(57)【要約】【課題】非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯が鋳造品の品質に悪影響を与えるか否かの判定を誤差の生じやすい人による計測に依存せず極めて短時間で自動的に判定できる方法及び装置を提供することである。【解決手段】鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、事前に凝固曲線から把握できるデータと相関のとれた清浄度判定データベースを作成しておき、検査しようとする溶湯の凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達した時間との差の判定凝固時間又は／及び初晶過冷度幅から清浄度判定データベースを基に溶湯の清浄度の判定をすることで計測の誤差がなく極めて短時間で溶湯の清浄度判定ができる。【選択図】  図６
2010162547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項２】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の設定した第一の凝固温度になった凝固時間と該溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項３】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の設定した第一の凝固温度になった凝固時間と該溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間及び初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項４】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の凝固温度を測定する温度測定手段と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、前記温度測定手段からの凝固温度データと凝固時間から凝固曲線を認識する手段と、該凝固曲線上における初晶温度と初晶過冷温度を認識し、前記初晶温度と前記初晶過冷温度との温度差から初晶過冷度幅を算出する手段と、前記凝固曲線上で設定した第一の凝固温度になった凝固時間と溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間を算出する手段と、前記初晶過冷度幅又は／及び前記判定凝固時間から前記清浄度判定データベースに基づいて溶湯の清浄度の判定をする手段と、を含むことを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法及びその装置に関する。さらに詳しくは、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の凝固曲線から溶湯の清浄度の判定をする方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金の溶湯中に、アルミニウム合金に含有されているアルミニウムやマグネシウムなどが大気中の酸素と接触し生成された酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの酸化物、あるいはアルミニウムのリサイクルによってスクラップとなった製品原材料に含まれる不純物などの介在物が浮遊又は懸濁している。
【０００３】
介在物が浮遊又は懸濁しているアルミニウム合金の溶湯を鋳造に使用すると、介在物が鋳造されたアルミニウム合金製品の切削加工時に孔あきやむしれ等の欠陥を切削面に誘発したり、又は破壊靭性等の材料の機械的強度の低下をもたらす。
【０００４】
そこで、アルミニウム鋳造においては、金型又は鋳型に溶湯を注入する前段階で、ろ過フィルター、フラックス処理又は沈静処理等による介在物除去が行われているが、そのために溶湯を注湯する前段階においてアルミニウム合金の溶湯の介在物の個数を計測し清浄度を判定して金型などに溶湯を注湯してもよいかを判定することが必要である。
【０００５】
そのため、アルミニウム合金の溶湯中の介在物の個数を計測し清浄度を判定する手段として、加圧濾過法又はＫモールド法が知られている。
【０００６】
加圧濾過法は、フィルターを設置した坩堝にアルミニウム合金の溶湯を注入し加圧させて、溶湯をフィルターで濾過させ、濾過した溶湯の経時変化量を把握して、これを閾値と比較してアルミニウム溶湯の清浄度を判定するとともに、濾過後のフィルターとその上に残存し凝固したアルミニウム合金を切断して研磨し、光学顕微鏡によって介在物の個数を計測し該介在物の個数により鋳造可否の判定をする方法である。
【０００７】
Ｋモールド法は、アルミニウム合金の溶湯から少量の溶湯試料を採取して、板状の鋳型に鋳込み、板状の試験片とし、該試験片を５分割に切断した破面を測定者が肉眼で観察して、酸化物などの介在物の個数を計測する方法である（例えば、特許文献１参照）。該介在物の個数により清浄度を判定し、該清浄度に基づいて鋳造可否の判定をする方法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、加圧濾過法では、様々な設備や分析の熟練者を必要とし、準備、溶解、凝固、切断、そして顕微鏡による分析などに少なくとも２時間かかるとともに、人による観察のため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるという課題があった。
【０００９】
また、Kモールド法においても、分析の熟練者を必要とし、しかも試験片の切断した破面を観察して破面に顕れた介在物を判断して計測するため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるととともに少なくとも３０分かかるという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯が鋳造品の品質に悪影響を与えるか否かを極めて短時間で自動的に判定できる方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、「初晶温度」とは、溶融金属から結晶が初めて生じるときの温度を意味し、「初晶過冷温度」とは溶融金属を冷却するときその温度が凝固点以下になっても凝固せず溶体の状態にあるときに凝固開始するときの温度を意味し、「初晶過冷度幅」とは初晶温度と初晶過冷温度との差を意味する。
【００１２】
本発明において、「第一の凝固温度」とは、溶湯中に浮遊又懸濁する介在物数が異なっても同一の凝固温度に至る凝固時間の差が僅少の範囲内で設定する凝固温度を意味し、例えば図２において溶湯注入直後から凝固時間差が僅少の範囲の限界としてのイ点の凝固時間までの間で設定するのが望ましく、溶湯注入直後から初晶過冷温度間の温度、初晶過冷温度、初晶過冷温度から初晶温度間の温度、初晶温度又は初晶温度からイ点の凝固時間まで温度の中から凝固温度を設定する。
【００１３】
本発明において、「第二の凝固温度」とは、溶湯中に浮遊又懸濁する介在物数が異なると同一の凝固温度に至る凝固時間に差が明らかに生ずる範囲内で設定する凝固温度を意味し、例えば図２において凝固時間の差が明らかになる始点としてのロ点の凝固温度の凝固時間よりも遅い凝固時間帯の凝固温度を設定する。
【００１４】
本発明において、「判定凝固時間」とは、第一の凝固温度になった凝固時間と第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の時間を意味する。
【００１５】
本発明において、「清浄度判定データベース」とは、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間と、従来のＫモールド法によるＫ値でランク分けした清浄度との相関をデータベース化したものを意味する。
【００１６】
本発明において、「鋳造に利用する溶湯」とは、鋳造工程で利用する非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯を意味する。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の設定した第一の凝固温度になった凝固時間と該溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の設定した第一の凝固温度になった凝固時間と該溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間及び初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする装置の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の凝固温度を測定する温度測定手段と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、前記温度測定手段からの凝固温度データと凝固時間から凝固曲線を認識する手段と、該凝固曲線上における初晶温度と初晶過冷温度を認識し、前記初晶温度と前記初晶過冷温度との温度差から初晶過冷度幅を算出する手段と、前記凝固曲線上で設定した第一の凝固温度になった凝固時間と溶湯がさらに凝固して設定した第二の凝固温度に到達したときの凝固時間との差の判定凝固時間を算出する手段と、前記初晶過冷度幅又は／及び前記判定凝固時間から前記清浄度判定データベースに基づいて溶湯の清浄度の判定をする手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明は、初晶過冷度幅から清浄度を自動判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２２】
鋳造品中の介在物数を人が計測しないので、人による計測値のバラツキがなく、実態との誤差も生じないという効果を奏する。
【００２３】
また、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約２０秒で判定結果がでるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００２４】
さらに、従来は溶解炉から溶湯を採取して溶解炉現場や鋳造現場から離れた場所で測定のための光学顕微鏡などの大型設備を備えて介在物数測定などの検査をしているが、本発明によって測定のためだけの移動が不要となり測定用設備が小型化できるので鋳造現場で鋳造直前の溶湯を採取して容易に測定ができるという効果を奏する。
【００２５】
請求項２の発明は、判定凝固時間から清浄度を自動判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項２の発明は、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約６分で清浄度の判定できるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００２７】
請求項２の発明は、清浄度判定に要する時間以外の効果は、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果など請求項１の発明と同じ効果を奏する。
【００２８】
請求項３の発明は、初晶過冷度幅及び判定凝固時間から清浄度を自動的に判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２９】
請求項３の発明は、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約６分で清浄度の判定できるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００３０】
また、請求項３の発明は、清浄度判定に要する時間以外の効果は、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果など請求項１又は請求項２の発明と同じ効果を奏する。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の初晶過冷度幅を表した凝固曲線図である。
【図２】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の判定凝固時間を表した凝固曲線図である。
【図３】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の初晶過冷度幅とＫ値との相関図である。
【図４】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の判定凝固時間とＫ値との相関図である。
【図５】鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置図である。
【図６】鋳造に利用する溶湯の清浄度判定のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３４】
まず、鋳造に利用する溶湯の凝固時の初晶過冷度幅又は判定凝固時間と清浄度との相関を求めるために、鋳造に利用する溶湯の凝固時の初晶過冷度幅又は判定凝固時間と、従来のＫモールド法による介在物の個数や清浄度との相関を求め、清浄度判定データベースを作成する。
【００３５】
最初に鋳造に利用する溶湯に酸化物などの介在物を添加して介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を造る。
【００３６】
そして、介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で鋳造に利用する溶湯の凝固曲線を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００３７】
次に、最初に造った介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を沈静処理やフラックス処理などで精錬を行い、該溶湯に浮遊又は懸濁する介在物を減少させて、よりきれいな第２回目の溶湯を造る。
【００３８】
そして第２回目の溶湯に対して最初の溶湯に対して行った同じ作業を行う。つまり、第２回目の溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で第２回目の溶湯の凝固曲線を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００３９】
上記の作業を、溶湯中に介在物がなくなるまで、すなわち従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値が０になるまで溶湯の精錬を繰り返して実施する。
【００４０】
先に測定した凝固曲線Aと該凝固曲線Aの溶湯を汲み取った後の溶湯を精錬して測定した凝固曲線Bを描いた図１において、初晶過冷度幅からの清浄度の判定方法を説明する。凝固曲線Aから初晶過冷温度２と初晶温度３との差である初晶過冷度幅６を算出し、凝固曲線Bから初晶過冷温度４と初晶温度５との差である初晶過冷度幅７を算出する。
【００４１】
溶湯がきれいなときは溶湯中に結晶の核となる物質が少なくなるため初晶過冷度幅が大きくなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に結晶の核となる物質が多くなるため初晶過冷度幅が小さくなると考えられる。
【００４２】
そこで、初晶過冷度幅６又は初晶過冷度幅７とそれぞれのK値との相関をとれば初晶過冷度幅をK値に置き換えができ、従来のKモールド法によるK値による清浄度の判定を導くことができる。
【００４３】
図１において、初晶過冷度幅６と初晶過冷度幅７との差が生じているが、これは初晶過冷度幅６の溶湯は介在物が多く浮遊しているため初晶過冷度幅が小さくなり、初晶過冷度幅７の溶湯は介在物が減少して初晶過冷度幅が大きくなったためである。
【００４４】
以上より、初晶過冷度幅がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００４５】
図２において、判定凝固時間からの清浄度の判定方法を説明する。凝固曲線Aから第一の凝固温度１１に到達した時間と溶湯がさらに凝固して第二の凝固温度１２に到達した時間との差である判定凝固時間１４を算出し、凝固曲線Bから第一の凝固温度１３に到達した時間と溶湯がさらに凝固して第二の凝固温度１２に到達した時間との差である判定凝固時間１５を算出する。
【００４６】
溶湯がきれいなときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物が少なるので凝固時間が短くなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物が多くなるので凝固時間が長くなると考えられる。
【００４７】
判定凝固時間１４及び判定凝固時間１５とそれぞれのK値との相関をとれば判定凝固時間をK値に置き換えができ、従来のＫモールド法によるK値から清浄度の判定を導くことができる。
【００４８】
図２において、判定凝固時間１４と判定凝固時間１５との差が生じているが、これは判定凝固時間１４の溶湯は介在物が多く浮遊又は懸濁しているため凝固時間が長くなり、判定凝固時間１５の溶湯は介在物の浮遊又は懸濁が少なくなったため凝固時間が短くなったためである。
【００４９】
図２では、第一の凝固温度として初晶過冷温度を設定しているが、第一の凝固温度は溶湯中に浮遊又は懸濁した介在物の数に差があっても特定の凝固温度になるときの凝固時間の差が僅少の範囲で設定するのが望ましい。例えば、図２において溶湯注入直後から、凝固時間差が僅少の範囲の限界としてのイ点の凝固時間までの範囲で設定するのが望ましく、溶湯注入直後から初晶過冷温度に至るまでの範囲、初晶過冷温度、初晶過冷温度から初晶温度に至るまでの範囲、初晶温度又は初晶温度からイ点の凝固時間までの範囲の中から第一の凝固温度を選択して設定することができる。
【００５０】
次に、第二の凝固温度の設定は、溶湯中に浮遊又は懸濁した介在物の数に差があるときには同一の凝固温度になる凝固時間に差が明らかに生ずる範囲で設定するのが望ましい。例えば、図２において、凝固時間の差が明らかになる始点としてのロ点の凝固温度より凝固温度が低い範囲でかつロ点の凝固時間より遅い範囲で設定するのが望ましい。
【００５１】
以上より、判定凝固時間がわかると、同一の試料で計測したK値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５２】
さらに、初晶過冷度幅及び判定凝固時間がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５３】
以上より、鋳造に利用する溶湯の凝固曲線からの清浄度判定データベースは、初晶過冷度幅を基にしたもの、判定凝固時間を基にしたもの、そして初晶過冷度幅及び判定凝固時間を基にしたものの３種類の清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５４】
なお、清浄度判定データベースは溶湯の材質によって異なるので、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金などの非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の材質ごとに該清浄度判定データベースを作成することにより、材質によって異なる清浄度判定データベースに基づいてそれぞれの異なる材質の溶湯の清浄度判定を行うことができる。
【００５５】
次に、実施例を挙げて本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例により限定されるものでない。
【実施例１】
【００５６】
材質としてＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の凝固曲線を測定し、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、初晶過冷度幅とK値との相関を把握した。
【００５７】
図３に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに初晶過冷度幅とＫ値との関係をプロットした。
【００５８】
ここで、従来から利用されている表１に示すＫ値による清浄度判定基準（「アルミニウム溶湯品質判定鋳型  Ｋモールド法試験法  使用説明書  日本軽金属株式会社」に記載の品質判定表）を当てはめた。
【００５９】
【表１】
2010162547.tif 000003
【００６０】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図３に当てはめると、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満ではＫ値が０．１を超過しており介在物が浮遊又は懸濁していることがわかる。
【００６１】
よって、図３と表１に基づき、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満のときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定され、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ以上であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定する清浄度判定データベースを作成した。
【実施例２】
【００６２】
材質としてＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の凝固曲線を測定し、かつ従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、第一の凝固温度として設定した初晶過冷温度の凝固時間から第二の凝固温度として設定した５５０°Cに到達する凝固時間までの間の判定凝固時間とK値との相関を把握した。
【００６３】
図４に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに判定凝固時間とＫ値との関係をプロットした。
【００６４】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図４に当てはめると、判定凝固時間が２８０秒を越えるとＫ値が０．１を超過しており介在物の個数が多く、判定凝固時間が２８０秒以下であると介在物がないことがわかる。
【００６５】
よって、図４と表１に基づき、判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、判定凝固時間が２８０秒を超えると清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定データベースを作成した。
【実施例３】
【００６６】
実施例１の初晶過冷度幅及び実施例２の判定凝固時間に基づいて清浄度を判定するデータベースとして、初晶過冷度が３．６°Ｃ以上でかつ判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、初晶過冷度が３．６°Ｃ未満又は／及び判定凝固時間が２８０秒を超えるときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定データベースを作成した。
【００６７】
以上のように、本発明による凝固曲線に基づく清浄度判定データベースは、従来のＫモールド法による清浄度判定と相関させて作成していることがわかる。
【実施例４】
【００６８】
本発明による鋳造に利用する溶湯中の凝固温度を測定する方法に使用する装置を図５において説明する。
【００６９】
図５に示すように、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置３０は、注湯された鋳造に利用する溶湯２１を貯留する砂型シェル２０と、該砂型シェル２０内で鋳造に利用する溶湯２１の凝固温度を測定する温度センサー２２と、該温度センサー２２からの凝固温度を伝え計測値に変換する温度調整器２３と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、設定された第一の凝固温度と第二の凝固温度を保存する手段と、時間の経過とともに凝固温度を測定しプロットして凝固曲線を作成する手段と、初晶過冷温度と初晶温度を測定し初晶過冷温度と初晶温度間の差である初晶過冷度幅を算出する手段と、第一の凝固温度になったときの凝固時間から第二の凝固温度に到達した凝固時間との差から判定凝固時間を算出する手段と、清浄度判定データベースを基準として初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から清浄度判定を行う手段とを含む溶湯の清浄度判定器２４とから構成される。
【００７０】
以下、本発明の使用例を図６の作業フロー図によって説明する。
(使用例)
【００７１】
ｉ段階は事前準備段階で、鋳造工程に供給する溶湯と同一の材質の溶湯を利用して、溶湯内の介在物数を精錬により変えて複数の凝固曲線を作成する。
【００７２】
次に、凝固曲線から判定凝固時間を測定するため、第一凝固温度として例えば初晶過冷温度を、第二凝固温度として例えば５５０°Ｃを設定する。これらの設定は保存され、生産中の溶湯の清浄度判定のときにも利用される。
【００７３】
そして前記凝固曲線から導き出した初晶過冷度幅及び判定凝固時間と従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値との相関を把握して、鋳造製造工程に供給する溶湯の初晶過冷度幅及び判定凝固時間に基づく清浄度判定のデータベースを作成する。
【００７４】
例えば、実施例３から、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ以上でかつ判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定し、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満又は／及び判定凝固時間が２８０秒を超えるときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定する清浄度判定データベースを作成する。
【００７５】
該清浄度判定データベースを清浄度判定器２４に記憶させておく。
【００７６】
ｉｉ段階は段取り段階で、清浄度判定データベースを作成するのに利用した溶湯と同一材質の溶湯で、鋳造工程前の溶湯を採取し砂型シェル１０に注湯する。
【００７７】
ｉｉｉ段階は凝固段階で、砂型シェル２０内に設置された温度センサー２２から凝固温度が温度調整器２３に伝えられ、清浄度判定器２４によって凝固曲線が把握、表示される。
【００７８】
ｉｖ階は分析段階で、該凝固曲線から、初晶過冷温度と初晶温度を記憶して表示し初晶過冷度幅を算出して表示し、また記憶した第一の凝固温度である初晶過冷温度時の凝固時間と第二の凝固温度に達したときの凝固時間との差から判定凝固時間を算出して表示される。
【００７９】
ｖ段階は判定段階で、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間を清浄度判定データベースに照合させて、清浄度の判定が約６分間でなされ判定結果が表示される。
【００８０】
前記清浄度判定結果が「ＯＫ」であればそのまま鋳造工程に注湯され、前記清浄度判定結果が「溶湯処理必要」であれば溶湯の清浄度をきれいにするためのフラックス処理などの精錬作業を実施する。
【符号の説明】
【００８１】
１    凝固曲線
２    凝固曲線Ａの初晶過冷温度
３    凝固曲線Ａの初晶温度  
４    凝固曲線Ｂの初晶過冷温度
５    凝固曲線Ｂの初晶温度
６    凝固曲線Ａの初晶過冷度幅
７    凝固曲線Ｂの初晶過冷度幅
１１  第一の凝固温度で初晶過冷温度を設定したときの凝固曲線Ａの第一の凝固温度
１２  第二の凝固温度
１３  第一の凝固温度で初晶過冷温度を設定したときの凝固曲線Ｂの第一の凝固温度
１４  凝固曲線Ａの判定凝固時間
１５  凝固曲線Ｂの判定凝固時間
２０  砂型シェル
２１  溶湯
２２  温度センサー
２３  温度調整器
２４  清浄度判定器  
２５  表示盤
３０  溶湯の清浄度判定装置
Ａ    介在物が多い溶湯の凝固曲線
Ｂ    介在物がない又は少ない溶湯の凝固曲線
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】実公昭５２−１７４４９号公報
【図１】
2010162547.tif 000004
【図２】
2010162547.tif 000005
【図３】
2010162547.tif 000006
【図４】
2010162547.tif 000007
【図５】
2010162547.tif 000008
【図６】
2010162547.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月13日(2009.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
ｉｖ段階は分析段階で、該凝固曲線から、初晶過冷温度と初晶温度を記憶して表示し初晶過冷度幅を算出して表示し、また記憶した第一の凝固温度である初晶過冷温度時の凝固時間と第二の凝固温度に達したときの凝固時間との差から判定凝固時間を算出して表示される。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月19日(2009.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法及びその装置に関する。さらに詳しくは、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の凝固曲線から溶湯の清浄度の判定をする方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金の溶湯中に、アルミニウム合金に含有されているアルミニウムやマグネシウムなどが大気中の酸素と接触し生成された酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの酸化物、あるいはアルミニウムのリサイクルによってスクラップとなった製品原材料に含まれる不純物などの介在物が浮遊又は懸濁している。
【０００３】
介在物が浮遊又は懸濁しているアルミニウム合金の溶湯を鋳造に使用すると、介在物が鋳造されたアルミニウム合金製品の切削加工時に孔あきやむしれ等の欠陥を切削面に誘発したり、又は破壊靭性等の材料の機械的強度の低下をもたらす。
【０００４】
そこで、アルミニウム鋳造においては、金型又は鋳型に溶湯を注入する前段階で、ろ過フィルター、フラックス処理又は沈静処理等による介在物除去が行われているが、そのために溶湯を注湯する前段階においてアルミニウム合金の溶湯の介在物の個数を計測し清浄度を判定して金型などに溶湯を注湯してもよいかを判定することが必要である。
【０００５】
そのため、アルミニウム合金の溶湯中の介在物の個数を計測し清浄度を判定する手段として、加圧濾過法又はＫモールド法が知られている。
【０００６】
加圧濾過法は、フィルターを設置した坩堝にアルミニウム合金の溶湯を注入し加圧させて、溶湯をフィルターで濾過させ、濾過した溶湯の経時変化量を把握して、これを閾値と比較してアルミニウム溶湯の清浄度を判定するとともに、濾過後のフィルターとその上に残存し凝固したアルミニウム合金を切断して研磨し、光学顕微鏡によって介在物の個数を計測し該介在物の個数により鋳造可否の判定をする方法である。
【０００７】
Ｋモールド法は、アルミニウム合金の溶湯から少量の溶湯試料を採取して、板状の鋳型に鋳込み、板状の試験片とし、該試験片を５分割に切断した破面を測定者が肉眼で観察して、酸化物などの介在物の個数を計測する方法である（例えば、特許文献１参照）。該介在物の個数により清浄度を判定し、該清浄度に基づいて鋳造可否の判定をする方法である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、加圧濾過法では、様々な設備や分析の熟練者を必要とし、準備、溶解、凝固、切断、そして顕微鏡による分析などに少なくとも２時間かかるとともに、人による観察のため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるという課題があった。
【０００９】
また、Kモールド法においても、分析の熟練者を必要とし、しかも試験片の切断した破面を観察して破面に顕れた介在物を判断して計測するため人によって計測値にバラツキが生じ、計測値に実態との誤差が生じるととともに少なくとも３０分かかるという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯が鋳造品の品質に悪影響を与えるか否かを極めて短時間で自動的に判定できる方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、「初晶温度」とは、溶融金属から結晶が初めて生じるときの温度を意味し、「初晶過冷温度」とは溶融金属を冷却するときその温度が凝固点以下になっても凝固せず溶体の状態にあるときに凝固開始するときの温度を意味し、「初晶過冷度幅」とは初晶温度と初晶過冷温度との差を意味する。
【００１２】
本発明において、「第一の凝固温度」とは、液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定する温度を意味し、例えば図２において溶湯注入直後から初晶温度であるイ点に至るまでの範囲内で設定する温度である。
【００１３】
本発明において、「第二の凝固温度」とは、液相から全面的に固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定する温度を意味し、例えば図２においてロ点の温度以下であって降温停止するまでの範囲内で設定する温度である。
【００１４】
本発明において、「判定凝固時間」とは、第一の凝固温度に到達したときの時間と第二の凝固温度に到達したときの時間との差の時間を意味する。
【００１５】
本発明において、「清浄度判定データベース」とは、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間と、従来のＫモールド法によるＫ値でランク分けした清浄度との相関をデータベース化したものを意味する。
【００１６】
本発明において、「鋳造に利用する溶湯」とは、鋳造工程で利用する非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の溶湯を意味する。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達したときの時間との差の判定凝固時間から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達したときの時間との差の判定凝固時間及び初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする装置の発明は、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、前記温度測定手段からの温度データと時間から凝固曲線を認識する手段と、該凝固曲線上における初晶温度と初晶過冷温度を認識し、前記初晶温度と前記初晶過冷温度との温度差から初晶過冷度幅を算出する手段と、前記凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達した時間との差の判定凝固時間を算出する手段と、前記初晶過冷度幅又は／及び前記判定凝固時間から前記清浄度判定データベースに基づいて溶湯の清浄度の判定をする手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明は、初晶過冷度幅から清浄度を自動判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２２】
鋳造品中の介在物数を人が計測しないので、人による計測値のバラツキがなく、実態との誤差も生じないという効果を奏する。
【００２３】
また、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約２０秒で判定結果がでるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００２４】
さらに、従来は溶解炉から溶湯を採取して溶解炉現場や鋳造現場から離れた場所で測定のための光学顕微鏡などの大型設備を備えて介在物数測定などの検査をしているが、本発明によって測定のためだけの移動が不要となり測定用設備が小型化できるので鋳造現場で鋳造直前の溶湯を採取して容易に測定ができるという効果を奏する。
【００２５】
請求項２の発明は、判定凝固時間から清浄度を自動判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項２の発明は、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約６分で清浄度の判定できるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００２７】
請求項２の発明は、清浄度判定に要する時間以外の効果は、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果など請求項１の発明と同じ効果を奏する。
【００２８】
請求項３の発明は、初晶過冷度幅及び判定凝固時間から清浄度を自動的に判定するので、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果を奏する。
【００２９】
請求項３の発明は、溶湯を測定用砂型容器に注湯完了後から約６分で清浄度の判定できるので極めて短時間に判定ができるという効果を奏する。
【００３０】
また、請求項３の発明は、清浄度判定に要する時間以外の効果は、熟練者でなくとも容易に清浄度を判定できるという効果など請求項１又は請求項２の発明と同じ効果を奏する。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の初晶過冷度幅を表した凝固曲線図である。
【図２】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の判定凝固時間を表した凝固曲線図である。
【図３】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の初晶過冷度幅とＫ値との相関図である。
【図４】材質ＡＤＣ１２のアルミニウム合金の判定凝固時間とＫ値との相関図である。
【図５】鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置図である。
【図６】鋳造に利用する溶湯の清浄度判定のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３４】
まず、鋳造に利用する溶湯の凝固時の初晶過冷度幅又は判定凝固時間と清浄度との相関を求めるために、鋳造に利用する溶湯の凝固時の初晶過冷度幅又は判定凝固時間と、従来のＫモールド法による介在物の個数や清浄度との相関を求め、清浄度判定データベースを作成する。
【００３５】
最初に鋳造に利用する溶湯に酸化物などの介在物を添加して介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を造る。
【００３６】
そして、介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で鋳造に利用する溶湯の凝固曲線を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００３７】
次に、最初に造った介在物が多く浮遊又は懸濁し汚れている溶湯を沈静処理やフラックス処理などで精錬を行い、該溶湯に浮遊又は懸濁する介在物を減少させて、よりきれいな第２回目の溶湯を造る。
【００３８】
そして第２回目の溶湯に対して最初の溶湯に対して行った同じ作業を行う。つまり、第２回目の溶湯から二つの試料を汲み取り、一つ目の試料で第２回目の溶湯の凝固曲線を測定し、二つ目の試料で従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定する。
【００３９】
上記の作業を、溶湯中に介在物がなくなるまで、すなわち従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値が０になるまで溶湯の精錬を繰り返して実施する。
【００４０】
先に測定した凝固曲線Aと該凝固曲線Aの溶湯を汲み取った後の溶湯を精錬して測定した凝固曲線Bを描いた図１において、初晶過冷度幅からの清浄度の判定方法を説明する。凝固曲線Aから初晶過冷温度２と初晶温度３との差である初晶過冷度幅６を算出し、凝固曲線Bから初晶過冷温度４と初晶温度５との差である初晶過冷度幅７を算出する。
【００４１】
溶湯がきれいなときは溶湯中に結晶の核となる物質が少なくなるため初晶過冷度幅が大きくなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に結晶の核となる物質が多くなるため初晶過冷度幅が小さくなると考えられる。
【００４２】
そこで、初晶過冷度幅６又は初晶過冷度幅７とそれぞれのK値との相関をとれば初晶過冷度幅をK値に置き換えができ、従来のKモールド法によるK値による清浄度の判定を導くことができる。
【００４３】
図１において、初晶過冷度幅６と初晶過冷度幅７との差が生じているが、これは初晶過冷度幅６の溶湯は介在物が多く浮遊しているため初晶過冷度幅が小さくなり、初晶過冷度幅７の溶湯は介在物が減少して初晶過冷度幅が大きくなったためである。
【００４４】
以上より、初晶過冷度幅がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００４５】
図２において、判定凝固時間からの清浄度の判定方法を説明する。凝固曲線Aから第一の凝固温度１１に到達した時間と第二の凝固温度１２に到達した時間との差である判定凝固時間１４を算出し、凝固曲線Bから第一の凝固温度１３に到達した時間と第二の凝固温度１２に到達した時間との差である判定凝固時間１５を算出する。
【００４６】
溶湯がきれいなときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物が少なるので凝固時間が短くなり、一方溶湯が汚れているときは溶湯中に浮遊又は懸濁する介在物が多くなるので凝固時間が長くなると考えられる。
【００４７】
判定凝固時間１４及び判定凝固時間１５とそれぞれのK値との相関をとれば判定凝固時間をK値に置き換えができ、従来のＫモールド法によるK値から清浄度の判定を導くことができる。
【００４８】
図２において、判定凝固時間１４と判定凝固時間１５との差が生じているが、これは判定凝固時間１４の溶湯は介在物が多く浮遊又は懸濁しているため凝固時間が長くなり、判定凝固時間１５の溶湯は介在物の浮遊又は懸濁が少なくなったため凝固時間が短くなったためである。
【００４９】
図２では、第一の凝固温度として初晶過冷温度を設定しているが、第一の凝固温度は液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定する。例えば図２において溶湯注入直後から初晶温度であるイ点に至るまでの範囲内で設定することができる。
【００５０】
次に、第二の凝固温度は、液相から全面的に固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定する。例えば図２においてロ点の温度以下であって降温停止するまでの範囲内で設定することができる。
【００５１】
以上より、判定凝固時間がわかると、同一の試料で計測したK値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５２】
さらに、初晶過冷度幅及び判定凝固時間がわかると、同一の試料で計測したＫ値を基にして清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５３】
以上より、鋳造に利用する溶湯の凝固曲線からの清浄度判定データベースは、初晶過冷度幅を基にしたもの、判定凝固時間を基にしたもの、そして初晶過冷度幅及び判定凝固時間を基にしたものの３種類の清浄度判定データベースを作成することができる。
【００５４】
なお、清浄度判定データベースは溶湯の材質によって異なるので、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金などの非鉄金属又は非鉄金属を主成分とした合金の材質ごとに該清浄度判定データベースを作成することにより、材質によって異なる清浄度判定データベースに基づいてそれぞれの異なる材質の溶湯の清浄度判定を行うことができる。
【００５５】
次に、実施例を挙げて本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例により限定されるものでない。
【実施例１】
【００５６】
材質としてＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の凝固曲線を測定し、従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、初晶過冷度幅とK値との相関を把握した。
【００５７】
図３に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに初晶過冷度幅とＫ値との関係をプロットした。
【００５８】
ここで、従来から利用されている表１に示すＫ値による清浄度判定基準（「アルミニウム溶湯品質判定鋳型  Ｋモールド法試験法  使用説明書  日本軽金属株式会社」に記載の品質判定表）を当てはめた。
【００５９】
【表１】
2010162547.tif 000010
【００６０】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図３に当てはめると、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満ではＫ値が０．１を超過しており介在物が浮遊又は懸濁していることがわかる。
【００６１】
よって、図３と表１に基づき、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満のときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定され、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ以上であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定する清浄度判定データベースを作成した。
【実施例２】
【００６２】
材質としてＡＤＣ１２のアルミニウム合金の溶湯の凝固曲線を測定し、かつ従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値を測定して、第一の凝固温度として設定した初晶過冷温度に到達した時間から第二の凝固温度として設定した５５０°Cに到達した時間までの間の判定凝固時間とK値との相関を把握した。
【００６３】
図４に示すように、アルミニウム合金の溶湯を精錬するごとに判定凝固時間とＫ値との関係をプロットした。
【００６４】
表１のＫ値による清浄度判定基準を図４に当てはめると、判定凝固時間が２８０秒を越えるとＫ値が０．１を超過しており介在物の個数が多く、判定凝固時間が２８０秒以下であると介在物がないことがわかる。
【００６５】
よって、図４と表１に基づき、判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、判定凝固時間が２８０秒を超えると清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定データベースを作成した。
【実施例３】
【００６６】
実施例１の初晶過冷度幅及び実施例２の判定凝固時間に基づいて清浄度を判定するデータベースとして、初晶過冷度が３．６°Ｃ以上でかつ判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定され、初晶過冷度が３．６°Ｃ未満又は／及び判定凝固時間が２８０秒を超えるときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定するように清浄度判定データベースを作成した。
【００６７】
以上のように、本発明による凝固曲線に基づく清浄度判定データベースは、従来のＫモールド法による清浄度判定と相関させて作成していることがわかる。
【実施例４】
【００６８】
本発明による鋳造に利用する溶湯中の温度を測定する方法に使用する装置を図５において説明する。
【００６９】
図５に示すように、鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置３０は、注湯された鋳造に利用する溶湯２１を貯留する砂型シェル２０と、該砂型シェル２０内で鋳造に利用する溶湯２１の温度を測定する温度センサー２２と、該温度センサー２２からの温度を伝え計測値に変換する温度調整器２３と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、設定された第一の凝固温度と第二の凝固温度を保存する手段と、時間の経過とともに温度を測定しプロットして凝固曲線を作成する手段と、初晶過冷温度と初晶温度を測定し初晶過冷温度と初晶温度間の差である初晶過冷度幅を算出する手段と、第一の凝固温度になったときの時間から第二の凝固温度に到達した時間との差から判定凝固時間を算出する手段と、清浄度判定データベースを基準として初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から清浄度判定を行う手段とを含む溶湯の清浄度判定器２４とから構成される。
【００７０】
以下、本発明の使用例を図６の作業フロー図によって説明する。
(使用例)
【００７１】
ｉ段階は事前準備段階で、鋳造工程に供給する溶湯と同一の材質の溶湯を利用して、溶湯内の介在物数を精錬により変えて複数の凝固曲線を作成する。
【００７２】
次に、凝固曲線から判定凝固時間を測定するため、第一凝固温度として例えば初晶過冷温度を、第二凝固温度として例えば５５０°Ｃを設定する。これらの設定は保存され、生産中の溶湯の清浄度判定のときにも利用される。
【００７３】
そして前記凝固曲線から導き出した初晶過冷度幅及び判定凝固時間と従来のＫモールド法による介在物の個数すなわちＫ値との相関を把握して、鋳造製造工程に供給する溶湯の初晶過冷度幅及び判定凝固時間に基づく清浄度判定のデータベースを作成する。
【００７４】
例えば、実施例３から、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ以上でかつ判定凝固時間が２８０秒以下であるときは清浄度が「ＯＫ」と判定し、初晶過冷度幅が３．６°Ｃ未満又は／及び判定凝固時間が２８０秒を超えるときは清浄度が「溶湯処理必要」と判定する清浄度判定データベースを作成する。
【００７５】
該清浄度判定データベースを清浄度判定器２４に記憶させておく。
【００７６】
ｉｉ段階は段取り段階で、清浄度判定データベースを作成するのに利用した溶湯と同一材質の溶湯で、鋳造工程前の溶湯を採取し砂型シェル１０に注湯する。
【００７７】
ｉｉｉ段階は凝固段階で、砂型シェル２０内に設置された温度センサー２２から温度が温度調整器２３に伝えられ、清浄度判定器２４によって凝固曲線が把握、表示される。
【００７８】
ｉｖ段階は分析段階で、該凝固曲線から、初晶過冷温度と初晶温度を記憶して表示し初晶過冷度幅を算出して表示し、また記憶した第一の凝固温度である初晶過冷温度に達したときの時間と第二の凝固温度に達したときの時間との差から判定凝固時間を算出して表示される。
【００７９】
ｖ段階は判定段階で、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間を清浄度判定データベースに照合させて、清浄度の判定が約６分間でなされ判定結果が表示される。
【００８０】
前記清浄度判定結果が「ＯＫ」であればそのまま鋳造工程に注湯され、前記清浄度判定結果が「溶湯処理必要」であれば溶湯の清浄度をきれいにするためのフラックス処理などの精錬作業を実施する。
【符号の説明】
【００８１】
１    凝固曲線
２    凝固曲線Ａの初晶過冷温度
３    凝固曲線Ａの初晶温度  
４    凝固曲線Ｂの初晶過冷温度
５    凝固曲線Ｂの初晶温度
６    凝固曲線Ａの初晶過冷度幅
７    凝固曲線Ｂの初晶過冷度幅
１１  第一の凝固温度で初晶過冷温度を設定したときの凝固曲線Ａの第一の凝固温度
１２  第二の凝固温度
１３  第一の凝固温度で初晶過冷温度を設定したときの凝固曲線Ｂの第一の凝固温度
１４  凝固曲線Ａの判定凝固時間
１５  凝固曲線Ｂの判定凝固時間
２０  砂型シェル
２１  溶湯
２２  温度センサー
２３  温度調整器
２４  清浄度判定器  
２５  表示盤
３０  溶湯の清浄度判定装置
Ａ    介在物が多い溶湯の凝固曲線
Ｂ    介在物がない又は少ない溶湯の凝固曲線
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】実公昭５２−１７４４９号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上の初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項２】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達した時間との差の判定凝固時間から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項３】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定方法において、該溶湯の凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達した時間との差の判定凝固時間及び初晶過冷度幅から該溶湯の清浄度の判定をすることを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする方法。
【請求項４】
鋳造に利用する溶湯の清浄度判定装置であって、注湯した溶湯を貯留する貯留手段と、貯留中の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、初晶過冷度幅又は／及び判定凝固時間から溶湯の清浄度の判定をする清浄度判定データベースを保存する手段と、前記温度測定手段からの温度データと時間から凝固曲線を認識する手段と、該凝固曲線上における初晶温度と初晶過冷温度を認識し、前記初晶温度と前記初晶過冷温度との温度差から初晶過冷度幅を算出する手段と、前記凝固曲線上において液相中に固相が晶出するまでの範囲内で設定した第一の凝固温度に到達した時間と、固相の状態になった直後の温度から温度降下中の範囲内で設定した第二の凝固温度に到達した時間との差の判定凝固時間を算出する手段と、前記初晶過冷度幅又は／及び前記判定凝固時間から前記清浄度判定データベースに基づいて溶湯の清浄度の判定をする手段と、を含むことを特徴とする凝固曲線から溶湯の清浄度判定をする装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010162547.tif 000011
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2010162547.tif 000012