JPH0622742B2 - 低圧鋳造機の湯溜め保温装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ルツボ内の溶湯をその湯面に加圧空気の圧力
を加えることによりストークを介して金型のキャビティ
に供給するようにした低圧鋳造機において、ルツボ内の
溶湯を所定温度に加熱保持するための湯溜め保温装置の
改良に関する。

（従来の技術） 一般に、このような湯溜め保温装置としては、ルツボを
収納する保温炉の側壁に加熱コイルを埋設して、該加熱
コイルの発熱作用でもってルツボをその外周から加熱す
ることにより、ルツボ内に収納された溶湯を保温するよ
うにした間接加熱タイプのものがよく知られている。

ところが、このものは上述の如くルツボ内の溶湯を間接
的に加熱するものであることから、電力消費量が大きく
なって不経済となる欠点があった。

そこで、従来、加熱コイルの溶湯の保温に要する熱エネ
ルギーを効率良く発揮させるために、例えば実開昭５９
−１０２２５１号公報に開示されているように、加熱コ
イルを内蔵する耐火材（例えばセラミック等）からなる
保護管をツルボ内に突出させ、ツルボ内の溶湯を直接的
に加熱することにより、電力消費量を大幅に節減するよ
うにした直接加熱タイプのものが提案されるに至ってい
る。

因に、上記の間接加熱タイプと直接加熱タイプとの電力
消費量を同一条件の下で比較した１例を示すと、間接加
熱タイプでは２２ＫＷ／Ｈｒであるのに対し、直接加熱
タイプでは７ＫＷ／Ｈｒとなって大幅に電力消費量を節
減することが可能である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、例えば自動車のエンジンに使用されるシリン
ダヘッドをアルミニウム合金で鋳造する場合、金属ナト
リウムを溶湯中に添加してアルミニウム組織の微細化を
図ることが一般に行われている。そして、こうしたアル
ミニウム合金製のシリンダヘッドを上記直接加熱タイプ
の保温装置を有する低圧鋳造機によって鋳造する場合、
溶湯の湯面には溶湯を金型内に押上げるために加圧空気
の圧力が加わることから、この圧力の作用により溶湯中
の金属ナトリウムが保護管に浸透し、金属ナトリウムと
保護管を構成する例えば窒化珪素との熱膨張率の差異に
よって保護管にクラックが発生し易くなるという問題が
あった。また、そのことに起因して保護管内の加熱コイ
ルが断線するおそれもある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とすることころは、上記の如くルツボ内に保護管を突
出させた直接加熱タイプのものにおいて、低圧鋳造のた
めの加圧空気の圧力に対抗して保護管内の圧力を高める
ことにより、保護管に対する溶湯中の金属ナトリウムの
浸透を抑制して保護管のクラックの発生を防止し、保護
管およびその内部の加熱手段の延命化を図ることにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、所定
温度に保温されたルツボ内の溶湯をその湯面に加圧空気
の圧力を加えることによりストークを介して金型のキャ
ビティに供給するようにした低圧鋳造機に対して、上記
ルツボ内に突出し、加熱手段を内蔵する耐火材からなる
保護管を設ける。さらに、該保護管内に加圧流体を供給
する加圧流体供給手段を設ける構成とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、加圧空気がルツボ内に
供給されると、ルツボ内に突出した耐火材からなる保護
管内の加熱手段により所定温度に保温されたツルボ内の
溶湯の湯面に上記加圧空気により圧力が作用して、溶湯
はこの圧力の作用によってストークを介して金型のキャ
ビティに供給される。

この際、上記耐火材からなる保護管はその内部に加圧流
体供給手段により加熱流体が供給されることから、保護
管内の圧力は上記加圧流体によって高められ、溶湯湯面
に加圧空気の圧力が作用しても保護管に溶湯中に添加さ
れる金属ナトリウムが浸透することが抑制されて、長期
間に亘り、金属ナトリウムと窒化珪素との熱膨張率の差
異に起因する保護管のクラックの発生が防止され、保護
管の延命化が図られることとなる。また、このクラック
の発生が防止されることにより、保護管内の加熱手段の
損傷が防止されることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図面は本発明の実施例に係る湯溜め保温装置を備えた低
圧鋳造機を示し、１は床面２に支持枠部材３を介して設
置された断熱保温炉、４は該保温炉１内に嵌合収納され
たルツボであって、該ルツボ４内にはアルミニウム合金
からなる溶湯Ａが貯溜されている。上記保温炉１は、そ
の外壁としてのケース５と、該ケース５内にその内壁面
を覆うように収納され、例えばセラミックファイバ等の
断熱材からなる第１断熱材層６と、この第１断熱材層６
の内側に設けられ、例えばキャスタブル耐火物等の断熱
材からなる第２断熱材層７とでもって３重構造に形成さ
れ、上記ルツボ４内に貯溜された溶湯Ａの放熱を抑制す
るようになされている。８は上記保温炉１およびルツボ
４の各上面開口部を覆う二層の断熱材層（上記保温炉１
を構成する断熱材層６，７と同じ材質）からなる上壁部
材、９はその上面に設けられた天板で、これら上壁部材
８および天板９の略中央部は開口されている。

また、１０は上記天板９上に載置された炉蓋であって、
該炉蓋１０の中央部には上記上壁部材８および天板９の
開口部に対応して上下方向に貫通する貫通孔１１が形成
され、該貫通孔１１には、下部をルツボ４内に臨ませた
上下方向に延びる円筒状のストーク１２がその上端部の
係合鍔部１２ａを貫通孔１１周縁分の係合凹分１１ａに
係合せしめて支持されている。また、上記炉蓋１０の上
面には金型１９が着脱可能に設置され、該金型１９内の
キャビティ２０は上記ストーク１２を介してルツボ４内
に連通されている。そして、上記炉蓋１０には外側面か
ら貫通孔１１内側面に達する孔部１３，１４が略対向す
るようにそれぞれ半径方向に貫設され、その一方（図の
右側）の孔部１３はバルブ１８を有する供給管１５を介
して図外の加圧空気供給装置に接続されている一方、他
方（図の左側）の孔部１４はバルブ１７を有する排気管
１６に接続されており、排気管１６側のバルブ１７を閉
じた状態で供給管１５側のバルブ１８を開き、加圧空気
供給装置を作動させて供給管１５を介して上記ルツボ４
内に加圧空気を供給することにより、ルツボ４内の溶湯
Ａの湯面に加圧空気の圧力を加えてその溶湯Ａを金型１
９のキャビティ２０内に供給充填するようになされてい
る。

さらに、２１は上記保温炉１の側壁を貫通してルツボ４
内にその外方から水平方向に突出するセラミック等の耐
火材からなる保護管であって、該保護管２１はルツボ４
内に突出する先細部分が閉塞されて有底筒状に形成さ
れ、その保温炉１外に開口する開口部はその開口部を取
り囲むように保温炉１のケース５側壁と固定板２５とで
密閉形成された密閉室２６に連通されている。上記保護
管２１のルツボ４内部に対応する側には複数の碍子２
３，２３，…が装着され、かつ各碍子２３には加熱手段
としてのニクロム線等からなる加熱コイル２４が張り巡
らされ、該加熱コイル２４は給電用の芯材２２を介して
保護管２１外の接続端子３３に接続されている。また、
保護管２１の基部側内にはグラスウール等からなる耐熱
通気性材料２７が充填されている。同様に、上記固定板
２５と保温炉１（ケース５）側壁とでもって形成される
密閉室２６内にも耐熱通気性材料２７が充填されてい
る。

また、上記上壁部材８から保温炉１の第１断熱材層６に
至る部分にはルツボ４内と上記密閉室２６内とを連通す
る連通路２８が形成されており、この連通路２８と上記
密閉室２６と上記加圧空気供給装置とによって、保護管
２１内に加圧流体としての加圧空気を供給してルツボ４
内の溶湯Ａの湯面に加わると同等の圧力を保護管２１内
にも作用させるようにした加圧流体供給手段３１が構成
されている。

なお、２９，３０は上記保護管２１を安定して保持する
ための耐火材からなる保持部材、３２はルツボ４内の溶
湯Ａを排出するための排出機構である。

したがって、上記実施例では、ルツボ４および保温炉１
が密閉され、かつ金型１９がセットされた状態で加圧空
気供給装置からルツボ４内に加圧空気が供給されると、
その加圧空気によりルツボ４内の圧力が上昇して該ルツ
ボ４内の溶湯Ａの湯面が押圧され、溶湯Ａはストーク１
２を介して金型１９のキャビティ２０内に押し上られて
充填され、このことにより鋳物製品が低圧鋳造される。

このとき、上記ルツボ４内の保護管２１内とを連通路２
８でもって連通するようにしたことから、供給管１５を
介してルツボ４内に供給された加圧空気は、ルツボ４内
に貯溜された溶湯Ａの湯面を加圧する一方で、連通路２
８を介して保護管２１内にも供給され、該保護管２１内
壁を上記湯面と同等の圧力でもって加圧する。このこと
から、上記保護管２１の内壁とその外壁とに作用する圧
力差はほぼ零になるため、鋳物のアルミニウム組織を微
細化するために溶湯Ａ内に金属ナトリウムが添加されて
いる場合であっても、上記金属ナトリウムの保護管２１
への浸透が抑制され、該保護管２１にクラッドが発生す
るのを長期間に亘って防止することができ、よって保護
管２１の延命化を図ることができる。また、保護管２１
にクラックが発生しないのでこれに起因する加熱コイル
２４の断線等をも有効に防止することができる。

なお、上記実施例では、ルツボ４内と保護管２１内とを
連通路２８でもって連通することにより保護管２１の内
圧を高めるようにしたが、これに限らず、例えば加圧流
体供給装置を別設して外部から加圧流体を保護管２１内
に供給するようになすことも採用可能である。

また、上記実施例では、保護管２１の内圧を高めるのに
加圧空気を用いたが、これに限らず、加熱機能を阻害し
ないものであれば他の気体を用いることもでき、さらに
は、上記の如く加圧流体供給装置を別設する場合におい
ては、加圧流体として液体を用いることも採用可能であ
る。

さらに、上記実施例では、直接加熱タイプのものを示し
たが、これに間接加熱タイプのものを併用することも可
能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ルツボ内に突出
し加熱手段を内蔵する耐火材からなる保護管内に加圧流
体供給手段により加圧流体を供給するようにしたので、
加圧空気の溶湯に作用する圧力と加圧流体の保護管内壁
に作用する圧力との差を可及的に小さくして、溶湯内に
鋳造組織の微細化のために添加される金属ナトリウムが
保護管に浸透するのを抑制することができ、よって保護
管および加熱手段の延命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係る湯溜め保温装置を備えた低
圧鋳造機の縦断面図である。 ４……ルツボ、１２……ストーク、１５……供給管、１
９……金型、２０……キャビティ、２１……保護管、２
４……加熱コイル、２６……密閉室、２８……連通路、
３１……加圧流体供給手段、Ａ……溶湯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定温度に保温されたルツボ内の溶湯をそ
   の湯面に加圧空気の圧力を加えることによりストークを
   介して金型のキャビティに供給するようにした低圧鋳造
   機において、上記ルツボ内に突出し、加熱手段を内蔵す
   る耐火材からなる保護管と、該保護管内に加圧流体を供
   給する加圧流体供給手段とを備えたことを特徴とする低
   圧鋳造機の湯溜め保温装置。