JPH05208255A

JPH05208255A - 溶解注湯装置

Info

Publication number: JPH05208255A
Application number: JP4016091A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hanano; 孝花野; Shigeo Furuta; 繁夫古田
Original assignee: Hanano Shoji KK
Current assignee: Hanano Shoji KK
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-20
Also published as: US5344123A

Abstract

(57)【要約】【構成】非鉄合金塊４１を溶解して鋳型に注湯する溶
解注湯装置であって、不活性ガス雰囲気とし得る気密性
を有した内部空間１０を有し、内部空間１０は、投入口
１１と、注湯口１２と、誘導加熱コイル１４で囲まれた
溶解室１３とを備えている装置本体１と、投入口１１か
ら内部空間１０に投入された非鉄合金塊４１を溶解室１
３に送る移送手段（第１ピストン３０）と、溶解室１３
にて形成された非鉄合金の溶湯４２を注湯口１２から押
し出す送出手段（第１ピストン３０）とを備えたことを
特徴とするものである。【効果】作業における熱エネルギーの損失を従来に比
して少なくできる。しかも、作業における時間の損失も
従来に比して少なくできる。また、非鉄合金が無駄に消
費されるのを防止できる。また、非鉄合金塊４１や非鉄
合金の溶湯４２が大気に接触することによって変質する
のを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非鉄合金の鋳造を行な
うに際し、非鉄合金塊を、簡単な工程で、無駄な量を用
いることなく、変質させることなく、溶解して鋳型に注
湯することのできる溶解注湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非鉄合金塊を溶解して鋳型に注湯する作
業は、従来、次の（１）〜（３）のような工程を経て行
なわれていた。（１）非鉄合金インゴット（返り材を含
む）を溶解炉にて溶解する工程、（２）溶解して得た溶
湯を、一旦、別の炉又は取鍋にプールする工程、（３）
プールされた溶湯から鋳造に必要な量を取出して鋳型に
注湯する工程。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、上記のよう
な作業では、次のような問題があった。（ａ）溶解して注湯するまでの間における時間及び熱エ
ネルギーの損失が大きかった。熱エネルギーの損失は、
数％〜１０数％に及んでいた。（ｂ）必要量以上を溶解することが多く、非鉄合金を無
駄に消費していた。（ｃ）鋳造される非鉄合金に変質の生じる恐れがあっ
た。即ち、非鉄合金の塊や溶湯が大気に接触するため、
酸化によって金属間化合物が生じたり、大気中のガスが
吸収されたりする恐れや、プール工程中の沈静により溶
湯に偏析が生じたりする恐れがあった。

【０００４】本発明は、上記（ａ）〜（ｃ）のような問
題点を解消できる溶解注湯装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【目的を達成するための手段】本発明は、非鉄合金塊を
溶解して鋳型に注湯する溶解注湯装置であって、不活性
ガス雰囲気とし得る気密性を有した内部空間を有し、内
部空間は、投入口と、注湯口と、誘導加熱コイルで囲ま
れた溶解室とを備えている装置本体と、投入口から内部
空間に投入された非鉄合金塊を溶解室に送る移送手段
と、溶解室にて形成された非鉄合金の溶湯を注湯口から
押し出す送出手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【作用】装置本体の内部空間に投入された非鉄合金塊
は、内部空間の溶解室にて溶解され、注湯口から鋳型に
注湯される。溶解された非鉄合金は、他の器にプールさ
れることなく、そのまま注湯口から鋳型へ注湯される。
しかも、誘導加熱コイルに適切な周波数の電力を通電す
れば、非鉄合金塊は極めて短時間で溶解される。また、
投入された非鉄合金塊は、その全てが溶解されて注湯口
から鋳型へ注湯される。また、内部空間を不活性ガス雰
囲気とすれば、非鉄合金は、投入されてから注湯される
までの間、大気に接触することはない。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の溶解注湯装置を示す断面図である。
１はシリンダ状の装置本体、２はシリンダ状の予熱室で
ある。装置本体１は、投入口１１及び注湯口１２を塞ぐ
ことにより気密性のある内部空間１０を構成するように
なっている。内部空間１０の一部は溶解室１３となって
いる。溶解室１３は誘導加熱コイル１４により囲まれて
構成されている。誘導加熱コイル１４は耐火物からなる
外筒１５中に埋設されており、外筒１５の内側には電気
絶縁性のよいセラミック材からなる内筒１６が設けられ
ている。装置本体１の溶解室１３を除く他の周壁１７は
断熱材で構成されている。

【０００８】内部空間１０には、第１ピストン３０及び
第２ピストン３１が摺動自在に且つ気密的に嵌合してい
る。第１ピストン３０は注湯口１２のすぐ手前の位置ま
で左方に摺動可能であり、第２ピストン３１は注湯口１
２を塞ぐ位置まで右方に摺動可能である。第１ピストン
３０は投入口１１の真下にて投入口１１を気密的に塞
ぎ、第２ピストン３１は注湯口１２の真上にて注湯口１
２を気密的に塞ぐようになっている。

【０００９】予熱室２は、円筒状の通路３を介して投入
口１１に気密的に連結されている。２１は予熱室２の
蓋、２２は予熱室２の内周面に設けられた電気加熱部で
ある。なお、電気加熱部２２としては、抵抗電熱式のも
の、誘導加熱式のもの等を用いることができる。蓋２１
を閉じた状態で予熱室２及び通路３は気密性を有してい
る。予熱室２及び通路３の周壁はもちろん断熱材で構成
されている。

【００１０】上記構成の溶解注湯装置を用いた作業は次
のように行なう。まず、図１に示すように第２ピストン
３１により注湯口１２を塞いだ状態にて、予熱室２内、
通路３内、及び内部空間１０に、例えばアルゴン等の不
活性ガスを充満させ、蓋２１を閉じる。次に、図２に示
すように、第１ピストン３０により投入口１１を塞ぎ、
蓋２１を開け、必要量だけ秤量した例えばアルミ合金等
の非鉄合金の塊４１を予熱室２内に投入する。なお、塊
４１は複数個からなるものでもよい。次に、予熱室２の
電気加熱部２２に通電し、塊４１を所定温度になるまで
加熱する。塊４１が所定温度になると、図３に示すよう
に、第１ピストン３０を右方へ移動させて投入口１１を
開き、塊４１を内部空間１０に投入する。次に、図４に
示すように、第１ピストン３０を左方へ移動させて塊４
１を溶解室１３内に移動させ、第１ピストン３０を右方
へ移動させて溶解室１３の外に位置させる。この状態
で、誘導加熱コイル１４に適切な周波数の電力を通電
し、塊４１を溶解する。なお、通電する周波数は、溶解
する塊４１の種類、量等に応じて任意に設定する。塊４
１の溶解が完了すると、誘導加熱コイル１４への通電を
止め、図５に示すように、第２ピストン３１を左方へ移
動させて注湯口１２を開き、溶解されて得られた溶湯４
２を、第１ピストン３０を左方へ移動させて注湯口１２
から押し出す。注湯口１２には鋳型が近接して設けられ
ており、押し出された溶湯４２は鋳型に注ぎ込まれるこ
ととなる。鋳型への注湯が終了すると、第１ピストン３
０及び第２ピストン３１を図１の状態に戻す。なお、上
記作業中において、不活性ガスの漏れは外部から補われ
るようになっている。また、第１ピストン３０は、塊４
１を溶解室１３に送る移送手段と溶湯４２を注湯口１２
から押し出す送出手段とを兼ねている。

【００１１】このように上記構成の溶解注湯装置では、
（１）溶解室１３で得られた溶湯４２は、他の器にプー
ルされることなく、そのまま注湯口１２から鋳型へ注湯
される。従って、作業における熱エネルギーの損失は従
来に比して少ない。しかも、誘導加熱コイル１４に適切
な周波数の電力を通電するので、塊４１は極めて短時間
で溶解される。従って、作業は短時間で行なわれ、時間
の損失も従来に比して少ない。（２）投入された塊４１
は、その全てが溶解されて注湯口１２から鋳型へ注湯さ
れる。従って、鋳造に必要な量の塊４１を投入すること
により、非鉄合金を無駄に消費することはない。（３）
予熱室２内、通路３内、及び内部空間１０は不活性ガス
雰囲気とされており、不活性ガスの漏れは補われるよう
になっているので、塊４１及び溶湯４２は、投入されて
から注湯されるまでの間、大気に接触することはない。
従って、塊４１や溶湯４２が大気に接触することによっ
て変質することはない。具体的には、塊４１や溶湯４２
に酸化によって金属間化合物が生じたり、大気中のガス
が吸収されたりすることはなく、また、溶湯４２は得ら
れた後、すぐに注湯されるので、沈静により溶湯４２に
偏析が生じることもない。

【００１２】次に、具体例について説明する。非鉄合金
としては表１に示すアルミ合金を用い、このアルミ合金
の塊を１５個用意した。１個の塊は、直径約７０ｍｍ、
長さ約２００ｍｍ、重量２ｋｇの円筒形とした。

【表１】

【００１３】装置としては主要部が次のものを用いた。
内筒１６は、サイアロン質であり、内径９０ｍｍ、外径
１１０ｍｍ、長さ３００ｍｍである。誘導加熱コイル１
４は、内径１００ｍｍ、コイル長２２０ｍｍである。予
熱室２は、上記塊を５個収容できる容積を有し、電気加
熱部２２は抵抗電熱式のものであり、用いる電熱線は商
品名「パイロマックスＤＳ」である。予熱室２内、通路
３内、及び内部空間１０の気密性は、クローズドシステ
ムにより確保した。

【００１４】上記塊を５個ずつに分け、それぞれを、大
気雰囲気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気で溶解注湯し
た。予熱は全て４００℃±５℃で行なった。誘導加熱コ
イル１４に通電する周波数は３０００Ｈｚとした。但
し、溶湯撹拌を行なうため、溶湯温度が６４０℃から６
９０℃に上昇する間は１０００Ｈｚとした。溶解時間は
１６秒±０．５秒であった。注湯は３００℃に予熱され
た金型（鋳型）に対し行なった。

【００１５】上記３種の雰囲気で溶解注湯されて得られ
た各５個の鋳造品の全てから、それぞれ引張試験片を作
成して、引張強度試験を行なった。その結果を表２に示
す。

【表２】

【００１６】この種のシルミン系合金の鋳物規格（ＪＩ
ＳＨ５２０２−１９７１）では、規格値は１８ｋｇ
／ｍｍ²以上となっているが、表２からわかるように、
従来と同じ大気雰囲気であっても、規格値以上の強度を
有している。これは、迅速に溶解、注湯されるため、用
いたアルミ合金に偏析による変質が生じていないからで
あると考えられる。しかも、窒素、アルゴンを用いた不
活性ガス雰囲気では、更に強度が大きくなっている。こ
れは、用いたアルミ合金に、偏析による変質だけでな
く、大気と接触することに起因する変質が生じていない
からであると考えられる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の溶解注湯装置によ
れば、次のような効果を奏する。（１）溶解室１３で得られた溶湯４２を、他の器にプー
ルすることなく、そのまま注湯口１２から鋳型へ注湯で
きる。従って、作業における熱エネルギーの損失を従来
に比して少なくできる。しかも、誘導加熱コイル１４に
適切な周波数の電力を通電することにより、非鉄合金塊
４１を極めて短時間で溶解できる。従って、作業を短時
間で行なうことがてき、時間の損失も従来に比して少な
くできる。（２）投入された非鉄合金塊４１の全てを溶解して注湯
口１２から鋳型へ注湯できる。従って、鋳造に必要な量
の非鉄合金塊４１を投入することにより、非鉄合金が無
駄に消費されるのを防止できる。（３）予熱室２内、通路３内、及び内部空間１０を不活
性ガス雰囲気とすることにより、非鉄合金塊４１及び非
鉄合金の溶湯４２が、投入されてから注湯されるまでの
間、大気に接触するのを防止できる。従って、非鉄合金
塊４１や非鉄合金の溶湯４２が大気に接触することによ
って変質するのを防止できる。また、溶湯４２は得られ
た後、すぐに注湯できるので、沈静によって溶湯４２が
変質するのも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶解注湯装置を示す断面図である。

【図２】溶解注湯装置を用いた作業の一工程を示す断
面図である。

【図３】溶解注湯装置を用いた作業の一工程を示す断
面図である。

【図４】溶解注湯装置を用いた作業の一工程を示す断
面図である。

【図５】溶解注湯装置を用いた作業の一工程を示す断
面図である。

【符号の説明】

１装置本体２予熱室１０内部空間１１投入口１２注湯口１３溶解室１４誘導加熱コイル３０第１ピストン（移送手段、送出手段）４１（非鉄合金）塊４２溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非鉄合金塊を溶解して鋳型に注湯する溶解
注湯装置であって、不活性ガス雰囲気とし得る気密性を有した内部空間を有
し、内部空間は、投入口と、注湯口と、誘導加熱コイル
で囲まれた溶解室とを備えている装置本体と、投入口から内部空間に投入された非鉄合金塊を溶解室に
送る移送手段と、溶解室にて形成された非鉄合金の溶湯を注湯口から押し
出す送出手段とを備えたことを特徴とする溶解注湯装
置。
【請求項２】投入口には、内部空間に投入する非鉄合金
塊を予熱する予熱室が内部空間とともに気密性を有する
よう連結して設けられている請求項１記載の溶解注湯装
置。