專利名稱：柱狀錠的鑄造裝置以及柱狀錠的制造方法
技術領域：
本發明涉及向多個鑄型、典型的為呈矩陣狀(行列狀)配置的鑄型同時進行頂注鑄造的方法，涉及能夠抑制縮孔的產生、且改善了鑄造后從中間罐(tundish)分離的分離性的柱狀錠的鑄造裝置以及使用該鑄造裝置進行的柱狀錠的制造方法。
背景技術：
一直以來，在熔模鑄造法(脫蠟鑄造法)等中，通常預先制造高純度的母體金屬(master metal),并將該母體金屬熔化而進行鑄造。在熔模鑄造中，由于其熔化單位小，因此需要預先準備多個特定尺寸的母體金屬。作為鑄造這種母體金屬的方法，提出有向呈矩陣狀(行列狀)配置的鑄型同時進行頂注鑄造的鑄造方法。·例如，專利文獻I所記載的同時鑄造多個鑄塊的裝置在并列設置且立起設置的多個鑄型與具有朝向各個鑄型的澆注口的熔融金屬分配用中間罐之間，夾裝有具有連通澆鑄道的防火材料制的平板體。在該方法中，由于能夠向多個鑄型同時進行鑄造，因此存在鑄造時間短、并且能夠均勻地向各個鑄型進行鑄造、不會產生冒口不足的優點。專利文獻I :日本實開昭62 - 82150號公報如上所述，向呈矩陣狀(行列狀)配置的鑄型同時進行頂注鑄造的鑄造方法對于母體金屬的制造來說是有效的。另一方面，根據本發明人的研究，查明了以下課題為導致生產率降低的原因。在同時制造多個鑄塊的情況下，需要使分配熔融金屬的中間罐具有強度，因此，承接熔融金屬的中間罐需要具有與熔融金屬直接接觸的耐火物和對耐火物進行加強的框架。在該情況下，對于熔融金屬來說，中間罐自身成為冷卻體，因此，鑄造后的冒口內的熔融金屬的熱被中間罐奪取，在向鑄型鑄塊內充分地供給熔融金屬之前熔融金屬凝固，冒口未有效地發揮作用而在鑄塊內產生縮孔。在切斷產生有縮孔的母體金屬時，切屑侵入縮孔內，因此成為將該母體金屬再次熔化時發生的不良情況的原因。在為了解決這個課題而增大冒口的情況下，雖然不會對質量產生不良影響，但卻會產生產量損失。并且，如果從中間罐連接到鑄型的澆注口的直徑小，則存在產生因從爐中混入熔融金屬的浮渣、耐火物等而導致的澆注口堵塞、狹窄，從而熔融金屬無法進入鑄型內的情況。如果僅是單純地增大澆注口直徑，則中間罐的剩余熔融金屬與鑄塊牢固地連接，加工性變差。為了改善鑄塊表面，增加鑄造速度是有效的方法，但為了增加鑄造速度，需要增大澆注口的直徑，在該情況下也會產生上述問題。

發明內容
鑒于上述課題，本發明的目的在于，提供一種能夠抑制縮孔的產生、且改善了鑄造后從中間罐分離的分離性的柱狀錠的鑄造裝置以及使用該鑄造裝置進行的柱狀錠的制造方法。
本發明的柱狀徒的鑄造裝直具備多個柱狀鑄型；以及中間te，該中間te在底部具有與各個上述鑄型對應的多個澆注口，上述底部能夠與設置在上述鑄型的上部的隔熱框架接觸、分離，上述鑄型的隔熱框架相對于各個上述鑄型獨立設置，且具備隔熱筒體，該隔熱筒體與鑄型主體連接；以及隔熱蓋部，該隔熱蓋部具有將來自上述澆注口的熔融金屬導入到鑄型的開孔連通部，且上述隔熱蓋部形成為上述開孔連通部相對于上述隔熱筒體整周懸空的形狀。本發明特別優選中間罐的底面由金屬支承框架覆蓋。并且，使用上述鑄造裝置進行的本發明的柱狀錠的制造方法為在使上述中間罐與上述隔熱框架接觸的狀態下，向上述多個柱狀鑄型同時進行頂注鑄造，隨后使中間罐從隔熱框架離開，從而上述澆注口與隔熱框架之間分離。根據本發明，由于能夠防止縮孔的產生，因此可以有效地提高鑄塊的質量。并且，由于能夠防止中間罐與鑄塊牢固地相連，因此對于加工性的提高來說是有效的。·


圖I是示出本發明的鑄造裝置的一例的示意圖。圖2是示出本發明的鑄造裝置的一例的剖視示意圖。圖3是示出應用于本發明的鑄型與中間罐的接觸部分的形態的一例的剖視示意圖。圖4是示出應用了本發明的鑄塊的一例的剖視示意圖。圖5是示出比較例的鑄型與中間罐的接觸部分的形態的一例的剖視示意圖。圖6是示出應用了比較例的鑄塊的一例的剖視示意圖。標號說明I :中間罐耐火物；2 :中間罐框架；3 :澆注口 ；4 :隔熱框架；4a :隔熱筒體；4b :隔熱蓋部；4c :開孔連通部；5 :鑄型；6 :冷鐵；7 :平臺；8 :縮孔；9 :角部；10 :澆注口殘留熔融
金屬
具體實施例方式以下，使用附圖對本發明進行詳細說明。圖I是示出應用于本發明的鑄造裝置的一例的示意圖。并且，圖2以及圖3分別是示出應用于本發明的鑄型與中間罐的接觸部分的形態的一例的剖視示意圖。首先，如圖I所示，本發明的柱狀錠的鑄造裝置使用多個柱狀鑄型5。柱狀錠對于母體金屬的使用形狀來說是有利的，能夠同時制造多個柱狀錠，在生產率方面優秀。鑄型形狀只要是柱狀即可，截面可以是矩形也可以是圓形。從鑄型制造性方面來說優選為圓形。并且，如圖2所示，中間罐能夠應用具有承接熔融金屬的耐火物I和對該耐火物I進行加強并進行支承的框架2的中間罐。這是因為，如果中間罐為耐火物單體，則在同時制造多個柱狀錠的情況下，中間罐的強度不足。此時，優選中間罐的底面由金屬的支承框架覆蓋。并且，中間罐在底部具有與各個鑄型對應的多個澆注口 3。進而，中間罐框架2能夠與設置在上述鑄型的上部的隔熱框架4接觸、分離。這是為了適當地使澆注口的中心與隔熱框架的中心一致。并且，從防止熔融金屬泄漏等方面來說，優選隔熱框架4與中間罐框架2在鑄造時緊S貼合。在本發明中，相對于具有上述基本結構的鑄造裝置，為了抑制縮孔的產生、并改善鑄造后的上述柱狀錠從中間罐分離的分離性，設置有圖3所示的隔熱框架4。在圖3中，與中間罐的底部接觸的隔熱框架4相對于各個鑄型獨立設置。這是因為，如果在中間罐的澆注口 3與隔熱框架4之間存在用于形成其他澆鑄道的部件，則存在因在該部分產生的凝固金屬而損害鑄造后的分離性的顧慮。本發明的隔熱框架4設置有與鑄型主體連接的隔熱筒體4a ;以及隔熱蓋部4b，該隔熱蓋部4b具有將來自上述澆注口 3的熔融金屬導入鑄型的開孔連通部4c，且該隔熱蓋部4b形成為開孔連通部4c的鑄型側相對于隔熱筒體4a整周懸空(overhang)的形狀。此時，優選開孔連通部4c的直徑比澆注口 3的直徑小。由此，分離中間罐與鑄塊的作業變得容易。并且，在本發明中，通過設置形成為懸空形狀的隔熱蓋部4b，使得鑄型內的熔融金·屬不與支承中間罐耐火物I的中間罐框架2接觸，因此，熱量不會從鑄塊上部被中間罐奪取，隔熱框架能夠有效地對鑄塊發揮作用，能夠得到完整的鑄塊。并且，在本發明中，能夠防止從中間罐連接到鑄型的澆注口堵塞，因此，即便在向鑄型注滿熔融金屬之后熔融金屬開始凝固而在鑄塊內部產生收縮時，也能夠從中間罐朝隔熱框架4內補充熔融金屬。因此，在本發明中，無需增大隔熱框架4就能夠有效防止鑄塊內的縮孔的產生。隔熱蓋部4b以及隔熱筒體4a的材質優選使用隔熱性能高的隔熱材料，能夠應用由例如氧化硅纖維、陶瓷纖維、氧化鋁纖維等構成的材料，希望使用比較柔軟的材料。在本發明中，通過在隔熱蓋部4b應用整周懸空形狀，所得到的鑄塊形成為圖4的形狀。基于該形狀，從中間罐內連接到澆注口 3的殘留熔融金屬與鑄塊幾乎不接觸，因此，鑄造后分離中間罐與鑄型的作業變得容易。在此，作為懸空形狀，除了相對于隔熱筒體4a呈圖3所示的直角形狀之外，也能夠適當地選擇圓角形狀、錐形狀。另外，如果本發明的隔熱蓋部4b的懸空形狀形成為隨著趨向開孔連通部4c而呈錐形狀地變窄的形狀、且形成懸空形狀的壁面的角度接近豎直，則圖4所示的鑄塊的上部角部9沿著隔熱蓋部4b的懸空形狀相連，從而中間罐與鑄塊牢固地相連的顧慮變強。因此，作為懸空形狀，優選與中間罐底面形成為水平。并且，即便在設置錐面的情況下，也優選在開孔連通部4c的周圍設置與中間罐底面水平的部分。圖5示出表示比較例的鑄型與中間罐的接觸部分的形態的一例的剖視示意圖。在隔熱框架4未設置具有懸空形狀的隔熱蓋部的圖5的構造中，隔熱框架4內的熔融金屬由中間罐框架2冷卻，所得到的鑄塊的截面形成圖6所示的形態。圖6是隔熱框架不具有懸空形狀的情況下的鑄塊的剖視示意圖。由于隔熱框架4內的熔融金屬由隔熱框架4上部的中間罐冷卻，因此，無法向鑄塊內充分地供給熔融金屬，存在在鑄塊內的深處產生縮孔8的情況。并且，雖然中間罐與鑄塊在澆注口殘留熔融金屬10的部位被切斷，但如果澆注口直徑大，則無法利用鑄塊的自重進行切斷，難以進行分割中間罐與鑄塊的作業。并且，在利用鑄塊自重來分割中間罐與鑄塊的情況下，需要在紅熱狀態下進行上述作業，能夠確認此時存在如下問題當在澆注口殘留熔融金屬10的下部進行分割時，鑄塊內的縮孔表面被高溫氧化，因此會對質量產生不良影響。
以下，使用圖I、圖2以及圖3，對使用了本發明的鑄造裝置的柱狀錠的制造工序的具體例進行說明。首先，準備配置有冷鐵6的平臺7，在平臺7之上設置空心圓柱狀的鑄型5。隨后，在鑄型5的上部設置上述的由隔熱筒體4a和隔熱蓋部4b形成的具有開孔連通部4c的隔熱件。此后，在使中間罐框架2與上述隔熱框架接觸的狀態下，利用未圖示的其他中間罐向中間罐2注入熔融金屬，向多個柱狀鑄型5同時進行頂注鑄造。鑄造結束之后，使中間罐框架2從隔熱框架4向上方離開。此時，如圖3所記載那樣，由于利用隔熱蓋部4b形成有懸空形狀，因此鑄塊形狀形成為圖4所示的形狀，在從澆注口到隔熱框架之間借助自重分離。最后從鑄型取出鑄塊，能夠得到柱狀的錠。·
權利要求
1.一種柱狀錠的鑄造裝置， 該柱狀錠的鑄造裝置的特征在于， 所述柱狀錠的鑄造裝置具備 多個柱狀鑄型；以及 中間罐，所述中間罐在底部具有與各個上述鑄型對應的多個澆注口，上述底部能夠與設置在所述鑄型的上部的隔熱框架接觸、分離， 所述鑄型的隔熱框架相對于各個上述鑄型獨立設置，且具備 隔熱筒體，該隔熱筒體與鑄型主體連接；以及 隔熱蓋部，該隔熱蓋部具有將來自所述澆注口的熔融金屬導入鑄型的開口連通部，且所述隔熱蓋部形成為上述開孔連通部的鑄型側相對于所述隔熱筒體整周懸空的形狀。
2.根據權利要求I所述的柱狀錠的鑄造裝置，其特征在于， 中間罐的底面由金屬支承框架覆蓋。
3.一種柱狀錠的制造方法， 該柱狀錠的制造方法使用權利要求I或2所述的柱狀錠的鑄造裝置， 在使所述中間罐與所述隔熱框架接觸的狀態下，向所述多個柱狀鑄型同時進行頂注鑄造，隨后使中間罐從隔熱框架離開，從而所述澆注口與隔熱框架之間分離。
全文摘要
本發明的目的在于，提供一種能夠抑制縮孔的產生、且改善了鑄造后從中間罐分離的分離性的柱狀錠的鑄造裝置以及使用該鑄造裝置進行的柱狀錠的制造方法。本發明的柱狀錠的制造裝置具備多個柱狀鑄型以及中間罐，該中間罐在底部具有與各個上述鑄型對應的多個澆注口，該底部能夠與設置在上述鑄型的上部的隔熱框架接觸、分離，上述鑄型的隔熱框架相對于各個上述鑄型獨立設置，且具備隔熱筒體，該隔熱筒體與鑄型主體連接；隔熱蓋部，該隔熱蓋部具有將來自上述澆注口的熔融金屬導入鑄型的開孔連通部，且該隔熱蓋部形成為上述開孔連通部相對于上述隔熱筒體整周懸空的形狀。
文檔編號B22D7/00GK102784895SQ20121015295
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者上村享彥, 菅洋一, 高知尾清孝 申請人:日立金屬株式會社