(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉から注湯機に溶湯を搬送する溶湯搬送システムであって、
前記炉から溶湯を受け取り、注湯取鍋に空け替えるための処理取鍋と、
前記処理取鍋に合金材を投入する合金材投入装置と、
前記処理取鍋から前記溶湯を受け取り、注湯機に搬送する注湯取鍋と、
前記合金材投入装置から前記処理取鍋に合金材を投入する投入位置と、前記処理取鍋が前記炉から溶湯を受け取る受取位置と、前記処理取鍋から前記注湯取鍋へ溶湯を空け替える空替位置とに、前記処理取鍋を移動させる空替機能付受湯台車と、
前記注湯取鍋を前記注湯機に渡すために、前記空替位置から前記注湯取鍋を移動させる注湯取鍋搬送台車と、
前記注湯取鍋搬送台車から注湯取鍋を受け取り、鋳型に溶湯を注湯する注湯機とを備え；
前記注湯機は、該注湯機の動作を制御する注湯機コントローラを有し；
前記合金材投入装置は、該合金材投入装置の動作を制御する合金材投入装置コントローラを有し；
前記空替機能付受湯台車は、該空替機能付受湯台車の動作を制御する空替機能付受湯台車コントローラを有し；
前記注湯取鍋搬送台車は、該注湯取鍋搬送台車の動作を制御する注湯取鍋搬送台車コントローラを有し；
前記注湯機コントローラ、前記合金材投入装置コントローラ、前記空替機能付受湯台車コントローラおよび前記注湯取鍋搬送台車コントローラのうち、少なくとも２つのコントローラ間でデータ通信がなされ；
前記空替機能付受湯台車は、前記処理取鍋の重量を計測する第１重量計測器を備え、該第１重量計測器で計測された前記処理取鍋の重量は前記空替機能付受湯台車コントローラに送られ、
前記注湯機は、前記注湯取鍋の重量を計測する第２重量計測器を備え、該第２重量計測器で計測された前記注湯取鍋の重量は前記注湯機コントローラに送られ、
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記処理取鍋が前記炉から溶湯を受け取り完了したときの前記処理取鍋内の溶湯重量を第１重量情報として受け取り、
前記注湯機コントローラは、前記処理取鍋から溶湯を空け替えられた前記注湯取鍋内の溶湯の重量を第２重量情報として受け取り、さらに、前記空替機能付受湯台車コントローラから前記第１重量情報を受け取り、前記第１重量情報と前記第２重量情報との差が所定の第１閾値を超える場合にエラー信号を発する；
溶湯搬送システム。
【請求項２】
前記合金材にはマグネシウムを含み、
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記処理取鍋内でのフェーディングの開始を前記第１重量計測器で計測する重量の変動量から検知する；
請求項１に記載の溶湯搬送システム。
【請求項３】
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記フェーディングの開始を検知すると、フェーディングの開始を知らせるフェーディング開始信号またはフェーディングの開始からの経過時間であるフェーディングタイマ信号を他のコントローラに送信する；
請求項２に記載の溶湯搬送システム。
【請求項４】
前記注湯機コントローラは、溶湯を注湯した後の前記注湯取鍋内の溶湯の重量が所定の値以下になる前に、前記フェーディング開始信号からカウントした時間または他のコントローラから受信したフェーディングの開始からの経過時間が所定の第２閾値を超える場合にエラー信号を発する；
請求項３に記載の溶湯搬送システム。
【請求項５】
前記合金材投入装置は、前記処理取鍋に投入する合金材を貯留する計量ホッパと、前記計量ホッパの合金材の重量を計測する第３重量計測器とを有し、該第３重量計測器で計測された前記合金材の重量は第３重量情報として前記合金材投入装置コントローラに送られ、
前記合金材投入装置コントローラは、前記第３重量情報を前記空替機能付受湯台車コントローラに送信し、
前記第１重量計測器は前記処理取鍋に投入された合金材の重量を計測し第４重量情報として前記空替機能付受湯台車コントローラに送信し、
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記第３重量情報と前記第４重量情報との差が所定の第３閾値を超える場合にエラー信号を発する；
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の溶湯搬送システム。
【請求項６】
前記第１重量計測器で、前記合金材を投入される前の前記処理取鍋の重量を計測し第５重量情報として前記空替機能付受湯台車コントローラに送信し、
前記第１重量計測器で、前記注湯取鍋へ前記溶湯を空け替えた後の前記処理取鍋の重量を計測し第６重量情報として前記空替機能付受湯台車コントローラに送信し、
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記第５重量情報と前記第６重量情報との差が所定の第４閾値を超える場合にエラー信号を発する；
請求項１に記載の溶湯搬送システム。
【請求項７】
前記処理取鍋から前記注湯取鍋に空け替えられる溶湯に接種剤を投入する空替接種装置をさらに備える；
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の溶湯搬送システム。
【請求項８】
前記空替機能付受湯台車が移動する、前記投入位置、前記受取位置、前記空替位置の３位置のうち、２つが同じ位置である；
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の溶湯搬送システム。
【請求項９】
前記空替機能付受湯台車には、前記処理取鍋を支持すると共に、前記処理取鍋を傾動して前記注湯取鍋に前記溶湯を空け替える傾動装置を備える；
請求項８に記載の溶湯搬送システム。
【請求項１０】
前記空替機能付受湯台車は、
車輪を備え軌道上を搬送する台車本体と、
前記台車本体上に設置され、前記傾動装置をパンタグラフ式に上下するパンタグラフ式テーブル昇降機とを備える；
請求項９に記載の溶湯搬送システム。
【請求項１１】
前記空替機能付受湯台車は、
車輪を備え軌道上を搬送する台車本体と、
前記台車本体上に設置されるガイド柱と、
前記ガイド柱から水平方向に延び、前記台車上で昇降可能なテーブルであって、前記傾動装置を載置する昇降テーブルと、
前記昇降テーブルを昇降する昇降テーブル昇降装置とを備える；
請求項９に記載の溶湯搬送システム。
【請求項１２】
前記空替機能付受湯台車は、
車輪を備え軌道上を搬送する台車本体と、
前記台車本体上に設置され、前記処理取鍋を移動するローラーコンベアとを備え、
前記傾動装置は、前記処理取鍋を傾動中心で支持する空替軸と、前記傾動中心とは異なる位置で前記処理取鍋と連結されるセクタギアと、該セクタギアを駆動するセクタギア駆動装置とを備える；
請求項９に記載の溶湯搬送システム。
【請求項１３】
前記合金材投入装置は、前記合金材を貯留する複数のホッパと、該複数のホッパから前記投入シュートに所定量の合金材を流出するための複数の計量ホッパと、複数の前記第３重量計測器と、該計量ホッパで計量した前記合金材を前記投入シュートに流出させる複数の投入ゲートとを備え、前記第３重量情報は前記複数の第３重量計測器で計測した重量の合計である；
請求項５に記載の溶湯搬送システム。
【請求項１４】
炉から注湯機に溶湯を搬送する溶湯搬送方法であって、
前記炉から溶湯を受け取り、注湯取鍋に空け替えるための処理取鍋を、合金材を投入する投入位置まで移動させる工程と、
前記処理取鍋に合金材を投入する工程と、
前記合金材が投入された処理取鍋を、前記炉から溶湯を受け取る受取位置まで移動させる工程と、
前記受取位置に移動された処理取鍋に前記炉から溶湯を受湯させる工程と、
前記溶湯を受湯した処理取鍋を、前記注湯取鍋へ溶湯を空け替える空替位置に移動させる工程と、
前記空替位置に移動された処理取鍋から、前記処理取鍋内の前記溶湯を前記注湯取鍋に空け替える工程とを備え；
前記処理取鍋の重量を計測することにより計測した前記処理取鍋から前記注湯取鍋に空け替えられた溶湯の重量と、前記注湯取鍋の重量を計測することにより計測した前記注湯取鍋に空け替えられた溶湯の重量とから第１重量差を算定し、該第１重量差が第１閾値を超える場合にエラー信号を発する工程をさらに備える；
溶湯搬送方法。
【請求項１５】
前記炉から溶湯を受湯した処理取鍋の重量を計測し、重量の変動量に基づき、フェーディングの開始を検知し、フェーディングの開始からの経過時間をカウントする工程と、
溶湯を注湯した後の前記注湯取鍋内の溶湯の重量が所定の値以下になる前にフェーディングの開始からの経過時間が所定の第２閾値を超える場合にエラー信号を発する工程とをさらに備える；
請求項１４に記載の溶湯搬送方法。
【請求項１６】
前記処理取鍋に投入する合金材の重量と、前記処理取鍋の重量を計測することにより計測した投入された合金材の重量とから第２重量差を算定し、該第２重量差が第３閾値を超える場合にエラー信号を発する工程をさらに備える、
請求項１４または１５に記載の溶湯搬送方法。
【請求項１７】
前記投入位置、前記空替位置、前記受取位置の３位置のうち、２つが同じ位置であり、前記処理取鍋を同じ位置で移動させる工程では処理取鍋を移動させることがない、
請求項１４に記載の溶湯搬送方法。
【請求項１８】
炉から注湯機に溶湯を搬送する溶湯搬送システムであって、
前記炉から溶湯を受け取り、注湯取鍋に空け替えるための処理取鍋と、
前記処理取鍋に合金材を投入する合金材投入装置と、
前記処理取鍋から前記溶湯を受け取り、鋳型に注湯する注湯取鍋と、
前記合金材投入装置から前記処理取鍋に合金材を投入する投入位置と、前記処理取鍋が前記炉から溶湯を受け取る受取位置と、前記処理取鍋から前記注湯取鍋へ溶湯を空け替える空替位置とに、前記処理取鍋を移動させる空替機能付受湯台車と、
前記注湯取鍋の溶湯を鋳型に注湯する注湯機とを備え；
前記注湯機は、該注湯機の動作を制御する注湯機コントローラを有し；
前記空替機能付受湯台車は、該空替機能付受湯台車の動作を制御する空替機能付受湯台車コントローラを有し；
前記注湯機コントローラと前記空替機能付受湯台車コントローラとの間でデータ通信がなされ；
前記空替機能付受湯台車は、前記処理取鍋の重量を計測する第１重量計測器を備え、該第１重量計測器で計測された前記処理取鍋の重量は前記空替機能付受湯台車コントローラに送られ、
前記注湯機は、前記注湯取鍋の重量を計測する第２重量計測器を備え、該第２重量計測器で計測された前記注湯取鍋の重量は前記注湯機コントローラに送られ、
前記空替機能付受湯台車コントローラは、前記処理取鍋が前記炉から溶湯を受け取り完了したときの前記処理取鍋内の溶湯重量を第１重量情報として受け取り、
前記注湯機コントローラは、前記処理取鍋から溶湯を空け替えられた前記注湯取鍋内の溶湯の重量を第２重量情報として受け取り、さらに、前記空替機能付受湯台車コントローラから前記第１重量情報を受け取り、前記第１重量情報と前記第２重量情報との差が所定の第１閾値を超える場合にエラー信号を発する；
溶湯搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造工場において炉から鋳型に注湯するまで溶湯を搬送するための溶湯搬送システムおよび方法に関し、特に溶湯に合金材を添加するのに適した溶湯搬送システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造工場では溶解炉等で溶解した高温の溶湯を注湯装置まで運び、注湯装置において鋳型に注湯することで製品を鋳造する。製造する鋳鉄によっては、強度や靱性、あるいは、耐食性、耐熱性、耐摩耗性を高めるために、溶湯にＭｇ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉなどの合金材を添加することがある。溶解炉から溶湯を受ける取鍋内に、このような合金材を予め投入しておき、注がれた溶湯と反応を生じさせるのが一般的である。なお、本書では、合金材と反応する前の（溶解炉等で溶解した）溶湯も、合金材と反応した後の溶湯も、単に「溶湯」という。【０００３】
溶湯と合金材とは激しく反応するのが一般的で、合金材の歩留りをよくするために、取鍋は直径に対して１．５〜２．０倍程度に深いことが要求される。そこで、深い取鍋内に合金材を収納するポケットを設けた処理取鍋を用いる。また、反応時の周囲への影響を抑えるための反応室に処理取鍋を搬送する。反応が終了した溶湯は、クレーンなどで処理取鍋から注湯取鍋へ空け替えて、鋳型へ溶湯を注湯するための注湯機に渡される。そのため、このような処理取鍋は、空替取鍋とも称される。高温の溶湯を収容する処理取鍋をクレーンで搬送したり、処理取鍋から注湯取鍋へ空け替えるのは、危険な作業であった。【０００４】
そこで、溶湯を搬送して空け替える溶湯搬送ラインとして、溶湯を受湯した受湯取鍋を軌道上で搬送する取鍋搬送空け替え台車と、台車上で軌道と直交する方向に移動する移動手段と、移動手段上で昇降する昇降機構と、昇降機構に配設される傾動手段と、傾動手段によって傾動され受湯取鍋を着脱可能に保持する取鍋保持治具を備えた溶湯搬送ラインが提案されている（例えば特許５４７５００４号公報）。【０００５】
例えばダクタイル鋳鉄を製造するには、合金材として球状化元素（Ｍｇ、Ｃｅ、Ｃａなど）を添加するが、球状化元素は、取鍋の耐火物や空気と反応し、時間と共に消耗する。すなわち、球状化のフェーディング（以下、単に「フェーディング」という。）を生ずる。ここで、フェーディングとは、鋳造用溶湯に黒鉛球状化剤を添加した後、その効果が時間の経過と共に薄れていく現象のことである。典型的には、２０分程度で効果がなくなると言われている。なお、黒鉛球状化剤の効果が薄れると球状化不良が発生する。そこで、フェーディングによる球状化不良が生ずる前に注湯を終了させる必要がある。【０００６】
従来、このフェーディングのタイミングは熟練者の目視でカウント開始し、フェーディンク時間を確認しながら、球状化不良の発生を防止していた。しかし、フェーディング時間は、合金材の種類や量によっても変化し、また、処理取鍋の大きさや、運搬方法（処理取鍋の揺れ等）によっても変化すると言われる。また、人手で、計量された合金材を処理取鍋のポケットに投入し、処理取鍋を炉前に速やかに搬送し、溶湯を受湯し、球状化処理させ、注湯取鍋に空け替える作業を行っている。このような方法では、依然として、作業者が溶湯の入った処理取鍋の近くで作業を行う必要があり、作業環境や安全性の問題点が指摘されていた。【０００７】
一方、上記のように、鋳造工場には、溶解炉等の溶解装置と、合金材を添加する合金材投入装置と、鋳型に注湯する注湯機と、処理取鍋を合金材投入装置、溶解炉等、反応室、注湯取鍋との空け替え位置間で移動させる処理取鍋搬送設備と、注湯取鍋を処理取鍋からの空け替え位置と注湯機間で移動させる注湯取鍋搬送設備が備えられる。鋳造工場は広く、また、各装置の更新が個別に行われたりするために、装置ごとにコントローラを設置して制御しているのが実情である。しかし、上述のように、例えばフェーディングは処理取鍋で始まるが、注湯取鍋から鋳型への注湯作業でフェーディングの影響を考慮する必要がある。【０００８】
そこで、本発明は、処理取鍋への合金材の投入を自動化すると共に、処理取鍋から注湯機への溶湯の搬送を自動化し、安全で、かつ、安定した品質の鋳造品を製造できる溶湯搬送システムおよび方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、炉Ｆから注湯機１００に溶湯を搬送する溶湯搬送システム１であって、炉Ｆから溶湯を受け取り、注湯取鍋６０に空け替えるための処理取鍋１０と、処理取鍋１０に合金材を投入する合金材投入装置５０と、処理取鍋１０から溶湯を受け取り、注湯機１００に搬送する注湯取鍋６０と、合金材投入装置５０から処理取鍋１０に合金材を投入する投入位置Ｐ２と、処理取鍋１０が炉Ｆから溶湯を受け取る受取位置Ｐ１と、処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替える空替位置Ｐ４とに、処理取鍋１０を移動させる空替機能付受湯台車２０と、注湯取鍋６０を注湯機１００に渡すために、空替位置Ｐ４から注湯取鍋６０を移動させる注湯取鍋搬送台車７０と、注湯取鍋搬送台車７０から注湯取鍋６０を受け取り、鋳型Ｄに溶湯を注湯する注湯機１００とを備え；注湯機１００は、注湯機１００の動作を制御する注湯機コントローラ１４０を有し；合金材投入装置５０は、合金材投入装置５０の動作を制御する合金材投入装置コントローラ１２０を有し；空替機能付受湯台車２０は、空替機能付受湯台車２０の動作を制御する空替機能付受湯台車コントローラ１１０を有し；注湯取鍋搬送台車７０は、注湯取鍋搬送台車７０の動作を制御する注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０を有し；注湯機コントローラ１４０、合金材投入装置コントローラ１２０、空替機能付受湯台車コントローラ１１０および注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０のうち、少なくとも２つのコントローラ間でデータ通信がなされる。
【００１０】
このように構成すると、空替機能付受湯台車で処理取鍋を搬送することにより、処理取鍋に合金材投入装置から合金材を投入し、炉から溶湯を処理取鍋に受湯し、処理取鍋から注湯機へ溶湯を空け替えることができる。また、各コントローラ間でデータ通信を行うことにより、例えばフェーディング時間を正確に計測し、球状化不良の発生を防止することもできる。よって、人手を介さず合金材を投入し、安全かつ迅速に処理取鍋から注湯機への溶湯の搬送を行い、品質を管理しながら鋳型へ注湯することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、第１の態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０は、処理取鍋１０の重量を計測する第１重量計測器１１２を備え、第１重量計測器１１２で計測された処理取鍋１０の重量は空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送られ、注湯機１００は、注湯取鍋６０の重量を計測する第２重量計測器１４２を備え、第２重量計測器１４２で計測された注湯取鍋６０の重量は注湯機コントローラ１４０に送られ、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、処理取鍋１０が炉Ｆから溶湯を受け取り完了したときの処理取鍋１０内の溶湯重量を第１重量情報Ｗ１として受け取り、注湯機コントローラ１４０は、処理取鍋１０から溶湯を空け替えられた注湯取鍋６０内の溶湯の重量を第２重量情報Ｗ２として受け取り、さらに、空替機能付受湯台車コントローラ１１０から第１重量情報Ｗ１を受け取り、第１重量情報Ｗ１と第２重量情報Ｗ２との差が所定の第１閾値Ｔ１を超える場合にエラー信号を発する。
【００１２】
このように構成すると、処理取鍋から注湯機の注湯取鍋に搬送される間にこぼれたり漏れたりすることにより減少した溶湯の量を確認して、減少した溶湯の量が閾値以上の場合にエラー信号を発することができる。よって、安全確実に溶湯の搬送が行われていることを確認することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、第２の態様に係る溶湯搬送システム１において、合金材にはマグネシウムを含み、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、処理取鍋１０内でのフェーディングの開始を第１重量計測器１１２で計測する重量の変動量から検知する。
【００１４】
このように構成すると、自動でフェーディング時間の開始を検知することができ、作業者が処理取鍋の近くで監視している必要がなくなり、安全であるとともに、正確にフェーディングの開始を検知できる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、第３の態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、フェーディングの開始を検知すると、フェーディングの開始を知らせるフェーディング開始信号またはフェーディングの開始からの経過時間であるフェーディングタイマ信号を他のコントローラ１３０、１４０、１５０、１６０に送信する。
【００１６】
このように構成すると、自動で検知したフェーディング時間の開始に基づくフェーディング経過時間をコントローラで管理することができ、正確にフェーディング経過時間を把握することができる。
【００１７】
本発明の第５の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、第４の態様に係る溶湯搬送システム１において、注湯機コントローラ１４０は、溶湯を注湯した後の注湯取鍋６０内の溶湯の重量が所定の値以下になる前に、フェーディング開始信号からカウントした時間ＴＦまたは他のコントローラから受信したフェーディングの開始からの経過時間ＴＦが所定の第２閾値Ｔ２を超える場合にエラー信号を発する。
【００１８】
このように構成すると、正確なフェーディング経過時間に基づき、球状化不良が発生する時間が経過していないことを確認でき、フェーディングによる球状化不良を防止することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１、図３および図５に示すように、第１ないし第５のいずれかの態様に係る溶湯搬送システム１において、合金材投入装置５０は、処理取鍋１０に投入する合金材を貯留する計量ホッパ５６と、計量ホッパ５６の合金材の重量を計測する第３重量計測器１２２とを有し、第３重量計測器１２２で計測された合金材の重量は第３重量情報Ｗ３として合金材投入装置コントローラ１２０に送られ、合金材投入装置コントローラ１２０は、第３重量情報Ｗ３を空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送信し、第１重量計測器１１２は処理取鍋１０に投入された合金材の重量を計測し第４重量情報Ｗ４として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送信し、空替機能付受湯台車コントローラ１１２は、第３重量情報Ｗ３と第４重量情報Ｗ４との差が所定の第３閾値Ｔ３を超える場合にエラー信号を発する。
【００２０】
このように構成すると、合金材投入装置から投入される合金材の重量と処理取鍋に投入された合金材の重量との差を求めるので、合金材投入装置から処理取鍋に投入されなかった合金材の重量が分かる。また、その重量が所定の第３閾値を超える場合にエラー信号を発するので、合金材が適切に投入されていることが確認できる。
【００２１】
本発明の第７の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図５に示すように、第１ないし第６のいずれかの態様に係る溶湯搬送システム１において、第１重量計測器１１２で、合金材を投入される前の処理取鍋１０の重量を計測し第５重量情報Ｗ５として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送信し、第１重量計測器１１２で、注湯取鍋６０へ溶湯を空け替えた後の処理取鍋１０の重量を計測し第６重量情報Ｗ６として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送信し、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、第５重量情報Ｗ５と第６重量情報Ｗ６との差が所定の第４閾値Ｔ４を超える場合にエラー信号を発する。
【００２２】
このように構成すると、合金材が充分に溶湯に溶解できず、合金材が不足した溶湯で鋳型に注湯することを防止できる。
【００２３】
本発明の第８の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１に示すように、第１ないし第７のいずれかの態様に係る溶湯搬送システム１において、処理取鍋１０から注湯取鍋６０に空け替えられる溶湯に接種剤を投入する空替接種装置８０をさらに備える。
【００２４】
このように構成すると、処理取鍋から注湯取鍋へ溶湯を空け替えるときに接種剤を投入することができるので、短時間で均一に接種剤を溶湯に混合することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１に示すように、第１ないし第８のいずれかの態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０が移動する、投入位置Ｐ２、受取位置Ｐ１、空替位置Ｐ４の３位置のうち、２つが同じ位置である。
【００２６】
このように構成しても、第１ないし第８のいずれかの態様に係る溶湯搬送システムの効果を得ることができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図６に示すように、第１ないし第９のいずれかの態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０には、処理取鍋１０を支持すると共に、処理取鍋１０を傾動して注湯取鍋６０に溶湯を空け替える傾動装置４０を備える。
【００２８】
このように構成すると、空替機能付受湯台車が傾動装置を備えるので、処理取鍋から注湯取鍋への溶湯の空け替えを自動で安全に行うことができる。
【００２９】
本発明の第１１の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図７に示すように、第１０の態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０は、車輪２２を備え軌道Ｒ１上を走行する台車本体２４と、台車本体２４上に設置され、傾動装置４０をパンタグラフ式に上下するパンタグラフ式テーブル昇降機２８とを備える。
【００３０】
このように構成すると、空替機能付受湯台車がパンタグラフ式テーブル昇降機を備えて傾動装置を上下できるので、処理取鍋から注湯取鍋への溶湯の空け替えを自動で安全に行うことができる。また、処理取鍋と注湯取鍋のレベルが異なっていても、容易に溶湯を空け替えることができる。
【００３１】
本発明の第１２の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図６に示すように、第１０の態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０は、車輪２２を備え軌道Ｒ１上を走行する台車本体２４と、台車本体２４上に設置されるガイド柱３２と、ガイド柱３２から水平方向に延び、台車２０上で昇降可能なテーブル３４であって、傾動装置４０を載置する昇降テーブル３４と、昇降テーブル３４を昇降する昇降テーブル昇降装置３６とを備える。
【００３２】
このように構成すると、空替機能付受湯台車が傾動装置を載置する昇降テーブルを備えて傾動装置を上下できるので、処理取鍋から注湯取鍋への溶湯の空け替えを自動で安全に行うことができる。また、処理取鍋と注湯取鍋のレベルが異なっていても、容易に溶湯を空け替えることができる。
【００３３】
本発明の第１３の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図８に示すように、第１０の態様に係る溶湯搬送システム１において、空替機能付受湯台車２０は、車輪２２を備え軌道Ｒ１上を走行する台車本体２４と、台車本体２４上に設置され、処理取鍋１０を移動するローラーコンベア４１とを備え、傾動装置４０は、処理取鍋１０を傾動中心で支持する空替軸４２と、傾動中心とは異なる位置で処理取鍋１０と連結されるセクタギア４４と、セクタギア４４を駆動するセクタギア駆動装置４６とを備える。
【００３４】
このように構成すると、空替機能付受湯台車が処理取鍋を移動するローラーコンベアを備え、傾動装置がセクタギアとセクタギアを駆動するセクタギア駆動装置とを備えるので、処理取鍋から注湯取鍋への溶湯の空け替えを自動で安全に行うことができる。
【００３５】
本発明の第１４の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図３および図４に示すように、第６の態様に係る溶湯搬送システム１において、合金材投入装置５０は、合金材を貯留する複数のホッパ５４と、複数のホッパ５４から投入シュート５２に所定量の合金材を流出するための複数の計量ホッパ５６と、複数の第３重量計測器１２２と、計量ホッパ５６で計量した合金材を投入シュート５２に流出させる複数の投入ゲート５８とを備え、第３重量情報は複数の第３重量計測器で計測した重量の合計である。
【００３６】
このように構成すると、計量ホッパで所定量の合金材を計量し、投入シュートから処理取鍋へ投入できるので、迅速に所定量の合金を準備し、正確な量の合金材を投入することができる。また、複数のホッパから合金材を投入できるので、複数種類の合金材を正確な量で投入することができる。
【００３７】
本発明の第１５の態様に係る溶湯搬送方法は、例えば図１に示すように、炉Ｆから注湯機１００に溶湯を搬送する溶湯搬送方法であって、炉Ｆから溶湯を受け取り、注湯取鍋６０に空け替えるための処理取鍋１０を、合金材を投入する投入位置Ｐ２まで移動させる工程と、処理取鍋１０に合金材を投入する工程と、合金材が投入された処理取鍋１０を、炉Ｆから溶湯を受け取る受取位置Ｐ１まで移動させる工程と、受取位置Ｐ１に移動された処理取鍋１０に炉Ｆから溶湯を受湯させる工程と、溶湯を受湯した処理取鍋１０を、注湯取鍋６０へ溶湯を空け替える空替位置Ｐ４に移動させる工程と、空替位置Ｐ４に移動された処理取鍋１０から、処理取鍋１０内の溶湯を注湯取鍋６０に空け替える工程とを備え；処理取鍋１０の重量を計測することにより計測した処理取鍋１０から注湯取鍋６０に空け替えられた溶湯の重量と、注湯取鍋６０の重量を計測することにより計測した注湯取鍋６０に空け替えられた溶湯の重量とから第１重量差を算定し、第１重量差が第１閾値Ｔ１を超える場合にエラー信号を発する工程をさらに備える。なお、溶湯搬送方法では、処理取鍋１０から溶湯を空け替えられた注湯取鍋６０を、注湯機１００まで搬送する工程と、注湯取鍋６０から鋳型Ｄに溶湯を注湯する工程とを更に備えてもよい。
【００３８】
このように構成すると、処理取鍋を計測することにより計測した注湯取鍋に空け替えられた溶湯の重量と、注湯取鍋の重量を計測することにより計測した注湯取鍋に空け替えられた溶湯の重量との重量差が分かるので、処理取鍋から注湯機の注湯取鍋に搬送される間にこぼれたり漏れたりすることにより減少した溶湯の量を確認して、減少した溶湯の量が閾値以上の場合にエラー信号を発することができる。よって、安全確実に溶湯の搬送が行われる溶湯搬送方法となる。
【００３９】
本発明の第１６の態様に係る溶湯搬送方法は、例えば図１に示すように、第１５の態様に係る溶湯搬送方法において、炉Ｆから溶湯を受湯した処理取鍋１０の重量を計測し、重量の変動量に基づき、フェーディングの開始を検知し、フェーディングの開始からの経過時間をカウントする工程と、溶湯１０を注湯した後の注湯取鍋６０内の溶湯の重量が所定の値以下になる前にフェーディングの開始からの経過時間ＴＦが所定の第２閾値Ｔ２を超える場合にエラー信号を発する工程とをさらに備える。
【００４０】
このように構成すると、正確なフェーディング経過時間に基づき、球状化不良が発生する時間が経過していないことを確認でき、フェーディングによる球状化不良を防止することができる。
【００４１】
本発明の第１７の態様に係る溶湯搬送方法は、例えば図１に示すように、第１５または第１６の態様に係る溶湯搬送方法において、処理取鍋１０に投入する合金材の重量と、処理取鍋１０の重量を計測することにより計測した投入された合金材の重量とから第２重量差を算定し、第２重量差が第３閾値Ｔ３を超える場合にエラー信号を発する工程をさらに備える。
【００４２】
このように構成すると、処理取鍋に投入する合金材の重量と処理取鍋に投入された合金材の重量との差を求めるので、処理取鍋に投入されなかった合金材の重量が分かる。また、その重量が所定の第３閾値を超える場合にエラー信号を発するので、合金材が適切に投入されていることが確認できる。
【００４３】
本発明の第１８の態様に係る溶湯搬送方法は、例えば図１に示すように、第１５ないし第１７のいずれかの態様に係る溶湯搬送方法において、投入位置Ｐ２、空替位置Ｐ４、受取位置Ｐ１の３位置のうち、２つが同じ位置であり、処理取鍋１０を同じ位置で移動させる工程では処理取鍋を移動させることがない。
【００４４】
このように構成しても、第１５ないし第１７のいずれかの態様に係る溶湯搬送方法の効果を得ることができる。
【００４５】
本発明の第１９の態様に係る溶湯搬送システムは、例えば図１および図５に示すように、炉Ｆから注湯機１００に溶湯を搬送する溶湯搬送システム１であって、炉Ｆから溶湯を受け取り、注湯取鍋６０に空け替えるための処理取鍋１０と、処理取鍋１０に合金材を投入する合金材投入装置５０と、処理取鍋１０から溶湯を受け取り、鋳型Ｄに注湯する注湯取鍋６０と、合金材投入装置５０から処理取鍋１０に合金材を投入する投入位置Ｐ２と、処理取鍋１０が炉Ｆから溶湯を受け取る受取位置Ｐ１と、処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替える空替位置Ｐ４とに、処理取鍋１０を移動させる空替機能付受湯台車２０と、注湯取鍋６０の溶湯を鋳型Ｄに注湯する注湯機１００とを備え；注湯機１００は、注湯機１００の動作を制御する注湯機コントローラ１４０を有し；空替機能付受湯台車２０は、空替機能付受湯台車２０の動作を制御する空替機能付受湯台車コントローラ１１０を有し；注湯機コントローラ１４０と空替機能付受湯台車コントローラ１１０との間でデータ通信がなされる。
【００４６】
このように構成すると、空替機能付受湯台車で処理取鍋を搬送することにより、処理取鍋に合金材投入装置から合金材を投入し、炉から溶湯を処理取鍋に受湯し、処理取鍋から注湯機へ溶湯を空け替えることができる。また、注湯機コントローラと空替機能付受湯台車コントローラとの間でデータ通信を行うことにより、例えばフェーディング時間を正確に計測し、球状化不良の発生を防止することもできる。よって、人手を介さず合金材を投入し、安全かつ迅速に処理取鍋から注湯機への溶湯の搬送を行い、品質を管理しながら鋳型へ注湯することができる。
【００４７】
本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の溶湯搬送システムを有する鋳造工場内の平面図である。
【図２】処理取鍋の一例を示す側面断面図である。
【図３】合金材投入装置の一例を説明する側面構成図である。
【図４】ホッパの出口の詳細を説明する構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】溶湯搬送システムの制御系の一例を示す概略構成図である。
【図６】フォーク昇降式の空替機能付受湯台車の一例の側面図である。
【図７】パンタグラフ式の空替機能付受湯台車の一例の側面図である。
【図８】（ａ）はセクタギア式の空替機能付受湯台車の側面図、（ｂ）はセクタギア４４の部分図、（ｃ）は処理取鍋に設置される取鍋回転支えを説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態の図１とは別の溶湯搬送システムを有する鋳造工場内の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態の溶湯搬送システム１を説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置あるいは部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１は、本発明の一実施形態の溶湯搬送システム１を有する鋳造工場内の平面図である。図１に示されるように、鋳造工場内には、溶湯を処理取鍋１０に受湯させる溶解炉Ｆや、注湯された溶湯を冷却固化して鋳造品とする鋳型Ｄと鋳型Ｄを搬送する鋳型ラインＤＬが備えられる。なお、溶解炉Ｆの代わりに保持炉等から処理取鍋１０に溶湯を入れてもよい。さらに鋳造工場内には、溶解炉Ｆから処理取鍋１０に溶湯を入れて搬送し、注湯取鍋６０に溶湯を空け替えて、注湯機１００から鋳型Ｄに注湯する溶湯搬送システム１が備えられる。搬送システム１は、処理取鍋１０と、空替機能付受湯台車２０と、合金材投入装置５０と、注湯取鍋６０と、注湯取鍋搬送台車７０と、注湯機１００とを備える。更に、空替接種装置８０を備えてもよい。【００５０】
図２は、溶湯搬送システム１で用いられる処理取鍋１０の一例を示す側面図である。図２では、断面を破線で示す。処理取鍋１０は、炉Ｆから溶湯を受け取り、注湯取鍋６０に空け替えるための取鍋である。処理取鍋１０の内部の底面には、溶湯と反応する合金材を予め入れるための窪みであるポケット１２が形成される。なお、処理取鍋１０にはポケット１２が形成されなくてもよい。【００５１】
処理取鍋１０は、空替機能付受湯台車２０により、（１）溶解炉Ｆの前である、処理取鍋１０が炉Ｆから溶湯を受け取る受取位置Ｐ１、（２）合金材投入装置５０の前である、合金材投入装置５０から処理取鍋１０に合金材を投入する投入位置Ｐ２、（３）合金材と溶湯とが反応する反応位置Ｐ３、（４）処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替える空替位置Ｐ４間で搬送される。なお、空替機能付受湯台車２０の詳細は、後述する。また、合金材と溶湯とが反応する反応位置Ｐ３には、反応室９０を設けるのがよい。反応室９０は、処理取鍋１０の上方を囲む。処理取鍋１０の上方を囲むことにより、反応により溶湯の液滴が処理取鍋１０から飛散した場合にも周囲に飛散することを防止できる。また、反応室９０には、合金材と溶湯との反応により処理取鍋１０から発生する粉じんやガスを排出するダクト（不図示）が接続される。【００５２】
図３は、合金材投入装置５０の一例を説明する側面構成図である。合金材投入装置５０は、処理取鍋１０に、溶湯に添加する合金材を投入するための装置である。ここで、合金材には、マグネシウム、セシウム、カルシウムなどの黒鉛球状化剤を含む。なお、合金材投入装置５０で、カルシウムシリコン、フェロシリコン、黒鉛などの接種剤を投入してもよい。通常、溶湯と合金材との反応が激しいので、溶湯を入れる前に、合金材を処理取鍋１０に入れる。また、合金材は処理取鍋１０中のポケット１２に投入されるのがよい。さらに、所定の溶湯が処理取鍋１０に満たされるまで反応を抑制するために、ポケット１２中の合金材にカバー剤をかぶせるのがよい。カバー剤は、スチールスクラップ、ＳｉＣ、ウエスカなど、溶湯と合金材の接触を抑えることができ、製品に悪影響を与えない材料であれば、特に限定されない。図３に示す合金材投入装置５０は、合金材を貯留する５つのホッパ５４を備える。よって、５種類の合金材を混合して処理取鍋１０に投入することができる。なお、ホッパ５４の数は、１つでも複数でもよく、用途に応じて任意に変更可能である。【００５３】
ここで、図４をも参照して、各ホッパ５４の出口の詳細を説明する。図４は、ホッパ５４の出口の詳細を説明する構成図であり、(a)は側面図、（ｂ）は正面図である。各ホッパ５４の下部出口には、電磁フィーダ５５が備えられる。電磁フィーダ５５は、ホッパ５４が貯蔵する合金材を計量ホッパ５６に所定の流量で搬送する装置である。計量ホッパ５６は、各ホッパ５４の下方に配置され、電磁フィーダ５５で搬送される合金材を貯留するホッパである。各計量ホッパ５６の下部は、投入ゲート５８で閉塞される。各計量ホッパ５６に貯められた合金材の重量は、第３重量計測器としてのロードセル１２２で計測される。そして、合金材を投入するタイミングになると投入ゲート５８が開き、合金材は投入シュート５２を通って、処理取鍋１０に投入される。複数のホッパ５４を備える場合には、投入ゲート５８を通過した合金材は、ベルトコンベア５１で投入シュート５２に搬送されるようにしてもよい。【００５４】
注湯取鍋６０は、処理取鍋１０から溶湯を受け取り、その溶湯を鋳型Ｄに注湯するための取鍋である。注湯取鍋６０は、注湯機１００により傾動されて、鋳型Ｄに注湯する。図１では、空替位置Ｐ４が注湯機１００とは離れた位置で示されるが、空替位置Ｐ４が注湯機１００と同じ場所であってもよい。すなわち、処理取鍋１０が、注湯機１００に保持された注湯取鍋６０に溶湯を空け替えてもよい。【００５５】
空替接種装置８０は、処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替えるときに、接種剤を投入する装置である。空替接種装置８０の構成は、基本的に、合金材投入装置５０と同じである。処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替えるときに接種剤を投入することにより、短時間で均一に接種剤を溶湯に混合することができる。なお、空替接種装置８０を備えずに、人手で接種剤を投入することも可能である。空替接種装置８０では、溶湯の重量、すなわち処理取鍋１０内の溶湯の重量に応じて各接種剤を投入することができる。処理取鍋１０内の溶湯重量を変えることもあり、溶湯の重量に適した重量の接種剤を投入することにより、適切な接種が可能となる。【００５６】
図１に示す溶湯搬送システム１では、注湯取鍋６０は注湯取鍋搬送台車７０により、空替位置Ｐ４から注湯機１００まで搬送される。注湯取鍋搬送台車７０は、図示は省略するが、レールＲ２上を走行する台車と、台車上で注湯取鍋６０を移動するコンベアとを有する。より詳細には、注湯取鍋６０用のレールＲ２と平行して、注湯機１００用のレールＲ３が配設される。そして、レールＲ２上の注湯取鍋搬送台車７０上の注湯取鍋６０を、レールＲ３上の注湯機１００に移送するために、レールＲ２とレールＲ３間に実取鍋コンベアＳ１と空取鍋コンベアＳ２とが配設される。そして、実取鍋コンベアＳ１を介して、溶湯を保有する注湯取鍋６０を注湯取鍋搬送台車７０から注湯機１００に移送し、空取鍋コンベアＳ２を介して、注湯を終えた注湯取鍋６０を注湯機１００から注湯取鍋搬送台車７０に移送する。注湯取鍋搬送台車７０、実取鍋コンベアＳ１および空取鍋コンベアＳ２の構成は、公知の構成でよく、詳細な説明は省略する。【００５７】
注湯機１００は、注湯取鍋６０を傾動して、注湯取鍋６０内の溶湯を鋳型Ｄに注湯する装置である。鋳型Ｄは、鋳型ラインＤＬ上に並んで移動・停止を繰り返す。鋳型Ｄが停止中に、注湯機１００が注湯取鍋６０から注湯する。注湯が終了すると、鋳型Ｄが１枠分移動し、次の空の鋳型Ｄが注湯機１００の前に移動し、停止する。なお、鋳型Ｄの移動に要する時間が長い場合には、注湯機１００が鋳型Ｄに注湯しつつ、注湯機１００がレールＲ３上を移動し、鋳型Ｄが鋳型ラインＤＬ上で移動するようにしてもよい。【００５８】
図５は、溶湯搬送システム１の制御系の一例を示す概略構成図である。空替機能付受湯台車２０は、空替機能付受湯台車２０の走行や空け替え機能を制御する空替機能付受湯台車コントローラ１１０を備える。合金材投入装置５０は、合金材投入装置５０の機能を制御する合金材投入装置コントローラ１２０を備える。注湯取鍋搬送台車７０は、注湯取鍋搬送台車７０の走行や注湯取鍋６０の移送を制御する注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０を備える。注湯機１００は、注湯機１００の走行や注湯取鍋６０の傾動、すなわち注湯を制御する注湯機コントローラ１４０を備える。【００５９】
空替機能付受湯台車コントローラ１１０と合金材投入装置コントローラ１２０と注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０は、搬送ゾーンメインコントローラ１５０に接続され、通信を行う。また、注湯機コントローラ１４０は、注湯ゾーンメインコントローラ１６０に接続され、通信を行う。そして、搬送ゾーンメインコントローラ１５０と注湯ゾーンメインコントローラ１６０は接続され、通信を行う。すなわち、各装置のコントローラである空替機能付受湯台車コントローラ１１０、合金材投入装置コントローラ１２０、注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０および注湯機コントローラ１４０が通信可能に接続される。なお、鋳造工場内の各ゾーンのメインコントローラである、搬送ゾーンメインコントローラ１５０および注湯ゾーンメインコントローラ１６０は、各ゾーン内の他のコントローラ（不図示）あるいは鋳造工場全体を制御するコントローラ（不図示）と接続されて、通信を行ってもよい。【００６０】
また、ゾーンのメインコントローラである、搬送ゾーンメインコントローラ１５０および注湯ゾーンメインコントローラ１６０を備えず、各装置のコントローラである空替機能付受湯台車コントローラ１１０、合金材投入装置コントローラ１２０、注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０および注湯機コントローラ１４０を直接接続し、通信を行ってもよい。また、各装置のコントローラ１１０、１２０、１３０、１４０は、鋳造工場全体を制御するコントローラを含め他のコントローラ（不図示）と接続されて、通信を行ってもよい。【００６１】
空替機能付受湯台車２０には、処理取鍋１０内の溶湯、合金材の重量を計測する第１重量計測器１１２が備えられる。第１重量計測器１１２で計測した重量は、先ずは空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送られる。合金材投入装置５０のロードセル１２２は、第３重量計測器として、合金材投入装置５０の投入用シュート５２を通る前の合金材の重量を計測する。第３重量計測器１２２で計測した重量は、先ずは合金材投入装置コントローラ１２０に送られる。注湯機１００には、注湯取鍋６０内の溶湯の重量を計測する第２重量計測器１４２が備えられる。第２重量計測器１４２で計測した重量は、先ずは注湯機コントローラ１４０に送られる。【００６２】
第１重量計測器１１２は、まず、合金材投入装置５０から、処理取鍋１０のポケット１２に投入された合金材の重量を計測して、その重量を第４重量情報Ｗ４として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送る。なお、合金材の投入箇所は、ポケット１２ではなくてもよい。次に、第１重量計測器１１２は、溶解炉Ｆから受湯する溶湯の重量を計測し、その重量を空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送る。溶湯を受湯し終わったときの溶湯と合金材の重量（単に「溶湯の重量」ともいう）を第１重量情報Ｗ１として、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送る。さらに、第１重量計測器１１２は、溶湯と合金材の重量を計測し続け、その重量を空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送る。【００６３】
第１重量計測器１１２は、合金材投入装置５０から、処理取鍋１０のポケット１２に合金材が投入される前の重量を計測して、その重量を第５重量情報Ｗ５として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送ってもよい。また、処理取鍋１０から注湯取鍋６０へ溶湯を空け替えた後の処理取鍋１０の重量を計測して、その重量を第６重量情報Ｗ６として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送ってもよい。第６重量情報Ｗ６と第５重量情報Ｗ５との差は、溶解せずに処理取鍋１０内に残留した合金材の重量となる。残留した合金材が多いということは、溶湯に合金材が充分に添加されていないことが予想される。よって、第６重量情報Ｗ６と第５重量情報Ｗ５との差が所定の第４の閾値Ｔ４より大きいときには、エラー信号を生成して発する。エラー信号としては、空替機能付受湯台車コントローラ１１０で警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯したりしてもよいし、エラー信号を他のコントローラに送信してもよい。さらに、注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０にエラー信号を送って、溶湯を空け替えられた注湯取鍋６０での注湯を中止させてもよい。このように、第５重量情報Ｗ５と第６重量情報Ｗ６を用いることにより、合金材不足の溶湯で鋳造することを防止できる。【００６４】
第２重量計測器１４２は、処理取鍋１０から溶湯を空け替えられた後の注湯取鍋６０内の溶湯の重量を計測して、その重量を第２重量情報Ｗ２として注湯機コントローラ１４０に送る。また、注湯取鍋６０から鋳型Ｄに注湯しているときの注湯取鍋６０内に残存する溶湯の重量、すなわち注湯機１００から鋳型Ｄに注湯した溶湯の重量を計測する。【００６５】
第３重量計測器１２２は、合金材投入装置５０の投入用シュート５２を通る前の軽量ホッパ５６内の合金材の重量を計測して、その重量を第３重量情報Ｗ３として合金材投入装置コントローラ１２０に送る。投入用シュート５２を通る前の合金材の重量は、合金材投入装置５０が投入する合金材の重量を代表する。なお、合金材投入装置５０が複数のホッパ５４を有し、すなわち、複数の第３重量計測器１２２を有するときには、各第３重量計測器１２２が計測した合金材の重量の合計を第３重量情報Ｗ３として合金材投入装置コントローラ１２０に送る。【００６６】
空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、空替機能付受湯台車２０の走行を制御する。すなわち、投入位置Ｐ２から受取位置Ｐ１へ、そして、反応位置Ｐ３へ、そして、空替位置Ｐ４へ移動する。空替位置Ｐ４では、空替機能付受湯台車２０の処理取鍋１０を上昇させ、その後傾動して、溶湯を注湯取鍋６０に空け替える。その後、処理取鍋１０を下降させ、空替機能付受湯台車２０を投入位置Ｐ２へ移動する。そして、この動作を繰り返す。【００６７】
空替機能付受湯台車コントローラ１１０では、合金材投入装置コントローラ１２０から、合金材投入装置５０が投入する合金材の重量である第３重量情報Ｗ３、合金材が複数のホッパ５４から投入される場合には、その合計の重量である第３重量情報Ｗ３を受信する。本書で、あるコントローラから受信するという場合には、直接そのコントローラから受信する場合のほか、他のコントローラを経由して受信する場合を含む。そして、第１重量計測器１１２で計測した合金材の重量である第４重量情報Ｗ４と比較し、その差である第２重量差が所定の第３閾値Ｔ３内であるかを判断する。第２重量差が第３閾値Ｔ３より大きいときには、エラー信号を生成して発する。すなわち、第２重量差が大きいときには、合金材がこぼれたりして適切に処理取鍋１０に投入されなかったことが予想されるので、エラー信号を生成して発する。エラー信号としては、空替機能付受湯台車コントローラ１１０で警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯したりしてもよいし、エラー信号を他のコントローラに送信してもよい。なお、空替機能付受湯台車コントローラ１１０では、第４重量情報Ｗ４を、合金材投入装置コントローラ１２０、その他のコントローラに送信してもよい。【００６８】
空替機能付受湯台車コントローラ１１０では、溶解炉Ｆから処理取鍋１０に受湯し終わったときの溶湯の重量を第１重量情報Ｗ１として注湯機コントローラ１４０に送信する。さらに、その後も溶湯の重量を監視し続ける。溶解炉Ｆから処理取鍋１０に溶湯が入れられると、処理取鍋１０内では、合金材と溶湯との反応が始まる。反応により第１重量計測値１１２の計測値は振動し始める。すなわち、激しいバブリングが生ずるので、計測値が変動する。特に、合金材にマグネシウム等の球状化元素を含む場合には、溶湯の重量を計測して、計測値の変動量が大きくなり、その後に所定量より小さくなった時点を、フェーディング開始と認識する。空替機能付受湯台車コントローラ１１０がフェーディング開始を検知したならば、フェーディング開始を知らせるフェーディング開始信号を他のコントローラに送信する。あるいは、空替機能付受湯台車コントローラ１１０で、フェーディング開始からの経過時間ＴＦをカウントし、カウントした経過時間ＴＦである、フェーディングタイマ信号を送信してもよい。このように、計測値の変動量でフェーディング開始を認識することで、正確にフェーディング開始からの経過時間ＴＦをカウントできる。【００６９】
合金材投入装置コントローラ１２０は、予め決められた合金材を、１つまたは複数のホッパ５４から電磁フィーダ５５を介して計量ホッパ５６に送り、合金材を投入する準備ができた後に投入ゲート５８を開き、投入シュート５２から処理取鍋１０に投入させる。合金材投入装置コントローラ１２０は、所定の重量の合金材が計量ホッパに送られるように、電磁フィーダ５５を操作する。第３重量計測器１２２で計測した計量ホッパ５６に貯留された合金材の重量を第３重量情報Ｗ３として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送信する。複数のホッパ５４から合金材が投入される場合には、複数のロードセル１２２で計測した重量の合計を、第３重量情報Ｗ３として送る。他のコントローラに送信してもよい。空替機能付受湯台車コントローラ１１０では、第３重量情報Ｗ３を用いて、先に説明したように、第１重量計測器１１２で計測した合金材の重量である第４重量情報Ｗ４と比較し、その差、第２重量差が所定の第３閾値Ｔ３内であるかを判断する。【００７０】
注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０は、注湯取鍋搬送台車７０の走行を制御する。すなわち、注湯取鍋搬送台車７０を空替位置Ｐ４から注湯機１００へ移動する。注湯機１００の位置では、コンベアで注湯取鍋６０を、注湯機１００へ移送する。図１の溶湯搬送システム１では、溶湯の入った注湯取鍋６０を実取鍋コンベアＳ１に移送する。注湯取鍋を受け取った実取鍋コンベアＳ１は、注湯取鍋６０を注湯機１００に移送する。また、注湯機１００で注湯が終了した注湯取鍋６０は、空取鍋コンベアＳ２に移送され、空取鍋コンベアＳ２から、注湯取鍋搬送台車７０に移送される。すなわち、注湯取鍋搬送台車７０は、実取鍋コンベアＳ１の位置から、空取鍋コンベアＳ２の位置へ移動する。このように、実取鍋コンベアＳ１と空取鍋コンベアＳ２を備えることで、複数の注湯取鍋６０を同時に使用することが可能となり、各装置での待ち時間が短縮され、効率が高くなる。注湯機１００から注湯済みの注湯取鍋６０を受け取った注湯取鍋搬送台車７０は、空替位置Ｐ４へ移動し、再び処理取鍋１０から溶湯を受け取る。なお、実取鍋コンベアＳ１および空取鍋コンベアＳ２の動作は、注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０によって制御されても、注湯機コントローラ１４０によって制御されても、搬送ゾーンメインコントローラ１５０によって制御されても、注湯ゾーンメインコントローラ１６０によって制御されても、あるいは他のコントローラによって制御されてもよい。【００７１】
注湯機コントローラ１４０は、注湯機１００の動作を制御する。すなわち、注湯取鍋６０を傾動して、注湯取鍋６０から所定量の溶湯を鋳型Ｄに注入する。その際、第２重量計測器１４２で注湯取鍋６０内の溶湯の重量、すなわち溶湯量を計測しながら鋳型Ｍに注湯することで、正確な量の溶湯を注湯することができる。【００７２】
注湯機コントローラ１４０は、溶解炉Ｆから処理取鍋１０に受湯された溶湯の重量を示す第１重量情報Ｗ１を空替機能付受湯台車コントローラ１１０から受信する。さらに、第２重量計測器１４２で計測した注湯取鍋６０に空け替えられた溶湯の重量も第２重量情報Ｗ２として受信する。そして、第１重量情報Ｗ１と第２重量情報Ｗ２との差である第１重量差が所定の第１閾値Ｔ１を超える場合には、溶解炉Ｆから注湯機１００まで溶湯を搬送する途中で、溶湯がこぼれるなどして溶湯が減少したことが予想されるので、エラー信号を生成して発する。エラー信号としては、注湯機コントローラ１４０で警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯したりしてもよいし、エラー信号を他のコントローラに送信してもよい。【００７３】
注湯機コントローラ１４０は、空替機能付受湯台車コントローラ１１０からフェーディング開始信号を受信してフェーディング開始からの経過時間ＴＦをカウントする。あるいは、経過時間ＴＦを受信してもよい。これまでの説明からも明らかなように、この経過時間ＴＦあるいはフェーディング開始信号（以降、「経過時間ＴＦ」で代表して説明する）は、処理取鍋１０毎に定まり、その処理取鍋１０から溶湯を空け替えられた注湯取鍋６０に引き継がれる。よって、経過時間ＴＦは、注湯機１００に移送される注湯取鍋６０毎に決まる情報である。すなわち、溶湯搬送システム１において、経過時間ＴＦは１つの情報ではなく、処理取鍋１０毎に定まる複数の情報であり、どの処理取鍋１０の情報であるかの識別ができるように構成される。注湯機コントローラ１４０は、注湯機１００が保持する注湯取鍋６０用の経過時間ＴＦを認識する。【００７４】
注湯機コントローラ１４０では、経過時間ＴＦが所定の第２閾値Ｔ２を超える場合には、フェーディングにより合金材の効果が薄れたことが予想されるので、エラー信号を生成して発する。合金材の効果が薄れると、球状化不良が発生する可能性が高くなるためである。エラー信号が発せられると、典型的には、注湯機コントローラ１４０は、その注湯取鍋６０からの注湯は止め、注湯取鍋６０に残っている溶湯をスターティングブロックＵに移す。スターティングブロックＵは、溶湯を受け入れる容器であり、注湯取鍋６０が傾斜して溶湯を注ぐためのシュートを備える。注湯機１００により、溶湯を鋳型Ｄに注湯するのとは逆方向に注湯取鍋６０を傾斜させて、注湯取鍋６０からシュートを経由して容器に移す。スターティングブロックＵに移された溶湯は、炉に運ばれて再利用される。あるいは、注湯機１００から注湯取鍋６０を廃湯装置（不図示）に運んで処理してもよい。エラー信号としては、注湯機コントローラ１４０で警報音を鳴らしたり、警報ランプを点灯したりしてもよいし、エラー信号を他のコントローラに送信してもよい。【００７５】
なお、第２閾値Ｔ２、すなわちフェーディング開始後に球状化不良が発生するまでの経過時間は、合金材の種類や量によって変化し、また、処理取鍋１０の大きさや、運搬方法（処理取鍋の揺れ等）によっても変化すると言われている。そこで、第２閾値Ｔ２は、溶湯取鍋６０の溶湯に適合した値を用いる必要がある。第２閾値Ｔ２は、例えば注湯機コントローラ１４０に予め記憶しておく。そして、合金材投入装置５０から処理取鍋１０に投入された合金材の種類や量、処理取鍋１０が受湯した溶湯の量等の計測値に基づき、適切な値を用いるようにする。なお、第２閾値Ｔ２の設定は、空替機能付受湯台車コントローラ１１０、合金材投入装置コントローラ１２０、注湯取鍋搬送台車コントローラ１３０、その他のコントローラで行ってもよい。【００７６】
次に、溶湯搬送システム１の運転について説明する。まず、空の処理取鍋１０を載置した空替機能付受湯台車２０が、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に制御されて、投入位置Ｐ２に移動する。空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、空替機能付受湯台車２０の位置情報を他のコントローラに送信する。【００７７】
合金材投入装置５０では、合金材投入装置コントローラ１２０に制御されて、各ホッパ５４から所定量の合金材が計量ホッパ５６に貯留される。貯留された合金材の重量は、第３重量計測器１２２で計測され、合金材投入装置コントローラ１２０に送られ、さらに合金材投入装置コントローラ１２０から空替機能付受湯台車コントローラ１１０に第３重量情報Ｗ３として送られる。そして、空替機能付受湯台車２０が投入位置Ｐ２に移動すると、投入ゲート５８が開かれて、合金材が投入用シュート５２を通って、処理取鍋１０に投入される。【００７８】
処理取鍋１０に合金材が投入されると、第１重量計測器１１２で、投入された合金材の重量が計測される。計測された重量は、第４重量情報Ｗ４として空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送られる。空替機能付受湯台車コントローラ１１０では、第３重量情報Ｗ３と第４重量情報Ｗ４とを比較し、その差である第２重量差が第３閾値Ｔ３を超える場合にアラームを生成し発する。アラームが発せられた場合には、オペレータが判断して、この処理取鍋１０の処理を停止してもよいし、次の工程にそのまま進んでもよい。なお、自動的に処理取鍋１０の合金材を空にして、初めからスタートするようにしてもよい。第２重量差が第３閾値Ｔ３以下の場合には、次の工程に進む。なお、合金材を投入し合金材の重量を計測し終わった後に、合金材投入装置５０からカバー剤を処理取鍋１０に投入し、合金材を覆ってもよい。【００７９】
合金材を投入された処理取鍋１０を載置する空替機能付受湯台車２０は、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に制御されて、受取位置Ｐ１に移動する。そこで、溶解炉Ｆから所定量の溶湯が処理取鍋１０に注がれる。注がれた溶湯の重量は、第１重量計測器１１２で計測され、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送られ、第１重量情報Ｗ１として、さらに空替機能付受湯台車コントローラ１１０から注湯機コントローラ１４０に送られる。その処理取鍋１０の識別も一緒に送られる。また、処理取鍋１０内の溶湯の重量は計測され続け、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に送られる。ここで、重量を計測し続けるとは、所定間隔ごとに重量を計測することでよい。【００８０】
処理取鍋１０で受湯すると、空替機能付受湯台車２０は、空替機能付受湯台車コントローラ１１０に制御されて、速やかに反応位置Ｐ３に移動する。すなわち、溶湯と合金材の反応が激しくなる前に、処理取鍋１０を反応室９０内に搬送する。溶湯と合金材が反応室９０内で反応することにより、激しい反応により溶湯が鋳造工場内に飛散することを防止し、反応により生ずる粉じんやガスをダクトを介して鋳造工場外に排出できる。【００８１】
第１重量計測器１１２で計測し続ける処理取鍋１０内の溶湯の重量から、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、フェーディングの開始を検知する。溶湯と合金材の激しい反応によるバブリングのため、第１重量計測器１１２で計測する重量は大きく変動する。また空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、第１重量計測器１１２で計測し続ける重量の変動量が一定幅（第１段階）に治まると、処理取鍋１０をそれ以上反応室９０内に留まらせる必要がないので、空替機能付受湯台車２０を空け替え位置Ｐ４に移動させ始める。このように空替機能付受湯台車２０を空け替え位置Ｐ４に早めに移動させるのは、フェーディング開始後にできるだけ早く鋳型Ｄに注湯するためである。【００８２】
さらに第１重量計測器１１２で計測し続ける重量の変動量が小さくなり、所定幅（第２段階）以下に治まると、溶湯と合金材の反応の終了と認識し、そのタイミングをフェーディング開始とする。空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、フェーディング開始を知らせるフェーディング開始信号とその処理取鍋の識別を注湯機コントローラ１４０に送信する。あるいは、空替機能付受湯台車コントローラ１１０は、フェーディング開始を認識したら、フェーディングの開始からの経過時間ＴＦを計測して、その経過時間ＴＦをフェーディングタイマ信号として送信してもよい。【００８３】
空け替え位置Ｐ４に移動した空替機能付受湯台車２０では、処理取鍋１０から注湯取鍋６０に溶湯を空け替える。注湯取鍋搬送台車７０は、注湯機コントローラ１４０に制御され、空の注湯取鍋６０を載置して、空け替えられる位置に待機する。空替機能付受湯台車２０は、後述する傾動装置４０（図６等参照）とパンタグラフ式テーブル昇降機２８(図７参照）または昇降テーブル３４（図６参照）などで、処理取鍋１０を上昇して傾動することにより溶湯を空け替える。または、セクタギア４４（図８参照）を用いて処理取鍋１０を傾動することにより溶湯を空け替える。溶湯を処理取鍋１０から注湯取鍋６０に空け替えるときに、たとえば空替接種装置８０から接種剤を溶湯に添加してもよい。【００８４】
注湯取鍋６０に溶湯が空け替えられると、注湯取鍋搬送台車７０は、注湯取鍋６０を実取鍋コンベアＳ１に移送する位置まで移動する。注湯取鍋６０は、注湯取鍋搬送台車７０から実取鍋コンベアＳ１に移送される。注湯取鍋６０は、実取鍋コンベアＳ１により注湯機１００の位置まで搬送される。そこで、注湯機１００に移送される。【００８５】
注湯機１００では、注湯取鍋６０を受け取ると、第２重量計測器１４２で注湯取鍋６０内の溶湯の重量を計測し、注湯機コントローラ１４０に第２重量情報Ｗ２として送る。併せて、空替機能付受湯台車コントローラ１１０から当該処理取鍋１０の識別番号を受信する。注湯機コントローラ１４０では、識別番号の一致した処理取鍋１０に関する、第１重量情報Ｗ１と第２重量情報Ｗ２とを比較する。そして、その差である第１重量差が第１閾値Ｔ１を超えた場合にアラームを生成し発する。アラームが発せられた場合には、オペレータが判断して、この注湯取鍋６０の処理を停止してもよいし、次の工程にそのまま進んでもよい。なお、自動的に注湯取鍋６０を空にして、初めからスタートするようにしてもよい。注湯取鍋６０を空にするには、注湯機１００をスターティングブロックＵの前に移動し、注湯取鍋６０内の溶湯をスターティングブロックＵに移せばよい。第１重量差が第１閾値Ｔ１以下の場合には、次の工程に進む。【００８６】
注湯機１００では、溶湯を注湯取鍋６０から鋳型Ｄに注湯する。１つの鋳型Ｄに所定量の溶湯を注湯すると、鋳型ラインＤＬが鋳型の１枠分の距離だけ動いて、新たな鋳型Ｄが注湯機１００の前に来る。すると、注湯機１００は、新たな鋳型Ｄに注湯する。この間、第２重量計測器１４２で注湯取鍋６０内の溶湯の重量を計測する。すなわち、注湯取鍋６０内に残る溶湯の重量を計測する。よって、鋳型Ｄに注湯している溶湯の重量を実測でき、正確に所定量の溶湯を鋳型Ｄに注湯できる。さらに、鋳型Ｄに注湯すべき溶湯の重量を計測しながら注湯できるので、より正確に注湯流量を制御しながら注湯できる。なお、鋳型ラインＤＬが鋳型の１枠分の距離だけ動くのに時間が掛る場合には、注湯取鍋６０から鋳型Ｄに注湯している間に、注湯機１００がレールＲ３上を、そして、鋳型Ｄが鋳型ラインＤＬ上を同方向に同速度で移動してもよい。鋳型ラインＤＬが鋳型の１枠分の距離だけ動くのに時間を無駄にすることがなくなる。この場合、注湯機１００は、次の鋳型Ｄに注湯するためにレールＲ３上を鋳型の１枠分の距離だけ戻る。あるいは、鋳型Ｄへの注湯ごとには戻らず、注湯取鍋６０から所定の量の注湯を終えた場合に、空取鍋コンベアＳ２に移送する位置に移動することでもよい。【００８７】
注湯機コントローラ１４０では、空替機能付受湯台車コントローラ１１０から受信した当該溶湯に係るフェーディング開始信号に基づき、フェーディング開始からの経過時間ＴＦをカウントする。あるいは、空替機能付受湯台車コントローラ１１０から当該溶湯に係るフェーディング開始からの経過時間ＴＦを受信してもよい。そして、この経過時間ＴＦが第２閾値Ｔ２を超える場合にアラームを生成し発する。アラームが発せられた場合には、この注湯取鍋６０から鋳型Ｄへの注湯を停止する。オペレータが判断して、そのまま注湯を続けられるようにしてもよい。【００８８】
注湯取鍋６０から鋳型Ｄへの注湯を停止すると、注湯機１００をスターティングブロックＵの前に移動し、注湯取鍋６０内の溶湯をスターティングブロックＵに移す。そこで、注湯取鍋６０を鋳型Ｄに注湯するのとは逆方向に傾動して、溶湯をスターティングブロックＵに移す。スターティングブロックＵに移された溶湯は、炉に戻され再利用される。なお、注湯取鍋６０から溶湯をスターティングブロックに移すために注湯取鍋６０を傾動する装置である排湯装置（不図示）を備えて、注湯機１００から排湯装置に注湯取鍋６０を移送後に、溶湯をスターティングブロックに移してもよい。また、注湯取鍋６０内に残った溶湯が多い場合などの状況では、クレーンで注湯取鍋６０を持ち上げて搬送して、注湯取鍋６０内に残った溶湯を炉に直接戻すようにしてもよい。【００８９】
注湯取鍋６０が空になると、あるいは、注湯取鍋６０内に残留する溶湯の重量が所定の重量以下になると、注湯機１００は、注湯取鍋６０を空取鍋コンベアＳ２に移送する位置まで移動する。注湯取鍋６０は、注湯機１００から空取鍋コンベアＳ２に移送される。注湯取鍋６０は、空取鍋コンベアＳ２により注湯取鍋搬送台車７０の位置まで搬送される。注湯取鍋搬送台車７０は、空取鍋コンベアＳ２で待機している。そこで、注湯取鍋６０は、注湯取鍋搬送台車７０に移送され、更に、空け替えられる位置に移動する。【００９０】
溶湯搬送システム１によれば、処理取鍋１０への合金材の投入を自動化すると共に、処理取鍋１０から注湯機１００への溶湯の搬送が自動化される。そして、合金材投入装置５０の第３重量計測器１２２で計測した合金材の重量である第３重量情報Ｗ３と、空替機能付受湯台車２０の第１重量計測器１１２で計測した処理取鍋１０に投入された合金材の重量である第４重量情報Ｗ４との差である第２重量差が第３閾値Ｔ３を超える場合にはアラームを生成して発する。よって合金材が適切に処理取鍋１０に投入されていることが確認される。また、合金材が投入された処理取鍋１０に溶湯が注がれると、その後の重量を計測し、重量の変動量からフェーディングの開始を検知する。よって、フェーディング開始を正確に把握できる。また、処理取鍋１０で計測した溶湯の重量と、処理取鍋１０から空け替えられ注湯取鍋６０の溶湯の重量を計測し、それらの第１重量情報Ｗ１と第２重量情報Ｗ２の差である第１重量差が第１閾値Ｔ１を超えるとアラームを生成し発する。よって、溶湯を溶解炉Ｆから注湯機１００へ搬送する過程で溶湯が漏れたりこぼれたりする不具合を見つけだすことができる。さらに、注湯機１００は、鋳型Ｄに注湯している溶湯のフェーディング開始からの経過時間ＴＦが第３閾値Ｔ３を超える場合にはアラームを生成し発する。よって、フェーディングによる球状化不良を防止することができる。したがって、安全で、かつ、安定した品質の鋳造品を製造できる。【００９１】
次に、空替機能付受湯台車２０の詳細を説明する。図６は、一実施形態としてのフォーク昇降式の空替機能付受湯台車２０Ａの側面図である。空替機能付受湯台車２０Ａは、車輪２２を備えてレールＲ１上を走行する台車本体２４を備える。台車本体２４上には、台車本体２４を走行させるための駆動機構である走行機構２６が設置される。また、台車本体２４上には一対のガイド柱３２が設置される。ガイド柱３２に、水平方向に延び、台車本体２４上で処理取鍋１０を載置して昇降可能な昇降フレーム３４が支持される。昇降フレーム３４には、処理取鍋１０を水平方向（空替機能付受湯台車２０Ａの走行方向と直交する方向）に移動する取鍋移動機構３５が設置される。取鍋移動機構３５は典型的には、ローラーコンベアである。取鍋移動機構３５により処理取鍋１０を水平方向に移動させて、溶解炉Ｆから適切な距離で受湯し、また、注湯取鍋６０に溶湯を空け替えやすい位置に移動する。さらに、空替機能付受湯台車２０Ａが走行するときには、中央部に移動して、振動を少なく、かつ、空替機能付受湯台車２０Ａ全体として安定性をよくすることができる。また、第１重量計測器としてのロードセル１１２を昇降フレーム３４と取鍋移動機構３５の間に配置する。典型的には、４箇所にロードセル１１２を配置する。台車本体２４上には、昇降フレーム３４を昇降する駆動機構としての昇降フレーム昇降機構３６が設置される。【００９２】
昇降フレーム３４は、鉛直方向に離間して設置される２つの保持ローラー３３を有する。ガイド柱３２には、鉛直方向に形成されて保持ローラー３３が転がる面を有するローラーガイド３１が設けられる。鉛直方向に離間した２つの保持ローラー３３がローラーガイド３１上で転がるようにすることで、重量物である処理取鍋１０を載置することにより昇降フレーム３４に生ずるモーメントを受けることが可能になる。昇降フレーム３４は、図６の紙面直交方向に傾かないように、２箇所をチェーン３７で吊られる。昇降フレーム昇降機構３６は、昇降モータの出力軸に減速装置等を介して接続されたスプロケットを回転することで、チェーン３７を巻き取る。よって、チェーン３７に吊られて、昇降フレーム３４が昇降する。【００９３】
昇降フレーム３４には、処理取鍋１０を支持し、かつ、傾動させる傾動装置４０が設置される。傾動装置４０は、典型的には、昇降フレーム３４上に設置された架台と、架台上で水平方向に延在し、処理取鍋１０を両側から支持する一対の回転軸と、回転軸を回転させる傾動機構とを備える。【００９４】
台車本体２４上では、走行機構２６や昇降フレーム昇降機構３６は、処理取鍋１０が設置される場所、具体的には昇降フレーム３４の先端側から離れた位置に配置される。このように走行機構２６や昇降フレーム昇降機構３６を配置することにより、処理取鍋１０が経時劣化などをして、処理取鍋１０から溶湯が漏れても、修理に時間を要するモータ等が破損を受けず、短時間での修理が可能となる。さらに、走行機構２６や昇降フレーム昇降機構３６のモータ類は、昇降フレーム３４を下降させたときの処理取鍋１０の底の高さより高い位置に配置するのがよい。処理取鍋１０が経時劣化で損傷するのは、底部近くの場合が多いので、漏れた溶湯がモータに掛らないようにすることができる。昇降フレーム３４の上面や台車本体２４の床面には、漏れた溶湯が下方へ抜けられる開口が設けられることが好ましい。また、外部からの電力を受電する電力ケーブルや情報を通信する通信ケーブルを引き込むための受電装置３８も、処理取鍋１０が設置される場所から離れた位置に配置されるのが好ましい。【００９５】
このような空替機能付受湯台車２０Ａを用いると、昇降フレーム３４を上昇することで、容易に処理取鍋１０を持ち上げ、持ち上げた状態で、傾動装置４０により処理取鍋１０を傾動させ、溶湯を注湯取鍋６０に空け替えることができる。よって、自動で、安全に溶湯を空け替えることができる。また、全て電動であるため、湯漏れしても火災が発生しにくい。なお、空替機能付受湯台車２０Ａの走行方向に処理取鍋１０を傾動するものとして説明したが、走行方向と直交する方向に処理取鍋１０を傾動するように構成してもよい。処理取鍋１０を炉Ｆ側に傾動可能に構成すると、炉Ｆからの溶湯の流線に対応した適切な位置に処理取鍋１０を配置でき、後述の利点が得られる。【００９６】
なお、空替機能付受湯台車コントローラ１１２は、レールＲ１沿いの空替機能付受湯台車２０Ａの経路の傍に設置されてもよいし、台車本体２４に積載されてもよい。台車上に積載される場合には、受電装置３８と同様に、処理取鍋１０が設置される場所から離れた位置に配置されるのが好ましい。【００９７】
図７は、一実施形態としてのパンタグラフ式の空替機能付受湯台車２０Ｂの側面図である。空替機能付受湯台車２０Ａでは昇降フレーム３４で処理取鍋１０を昇降するのに代わりに、空替機能付受湯台車２０Ｂではパンタグラフ式テーブル昇降機２８で処理取鍋１０を昇降する。すなわち、台車本体２４上にパンタグラフ式テーブル昇降機２８が設置され、傾動装置４０がパンタグラフ式テーブル昇降機２８に設置される。パンタグラフ式テーブル昇降機２８は、図７に破線で示すように、２対の平行な梁で菱形を形成するようにして、交差する支点を枢動可能に接続したリンク機構２９を有する。なお、リンク機構２９は、平行な梁を３対以上有してもよい。例えば油圧シリンダで、リンク機構２９の任意の２つの支点間の距離を変えることにより、処理取鍋１０を昇降することができる。あるいは、モータおよび減速装置から得られる回転運動により、１本の梁の水平面からの角度を変えることにより、処理取鍋１０を昇降することができる。よって、簡単な構造で処理取鍋１０を昇降することができる。また、油圧シリンダを用いると、大きな力を容易に得ることができ、経済的である。一方、モータおよび減速装置を用いると、全て電動であるため、湯漏れしても火災が発生しにくい。他の構造は、フォーク昇降式の空替機能付受湯台車２０Ａと同様であるので、重複する説明は省略する。【００９８】
また、この空替機能付受湯台車２０Ｂでは、処理取鍋１０を炉Ｆ側にも傾動可能に構成されている。炉Ｆから受湯する際に、処理取鍋１０が昇降し炉Ｆ側に傾動することにより、炉Ｆからの溶湯の流線に対応した適切な位置に処理取鍋１０を配置できる。そのため、処理取鍋１０の側面などに当たることなく、溶湯を底面で受けることができる。よって、処理取鍋１０の摩耗を防止することができ、溶湯搬送システム１の信頼性をより高くできる。【００９９】
図８は、一実施形態としてのセクタギア式の空替機能付受湯台車２０Ｃの側面図である。（ａ）は全体図を示し、（ｂ）はセクタギア４４の部分図を示し、（ｃ）は処理取鍋１０に設置される取鍋回転支え４８を説明するための図である。セクタギア式の空替機能付受湯台車２０Ｃでは、台車本体２４上に処理取鍋１０を搬送するローラーコンベア４１が設置される。図８（ａ）では、空替機能付受湯台車２０Ｃの進行方向に処理取鍋１０を搬送するように示されるが、進行方向と直交方向に処理取鍋１０を搬送するように設置されてもよい。ローラーコンベア４１は、フォーク昇降式の空替機能付受湯台車２０Ａの取鍋移動機構３５と同様の目的で処理取鍋１０を移動する他、処理取鍋１０の取鍋回転支え４８を傾動装置４０の空替軸４２に嵌め合わせる。ローラーコンベア４１は、台車本体２４の直上ではなく、支柱等を間に介して、配置されてもよい。あるいは、フォーク昇降式の空替機能付受湯台車２０Ａの昇降フレーム３４、パンタグラフ式の空替機能付受湯台車２０Ｂのリンク機構２９上に設置されてもよい。ローラーコンベア４１と台車本体２４との間には、第１重量計測器としてのロードセル１１２が配置される。【０１００】
傾動装置４０は、処理取鍋１０を支持し、また、傾動するときの回転中心となる空替軸４２と、空替軸４２を中心に回動するセクタギア４４と、セクタギア４４と噛み合って、セクタギア４４を回動させるピニオン４５と、ピニオン４５を駆動する駆動モータ４６を備える。セクタギア４４は、処理取鍋１０と一緒に回動するように、空替軸４２とは異なる位置で処理取鍋１０と結合される。処理取鍋１０と一緒に回動するセクタギア４４をピニオン４５で駆動するので、小さな動力で処理取鍋１０を傾動することができる。また、全て電動であるため、湯漏れしても火災が発生しにくい。他の構造は、フォーク昇降式の空替機能付受湯台車２０Ａと同様であるので、重複する説明は省略する。【０１０１】
図９は、図１とは別の、本発明の一実施形態の溶湯搬送システム２を有する鋳造工場内の平面図である。溶湯搬送システム２では、空替機能付受湯台車２０が走行するレールＲ１と注湯取鍋搬送台車７０が走行するレールＲ２とが直線上に並ぶ。この場合には、空替機能付受湯台車２０が処理取鍋１０を走行方向に移動可能であるか、注湯取鍋搬送台車７０が注湯取鍋６０を走行方向に移動可能であることが好ましい。他の構成は、溶湯搬送システム１と同様であるので、重複する説明は省略する。【０１０２】
なお、注湯取鍋搬送台車７０を備えずに、空替機能付受湯台車２０が実取鍋コンベアＳ１の位置まで走行し、実取鍋コンベアＳ１上で待機する注湯取鍋６０に溶湯を空け替えてもよい。注湯取鍋６０は、注湯機１００に移送され、鋳型Ｄに注湯する。注湯して空になった注湯取鍋６０は、実取鍋コンベアＳ１に移送されて、再度、処理取鍋１０から溶湯が空け替えられる。この場合、空取鍋コンベアＳ２を備えなくてもよい。また、空替接種装置８０は、実取鍋コンベアＳ１のレールＲ２側に設けられる。【０１０３】
これまでの説明では、溶湯搬送システム１、２は、注湯取鍋６０を空替位置Ｐ４から注湯機１００まで搬送する注湯取鍋搬送台車７０とレールＲ２を備えるものとして説明した。しかし、注湯取鍋搬送台車７０とレールＲ２を備えず、処理取鍋１０から注湯機１００に保持される注湯取鍋６０に直接溶湯を空け替えてもよい。すなわち、空替位置Ｐ４と注湯機１００とが同じ位置であってもよい。【０１０４】
また、受取位置Ｐ１、投入位置Ｐ２、反応位置Ｐ３、空替位置Ｐ４のいずれかが同じ位置であってもよい。鋳造工場の敷地と、炉Ｆや鋳型ラインＤＬの配置によって、溶湯搬送システム１、２の形状は、適宜変更され得る。【０１０５】
これまでの説明では、合金材投入装置５０には合金材投入装置コントローラ１２０が備えられるとして説明したが、たとえば１種類の定量の合金材を投入する場合には、合金材投入装置５０を単純な構造として、合金材投入装置コントローラ１２０を備えていなくてもよい。【０１０６】
以下に、本明細書と図面で用いた主な符号を示す。
１、２：  溶湯搬送システム
１０：  処理取鍋
１２：  ポケット部分
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ：  空替機能付受湯台車
２２：  車輪
２４：  台車本体
２６：  走行機構
２８：  パンタグラフ式テーブル昇降機
２９：  リンク機構
３１：  ローラーガイド
３２：  ガイド柱
３３：  保持ローラー
３４：  昇降テーブル
３５：  取鍋移動機構
３６：  昇降テーブル昇降装置
３８：  受電装置
４０：  傾動装置
４１：  ローラーコンベア
４２：  空替軸
４４：  セクタギア
４５：  ピニオン
４６：  セクタギア駆動装置
４８：  取鍋回転支え
５０：  合金材投入装置
５１：  ベルトコンベア
５２：  投入用シュート
５４：  ホッパ
５５：  電磁フィーダ
５６：  計量ホッパ
５８：  投入ゲート
６０：  注湯取鍋
７０：  注湯取鍋搬送台車
８０：  空替接種装置
９０：  反応室
１００：  注湯機
１１０：  空替機能付受湯台車コントローラ
１１２；  第１重量計測器（ロードセル）
１２０：  合金材投入装置コントローラ
１２２：  第３重量計測器（ロードセル）
１３０：  注湯取鍋搬送台車コントローラ
１４０：  注湯機コントローラ
１４２：  第２重量計測器
１５０：  搬送ゾーンメインコントローラ
１５０：  注湯ゾーンメインコントローラ
Ｄ：  鋳型
ＤＬ：  鋳型ライン
Ｆ：  溶解炉（炉）
Ｐ１：  処理取鍋が炉から溶湯を受け取る受取位置
Ｐ２：  合金材投入装置から処理取鍋に合金材を投入する投入位置
Ｐ３：  合金材と溶湯とが反応する反応位置
Ｐ４：  処理取鍋から注湯取鍋へ溶湯を空け替える空替位置
Ｒ１：  （空替機能付受湯台車用）レール
Ｒ２：  （注湯取鍋搬送台車用）レール
Ｒ３：  （注湯機用）レール
Ｓ１：  実取鍋コンベア
Ｓ２：  空取鍋コンベア
Ｔ１：  第１閾値
Ｔ２：  第２閾値
Ｔ３：  第３閾値
Ｔ４：  第４閾値
ＴＦ：  フェーディングの開始からの経過時間
Ｕ：  スターティングブロック
Ｗ１：  第１重量情報
Ｗ２：  第２重量情報
Ｗ３：  第３重量情報
Ｗ４：  第４重量情報
Ｗ５：  第５重量情報
Ｗ６：  第６重量情報
【要約】
処理取鍋への合金材の投入を自動化すると共に、処理取鍋から注湯機への溶湯の搬送を自動化し、安全で、かつ、安定した品質の鋳造品を製造できる溶湯搬送システムおよび方法を提供する。炉（Ｆ）から注湯機（１００）に溶湯を搬送する溶湯搬送システム（１）は、処理取鍋（１０）と合金材投入装置（５０）と注湯取鍋（６０）と空替機能付受湯台車（２０）と注湯取鍋搬送台車（７０）と注湯機（１００）とを備え、注湯機は注湯機コントローラを有し、合金材投入装置は合金材投入装置コントローラを有し、空替機能付受湯台車は空替機能付受湯台車コントローラを有し、注湯取鍋搬送台車は注湯取鍋搬送台車コントローラを有し、注湯機コントローラ、合金材投入装置コントローラ、空替機能付受湯台車コントローラおよび注湯取鍋搬送台車コントローラのうち、少なくとも２つのコントローラ間でデータ通信がなされる。
【選択図】図１【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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