JPS5825417A - 鋳造品の熱処理方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳造機から取出した鋳造品を先づ焼入炉に入
れて焼入温度に加熱し、次に焼入塊に入れて焼入れし、
次に焼戻炉に入れて焼戻温度まで加熱する一連の熱処理
を連続的に行う鋳造品の熱処理方法と装置に関する。

鋳鋼品は一般に鋳造機から取出されたものを焼入温度ま
で加熱して焼入をし、その後に焼戻をする熱処理工程を
終だ後に製品として使用される。アルミ鋳造品たとえば
アルミシリンダーヘッドも鋳鋼品同様に熱処理工程を経
た後に製品として使用される。そして従来は鋳造品を焼
入炉へ供給する前、鋳造機から取出した直後の鋳造品に
は鋳型砂が付着しているからこの鋳型砂を除去する工程
があった。

鋳型砂の除去は従来種々の方法があるが鋳造品が大量生
産である場合砂焼炉によって鋳型砂の除去をすることが
数々採用される。かように砂焼炉を用馳て鋳型砂の除去
をするときはあらか−しめ鋳型砂を固めるバインダーは
熱と０２の存在によって熱分解され夷化されて鋳型砂を
固める力が失われ鋳造品に付着されている鋳型砂が脱落
されやすくなる性質のバインダーが採用される。

砂焼炉による砂除去は、鋳造品はコンベヤに載せられて
該砂焼炉の入口から出口まで搬送され、該砂焼炉の天井
に数基のバーナを設け、これらバーナから噴出される火
炎が該搬送される鋳造品にあてられて付着砂が落される
方式であるが、各バーナへの空気の供給を過剰にして吹
付けられる火炎中の０２濃度が１５チ程度であるように
すればバインダーのＬ化が促進される。しかしながら火
炎中に０２を１５チ存在させることはなかなか困難であ
り、もし０２濃度を１０チ程度にすれば鋳造品から鋳型
砂を落すのに濃度１５％の場合よりもはるかに長時間を
必要とする。すなわち鋳造品は該砂焼炉内に長時間滞在
させなければならず、このことは大型の砂焼炉を必要と
し、かつ大量の燃料を消費することになる。まだ、砂焼
炉から排出される排ガス量も大量であって該排ガスとと
もに大量の熱エネルギーが棄てられるだけでなく、該燃
焼排ガス中には砂が含有されているので砂の除去装置を
通した後に排煙しなければならず、従って大型の砂焼炉
に加えて可成大型の砂除去装置を必要とする。

本発明に係る焼入炉へは鋳造機から取出されたままで鋳
型砂が付いている状態の鋳造品が供給される。鋳造品が
鋳造機から取出された直後であって未だあまり冷えてお
らず高温であればある程熱エネルギーの節約になる。

この焼入炉はその加熱手段としてラジアントチューブを
採用する。かつ循環送風機を設ける。その熱風の循環径
路にラジアントチューブを存在させてラジアントチュー
ブは循環熱風に熱を与へ、鋳造品は該循環熱風によって
熱が与へられ焼入温度まで比較的均一に加熱されるので
あるが、ラジアントチューブ加熱の場合は該焼入炉内の
０２濃度を１７％乃至２１チに保つことが容易であるか
ら、鋳型砂を固めているバインダーは循環する高温の熱
風と高０２＃度によって短時間に孤化されて接着力が失
なわれ、鋳造品から鋳型砂を落すことができ鋳型砂が落
された状態で次工程の焼入ｌへ供給することができる従
って工程の短縮装置の簡単化、燃料の節約、省力化など
を同時かつ大巾に達成することができる焼入炉である。

本発明に係る連続熱処理装置は前記焼入炉と焼戻炉とを
それらの入口と出口がそれぞれ反対側に位置するように
かつ焼入炉を下に設け、その上に焼戻炉を設け、両炉は
上下重ねられた状態に位置させ、それぞれの炉に自動的
な積極駆動の搬送手段を設けるとともに、該焼入炉出口
と該焼戻炉入口に接してエレベータ−機構を設け、該エ
レベーター機構の下部が焼入廊であるようにし、従って
鋳造品は自動的に焼入炉を通り、焼入鹿で焼入れされ、
焼戻炉を通るようにした自動連続熱処理装置である。か
つ焼入炉内の加熱に前述のごとくラジアントチューブを
採用して焼入加熱と鋳型砂の除去とを同時に行うのであ
るが該ラジアントチューブによって生じる燃焼ガスは焼
戻炉に導びかれ該焼戻炉に導びかれたラジアントチュー
ブ燃焼ガスは循環送風機によって強制的に循環されて鋳
造品の焼戻温度までの加熱が行なわれるようにし燃料の
有効利用を果している。

本発明の熱処理は主としてアルミ鋳造品であるアルミシ
リンダーヘッドについて試験が行なわれているが、この
場合にアルミ／リンダ−ヘッドの焼入温度を４８０°Ｃ
乃至５３０°Ｃに設定し焼入炉内の０２濃度が１７ｃＩ
Ｉ乃至２１チであるようにして試験をした結果、アルミ
シリンダーヘッドの表面の砂だけでなく中子砂まで除去
することができることが判明し、またンリンダーブロッ
クについては１時間以内で均熱に焼入温度にすることが
でき、同時に鋳型砂の除去も果せるが、焼入炉内の０２
　＃度が１５チ以下であれば鋳型砂の脱落に長時間を要
し。

焼入温度まで加熱する時間と一致さすことができず結局
燃料の不経済になることが判明した。

本発明をアルミシリンダーヘッドについて試験した実施
例を示す第１図、第２図、第３図によってさらに詳細に
説明する。

、第１図において、アルミ鋳造品シリンダーヘッドはバ
スケラ）　１．１’、　１〃、、、内にそれぞれ１個ま
たは数個づつ収容されて先づ焼入炉入口前の供給テーブ
ル２上に供給される。

本焼入炉へ供給されるシリンダーヘッドは鋳造機から取
出された直後で冷えておらず未だ余熱が存在し高温な状
態であればあるほど焼入炉における熱エネルギーの節約
となる。この場合シリ−ンダーヘッドに鋳型砂、中子砂
７５−付いている状態で供給される。

本焼入炉３はその外側を軟鋼板で囲い、内側をステンレ
ス鋼板で囲い両鋼板の間には断熱材が充填されている。

本・焼入炉３内に供給されたノ（スケット１は供給テー
ブル２位置から焼入炉３に入り排出テーブル４位置に取
出されるがごくスケットを所定速度で駆動し、搬送する
ためたとえば従来公知の７・−スローラ５．５’、５’
、、、などの搬送手段が設けられている。その入口扉６
と出口扉７はそれぞれ自動的に一定時間毎に昇降される
。

本焼入炉３内に第３図に詳細に示すごとく１基まだは数
基のラジアントチューブ゛８．８′９１、が設けられて
いる。′１へ本焼入炉３には１基または数基の循環用送
風機９．９’、、。

が設けられている。従って本焼入炉３内で第３図に矢印
で示すごとく熱風が強制的に循環される構造になってい
る。循環する熱風はその循環経路に設けたラジアントチ
ューフ゛表面に接して熱を受け、加熱された熱風は循環
経路に運び込まれたバスケット１′内に流入してシリン
ダーヘッドに接しな′がら流れる力１らシリンダーヘッ
ドを均一に加熱することカニできる。またかよう４加熱
方式にすることによつて炉内のｏｚ　５度を１７％乃至
２１％に保つことが容易であり、かように楠温でありか
つ高０２濃度である循環熱風をシリンダーヘッドにあて
れば鋳型砂を固めているバインダーが短時間で卜化し、
その接着力が失われるからシリンダーヘッドから鋳型砂
、中子砂を落すことができる。本焼入炉のハースローラ
５の下方に搬出手段たとえば１基または数基のホッパー
１０．１０’、、、と各ホッパー底部のスクリュフィダ
ー１１．１丁′、１．よりなる砂搬出手段が設けられて
いる。

バスケット１　〃は、間歇的に作動する出口扉７から出
て排出テーブル４上に乗せじれる。

該排出テーブル４はエレベータ−機構１２の一部になっ
ていて、バスケット１〃は本エレベータ−機構の底部に
設けた焼入穐１３内に浸漬され焼入処理が行なわれる。

該焼入ｉｔにはその底部にサクション管の吸入口を設け
て砂取用ポンプ手段すなわちメラリーポンプ１４が設け
られている。

を乗せた排出テーブル４は焼戻炉１５の入口扉１６前に
位置し、バスケット１〃は間欠的に作動する該入口扉１
６を通って焼戻炉１５内に供給される。

本焼戻炉１５はその外側と内側とを鋼板で囲い両鋼板の
間には断熱材が充填されている。

焼入炉３の天井壁であってかつ焼戻炉１５の床壁である
両炉間の共通壁１７は通常の壁の厚さより薄くし、断熱
材を薄くするかあるいはなくすることができる。

本焼戻炉１５内に供給され゛たバスケット１８をその入
口から出口まで所定速度で積憧的に駆動されて搬送する
ためたとえばハースローラ１９などの搬送手段が設けら
れていて。

その入口扉１６と出口扉２０はそれぞれ間欠的に開閉さ
れる。

本焼戻炉１５の側′□壁に第３図に詳細に示すごとく、
焼入炉の各ラジアントチューブ８．８’０３．の燃焼排
ガスが導入される導入孔２１．２１”０９．が設けられ
ている。また該焼戻炉１５の天井壁に固定させて循環用
送風機２２．２７’が設けられている。また該焼戻東１
５の側壁にダンパー付の炉内ガスの排出管２３．２３’
が設けられている。

本発明に係る焼戻炉は上述のごとき構造として焼入炉で
採用されたラジアントチューブの燃焼排ガスが焼戻炉に
おいて加熱用ガスとして導入され、この燃焼排ガスは循
環用送風機によって炉内において循環され、従って供給
されたシリンダーヘッドは比較的均一に焼戻温度まで昇
温される。

シリンダーヘッドは一定時間毎に開閉される出口扉２０
を通って製品取出テーブル２４へ送り出される。

本発明に係る熱処理においては焼入炉の加熱はラジアン
トチューブを採用した間接的な加熱方式であって、焼入
炉内の循環熱風は該ラジアントチューブに接して熱が伝
達されて高温となりかつ０２含有量を１７チ乃至２１％
に保つてシリンダーヘッドを焼入温度まで昇温させると
同時に、付着していた鋳型砂を落すことができる。焼入
炉で使用するラジアントチューブ加熱装置は高価であり
かつその燃料ＬＰガスも従来の液体燃料に比し高価であ
るが、その燃焼ガスを焼戻炉の加熱手段に使用して熱エ
ネルギーを有効に利用することかで飢また上記焼入炉に
おいてはラジアントチューブを用いることによって炉内
を高０２濃度にして鋳型砂を有効に脱鼠させることがで
きる。

またこのような焼入炉へは鋳造機から取出して未だ冷え
ないで余熱がある鋳型砂付着の鋳造品を供給することが
でき、さきに述べち砂焼炉など鋳造品から鋳型砂を除去
する工程を省くことができるから、結局にお、いて熱エ
ネルギーの大巾な節約となる。

本発明の熱処理は鋳造品を鋳造機から取出して焼入炉の
供給テーブルに載せた直後からはじまり、鋳造品は自動
的に焼入炉に送り込まれて焼入温度まで〃０熱され、自
動的に焼入炉を出て自動的に焼入■に供給されて焼入さ
れ、焼入れ後自動的に焼戻炉へ供給されて焼戻温度まで
加熱されて取出され、燃料の節約だけでなく品質の向上
、省力化、工程の短縮化および作業スペースを少くする
こと、生産工程を円滑にさせることなど種々の大きな効
果を有するも、のである。

上述の説明は実施例をアルミ鋳造品シリンダーヘッドに
ついて述べたが、勿論本発明はシリンダーヘッドにとど
まらずそれ味外のアルミ鋳造品にも適用することができ
、また本発明はアルミ鋳造品だけでなく鋳鋼品にも適用
することができる。

また第４図は焼入炉３に採用した数基のラジアントチュ
ーブ８．８’、、、から排出される各燃焼排ガスのダク
ト配管を示す説明図である。数基のラジアントチューブ
８．８’、、、から排出される各燃焼排ガスは１本の回
収ダクト３０にまとめられ、該回収ダクトの一端に熱風
温度コントロールダーツ＜−３１を設け、該回収ダクト
の他端に回収ファン３２を設け、該回収ファン３２のデ
リベリ管３３に数本の分岐管３４．３４’、、、を設け
、これら分岐管の先端はそれぞれ焼戻炉の燃焼ガス導入
孔２１．２１’、、、に連結されている。熱風温度コン
トロールダンパー３１を作動して焼戻炉へ供給する燃焼
排ガス温度を適温にコントロールできる。またデリベリ
管３３の一端にパージダンパー３５を設ける。該パージ
ダンパー３５を作動して焼戻炉へ供給する燃焼排ガス量
を適量にコントロールできる。また該焼戻炉に２つのダ
ンパー付排煙管２３．２ｆｆを設けている１つのダンパ
ー付排煙管２３はその先端を焼入炉の供給テーブル２の
上方に開口させ、これから焼入炉へ入るシリンダーヘッ
ドが低温である場合一定温度まで予熱するだめのもので
ある。また他のダンパー付排煙管２３′はその先端を焼
戻炉の供給テーブルの上方に開口せしめ、これから焼戻
炉へ入るシリンダーヘッドを乾燥させ、あるいは一定の
温度まで予熱するだめのものである。

第４図で示すダクト配管によって焼入炉に使用した数基
のラジアントチューブの燃焼排ガスは適温にコントロー
ルされ適量にコントロ・″−ルされて焼戻炉に供給され
て有効な加熱を行うことを得しめ、かつ必要に応じ焼入
炉へ供給される鋳造品の予熱と焼戻炉へ供給される鋳造
品の予熱を行うことを得しめる。そしてこのような予熱
用の燃焼ガスの抽気を行った場合でも焼戻炉への供給燃
焼排ガス量を常に適量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はいづれも本発明に係る熱処理
装置のそれぞれ側断面図ＪｉＩ−１１断面図、平面図で
ある。第４図は焼戻炉を含むラジアントチューブの燃焼
排ガスのダクト配管を示す説明図である。− １はバスケット　２は供給テープ化　３は焼入炉　４は
排出テーブル　５はノ・−スローラ６は入口扉　７は出
口扉　８はラジアントチューブ　９は循環用送風機　１
０はホッパー１１はスクリュクイダ−１２はエレベータ
−機構　１３は焼入槽　１４はスラリーポンプ　１５は
焼戻炉　１６は入口扉　１７は共通壁　１８はバスケッ
ト　１９はハースローラ　２０は出口扉　２１は燃焼ガ
ス導入孔２２は循環用送風機　２３はダンパー付排煙管
　２４は製品取出テーブル　３０は回収ダクト　３１は
熱風温度コントロールダンパー３２は回収ファン　３３
はデリベリ管　３４は分岐管　３５はバージダンバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型砂が付着している状態の鋳造品を、゛ラジア
   ントチューブと循環用送風機とを設ぺ炉内の０２濃度が
   １７％九至２１１であり、熱風が強制的に循環されてい
   る焼入炉へ供給し、該鋳造品は循環熱風によって焼入温
   度まで加熱されると同時に循環する高温の熱風と高０２
   濃度とによって鋳型砂を固めているバインダーを４化さ
   せて接着力を失わしめて鋳造品から鋳型砂を落し、焼入
   炉から取出した鋳造品を焼入槽へ供給し、′さらに焼入
   槽から取出した鋳造品を焼戻炉へ供給するが、該焼戻炉
   における鋳造品の焼戻温度までの加熱は前記焼入炉で使
   用するラジアントチューブの燃焼排ガスによって行うよ
   うにした鋳造品の熱処理方法。
2. （２）鋳型砂が付着している状態の鋳造品をラジアント
   チューブと循環用送風機を設け、炉内の０２濃度が１７
   ％乃至２１％であり、熱風が強制的に循環されている焼
   入炉へ供給し、該鋳造品は循環熱風によつ、て焼入温度
   まで加熱されると同時に循環する高温の熱風と高０２濃
   度とによって鋳型砂を固めているバインダーを先化させ
   て接着力を失わしめて鋳造品から鋳型砂を落し、焼入炉
   から取出した鋳造品を焼入槽へ供給し、さらに焼入槽か
   ら取出した鋳造品を焼戻炉へ供給するが、該焼戻炉にお
   ける鋳造品の焼戻温度までの加熱は前記焼入炉で使用す
   るラジアントチューブの燃焼排ガスによって行い更に該
   焼戻炉から排出される燃焼排ガスで焼入炉の供給テーブ
   ル上の鋳造品の予熱をし、焼戻炉の供給テーブル上の鋳
   造品の予熱をする鋳造品の熱処理方法。
3. （３）焼入炉３と焼尻炉１５とをそれらの人口と出口が
   それぞれ反対惧１に位置するように、かつ焼入炉３管下
   に設け、その上に焼尻炉１５を設けて両炉は上下重ねら
   れた状態に位置させ、該焼入炉３にその供給テーブル２
   からその排出テーブル４まで鋳造品を搬送する搬送手段
   ５を設け、該焼入炉３に１基または数基のラジアントチ
   ューブ８．８１１．とこれらラジアントチューブをその
   熱風循環径路に存在させて１基または数基の循環用送風
   機９．９’　、　、　、を設け、該焼入炉の底部に砂搬
   出手段１０．１１を設け、該焼入炉出口と該焼戻炉入口
   に接せ〜しめてエレベータ−機構１２を設け、該エレベ
   ータ−機構の下部に焼入樽１３を設け、該焼戻炉にその
   供給テーブルからその排出テーブルまで鋳造品を搬送す
   る搬送手段１９を設け、該焼戻炉１５に前記焼入炉で使
   用する１基または数基のラジアントチューブの燃焼排ガ
   ス　取出管と連結させた１個まだは数個の燃焼排ガス導
   入孔２１．２１’　、　、　、とこれら導入孔をその循
   環径路に存在させて１基または数基の循環用送風機２２
   ．２２′を