JPH10258344A - 金枠内表面の冷却方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金枠内表面の温度分布に応じて適宜に冷却能
を調整する。 【解決手段】 ランス５の先端のヘッド部６に設けた温
度センサにより金枠１の内表面の各部位の温度を測定
し、測定値に基づいて金枠内表面における温度分布を求
め、冷却対象部位における冷却目標温度と測定温度との
温度差の程度に応じて冷却能を調整しながら金枠内表面
を冷却するものであって、冷却能の調整手段として、ヘ
ッド部より冷却水を金枠内表面に向けて噴出するランス
の移動速度を制御する第１調整手段と、冷却水量を制御
する第２調整手段と、金枠の外表面に向けて噴出する冷
却水量を制御する第３調整手段の少なくとも何れか１つ
の調整手段を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心鋳造設備にお
ける鋳造管の製造技術に係り、金枠内表面の冷却方法お
よびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、遠心鋳造設備においては、その製
造工程が大別して、前処理として金枠の温度調節や離型
剤の塗布を行う前工程と、金枠を軸心廻りに回転させな
がら金枠内に溶湯を注湯する注湯工程と、金枠からの鋳
造品の取出しや清掃を行う後工程とからなり、各工程間
における金枠の移動を金枠搬送装置によって行ってい
る。さらに前工程は、金枠内表面の洗浄を行う洗浄作業
と、金枠内表面の温度を計測する温度計測作業と、金枠
内表面の冷却を行う冷却作業と、金枠内表面に塗型を形
成する塗型作業とを行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の構成において冷却作業は種々の方法で行っている。
例えば、人手的作業によりホースから冷却水を金枠内に
散水しているが、作業者の主観によって散水箇所ならび
に散水量を調整するものであるために、金枠の全長にわ
たって均一な温度分布を得ることは困難であった。金枠
外表面に冷却水を散水する場合においては、金枠内表面
の温度を目的温度に冷却するまでに金枠全体から必要以
上の熱量を奪うことになり、冷却に要する時間が長くな
るとともに、冷却水量も多大なものとなる問題があっ
た。

【０００４】機械的作業においてランスを通して金枠内
に冷却水を散水する場合においては、金枠内表面の冷却
対象部位の温度に応じて冷却水量を調節して冷却能を制
御している。しかし、必要冷却能を正確に推し量ること
は困難であり、供給する冷却水量を正確に必要冷却能に
相応させることはできない。このために、冷却対象部位
の高温部に散水する冷却水量が必要冷却能より過剰にな
ると、冷却水が冷却対象部位の周囲に拡散し、不要な部
位まで冷却してしまう問題があった。また、冷却水量を
一定に維持する状態で散水台車の速度を制御する場合に
あっては、散水台車の移動速度に上限があるために、冷
却対象部位の金枠内面温度と目標温度との差が小さい
と、冷却能が過剰となって対象部位を過剰冷却してしま
う問題があった。

【０００５】本発明は、上記した課題を解決するもので
あり、金枠内表面の温度分布に応じて適宜に冷却能を調
整することができる金枠内表面の冷却方法およびその装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題解決するための手段】上記した課題を解決するた
めに、本発明の金枠内表面の冷却方法は、金枠内に挿入
するランスを軸心方向に移動し、ランス先端のヘッド部
に設けた温度センサにより金枠内表面の各部位の温度を
測定し、測定値に基づいて金枠内表面における温度分布
を求め、冷却対象部位における冷却目標温度と測定温度
との温度差の程度に応じて冷却能を調整しながら金枠内
表面を冷却するものであって、冷却能の調整手段とし
て、ヘッド部より冷却水を金枠内表面に向けて噴出する
ランスの移動速度を制御する第１調整手段と、冷却水量
を制御する第２調整手段と、金枠の外表面に向けて噴出
する冷却水量を制御する第３調整手段の少なくとも何れ
か１つの調整手段を用いる構成としたものである。

【０００７】本発明のより好適な構成として、温度差が
予め設定する小さい値内にある場合に、冷却対象部位に
対する冷却能の調整には、第１調整手段に第２調整手段
を組み合わせる構成としたものである。

【０００８】本発明のより好適な構成として、温度差が
予め設定する大きい値内にある場合に、冷却対象部位に
対する冷却能の調整には、第１調整手段に第３調整手段
を組み合わせる構成としたものである。

【０００９】本発明の金枠内表面の冷却装置は、金枠内
を軸心方向に移動して先端のヘッド部から冷却水を金枠
内表面に向けて噴出するランスと、ヘッド部に設けて金
枠内表面の各部位の温度を測定する温度センサと、温度
センサの測定値に基づいて冷却対象部位における冷却目
標温度と測定温度との温度差を求める温度計測手段と、
ランスの移動速度を制御する第１調整手段と、冷却水量
を制御する第２調整手段と、金枠の外表面に向けて冷却
水を噴出する外部冷却水供給手段と、外部冷却水量を制
御する第３調整手段を備えた構成としたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、遠心鋳造を行う金
枠（モールド）１は、ターニングローラ２上において水
平な軸心廻りに回転する。金枠１の一側開口に対向して
塗型装置３が配設してあり、塗型装置３は台車４に塗型
ランス５を設けたもので、台車４の移動によって塗型ラ
ンス５が金枠１の内部に軸心方向に出退するものであ
る。

【００１１】塗型ランス５の先端を形成するヘッド部６
には、金枠１の内面に冷却水を噴射する冷却水ノズル
と、塗型を噴射する塗型ノズルと、古い塗型を金枠１か
ら排出するためのジェットウォッシャを噴射する第１ジ
ェットノズルと、古い塗型を破砕するためのジェットウ
ォッシャを噴射する第２ジェットノズルと、金枠１の内
面の温度を測定する放射温度計とを一体的に設けてい
る。

【００１２】上記の構成において、洗浄工程（ａ）で
は、金枠１に対して台車４の移動により塗型ランス５を
出退させて、第２ジェットノズルから噴出するジェット
ウォッシャによって古い塗型を破砕し、破砕した塗型を
第１ジェットノズルから噴出するジェットウォッシャに
よって金枠１の外部へ排出する。

【００１３】次に、温度計測工程（ｂ）では、金枠１の
内部において軸心方向に塗型ランス５を移動しながら、
ヘッド部６の放射温度計により金枠１の内面の温度を測
定する。温度測定の後に、冷却工程（ｃ）において、塗
型ランス５を移動しながらヘッド部６の冷却水ノズルか
ら冷却水を噴射し、金枠１の内面を冷却する。このと
き、先に測定した温度分布に基づいて、塗型ランス５の
移動速度の調整等により冷却能を調整する。冷却能の調
整方法については後述する。この後に、温度計測工程
（ｄ）において、金枠１の内面に対する温度の測定を再
度行い、冷却効果を確認する。

【００１４】温度分布が平均する状態において、塗型工
程（ｅ）で、規定温度に冷却した金枠１の内面に塗型ラ
ンス５を移動しながらヘッド部６の塗型ノズルから塗型
を噴射し、金枠１の内面に塗型を形成する。

【００１５】ところで、温度計測工程（ｂ）において
は、ランス先端のヘッド部６に設けた温度センサにより
金枠内表面の各部位の温度を測定し、図２の（ａ）に示
すように、測定値に基づいて金枠内表面における温度分
布を求める。この温度分布により、冷却目標温度と測定
温度との温度差を求め、冷却を必要とする冷却対象部位
の領域を特定するとともに、温度差の程度に応じて冷却
能を調整しながら金枠内表面を冷却する。

【００１６】再度の温度計測工程（ｄ）においても同様
の手順により、図２の（ｂ）に示すように、温度分布お
よび冷却目標温度と測定温度との温度差を求め、冷却を
必要とする部位が存在する場合には、冷却工程（ｃ）を
再度行い、温度分布が図２の（ｃ）に示すように平均化
するまで温度計測と冷却を繰り返す。

【００１７】冷却能の調整手段としては、塗型ランス５
の移動速度を制御する第１調整手段と、冷却水量を制御
する第２調整手段と、金枠の外表面に向けて噴出する冷
却水量を制御する第３調整手段の少なくとも何れか１つ
の調整手段を用いる。

【００１８】図３は、温度差と冷却水量・台車速度の関
係を示すものであり、冷却水量は温度差が大きい程に増
加するが、上限値が存在する。一方、台車速度は温度差
が大きい程に低下するが、下限値が存在する。温度差が
或る値を越えると外面冷却を行う。

【００１９】図４に示すように、温度差が予め設定する
小さい値内にある場合には、冷却対象部位に対する冷却
能の調整に、第１調整手段と第２調整手段を組み合わせ
る。つまり、台車４の移動速度を減速しながら冷却水量
を増加させる。また、温度差が予め設定する大きい値内
にある場合には、冷却対象部位に対する冷却能の調整に
は、冷却水量を一定に保った状態で、第１調整手段と第
３調整手段を組み合わせる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、冷
却能を調整する複数の手段を組み合わせて使用すること
により、内表面温度の均一な分布を得ることができる。
温度計測と冷却を繰り返すことにより精度の高い温度設
定を図ることができ、熱容量（金枠肉厚）が部位によっ
て異なる金枠にも対応することができる。計測・冷却の
範囲を特定して冷却作業を行うので、短時間の作業によ
って温度調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における作業手順を示す説明
図である。

【図２】同実施形態における金枠の温度分布を示す説明
図である。

【図３】同実施形態における温度差と冷却水量・台車速
度の関係を示す説明図である。

【図４】同実施形態における各調整手段を作用させるタ
イミングを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 金枠 ３ 塗型装置 ４ 台車 ５ 塗型ランス ６ ヘッド部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金枠内に挿入するランスを軸心方向に移
   動し、ランス先端のヘッド部に設けた温度センサにより
   金枠内表面の各部位の温度を測定し、測定値に基づいて
   金枠内表面における温度分布を求め、冷却対象部位にお
   ける冷却目標温度と測定温度との温度差の程度に応じて
   冷却能を調整しながら金枠内表面を冷却するものであっ
   て、冷却能の調整手段として、ヘッド部より冷却水を金
   枠内表面に向けて噴出するランスの移動速度を制御する
   第１調整手段と、冷却水量を制御する第２調整手段と、
   金枠の外表面に向けて噴出する冷却水量を制御する第３
   調整手段の少なくとも何れか１つの調整手段を用いるこ
   とを特徴とする金枠内表面の冷却方法。
2. 【請求項２】 温度差が予め設定する小さい値内にある
   場合に、冷却対象部位に対する冷却能の調整には、第１
   調整手段に第２調整手段を組み合わせることを特徴とす
   る請求項１記載の金枠内表面の冷却方法。
3. 【請求項３】 温度差が予め設定する大きい値内にある
   場合に、冷却対象部位に対する冷却能の調整には、第１
   調整手段に第３調整手段を組み合わせることを特徴とす
   る請求項１記載の金枠内表面の冷却方法。
4. 【請求項４】 金枠内を軸心方向に移動して先端のヘッ
   ド部から冷却水を金枠内表面に向けて噴出するランス
   と、ヘッド部に設けて金枠内表面の各部位の温度を測定
   する温度センサと、温度センサの測定値に基づいて冷却
   対象部位における冷却目標温度と測定温度との温度差を
   求める温度計測手段と、ランスの移動速度を制御する第
   １調整手段と、冷却水量を制御する第２調整手段と、金
   枠の外表面に向けて冷却水を噴出する外部冷却水供給手
   段と、外部冷却水量を制御する第３調整手段を備えたこ
   とを特徴とする金枠内表面の冷却装置。