JPH0416258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶湯を低圧で加圧しながら鋳型内に
充填して凝固させるようにした低圧鋳造機におけ
る加圧装置の改良に関するものである。

一般に、低圧鋳造機は、溶湯を加熱して良好な
溶融状態に保持する密閉状の溶湯保持炉と、該溶
湯保持炉上に配置され、溶湯保持炉内と筒状のス
トークを介して連通する鋳型と、上記溶湯保持炉
内に高圧のエアや不活性ガス等を送り込んでその
圧力により溶湯を加圧する加圧装置とが設けられ
てなり、溶湯保持炉内の溶湯を加圧装置による加
圧によりストークを通して上昇させて鋳型のキヤ
ビテイ内に充填した後該キヤビテイ内で所定の圧
力に保ちながら凝固させるようにしたものであ
る。

ところで、従来、上記した加圧装置によつて溶
湯保持炉内の溶湯を加圧する場合、その加圧速度
が溶湯がストークを通つて上昇して鋳型内に入り
込むまでは早くし、次いで溶湯が鋳型内に充填さ
れ始めるとエアの巻込みを防止するために遅く
し、さらに溶湯の充填が完了すると押湯を行うた
めに再び早くするように３段階に変化させること
が行われている（例えば、特開昭59−10461号公
報参照）。

ところが、その場合、上記溶湯を鋳型内に充填
する第２段階の鋳込速度が一定であるため、鋳型
ないしストークの温度が良好な鋳造条件における
適正範囲を外れたときには鋳造欠陥が多発すると
いう問題があつた。すなわち、鋳型ないしストー
クの温度が低いときには鋳込速度が相対的に遅く
なつて鋳型のキヤビテイ内全体が充填されるまで
に溶湯の一部が凝固してしまい、湯回り不良が生
じる。また、鋳型等の温度が高いときには鋳込速
度が相対的に早くなつてキヤビテイのガス抜き孔
部分に先に湯が回つてしまい、ガス抜き不良によ
るガス欠陥や引け巣等が生じる。

そこで、本発明は、上記の如き低圧鋳造機にお
いて、鋳型のキヤビテイ内に溶湯が充填される段
階の鋳込速度を一定とせず、鋳型ないしストーク
の温度に応じて変化させるようにすることによ
り、鋳型等の温度が適正範囲から外れていても溶
湯を常に安定してキヤビテイ内に流入充填させる
ようにし、よつて低圧鋳造における鋳造品質の向
上維持を図らんとすることを目的とする。

この目的の達成のために、本発明の構成は、溶
湯を加熱保持する溶湯保持炉と、該溶湯保持炉上
に配置され、溶湯保持炉内とストークを介して連
通するキヤビテイを有する鋳型と、上記溶湯保持
炉内の溶湯を加圧して鋳型のキヤビテイ内に充填
する加圧装置とを設けた低圧鋳造機において、上
記鋳型ないしストークの温度を検出する温度検出
器と、該温度検出器の出力信号に応じて、鋳型な
いしストークの温度が低いときには鋳型への鋳込
速度が速く、高いときには鋳込速度が遅くなるよ
うに上記溶湯保持炉内の溶湯に対する加圧速度を
変更制御する制御装置とを備えているものであ
る。このことにより鋳型等の温度が低く、湯が凝
固し易いときには鋳込速度を速め、一部が凝固し
ない間にキヤビテイ内全体に湯を廻らせて湯回り
不良を防止し、一方、鋳型等の温度が高く、湯の
流動性が大きいときには鋳込速度を遅くし、湯の
一部のガス抜き孔部分への先行を抑制してガス欠
陥や引け巣の発生を防止するようにしたものであ
る。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る低圧鋳造機Ａの全体構成
を示し、１は密閉状の溶湯保持炉で、その内部に
鋳造用の溶湯Ｍを適度の流動性を保つように常時
加熱しながら保持するものである。２は上記溶湯
保持炉１の上側に配置された鋳型であつて、該鋳
型２は内部に鋳造品と同一形状に形成されたキヤ
ビテイ（図示せず）を有し、該キヤビテイは上下
方向に延びる筒状のストーク３を介して上記溶湯
保持炉１内の溶湯Ｍと連通しており、後述する加
圧装置４によつて溶湯保持炉１内の溶湯Ｍを加圧
することにより、該溶湯Ｍをストーク３を通して
上昇させて鋳型２のキヤビテイ内へ充填し、該キ
ヤビテイ内で凝固させるように構成されている。

一方、４は上記溶湯保持炉１内上部に圧縮エア
を供給して該圧縮エアのエア圧により溶湯Ｍをそ
の表面から加圧する加圧装置であつて、該加圧装
置４は、所定圧の圧縮エアを蓄えたエアタンク５
と、該エアタンク５に１次エアフイルタ６、１次
減圧弁７、２次エアフイルタ８および２次減圧弁
９を順に介して接続され、エアタンク５から溶湯
保持炉１内上部に供給する圧縮エアのエア圧を３
通りに切り換える切換機構１０とを備えている。
該切換機構１０は1st加圧用、2nd加圧用および
3rd加圧用の各エア通路１１〜１３をそれぞれ並
列に接続してなり、上記1st加圧用エア通路１１
には該エア通路１１内のエア圧を減圧する手動式
の1st加圧用減圧弁１４と、エア通路１１を開閉
するパイロツト式の1st加圧用切換弁１５と、エ
ア通路１１内を流れるエア流量を手動により変化
させる1st加圧用流量弁１６とがそれぞれ順に直
列に配設されている。また、2nd加圧用エア通路
１２には該エア通路１２内のエア圧を減圧し、か
つその減圧量を駆動モータ１７ａによつて変更可
能な電動式の2nd加圧用減圧弁１７と、エア通路
１２を開閉するパイロツト式の2nd加圧用切換弁
１８と、エア通路１２内を流れるエア流量を駆動
モータ１９ａによつて変化させる2nd加圧用流量
弁１９とがそれぞれ順に直列に配設されている。
さらに、3rd加圧用エア通路１３には該エア通路
１３内のエア圧を減圧する3rd加圧用減圧弁２０
と、エア通路１３を開閉するパイロツト式の3rd
加圧用切換弁２１と、エア通路１３内を流れるエ
ア流量を手動により変化させる3rd加圧用流量弁
２２とがそれぞれ順に直列に配設されている。そ
して、上記各減圧弁１４，１７，２０での減圧量
および各流量弁１６，１９，２２による流量制御
量はそれぞれ別個の値に設定されており、1st加
圧用、2nd加圧用および3rd加圧用の各切換弁１
５，１８，２１のうちいずれか１つを開いて該切
換弁１５，１８，２１を有するエア通路１１〜１
３を通してエアタンク５内の圧縮エアを溶湯保持
炉１内に供給することにより、その内部溶湯Ｍに
対する昇圧速度を３通りに切換可能に構成されて
いる。

さらに、２３は上記溶湯保持炉１内の圧力を検
出する圧力検出器、２４は上記鋳型２内部に埋設
されてその温度を検出する温度検出器であつて、
これらの検出器２３，２４の出力信号は、上記切
換機構１０の各切換弁１５，１８，２１の切換制
御ならびに2nd加圧用の減圧弁および流量弁１９
の各駆動モータ１７ａ，１９ａの作動制御を行う
制御回路２５に入力されている。該制御回路２５
は第２図に詳示するように、各々所定圧（例えば
P₁、P₂）に設定された保持炉１内圧としての圧
力を記憶する２つの圧力設定部２６，２７と、上
記圧力検出器２３からの圧力信号値を各圧力設定
部２６，２７からの出力信号値と比較して溶湯保
持炉１内圧が所定圧P₁、P₂に達すると切換信号
を出力するシーケンス制御回路２８と、該シーケ
ンス制御回路２８からの切換信号を受けて上記各
切換弁１５，１８，２１ならびに2nd加圧用の減
圧弁１７および流量弁１９の各駆動モータ１７
ａ，１９ａを作動制御することにより溶湯保持炉
１内での昇圧速度を制御する昇圧速度制御回路２
９と、上記温度検出器２４からの検出信号値を受
けて昇圧速度制御回路２９に、上記2nd加圧用の
減圧弁１７および流量弁１９の各駆動モータ１７
ａ，１９ａを作動制御して2nd加圧用切換弁１８
が開く2nd加圧段階での昇圧速度を変化させるよ
うな補正信号を出力する2nd加圧時昇圧速度可変
回路３０とを備えてなる。しかして、第３図に示
すように、上記制御回路２５のシーケンス制御回
路２８によつて1st加圧用、2nd加圧用および3rd
加圧用の各切換弁１５，１８，１９がそれぞれ順
に開くことにより溶湯保持炉１内圧力の昇圧速度
を３段階に変化させ、溶湯保持炉１内の溶湯Ｍが
ストーク３内を上昇する1st加圧段階では速く、
溶湯Ｍが鋳型２のキヤビテイ内に充填される鋳込
状態としての2nd加圧段階では遅く、また鋳型２
キヤビテイ内の溶湯Ｍに対して押湯を行う3rd加
圧段階では上記1st加圧段階と略同速度にして速
くようように制御し、かつ、温度検出器２４の出
力信号に応じて鋳型２の温度が低いときには鋳型
２キヤビテイ内への溶湯Ｍの鋳込速度が速く、高
いときには鋳込速度が遅くなるように上記2nd加
圧段階での溶湯保持炉１内の溶湯Ｍに対する加圧
速度を変更制御するようにした制御装置３１が構
成されている。尚、第１図中、３２は圧縮エアの
流量を遮断する止め弁である。

次に、上記実施例の作動について説明するに、
作動開始時、加圧装置４の切換機構１０の各切換
弁１５，１８，２１は閉じていて溶湯保持炉１内
の圧力は大気圧と同等に保たれており、ストーク
３内外の溶湯Ｍの表面は同じ高さに保たれてい
る。

この状態で鋳型２がセツトされると、制御回路
２５の作動により、先ず、上記切換機構１０の
1st加圧用切換弁１５のみが開いてエアタンク５
内と溶湯保持炉１内とが1st加圧用エア通路１１
を介して連通し、エアタンク５内の圧縮エアが該
1st加圧用エア通路１１の減圧弁１４で減圧され
かつ流量弁１６で流量制御されながら溶湯保持炉
１内に供給される。このことにより該保持炉１内
の溶湯Ｍがその表面から押圧されて1st加圧が行
われ、この1st加圧により溶湯Ｍがストーク３内
を上昇する。

次いで、上記溶湯保持炉１内圧力が制御回路２
５の一方の圧力設定部２６で記憶されている低い
方の設定圧力P₁に上昇すると、そのことを圧力
検出器２３が検出して検出信号を出力し、この検
出信号を受けたシーケンス制御回路２８の作動に
よつて上記1st加圧用切換弁１５が閉じ、その代
りに2nd加圧用切換弁１８が開いてエアタンク５
内の圧縮エアは2nd加圧用の減圧弁１７で減圧さ
れかつ流量弁１９で流量制御されながら2nd加圧
用エア通路１２を介して溶湯保持炉１内に供給さ
れる。このことにより該保持炉１内の溶湯Ｍが引
き続いて上記1st加圧での加圧速度より遅い速度
でもつて加圧されて2nd加圧が行われ、この2nd
加圧により上記ストーク３内の溶湯Ｍがさらに上
昇して鋳型２のキヤビテイ内に押込み充填され、
すなわち鋳型２への鋳込みが行われる。

その際、上記鋳型２に埋設された温度検出器２
４が該鋳型２温度を検出して検出信号を出力し、
この検出信号を受けた制御回路２５の2nd加圧時
昇圧速度可変回路３０が上記2nd加圧用の減圧弁
１７および流量弁１９の各駆動モータ１７ａ，１
９ａを作動制御することにより、鋳込速度が鋳型
２の温度に応じて変更される。すなわち、鋳型２
の温度が低いときには第３図破線で示すように鋳
込速度が速くなつて溶湯Ｍが迅速に鋳型２キヤビ
テイ内を回るようになり、鋳型２の温度が高いと
きには同図実線で示すように鋳込速度が遅くなつ
て溶湯Ｍが緩やかにキヤビテイ内を回るようにな
る。そのため、鋳込速度を一定にした場合におけ
る低型温時の溶湯Ｍの一部凝固による湯回り不良
や、高型温時の溶湯Ｍのガス抜き孔の閉塞による
ガス欠陥や引け巣等の鋳造欠陥の発生を確実に抑
制することができる。

このような鋳込み後、上記溶湯保持炉１内の圧
力が制御回路２５の他方の圧力設定部２７で記憶
されている高い方の設定圧力P₂に盾昇すると上
記シーケンス制御回路２８によつて上記2nd加圧
用切換弁１８が閉じ、その代りに3rd加圧用切換
弁２１が開いてエアタンク５内の圧縮エアは3rd
加圧用の減圧弁２０で加圧されかつ流量弁２２で
流量制御されながら3rd加圧用エア通路１３を介
して溶湯保持炉１内に供給される。このことによ
り溶湯Ｍが引き続いて上記1st加圧での加圧速度
と略同じ速度でもつて加圧されて3rd加圧が行わ
れ、この3rd加圧によつて鋳型２のキヤビテイ内
に溶湯Ｍがより一層強力に押し込まれ、すなわち
既に充填されている溶湯Ｍの凝固収縮を補強する
いわゆる押湯が行われる。

しかる後、上記押湯状態のままで一定時間経過
して鋳型２キヤビテイ内の溶湯Ｍが完全に凝固す
ると、上記3rd加圧用切換弁２１が閉じられ、溶
湯保持炉１内の圧縮エアが上記各切換弁１５，１
８，２１から緩やかに流出して該保持炉１内の圧
力が低下することにより、ストーク３内の溶湯Ｍ
が下降して元の状態に戻る。また、上記鋳型２内
で凝固した溶湯Ｍは鋳造品として鋳型２から取り
出される。以上によつて鋳造の１サイクルが終了
し、以降は上記と同様の動作が繰り返される。

尚、上記実施例では、溶湯保持炉１内の溶湯Ｍ
を圧縮エアのエア圧によつて加圧するようにした
低圧鋳造機Ａに適用したが、本発明は不活性ガス
のガス圧によつて溶湯を加圧するようにした低圧
鋳造機に対しても適用することができるのは言う
までもない。

また、上記実施例では、鋳型２の温度に応じて
鋳込速度を変更するようにしたが、ストーク３ま
たは該ストーク３と鋳型２との中間部分の温度に
応じて鋳込速度を変更するようにしてもよく、上
記実施例と同様の作用効果を奏することができ
る。

以上説明したように、本発明によれば、溶湯保
持炉と、キヤビテイがストークを介して該溶湯保
持炉内と連通する鋳型と、溶湯保持炉内を加圧し
てその溶湯を鋳型のキヤビテイ内に充填する加圧
装置とを備えた低圧鋳造機において、鋳型ないし
ストークの温度を検出し、該温度に応じて鋳込速
度を変更制御するようにしたことにより、鋳込み
時の溶湯の鋳型のキヤビテイ内での流動性を安定
に保つて良好な湯回り状態を確保でき、よつて低
圧鋳造時の湯回り不良やガス欠陥等の鋳型欠陥の
発生を確実に防止して鋳造品の品質向上に寄与す
ることができるという優れた効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体概
略説明図、第２図は制御装置の詳細説明図、第３
図は溶湯の昇圧パターンを例示する説明図であ
る。 Ａ……低圧鋳造機、１……溶湯保持炉、２……
鋳型、３……ストーク、４……加圧装置、１０…
…切換機構、１７……2nd加圧用減圧弁、１７ａ
……駆動モータ、１９……2nd加圧用流量弁、１
９ａ……駆動モータ、２４……温度検出器、２５
……制御回路、３０……2nd加圧時昇圧速度可変
回路、３１……制御装置、Ｍ……溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯を加熱保持する溶湯保持炉と、該溶湯保
   持炉上に配置され、溶湯保持炉内とストークを介
   して連通するキヤビテイを有する鋳型と、上記溶
   湯保持炉内の溶湯を加圧して鋳型のキヤビテイ内
   に充填する加圧装置とを設けた低圧鋳造機におい
   て、上記鋳型ないしストークの温度を検出する温
   度検出器と、該温度検出器の出力信号に応じて、
   鋳型ないしストークの温度が低いときには鋳型へ
   の鋳込速度が速く、高いときには鋳込速度が遅く
   なるように上記溶湯保持炉内の溶湯に対する加圧
   速度を変更制御する制御装置とを備えていること
   を特徴とする低圧鋳造機の加圧装置。