JPH0462820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、垂直鋳込方法に係り、特にモールド
（鋳型）の鋳造キヤビテイ内に流入する金属溶湯
中の金属酸化物、非金属介在物等を有利に除去せ
しめて、品質に優れた鋳物製品を作業性良く鋳造
し得る方法に関するものである。

（背景技術・解決課題） 従来から、鋳鉄製品等の鋳物製品を鋳造するに
際しては、モールドとして上型及び下型を用い、
それらを上下に重ね合わせて形成される鋳造キヤ
ビテイ内に、所定の金属溶湯を導いて、鋳造を行
なう水平鋳込法が採用されているが、近年、特に
エルボの如き鋳物製品を多数鋳造する場合などに
有効な方法として、垂直鋳込方法、所謂デイサマ
チツク（disamatic）造型方法として知られる、
縦型のモールドを水平方向に重ね合わせて、それ
らモールド間に所定の鋳造キヤビテイを形成せし
める一方、上方から注湯される金属溶湯を該鋳造
キヤビテイ内に導いて、目的とする鋳物製品を形
成せしめる方法が注目を受けている。

より具体的には、かかる垂直鋳込方法にあつて
は、例えば第１図ａ〜ｃに示される如く、先ずサ
ンドホツパ２から供給される鋳物砂４を、造型機
６の造型室８内において圧縮して造形せしめ、高
密度のモールド１０が形成せしめられる。なお、
このモールド１０は、一般に、その両側面に所定
の鋳物製品を与える鋳造キヤビテイ１２が形成さ
れるような形状に造型されており、第１図ｃに示
される如く、それらモールド１０が水平方向に重
ね合わされることにより、隣り合うモールド１
０，１０間に所定の鋳造キヤビテイ１２が形成さ
れるようになつている。換言すれば、モールド１
０の合わせ面（見切線）がほぼ垂直方向となるよ
うに、それらモールド１０が水平方向に重ね合わ
され、それらの間に所定の鋳造キヤビテイ１２が
形成されているのであり、ここでは、モールド１
０が順次重ね合わされることによつて、一つのモ
ールド１０の両側に、それぞれ鋳造キヤビテイ１
２，１２が形成されている。そして、このように
モールド１０，１０間に形成された鋳造キヤビテ
イ１２に対して、取鍋１４内の金属溶湯１６が上
方から注湯されて、目的とする鋳物製品１８が順
次鋳造されるのである。

ところで、このような垂直鋳込方法にあつて
は、モールド１０の合わせ面に形成される溶湯通
路内を、上方から注湯せしめられた金属溶湯１６
が落下せしめられて、鋳造キヤビテイ１２内に導
かれるものであるところから、各種の異物、例え
ばスラグや鋳物砂などを巻き込み易く、これによ
つて製品の品質を低下せしめたり、或いは製品歩
留りを悪化せしめる等の問題を内在している。

尤も、従来からの水平鋳込法の場合にあつて
は、モールド内に各種の工夫を施して、そのよう
な異物、換言すれば金属酸化物や非金属介在物等
を除去せしめることは比較的容易ではあるが、上
記した垂直鋳込方法にあつては、そのような除去
対策を施して、溶湯を清浄化することは、極めて
困難であつたのであり、また当然のことながら、
注湯される金属溶湯の改質のために、接種剤或い
は黒鉛球状化剤等をモールド中に配置して、該金
属溶湯に接触せしめるモールド内接種或いはモー
ルド内黒鉛球状化手法を実施することは、極めて
困難であるとされているのである。

一方、本発明者は、先に、特願昭60−59073号
及び特願昭60−71845号として、連続気孔を有す
る三次元網状骨格構造のセラミツクス多孔体を用
い、注湯された金属溶湯が接種剤や黒鉛球化剤に
接種せしめられた後、該セラミツクス多孔体を通
つて鋳造キヤビテイ内に導かれるようにした、モ
ールド内における瞬間接種鋳造法若しくは瞬間球
状化処理法を提案しているが、そこで開示したセ
ラミツクス多孔体を用いて、それを上記の垂直鋳
込法におけるモールド内の溶湯通路にセツトし
て、溶湯を通過せしめるようにすれば、スラグや
砂等の異物の混入、更には未溶解接種剤や黒鉛球
状化剤の混入等が効果的に防止されることとな
る。

しかしながら、そのような連続気孔を有する三
次元網状骨格構造のセラミツクス多孔体を、水平
方向に重ね合わされるモールドの合わせ面に形成
される溶湯通路に、それを仕切るようにしてセツ
トせしめる場合において、かかるセラミツクス多
孔体がその全面において多孔構造とされ、それ故
表面がギザキザの凹凸面とされているところか
ら、該セラミツクス多孔体をモールドの溶湯通路
の凹所に嵌め込むに際しては、該モールドを構成
している鋳物砂をかき落し易く、そのために、か
かるセラミツクス多孔体のセツトには細心の注意
を払う必要がある。けだし、セラミツクス多孔体
のセツトに際して落された鋳物砂は、そのまま鋳
造キヤビテイ内に溶湯と共に導かれ、得られる鋳
物製品の品質を著しく低下せしめることとなるか
らである。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、上記の如き課題を解
決すべく為されたものであつて、その特徴とする
ところは、縦型のモールドを水平方向に重ね合わ
せて、それらモールド間に所定の鋳造キヤビテイ
を形成せしめる一方、上方から注湯される金属溶
湯を該鋳造キヤビテイ内に導いて、目的とする鋳
物製品を形成せしめるに際して、連続気孔を有す
る三次元網状骨格構造のセラミツクス多孔体を、
少なくともその側面を覆い且つ底部に溶湯通孔を
有する有底筒体内に収容した状態において、前記
モールドの合わせ面に形成される溶湯通路に、そ
れを仕切るようにしてセツトせしめ、前記注湯さ
れた金属溶湯が該セラミツクス多孔体を通過して
前記鋳造キヤビテイ内に導かれるようにしたこと
にある。

すなわち、本発明にあつては、連続気孔を有す
る三次元網状骨格構造のセラミツクス多孔体をそ
のままモールドの溶湯通路にセツトせしめるもの
ではなく、そのようなセラミツクス多孔体を有底
筒体内に収容した状態において、換言すれば、か
かるセラミツクス多孔体の周面のギザギザの凹凸
部分を有底筒体で覆い、それがモールド面に接触
しないようにして、該有底筒体の平滑な面を介し
てセツトするようにしたものであつて、これによ
り、そのセツト時における鋳物砂の掻き落しが効
果的に阻止され得ることとなつたのである。

（構成の具体的な説明・実施例） 以下、図面に示された実施例を参照しつつ、本
発明の構成について、更に具体的に明らかにする
こととする。

先ず、第２図は、通常の方法によつて造型され
た、一度に多数のエルボを鋳造するための縦型の
モールド２０における鋳造キヤビテイ形成側の面
を、正面から見た部分図であり、そこには、上方
から注湯される所定の金属溶湯を受ける、上方に
開口した湯口を形成するための湯口形成凹所２２
が形成されており、またこの湯口形成凹所２２に
続いて、注湯される金属溶湯を導く湯道を形成す
るための湯道形成凹所２４が設けられており、更
に、この湯道形成凹所２４に接続された、目的と
する鋳物製品（エルボ）を形成するための、多数
の鋳造キヤビテイ形成凹所２６が形成されている
のである。

そして、このようなモールド２０が、公知のよ
うに、その湯口形成凹所２２、湯道形成凹所２４
及び鋳造キヤビテイ形成凹所２６と協働して所定
の湯口、湯道、鋳造キヤビテイを形成する他のモ
ールド２０に対して、水平方向に重ね合わされる
ことによつて、第３図に示される如く、それぞれ
の凹所２２，２４，２６にて、それらの合わせ面
に、湯口、湯道及び鋳造キヤビテイが、それぞれ
形成されることとなるのである。また、この重ね
合わせによつて、合わせ面（見切線）２８が、ほ
ぼ垂直方向に形成されることとなる。なお、湯
口、湯道、鋳造キヤビテイは、第１図Ｃに示され
る如く、通常、モールド２０の両側の面において
形成されるようになつている。

また、このようなモールド構造において、湯口
形成凹所２２の底部、換言すれば湯道形成凹所２
４に対する接続部近辺に位置して、周方向に延び
るシエル収容凹所３０が、それぞれのモールド２
０に形成されている。そして、このシエル収容凹
所３０には、所定のセラミツクス多孔体３２を収
容した、底部に溶湯通孔３４を有する有底筒体状
のシエル３６が嵌め込まれて、第３図の如く、溶
湯通路を仕切るようにして、セツトせしめられる
ようになつている。

ところで、かかるシエル３６に収容されるセラ
ミツクス多孔体３２は、第４図に示される如く、
連続気孔を有する三次元網状骨格構造からなるも
のであつて、例えばコージエライト、アルミナ、
若しくはSiC等を主成分として構成された、空孔
率が高く（例えば、80〜90％程度）、スポンジの
如き連続気孔を備えたセラミツクスフオームであ
り、その全表面において、ギザギザ形状となつて
いるものである。このセラミツクス多孔体３２
は、図示の如き円板状乃至は円柱状の形状の他に
も、矩形状（直方体状）、多角形状等、各種の形
態において用いられることとなる。

また、このようなセラミツクス多孔体３２を収
容するシエル３６は、注湯される金属溶湯に接す
るものであるところから、耐火性に優れ、しかも
溶湯品質に悪影響をもたらさない材料から形成さ
れた、外表面が平滑なものであり、例えばシエル
モールド品や陶磁器製品等が、好適に用いられる
こととなる。そして、このシエル３６は、収容さ
れるセラミツクス多孔体３２の少なくとも側面を
覆うような高さにおいて形成された、有底筒体形
状を為すものであり、また収容されるセラミツク
ス多孔体３２の側面との間の隙間が可及的に減じ
られた内面形状とされている一方、その底部に
は、セラミツクス多孔体３２を通過せしめられた
金属溶湯が下方の鋳造キヤビテイ側に導かれるよ
うにするために、所定の大きさの溶湯通孔３４が
形成されている。

そして、このようなセラミツクス多孔体３２を
収容したシエル３６は、前述のように、モールド
２０，２０の重ね合わせによつて形成される溶湯
通路（湯口や湯道）を仕切るようにして、それぞ
れのモールド２０のシエル収容凹所３０に嵌め込
まれてセツトせしめられるのである。従つて、こ
のセツト作業にあつては、セラミツクス多孔体３
２がモールド２０（より具体的には、シエル収容
凹所３０）に対して接触するものではないところ
から、かかるモールド２０から、鋳物砂が該セラ
ミツクス多孔体３２のギザギザの表面にてかき落
とされるような問題は、全く生じるようなことが
ないのである。また、セラミツクス多孔体３２を
収容したシエル３６は、例えば、従来からの垂直
鋳込手法において用いられている通常の中子装填
装置を用いて、第３図に示される如く、中子３８
と共に、容易にモールド２０，２０間に装填せし
めることができ、これによつてその装填の自動化
も可能と為し得るのである。

従つて、このように、所定のセラミツクス多孔
体３２が収容されたシエル３６を、モールド２
０，２０間に形成される溶湯通路に、それを仕切
るようにしてセツトせしめた状態下において、所
定の鋳造操作を行なうと、上方から注湯された金
属溶湯は、湯口２２からモールド２０，２０内に
導かれるようになるが、そこには、シエル３６に
て支持されたセラミツクス多孔体３２が配置され
ているところから、かかるセラミツクス多孔体３
２を通過せしめられ、そしてシエル３６の底部の
溶湯通孔３４を通り、更に、湯道２４を通り、そ
れぞれの鋳造キヤビテイ２６に導かれるようにな
るために、かかる溶湯注湯操作によつて混入する
スラグや鋳物砂等の金属酸化物や非金属介在物
が、該セラミツク多孔体３２のフイルタ効果によ
つて効果的に濾別せしめられ、以て鋳造キヤビテ
イ２６には、清浄化された金属溶湯が導かれるよ
うになるのである。それ故に、金属溶湯の注湯作
業に細心の注意を払わなくても、得られる鋳物製
品は、その品質が著しく向上せしめられており、
また砂噛みによる製品歩留りの低下等の問題も、
効果的に抑制され得るのである。

しかも、本発明にあつては、セラミツクス多孔
体３２のモールド２０に対する装填操作がシエル
３６を介して行なわれるものであるところから、
そのようなセラミツクス多孔体３２のギザギザの
表面の接触によるモールド２０の砂落としも、効
果的に防止され得ることとなり、これによつて、
該セラミツクス多孔体３２の装填操作が極めて容
易となると共に、落された鋳物砂の溶湯中への巻
き込みに起因して惹起される製品品質の低下乃至
は歩留り低下も、効果的に解消せしめられ得るの
である。

また、このようにモールド２０，２０間に形成
される溶湯通路にセツトせしめられたセラミツク
ス多孔体３２上には、例えば、第５図に示される
ように、接種剤乃至は黒鉛球状化剤４０を載置せ
しめることができ、これによつて、注湯される金
属溶湯（鋳鉄溶湯）の改質をインモールドにて行
なうことが可能となるのである。即ち、垂直鋳込
方法に従つて、所望の鋳物製品を製造するに際し
て、モールド内において瞬間接種乃至は瞬間球状
化処理が可能となるものである。そして、このよ
うに注湯された溶湯が接種剤４０に接種しつつ、
セラミツクス多孔体３２を通過し、過接種の状態
のまま鋳造キヤビテイ２６内に導入され、凝固せ
しめられることとなるのであり、これによつて通
常のモールド内接種の効果を充分に発揮しつつ、
内外面とも健全な鋳造品の生産が可能となり、例
えば、(a)取鍋接種に比べて約1/3の添加量で添加
効果を発揮する、(b)時間経過に伴う接種効果の消
失現象がない等の特徴を発揮するのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、所
定の三次元網状骨格構造を有するセラミツクス多
孔体を、有底筒体形状のシエルに収容せしめた状
態において、モールド間に形成される溶湯通路に
セツトせしめるようにしたものであり、そしてこ
れによつて、注湯された金属溶湯の清浄化を行な
うことにより、注湯前の入念な除宰作業を軽減せ
しめ、またスラグ、砂等の異物の混入を防止し、
更には未熟練作業者による注湯作業を可能ならし
め、そしてまた自動注湯装置を簡素化せしめ得る
ようにすると共に、かかるセラミツクス多孔体の
セツト作業を容易ならしめ、且つその作業の自動
化を可能と為すと同時に、そのセツト時における
砂落としの問題等も悉く解消せしめ得たものであ
り、そこに本発明の大きな工業的意義が存するの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及びｃは、それぞれ垂直鋳込方法
の各工程を示す断面説明図であり、第２図は本発
明にて用いられるモールドの一つのキヤビテイ形
成側の面を示す正面部分図であり、第３図はその
ようなモールドを重ねた状態における第２図の
−断面に相当する図であり、第４図はセラミツ
クス多孔体とそれを収容するシエルを取り出して
示す斜視図であり、第５図は本発明においてセラ
ミツクス多孔体上に接種剤または、黒鉛球状化剤
が載置された状態の一例を示す拡大説明図であ
る。 ２０：モールド、２２：湯口形成凹所、２４：
湯道形成凹所、２６：鋳造キヤビテイ形成凹所、
２８：合わせ面、３０：シエル形成凹所、３２：
セラミツクス多孔体、３４：溶湯通孔、３６：シ
エル、３８：中子、４０：接種剤／黒鉛球状化
剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦型のモールドを水平方向に重ね合わせて、
   それらモールド間に所定の鋳造キヤビテイを形成
   せしめる一方、上方から注湯される金属溶湯を該
   鋳造キヤビテイ内に導いて、目的とする鋳物製品
   を形成せしめるに際して、連続気孔を有する三次
   元網状骨格構造のセラミツクス多孔体を、少なく
   ともその側面を覆い且つ底部に溶湯通孔を有する
   有底筒体内に収容した状態において、前記モール
   ドの合わせ面に形成される溶湯通路に、それを仕
   切るようにしてセツトせしめ、前記注湯された金
   属溶湯が該セラミツクス多孔体を通過して前記鋳
   造キヤビテイ内に導かれるようにしたことを特徴
   とする垂直鋳込方法。