JPH0586312B2 - - Google Patents
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- JPH0586312B2 JPH0586312B2 JP63109270A JP10927088A JPH0586312B2 JP H0586312 B2 JPH0586312 B2 JP H0586312B2 JP 63109270 A JP63109270 A JP 63109270A JP 10927088 A JP10927088 A JP 10927088A JP H0586312 B2 JPH0586312 B2 JP H0586312B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- chamber
- opening
- storage container
- filling pipe
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属の重力に逆らつた鋳造を行うため
の方法と装置に関するものであり、特に、鋳造温
度で空気と反応して、鋳造製品に有害な酸化物及
び/又は窒化物を形成する元素を含有する、合金
のような反応金属を鋳造する方法と装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for the gravity-defying casting of metals, and in particular to a method and apparatus for casting metals against gravity, and in particular to reacting with air at the casting temperature to form a cast product. The present invention relates to a method and apparatus for casting reactive metals, such as alloys, containing elements that form oxides and/or nitrides that are harmful to the environment.
このような反応金属を良好な品質に鋳造するた
めに、全ての鋳造操業は、その金属が空気活性化
温度にある期間中、真空処理又は空気の不活性ガ
ス置換処理による空気排除状態において行われる
べきである。このような空気排除により重力に逆
らつた鋳造に通常用いられる方法と装置は米国特
許3863706及び3900064に開示されている。これら
の特許によれば、密封した排気隔室は金属の溶融
るつぼの密封した収納容器上に設けられており、
この隔室は、るつぼ収納容器の上部を通り、隔室
から伸びている密封した導管を介してるつぼに近
接できるようになつており、上記導管には中間を
閉鎖するスライドバルブが設けられている。隔室
内に、縦方向に分割した室が収容され、そして室
の底部から突き出た鋳型の充填パイプの下方端部
と通気性鋳型の周囲とが密封されている。
In order to cast such reactive metals to good quality, all casting operations are carried out under air exclusion conditions, either by vacuum treatment or by inert gas displacement of the air, during the period when the metal is at air activation temperature. Should. Methods and apparatus commonly used for such air exclusion castings against gravity are disclosed in US Pat. Nos. 3,863,706 and 3,900,064. According to these patents, a sealed exhaust compartment is provided above the sealed storage container of the metal melting crucible;
This compartment is accessible to the crucible via a sealed conduit extending from the compartment through the top of the crucible storage container, said conduit being provided with a slide valve for closing the middle. . A longitudinally divided chamber is housed within the compartment, and the lower end of a mold filling pipe protruding from the bottom of the chamber and the periphery of the vented mold are sealed.
これら特許で開示された装置を用いるに際し、
鋳造するための溶融金属の供給は、高度の真空状
態に排気されたるつぼ収納容器内のるつぼで鋼塊
を溶融することにより行われてきた。鋳造する場
合、鋳型は隔室内の鋳型室に配置され、室と隔室
の両方は排気、密封され、そしてそれらとるつぼ
収納容器は同じ低い真空状態でアルゴンのような
不活性ガスにより充満される。導管のバルブは開
かれ、鋳型の充填パイプの突出端部がるつぼ内の
溶融金属の表面下に来る迄、室は導管を通して降
下させられる。室は次いで鋳型の間隙部を満すた
めに、溶融金属を充填通路を通して流すに十分な
高い真空状態に排気される。鋳型空隙部内の金属
が十分硬化した後、圧力が室と隔室内で上昇せら
れ、そして室は、るつぼ収納容器から引抜かれ、
室と隔室から鋳型を移動するために、隔室内に置
かれる。 In using the devices disclosed in these patents,
Providing molten metal for casting has been accomplished by melting a steel ingot in a crucible in a crucible container evacuated to a high vacuum. When casting, the mold is placed in a mold chamber within a compartment, both the chamber and compartment are evacuated and sealed, and they and the crucible container are filled with an inert gas such as argon at the same low vacuum. . The conduit valve is opened and the chamber is lowered through the conduit until the protruding end of the mold fill pipe is below the surface of the molten metal in the crucible. The chamber is then evacuated to a high enough vacuum to force molten metal to flow through the fill passageway to fill the mold gap. After the metal within the mold cavity has sufficiently hardened, pressure is increased within the chamber and the compartment, and the chamber is withdrawn from the crucible storage vessel;
Placed within the compartment to remove the mold from the chamber and compartment.
これらの特許の方法と装置は空気反応金属の高
品質鋳造を行うことにおいて非常な好効果が得ら
れたが、鋳型室周囲の外側隔室とるつぼ収納容器
に連結したバルブ付導管は操業が複雑となる高価
な装置であり、また使用上、或る望ましくない制
約を負わせられる。例えば、外側隔室は鋳型を室
内へ挿入したり移動したりするために、室を出入
する密閉可能な戸が必要であり、これらの操作の
防げとなる。隔室は連結した導管によつてるつぼ
収納容器の熱の熱伝導により加熱されそしてバル
ブが開放されたとき、バルブ内の熱にさらされ
て、隔室を十分に冷却することが困難となる。隔
室内の一部分である室を下降又は上昇せしめる機
構は、隔室が密封されている間、上記機構と鋳型
の接近を防げていると同様に、隔室内に伸びてい
る可動部分のまわりの隔室を密封するための複雑
な機構を必要とする。 Although these patented methods and apparatus have been very successful in producing high-quality castings of air-reactive metals, the valved conduits connecting the outer compartment around the mold chamber and the crucible storage vessel are complex to operate. This is an expensive device and imposes certain undesirable restrictions on its use. For example, the outer compartment requires a sealable door to enter and exit the chamber in order to insert or move the mold into the chamber, which prevents these operations. The compartment is heated by conduction of heat from the crucible container through the connected conduit, and when the valve is opened, it is exposed to the heat within the valve, making it difficult to cool the compartment sufficiently. Mechanisms for lowering or raising chambers that are part of the compartment are prevented from coming into contact with the mold while the compartment is sealed, as well as by a barrier around the movable part extending into the compartment. Requires a complex mechanism to seal the chamber.
他の先行技術は上述の如き複雑な装置を避けえ
たとしても、溶融金属を含有しているるつぼ内に
不活性ガス雰囲気を効果的にもたらすことに成功
していない。 Other prior art techniques have not been successful in effectively providing an inert gas atmosphere within a crucible containing molten metal, even though they may have avoided complex equipment such as those described above.
本発明は鋳型室のための隔室を省略することが
できると共に、効果的に不活性ガスを溶融金属の
表面に維持する間、前述した特許で開示されてい
るような装置のるつぼ収納容器に連結した密封さ
れた導管を省略することができるものである。
The present invention allows for the elimination of a compartment for the mold chamber and effectively maintains an inert gas at the surface of the molten metal while retaining the crucible housing of the apparatus as disclosed in the aforementioned patents. A connected sealed conduit can be omitted.
上記の重要な改善は次のような新規の装置の創
案によつて可能ならしめられた。即ち、上記装置
は溶融金属の表面をるつぼ収納容器開口を通して
金属下方に空気を吸引するところの環流する空気
流れ(ブリリオンゾーン(Brillion zones)と称
す)を防止するために、溶融金属の表面を周囲大
気源から十分な距離に離して開口を越えて配置し
て構成されており、また上記金属表面は鋳型の充
填期間を除いてこの位置に維持されている。
The important improvements described above were made possible by the invention of a new device as follows. That is, the above device cleans the surface of the molten metal in order to prevent circulating air flow (referred to as Brillion zones) where air is sucked down the metal through the opening of the crucible container. The metal surface is configured to extend beyond the opening at a sufficient distance from the source of ambient air, and the metal surface is maintained in this position except during mold filling.
好ましい配置において、金属表面と周囲大気と
の間の距離は少くとも20.32cm(8インチ)あり、
更に好ましくは少くとも45.72cm(18インチ)で
ある。好適な隔離手段の一例は可撓性、可逆圧縮
性の密封部材をるつぼ収納容器の開口と充填パイ
プの開口端部を突出している排気室との間に配設
して構成されている。充填パイプはるつぼ収納容
器内の溶融金属表面下方へ挿入されるので、上記
密封部材を圧縮する。挿入工程の間、室は鋳型内
部の圧力をるつぼ収納容器内の不活性ガスの圧力
よりより低くするために排気される。これは不活
性ガスと溶融金属をるつぼ収納容器から鋳型へ吸
引する。一度鋳型空隙部が充填されると、充填パ
イプはるつぼ収納容器の開口を通して引上げら
れ、密封部材は元の形状に戻る。 In a preferred arrangement, the distance between the metal surface and the surrounding atmosphere is at least 8 inches;
More preferably, it is at least 18 inches. One example of a suitable isolation means comprises a flexible, reversibly compressible sealing member disposed between the opening of the crucible container and the exhaust chamber from which the open end of the fill pipe projects. The filling pipe is inserted below the surface of the molten metal within the crucible housing, thereby compressing the sealing member. During the insertion process, the chamber is evacuated to bring the pressure inside the mold below the pressure of the inert gas in the crucible housing. This draws inert gas and molten metal from the crucible housing into the mold. Once the mold cavity is filled, the filling pipe is pulled up through the opening of the crucible container and the sealing member returns to its original shape.
他の好ましい隔離手段はるつぼ収納容器の一部
を形成する可動部材であり、この可動部材は又、
充填パイプ開口端部がるつぼ収納容器へ突出され
るとき、圧縮される。好ましくは、るつぼ収納容
器の天井壁と鋳型を具備した排気室の底部壁とが
接合したとき、圧縮は生ずる。一度鋳造が終了
し、充填パイプが引上げられると、この部材は元
の位置へ復帰する。 Another preferred isolation means is a movable member forming part of the crucible housing, which movable member also comprises:
When the open end of the fill pipe is projected into the crucible storage container, it is compressed. Preferably, compression occurs when the ceiling wall of the crucible container and the bottom wall of the evacuation chamber containing the mold join. Once the casting is finished and the filling pipe is pulled up, this member returns to its original position.
上記装置と工程の1つの利点は従来技術の複雑
な密封構造を必要とせずに鋳造が行われることで
ある。この目的の為に、充填パイプはガス不浸透
表面を有し、そして、不活性ガスの圧力が、るつ
ぼ収納容器の開口を通じて開口附近の空気源から
該容器の内部へ空気が出入りすることを防ぐのに
十分な圧力で該容器内に維持される。好ましく
は、不活性ガス圧力は大気圧力より僅かに高い。
その結果、開口を通じて大気へ失なわれる不活性
ガスの量は不活性ガスがアルゴン(空気より大き
い密度をもつ)の場合又は窒素(空気より僅かに
低い密度をもつ)の場合又は同一の条件下で窒素
の密度と少くともほゞ同じ大きさの密度を有する
他のガスの場合に微少となる。 One advantage of the apparatus and process described above is that casting is performed without the need for the complex sealing structures of the prior art. For this purpose, the filling pipe has a gas-impermeable surface and the pressure of the inert gas prevents air from entering or exiting the crucible storage container through the opening from an air source in the vicinity of the opening. Sufficient pressure is maintained within the container to Preferably, the inert gas pressure is slightly above atmospheric pressure.
As a result, the amount of inert gas lost to the atmosphere through the opening will be reduced if the inert gas is argon (which has a higher density than air) or nitrogen (which has a slightly lower density than air) or under the same conditions. In the case of other gases whose density is at least approximately the same as that of nitrogen, it becomes extremely small.
上記の手段により、先行技術の装置の複雑さが
除去されるばかりでなく、適当な長さの充填パイ
プにより、鋳型室をるつぼ収納容器から離し、そ
して大気又は不活性ガスによつて該容器から熱的
に隔離して、室の冷却をより効果的に、且つ、よ
り経済的に行うことを可能ならしめるのである。
付言するに、充填パイプは鋳造作業の間、例えば
米国特許4589966に示すように、その端部を折り
曲げて閉鎖するようにすれば、上記作業を行い易
くなる。 The above measures not only eliminate the complexity of prior art devices, but also allow the mold chamber to be separated from the crucible storage vessel by means of a filling pipe of suitable length and separated from said vessel by atmospheric air or inert gas. Thermal isolation makes it possible to cool the room more effectively and more economically.
Additionally, this operation may be facilitated if the filling pipe is closed at its end during the casting operation, for example as shown in US Pat. No. 4,589,966.
大きな鋳造部品に有益な他の利点は、システム
をポンプで真空にする時間と不活性ガスを充填す
る時間が減少させられることである。 Another benefit for large cast parts is that the time to pump the system to vacuum and fill it with inert gas is reduced.
好ましい方法と装置において、移動可能なカバ
ーはるつぼ収納容器の開口に提供せられており、
開口附近の収納容器を密封可能とする。鋳造作業
の前に移動され、後に置き戻される上記カバーは
開口を密封し、且つ、収納容器の排気に耐える必
要がないので、比較的軽くそして容易に手で操作
できる。高い真空下で新しく供給された金属の鋼
塊を溶解するために、他の大きく、重い不浸透性
のカバーが提供され、開口の附近の収納容器を密
封する。上記カバーは機械的ホイストで操作され
る。金属が真空下で溶解された後、収納容器は不
活性ガスで再び満され、大きなカバーは小さいカ
バーで置き替えられる。 In a preferred method and apparatus, a movable cover is provided over the opening of the crucible storage container;
To enable a storage container near an opening to be sealed. The cover, which is moved before the casting operation and replaced afterward, seals the opening and does not have to withstand evacuation of the storage container, so it is relatively light and easy to handle by hand. Another large, heavy, impermeable cover is provided to seal the storage container in the vicinity of the opening in order to melt the newly supplied metal ingot under high vacuum. The cover is operated with a mechanical hoist. After the metal is melted under vacuum, the storage container is filled again with inert gas and the large cover is replaced by a small one.
上記方法と装置において、るつぼ収納容器から
の補足的な不活性ガスは、操業時間の短縮を助
け、そして/又、その後の室内の圧力を上昇する
ために、鋳型室へ供給される。前述の特許出願に
述べられている鋳型に関連した排気の利点は又本
発明で利用される。 In the method and apparatus described above, supplemental inert gas from the crucible storage vessel is supplied to the mold chamber to help reduce run time and/or to increase subsequent chamber pressure. The benefits of mold-related evacuation described in the aforementioned patent applications are also utilized in the present invention.
以下、図面に基づいて説明する。 The description will be given below based on the drawings.
第1図を参照すると、表面64を有する溶融鋳
造金属用のるつぼ62が符号60で概略的に示
す、箱形状の容器内に収納されている。収納容器
60は床の上に載せてよく、そしてその天井壁6
6を内部への通路を形成するために側壁の端部上
にオーリングシール68によつて移動可能に設け
てもよい。収納容器60の壁の内側には水のよう
な冷却流体を循環するための1本の又は複数のコ
イル(図示せず)を設けてもよく、又その間を冷
媒が循環できるような間隙を有する二重壁を設け
てもよい。るつぼ62は耐火性で電気絶縁性のブ
ロツク70内に埋め込まれている。上記ブロツク
70はるつぼを取り巻く誘導加熱コイル72を具
備している。 Referring to FIG. 1, a molten casting metal crucible 62 having a surface 64 is contained within a box-shaped container, generally indicated at 60. The storage container 60 may be placed on the floor, and its ceiling wall 6
6 may be movably provided by an O-ring seal 68 on the end of the side wall to form a passageway to the interior. The interior of the wall of the storage container 60 may include one or more coils (not shown) for circulating a cooling fluid, such as water, and have gaps therebetween for circulating a refrigerant. A double wall may also be provided. Crucible 62 is embedded within a refractory, electrically insulating block 70. The block 70 includes an induction heating coil 72 surrounding the crucible.
開口74は収納容器60の天井壁66内に、且
つ、るつぼ62の溶融金属表面64の中央部分に
設けられている。上記開口は吸引鋳造装器10の
充填パイプ40の下方端部44を自由に通過しう
る寸法になつている。同様な開口76が絶縁性物
質の通常の熱遮敝板78内に設けられており、こ
の熱遮敝板はブロツク70の上端部上のるつぼ上
方に設けられている。開口74に対する可動カバ
ー80はオーリングシール82により、開口74
近傍の収納容器の天井壁66を閉鎖する。小さい
開口84はカバー80の中央部分に設けられてよ
く、この開口を通して熱電対が溶融物の温度を測
定するためにその溶融物内へ挿入される。収納容
器60はこの収納容器が密封されたとき、収納容
器60のるつぼを高い真空状態まで吸引する能力
をもつ差圧装置(図示せず)への連結管86を具
備する。また連結管88は不活性ガス源(図示せ
ず)へ連結されている。 An opening 74 is provided in the ceiling wall 66 of the storage vessel 60 and in a central portion of the molten metal surface 64 of the crucible 62. The opening is dimensioned to allow free passage of the lower end 44 of the filling pipe 40 of the suction casting apparatus 10. A similar opening 76 is provided in a conventional heat shield 78 of insulating material, which is located above the crucible on the upper end of block 70. A movable cover 80 for the opening 74 is attached to the opening 74 by an O-ring seal 82.
The ceiling wall 66 of the nearby storage container is closed. A small opening 84 may be provided in the central portion of the cover 80 through which a thermocouple is inserted into the melt to measure the temperature of the melt. The containment vessel 60 includes a connection tube 86 to a differential pressure device (not shown) capable of drawing the crucible of the containment vessel 60 to a high vacuum when the containment vessel 60 is sealed. Connecting pipe 88 is also connected to an inert gas source (not shown).
上述の装置の利点は米国特許4589466の簡略化
された鋳造装置に結びつけて空気なし鋳造を行う
ことに好都合であることである。しかしながら、
こゝに添付した図面に示した改良そのものを用い
ることが好ましい。 An advantage of the apparatus described above is that it is convenient for performing airless casting in conjunction with the simplified casting apparatus of US Pat. No. 4,589,466. however,
Preferably, the very improvements shown in the attached drawings are used.
鋳造装置10は縦方向可動の支持体14上に設
けられた分割且つ密封可能な充填室12を具備す
る。室12はオーリング(図示せず)によつて閉
鎖された時、共に密封された2つの部分で構成さ
れており、そして、適当な装置(図示せず)によ
つて縦方向で開放され且つ閉鎖される。室12
は、その底部鋳型支持壁に、概略、符号20で示
され、且つシエル型式鋳型として示された通気性
のある鋳型を支持するために、中央開口18を有
する。前記鋳型は鋳型空隙部26内へ溶融金属を
導入するための下方端部24を有する縦方向充填
通路22を具備している。室20は、その天井壁
に、差圧装置(図示せず)への連結管16を有し
ている。 The casting apparatus 10 comprises a separable and sealable filling chamber 12 mounted on a longitudinally movable support 14 . The chamber 12 consists of two parts that are sealed together when closed by an O-ring (not shown) and opened and closed longitudinally by a suitable device (not shown). Closed. room 12
has a central opening 18 in its bottom mold support wall for supporting a vented mold, generally designated 20 and designated as a shell type mold. The mold includes a longitudinal filling passage 22 having a lower end 24 for introducing molten metal into the mold cavity 26. The chamber 20 has in its ceiling wall a connecting pipe 16 to a differential pressure device (not shown).
不浸透性充填パイプ40は放射状に外方へ広が
る上部フランジ42を備えた上部じようご状部分
とそこから縦方向に下方へ伸びる下部部分44か
らなる。上部フランジ42は室12の下側鋳型支
持壁と鋳型20の開口24の周りの下端部との間
に密封的にはさまれている。下部部分44は室1
2の中央開孔18を通してそこから鉛直下方に伸
びている。可動支持体14に連結された液圧シリ
ンダー34は鋳型20を有する室12を選択的に
上げるか又は下げるかによつて、るつぼ62と鋳
型20を有する室12を相対的に相互に近づくよ
うに及び離れるように動かす。図面で示してない
が、二つに分割した鋳型室12の夫々は水のよう
な冷媒源へ連通された取巻かれたコイル、又は二
重壁の間の循環空隙のような内部冷却手段を有す
ることができる。 The impermeable fill pipe 40 consists of an upper funnel-shaped section with a radially outwardly extending upper flange 42 and a lower funnel section 44 extending longitudinally downwardly therefrom. Upper flange 42 is sealingly sandwiched between the lower mold support wall of chamber 12 and the lower end of mold 20 around opening 24 . The lower part 44 is chamber 1
It extends vertically downward from there through the central opening 18 of No. 2. A hydraulic cylinder 34 connected to the movable support 14 selectively raises or lowers the chamber 12 containing the mold 20, thereby bringing the crucible 62 and the chamber 12 containing the mold 20 relatively closer together. and move away. Although not shown in the drawings, each of the two halves of the mold chamber 12 may be provided with internal cooling means, such as a surrounding coil connected to a source of coolant, such as water, or a circulation gap between the double walls. can have
差圧装置は選択的に操作して、差圧装置(図示
せず)への連結管16aを通して鋳型20の内部
にもたらす圧力を、連結管16を通して室12へ
同時にもたらされる圧力よりより低くなるように
することができる。好ましくは、高い通気性を有
するが金属を通さない多孔栓47が充填通路22
上の、鋳型20の上端部の開口をおゝい、そして
連結管16aの開口は密封手段46により栓47
上で鋳型上端部に対し密閉される。これにより多
孔栓47とその直下の鋳型内部は連結管16aを
通して室12内の圧力より更に低い圧力に、選択
的にさらされる。密封手段48はダクト45と室
12の間の漏洩を防止する。連結管16と16a
は上記2箇の連結管内に差圧をもたらすための適
当な制御弁を備えた種々の真空ポンプシステム又
は単一システムに連結されている。 The differential pressure device is selectively operated to provide a pressure within the mold 20 through the manifold 16a to the differential pressure device (not shown) that is less than the pressure simultaneously provided to the chamber 12 through the manifold 16. It can be done. Preferably, a perforated plug 47 with high air permeability but impermeable to metals fills the filling passage 22.
The opening at the upper end of the mold 20 is covered, and the opening of the connecting pipe 16a is sealed with a plug 47 by a sealing means 46.
The mold is then sealed against the upper end of the mold. As a result, the porous plug 47 and the inside of the mold immediately below it are selectively exposed to a pressure lower than the pressure inside the chamber 12 through the connecting pipe 16a. Sealing means 48 prevent leakage between duct 45 and chamber 12. Connecting pipes 16 and 16a
are connected to various vacuum pumping systems or a single system with appropriate control valves to provide a differential pressure in the two connecting pipes.
可撓性、可逆圧縮性を有する円すい形状の密閉
部材89は天井壁66と鋳造装置10との間に配
置される。 A flexible, reversibly compressible conical sealing member 89 is disposed between the ceiling wall 66 and the casting apparatus 10 .
この密閉部材は耐熱性を維持するために耐火性
物質の繊維で繊られている。密閉部材89の好ま
しい物質は商標名レフレシル(Refresil)で販売
されている耐火性グラスフアイバーを含んでい
る。このフアイバーはナイアンテイツクラバーコ
ーポレーシヨン(Niantic Rubber Co.),クラシ
ストン,ロードアイランド,ユー・エス・エー
(Cranston,Rhode Island,U.S.A)から購入で
きる。 The seal is woven with fibers of refractory material to maintain heat resistance. A preferred material for sealing member 89 includes refractory glass fiber sold under the trademark Refresil. This fiber can be purchased from Niantic Rubber Co., Cranston, Rhode Island, USA.
溶融金属表面64と鋳造装置10の中央開口1
8に位置した密閉部材89の先端部との距離は少
くとも約45.7cm(18インチ)である。この装置に
おいて、カバー80が移動したとき溶融金属を汚
染するであろう最も近い空気の源は溶融体から比
較的に離れている開口18である。かくして、カ
バー80は収納容器60がアルゴンでパージされ
る間に、線又はロツド(図示せず)を用いて移動
させられる。アルゴンパージは周囲の圧力より高
圧で行われる。これにより、アルゴンを密閉部材
89に満たし、その細孔部を経て通過せしめ、上
記密閉部から空気を追出すことができる。従つ
て、空気の唯一の潜在的源18から溶融体表面ま
での距離は循環流れ(ブリリオンゾーン
(Brillion zones))が溶融体に空気を引込まない
ように、防止する。 Molten metal surface 64 and central opening 1 of casting apparatus 10
The distance from the distal end of the sealing member 89 located at 8 is at least about 45.7 cm (18 inches). In this apparatus, the closest source of air that would contaminate the molten metal when the cover 80 is moved is the opening 18, which is relatively remote from the melt. Thus, cover 80 is moved using a wire or rod (not shown) while storage container 60 is purged with argon. The argon purge is performed at a pressure higher than ambient pressure. This allows argon to fill the sealing member 89 and pass through its pores, forcing air out of the seal. Therefore, the distance from the only potential source of air 18 to the melt surface prevents circulating flow (Brillion zones) from drawing air into the melt.
本発明の方法と装置による鋳造において、以下
の記述のように溶融金属は実質的に空気のない不
活性ガス雰囲気下でるつぼ62へ供給される。室
12は第1図に示す如く、るつぼ上で収納容器開
口74の中心につけた充填パイプ端部44により
位置づけられており、そしてカバー80は鋳造作
業を開始する前に移動させられる。室12の下部
壁と開口24の周囲の鋳型下端部との間を充填パ
イプ40の上部フランジ42で密封することによ
り、また、上記雰囲気の収納容器60内での不活
性ガス圧の維持とともに密閉部材89を用いるこ
とにより、開口74を通して収納容器のるつぼへ
の空気の侵入が防止される。空気の2〜3倍の濃
度を有するアルゴンや空気より僅かに低い密度を
有する窒素で、開口74を通して収納容器60へ
侵入する空気を容易に排除することができる。 In casting according to the method and apparatus of the present invention, molten metal is fed to crucible 62 under a substantially air-free inert gas atmosphere, as described below. The chamber 12 is located on the crucible as shown in FIG. 1 by the fill pipe end 44 centered in the container opening 74, and the cover 80 is moved before starting the casting operation. By sealing between the lower wall of the chamber 12 and the lower end of the mold around the opening 24 with the upper flange 42 of the filling pipe 40, and while maintaining the inert gas pressure in the storage container 60 in the above atmosphere, the airtight seal is achieved. The use of member 89 prevents air from entering the crucible of the storage container through opening 74. Argon, which has a concentration two to three times that of air, or nitrogen, which has a slightly lower density than air, can easily eliminate the air that enters the storage container 60 through the opening 74.
鋳造に際し、室12は、液圧シリンダー34の
操作によつて動かされ、充填パイプを開口74を
通して収納容器へ移動するために充填パイプ40
とるつぼ収納容器60の相対的動きを付与する。
第2図を参照すると、充填パイプ端部44は開口
74を通して挿入されそして溶融金属の表面下へ
突出される。充填パイプ端部44とるつぼ収納容
器60の相対的動作は密閉部89を小さく、比較
的に偏平の形状に圧縮せしめる。前述の関連せる
米国特許出願の方法に従えば、充填パイプ端部4
4とるつぼ収納容器60が互いの方向へ移動せし
められるので、減圧された差圧がアルゴンを吸引
するために連結管16aの操作によつて鉛直通路
22を通して鋳型20の内部へもたらされ、そし
て、次いで溶融金属が充填パイプを上昇して鉛直
通路22を満たし、鉛直通路22内の金属の先頭
が横方向に流れて鋳型空隙部20へ浸入する。連
結管16aを通してもたらされる圧力と同等又は
それより高いが、るつぼ62内の溶融金属上の圧
力より低い第二圧力が連結管16を通して同時に
室12にもたらされ、従つて鋳型20の外部へも
もたらされて、鋳型空隙部26を溶融金属で満た
す。この第二の圧力の大きさは丁度鋳型空隙部2
6を満たすのに適切である。一度充填が完了する
と、各部品質の改善と鋳型内の引張り応力の減少
のために、鋳型内部内の低い圧力を維持しつゝ鋳
型20の周囲の圧力が増加せしめられる。この圧
力は鋳造金属が反応温度にとゞまつている間は、
連結管50を通して封入される不活性ガスによつ
て室12内で上昇せしめられるであろう。 During casting, the chamber 12 is moved by operation of the hydraulic cylinder 34 and the fill pipe 40 is moved to move the fill pipe through the opening 74 and into the storage container.
Relative movement of the crucible storage container 60 is provided.
Referring to FIG. 2, fill pipe end 44 is inserted through opening 74 and projected below the surface of the molten metal. The relative movement of fill pipe end 44 and crucible housing 60 compresses seal 89 into a small, relatively flat shape. According to the method of the related US patent application mentioned above, the filling pipe end 4
4 and the crucible storage container 60 are moved towards each other, a reduced pressure differential is brought into the interior of the mold 20 through the vertical passage 22 by operation of the connecting pipe 16a to suck argon, and The molten metal then rises up the fill pipe to fill the vertical passage 22 and the leading edge of the metal in the vertical passage 22 flows laterally into the mold cavity 20. A second pressure equal to or higher than the pressure provided through the manifold 16 a but lower than the pressure on the molten metal in the crucible 62 is simultaneously brought into the chamber 12 through the manifold 16 and thus also to the outside of the mold 20 . molten metal to fill the mold cavity 26 with molten metal. The magnitude of this second pressure is exactly the mold cavity 2.
It is appropriate to satisfy 6. Once filling is complete, the pressure around the mold 20 is increased while maintaining a low pressure within the mold to improve component quality and reduce tensile stresses within the mold. This pressure is maintained while the cast metal reaches the reaction temperature.
It will be raised within the chamber 12 by an inert gas which is enclosed through the manifold 50.
一度鋳造が終了すると、前述の圧力が周囲の圧
力へ戻される。次いで室12は開放され、充填さ
れた鋳型20と充填パイプ40が他の鋳造サイク
ルの用意に移動させられる。密閉部材89は可逆
圧縮性なので、元の形状に戻される。カバー80
は他の鋳型が鋳造のために準備されなければ、収
納容器60内で開口74上に戻して置いてもよ
い。 Once casting is complete, the aforementioned pressure is returned to ambient pressure. The chamber 12 is then opened and the filled mold 20 and fill pipe 40 are moved in preparation for another casting cycle. Since the sealing member 89 is reversibly compressible, it returns to its original shape. cover 80
may be placed back in the container 60 over the opening 74 unless another mold is prepared for casting.
連結管16aの使用及び上述のその操業の方法
は有効であるが必須ではない。連結管16aを省
略した場合、上述の方法は単に、鋳型空隙の充填
を引起こす低圧力が連結管16を通つて室12全
体にもたらされるように変更するだけであり、鋳
型上の低い外圧はその多孔体を通してその内部に
もたらされる。この結果は、通常2箇の排気連結
管が別々に操作される場合のような満足度を得る
ことができない。不純物は鋳型空隙を満す間、実
際上鋳造システムから移動しない。そして、満足
すべき充填を得るため鋳型上の外圧はより低くす
ることが必要となり、この結果、鋳型上に金属重
量のより大きい荷重が掛ることになる。しかしな
がら、連結管16aを具備しない方法と装置は従
来技術と比較して著るしい効果がある。 The use of manifold 16a and the method of its operation described above is advantageous but not essential. If the manifold 16a is omitted, the method described above is simply modified so that the low pressure that causes the mold cavity to fill is brought through the manifold 16 to the entire chamber 12, and the low external pressure on the mold is is brought into the interior through the porous body. This result is usually not as satisfactory as when the two exhaust manifolds are operated separately. Impurities do not virtually migrate out of the casting system while filling the mold cavity. The external pressure on the mold then needs to be lower to obtain a satisfactory filling, which results in a higher metal weight load on the mold. However, the method and apparatus without the connecting tube 16a have significant advantages compared to the prior art.
第3図を参照するに、この図には溶融金属を空
気汚染から防ぐ他の手段が示めされている。るつ
ぼ収納容器60は液圧シリンダー(図示せず)に
よつて支持されている可動部分67を具備してお
り、この可動部分は金属表面64を開口74(空
気源に最も近い場所)から隔離し、そして約
45.72cm(18インチ)以上の距離を保持されてい
る。この距離において、カバー80をアルゴン噴
出下で移動する時に空気の流通によつて生ずる汚
染が防止される。第4図に示す如く、鋳造の間、
充填パイプ40が突出している装置10の底部が
るつぼ収納容器60の天井壁66と充填パイプ4
0を接合し、そしてるつぼ収納容器60が互いの
方向へ相対的に移動せしめられたとき、可動部分
67はその動きに従事させられ、そして圧縮させ
られる。1度鋳造が完了し、充填パイプ40が取
除かれると、可動部分67は元の場所へ戻され
る。装置10の底部と壁66の接合は可動部分6
7が圧縮されるので開口74を密封し、如何なる
空気の浸入も防止する。そして、その後鋳型充填
が終了したあとで元の位置へ戻される。 Referring to FIG. 3, another means of protecting molten metal from air contamination is shown. The crucible container 60 includes a movable part 67 supported by a hydraulic cylinder (not shown) that isolates the metal surface 64 from the opening 74 (closest to the air source). , and about
A distance of at least 45.72 cm (18 inches) is maintained. This distance prevents contamination caused by air flow when moving the cover 80 under an argon jet. As shown in Figure 4, during casting,
The bottom of the device 10 from which the filling pipe 40 protrudes is connected to the ceiling wall 66 of the crucible storage container 60 and the filling pipe 4
0 and when the crucible containers 60 are moved relative to each other, the movable parts 67 are engaged in the movement and are compressed. Once casting is complete and filler pipe 40 is removed, movable part 67 is returned to its original location. The bottom of the device 10 and the wall 66 are joined by the movable part 6
7 is compressed, thus sealing the opening 74 and preventing any air from entering. Then, after the mold filling is completed, it is returned to its original position.
第5図を参照して、空気無しの不活性ガス雰囲
気下でるつぼへ初めに金属を供給するに際し、非
常に時たま行われるときに必要となるが、置換カ
バー90が設けられ、このカバーはカバー80よ
り大きく且つ強固であり、また、るつぼ収納容器
60の高い真空までの排気に耐えうる性質を有し
ている。カバー80は移動せられ、そして第1図
(図示せず)の鋳型室12とその充填パイプ40
がじやまにならない所に移動せられ、金属のイン
ゴツトが溶解されるために開口74及び76を通
してるつぼの中へ置かれ、そして置換カバー90
はオーリング94により収納容器の天井壁と移動
可能に密封され、そして開口74をおゝう。収納
容器は連結管86を通してほとんど空気無し状態
に排出される。そして誘導コイル72がインゴツ
トを溶解するために操作される。溶融体が所望の
温度に達したとき、不活性ガスが連結管88を通
して収納容器へ所望の圧力まで導びかれ、カバー
80は操作ロツド(図示せず)を使用して再度適
用され、そして置換カバー90が移動させられ
る。カバー90は収納容器60の移動可能な天井
壁66の外周上に載置されそしておゝうので、壁
66は一面に大気の、他面に高真空度の異なつた
圧力でさらされることなく、そしてカバー80の
ように、カバー90よりもつと簡単に且つ容易に
操作されうる。 Referring to FIG. 5, during the initial feeding of metal into a crucible under an atmosphere of inert gas without air, which is very occasionally necessary, a displacement cover 90 is provided which covers the 80 and is stronger, and has the property of being able to withstand evacuation of the crucible storage container 60 to a high vacuum. The cover 80 is moved and the mold chamber 12 and its filling pipe 40 of FIG. 1 (not shown) are removed.
The metal ingot is moved out of the way and placed into the crucible through openings 74 and 76 to be melted, and displacement cover 90 is removed.
is movably sealed to the ceiling wall of the storage container by an O-ring 94, and covers the opening 74. The storage container is discharged almost air-free through the connecting pipe 86. The induction coil 72 is then operated to melt the ingot. When the melt reaches the desired temperature, inert gas is introduced into the storage vessel through manifold 88 to the desired pressure, cover 80 is reapplied using a handling rod (not shown), and displacement is performed. Cover 90 is moved. The cover 90 is placed on the outer periphery of the movable ceiling wall 66 of the storage container 60, so that the wall 66 is not exposed to the different pressures of atmospheric air on one side and high vacuum on the other side. Also, like the cover 80, it is easier and easier to operate than the cover 90.
この発明を説明するために図面内で選択された
鋳型は沢山の部品に関し高温で結合されたセラミ
ツク形式のものである。しかしながら、これが単
に一実施例に過ぎず、鋳型の他の形式のものが用
いられるということは理解されるであろう。即
ち、単一又は複数の部品の為に、そして種々の寸
法や形状の為に、低い温度で結合された砂型が用
いられ、また、低圧連結管16aが用意され、上
述のように用いられるとき、鋳型の選択が増加す
るのである。 The molds selected in the drawings to illustrate the invention are of the high temperature bonded ceramic type for many of the parts. However, it will be appreciated that this is only one example and that other types of molds may be used. That is, when low temperature bonded sand molds are used for single or multiple parts and for various sizes and shapes, and a low pressure connecting pipe 16a is provided and used as described above. , the selection of templates increases.
第1図及び第2図は本発明の好ましい装置の一
例の概略断面側面図であつて、本発明の方法の操
業における一連の工程を示す図であり、第3図及
び第4図は本発明の好ましい装置の他の例の概略
断面側面図であつて、一連の操業工程を示す図で
あり、第5図はるつぼに金属を添加する状態を示
す装置の同様の図である。
10……鋳造装置、12……充填室、14……
支持体、16……連結管、20……鋳型、22…
…充填通路、26……鋳型空隙部、34……液圧
シリンダー、40……充填パイプ、47……多孔
栓、60……るつぼ収納容器、62……るつぼ、
64……溶融金属表面、70……ブロツク、80
……カバー、86……連結管、89……密閉部
材。
1 and 2 are schematic cross-sectional side views of an example of a preferred apparatus of the present invention, showing a series of steps in the operation of the method of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing a series of steps in the operation of the method of the present invention 5 is a schematic cross-sectional side view of another example of the preferred apparatus for illustrating a series of operating steps, and FIG. 5 is a similar view of the apparatus for adding metal to a crucible. 10...Casting device, 12...Filling chamber, 14...
Support body, 16... Connecting pipe, 20... Mold, 22...
... Filling passage, 26 ... Mold cavity, 34 ... Hydraulic cylinder, 40 ... Filling pipe, 47 ... Porous stopper, 60 ... Crucible storage container, 62 ... Crucible,
64... Molten metal surface, 70... Block, 80
. . . Cover, 86 . . . Connecting pipe, 89 . . . Sealing member.
Claims (1)
気排除による重力に逆らつた溶融金属の鋳造方法
であつて、上記排気室は該室から下方へ突出した
開口端部を有する上記鋳型空隙部のための充填パ
イプを有し、次の工程から成る; 実質的に空気のない不活性ガス雰囲気下で収納
容器内のるつぼ内に鋳造用溶融金属を供与するこ
と;該収納容器は上記充填パイプの開口端部を収
納するための開口を有し、そして前記収納容器は
前記開口と前記室との間で周囲大気源にさらされ
ている; 上記充填パイプとるつぼ収納容器を相対的に移
動して該るつぼ収納容器の中へ該るつぼ内の溶融
金属の表面下の位置まで上記充填パイプの開口端
部を突出せしめ、そして鋳型内において、上記る
つぼ収納容器の上記不活性ガス雰囲気の圧力より
十分に低い圧力をもたらすために上記室を排気
し、而して溶融金属を上記充填パイプを通して上
昇せしめ且つ該鋳型内の空隙部を満たすこと;さ
らに、分割された排気連結管が上記室と上記鋳型
の充填通路の上部に設けられ、これにより上記鋳
型通路上部において、上記鋳型の外部の室内の圧
力より低い圧力が、上記充填パイプが上記るつぼ
内の溶融金属の表面下にある時間の内の少くとも
若干時間、保持されていること;そして、その後
上記充填パイプを上記開口を通して引上げるため
に上記鋳型充填パイプと上記るつぼ収納容器を相
対的に逆方向に移動すること; 上記金属の表面を、周囲大気源から、上記開口
を通して空気を上記金属へ引き込む、還流する空
気流れを防ぐに十分な、20.32cm以上離れた距離
に配置し、かつ上記表面を、上記充填パイプと上
記るつぼ収納容器が互いに相対的に移動するとき
と上記鋳型の充填期間を除いて上記距離に維持す
ること;以上からなることを特徴とする空気排除
による重力に逆らつた金属鋳造方法。 2 前記充填パイプとるつぼ収納容器が該収納容
器から上記鋳型へ不活性ガスを吸引するため、互
いの方向に相対的に移動している間、上記室が排
気されることを特徴とする請求項1記載の方法。 3 上記充填パイプの上端が上記室と鋳型との間
で密封されていることを特徴とする請求項1又は
2記載の方法。 4 ガス流体が上記充填パイプ開口端部が上記る
つぼ内の溶融金属の表面下にある間、上記鋳型の
外部から室内へ供給されることを特徴とする請求
項1,2、又は3記載の方法。 5 上記金属の表面と上記周囲大気源との間に維
持されている距離は少くとも約45.72cm(18イン
チ)あることを特徴とする請求項1,2,3又は
4記載の方法。 6 上記金属の表面と周囲大気源との間の間隔は
上記るつぼ収納容器の開口と上記排気室の開口の
間で可撓性、可逆圧縮性密閉部材を具備すること
により保持されており、最初の上記相対的移動工
程の間に、上記充填パイプは突出し、密閉部材を
圧縮し、そして上記室を密封し、次の相対的移動
工程に従つて元の形状に復元することを特徴とす
る請求項1,2,3,4又は5記載の方法。 7 上記金属の表面と上記周囲大気源との間隔
は、可動部材、即ち上記るつぼ収納容器と充填パ
イプが互いの方向へ相対的に移動したとき圧縮し
且つ上記室を密封し、そして上記るつぼ収納容器
と充填パイプが互いに離れて移動したとき、元の
位置に戻るような可動部材、を有する上記るつぼ
収納容器が配置されることにより維持されること
を特徴とする請求項1,2,3,4又は5記載の
方法。 8 上記るつぼ収納容器の天井壁が上記排気室の
底部壁と接合し、該室を通して上記充填パイプが
突出するとき、上記可動部材が圧縮されることを
特徴とする請求項7記載の方法。 9 上記充填パイプは不浸透性であり、且つ、上
記開口を通して上記収納容器の内部への大気中の
空気の侵入を防止するに十分な不活性ガス圧を上
記るつぼ収納容器内で維持することを特徴とする
請求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の
方法。 10 上記るつぼ収納容器内に維持されている不
活性ガスの圧力が上記の大気圧であることを特徴
とする請求項9の方法。 11 上記不活性ガスが少くともおよそ窒素と同
じ濃度を有することを特徴とする請求項10の方
法。 12 上記充填パイプを経由して伝達する熱を除
去した大気中の空気又は不活性ガスにより、上記
るつぼ収納容器から上記室を熱的に隔離すること
を特徴とする請求項11の方法。 13 上記るつぼ収納容器内の上記開口に対する
第一の移動可能なカバーを提供すること、上記開
口を通して上記充填パイプの下方端部を突出す前
に、上記第一のカバーを上記開口から移動し、そ
して、上記第一のカバーを、上記充填パイプが上
記開口から引き抜かれた後、上記開口の上に置換
えることを特徴とする請求項9,10,11又は
12の方法。 14 上記第一のカバーを上記開口から移動する
こと;上記金属の鋼塊を上記るつぼ収納容器内の
開口を通して上記収納容器へ挿入すること; より大きく、かつ無孔の移動可能な第二のカバ
ーを提供すること;このカバーは上記開口付近の
上記るつぼ収納容器を十分に密封しうる圧力と、
上記るつぼ収納容器の高い真空状態までの排気に
十分耐えうる強度を有すること; 上記第二のカバーを適用し、上記るつぼ収納容
器を実質的に空気のない低い圧力迄排気し、そし
て上記鋼塊を鋳造に適した溶融状態に変えるため
に上記るつぼ内の上記鋼塊を加熱すること; 上記不活性ガス流を上記るつぼ収納容器へ供給
し、該容器内を上記不活性ガス雰囲気にするこ
と;及び、 上記第二のカバーを移動し、上記第一のカバー
と置換えること、 以上よりなることを特徴とする請求項13記載
の方法。 15 排気室内で密封されている通気性鋳型内の
空気を排除することにより溶融金属を鋳造する装
置であつて、上記室は該室から下方へ突出した開
口端部を有する鋳型空隙部のための充填パイプを
有しており、次の手段を有する; 実質的に空気のない不活性ガス雰囲気下におけ
るるつぼ内の溶融鋳造金属の供給を行うための包
囲されたるつぼ手段、上記るつぼ収納容器は上記
充填パイプ開口端部を通し、受入れるための開口
を有し、かつ上記るつぼ収納容器は上記開口と上
記室との間で周囲大気源にさらされている; 上記充填パイプの開口端部を上記開口を通して
上記るつぼ収納容器へ突出し、そして該容器から
それを引出すために、上記充填パイプと上記るつ
ぼ手段を相対的に移動する手段;そして、 鋳型内部の圧力を上記収納容器の不活性ガス圧
より十分低くするために上記室を排気し、而して
溶融金属に上記充填パイプを通じての上昇と上記
鋳型の間隙部の充満をもたらす手段; かゝる手段において、上記充填パイプとるつぼ
手段の間の位置で、上記るつぼ手段の上記金属の
表面の最先端位置が、該金属の最先端位置へ上記
開口を通つて空気を引き込む、環流する空気流れ
を防ぐに十分な距離、すなわち上記周囲大気源と
上記開口までの距離を20.32cm以上離して配設さ
れていることを特徴とする空気排除による重力に
逆らつた金属鋳造装置。 16 上記充填パイプの上端部分が上記室と上記
鋳型との間で密封されることを特徴とする請求項
15記載の装置。 17 上記鋳型の外部から上記室へ不活性ガスを
供給するための手段が提供せられることを特徴と
する請求項15又は16記載の装置。 18 上記室を排気するための上記手段が鋳型自
身の中の充填通路の上部に排気連結管を具備し、
そして鋳型外側の上記室内より上記連結管内の圧
力をより低くする手段を有することを特徴とする
請求項15,16又は17記載の装置。 19 上記金属の表面と周囲大気源との間の上記
距離が少くとも約45.72cm(18インチ)あること
を特徴とする請求項15,16,17又は18記
載の装置。 20 上記の間隔をあける手段が上記るつぼ収納
容器の開口とそれを通して上記充填パイプ開口端
部が突出している上記排気室の開口との間に位置
ずけられた可撓性、可逆圧縮性密閉部材を構成
し、上記充填パイプ開口端部が上記るつぼ収納容
器へ突出されたとき上記密閉部材を上記室へ圧縮
し、且つ密封し、そして上記充填パイプ開口端部
が上記るつぼ収納容器から引抜かれた後に元の形
状に回復することを特徴とする請求項15,1
6,17,18又は19記載の装置。 21 上記の間隔をあける手段は、上記充填パイ
プの開口端部が上記るつぼ収納容器へ突出された
とき、上記室を圧縮して密封し、そして、上記充
填パイプの開口端部が上記るつぼ収納容器から引
抜かれた後に元の位置へ戻るところの、上記るつ
ぼ収納容器の一部を形成する可動部材を具備して
いることを特徴とする請求項15,16,17,
18又は19記載の装置。 22 上記るつぼ収納容器の天井壁が上記排気室
の底部壁に接合し、上記充填パイプがそれを通し
て突出した時、上記可動部材を圧縮することを特
徴とする請求項21記載の装置。 23 上記充填パイプは不浸透性であり、そして
上記収納容器のガス圧を大気中の空気の侵入を防
ぐための十分な圧力に維持する割合で上記るつぼ
収納容器へ、或いは上記開口を通してその内部へ
不活性ガスを供給するための手段が具備されてい
ることを特徴とする請求項15,16,17,1
8,19,20,21又は22記載の装置。 24 上記室が上記充填パイプを介して伝達され
る熱を別にして、大気中の空気又は不活性ガスに
よつて、熱的に隔離されるように上記るつぼ収納
容器から十分な距離に置かれていることを特徴と
する請求項15,16,17,18,19,2
0,21,22又は23記載の装置。 25 上記装置は上記るつぼの開口に対する第一
の移動可能なカバーと上記第一のカバーを置換え
るための第二の移動可能なカバーを含み、上記第
二のカバーは不浸透性であり、上記第一のカバー
より大きく且つ重く、上記るつぼ収納容器の開口
付近を密封可能であり、そして上記収納容器を高
い真空まで排気することに耐えることができるこ
とを特徴とする請求項15,16,17,18,
19,20,21,22,23又は24記載の装
置。[Scope of Claims] 1. A method for casting molten metal against gravity by expelling air in a breathable mold sealed within an exhaust chamber, wherein the exhaust chamber has an open end projecting downward from the chamber. a filling pipe for said mold cavity having a filler pipe comprising: providing molten metal for casting into a crucible within a storage vessel under a substantially air-free inert gas atmosphere; a storage container has an opening for receiving an open end of the filling pipe, and the storage container is exposed to a source of ambient air between the opening and the chamber; the filling pipe and the crucible storage container; protrude the open end of the filling pipe into the crucible housing to a position below the surface of the molten metal in the crucible, and in the mold, the inert pipe of the crucible housing evacuating the chamber to provide a pressure sufficiently lower than that of the gas atmosphere, allowing molten metal to rise through the filling pipe and filling the void in the mold; furthermore, a split exhaust manifold; is provided above the chamber and the filling passage of the mold, so that a pressure lower than the pressure in the chamber outside the mold is maintained at the upper part of the mold passage so that the filling pipe is placed below the surface of the molten metal in the crucible. being held for at least some of the time; and thereafter moving the mold filling pipe and the crucible container in relative opposite directions to pull the filling pipe through the opening; the metal surface is located a distance of at least 8 inches from an ambient atmospheric source sufficient to prevent a return air flow that draws air through the opening into the metal; and the surface is connected to the fill pipe. A method for metal casting against gravity by air exclusion, characterized in that the distance is maintained at the above distance except when the crucible storage container moves relative to each other and during the filling period of the mold. 2. The chamber is evacuated while the filling pipe and the crucible storage container are moving relative to each other in order to draw inert gas from the storage container into the mold. The method described in 1. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the upper end of the filling pipe is sealed between the chamber and the mold. 4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that gaseous fluid is supplied from outside the mold into the chamber while the open end of the fill pipe is below the surface of the molten metal in the crucible. . 5. The method of claim 1, 2, 3 or 4, wherein the distance maintained between the metal surface and the ambient atmospheric source is at least about 18 inches. 6. The distance between the metal surface and the source of ambient air is maintained by providing a flexible, reversibly compressible sealing member between the opening of the crucible container and the opening of the exhaust chamber, and Claim characterized in that during said relative movement step, said filling pipe protrudes, compresses a sealing member and seals said chamber, restoring to its original shape according to the next relative movement step. The method according to item 1, 2, 3, 4 or 5. 7. The spacing between the metal surface and the ambient air source compresses and seals the chamber when the movable parts, i.e. the crucible storage container and the filling pipe, move relative to each other, and Claims 1, 2, and 3, characterized in that the crucible storage container is maintained by being arranged, and has a movable member that returns to its original position when the container and the filling pipe move away from each other. 4. The method described in 5. 8. A method according to claim 7, characterized in that the movable member is compressed when the top wall of the crucible container joins the bottom wall of the evacuation chamber and the filling pipe projects through the chamber. 9 said filling pipe is impervious and maintains an inert gas pressure within said crucible storage container sufficient to prevent the ingress of atmospheric air into the interior of said storage container through said opening; A method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that: 10. The method of claim 9, wherein the pressure of the inert gas maintained within the crucible container is the atmospheric pressure. 11. The method of claim 10, wherein the inert gas has at least about the same concentration as nitrogen. 12. The method of claim 11, further comprising thermally isolating the chamber from the crucible container by atmospheric air or an inert gas which removes heat transferred via the filling pipe. 13. providing a first movable cover for the opening in the crucible storage container, moving the first cover from the opening before protruding the lower end of the fill pipe through the opening; 13. A method according to claim 9, 10, 11 or 12, characterized in that said first cover is then replaced over said opening after said filling pipe is withdrawn from said opening. 14. moving the first cover from the opening; inserting the metal ingot into the crucible container through the opening in the crucible container; a larger, non-porous movable second cover; the cover has a pressure sufficient to seal the crucible storage container near the opening;
having sufficient strength to withstand evacuation of the crucible storage container to a high vacuum; applying the second cover, evacuating the crucible storage container to a low pressure substantially free of air, and applying the second cover to the crucible storage container; heating the steel ingot in the crucible to bring it into a molten state suitable for casting; supplying the inert gas flow to the crucible housing to create the inert gas atmosphere within the crucible; 14. The method of claim 13, further comprising: moving the second cover and replacing it with the first cover. 15 Apparatus for casting molten metal by excluding air in a vented mold sealed in an exhaust chamber, said chamber having an open end projecting downwardly from said chamber for forming a mold cavity. an enclosed crucible means for supplying molten cast metal within the crucible under a substantially air-free inert gas atmosphere; an opening for receiving an open end of the fill pipe therethrough; and the crucible housing is exposed to a source of ambient air between the opening and the chamber; means for relatively moving said filling pipe and said crucible means for projecting into said crucible storage vessel through and withdrawing it from said vessel; means for evacuating said chamber to lower the temperature and thereby causing molten metal to rise through said filling pipe and filling the interstitial space of said mold; in such means, a position between said filling pipe and crucible means; and the most extreme position of the surface of the metal of the crucible means is at a distance sufficient to prevent a circulating air flow drawing air through the aperture to the most extreme position of the metal, i.e. between the ambient atmospheric source and the above. A metal casting device that defies gravity by eliminating air, characterized in that the distance between the opening and the opening is 20.32 cm or more. 16. Apparatus according to claim 15, characterized in that the upper end portion of the filling pipe is sealed between the chamber and the mold. 17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that means are provided for supplying an inert gas to the chamber from outside the mold. 18. said means for evacuating said chamber comprises an exhaust manifold above the filling passage in the mold itself;
18. The apparatus according to claim 15, 16 or 17, further comprising means for lowering the pressure in the connecting pipe than in the chamber outside the mold. 19. The apparatus of claim 15, 16, 17 or 18, wherein the distance between the metal surface and a source of ambient air is at least about 18 inches. 20 A flexible, reversibly compressible sealing member, wherein said spacing means is positioned between an opening in said crucible storage container and an opening in said exhaust chamber through which said filling pipe opening end projects. , compressing and sealing the sealing member into the chamber when the opening end of the filling pipe is projected into the crucible storage container, and the opening end of the filling pipe is pulled out from the crucible storage container. Claim 15, 1, characterized in that it later recovers to its original shape.
6, 17, 18 or 19. 21 The spacing means compresses and seals the chamber when the open end of the filling pipe is projected into the crucible storage container, and the opening end of the filling pipe is extended into the crucible storage container. Claims 15, 16, 17, characterized in that it comprises a movable member forming part of the crucible storage container and returning to its original position after being pulled out of the crucible container.
20. The device according to 18 or 19. 22. Apparatus according to claim 21, characterized in that the top wall of the crucible storage vessel joins the bottom wall of the evacuation chamber to compress the movable member when the filling pipe projects therethrough. 23. The filling pipe is impermeable and passes into the crucible storage container or into the crucible storage container through the opening at a rate that maintains the gas pressure in the storage container at a pressure sufficient to prevent the ingress of atmospheric air. Claims 15, 16, 17, 1, characterized in that means are provided for supplying an inert gas.
8, 19, 20, 21 or 22. 24. The chamber is located at a sufficient distance from the crucible housing so that it is thermally isolated by atmospheric air or an inert gas apart from the heat transferred via the filling pipe. Claims 15, 16, 17, 18, 19, 2 characterized in that
0, 21, 22 or 23. 25. The apparatus includes a first movable cover for the opening of the crucible and a second movable cover for replacing the first cover, the second cover being impermeable; Claims 15, 16, 17, characterized in that the cover is larger and heavier than the first cover, is capable of sealing the vicinity of the opening of the crucible storage container, and is capable of withstanding evacuation of the storage container to a high vacuum. 18,
19, 20, 21, 22, 23 or 24.
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