(57)【要約】【課題】加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットのより一層の品質安定化と操業安定化を図ることのできるアルミニウム合金ビレットの生産システムを提供する。【解決手段】アルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを切断装置１３により所定の長さに切断した後、切断されたアルミニウム合金ビレットに識別マークを付与して製品運搬容器に積み込むに際して、アルミニウム合金ビレットの鋳造条件や検査結果を生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マークと対応付けて記憶しておく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金原材料を溶解してアルミニウム合金溶湯を溶製する溶製装置と、前記溶製装置により溶製されたアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造する連続鋳造装置と、前記アルミニウム合金溶湯を連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを所定の長さに切断する切断装置と、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットに識別マークを付与する識別マーク付与装置と、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットを製品として製品運搬容器に積み込む積み込み装置と、前記連続鋳造装置から引き抜かれるアルミニウム合金ビレットの引抜速度を検出する速度検出装置と、前記アルミニウム合金ビレットの内部欠陥を前記製品運搬容器に積み込まれる前に検査する内部欠陥検査装置と、前記アルミニウム合金ビレットの外観を前記製品運搬容器に積み込まれる前に検査する外観検査装置と、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットの長さを測定するビレット長さ測定装置と、前記アルミニウム合金ビレットの生産を管理する生産管理装置と、を備えたアルミニウム合金ビレットの生産システムであって、
前記生産管理装置が、
前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部の鋳造時刻と前記アルミニウム合金溶湯の溶製時刻とを、前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を基に演算して前記鋳造時刻間に鋳造されたアルミニウム合金ビレットの鋳造条件を求める演算部と、
前記内部欠陥検査装置の検査結果、前記外観検査装置の検査結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を予め定められた設定条件と比較してアルミニウム合金ビレットの良否を判定し、不良品と判定されたアルミニウム合金ビレットを系外に払い出すための良否判定部と、
前記溶製装置の溶製条件、前記連続鋳造装置の鋳造条件、前記良否判定部の判定結果、前記内部欠陥検査装置の検査結果、前記外観検査装置の検査結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を前記切断装置により切断された各アルミニウム合金ビレットの製造情報、良否情報および検査情報として前記識別マークと対応付けて記憶すると共に、前記良否判定部により良品と判定されたアルミニウム合金ビレットを前記製品運搬容器に積み込んだ情報を前記アルミニウム合金ビレットの出荷情報として前記識別マークと対応付けて記憶する記憶部と、
を有することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２】
請求項１記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記演算部は、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造時刻を前記アルミニウム合金溶湯の鋳造開始時刻、前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果または切断長さの設定値を基に演算すると共に、前記連続鋳造装置にアルミニウム合金溶湯を供給してから前記アルミニウム合金ビレットに識別マークを付与するまでの時間を前記速度検出装置の検出結果を基に演算することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置の前記演算部は、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造時刻を、溶湯移湯通路における断面積変化を考慮したうえで前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果または切断長さの設定値を基に演算し、当該時刻の前記溶製装置の溶製条件を前記切断装置により切断された各アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記内部欠陥検査装置および前記外観検査装置の検査結果を基に前記溶製装置および前記連続鋳造装置の運転状態を予め設定された設定条件に近づけてアルミニウム合金ビレットの表面と内部に欠陥が発生しないように制御するフィードバック制御信号を前記溶製装置および前記連続鋳造装置に発信するフィードバック制御信号発信部を有することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットに熱処理を施す熱処理装置をさらに備えていることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項６】
請求項５記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記熱処理装置の熱処理条件を前記アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの表面部を削る面削装置をさらに備えていることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項８】
請求項７記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記面削装置の面削条件を前記アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記面削装置により表面部を削られたアルミニウム合金ビレットを表面検査する表面検査装置をさらに備えていることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１０】
請求項９記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記表面検査装置は、前記アルミニウム合金ビレットの表面部を渦電流探傷法または蛍光探傷法により検査することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記表面検査装置の検査結果を前記アルミニウム合金ビレットの検査情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークは、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットの切断面に付与されることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットシステムにおいて、前記内部欠陥検査装置は、前記識別マークを付与する前のアルミニウム合金ビレットに対して内部欠陥の有無を検査することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記識別マークを付与する前に前記内部欠陥検査装置により検査されたアルミニウム合金ビレットの検査時刻を前記アルミニウム合金溶湯の鋳造開始時刻、前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を基に演算して前記アルミニウム合金ビレットの検査時刻を前記アルミニウム合金ビレットの検査情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１５】
前記記憶部が不揮発性記憶装置であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記速度検出装置は、前記アルミニウム合金ビレットの連続する長さを計測する計尺器と、前記アルミニウム合金ビレットを鋳造してから前記切断装置により切断されるまでの時間を計測する時間計測器とを有することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１７】
前記時間計測器が、前記生産管理装置に内蔵されたタイマーであることを特徴とする請求項１６記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１８】
前記連続鋳造装置が竪型連続鋳造装置であることを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークは、前記アルミニウム合金ビレットの表面を改質してアルミニウム合金ビレットに付与されることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークは、前記アルミニウム合金ビレットの表面に塑性変形を施してアルミニウム合金ビレットに付与されることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２１】
前記識別マーク付与装置がレーザーマーカーまたは打点式マーカーであることを特徴とする請求項１〜請求項２０のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置による内部欠陥検査は、前記切断装置により切断される前のアルミニウム合金ビレットに対して実施されることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２３】
請求項１〜請求項２２のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置は、前記アルミニウム合金ビレットの内部欠陥を超音波探傷法またはＸ線探傷法により検査するものであることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２４】
請求項１〜請求項２３のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記連続鋳造装置は、前記アルミニウム合金ビレットを冷却水により冷却するための冷却水槽を有することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２５】
請求項２４記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置は、前記アルミニウム合金ビレットに対して非接触で対向する超音波探傷子を前記冷却水槽の内部に有することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２６】
請求項２５記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記超音波探傷子は、前記冷却水槽の内部に複数設けられ、かつ前記アルミニウム合金ビレットの引抜方向の法線面内で相互に異なる方向に配置されていることを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２７】
前記アルミニウム合金ビレットと、前記超音波探傷子との間の冷却水の流速が０．１ｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項２５または請求項２６記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２８】
請求項１〜請求項２７のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記ビレット長さ測定装置を前記切断装置の直後に配置したことを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項２９】
前記溶製装置、前記連続鋳造装置、前記内部欠陥検査装置、前記外観検査装置、前記熱処理装置、前記面削装置、前記表面検査装置のうち何れか一つ以上の装置がアルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数配置されていることを特徴とする請求項９〜請求項２８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項３０】
前記アルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数配置された装置に対してアルミニウム合金溶湯またはアルミニウム合金ビレットを振り分けるための制御信号が、前記生産管理装置から発せられることを特徴とする請求項２９記載のアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項３１】
請求項２９または請求項３０記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記アルミニウム合金ビレットの製造に関与した列の製造情報を前記識別マークと対応付けて前記記憶部に記憶することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産システム。
【請求項３２】
請求項１〜請求項３１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムによりアルミニウム合金ビレットを生産することを特徴とするアルミニウム合金ビレットの生産方法。
【請求項３３】
請求項１〜請求項３１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにより生産されたことを特徴とするアルミニウム合金ビレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品やアルミサッシなどの加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットの生産技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品やアルミサッシなどの加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットは、一般に、アルミニウム合金溶湯をＤＣ鋳造法、ホットトップ鋳造法、ホットトップ気体加圧鋳造法、水平連続鋳造法などの鋳造法により棒状に鋳造した後、長尺切断工程、均質化処理工程、面削工程、短尺切断工程、欠陥検査工程などを経て製造される。
しかし、通常のＤＣ鋳造法は、有限の長さに鋳造されたアルミニウム合金ビレットを工程毎にまとめてバッチ処理するため、最終検査までの時間が長く、その間の仕掛かりが多い。このため、工程異常などが発生したときに不良品が発生しやすく、不良品が発生しないように生産スピードを下げて管理すると生産効率が落ちるという不都合がある。これに対し、水平連続鋳造法は、アルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを工程毎にまとめてバッチ処理する必要がないため、生産効率を低下させることなくアルミニウム合金ビレットを製造することが可能である。
【０００３】
ところで、アルミニウム合金溶湯を棒状に鋳造して得られるアルミニウム合金ビレットには鋳造条件などによって鋳造欠陥などの欠陥が発生することがあるため、アルミニウム合金溶湯を鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを所定の長さに切断して製品として出荷するためには、欠陥の有無などを検査してアルミニウム合金ビレットの品質を管理する必要がある。そこで、アルミニウム合金溶湯を連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットの品質を管理する方法として、アルミニウム合金ビレットの表面部および内部を非破壊検査し、その検査結果に基づいてアルミニウム合金ビレットの品質を管理する方法（特許文献１参照）や、連続鋳造装置の鋳型から引き抜かれたアルミニウム合金ビレットに超音波探傷検査を行ってアルミニウム合金ビレットの品質を管理する方法（特許文献２参照）などが知られている。
また、ビレットに鋳造した後、直接製品長さに切断する方法においては製造や検査情報の管理や製造工程へフィードバックする方法がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１４１７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、連続鋳造装置の鋳型から引き出されたアルミニウム合金ビレットの側面部を面削装置により面削した後に非破壊検査を行なっているため、工程設計の自由度が低いという問題がある。また、検査結果を鋳造工程へフィードバックするタイムラグが大きくなるため、アルミニウム合金ビレットを安定した品質で効率的に生産することが難しいという問題もある。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された技術は、連続鋳造装置の鋳造条件と検査結果が対応付けられていないため、迅速なフィードバックができないとともに、良品と不良品との識別がスプレー等によるマーキングであるため、アルミニウム合金ビレットの品質安定化を図るのに限界がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、工程設計の自由度を高めることができるとともに、アルミニウム合金ビレットの製造情報、検査結果を当該製造工程へフィードバックするときの精度が良く、また、タイムラグを小さくでき、かつアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造、切断したときの製造条件や検査結果などを所定の長さに切断された各アルミニウム合金ビレットに付与された識別マークと対応付けてビレット個別の属性情報として管理することでき、また、並行して複数の製造列を有する製造装置として効率化を図った生産装置としても、各アルミニウム合金ビレット個別の情報を生産管理装置で管理することによって製造列を跨いだ工程を使ったとしてもその製造履歴、検査結果が管理でき、各アルミニウム合金ビレットの属性情報も加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットのより一層の品質安定化と効率化と操業安定化を図ることのできるアルミニウム合金ビレットの生産システムと生産方法およびアルミニウム合金ビレットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、アルミニウム合金原材料を溶解してアルミニウム合金溶湯を溶製する溶製装置と、前記溶製装置により溶製されたアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造する連続鋳造装置と、前記アルミニウム合金溶湯を連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを所定の長さに切断する切断装置と、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットに識別マークを付与する識別マーク付与装置と、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットを製品として製品運搬容器に積み込む積み込み装置と、前記連続鋳造装置から引き抜かれるアルミニウム合金ビレットの引抜速度を検出する速度検出装置と、前記アルミニウム合金ビレットの内部欠陥を前記製品運搬容器に積み込まれる前に検査する内部欠陥検査装置と、前記アルミニウム合金ビレットの外観を前記製品運搬容器に積み込まれる前に検査する外観検査装置と、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットの長さを測定するビレット長さ測定装置と、前記アルミニウム合金ビレットの生産を管理する生産管理装置と、を備えたアルミニウム合金ビレットの生産システムであって、前記生産管理装置が、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの溶解炉から鋳型までの通過時刻と切断面の鋳造時刻とを速度検出装置の検出結果と溶解炉から鋳型までの溶湯の長さとその通過断面積と、鋳型から切断開始までの長さとから生産管理装置が平均速度を演算して鋳型から切断までの時間を得て特定し、切断面の溶湯の通過時刻と鋳造時刻を特定する。また、切断されてから、該切断ビレットの識別マークを打刻するまで生産管理装置が管理する。生産管理装置は前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当するアルミニウム合金溶湯が鋳造された時刻間のアルミニウム合金ビレットの鋳造条件の時刻を計算し、記憶を求める演算部と、前記内部欠陥検査装置の検査結果、前記外観検査装置の検査結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果の記憶を求め、予め定められた設定条件と比較してアルミニウム合金ビレットの良否を判定し、不良品と判定されたアルミニウム合金ビレットを系外に払い出すための良否判定部と、前記溶製装置の溶製条件、前記連続鋳造装置の鋳造条件、前記良否判定部の判定結果、前記内部欠陥検査装置の検査結果、前記外観検査装置の検査結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を前記切断装置により切断された各アルミニウム合金ビレットの製造情報、良否情報および検査情報として前記識別マークと対応付けて記憶すると共に、前記良否判定部により良品と判定されたアルミニウム合金ビレットを前記製品運搬容器に積み込んだ情報を前記アルミニウム合金ビレットの出荷情報として前記識別マークと対応付けて記憶する記憶部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記演算部が、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造時刻を前記アルミニウム合金溶湯の鋳造開始時刻、前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果または切断長さの設定値を基に演算すると共に、前記連続鋳造装置にアルミニウム合金溶湯を供給してから前記アルミニウム合金ビレットに識別マークを付与するまでの時間を前記速度検出装置の検出結果を基に演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置の前記演算部が、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造時刻を、溶湯移湯通路における断面積変化を考慮したうえで前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果または切断長さの設定値を基に演算し、当該時刻の前記溶製装置の溶製条件を前記切断装置により切断された各アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置が、前記内部欠陥検査装置および前記外観検査装置の検査結果を基に前記溶製装置および前記連続鋳造装置の運転状態を予め設定された設定条件に近づけてアルミニウム合金ビレットの表面と内部に欠陥が発生しないように制御するフィードバック制御信号を前記溶製装置および前記連続鋳造装置に発信するフィードバック制御信号発信部を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットに熱処理を施す熱処理装置をさらに備えていることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置が、前記熱処理装置の熱処理条件を前記アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの表面部を削る面削装置をさらに備えていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置が、前記面削装置の面削条件を前記アルミニウム合金ビレットの製造情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とする。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項７または請求項８記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記面削装置により表面部を削られたアルミニウム合金ビレットを表面検査する表面検査装置をさらに備えていることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項９記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記表面検査装置が、前記アルミニウム合金ビレットの表面部を渦電流探傷法または蛍光探傷法により検査することを特徴とする。
【００１４】
請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置が、前記表面検査装置の検査結果を前記アルミニウム合金ビレットの検査情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークが、前記切断装置により切断されたアルミニウム合金ビレットの切断面に付与されることを特徴とする。
【００１５】
請求項１３の発明は、請求項１〜請求項１２のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置が、前記識別マークを付与する前のアルミニウム合金ビレットに対して内部欠陥の有無を検査することを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１３記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置が、前記識別マークを付与する前に前記内部欠陥検査装置により検査されたアルミニウム合金ビレットの検査時刻を前記アルミニウム合金溶湯の鋳造開始時刻、前記速度検出装置の検出結果および前記ビレット長さ測定装置の測定結果を基に演算して前記アルミニウム合金ビレットの検査時刻を前記アルミニウム合金ビレットの検査情報として前記記憶部に前記識別マークと対応付けて記憶することを特徴とする。
【００１６】
請求項１５の発明は、請求項１〜請求項１４のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記記憶部が不揮発性記憶装置であることを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１〜請求項１５のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記速度検出装置が、前記アルミニウム合金ビレットの連続する長さを計測する計尺器と、前記アルミニウム合金ビレットを鋳造してから前記切断装置により切断されるまでの時間を計測する時間計測器とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１７の発明は、請求項１６記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記時間計測器が、前記生産管理装置に内蔵されたタイマーであることを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１〜請求項１７のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記連続鋳造装置が竪型連続鋳造装置であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１９の発明は、請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークが、前記アルミニウム合金ビレットの表面を改質してアルミニウム合金ビレットに付与されることを特徴とする。
請求項２０の発明は、請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マークが、前記アルミニウム合金ビレットの表面に塑性変形を施してアルミニウム合金ビレットに付与されることを特徴とする。
【００１９】
請求項２１の発明は、請求項１〜請求項２０のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記識別マーク付与装置がレーザーマーカーまたは打点式マーカーであることを特徴とする。
請求項２２の発明は、請求項１〜請求項２１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置による内部欠陥検査が、前記切断装置により切断される前のアルミニウム合金ビレットに対して実施されることを特徴とする。
【００２０】
請求項２３の発明は、請求項１〜請求項２２のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置が、前記アルミニウム合金ビレットの内部欠陥を超音波探傷法またはＸ線探傷法により検査するものであることを特徴とする。
請求項２４の発明は、請求項１〜請求項２３のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記連続鋳造装置が、前記アルミニウム合金ビレットを冷却水により冷却するための冷却水槽を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２５の発明は、請求項２４記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記内部欠陥検査装置が、前記アルミニウム合金ビレットに対して非接触で対向する超音波探傷子を前記冷却水槽の内部に有することを特徴とする。
請求項２６の発明は、請求項２５記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記超音波探傷子が、前記冷却水槽の内部に複数設けられ、かつ前記アルミニウム合金ビレットの引抜方向の法線面内で相互に異なる方向に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項２７の発明は、請求項２５または請求項２６記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記アルミニウム合金ビレットと、前記超音波探傷子との間の冷却水の流速が０．１ｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする。
請求項２８の発明は、請求項１〜請求項２７のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記ビレット長さ測定装置を前記切断装置の直後に配置したことを特徴とする。
【００２３】
請求項２９の発明は、請求項９〜請求項２８のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記溶製装置、前記連続鋳造装置、前記内部欠陥検査装置、前記外観検査装置、前記熱処理装置、前記面削装置、前記表面検査装置のうち何れか一つ以上の装置がアルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数配置されていることを特徴とする。
請求項３０の発明は、請求項２９記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記アルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数配置された装置に対してアルミニウム合金溶湯またはアルミニウム合金ビレットを振り分けるための制御信号が、前記生産管理装置から発せられることを特徴とする。
【００２４】
請求項３１の発明は、請求項２９または請求項３０記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにおいて、前記生産管理装置は、前記アルミニウム合金ビレットの製造に関与した列の製造情報を前記識別マークと対応付けて前記記憶部に記憶することを特徴とする。
請求項３２の発明は、請求項１〜請求項３１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムによりアルミニウム合金ビレットを生産することを特徴とする。
請求項３３の発明は、請求項１〜請求項３１のいずれか一項記載のアルミニウム合金ビレットの生産システムにより生産されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、アルミニウム合金ビレットに付与される識別マークをもとにアルミニウム合金ビレットの製造情報や検査情報と対応させて生産管理装置の記憶部に記憶することができ、これにより、１か２以上の複数の平行した製造列を使って効率化した生産を行なう場合においても、内部欠陥検査装置、ビレット長さ測定装置、面削装置、表面検査装置などを適切な位置にそれぞれ配置することが可能となる。したがって、各検査装置の検査結果を関係する工程へフィードバックするタイムラグを小さくでき、製造列を跨いだ生産工程を使ったとしても製造、検査履歴を追うことができ、効率化が図られると共に正確な製品の良否判断ができ、後工程となる装置に不良品を流さない生産システムを構築できるので、アルミニウム合金ビレットのより一層の品質安定化を図ることができ、加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットを安定した品質で生産することができる。
【００２６】
また、溶製装置、連続鋳造装置、内部欠陥装置、外観検査装置、ビレット長さ測定装置、直角度検査装置、真直度検査装置、熱処理装置、面削装置、表面検査装置、不良品払い出し装置のうち少なくとも１つの装置をアルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数配置した場合でも、並行して設けられる複数の装置にアルミニウム合金溶湯またはアルミニウム合金ビレットを適切に振り分けることができるため、加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットを効率的に生産することができ、その場合にも、前記アルミニウム合金ビレットの製造に関与した製造装置の製造情報を一元的に管理することで、鋳造条件や検査結果を小さなタイムラグで的確にフィードバックでき、かつ製品ビレット毎に製造情報と検査情報を対応させることが可能となり、これにより、加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットを安定した品質で効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金ビレットの生産システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示される連続鋳造装置の一例を示す縦断面図である。
【図３】図２に示されるＡ部の構造を拡大して示す図である。
【図４】図１に示されるアルミニウム合金ビレットの生産システムを用いてアルミニウム合金ビレットを生産する方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金ビレットの生産システムの概略構成を模式的に示す図、図２は図１に示される連続鋳造装置の一例を示す縦断面図、図３は図２に示されるＡ部の構造を拡大して示す図であり、図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るアルミニウム合金ビレットの生産システムは、溶製装置１１、連続鋳造装置１２、切断装置１３、識別マーク付与装置１４、不良品払い出し装置１５、積み込み装置１６、速度検出装置１７、内部欠陥検査装置１８、外観検査装置１９、ビレット長さ測定装置、熱処理装置２１、面削装置２２、表面検査装置２３、洗浄装置２４、直角度検査装置２５、真直度検査装置２６、整直装置２７および生産管理装置２８を備えている。
【００２９】
溶製装置１１はアルミニウム合金原材料を溶解してアルミニウム合金溶湯を溶製するものであって、この溶製装置１１により溶解されたアルミニウム合金原材料は、温度や合金成分などが調整され、さらに必要に応じて溶存ガスや介在物が除去された後、アルミニウム合金溶湯として連続鋳造装置１２に供給されるようになっている。また、溶製装置１１は連続溶解炉を用いて連続に溶湯を溶製してもよいし、複数の溶解炉（図示せず）を有し、これらの溶解炉を交互に操業してアルミニウム合金溶湯を溶製してもよい。
【００３０】
溶製装置１１の溶解炉としては傾動式反射炉を用いることができ、溶解炉では原材料を均一に溶解した後、温度および成分を調整すると共に、溶湯の清浄度を上げるためにフラックス処理を必要に応じて行うことが好ましい。アルミニウム合金ビレットの組織を微細にする微細化処理は初晶ケイ素または結晶粒の微細化処理材を溶解炉に添加するか、溶製装置１１と連続鋳造装置１２との間の溶湯移湯中に連続的に添加することも可能である。また、アルミニウム合金溶湯中の溶存ガスを除去する方法としては、溶製装置１１と連続鋳造装置１２との間にインラインで設けた脱ガス処理装置によって溶存ガスを除去することができ、アルミニウム合金溶湯中の介在物を除去する方法としては、溶製装置１１と連続鋳造装置１２との間にインラインで設けたフィルター装置によって介在物を除去することができる。
【００３１】
このようにしてアルミニウム合金原材料は溶解され、成分、清浄度、温度、微細化処理などが調整されたアルミニウム合金溶湯は樋などの溶湯移湯通路２９を通じて連続鋳造装置１２に供給される。
連続鋳造装置１２は溶製装置１１から供給されたアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造するものであって、図２に示されるように、溶製装置１１からのアルミニウム合金溶湯Ｍを水冷しながら直径３０ｍｍ〜直径２０８ｍｍの丸い棒、または異形の棒状のビレットに連続鋳造する水冷鋳型１２１と、この水冷鋳型１２１で鋳造されたアルミニウム合金ビレットＢを水冷鋳型１２１から噴出し、鋳型から出たビレットを冷却水Ｗがさらにビレットを冷却し、超音波探傷でビレットを検査するために設けられた冷却水槽１２３と、冷却水槽１２３の冷却水Ｗを止めると共にアルミニウム合金ビレットＢから冷却水Ｗを除去する水切り１２４とを有している。水冷鋳型１２１には複数の冷却水噴出孔１２１ａ（図３参照）が設けられ、水冷鋳型１２１内を通過するアルミニウム合金溶湯Ｍは冷却水噴出孔１２１ａから噴出する冷却水Ｗにより冷却されて棒状に凝固するようになっている。
【００３２】
連続鋳造装置１２は特開２００５−１８６１１９号公報等に開示されているごとく、鋳造されたアルミニウム合金ビレットを水冷鋳型１２１から下方に引き抜く竪型連続鋳造装置であることが好ましい。溶製装置１１から供給される溶湯は連続鋳造装置１２で棒状ビレットに凝固するが、その供給量は連続鋳造装置１２の鋳型上の溶湯の湯面レベルが適切な高さに維持されるように全ての同一な溶湯を用いる連続鋳造装置で鋳造される鋳造量と同じ量とすることが望ましい。溶解炉を傾動式の反射炉とした場合はその傾動角度を変動して溶湯の供給量が調整され、固定式の反射炉の場合はタップ孔の断面積を調整して溶湯の供給量が調整される。
【００３３】
切断装置１３はアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットＢを所定の長さに切断するものであって、図２に示されるように、アルミニウム合金ビレットＢを切断する円板状のロータリーカッター１３１を有している。また、切断装置１３はロータリーカッター１３１を回転駆動するカッター駆動用モータ１３２を有し、このカッター駆動用モータ１３２とロータリーカッター１３１は連続鋳造装置１２の引抜機構１２２と同期してアルミニウム合金ビレットＢの幅方向に移動可能となっている。
識別マーク付与装置１４は切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットに識別マークを付与するものであって、この識別マーク付与装置１４によりアルミニウム合金ビレットに付与される識別マークは製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの識別情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
【００３４】
アルミニウム合金ビレットに識別マークを付与する方式は特に限定されるものではないが、アルミニウム合金ビレットの表面を改質して識別マークを付与する方式（例えば、アルミニウム合金ビレットの表面部にＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザーなどのレーザービームを照射し、レーザービームの熱エネルギーによりアルミニウム合金ビレットの表面部を改質して識別マークを付与するレーザーマーカー方式など）や、アルミニウム合金ビレットの表面部を塑性変形して識別マークを付与する方式（例えば、アルミニウム合金ビレットの表面部にスタイラスを衝突させ、そのインパクト力でアルミニウム合金ビレットの表面部に識別マークを付与するインパクトドットマトリクス方式など）を用いることができる。
【００３５】
アルミニウム合金ビレットに識別マークを付与する場合には、光学文字認識装置などで読取可能な識別マーク（例えば文字、バーコード、２次元コードなど）を付与することが好ましく、アルミニウム合金ビレットに付与される識別マークがバーコードの場合はＪＡＮ、標準ＩＴＦ、ＣＯＤＥ−１２８、ＣＯＤＥ−３９、コーダーバー（ＮＷ−７）などを好適に利用できる。また、識別マークが２次元コードの場合はＰＤＦ４１７、コード４９、コード１６ｋ、コーダブロックなどのスタック式またはコードワン、データコード、アレイタグ、ＱＲコード、ボックス図形コード、マキシコード、ベリコード、ソフトストリップ、ＣＰコード、カルラコード、ウルトラコードなどのマトリックス式を好適に利用できる。
【００３６】
識別マークを付与する箇所は特に限定されるものではいが、切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットの切断面に識別マークを付与すると、切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットの表面部（側面部）を面削装置２２により削ったときに識別マークが消失することがないので好ましい。
不良品払い出し装置１５は後述する生産管理装置２８の良否判定部２８２で良品と判定されたアルミニウム合金ビレット以外を系外へ払い出すものであって、この不良品払い出し装置１５を通過したアルミニウム合金ビレットは製品として積み込み装置１６で製品運搬容器に積み込まれるようになっている。
【００３７】
積み込み装置１６は識別マーク付与装置１４により識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットを生産管理装置２８からの良品判断指令（生産管理装置２８が良品と判断したときの情報）を受けて製品運搬容器に積み込むものであって、この積み込み装置１６により製品運搬容器に積み込まれたアルミニウム合金ビレットの積み込み時期と製品運搬容器の番号はアルミニウム合金ビレットの出荷情報として積み込み装置１６から生産管理装置２８に供給されるようになっている。
【００３８】
製品運搬容器は、識別のためにマークが付いている。また、製品運搬容器の形状については、アルミニウム合金ビレットが移動に耐えられる形状であって、パレットにビレットを縦に置き、一本または複数本のビレットが固定されるガイドが付いている容器やパレットにビレットを水平に寝かせて積み上げるガイド治具で構成される容器などを用いることができる。
【００３９】
速度検出装置１７は連続鋳造装置１２の水冷鋳型１２１から引き抜かれるアルミニウム合金ビレットの引抜速度を検出するものであって、図示を省略したが、アルミニウム合金ビレットの連続する長さを計測する計尺器を有している。また、速度検出装置１７はアルミニウム合金ビレットを鋳造してから切断装置１３により切断されるまでの時間を計測する時間計測器を有し、速度検出装置１７により検出された引抜速度とビレット長さはアルミニウム合金ビレットの引抜速度、長さ情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
【００４０】
内部欠陥検査装置１８は連続鋳造装置１２にて鋳造されたアルミニウム合金ビレットの鋳造欠陥などの内部欠陥を超音波探傷法やＸ線探傷法により検査するものであって、この内部欠陥検査装置１８の検査結果は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの検査情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
内部欠陥検査装置１８による内部欠陥検査はアルミニウム合金ビレットが鋳造されてから製品運搬容器に積み込まれるまでの間に行なえばよいが、内部欠陥検査装置１８の検査結果を連続鋳造装置１２に、鋳造を停止させないまま、内部欠陥がなくなるようにフィードバックする点を考慮すると切断装置１３により切断される前のアルミニウム合金ビレットに対して内部欠陥検査を実施するとタイムラグが小さくなって好ましい。
【００４１】
また、アルミニウム合金ビレットの内部欠陥を超音波探傷法により検査する場合には、ノイズを低減するために連続鋳造装置１２に冷却水槽１２３を設け、その内部に１個または複数個の超音波探傷子１８１を配置することが好ましい。アルミニウム合金ビレットの内部欠陥が直線的に発生する場合は、複数個の超音波探傷子を用い、アルミニウム合金ビレットの引抜方向の法線面内で相互に異なる方向に配置すると超音波の反射波を検出しやすくなるので好ましい。また、冷却水槽１２３内に冷却水Ｗが流れ込む際の気泡の巻込みを防止し、気泡に起因するノイズの発生を抑えるために、前記冷却水槽１２３内のアルミニウム合金ビレットと超音波探傷子との間の冷却水の流速のベクトルのアルミニウム合金ビレットの引抜方向成分を０．１ｍ／ｓｅｃ以下にすることが好ましい。
【００４２】
内部欠陥検査装置１８が識別マークを付与される前のアルミニウム合金ビレットに対して内部欠陥検査を実施するものである場合は、内部欠陥検査装置１８により内部欠陥検査を実施してから識別マークが付与されるまでの時間を計測し、その計測時間を内部欠陥検査装置１８の検査結果と共に生産管理装置２８に供給することが好ましい。
外観検査装置１９は連続鋳造装置１２にて鋳造されたアルミニウム合金ビレットの外観を連続写真撮影法（アルミニウム合金ビレットの表面を連続的に写真撮影し、得られた写真を画像解析または作業者の目視確認により外観を検査する方法）などにより検査するものであって、この外観検査装置１９の検査結果と検査時刻は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの検査情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。また、外観検査装置１９は連続鋳造装置１２の水冷鋳型１２１から引き抜かれたアルミニウム合金ビレットＢを撮影するＴＶカメラ等の撮影装置１９１と、連続鋳造装置１２の冷却水槽１２３内を通過したアルミニウム合金ビレットＢを撮影するＴＶカメラ等の撮影装置１９２とを有している。
【００４３】
外観検査装置１９による検査はアルミニウム合金ビレットが鋳造されてから製品運搬容器に積み込まれるまでの間に行なえばよいが、外観検査装置１９の検査結果を連続鋳造装置１２にフィードバックする点を考慮すると切断装置１３により切断される前のアルミニウム合金ビレットに対して外観検査を実施するとタイムラグが小さくなって好ましい。
ビレット長さ測定装置は切断装置１３により所定の長さに切断されたアルミニウム合金ビレットの長さをレーザー測光法（被測定物の表面に一定の波長のレーザー光を照射してから被測定物の表面で反射したレーザー光を受光するまでの時間を基に被測定物の長さを光学的に測定する方法）やダイヤルゲージ等を利用して測定するものであって、このビレット長さ測定装置の測定結果は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの製造情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。また、ビレット長さ測定装置は切断装置１３の直後に配置されている。
【００４４】
熱処理装置２１は識別マーク付与装置１４により識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットにＴ５熱処理、Ｔ６熱処理、ＨＯ熱処理、歪取り熱処理などの熱処理を施すものであって、この熱処理装置２１の熱処理条件は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの製造情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
アルミニウム合金ビレットを熱処理する熱処理装置２１の熱処理炉としては、連続熱処理炉、バッチ熱処理炉などを利用することができる。また、熱処理炉により加熱処理されたアルミニウム合金ビレットを冷却する冷却炉としては、ＣＣ炉、放冷炉などを利用することができる。
【００４５】
アルミニウム合金ビレットに対する熱処理装置２１の熱処理条件は加工用素材としての用途毎に、アルミニウム合金ビレットの形状、大きさ、数量などに応じて予め設定しておき、用途毎に大きさ、数量などに応じて予め設定された熱処理条件の一つを選択してアルミニウム合金ビレットに熱処理を施すことが好ましい。
面削装置２２は識別マーク付与装置１４により識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの切断面を除いた表面部を削るものであって、この面削装置２２の面削条件は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの製造情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。また、面削装置２２は熱処理装置２１の直後に配置され、面削装置２２の態様としては数値制御式の旋削機を用いることができる。
【００４６】
表面検査装置２３は面削装置２２により表面部を削られたアルミニウム合金ビレットの表面部を渦電流探傷法や蛍光探傷法などにより検査するものであって、この表面検査装置２３の検査結果は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの検査情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
洗浄装置２４は面削装置２２により面削されたアルミニウム合金ビレットを洗浄処理するものであって、この洗浄装置２４の洗浄条件が洗浄処理されたアルミニウム合金ビレットの洗浄情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
【００４７】
直角度検査装置２５は切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットの切断面の直角度を検査するものであって、この直角度検査装置２５の検査結果は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの検査情報としてビレットの識別マークと対応付けられて生産管理装置２８に供給されるようになっている。直角度は、アルミニウム合金ビレットの切断面の異なる３点の基準面からの距離を測定し、切断面の平面を演算して基準面との差として測定することにより得ることができる。
【００４８】
真直度検査装置２６は切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットの真直度を検査するものであって、この真直度検査装置２６の検査結果は製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの検査情報として生産管理装置２８に供給されるようになっている。
整直装置２７は曲がりなどをアルミニウム合金ビレットから除去するものであって、この整直装置２７は真直度検査装置２６の検査結果に基づいてアルミニウム合金ビレットの曲がりなどを除去するように構成されている。
【００４９】
生産管理装置２８は加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットの生産等を管理するものであって、識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットの溶解炉から鋳型までの通過時刻と切断面の鋳造時刻を速度検出装置１７の検出結果と溶解炉から鋳型までの溶湯移湯通路の長さとその通過断面積と、鋳型から切断開始までの長さとから生産管理装置が平均速度を演算して鋳型から切断までの時間を得て特定し、また、切断されてから識別マークを付与されるまでの時間を加えてそれら時刻を演算し製造条件、検査結果の記録を求める演算部２８１と、内部欠陥検査装置１８の検査結果、外観検査装置１９の検査結果およびビレット長さ測定装置の測定結果を予め定められた設定条件と比較してアルミニウム合金ビレットの良否を判定する良否判定部２８２とを有している。
【００５０】
また、生産管理装置２８は溶製装置１１の溶製条件、連続鋳造装置１２の鋳造条件とそれらの製造情報とを、周期的に時刻と共に記憶すると共に、前記演算部２８１で演算された結果をもとに、製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの製造情報として識別マークと対応付けて記憶し、また、アルミニウム合金ビレットの良否判定結果、熱処理装置２１の熱処理条件および内部欠陥検査装置１８、外観検査装置１９、ビレット長さ測定装置、表面検査装置２３から供給を受けた検査結果を製品として出荷されるアルミニウム合金ビレットの良否情報、熱処理情報および検査情報として識別マークと対応付けて記憶すると共に、良品と判定されたアルミニウム合金ビレットを製品運搬容器に積み込んだ情報をアルミニウム合金ビレットの出荷情報として識別マークと対応付けて記憶する記憶部２８３を有しており、この記憶部２８３は不揮発性記憶装置から構成されている。
【００５１】
さらに、生産管理装置２８は溶解炉の温度、湯面高さ、鋳造温度、潤滑油量、気体加圧、鋳型温度などの条件、製造情報、内部欠陥検査装置１８および外観検査装置１９の検査結果を基に溶製装置１１および連続鋳造装置１２の運転状態を予め設定された設定条件に近づけてアルミニウム合金ビレットの表面と内部に欠陥が発生しないように制御するフィードバック制御信号を溶製装置１１および連続鋳造装置１２に発信するフィードバック制御信号発信部２８４と、アルミニウム合金ビレットの鋳造開始時刻や検査時刻などを検出するためのタイマー２８５とを有している。また、生産管理装置２８はアルミニウム合金ビレットの製造が開始される前に、予め良品管理情報を記憶部２８３に記憶するとともに、生産システムを構成するいずれか１以上の装置が並行して複数列設けられる場合には、並行して設けられる複数の装置に機番を設定する。
【００５２】
図４は図１に示されるアルミニウム合金ビレットの生産システムを用いてアルミニウム合金ビレットを生産する方法の一例を示す図であり、図１に示した生産システムを用いてアルミニウム合金ビレットを製造する場合は、図３に示されるように、まず、アルミニウム合金原材料を溶製装置１１で溶解してアルミニウム合金溶湯を溶製する（ステップＳ１）。このとき、溶製装置１１の溶製条件はアルミニウム合金溶湯の溶製情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。また、このとき生産管理装置２８では記憶部２８３に記憶されたアルミニウム合金溶湯の溶製情報を、鋳造情報、検査情報をもとに鋳造を停止させないまま鋳造欠陥のない状態を維持するように、溶製装置１１にフィードバックし、生産管理装置２８からフィードバックされた情報を基にアルミニウム合金原材料が予め設定された溶解設定条件となるように溶製装置１１を制御する。前記溶解設定条件は、前記溶製条件となる溶湯温度、溶湯供給量、微細化剤量、フィルター、脱ガス条件などの条件のうち少なくとも１つの項目を含むことができる。
【００５３】
次に、アルミニウム合金原材料を溶解して得られたアルミニウム合金溶湯を連続鋳造装置１２に供給し、この連続鋳造装置１２の水冷鋳型１２１でアルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造する（ステップＳ２）。このとき、連続鋳造装置１２の鋳造条件はアルミニウム合金ビレットの鋳造情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マーク付与装置１４によって識別マークと同じ仮のビレット識別マークと共に記憶される。
【００５４】
ステップＳ１，Ｓ２において生産管理装置２８では記憶部２８３に記憶された溶製情報を、鋳造情報、検査情報をもとに鋳造欠陥のない状態を維持するように、または、鋳造欠陥が発生した場合は鋳造を停止させないまま鋳造欠陥を無くすように製造条件を変更させ、正常な状態を維持し連続した製造を行えるように、溶製装置１１と連続鋳造装置１２にフィードバックし、連続鋳造装置１２では生産管理装置２８からフィードバックされたビレット品質情報を基にアルミニウム合金溶湯が予め設定された鋳造欠陥を解消する鋳造設定条件となるように連続鋳造装置１２を制御する。前記欠陥解消設定条件は、前記溶製条件、鋳造条件となる鋳造温度、潤滑油量、気体加圧の与圧、冷却水量、鋳造温度、メニスカス位置などの条件のうち少なくとも１つの項目を含むことができる。
【００５５】
次に、連続鋳造装置１２の水冷鋳型１２１で棒状に連続鋳造されたアルミニウム合金溶湯をアルミニウム合金ビレットとして引抜機構１２２により水冷鋳型１２１から引き抜き、水冷鋳型１２１から引き抜かれたアルミニウム合金ビレットを連続鋳造装置１２の冷却水槽１２３内で冷却する（ステップＳ３）。このとき、引抜機構１２２により水冷鋳型１２１から引き抜かれるアルミニウム合金ビレットの引抜速度は速度検出装置１７によって検出され、速度検出装置１７で検出されたアルミニウム合金ビレットの引抜速度はアルミニウム合金ビレットの引抜速度情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
【００５６】
また、このとき連続鋳造装置１２の冷却水槽１２３内では、水冷鋳型１２１から引き抜かれたアルミニウム合金ビレットの内部欠陥検査（超音波探傷検査）がアルミニウム合金ビレットと超音波探傷子との間を流れる冷却水Ｗの流速を０．１ｍ／ｓｅｃ以下に設定した条件で内部欠陥検査装置１８によって行われ（ステップＳ４）、このときの検査結果はアルミニウム合金ビレットの内部欠陥検査情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
連続鋳造装置１２の冷却水槽１２３内で冷却されたアルミニウム合金ビレットは、外観検査装置１９によりアルミニウム合金ビレットの外観（表面性状）が検査される（ステップＳ５）。このとき、外観検査装置１９の検査結果はアルミニウム合金ビレットの外観検査情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
【００５７】
外観検査装置１９により外観が検査されたアルミニウム合金ビレットは切断装置１３に供給され、この切断装置１３で所定の長さに切断される（ステップＳ６）。そして、切断装置１３で所定の長さに切断されたアルミニウム合金ビレットはビレット長さ測定装置２０に供給され、このビレット長さ測定装置２０によってアルミニウム合金ビレットの長さが測定される（ステップＳ７）。このとき、ビレット長さ測定装置２０の測定結果の演算結果はアルミニウム合金ビレットの切断長さ情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マーク付与装置１４によって識別マークと同じ仮のビレット識別マークと共に記憶される。
【００５８】
ビレット長さ測定装置２０により切断長さが測定されたアルミニウム合金ビレットは直角度検査装置２５に供給され、この直角度検査装置２５によってアルミニウム合金ビレット切断面の直角度が検査される（ステップＳ８）。このとき、直角度検査装置２５の検査結果はアルミニウム合金ビレットの切断面直角度検査情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マーク付与装置１４によって識別マークと同じ仮のビレット識別マークと共に記憶される。
【００５９】
直角度検査装置２５により切断面の直角度が検査されたアルミニウム合金ビレットは識別マーク付与装置１４に供給され、この識別マーク付与装置１４により識別マークがアルミニウム合金ビレットの切断面に付与される（ステップＳ９）。このとき、アルミニウム合金ビレットに付与された識別マークはアルミニウム合金ビレットの識別情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
【００６０】
また、このとき生産管理装置２８では、記憶部２８３に該アルミニウム合金ビレットの該アルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造開始時刻が、速度検出装置１７の速度検出結果と該アルミニウム合金ビレットの切断までのビレット長さから鋳造から切断までの平均速度が演算され、鋳造と切断までの時間差を演算し、溶湯の移湯通路の断面積と長さから溶製装置各部の時間差が演算される。該識別マークを付与された各アルミニウム合金ビレットの前端部及び後端部に相当する前記アルミニウム合金溶湯の鋳造時刻と溶製装置各部の時間差とを識別マークと共に製品毎に記憶部２８３に記憶する。
【００６１】
識別マーク付与装置１４により識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットは熱処理装置２１に供給され、この熱処理装置２１によって熱処理が施される（ステップＳ１０）。このとき、熱処理装置２１の熱処理条件、炉温度などの製造情報は生産管理装置２８の記憶部２８３に時刻と共に記憶され、アルミニウム合金ビレットが熱処理装置２１を通過したときの時刻が生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マークと共に記憶される。
【００６２】
熱処理装置２１により熱処理が施されたアルミニウム合金ビレットは真直度検査装置２６に供給され、この真直度検査装置２６により真直度が検査される（ステップＳ１１）。このとき、真直度検査装置２６により検査されたアルミニウム合金ビレットの真直度はアルミニウム合金ビレットの真直度検査情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
【００６３】
真直度検査装置２６により真直度が検査されたアルミニウム合金ビレットは整直装置２７に供給され、この整直装置２７によって曲がりが除去される（ステップＳ１２）。そして、整直されたアルミニウム合金ビレットは面削装置２２に供給される。
この面削装置２２によりアルミニウム合金ビレットの表面部が予め定められた量だけ削られる（ステップＳ１３）。このとき、面削装置２２の面削条件は該アルミニウム合金ビレットの面削情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に識別マークと共に記憶される。
【００６４】
面削装置２２により面削されたアルミニウム合金ビレットは洗浄装置２４によって洗浄処理された後（ステップＳ１４）、表面検査装置２３に供給され、面削されたアルミニウム合金ビレットの表面部の加工傷や打刻傷、鋳造欠陥などが表面検査装置２３により検査される（ステップＳ１５）。このとき、表面検査装置２３の検査結果は出荷される製品毎にアルミニウム合金ビレットの表面検査情報として生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶される。
【００６５】
表面検査装置２３により表面部が検査されたアルミニウム合金ビレットは不良品払い出し装置１５に供給されてビレットの識別マークに対応した生産管理装置２８の良品判定部２８２の判定結果から良品以外を系外に払い出した後、積み込み装置１６に供給され、この積み込み装置１６によって各種製品の加工用素材として製品運搬容器に積み込まれて出荷される（ステップＳ１６）。このとき、製品運搬容器に積み込まれて出荷されるアルミニウム合金ビレットは生産管理装置２８の記憶部２８３に該容器の識別標識とビレットの識別マークと共に記憶される。
【００６６】
上述のように、製品運搬容器に積み込まれる各アルミニウム合金ビレットの鋳造情報、内部欠陥検査情報、外観検査情報、切断長さ情報、熱処理情報、面削情報、表面検査情報および出荷時期情報をアルミニウム合金ビレットに付与された識別マークと対応付けて生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶しておくことで、特許文献１に開示されたもののように、アルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを所定の長さに切断する前にアルミニウム合金ビレットの表面部や内部を検査しなくても良いので、検査工程の順序を必要に応じて変更することができる。したがって、例えばアルミニウム合金ビレットの内部欠陥検査を連続鋳造の直後に実施したり、あるいはアルミニウム合金ビレットの長さ測定を切断工程の直後に実施したりすることができ、これにより、各検査工程での検査結果を製造工程へフィードバックするタイムラグを小さくすることができる。
【００６７】
また、アルミニウム合金溶湯を棒状に連続鋳造して得られたアルミニウム合金ビレットを所定の長さに切断した後、アルミニウム合金ビレットに識別マークを付与し、識別マークを付与されたアルミニウム合金ビレットを製品運搬容器に積み込んで出荷するに際して、製品運搬容器に積み込まれる各アルミニウム合金ビレットの鋳造情報、内部欠陥検査情報、外観検査情報、切断長さ情報、熱処理情報、面削情報、表面検査情報および出荷情報をアルミニウム合金ビレットに付与された識別マークと共に生産管理装置２８の記憶部２８３に記憶しておくことで、自動車部品やアルミサッシなどの加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットの品質を一元的に管理することが可能となる。これにより、製品運搬容器に積み込まれるアルミニウム合金ビレットの品質を手作業によって品質管理帳に記録しておく必要がないので、製品運搬容器に積み込まれるアルミニウム合金ビレットの品質を容易に管理することができる。
【００６８】
さらに、生産管理装置２８の記憶部２８３に時刻と共に記憶されたアルミニウム合金溶湯の溶湯温度、湯面レベル、鋳型温度、潤滑油量、気体加圧力、鋳造速度、冷却水量などの鋳造情報と内部欠陥検査情報や外観検査の検査情報とからビレット異常の内容を生産管理装置２８の演算部２８１が判断し、溶製装置１１と連続鋳造装置１２に該判断に基づいてフィードバックすることで、より高品質のアルミニウム合金ビレットを製造することができ、これにより、アルミニウム合金ビレットの連続的な安定した鋳造が可能になると共に品質安定化を図ることができる。
【００６９】
また、ビレット長さ測定装置を切断装置１３の直後に配置したことで、ビレット長さ測定装置の測定結果を切断装置１３に短時間でフィードバックすることができ、これにより、アルミニウム合金ビレットの品質安定化を図ることができる。
また、表面検査装置２３を面削装置２２の直後に配置したことで、表面検査装置２３の検査結果を面削装置２２に短時間でフィードバックすることができ、これにより、アルミニウム合金ビレットの品質安定化を図ることができる。
【００７０】
また、生産システムを構成するいずれか１つ以上の装置がアルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並行して複数列設けられる場合でも、並行して設けられる複数の装置にアルミニウム合金溶湯またはアルミニウム合金ビレットを振り分け、加工用素材として用いられるアルミニウム合金ビレットを効率的に生産することができ、その場合にも、前記アルミニウム合金ビレットの製造に関与した列の製造情報を一元的に管理することで、品質安定化と操業安定化を図ることができる。
【００７１】
ここで、アルミニウム合金ビレットの引抜方向とは、連続して生産されるアルミニウム合金ビレットが移動する方向を示すものであり、必ずしも引抜機構１２２によりアルミニウム合金ビレットが引き抜かれる方向と同一でなくてもよい。
上述した本発明の一実施形態では、切断装置１３により切断されたアルミニウム合金ビレットを洗浄処理する洗浄装置２４と、アルミニウム合金ビレット切断面の直角度を検査する直角度検査装置２５と、アルミニウム合金ビレットの真直度を検査する真直度検査装置２６と、アルミニウム合金ビレットの曲がりを除去する整直装置２７とを備えたものを例示したが、これらの装置を備えていない生産システムについても本発明を適用できることは言うまでもない。
【００７２】
また、溶製装置１１、連続鋳造装置１２、内部欠陥検査装置１８、外観検査装置１９、熱処理装置２１のうち何れか一つ以上の装置をアルミニウム合金ビレットの引抜方向に対して並列に複数設けてもよい。
また、上述した本発明の一実施形態では、熱処理装置２１により熱処理されたアルミニウム合金ビレットに対し、面削装置２２により表面部を削っているが、先に面削装置２２により表面部を削ったアルミニウム合金ビレットに対し、熱処理装置２１により熱処理することも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１１…溶製装置、１２…連続鋳造装置、１２１…水冷鋳型、１２２…引抜機構、１２３…冷却水槽、１２４…水切り、１３…切断装置、１４…識別マーク付与装置、１５…不良品払い出し装置、１６…積み込み装置、１７…速度検出装置、１８…内部欠陥検査装置、１９…外観検査装置、２０…ビレット長さ測定装置、２１…熱処理装置、２２…面削装置、２３…表面検査装置、２４…洗浄装置、２５…直角度検査装置、２６…真直度検査装置、２７…整直装置、２８…生産管理装置、２８１…演算部、２８２…良否判定部、２８３…記憶部、２８４…フィードバック制御信号発信部、２８５…タイマー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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