間からなる製品キヤビテイとされ
た鋳型本体と、該鋳型本体に組合される下蓋と、
上蓋とを有し、前記鋳型本体の前記内孔部内面が
前記回転軸を中心とした回転放物曲面の一部とし
て構成され、且つ前記下蓋の前記鋳型本体内孔部
に臨む上面中央部が、前記回転軸を中心として膨
出せられていることを特徴としている。

〈作用〉 鋳型本体の内孔部全体が１つの製品キヤビテイ
であり、しかも内孔部内面が回転軸を中心とした
回転放物曲面の一部として構成されているので、
全体として１つの筒状又は中実状体を鋳造するこ
とができ、しかもその鋳造体の外側周面が鋳放し
の状態で回転放物曲面の一部をなすテーパ付きの
ものとすることができる。よつてこれをテーパ付
きのロールとして得ることができる。回転数を調
整した複数回の鋳込みにより、各層が前記回転放
物曲面と平行な複層ロールとすることができる。

さらに下蓋の上面中央部が前記回転軸を中心と
して膨出されているので、複数回鋳込みの際に鋳
型内下部での外層材と内層材との溶湯混合が確実
に防止される。よつて例えば強靭性が要求される
内層材の外層材混入による脆弱化等が効果的に防
止される。

〈実施例〉 第１図は本考案の実施例を示す竪型遠心鋳造用
鋳型の縦断面図である。鋳型本体１と、上蓋２
と、下蓋３とからなる。６は回転台である。前記
鋳型本体１は例えば鋳鉄鋳物、鋳鋼、鍛鋼等から
なる金型で構成され、その内孔部全体が回転軸Ｘ
を中心とした１つの貫通空間からなる製品キヤビ
テイＶとされている。そして、その内孔部内面１
ａは必要に応じて必要なコーテイングがなされ
る。前記上蓋２と下蓋３は耐火材で構成される。
本考案では鋳型本体１の内孔部内面１ａが回転軸
Ｘを中心とした回転放物曲面の一部に構成されて
いる。すなわち前記内孔部内面１ａの縦断面図
は、図に示されるように、放物線の一部となる。
本実施例では、鋳型本体１の外側周面１ｂも、内
孔部内面１ａの曲面に平行な曲面で構成し、これ
によつて鋳型本体１の肉厚が各部で均一になるよ
うにしている。

本実施例の鋳型によるテーパ付きの複層ロール
の製造についての一例を説明する。先ず、回転台
６に下蓋３を設置し、その上に鋳型本体１を載せ
て固定し、その上に上蓋２を載せて鋳型を組立て
る。次に鋳込みは、回転台６を所定の回転数で回
転させつつ、上蓋２の入り口２ａからまずロール
の外層部４ａを構成すべき材料、すなわち外層材
の溶湯を流し込む。外層部４ａの注湯終了直前に
フラツクス投入機により還元性フラツクス及び保
温材を吹付けて外層材内面を被覆する。これによ
り、外層部４ａの外表面からの正常凝固促進と、
内面１ａからの酸化防止を図る。次いで外層部４
ａの内側自由界面の凝固直前に内層材を所定の温
度範囲で鋳込む。凝固が完了すると、回転を停止
し、鋳型を取り外す。これによつて各層４ａ，４
ｂの湯境部４ｃがロール外側周面４ｄと平行な、
すなわち各層４ａ，４ｂがそれぞれ均一な肉厚を
もつテーパ付きの１個の複属ロールを遠心鋳造で
きる。前記回転台６の回転は、鋳込まれた溶湯の
自由界面が鋳型本体１の内孔部内面１ａの回転放
物曲面と平行な回転放物曲面になるよう、その回
転数を予め算出しておく。

第６図と第７図はそれぞれ前記第１図の鋳型を
用いて遠心鋳造した鋳放し状態のテーパ付複層ロ
ール４の例を示す縦断面図である。第６図の場合
は、外層部４ａと内層部４ｂの二層からなる中空
ロールに形成されている。また第７図の場合はロ
ール１４の内層部１４ｂが中実体に形成されてい
る。いずれのロール４，１４の場合にも、ロール
の外側周面４ｄ，１４ｄと各湯境部４ｃ，１４ｃ
とは平行である。前記ロール４，１４は例えば、
外層部４ａ，１４ａを高クロム系鋳鉄等の耐摩耗
材で、内層部４ｂ，１４ｂを強靭材で構成し、こ
れにより石炭、岩石鉱石等の粉砕にすぐれたミル
用のロール等として供することができる。なお得
られる複層ロールの層の数は２層に限定されるも
のではない。

第２図は複層ロールを鋳造する場合に一層有効
な実施例を示す竪型遠心鋳造用鋳型の縦断面図で
ある。この例は下蓋１３の上面中央部に回転軸Ｘ
を中心とした突状、例えば球面状の膨出部１３ａ
を形成した竪型遠心鋳造用鋳型である。鋳型本体
１、上蓋２は、第１図に示す実施例と同様であ
る。各層２４ａ，２４ｂが回転放物曲面をもつ複
層ロールを形成する際に、各層２４ａ，２４ｂの
湯境部２４ｃの曲面形状からしてもわかるよう
に、下蓋１３近傍の回転軸Ｘ付近で外層材と内層
材の混合が生じやすい欠点がある。本実施例によ
れば、膨出部１３ａの形成により外層材と内層材
の混合が確実に防止され、これにより例えば強靭
性が要求される内層材の脆弱化が防止される。第
２図に示す鋳型による遠心鋳造によつて、例えば
第８図に示す複層２４ａ，２４ｂの鋳放し状のロ
ール２４ができるが、一点鎖線Ｌで示す部分で切
断してロールとする。

第１図、第２図に示す鋳型本体１はその外側周
面１ｂも内孔部内面１ａと平行な回転放物曲面と
し、鋳型本体１の肉厚を均一にしているが、鋳型
本体の外側周面は必ずしも第１図、第２図に示す
形状とする必要がない。例えば第３図の縦断面図
で示すように、鋳型本体２０の内孔部内面２０ａ
は回転放物曲面の一部に構成するが、外側周面２
０ｂは内孔部内面２０ａの傾斜に近い傾きをもつ
円錐面に構成してもよい。また第４図の縦断面図
に示すように、鋳型本体３０の外側周面３０ｂは
円筒面に構成してもよい。

鋳型本体の内孔部内面の回転放物曲面形状は、
複層ロールに要求されるテーパの状態に合わせ
て、種々の形状に構成することができる。すなわ
ち、第５図を参照して説明すると、まず回転軸Ｘ
を中心とした種々の放物線Ａ，Ｂ，……を想定
し、次にそれら放物線Ａ，Ｂ，……の回転軸Ｘ方
向のどの位置をどの幅で用いるかを選んで行けば
よい。この２点を自由に選択することにより、あ
らゆるテーパ付きの複層ロールに対応できる鋳型
を構成することができる。例えば、放物線Ａの
H₁からH₂の範囲の曲線を選ぶことにより、該曲
線を回転軸Ｘの回りに回転させてなる回転放物曲
面を鋳型本体の内孔部内面とした鋳型が構成でき
る。また放物線ＢのH₂からH₃の範囲の曲線を選
べば、該曲線を回転軸Ｘの回りに回転させた回転
放物曲面を鋳型本体の内孔部内面とした鋳型が構
成できる。

〈効果〉 本考案は以上の構成よりなり、鋳型本体の内孔
部全体を１つの製品キヤビテイとし、且つ内孔部
内面を回転軸を中心とした回転放物曲面の一部と
して構成しているので、鋳放しの状態で前記内孔
部内面をそのまま外側周面とした１個のロールを
得ることができる。また各層が均一な厚みをもつ
テーパ付きの複層ロールを簡単に且つ性能よく得
ることができる。さらに鋳型本体に組合される下
蓋の上面中央部が回転軸を中心に膨出せられてい
るので、複層ロール形成の際も、外層材と内層材
の溶湯混合による品質劣化を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す竪型遠心鋳造用
鋳型の縦断面図、第２図は他の実施例を示す竪型
遠心鋳造用鋳型の縦断面図、第３図と第４図は、
それぞれ鋳型本体の他の例を示す縦断面図、第５
図は鋳型内面における回転放物曲面形状の選択方
法を説明する図、第６図から第８図は、それぞれ
得られるテーパ付きロールの鋳放し状態の縦断面
図、第９図は従来の竪型遠心鋳造用鋳型の例を示
す縦断面図である。 １，２０，３０……鋳型本体、１ａ，２０ａ…
…鋳型本体の内孔部内面、１ｂ，２０ａ，３０ｂ
……鋳型本体の外側周面、２……上蓋、３，１３
……下蓋、１３ａ……下蓋上面の膨出部、４，１
４，２４……鋳放し状態の粗ロール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶湯が流し込まれる内孔部全体が、そのまま回
   転軸Ｘを中心とした１つの貫通空間からなる製品
   キヤビテイＶとされた鋳型本体１と、該鋳型本体
   １に組合される下蓋１３と、上蓋２とを有し、前
   記鋳型本体１の前記内孔部内面１ａが前記回転軸
   Ｘを中心とした回転放物曲面の一部として構成さ
   れ、且つ前記下蓋１３の前記鋳型本体内孔部に臨
   む上面中央部が、前記回転軸Ｘを中心として膨出
   せられていることを特徴とする竪型遠心鋳造用鋳
   型。