(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後のプレート面に貫通孔が形成され、前記プレート面のうち前記貫通孔が形成されている部位以外の残りの部位が耐摩耗性を具備する部位となっている鋳鉄製プレートの鋳造方法において、前記鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型の前記プレート面を鋳込むキャビティ面のうち、前記貫通孔が形成される部位は砂型で形成し、前記耐摩耗性を具備される部位を、１種類または複数種類の寸法形状からなる複数の冷し金を前記キャビティ面に沿って配列することで形成したことを特徴とする鋳鉄製プレートの鋳造方法。
【請求項２】
前記複数の冷し金の少なくとも１種類を、前記キャビティ面から遠ざかる方向に断面積が減少する台形状のものとした請求項１に記載の鋳鉄製プレートの鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性が要求される鋳鉄製プレートの鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば高炉の内張りに使用される鋳鉄製プレートは、投入される鉄鉱石やコークス等が衝突しても摩耗しないように、プレート面の耐摩耗性が要求される。このような耐摩耗性が要求される鋳鉄製プレートには、高クロム鋳鉄が用いられているが、通常の砂型の鋳型で鋳造すると、鋳造時の冷却速度が遅くなって、十分な耐摩耗性を確保できない問題があった。
【０００３】
このような耐摩耗性が要求される鋳鉄製部材を鋳造する方法としては、プレートではなくカムシャフトを対象として、耐摩耗性が必要なカムノーズ部が鋳造される部位の鋳型のキャビティ面を冷し金によって形成し、部分的に鋳造時の冷却速度を速くする鋳造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この鋳造方法によれば、冷却速度を速くしたカムノーズ部を靭性の高いマルテンサイト組織とするとともに、表面に垂直な硬い柱状の炭化物を分布させて、耐摩耗性を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０４１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高炉の内張り等に使用される鋳鉄製プレートのプレート面の耐摩耗性を確保するためには、特許文献１に記載された冷し金を用いる鋳造方法を適用することが考えられる。しかしながら、これらの鋳鉄製プレートは、プレート面にボルト孔等の貫通孔を有するものが多く、その取り付け場所によって貫通孔の数や位置が異なり、プレート面の寸法も異なるものがある。これらの貫通孔は、鋳抜きまたは鋳造後の機械加工によって形成されるが、鋳抜きで形成する場合は、冷し金の存在が鋳抜き用中子を安定して固定することを阻害する。また、機械加工で形成する場合は、冷し金による冷却で機械加工部位が硬くなり過ぎ、機械加工を困難にする。このため、貫通孔が形成される部位を除いて、耐摩耗性が要求されるプレート面を鋳込む部位のキャビティ面を冷し金で形成する必要があるが、貫通孔の数や位置が異なり、プレート面の寸法も異なることがある鋳鉄製プレートを鋳造するためには、様々な寸法形状の冷し金を用意する必要があり、鋳造コストが高くなる問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、貫通孔の数や位置が異なり、プレート面の寸法も異なることがある耐摩耗性を具備した鋳鉄製プレートを安価なコストで鋳造できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、鋳造後のプレート面に貫通孔が形成され、プレート面の耐摩耗性を具備する鋳鉄製プレートの鋳造方法において、前記鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型の前記プレート面を鋳込むキャビティ面のうち、前記貫通孔が形成される部位は砂型で形成し、前記耐摩耗性を具備される部位を、１種類または複数種類の寸法形状の分割した冷し金で形成する方法を採用した。
【０００９】
すなわち、鋳造後のプレート面に貫通孔が形成され、プレート面の耐摩耗性を具備する鋳鉄製プレートの鋳造方法において、前記鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型の前記プレート面を鋳込むキャビティ面のうち、前記貫通孔が形成される部位は砂型で形成し、耐摩耗性を具備される部位を、１種類または複数種類の寸法形状の分割した冷し金で形成することにより、様々な寸法形状の冷し金を用意することを不要とし、１種類または複数種類の寸法形状の個数や配列を変えて、貫通孔の数や位置が異なり、プレート面の寸法も異なることがある耐摩耗性を具備した鋳鉄製プレートを安価なコストで鋳造できるようにした。
【００１０】
前記分割した冷し金の少なくとも１種類を、前記キャビティ面から遠ざかる方向に断面積が減少する台形状のものとすることにより、砂型の砂やバインダが隣接する冷し金間の隙間に入りやすくし、冷し金間の隙間からの溶湯の漏れを防止できるとともに、冷し金を砂型に安定して固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る鋳鉄製プレートの鋳造方法は、鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型のプレート面を鋳込むキャビティ面のうち、貫通孔が形成される部位は砂型で形成し、耐摩耗性を具備される部位を、１種類または複数種類の寸法形状の分割した冷し金で形成するようにしたので、貫通孔の数や位置が異なり、プレート面の寸法も異なることがある耐摩耗性を具備した鋳鉄製プレートを安価なコストで鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明に係る鋳造方法で鋳造される鋳鉄製プレートの一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のIb−Ib線に沿った断面図
【図２】（ａ）は図１の鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型の下型を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIb線に沿った断面図
【図３】（ａ）−（ｃ）は、図２の下型を造型する手順を示す断面図
【図４】本発明に係る鋳造方法で鋳造される鋳鉄製プレートの他の例を示す平面図
【図５】図４の鋳鉄製プレートを鋳造する鋳型の下型を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る鋳造方法で鋳造される鋳鉄製プレートの一例を示す。この鋳鉄製プレート１は高炉の内張りに使用されるものであり、高クロム鋳鉄で形成され、片側のプレート面２が耐摩耗性を具備し、プレート面２に貫通する４つのボルト孔３が設けられている。これらのボルト孔３は鋳抜きで同時に形成される。
【００１４】
図２（ａ）、（ｂ）は、前記鋳鉄製プレート１を鋳造する鋳型の下型１０を示す。この下型１０は、鋳鉄製プレート１を鋳造するキャビティ１１の周囲が砂型１２で形成され、プレート面２を鋳込むキャビティ面１１ａが、ボルト孔３が形成される部位はそのまま砂型１２で形成され、耐摩耗性が要求される残りの部位が、矩形状に分割された大小２種類の冷し金１３ａ、１３ｂを配列して形成されている。大きい冷し金１３ａは９個、小さい冷し金１３ｂは６個用いられている。
【００１５】
図３（ａ）−（ｃ）は、前記下型１０を造型する手順を示す。まず、図３（ａ）に示すように、補助型板１４の上の鋳鉄製プレート１を鋳造する位置に木型１５を配置し、この木型１５の上に、図２（ｂ）に示したように、複数の冷し金１３ａ、１３ｂを配列する。各冷し金１３ａ、１３ｂは、キャビティ面１１ａとなる木型１５の上面から遠ざかる方向に断面積が減少する台形状のものとされている。
【００１６】
こののち、図３（ｂ）に示すように、木型１５の周囲に型枠１６を立設して、型枠１６内に砂型１２となるバインダを混合した砂Ｓを投入し、図３（ｃ）に示すように、型枠１６に底枠１７を取り付ける。各冷し金１３ａ、１３ｂは台形状とされているので、投入される砂Ｓは、隣接する冷し金間の隙間に隈なく充填される。
【００１７】
最後に、全体を上下にひっくり返し、補助型板１４と木型１５を取り外すことにより、図２（ｂ）に示したように、木型１５を取り外した部分に鋳鉄製プレート１を鋳造するキャビティ１１が形成され、下型１０の造型が終了する。図示は省略するが、鋳鉄製プレート１を鋳造する際は、ボルト孔３が鋳抜かれる部位に鋳抜き用中子が配設されるとともに、下型１０の上に砂型で形成された上型が重ねられ、上型と下型１０の間のキャビティ１１に溶湯が注湯される。
【００１８】
図４は、本発明に係る鋳造方法で鋳造される鋳鉄製プレートの他の例を示す。この鋳鉄製プレート１ａは、プレート面２の寸法が図１に示したものよりも小さく、耐摩耗性を具備するプレート面２に貫通する２つのボルト孔３が設けられている。
【００１９】
図５は、前記鋳鉄製プレート１ａを鋳造する鋳型の下型１０ａを示す。この下型１０ａも、鋳鉄製プレート１ａを鋳造するキャビティ１１の周囲が砂型１２で形成され、プレート面２を鋳込むキャビティ面１１ａが、ボルト孔３が形成される部位は砂型１２で形成され、耐摩耗性が要求される残りの部位は、図２に示した下型１０と同じ大小２種類の冷し金１３ａ、１３ｂを配列して形成されている。この下型１０ａでは、大きい冷し金１３ａは６個、小さい冷し金１３ｂは３個用いられている。
【００２０】
図示は省略するが、高炉の内張りに使用される鋳鉄製プレートには、図１、図４に示した鋳鉄製プレート１、１ａのほかに、プレート面２の寸法やボルト孔３の数と位置が異なる多種類のものがあり、これらの多種類の鋳鉄製プレートを鋳造する下型も、同じ冷し金１３ａ、１３ｂの個数や配列を変えて造型することができる。
【００２１】
上述した実施形態では、矩形状のキャビティ面を形成する２種類の冷し金を用いたが、用いる冷し金の種類は１種類または３種類以上とすることもできる。また、冷し金が形成するキャビティ面も矩形状のものに限定されることはなく、三角形、六角形等の他の形状のものとすることもできる。
【００２２】
上述した実施形態では、片面のプレート面に耐摩耗性を具備する鋳鉄製プレートを鋳造するようにしたが、両面のプレート面に耐摩耗性を具備する鋳鉄製プレートを鋳造することもできる。この場合は、上型も上述した下型と同様に、キャビティ面の一部に冷し金を配列して造形すればよい。
【符号の説明】
【００２３】
１、１ａ  鋳鉄製プレート
２  プレート面
３  ボルト孔
１０、１０ａ  下型
１１  キャビティ
１１ａ  キャビティ面
１２  砂型
１３ａ、１３ｂ  冷し金
１４  補助型板
１５  木型
１６  型枠
１７  底枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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