(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳物再生にかかるコストを大幅に低減するとともに、作業者の安全衛生及び再生鋳物の品質を向上させることのできる低融点材鋳物の製造方法を提供する。【解決手段】使用済みの低融点材ブロック３を支持部材１６で支持した状態で、溶融釜３０からの排熱熱風２２を利用して低融点材ブロックを予熱するとともに、予熱された低融点材ブロックを直接加熱手段で本加熱する溶融炉１０によって、低融点材ブロックを溶融するステップと、低融点材ブロックの融液の滴下をインゴット用型枠１８で受け止めて、融液を冷却固化させることでインゴットを製造するステップと、溶融釜が、内釜４２と、外釜３２と、内釜の全面を加熱する全面加熱手段と、を備えて、内釜の中にインゴットを投入して溶湯を作製するステップと、溶湯の入った内釜を外釜から取り出して鋳型のところまで搬送し、溶湯を鋳型に注湯して鋳物を製造するステップと、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済みの低融点材ブロックを支持部材で支持した状態で、溶融釜からの排熱熱風を利用して前記低融点材ブロックを予熱するとともに、予熱された低融点材ブロックを直接加熱手段で本加熱する溶融炉によって、低融点材ブロックを溶融するステップと、
低融点材ブロックの融液の滴下を支持部材直下に配置されたインゴット用型枠で受け止めて、融液を冷却固化させることでインゴットを製造するステップと、
溶融釜が、可搬性を有する内釜と、内釜を保持する外釜と、内釜の全面を加熱する全面加熱手段と、を備えて、内釜の中にインゴットを投入して溶湯を作製するステップと、
溶湯の入った内釜を外釜から取り出して鋳型のところまで搬送し、溶湯を鋳型に注湯して鋳物を製造するステップと、
を備えていることを特徴とする、低融点材鋳物の製造方法。
【請求項２】
全面加熱手段は、外釜の内側面と内釜の外側面との間に存する側面熱風を内釜の上部に導く加熱ダクトを含むことを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項３】
溶融釜の内釜の上部には上蓋が設けられており、上蓋と内釜中の溶湯液面との間で形成された上部空間に存する上部熱風を、溶融釜の上部空間と溶融炉とを連通する排熱ダクトによって、溶融炉に供給することを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項４】
前記排熱ダクトを通じて溶融釜から供給される排熱熱風の温度は、低融点材ブロックの融点よりも低い温度であることを特徴とする、請求項３記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項５】
前記インゴットは、フックによる係着が可能な形状を有していることを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項６】
前記低融点材は、亜鉛合金であることを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項７】
前記使用済みの低融点材ブロックは、使用済みの低融点材金型であることを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項８】
前記鋳物は、金型を作製するためのものであることを特徴とする、請求項１記載の低融点材鋳物の製造方法。
【請求項９】
使用済みの低融点材ブロックを支持する支持部材と、溶融釜からの排熱熱風を導入する導入部と、予熱された低融点材ブロックを本加熱する直接加熱手段と、支持部材直下に配置されて融液の滴下を受け止めるインゴット用型枠と、を有して、使用済みの低融点材ブロックの溶融によってインゴットを作製する溶融炉と、
可搬性を有する内釜と、内釜を保持する外釜と、内釜の全面を加熱する全面加熱手段と、を有して、インゴットの溶融により溶湯を作製する溶融釜と、
溶融炉と溶融釜とを連通する排熱ダクトと、
溶湯が注湯される鋳型と、
インゴットを搬送するインゴット搬送手段と、
内釜を搬送して、溶湯を鋳型に注湯するために内釜を傾ける機構を有する内釜搬送手段と、を備えることを特徴とする、低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１０】
全面加熱手段は、外釜の内側面と内釜の外側面との間に存する側面熱風を内釜の上部に導く加熱ダクトを含むことを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１１】
溶融釜の内釜の上部には上蓋が設けられており、上蓋と内釜中の溶湯液面との間で形成された上部空間に存する上部熱風を、溶融釜の上部空間と溶融炉とを連通する排熱ダクトによって、溶融炉に供給することを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１２】
前記排熱ダクトを通じて溶融釜から供給される排熱熱風の温度は、低融点材ブロックの融点よりも低い温度であることを特徴とする、請求項１１記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１３】
前記インゴットは、フックによる係着が可能な形状を有していることを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１４】
前記低融点材は、亜鉛合金であることを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１５】
前記使用済みの低融点材ブロックは、使用済みの低融点材金型であることを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１６】
前記鋳物は、金型を作製するためのものであることを特徴とする、請求項９記載の低融点材鋳物の製造システム。
【請求項１７】
使用済みの低融点材ブロックを溶融炉内に静置した状態で加熱溶融し、その融液がインゴット用型枠に滴下されることによって成型されることを特徴とするインゴット。
【請求項１８】
前記インゴットは、フックによる係着が可能な形状を有していることを特徴とする、請求項１７記載のインゴット。
【請求項１９】
前記フックによる係着可能な形状は、インゴットの成型時に係着部材を一緒に鋳込むことによって形成されることを特徴とする、請求項１８記載のインゴット。
【請求項２０】
前記フックによる係着可能な形状は、インゴット自身によって構成されることを特徴とする、請求項１８記載のインゴット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低融点材鋳物の製造方法、その製造システム及びそれらに使用されるインゴットに関し、特に、金型に使用される亜鉛合金製鋳物の製造方法、その製造システム及びそれらに使用されるインゴットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＺＡＳ（Zinc Alloy for Stamping）と呼ばれる低融点の金型用亜鉛合金の溶湯を鋳型に注湯して作製された鋳物を精密機械加工することによって、例えば、射出成型用金型が製造されている（例えば、特許文献１を参照）。また、アルミニウム又はアルミニウム合金ブロックを機械加工したときに発生した切削屑を回収して熔解し、不純物を除去したあとに造塊し再生インゴットとして再利用することが行われている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００３】
その使命を終えた使用済みの金型は、専門業者に引き取ってもらい、専門業者が破砕することによって破砕塊としている。専門業者のところで破砕された破砕塊は、金型製造業者に戻されて金型の作製に再利用される。すなわち、破砕塊が重量溶融釜に投入されてバーナーによる加熱で熔融され、重量熔融釜内の溶湯が取り鍋に小分けされて鋳型に注湯されることにより、新たな金型を作製するための再生鋳物が製造される。
【０００４】
このような工程を経て、使用済みの金型が新しい金型を作製するための再生鋳物として再利用される従来技術においては、以下に説明するような様々な問題がある。
【０００５】
使用済みの金型は、専門業者の作業場に搬送されて破砕されるので、多額の搬送費用や破砕費用を要するという製造コスト上の問題がある。また、使用済みの金型を作業場の床に落とすことによって破砕作業が行われているが、そのときに多数の破砕片が周囲に飛散するために安全衛生上の問題がある。使用済みの金型の破砕塊が不定形な形状をしているために密に集約して保管することができないので、より広大な保管スペースを必要とするという製造コスト上の問題がある。また、破砕塊は、野積みされて雨風に曝されていることがしばしばであるので、錆の発生や不純物の混入が起こりやすい。また、床上に破砕した破砕塊を回収するときにも周囲の不純物が混入する。したがって、破砕塊を原料にした溶湯を鋳型に注湯することによって作製された鋳物には、ピンホールや異物混入等の欠陥が発生し、鋳物の機械加工や仕上げ加工に多大な時間を要する等の品質上の問題がある。
【０００６】
破砕塊の溶融作業を行う際、破砕塊をワイヤーに引っ掛けた状態でクレーンに吊り下げて重量熔融釜に投入される。破砕塊が不定形な形状をしているために、引っ掛け状態が不安定でいつ解けてもおかしくないほどの危険な作業であること、重量熔融釜への投入後にワイヤーを解く作業も危険な作業であるという安全衛生上の問題がある。
【０００７】
また、破砕塊が不定形な形状をしていることに加えて、サイズの小さい破砕塊も含まれているために、必要な量の破砕塊を溶融釜へ投入するために破砕塊をワイヤーに引っ掛ける回数が多くなるという製造コスト上の問題がある。
【０００８】
破砕塊を熔融するときに使用する重量熔融釜は、一般に鋳物製であるので、肉厚が厚くて例えば５０ｍｍくらいもあるために重量が重くなっている。そして、そのサイズも、必要な量の破砕塊を溶融釜へ投入することができるサイズで、例えば、直径が１．８ｍで深さが０．７ｍである。そのため、溶湯で満たされた重量熔融釜は、例えば６乃至１０トンくらいまで重量が増大する。このような重量物の重量熔融釜を鋳型のところまで搬送するのは、大型クレーン等の大型重機を必要とする。そこで、重量熔融釜中の溶湯を小さな取り鍋に小分けして鋳型のところまで搬送して注湯することが行われているが、溶湯を小さな取り鍋に小分けするときに重量熔融釜を傾斜させても持ちこたえることのできる頑丈な溶融釜傾斜用の機構や装置を設けておく必要がある。また、従来の重量熔融釜は、肉厚が厚い重量熔融釜の底面をバーナーで加熱する局所加熱構造であり、また加熱に使用された熱が排出されるために、熱伝導性が低い、熱の利用効率が低い等の製造コスト上の問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２４６３８７号公報
【特許文献２】特開平９−２４１７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、鋳物再生にかかるコストを大幅に低減するとともに、作業者の安全衛生及び再生鋳物の品質を向上させることのできる低融点材鋳物の製造方法、その製造システム及びインゴットを提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１１】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
使用済みの低融点材ブロックを支持部材で支持した状態で、溶融釜からの排熱熱風を利用して前記低融点材ブロックを予熱するとともに、予熱された低融点材ブロックを直接加熱手段で本加熱する溶融炉によって、低融点材ブロックを溶融するステップと、
低融点材ブロックの融液の滴下を支持部材直下に配置されたインゴット用型枠で受け止めて、融液を冷却固化させることでインゴットを製造するステップと、
溶融釜が、可搬性を有する内釜と、内釜を保持する外釜と、内釜の全面を加熱する全面加熱手段と、を備えて、内釜の中にインゴットを投入して溶湯を作製するステップと、
溶湯の入った内釜を外釜から取り出して鋳型のところまで搬送し、溶湯を鋳型に注湯して鋳物を製造するステップと、
を備えていることを特徴とする低融点材鋳物の製造方法が提供される。
【００１２】
上記方法によれば、排熱利用した溶融炉で使用済みの低融点材ブロックを溶融してインゴットを作製し、全面加熱された溶融釜の内釜でインゴットを溶融して溶湯を作製し、溶湯の入った内釜を鋳型のところまで搬送して溶湯を鋳型に注湯することによって鋳物を製造することができる。熱の利用効率や熱伝導性が非常に高い溶融炉及び溶融釜を用いているので、鋳物の製造コストを大幅に削減することができる。使用済みの低融点材ブロックを破砕することなくそのままの形態で使用しているので、破砕費用の削減に寄与すること、ブロック片の飛散という安全衛生上の問題を解消すること、不純物の入りにくい態様で溶湯が提供されるので最終製品の品質が向上すること等が実現される。定形性を有するインゴットはその取扱が容易で且つ効率的であるので、安全衛生上の問題及び製造コスト上の問題を解消することができる。溶湯の入った軽量の内釜を小型のクレーン等で鋳型のところまで搬送するので、取り鍋や溶融釜傾斜用機構・装置が不要になって、溶湯の注湯作業のコストが低減され且つ溶融釜の製作コストが低減されるので、製造コストを大幅に削減することができる。
【００１３】
溶融釜における熱の利用効率をアップさせるために、内釜の側面及び底面を加熱するために使用された側面熱風を利用する。すなわち、全面加熱手段は、外釜の内側面と内釜の外側面との間に存する側面熱風を内釜の上部に導く加熱ダクトを含む。
【００１４】
溶融炉で使用済みの低融点材ブロックを溶融する際には、溶融釜からの排熱熱風による予熱を行わずに、最初から溶融炉の直接加熱手段の高温の熱風による本加熱を行うこともできるが、熱の利用効率をより高めること、低融点材ブロックの表面が高温の熱風に接することで酸化片が生成されてしまうことを防止するために、直接加熱手段の熱風より低温の溶融釜からの排熱熱風を利用することが好ましい。したがって、溶融釜の内釜の上部には上蓋が設けられており、上蓋と内釜中の溶湯液面との間で形成された上部空間に存する上部熱風を、溶融釜の上部空間と溶融炉とを連通する排熱ダクトによって、溶融炉に供給する。
【００１５】
溶湯の入った内釜の上部空間に存する熱風は、通常、低融点材ブロックの融点と同等かそれよりも高い温度になっているが、熱風が排熱ダクトを通過する際に温度降下が起こる。したがって、溶融釜から溶融炉へ供給される排熱熱風の温度は、通常、低融点材ブロックの融点よりも低い温度である。
【００１６】
インゴットは、通常、クレーン等の搬送手段によって運ばれる。したがって、インゴットは、フックによる係着が可能な形状を有していることが好ましい。
【００１７】
低融点材は、融点がおおよそ３００℃乃至４５０℃である低融点の非鉄金属であり、アルミニウム又はアルミニウム合金等や亜鉛合金であるが、射出成形用金型やプレス加工用金型の鋳物の材料としては、素材費用の観点から亜鉛合金が好適である。
【００１８】
本発明で対象とされる鋳物は、置物や銅像やベンチやテーブル等にも適用することができるが、需要が増大していて大幅なコスト削減の効果が得られる射出成形用金型やプレス加工用金型に適用することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態に係る低融点材鋳物の製造方法、その製造システム及びインゴットについて、図１乃至４を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る低融点材鋳物の製造システムを説明する図である。図２は、図１に示した低融点材鋳物の製造システムによって低融点材鋳物を製造する方法のフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態に係るインゴットを示す斜視図である。図４は、本発明の他の実施形態に係るインゴットを示す図である。
【００２１】
低融点材鋳物として、ＺＡＳ（Zinc Alloy for Stamping）と呼ばれる亜鉛合金からなる射出成形用金型やプレス加工用金型に適用する場合について以下に説明する。なお、ＺＡＳは、例えば、アルミニウム約４重量％、銅３重量％、マグネシウム０．０５重量％を含んだ亜鉛合金であり、融点が約４００℃である。
【００２２】
本発明の低融点材鋳物の製造システムは、溶融炉１０と溶融釜３０と排熱ダクト６０と鋳型とインゴット搬送手段と内釜搬送手段とから構成されている。
【００２３】
先ず、使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３を溶融することによってインゴット５を作製するための溶融炉１０について説明する。
【００２４】
図１の左側に示すように、溶融炉１０は、筐体１２と、筐体１２の上に着脱可能に配設された上蓋１４とを備え、例えば、縦が３．４ｍ、横が３．２ｍ、高さが２ｍである。筐体１２及び上蓋１４の内面には耐火レンガが敷設されていて、溶融炉１０内部での保温性を提供している。筐体１２の内部には、支持部材１６と、直接加熱手段としてのバーナーと、インゴット用型枠１８と、が設けられている。
【００２５】
支持部材１６は、格子状又は網目状の鉄製（ＳＳ４００）の載置台であり、例えば、加工する製品が旧モデルになって役目を終えたり、数万ショットの成形によって寿命が来たりして使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３が載置される。支持部材１６の開口部からは亜鉛合金の融液が滴下する。溶融炉１０に供される使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３は、大きいもので、例えば、縦が２．３５ｍ、横が１．８５ｍ、高さが０．６５ｍであり、小さいもので、例えば、縦が１．３５ｍ、横が１．４ｍ、高さが０．４ｍである。なお、同じ材質の亜鉛合金部材（部品や小片や脱脂された加工屑）を亜鉛合金金型（ブロック）３と一緒に支持部材１６上に載置して溶融することも可能である。
【００２６】
支持部材１６上に置かれた使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３の融液の滴下を受け止めるインゴット用型枠１８は、鉄製（ＳＳ４００）の容器である。例えば、一列に１０個で２列の計２０個のインゴット用型枠１８が、支持部材１６の直下に整列配置される。整列配置されたインゴット用型枠１８の間から滴下した融液が洩落しないように、各インゴット用型枠１８の隣接するフランジ部同士が重ね合わされている。各インゴット用型枠１８は、例えば、縦が１．３ｍ、横が０．３５ｍ、高さが０．１５ｍである成形部屋１９を有している。成形部屋１９の内側部分の側面は、下方から上方に向けて末広がりの傾斜面になっていて、インゴット５の抜き勾配として機能する。したがって、各インゴット用型枠１８からは、縦が１．３ｍ、横が０．３５ｍ、高さが０．１５ｍのサイズになるとともに、各側面が下方から上方に向けて末広がりに傾斜している、断面視、逆台形の蒲鉾形状となっているインゴット５がそれぞれ得られる。
【００２７】
あるいは、インゴット用型枠１８は、その縦横のサイズが溶融炉１０とほぼ同じサイズである大型タイプの型枠とすることもできる。大型タイプのインゴット用型枠１８は、複数の小さな成形部屋１９に間仕切られていて、例えば、一列に１０個で２列の合計２０個の成形部屋１９を有している。各成形部屋１９のサイズは、例えば、縦が１．３ｍ、横が０．３５ｍ、高さが０．１５ｍである。間仕切られた各成形部屋１９の内側部分の側面は、下方から上方に向けて末広がりの傾斜面になっていて、インゴット５の抜き勾配として機能する。したがって、大型タイプのインゴット用型枠１８からは、縦が１．３ｍ、横が０．３５ｍ、高さが０．１５ｍのサイズになるとともに、各側面が下方から上方に向けて末広がりに傾斜している、断面視、逆台形の蒲鉾形状となっているインゴット５が、例えば、２０個得られる。
【００２８】
各成形部屋１９に鉄製（ＳＳ４００）のフック８４を立設させた状態で、亜鉛合金金型（ブロック）３の融液を滴下させることで、図３に示したような、フック８４がインゴット本体８２中に埋め込まれて、フック８４の引っ掛け部８６がインゴット本体８２の上面から突出しているインゴット５を作製することができる。
【００２９】
あるいは、成形部屋を少し複雑な形状にすることにより、図４に示すような引っ掛け穴７４付きインゴット５を作製することができる。図４に示したインゴット５は、厚肉の板状部７１と薄肉の板状部７２とを有し、薄肉の板状部７２に引っ掛け穴７４が設けられているものである。引っ掛け穴７４の側面は、インゴット自体の側面と同様に、下方から上方に向けて末広がりの傾斜面になっていて、インゴット５の抜き勾配として機能する。
【００３０】
あるいは、インゴット５は、それ自身がある種の引っ掛かり部分を持った、Ｕ字やＶ字やＴ字やＩ字やＳ字やＯ字等のアルファベット字体やひらがな字体やカタカナ字体や数字をモチーフにした形状とすることができる。字体をモチーフにしたインゴット自体の側面は、インゴット５の抜き勾配と機能する、下方から上方に向けて末広がりの傾斜面になっている。
【００３１】
あるいは、インゴット５の単位重量当たりの表面積を大きくして溶融しやすくするために、インゴット５は、細長い線材形状とすることもできる。
【００３２】
排熱導入口（導入部）６４は、筐体１２の側面の下部に設けられていて、排熱ダクト６０を通じて溶融釜３０からの排熱熱風４１が導入される。溶融炉１０内に導入された排熱熱風２２の温度は、例えば、約３００℃乃至３５０℃であり、亜鉛合金金型（ブロック）３の予熱に使用される。すなわち、約４００℃であった溶融釜３０の排熱熱風４１は、排熱ダクトを通過することで溶融炉１０の排熱熱風２２となるときには、排熱熱風２２の温度は、約３００℃乃至３５０℃に降下している。排熱熱風２２の温度は、低融点が約４００℃の亜鉛合金金型（ブロック）３に対して、通常、おおよそ５０℃乃至１００℃低い温度である。
【００３３】
直接加熱手段は、プロパンガスや液化天然ガスやＡ重油を燃料にしたバーナーであり、支持部材１６に置かれた使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３をその側面から囲繞するようにバーナーが配置されている。バーナーによって生成された高温熱風２４（例えば、火炎温度が約１３００℃）が、予熱された亜鉛合金金型（ブロック）３に吹き付けられることによって本加熱が行われる。なお、排熱熱風２２による予備加熱と直接加熱手段の高温熱風２４による本加熱との間で、亜鉛合金金型（ブロック）３の溶融に対する寄与割合は、おおよそ７：３である。
【００３４】
インゴット用型枠１８内で冷却して固化したインゴット５は、溶融炉１０の上蓋１４を開き、固化したインゴット５のフック部８４にインゴット搬送手段としての小型クレーンのフックを引っ掛けて吊り上げて、インゴット用型枠１８から取り出したあと、次の工程に移される。なお、図３に示したように、インゴット５が引っ掛け穴７４を有する場合には、インゴット５の入ったインゴット用型枠１８をひっくり返すことでインゴット５をインゴット用型枠１８から取り出し、インゴット５の引っ掛け穴７４に小型クレーンのフックを引っ掛けて吊り上げられたあと次の工程に移される。
【００３５】
次に、溶融炉１０で得られたインゴット５を溶融することにより亜鉛合金の溶湯を作製するための溶融釜３０について説明する。
【００３６】
図１の右側に示すように、溶融釜３０は、可搬性を有する内釜４２と、内釜４２を収容・保持する外釜３２と、内釜４２を蓋する上蓋５０と、内釜４２を全面的に加熱する全面加熱手段３６，３８とを備え、いわば、内釜４２及び外釜３２の二重構造になっている。
【００３７】
内釜４２は、鉄製（ＳＳ４００）の壷状容器であり、溶融炉３０で得られたインゴット５が上開口部４４から投入される。内釜４２は、例えば約２５ｍｍの薄い鉄板で作成されているので、高熱伝導化及び軽量化に寄与している。内釜４２の上開口部４４は斜めにカットされた形状をしている。内釜４２のサイズは、例えば、直径が１．０ｍ、深さが１．２ｍである。
【００３８】
斜めにカットされた内釜４２の上部側面の長手側には、内釜４２内の溶湯を外に注湯するための溶湯注湯口が設けられている。また、内釜４２の側部には、コの字状の揺動可能に支持されたアームが設けられている。揺動可能なアームは、インゴット５の加熱・溶融時にはアームを寝かせた状態で使用され、取り出し時にはアームを直立状態にしてクレーンのフックにアームを引っ掛けて内釜４２を持ち上げて取り出すようにして使用される。
【００３９】
外釜３２も、鉄製の容器であり、上記内釜４２を受け入れて保持する。外釜３２のサイズは、例えば、直径が１．４ｍ、深さが１．９５ｍである。外釜３２の側面と内釜４２の側面、及び外釜３２の底面と内釜４２の底面はそれぞれ離間していて、外釜と内釜の隙間には加熱室３６が形成されている。外釜３２の上開口部が内釜４２の上方側面に密接して嵌合する構造になっているので、加熱室３６内の溶融熱風３１，３３が外部に漏れることが防止される。したがって、加熱室３６内の底面溶融熱風３１及び側面溶融熱風３３によって、それぞれ、内釜４２の底面及び側面が加熱される。
【００４０】
なお、溶融釜３０は、全体として縦長形状をしていて、例えば、約８００℃乃至１３００℃の高温の熱風及び約４２０℃の高温の融液を取り扱うので、万が一、それらが外に流出すると非常に危険である。また、溶融炉１０の筐体１２の側面の下部に設けられる排熱導入口（導入部）６４の位置に合わせて、溶融釜３０の排熱排出口（排出部）の位置は低い方が好ましい。そこで、地中に設けられた凹んだ収容空間に、外釜３２の下半分程度を配設することが好ましい。凹んだ収容空間という半閉止空間によって燃焼室３４や加熱室３６の高熱が逃げにくくなるので、熱の利用効率がアップするという利点が得られる。また、縦長の溶融釜３０の地面からの高さが低くなり、排気ダクト６０を介した溶融炉１０との接続が容易になるという利点も得られる。
【００４１】
内釜４２を蓋する上蓋５０は、内釜４２の上開口部４４と嵌合する形状、すなわち、下開口部が斜めにカットされた形状をしていて、上蓋５０で内釜４２を蓋したときには密閉された上部加熱室５１を形成する。上蓋５０の側面の長手側（図１においては左側面）には、排熱排出口（排出部）５４と熱風導入口５２とが設けられている。上位にある排熱排出口（排出部）５４は排熱ダクト６０と接続され、下位にある熱風導入口５２は上部加熱ダクト３８と接続されている。
【００４２】
加熱室３６の下部には、燃焼室３４が設けられている。燃焼室３４には、プロパンガスや液化天然ガスやＡ重油を燃料にしたバーナーが配設されていて、バーナーの燃焼によって高温の熱風が生成される。当該熱風は、連通穴３５を通して加熱室３６の中に導入されて、内釜４２の底面及び側面を加熱する。内釜４２の底面及び側面を加熱する底面溶融熱風３１及び側面溶融熱風３３の温度は、いずれも、例えば、８００℃である。
【００４３】
内釜４２が上蓋５０で蓋されることによって上蓋５０と内釜４２との間で形成される上部加熱室５１は、内釜４２の上部空間（上開口部と溶湯の液面との間で形成される）の部分と、上蓋５０内の上蓋空間の部分とから構成されている。
【００４４】
上部加熱ダクト３８は、加熱室３６の上部と、内釜４２を蓋している上蓋５０の下部とを連通している。上部加熱室５１に存する熱風導入口５２の先端部分は、下向きに屈曲しており、上部溶融熱風３９を下向きに吹き付けるように、すなわち固体状態及び／又は溶湯状態にある内釜４２内のインゴット５に対して吹き付けるように構成されている。側面溶融熱風３３は、上部加熱ダクト３８を介して内釜４２の上部空間に導かれて、内釜４２の上部空間に存するインゴット５の上部を加熱するために使用される。内釜４２の上部空間へ導入される上部溶融熱風３９の温度は、例えば、４２０℃である。したがって、本発明の溶融釜３０は、加熱室３６による内釜４２の底面及び側面の加熱と、上部加熱ダクト３８による内釜４２の上面の加熱とによって、内釜４２が全面的に加熱されるという全面加熱構造となっている。なお、加熱された内釜４２内に存する亜鉛合金の融液の温度は、例えば、４２０℃になっている。
【００４５】
排熱ダクト６０は、溶融炉１０の側面の下部と、内釜４２を蓋している上蓋５０の側面とを連通している。排熱熱風４１，２２の温度が低下しにくいように、溶融炉１０の近くに溶融釜３０を配置して排熱ダクト６０の長さを短くしたり、排熱ダクト６０の外壁部分を保温材で包むことが行われている。インゴット５を上面から加熱した後の上蓋空間に存する熱風（熱風温度が４００℃）は、排熱熱風４１として、排熱ダクト６０を介して溶融炉１０の排熱導入口６４（導入部）に導かれ、溶融炉１０内の亜鉛合金金型（ブロック）３を予熱する。溶融炉１０内の亜鉛合金金型（ブロック）３を加熱する溶融炉側排熱熱風２２の温度は、既述したように、例えば、３００℃乃至３５０℃である。
【００４６】
また、溶湯の入った軽量の内釜４２を持ち上げて鋳型のところまで搬送し、溶湯を鋳型に注湯するために内釜４２を傾ける機構を有する小型クレーン（内釜搬送手段）等が、溶融釜３０の近くに配設されている。溶湯の入った内釜４２が従来の溶融釜よりも軽量であるので、小型クレーン等を使用することができる。ある小型クレーンのフックが、直立したアームに引っ掛けられて内釜４２が持ち上げられることにより、内釜４２が外釜３２から取り出される。吊り上げられた状態にある内釜４２の短寸側の底部に対して、他の小型クレーンのフックが引っ掛けられて、クレーンで底部が持ち上げられることで溶湯の入った内釜４２が傾けられる。その結果、内釜４２中の溶湯が溶湯注湯口から流出する。
【００４７】
本願発明では、溶融釜３０を上述したように、釜の二重構造及び全面加熱構造を採用することにより、溶融釜３０における熱の利用効率の大幅な向上を達成することができる。それとともに、内釜４２を鉄製の薄肉体とすることによって、溶湯の入った軽量の内釜４２を小型クレーン等で鋳型のところまで搬送することができるので、取り鍋や大型の溶融釜傾斜用機構・装置が不要になって、溶湯の注湯作業のコストが低減され且つ溶融釜３０の製作コストが低減される。
【００４８】
鋳型は、金型や置物や銅像やベンチやテーブル等の様々な鋳物を製造するためのものであり、所望形状の鋳物が得られるように成形された砂型である。鋳型は、溶融釜３０から少し離れたところに配置されている。そこで、内釜搬送手段としての小型クレーン等で、溶湯の入った内釜４２が搬送される。搬送された内釜４２を傾斜させて溶湯を鋳型に注湯することによって、所望形状の鋳物が製造される。
【００４９】
一つの溶融炉に対して１つの溶融釜を配置するとする代わりに、一つの溶融炉に対して２つ以上の溶融釜を配置して各溶融釜に対して排気ダクトを接続する形態とすることもできる。２つ以上の溶融釜を使用する場合、一つの溶融釜の溶湯が全部注湯されるまでにその他の溶融釜で溶湯を作製しておくことにより、常にいずれかの溶融釜に溶湯が存するようにしておくことができ、また、常にいずれかの溶融釜からの排熱熱風を溶融炉に導入することができるので、作業効率や熱の利用効率がアップする。
【００５０】
次に、図２を参照しながら、一例として、亜鉛合金からなる射出成形用金型やプレス加工用金型の製造方法について説明する。
【００５１】
ステップ＃１００において、使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３を準備し、その亜鉛合金金型（ブロック）３を溶融炉１０の支持部材１６上にセットする。上蓋１４で蓋をしてから排熱ダクト６０から排熱熱風２２を導入して亜鉛合金金型（ブロック）３を予熱したあと、さらにバーナーによる本加熱を行う（ステップ＃１２０）。その結果、亜鉛合金金型（ブロック）３が溶融状態になって（ステップ＃１４０）、亜鉛合金の融液がインゴット用型枠１８の各成形部屋１９に滴下する（ステップ＃１６０）。亜鉛合金金型（ブロック）３の溶融が終了したあと、溶融炉１０の上蓋１４と支持部材１６を取り外して、フック８４にクレーンのフックを引っ掛けてインゴット５を持ち上げてもフック８４がインゴット５から抜けない程度に固化する温度（おおよそ２００℃くらい）まで、各成形部屋１９に滴下した融液を冷却する（ステップ＃１８０）。その結果、インゴット用型枠１８内には、複数個の固化したインゴット５が得られる（ステップ＃２００）。インゴット５に埋設されたフック８４にクレーンのフックを引っ掛けてインゴット５がインゴット用型枠１８から持ち上げて取り出される。取り出されたインゴット５は、所定の保管場所に保管されるか、そのまま溶融釜３０の内釜４２の中に投入される（ステップ＃２２０）。
【００５２】
ステップ＃２４０において、インゴット５の入った内釜４２に上蓋５０で蓋したあと溶融釜３０を加熱する。このとき、上蓋５０には、排熱ダクト６０と上部加熱ダクト３８とが組み込まれている。バーナーに点火して生成された高温の溶融熱風３１，３３によって、内釜４２が全面的に加熱され、内釜４２中のインゴット５が溶融される（ステップ＃２６０）。その結果、内釜４２の中には亜鉛合金の溶湯が生成される（ステップ＃２８０）。それとともに、上部加熱室５１に存する排熱熱風４１は、排熱ダクト６０を通じて溶融炉１０内の使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）３の予備加熱に利用される（ステップ＃２５０）。
【００５３】
ステップ＃３００において、内釜４２上の上蓋５０を取り外して、内釜４２のアームを直立状態にしてクレーンのフックにアームを引っ掛けて、亜鉛合金の溶湯の入った内釜４２を持ち上げて取り出し、鋳型のところまで搬送される。吊り上げられた内釜４２の短寸側の底部に対して、他の小型クレーンのフックを引っ掛けて、内釜４２の短寸側の底部が持ち上げられることで溶湯の入った内釜４２が傾けられて、内釜４２中の亜鉛合金の溶湯が鋳型に注湯される（ステップ＃３２０）。注湯された鋳型を室温まで冷却すると、固化した鋳物が得られる（ステップ＃３４０）。
【００５４】
得られた鋳物を、各種工作機械で機械加工を行った（ステップ＃３６０）あと、手磨き等の仕上げ加工を行う（ステップ＃３８０）ことによって、所望の新しい射出成形用金型やプレス加工用金型が得られる（ステップ＃４００）。
【００５５】
低融点材鋳物の一例として、亜鉛合金製の射出成形用金型やプレス加工用金型に関して説明したが、アルミニウム又はアルミニウム合金等の、融点がおおよそ３００℃乃至４５０℃である低融点の非鉄金属からなる他の物品（置物や銅像やベンチやテーブル等）に適用することもできる。また、製造システム全体を高耐熱構造化することによって、融点がおおよそ４５０℃以上の金属に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る低融点材鋳物の製造システムを説明する図である。
【図２】図１に示した低融点材鋳物の製造システムによって低融点材鋳物を製造する方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るインゴットを示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るインゴットを示す図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
３  使用済みの亜鉛合金金型（ブロック）
５  インゴット
１０  溶融炉
１２  筐体
１４  上蓋
１６  支持部材
１８  インゴット用型枠
１９  成形部屋
２２  排熱熱風
２４  高温熱風
３０  溶融釜
３１  底面溶融熱風
３２  外釜
３３  側面溶融熱風
３４  燃焼室
３５  連通穴
３６  加熱室
３８  上部加熱ダクト
３９  上部溶融熱風
４１  排熱熱風
４２  内釜
４４  上開口部
５０  上蓋
５１  上部加熱室
５２  熱風導入口
５４  排熱排出口（排出部）
６０  排熱ダクト
６４  排熱導入口（導入部）
７１  厚肉の板状部
７２  薄肉の板状部
７４  引っ掛け穴
８２  インゴット本体
８４  フック
８６  引っ掛け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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