JPH09206910A

JPH09206910A - 密閉式給湯装置

Info

Publication number: JPH09206910A
Application number: JP1404196A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mitsuyoshi; 博晃三吉; Yasuo Mizunaga; 康雄水永; Sadayuki Dannoura; 貞行壇浦
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ラドル移送中の溶湯の滴下がほとんど無く、
かつ、給湯精度が高く、酸化物の混入がほとんどない高
品質の鋳造品を連続安定的に供給できる密閉式給湯装置
を提供することを課題とする。【解決手段】アルミニウム合金またはマグネシウム合
金の溶湯をダイカストマシンなどの射出スリーブ内へ給
湯する密閉式給湯装置であって、溶湯の溶解保持炉内に
浸漬されて懸架され底部側方に突出して設けた連通遮断
自在な溶湯の吸入口を備えるとともに該吸入口を連通遮
断する弁棒と弁棒昇降用の弁棒シリンダとからなる開閉
装置をラドル本体の外部に備えたラドルと、該ラドル懸
垂支持昇降手段と、一端が該ラドル内に収納され他端が
該ラドルより突出して前記射出スリーブ内へ挿入され該
ラドル内の溶湯を前記射出スリーブへ注湯する導管と、
該ラドル内の溶湯液面を加圧する加圧ガスの注入手段と
を備えるとともに、前記導管の溶湯吐出側は、下方に向
かって傾斜させるとともに、前記ラドル懸垂支持昇降手
段の昇降方向を傾斜した前記射出スリーブと平行に傾斜
させた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
またはマグネシウム合金などの溶湯をダイカストマシン
などの成形装置の射出スリーブへ給湯する密閉式給湯装
置に係り、特に給湯精度の向上とラドル移送中の溶湯滴
下対策に配慮した密閉式給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカストマシンの射出スリーブ
へアルミニウム合金やマグネシウム合金などの溶湯を給
湯するには、従来、図６に示すように、溶解保持炉１０
内の溶湯を酌み取ったラドル２０を機械的機構を使用し
て上昇、または円弧状軌跡を描きながら横移動して傾斜
した射出スリーブ２００の位置まで移動し、しかる後、
ラドル２０内の溶湯を射出スリーブ内へ注湯するラドル
反転方式が採用されていた。また、図７に示すような上
部に蓋２０ａを有し底部に開口部（吸入口２０ｃ）を備
え、蓋２０ａに空気抜き２０ｄを有する密閉式でないラ
ドル２０を溶解保持炉１０内へ浸漬し、底部の開口部２
０ｃよりラドル２０内へ溶湯を侵入させた後に開口部２
０ｃを閉塞した後、傾斜した射出スリーブ２００の位置
までラドル２０を移動し、射出スリーブ２００の軸線に
合わせてラドル２０を傾斜しつつラドル底部を射出スリ
ーブ２００内へ装入してから、底部の開口部２０ｃを閉
塞状態から開放状態にしてラドル内部の溶湯を自然落下
させて射出スリーブ２００内へ供給する（給湯する）方
法も採用されていた。この方式は底抜きラドル方式と呼
ばれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ラドル反転方式や底抜きラドル方式のいずれにおいて
も、射出スリーブへの注湯口（ラドルの吐出口）は、溶
湯をラドル内へ入れる場合にラドル本体を溶解保持炉内
へ浸漬するため、ラドル内部に溶湯が入るだけでなくラ
ドルの外周に溶湯が付着し、ラドルを射出スリーブの位
置まで移動し、その後の注湯動作中にラドル外周に付着
した溶湯と空気中の酸素とが反応して酸化物を生成し、
かつ、これが注湯中に滴下してラドル内部の溶湯ととも
に射出スリーブ内へ落下することとなる。したがって、
ダイカスト成形後の鋳造品にこの酸化物が混入して、品
質の低下を招くという問題があった。また、上述の底抜
きラドル方式では、開口部（吸入口２０ｃ）が底部中央
に下側に向かって開口しており、ラドル内への溶湯の取
り込み後の開閉装置のシールが不完全であるとき、射出
スリーブまでのラドルの移送時に溶湯の滴下が起こり、
危険であるばかりでなく作業環境を著しく汚染するとい
う問題があった。また溶解保持炉の溶湯液面が毎回の給
湯時に異なるとラドル２０内へ取り込まれる溶湯量が微
妙に異なり、毎回の注湯量にばらつきが生じることとな
り、その結果、射出スリーブへの給湯量にもばらつきが
生じるので給湯精度が低く、鋳造品品質を均一に保つこ
とができないという難点があった。さらに、上述のラド
ル（図６のラドル２０や図７のラドル２０）では、給湯
の初期に射出スリーブ内に落下する溶湯の落下高さが大
きく、大きな落下高さの際に周囲の空気の巻き込みを誘
発して鋳造品にブローホールなどの鋳造欠陥を生じる惧
れがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明（第１の発明）においては、アルミニウム
合金またはマグネシウム合金の溶湯をダイカストマシン
などの射出スリーブ内へ給湯する密閉式給湯装置であっ
て、溶湯の溶解保持炉内に浸漬されて懸架され底部側方
に突出して設けた連通遮断自在な溶湯の吸入口を備える
とともに該吸入口を連通遮断する弁棒と弁棒昇降用の弁
棒シリンダとからなる開閉装置をラドル本体の外部に備
えたラドルと、該ラドル懸垂支持昇降手段と、一端が該
ラドル内に収納され他端が該ラドルより突出して前記射
出スリーブ内へ挿入され該ラドル内の溶湯を前記射出ス
リーブへ注湯する導管と、該ラドル内の溶湯液面を加圧
する加圧ガスの注入手段とを備えるとともに、前記導管
の溶湯吐出側は、下方に向かって傾斜させるとともに、
前記ラドル懸垂支持昇降手段の昇降方向を傾斜した前記
射出スリーブと平行に傾斜させた構成とした。また、第
２の発明では、第１の発明の密閉式給湯装置において、
ラドルの溶湯の吸入口が上方に開口した構成とした。

【０００５】

【発明の実施の態様】本発明の密閉式給湯装置において
は、アルミニウム合金またはマグネシウム合金の溶湯を
ダイカストマシンなどの射出スリーブ内へ給湯する密閉
式給湯装置であって、溶湯の溶解保持炉内に浸漬されて
懸架され底部側方に突出して設けた連通遮断自在な溶湯
の吸入口を備えるとともに該吸入口を連通遮断する弁棒
と弁棒昇降用の弁棒シリンダとからなる開閉装置をラド
ル本体の外部に備えたラドルと、該ラドル懸垂支持昇降
手段と、一端が該ラドル内に収納され他端が該ラドルよ
り突出して前記射出スリーブ内へ挿入され該ラドル内の
溶湯を前記射出スリーブへ注湯する導管と、該ラドル内
の溶湯液面を加圧する加圧ガスの注入手段とを備えると
ともに、前記導管の溶湯吐出側は、下方に向かって傾斜
させるとともに、前記ラドル懸垂支持昇降手段の昇降方
向を傾斜した前記射出スリーブと平行に傾斜させた構成
としてある。したがって、ラドルを溶湯の入った溶解保
持炉内に浸漬して、ラドル底部側方に突出して設けた溶
湯吸入口より溶湯をラドル内に吸入して取り込んだあと
ラドル本体を通過することなく、ラドル本体の側方を上
下方向に昇降自在な弁棒と弁棒昇降用の弁棒シリンダと
からなる開閉装置で吸入口を閉塞するので、従来の底抜
きラドル方式であってラドル内を密閉する密閉蓋を備え
た底抜きラドル方式では密閉蓋と弁棒とのガスシールが
必要であるが、本発明においては弁棒が密閉蓋を貫通す
る構造になっていないので、弁棒とラドル密閉蓋とのガ
スシールを考慮する必要がない。ラドル内への溶湯の取
り込みが完了した後、ラドル懸垂支持昇降手段を操作し
てラドルを移送しラドルに連結された導管吐出側先端を
射出スリーブ底部のプランジャチップ上面近くまで挿入
し、たとえば不活性ガスのような加圧ガスをラドル内に
吹き込んでこの押圧力によりラドル内の溶湯を導管を経
由して射出スリーブ内へ給湯する。このとき、ラドル内
の溶湯液面が、該ラドルの天蓋下面に接するようにラド
ル懸垂支持昇降手段を操作して、該ラドル内に注入する
加圧ガスのラドル内残存量が皆無か、または、殆ど無い
状態に保持して給湯することにより、加圧ガスのラドル
内の温度変化を極力少なくして、加圧ガスの押圧力を毎
回ほぼ一定の値に保持し、給湯量のばらつきを出来るだ
け少なくして給湯精度を高めることが望ましい。さら
に、第２の発明では、ラドルの溶湯吸入口を上方に開口
した構成としたので、たとえ経年変化による開閉装置の
閉塞時のシールが少々不完全であっても、開口部が上向
きであるから溶湯が漏れにくくラドルの射出スリーブへ
の移動中におけるラドル内溶湯の滴下を最小限に食い止
めることが出来る。また、ラドルから射出スリーブへの
溶湯の給湯に際しては、導管の吐出側先端を射出スリー
ブ内底面まで挿入して静止した後、給湯を開始し、給湯
の進行に伴なう該射出スリーブ内の溶湯液面上昇により
該導管吐出側先端部の溶湯浸漬深さが所定の値に達した
とき該所定の溶湯浸漬深さを一定に維持するように溶湯
液面の上昇と同一速度で該導管と一体的にラドルを上昇
させつつ給湯するようにすれば、溶湯の落下に伴なう飛
び撥ねや飛沫の発生が防止できるので空気の溶湯内巻き
込みを防止し、かつ、射出スリーブ内の導管溶湯浸漬深
さが浅い一定の状態で給湯が進行するため、導管外側に
付着する溶湯量が毎回一定した微小な量となっており、
かつ毎回その外側を清掃して酸化物を除去することも可
能である。したがって、本発明の密閉式給湯装置では、
従来技術に比べて、毎回の給湯条件が均一化されるので
給湯精度が高く、ラドル移送中の溶湯の滴下が少なく、
かつ溶湯酸化物の混入も少ないので鋳造品品質が良好に
維持できる。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図５はいずれも本発明の実施例
に係り、図１は密閉式給湯装置の全体構成図、図２は密
閉式給湯装置（給湯中）の要部拡大縦断面図、図３は密
閉式給湯装置（酸化物除去清掃中）の要部拡大縦断面
図、図４は図２のＡ−Ａ視を示す非作業中の酸化物除去
装置の正面図、図５は図３のＢ−Ｂ視の作業中の酸化物
除去装置の位置状態を示す密閉式給湯装置の要部拡大縦
断面図である。

【０００７】図１に示すように、第１の発明である密閉
式給湯装置１は、直立円筒状のラドル２０を建屋（また
は構造物）５０に傾斜して固設されたラドル懸垂支持昇
降シリンダ６０のピストンロッド６０ａの先端に接続さ
れて懸架され、溶解保持炉１０内にその大部分が浸漬さ
れるように保持したもので、ラドル２０は上端部を天蓋
２０ａと密閉蓋２０ｂとでそれぞれボルトナットを介し
て接合されて密閉されるとともに、底部側方に突出して
設けられ、溶解保持炉１０のるつぼ１０ａ内の溶湯Ｍが
ラドル２０内へ吸入するための上方に開口した開口部
（吸入口２０ｃ）を備えるとともに、吸入口２０ｃと溶
解保持炉１０とを連通遮断するための弁棒２２と、天蓋
２０ａに取り付けられたサポート２４ａに載置固設され
た弁棒２２の昇降手段である弁棒シリンダ２４とからな
る開閉装置４０を備えている。

【０００８】一方、天蓋２０ａと密閉蓋２０ｂには、一
端がラドル２０内へ下向きに貫通し、他端が湾曲してダ
イカストマシンの射出スリーブ２００の傾斜した軸線Ｘ
−Ｘに沿って傾斜して下降する導管２８が取り付けられ
るとともに、Ｎ₂ガスやＡｒガス、ＣＯ₂ガスなどの不
活性ガス供給装置７０から供給される不活性ガスをラド
ル２０内へ注入する不活性ガス配管３０が設けられる。
密閉蓋２０ａの上部に取り付けられたラドルサポート２
６は前記したようにラドル懸垂支持昇降シリンダ６０の
ピストンロッド６０ａの先端に連結され、ラドル懸垂支
持昇降シリンダ６０の操作によりラドル２０や導管２８
は一体的に傾斜した軸線Ｘ−Ｘに沿って昇降自在になっ
ている。

【０００９】加圧ガスとしては、不活性ガスのほか、工
場内の廃棄ガスや燃焼ガスや通常の空気を使用すること
も出来るが、溶湯の酸化を防止するためには、酸素を含
まない不活性ガス（Ｎ₂ガス、Ａｒガス、ＣＯ₂ガスな
ど）が望ましい。不活性ガス配管３０は、不活性ガス供
給装置７０を出た後、温度調節装置９０を通過して所望
の温度に昇温されるよう構成され、不活性ガス供給装置
７０と温度調節装置９０との間にある不活性ガス供給制
御装置８０により昇温温度や供給時間を任意に制御でき
るよう構成される。また、３つの液圧シリンダである、
ラドル懸垂支持昇降シリンダ６０と弁棒シリンダ２４と
後述する酸化物除去装置１００の掃除具昇降シリンダ１
１０の油圧配管は、各々独立して図示しない油圧ユニッ
トに接続されるとともに、該油圧ユニットは、図示しな
いプログラマブルコントローラと接続され、動作指令を
プログラマブルコントローラから受信して作動する。

【００１０】また、図２〜図５に示すように、導管２８
の吐出部先端外周に付着した溶湯や溶湯酸化物を除去清
掃する酸化物除去装置１００が、サポート２６の導管吐
出側に配設される。酸化物除去装置１００は、図４〜図
５に示すような、導管２８の外周を把持して導管軸方向
に摺動する左右一対の掃除具１２２を備えた掃除具開閉
シリンダ１２０と掃除具開閉シリンダ１２０を導管軸方
向に昇降させる掃除具昇降シリンダ１１０とより構成さ
れ、溶湯の給湯中は掃除具開閉シリンダ１２０は図２に
示すように上方に後退させて置き、射出スリーブへの給
湯作業の終了後に毎回、図３に示すように導管２８の吐
出下端部に掃除具１２２を上下に摺動させて、導管外周
に付着した溶湯や溶湯酸化物を剥離除去する。なお、掃
除具昇降シリンダ１１０と掃除具開閉シリンダ１２０は
油圧シリンダでなく、エアシリンダとしてもよい。ま
た、ラドル２０内には、ラドル内に取り込まれる溶湯量
を把握するため、図２に示すように湯面検知棒１５０ａ
や図３に示すようにレーザ光センサ１６０または超音波
センサ１７０などの溶湯液面レベル検出センサが配設さ
れる。

【００１１】以上のように構成された本発明の密閉式給
湯装置１の作動について説明する。まず、図２のような
状態に保持されたラドル２０において、弁棒シリンダ２
４を操作して弁棒２２を上昇して吸入口２０ｃを開状態
にしてラドル２０内の気体を排出しつつ溶解保持炉１０
の溶湯Ｍをラドル２０内に自然吸入させる。ラドル２０
内に吸入する溶湯量は溶解保持炉１０内に埋没させるラ
ドル２０の高さで調節するか、または、ラドル２０の外
側に配設した図示しない湯面検知棒で調整するが、この
場合、ラドル２０内の溶湯液面は、図２に示すように、
密閉蓋２０ｂの下面と接するか、もしくは、下面とすれ
すれの状態に保持し、ラドル２０内に封入される不活性
ガス量を出来るだけ少なくするのが望ましい。この後、
不活性供給制御装置８０を介して不活性ガス供給装置７
０により不活性ガスを不活性ガス配管３０を通じてラド
ル内に供給する。また、不活性ガスは、温度調節装置９
０により溶湯温度に近接した、たとえば、２５０〜７０
０℃の範囲の中の一定の温度状態に加熱して供給するこ
とが望ましい。

【００１２】次に、弁棒２２を下降して吸入口２０ｃを
閉じてラドル２０内への溶湯の規定量の吸入が終了した
後、ラドル懸垂支持昇降シリンダ６０を操作して導管２
８の吐出部先端をを下降させ、射出スリーブ２００内の
プランジャチップ２００ａの上面に導管２８の吐出部先
端２８ａを近接するよう調節したうえ、あらかじめ、た
とえば１．２ｋｇ／ｃｍ²程度の低圧に加圧された不活
性ガスをラドル２０内へ注入すると、ラドル２０内の溶
湯液面は加圧され導管２８を流れ導管２８の吐出部先端
２８ａより落下して射出スリーブ２００内へ注湯され始
める。注湯作業が開始されるとともに射出スリーブ２０
０内に入った溶湯液面が次第に上昇し始めるので導管２
８の吐出部先端２８ａがこの溶湯液面に約２０ｍｍ程浸
漬された後、溶湯液面の上昇速度と同一速度で導管２８
が上昇するようにラドル２０を上昇させる。こうするこ
とにより、吐出部先端２８ａの溶湯浸漬深さを前述の約
２０ｍｍの一定値に保持しながら射出スリーブ２００内
へ給湯することになる。射出スリーブ２００へ供給する
給湯量は、たとえばラドル内の溶湯液面が下降してラド
ル内に一定の深さで浸漬している湯面検知棒１５０ａの
下端以下になり、湯面検知棒１５０ａに流れていた電流
が非通電状態になった時点で不活性ガスの供給をストッ
プし、所定の溶湯量になるようにしている。このように
して、規定時間、不活性ガスを供給することにより規定
量の溶湯をラドル２０内から射出スリーブ２００内へ給
湯する。以上述べた一連の作業手順（溶解保持炉へのラ
ドル２０の浸漬、弁棒２２の上昇による吸入作業、弁棒
下降による吸入口２０ｃ閉止、導管吐出部先端の射出ス
リーブ内挿入、不活性ガスのラドル内注入、給湯中の導
管上昇など）の順序起動停止プログラムをあらかじめプ
ログラマブルコントローラに入力して、このプログラム
に則り作業を自動的に継続させることもできる。

【００１３】さらに、射出スリーブ２００内への給湯時
に、導管２８の吐出部先端２８ａの浸漬深さをほぼ一定
に保って注湯するので、溶湯の射出スリーブ２００内へ
の落下による撥ね飛びや飛沫がなく、空気巻き込みが少
ない。また、吐出部先端２８ａの外側に付着する溶湯の
状況が毎回一定するとともに、給湯が終了したのち酸化
物除去装置１００を使用して付着した溶湯酸化物を除去
するので、溶湯酸化物の成形品への混入がほとんど無
い。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の密閉式給湯
装置においては、ラドル移送中の滴下がほとんど無く、
かつ、給湯精度が向上するとともに、加圧ガスの吹き込
みによる押圧力で給湯するので酸化物の混入がほとんど
なく、かつ、注湯時の空気巻き込みも極力防止されるの
で、鋳造欠陥のない高品質の鋳造品を連続安定的に供給
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る密閉式給湯装置の全体構
成図である。

【図２】本発明の実施例に係る密閉式給湯装置（給湯
中）の要部拡大縦断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る密閉式給湯装置（酸化物
除去清掃中）の要部拡大縦断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ視を示す非作業中の酸化物除去装
置の正面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ視の作業中の酸化物除去装置の位
置状態を示す密閉式給湯装置の要部拡大縦断面図であ
る。

【図６】従来の給湯装置の説明図である。

【図７】従来の給湯装置の説明図である。

【符号の説明】

１密閉式給湯装置１０溶解保持炉１０ａるつぼ２０ラドル２０ａ天蓋２０ｂ密閉蓋２０ｃ吸入口２２弁棒２４弁棒シリンダ２４ａサポート２６ラドルサポート２８導管２８ａ吐出部先端３０不活性ガス配管４０開閉装置５０建屋（または構造物）６０ラドル懸垂支持昇降シリンダ６０ａピストンロッド７０不活性ガス供給装置８０不活性ガス供給制御装置９０温度調節装置１００酸化物除去装置１０２サポート１１０掃除具昇降シリンダ１２０掃除具開閉シリンダ１２２掃除具１５０ａ湯面検知棒１６０レーザ光センサ１７０超音波センサ２００射出スリーブ２００ａプランジャチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者壇浦貞行山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地宇部興産株式会社機械・エンジニアリング事業本部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金またはマグネシウム合
金の溶湯をダイカストマシンなどの射出スリーブ内へ給
湯する密閉式給湯装置であって、溶湯の溶解保持炉内に浸漬されて懸架され底部側方に突
出して設けた連通遮断自在な溶湯の吸入口を備えるとと
もに該吸入口を連通遮断する弁棒と弁棒昇降用の弁棒シ
リンダとからなる開閉装置をラドル本体の外部に備えた
ラドルと、該ラドル懸垂支持昇降手段と、一端が該ラド
ル内に収納され他端が該ラドルより突出して前記射出ス
リーブ内へ挿入され該ラドル内の溶湯を前記射出スリー
ブへ注湯する導管と、該ラドル内の溶湯液面を加圧する
加圧ガスの注入手段とを備えるとともに、前記導管の溶
湯吐出側は、下方に向かって傾斜させるとともに、前記
ラドル懸垂支持昇降手段の昇降方向を傾斜した前記射出
スリーブと平行に傾斜させたことを特徴とする密閉式給
湯装置。
【請求項２】ラドルの溶湯の吸入口が上方に開口した
ことを特徴とする請求項１記載の密閉式給湯装置。