JPS5811297B2 - 亜鉛または亜鉛合金溶湯の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、亜鉛または亜鉛合金溶湯の流し込み直後に
おける大型インゴットの冷却装置に関するものである。

一般に、亜鉛または亜鉛合金インゴットの鋳造成形時に
おける冷却工程は、モールドへの流し込み直後に行われ
る溶湯の強制冷却と、型抜き後に行われる自然冷却の２
段階に別けられていて、その中強制冷却工程は、冷却時
間の長短が直後インゴットの生産能力に影響することか
ら、強制冷却の工程能力は非常に重要視されている。

しかして、冷却時間を短縮させる上での大きな障害は、
製品にクラックあるいはひけ巣が発生することであって
、その中に運搬工程等で水が侵入すると、これが溶融亜
鉛メッキ工程時における加熱により気化して、いわゆる
水蒸気爆発を起す危険があり、従って、このクラック等
の発生が有効に防止できるならば、冷却時間を大幅に短
縮することが期待できる。

この点において、本願発明者は、クラック等の発生が少
い強制冷却方法として、超微霧状態の噴霧水を使用する
水冷方法を開発したが、この方法では、超微霧状態の噴
霧水を用いて１次冷却した後、微霧状態の噴霧水により
２次冷却する２段冷却を行うものであり、この方法によ
れば、例えば調合亜鉛インゴットのように大型なインゴ
ットの場合でも、クラック等が発生せず、有効に適用し
得ることが解った。

ところがこの噴霧水を用いる従来の冷却装置では、スプ
レーノズルを人手で操作するようにしていたが、人手で
スプレーする方式では、省力性が低い以外に、水蒸気に
触れて非常に危険であり、また、作業の確実性にも欠け
るという欠点があった。

すなわち、本発明の第１の目的は、上記噴霧水による冷
却方式により、多数のモールド内の上記溶湯を効率良く
冷却し得る亜鉛または亜鉛合金溶湯の冷却装置を提供す
るにある。

ところでこの亜鉛または亜鉛合金インゴットの鋳造成形
工程では、モールドに注入された同溶湯表面のドロスの
掻取排出作業が人力となり、作業室内に作業員を常時配
備させる必要がある。

ところが、上記噴霧水を用いる冷却方法では、作業室内
に水蒸気が充満して危険である他視程が極端に低下する
等作業環境が悪化するという問題点があった。

すなわち本発明の第２の目的は、作業環境の悪化しない
亜鉛または亜鉛合金溶湯の噴霧式の冷却装置を提供させ
るにある。

上記の目的を達成するために、本発明の亜鉛または亜鉛
合金溶湯の冷却装置は、 定間隔で整列されその一側から順次亜鉛または亜鉛合金
溶湯が注入される多数の大型モールドと、前記整列ライ
ンを跨いだ状態で同ラインに沿い自走する下面が開口し
た箱形の台車と、この台車の内側上面に前記モールド上
部に位置するごとく配列装備された複列の下向き水噴射
管と、前記整列ラインに沿い前記台車の上方位置におけ
る前記溶湯性入側の上部に底面がスリット状に連続して
開口された水蒸気送出用の固定フードと、前記箱形台車
の上部における前記溶湯性入側に形成された排気口であ
ってその上面開口が前記固定フードの底面開口を指向す
る排気口と、前記整列ラインに沿い前記溶湯性入側と反
対の側に設けられたファンと、を具備することを特徴と
する。

以下、図面の一実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図ないし第４図に示す実施例の冷却装置は、亜鉛イ
ンゴットの製造に用いられる同溶湯の冷却装置であって
、下達するように、自動化あるいは人手制御の伺れも可
能のものである。

図示装置では、１２個のモールド１が、整列ラインＡと
整列ラインＢの２列に各６個が定間隔ｄで横置き配置さ
れている。

しかしてこの場合の鋳込工程では、１対の傾転炉２から
注湯ポート３に流し出された金属溶湯は、ラインＡとラ
インＢの間の可動樋４に落流するが、この樋４は、ライ
ンＡ、８間のレール５上を滑走するキャリヤ６に支えら
れて移動し得ると共に、その出口すなわち第１図右方端
には、図示しない横流し樋が上下旋回可能に付設されて
いて、樋４から流出する湯は、注湯ボート３から遠い方
のモールド１からラインＡ、ラインＢの順序で遂次者モ
ールド１に鋳込まれて行き、全モールド１が鋳込まれた
後は、樋４は第１図左方に引込まれて、電熱カバー７で
保温される。

ところで、ラインＡとラインＢには、夫々別個に独立し
た同態様の冷却装置が対称状に設置されており、以下、
代表的にＡラインについて述べる。

ラインＡの両側値には、１対のレール８が敷設されてい
て、このレール８には、ラインのモールド１を跨いだ状
態のワゴン型のスプレ一台車９が乗っている。

この台車は、下面が開口した箱形をなしていて、レール
８に平行な側板１０，１１は裾まで張られているが、レ
ール８と直交する両側板１２は、モールド１を逃げるた
めに中間の高さまでＩ７か張られていない。

なお、上板１３は、水蒸気の排出を良くするためにわず
かに外下りに傾けられると共に、内方寄りのはゾ４半分
は、斜めに立上った後切落とされて、排気口１４を形成
させている。

更に、上板１３と側板１１，１２は、長手方向を３分割
する２本の中間フレーム１５で補強されると共に、各分
割面のレール方向の寸度は、モールド間隔ｄと等しい寸
度になっている。

しかしてこの台車９は、そのサドル１６（第３図に示す
）に取付けられている図示しないギヤドモータに駆動さ
れて自走し得る。

そのほかこの台車９には、次の３つの機構が装備されて
いる。

（ａ）スプレー機構 この機構は、第３図に示した上板１３の下面のブラケッ
ト１７に保持されている３列の分配管１８および水噴射
管１９と、上板１３上面のブラケット２０に保持されて
いる接続管２１および分配管２２と、同分配管２２と分
配管１８を接続する分岐管２３および可撓管２４とによ
り形成されていて、水噴射管１９には、多数のノズル２
５が列設されると共に、分岐管２３には、電磁弁２６が
介設されており、また、接続管２１の端部には、スイベ
ル管継手２７が設けられている。

なお、各水噴射管１９は、間隔ｄ（第１図）を隔てて夫
々の分割面の中央に配置されている。

次に、管継手２７は、第５図に模型的に示すように、２
本の遊動管２８．２９を介し、天井部に固設されたスイ
ベル管継手３０に接続されると共に、同管継手３０は、
天井部に配管された高圧清水の供給管３１（第１図）を
介し、図示しないスプレー水ポンプの吐出側に接続され
ている。

このような配管系により、台車９がレール８上を移動し
ても、スプレー水ポンプが運転されている間は、台車９
の分配管２２には、常に高圧清水が供給されていて、夫
々の電磁弁２６を開成作動させることにより、所望列の
水噴射管１９のノズル２５から、下向きに清水を噴出さ
せることができる。

なお、３列の水噴射管１９のノズル２５の中、炉２側の
２列の水噴射管１９のノズル２５（第３図）は、超微霧
状態の噴霧水を噴出させるノズルであり、また炉２から
遠い１列の水噴射管１９のノズル２５は、微霧状態の噴
霧水を噴出させるノズルである。

（ｂ）冷却ファン機構 台車９の外側炉２寄り隅部のフレームには、旋回アーム
３２の枢軸３２ａ（第３図）が軸受されると共に、同ア
ーム３２の先端に垂下された支杆３３の下端には、扇風
機型の冷却ファン３４が俯仰可能に保持されていて、同
ファン３４は、炉２側の水噴射管１９の直下に対接する
モールド１に隣接したモールド１を向く方向にセットさ
れている。

（Ｃ）リミットスイッチ機構（第４図参照）冷却ファン
３４が取付けられている側板１２の両側フレーム３５に
は、Ｚ形のレバー３６が枢着されると共に、同レバー３
６の揺動端間には、緊急停車用の手掛は棒３７が差渡さ
れている。

更に、フレーム３５には、長手のリミットスイッチ３８
が取付けられていて、同スイッチ３８の作動腕３８ａは
、レバー３６下端の凹部に当接している。

なお、レバー３６は、カウンタウェイト部３６ａの重量
により図面時計方向に回動習性を有するが、ストッパ３
９に衝止されて図示態位にある。

従って、手掛は棒３７を押下げると、レバー３６が反時
計回りに揺動して、リミットスイッチ３８を作動させ、
これにより台車９が移動中は、台車９が直ちに停止する
ようになっておりまた、この手掛は棒３７は、台車９の
移動位置のセンサにも利用されている。

以上述べた台車９の関連構造のほかに、第２図に示すご
とく作業室内には、水蒸気排出用の固定フード４０と、
冷却を兼ねた水蒸気送出用のファン４１が設けられてい
て、先ず固定フード４０は、その下面開口の両側を、モ
ールド１上に移動した各台車９の水蒸気排出口１４に対
接させてモールド１一側の溶湯性入側の上部に同整列ラ
インに沿ってスリット状に連続して開口させると共に、
ブロワ４２が付設されている上面開口を屋根裏に臨ませ
ていて、湯気を室外に導く作用を行っている。

また、両ラインＡ、Ｂの各上記溶湯性入側と反対の側す
なわち人道側の側傍に、モールド１に対向して設置され
た送出用ファン４１は、スプレ一時にモールド１から立
上る水蒸気を排気口１４に追いやると共に、兼ねてモー
ルド１を冷却する作用を果している。

また、水蒸気が室内に排出されないようにするため、モ
ールドの形状にあわせたゴム板４３を側板１０，１１に
着脱可能に設けることが好ましい。

（第３図） 次に、以上のように構成された実施例の冷却装置の動作
について述べる。

実施例の冷却装置には、ラインＡ、Ｂ別の操作盤と、ラ
インＡ、Ｂを併せた制御盤が付設されていて、自動制御
と操作制御との何れの動作も可能であるが、以下、自動
制御状態におけるラインＡの作動につき順序を追って説
明するが、ラインＢの作動も同様である。

（ａ）格納時、 台車９は、レール８のポート３寄りに駐車されている。

（ｂ）鋳造運転開始時、 鋳造開始指令操作により、台車９は第１図に示すレール
８の右端に移動して待機すると共に、スプレー用清水ポ
ンプが始動して清水の供給を開始すると共に、冷却ファ
ン３４が始動して、ポート３から１番遠いモールド１に
対する冷却を始める。

（ｃ）冷却作動始動 樋４が、ポート３から１番遠いモールド１の鋳込みを終
って、次のモールド１の鋳込みに移ったことを確認して
、冷却指令操作を行うと、進行方向の第１列の水噴射管
１９がスプレーを開始すると共に、タイマーに設定され
た予告時限（普通には１０秒）を置いてから、台車９は
、間隔ｄの１ステツプだけポート３方行に移動して、タ
イマーに設定された１回の冷却時限（普通には１分２０
秒）だけ停止する。

この停止間に、鋳込み直後の第１のモールド１が超微霧
噴霧水でスプレーされると共に、第２のモールド１は、
ファン３４で予冷される。

（ｄ）冷却モールドの移行 前項の冷却時限の終期は、第２のモールド１の鋳込みが
終る予定時機であって、その終期に第２列の水噴射管１
９がスプレーを開始すると共に、その後予告時限を置い
てから、台車９は更に１ステツプ前進して冷却時限だけ
停止する１この間に、第１および第２のモールド１が超
微霧噴霧水でスプレーされると共に、第３のモールド１
がファン３４で予冷される。

以下、このような移行が繰返されるので、各モールド１
は、２回の超微霧噴霧水による１次冷却（概ね２分４０
秒間）と、１回の微霧噴霧水による２次冷却（概ね１分
２０秒間）の計４分間の短時間の強制冷却で、型抜きし
得る２５０℃〜３００℃まで冷却される。

なお、送出用ファン４１は、冷却工程中連続的に回転す
る。

（ｅ）鋳造後 全モールド１の冷却終了後は、水噴射管１９とファン３
４が止つて、台車９は格納位置に移動、停車する。

しかして、これらの作動は、全部タイマーに基づいて自
動的に制御されるので、指令操作以外には人手を要しな
い。

また、スプレーにより気化しない湯気化した冷却水は、
送出用ファン４１とブロワ４２に付勢されて固定フード
４０から排気されるので、その殆んどが室内に滞留する
ことがなく、従って、作業が安全でかつ作業環境は良好
に保たれる。

そのほか、噴霧水による２次冷却方式を採ったことから
、大型インゴットの製品においても、ひけ巣あるいはク
ラックの発生は低率であって、かつ、冷却時間も著しく
短縮されている。

以上詳述したように、本発明に係る亜鉛または亜鉛合金
溶湯の冷却装置によれば、多数の同大型モールドを定間
隔で整列させて配設させ、この整列ラインに沿って噴霧
台車を移送させつつ各モールド内の同溶湯を順次噴霧冷
却させるようにしたので、上記台車による噴霧冷却中以
外（噴霧冷却済のものと未だ噴霧冷却をしていないもの
を含む）の同溶湯は、ファンあるいは自然冷却により予
冷又は後金され、多数のモールド内の同溶湯を、時間を
有効に使って、無理なく冷却させることが出来る効果が
ある。

しかも上記本発明によれば、上記台車内には、上記モー
ルドの整列ピッチと等しいピッチで複列に噴霧用水噴射
管を設けたので、台車を移動させながら、複数組づつの
モールドを順次噴霧冷却させることが出来、冷却作業能
率が向上する効果がある。

また本発明に係る亜鉛または亜鉛合金溶湯の冷却装置に
よれば、各大型モールドの整列ラインに沿って底面がス
リット状に連続して開口される水蒸気送出用の固定フー
ドを設けると共に、上記噴霧用箱形移動台車の上面排気
口を上記固定フードの底面開口に指向させ、さらに人道
側から排気側に向けてファンを設けたので、上記移動台
車がどの位置にあっても、その上記排気口から上記固定
フードを介して、常に有効に発生水蒸気の排出を行なわ
せることが出来、作業環境を安全且つ良好に保つことが
出来る効果がある。

さらに本発明の冷却装置によれば、１次冷却と２次冷却
を行う複列の水噴射管を台車に装備させるようにしたの
で、台車の自走により水噴射管をモールド列の上方をス
テップ移行させながらシーケンス的に噴霧冷却させるよ
うにすることにより、極めて短時間に亜鉛または亜鉛合
金溶湯を強制冷却し得るばかりでなく、製品インゴット
のクラック及びひけ巣の発生もわずかであり、更には、
作業が安全、かつ確実化するなど、この種亜鉛または亜
鉛合金インゴット製品における生産性、安全性および信
頼性を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す亜鉛または亜鉛合金
溶湯の冷却装置の平面図、第２図は、同側面図、第３図
は、第２図左半部の台車の側板を除去した状態の拡大図
、第４図は、リミットスイッチ取付部の正面図、第５図
は、清水供給配管の模型図である。 Ａ、Ｂ……整列ライン、ｄ……定間隔、１……モールド
、９……台車、１４…→排気口、１９……水噴射管、２
８，２９……清水配管中の遊動管、４０……固定フード
、４１……フアン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定間隔で整列されその一側から順次亜鉛または亜鉛
   合金溶湯が注入される多数の大型モールドと、前記整列
   ラインを跨いだ状態で同ラインに沿し第走する下面が開
   口した箱形の台車と、この台車の内側上面に前記モール
   ドの上部に位置するごとく配列装備された複列の下向き
   水噴射管と、前記整列ラインに沿い前記台車の上方位置
   における前記溶湯注入側の上部に底面がスリット状に連
   続して開口された水蒸気送出用の固定フードと、前記箱
   形台車の上部における前記溶湯注入側に形成された排気
   口であってその上面開口が前記固定フードの底面開口を
   指向する排気口と、前記整列ラインに沿い前記溶湯注入
   側と反対の側に設けられたファンと、を具備することを
   特徴とする亜鉛または亜鉛合金溶湯の冷却装置。