ファウンドリとは何ですか？

鋳造所は、金属鋳造品を製造し、鋳造関連サービスを提供する施設です

ファウンドリは私たちの現在の生活水準と産業開発に責任がありますが、私たちのほとんどはファウンドリについてほとんど何も知りません。では、ファウンドリとは何ですか？

ファウンドリの定義

簡単に言えば、鋳造所とは、金属を溶かし、液体金属を型に流し込み、固化させることによって鋳造品を製造する工場です。鋳造所に行ったことがない場合、または鋳造所がどのように見えるかさえ知っている場合でも、鋳造所が製造する金属鋳物に囲まれています。これを1つから10フィート以内で読んでいる可能性が高いです。

鋳造所は、エンジン、鉄道、またはパイプ部品用の金属製品を製造するだけではありません。それらはまた、私たちが依存する重要な消費者製品の多くを製造するために必要な機械のコンポーネントを形成します。すべての製造品の90％が金属鋳物に依存しています。

鋳造プロセス

鋳造所を理解するには、鋳造プロセスを理解する必要があります。鋳造に関連する一般的な手順は、パターン作成、成形、溶解、注入、排出、洗浄、フェトリング、および検査です。

最終的な鋳造形状は、それが注がれる型に対応しているため、型は、鋳造されるオブジェクトの木材または金属のレプリカであるパターンで慎重に成形されます。最も一般的な金型材料はケイ砂ですが、鋳造金属と使用する方法に応じて、さまざまな材料から製造できます。

溶解炉は金属で「充填」され、金属の融点以上に加熱されます。溶融金属が特定の注入温度に達すると、炉から注ぎ口を介して耐火物で裏打ちされた鋼製注入取鍋に取り出されます。スラグや不純物は、溶融金属表面の上部からすくい取られます。次に、取鍋を傾けて、溶融金属を金型キャビティに注ぎます。

金型が冷えて金属が固化した後、鋳物を金型から取り出して洗浄します。洗浄された鋳物は、完成品の指定された寸法を満たすために鋳物から余分な材料を取り除くプロセスであるフェトリングで仕上げられます。鋳造仕様に応じて、フェトリングは迅速かつ簡単な場合もあれば、非常に詳細な作業の場合もあります。完成した鋳造品は、出荷前に鋳造所によって検査されます。

鋳造所は生の鋳物を生産するだけではありません。これらには、部品の設計、工具の組み立て、プロトタイピング、機械加工、組み立て、その他のアフターサービスを含む多くの操作が含まれています。

鋳造設備

現代の鋳造所は高度に機械化されています。それらには、パターンとコアの作成、鋳造、成形に使用されるすべての機械と設備が含まれています。その品揃えには、大型の溶解炉、取鍋、フォークリフト、クレーン、コンベヤー、および移送容器が含まれます。すべての鋳造設備は、メルトショップの熱で確実に機能するように特別に設計されています。

鋳造所の基本的な違いは、鉄（鉄または鋼）または非鉄（アルミニウム、真ちゅう、青銅、銅など）です。機器の正確なタイプは、鋳造所が使用する金属によって決まります。電気アーク炉は鋼を扱うのに理想的ですが、銅を専門とする鋳造所は誘導炉を使用する可能性が高くなります。炉のサイズは、小さな卓上装置から数トンの重さのものまでさまざまです。生産量は、数分の1オンスから数トンの範囲です。モデルとサイズの同じ変動は、パターン作成機と成形機、および他のほとんどの鋳造設備にまで及びます。

ファウンドリの設計と危険の軽減

鋳造所は本質的に危険です。その主な活動は金属の製錬であり、華氏2600度（1425°C）を超える温度が必要になることがよくあります。その数にある程度の文脈を与えると、アクティブな炉と接触する水は瞬時に元の体積の1,600倍に膨張します。わずかに湿った金属で炉を充電するだけで、壊滅的な蒸気爆発を引き起こすことができます。

極端な高温での化学反応の暴力的で予測不可能な性質は、同様に強力な鋳造所の安全手順を必要とします。鋳造所に関するすべては、金属の溶解と輸送に関連するリスクを最小限に抑えるように設計されています。

効果的で安全な溶融を実現するのと同じ条件（湿気のない熱）も、制御されていない火災に最適な条件です。ファウンドリの設計では、可燃性の物質を取り除き、難燃剤を常に手元に置いてこれに対処しています。前述の蒸気爆発の問題により、鋳物工場の火災を消火するために水を使用することはできません。代わりに、消火活動は、産業用消火器と乾いた砂で炎を窒息させることに焦点を当てています。

充電（溶解のために金属を炉に入れる）は、鋳造所で最も危険な作業の1つです。小さなミスは、機器の破壊から怪我や死亡に至るまで、あらゆるものを引き起こす可能性があります。キャスターは、使用している金属、溶融温度、および安全な手順について必要な理解を深めるために、何年にもわたって見習いをしています。

当然のことながら、ファウンドリの周囲温度は高くなっています。彼らは暑くて汗をかく職場です。鋳造労働者はヘルメット、目の保護具、フェイスシールド、厚いアルミメッキの服を着用する必要があるという事実によって悪化しています。暑さは可能な限り激しくなりますが、高い天井がなければ、労働者はそれをまったく許容できませんでした。鋳造所は、空気循環を可能にするために高い屋根で設計されています。

金属が溶けた後も、金型に注ぐために鋳造所の周りを移動する必要があります。明らかな理由から、特に鋳造労働者の上または近くでの流出を避けるために、細心の注意が払われています。ルートは可能な限り短く、障害物がないようにマークされています。鋳造フロアの交通は厳重に管理されているため、輸送中に不要な人員が溶融金属の邪魔になることはありません。機械的補助装置（フォークリフト、機械式取鍋）は、人体への暴露をさらに最小限に抑えるために使用されます。

すべての予防策を講じたとしても、流出は依然として発生します。損傷を最小限に抑えるために、鋳造所の床は非反応性で難燃性の材料で作られています。締固められた土は最も経済的であり、間違いなく最も効果的です。通常のコンクリートは液体金属にさらされるとひびが入る可能性がありますが、熱衝撃に対応した高温コンクリートも利用できます。

安全に配慮した設計と保護具は、作業員と設備へのリスクを軽減するのに役立ちますが、安全な鋳造作業の真の鍵は、優れた状況認識、強度、および耐久性を備えた熟練した鋳造作業員です。

鋳造業界のトレンド

鋳物は世界中の鋳造所で生産されています。条件は国によって異なり、鋳造所によっても異なりますが、業界全体で傾向が見られます。ファウンドリ業界は、エンドユーザーの品質とコストに影響を与えるいくつかの重要な変化を経験しています。ファウンドリテクノロジーは何年にもわたって進歩し、基本的なファウンドリオペレーションも進化し多様化しています。全体として最も支配的な傾向は、規模、自動化、および現場での仕上げです。

新しい炉は、前世代よりも大きく、安全で、効率的です。これにより、北米のファウンドリの数が継続的に減少しているにもかかわらず、業界の生産量を増やすことができました。インドや日本よりも鋳造所が少ないにもかかわらず（表を参照）、米国は世界で2番目に多い鋳物の生産量である12,250,000メートルトンです。中国はすべての競争をはるかに上回り、年間生産量は44,500,000メートルトンを超えています。

国	鉄	鋼	非鉄	合計
中国	17,000	5,000	8,000	30,000
インド	-	-	-	4,700
日本	817	75	1,193	2,085
米国	640	360	1,001	2,001
表は、ModernCastingMagazineによる2013年の世界鋳造生産国勢調査からの国別の鋳造所の数を示しています

完全に完成し、すぐに取り付けられる部品に対する需要が高まっています。ファウンドリは、より多くの洗浄および機械加工機能を含むように変更されています。

原材料、特にリサイクルされた金属くずのコストは減少しましたが、人件費が急速に上昇しているため、業界は依然としてマージンに苦しんでいます。人件費の上昇は自動化の主要な推進力です。ファウンドリは人間にとって非常に危険で不快な作業であるため、二重にそうです。鋳造自動化の飛躍的進歩は、自動車部品、列車の車輪、およびその他の大量生産可能な鋳造部品のコスト削減を意味する可能性があります。

リライアンスファウンドリーは、ファウンドリ業界の最前線にとどまり、最高品質のカスタムキャスティングを提供し、さまざまなカスタムメタルキャスティングおよび製造ソーシングサービスを提供しています。

ソース

• アメリカ鋳造協会。 「私たちの世界でのキャスティング」。
• モダンキャスティング。 「世界の鋳造生産の第48回国勢調査：世界の生産量の着実な成長」。
• ドイツインダストリーバンク。 「FoundryIndustry2020：トレンドと課題」。
• オーストラリアのセーフワーク。 「ファウンドリ作業に関連するリスクを管理するためのガイド」。