JP2016137501A - 取鍋用蓋及び黒鉛球状化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属を溶融して得られる溶湯が貯留される容器である搬送取鍋や鋳造取鍋などの取鍋の開口部を覆う蓋において、金属マグネシウムワイヤー、合金マグネシウムワイヤーなどの金属ワイヤーを溶湯に添加するときに金属ワイヤーと溶湯とが反応して取鍋内部の圧力が上昇して蓋が持ち上がったとしても蓋をした取鍋から溶湯などが外部に噴出、漏洩しないようにすることを課題とする。【解決手段】取鍋の開口部を覆う蓋であって、周縁に鍔部と、前記鍔部から隆起して前記取鍋の開口部との間に空間を生じさせる蓋本体と、前記鍔部の下面に、前記鍔部より下方に張り出した張出部を備えること、さらに、前記鍔部の下面に設けられ、前記張出部よりも外側に位置する溝部に嵌設され、柔軟性を有するシール材を備えるなどの取鍋用蓋を用いることで解決することができた。【選択図】図３

Description

本発明は、金属を溶融して得られる溶湯が貯留される容器である搬送取鍋や鋳造取鍋の開口部を覆う蓋、及びその蓋を用いて金属マグネシウムなどの金属ワイヤーを前記取鍋に挿入して行う溶湯の黒鉛球状化処理に関するものである。

従来、取鍋内に貯留した溶湯を搬送中又は成分調整処理中に、取鍋内の溶湯が大気に曝されて酸化することを防止したり、溶湯が取鍋からこぼれたりすることを防止するため、取鍋に蓋を設置することが行われている。

とりわけ、取鍋内に貯留した溶湯の成分調整処理の中で、金属マグネシウム又は合金マグネシウムなどの金属ワイヤーを添加する黒鉛球状化処理において、溶湯と金属ワイヤーが激しく反応して溶湯が跳ねたり蒸気が立ち上ったりするため、取鍋を覆う蓋が設けられる。

例えば、特許文献１に開示されている黒鉛球状化処理設備では、溶融鋳鉄を収容した処理容器の上部開口部を覆うために、処理容器に対し着脱可能であり、金属マグネシウムなどの金属ワイヤーを通すための貫通孔を有するドーム状の上蓋が開示されている。

また、特許文献２に開示されている溶湯の処理容器用の水冷蓋では、周囲にフランジを有し、中心部に処理用のランスが導入される開口を有するドーム状に形成されている水冷蓋が開示されている。

特開２００４−２３８６７５号公報 特開２０１１−２２４６６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているドーム状の上蓋では、周囲の縁である鍔に起伏がなく、具体的には、鍔の下面に起伏がないために、金属マグネシウムワイヤーなどが取鍋の中にある溶融鋳鉄と反応して取鍋内部の圧力が上昇して上蓋が持ち上がったときに、生じた上蓋と取鍋との隙間から溶融鋳鉄などが外部へ漏洩する危険性があった。

同様に、特許文献２に開示されている水冷蓋においても、金属ワイヤーを開口から溶湯に添加され、処理容器内で金属ワイヤーと溶湯が反応して取鍋内部の圧力が上昇して水冷蓋が持ち上がったときに、溶湯などが水冷蓋と取鍋との隙間から噴出する危険性があった。

そこで、本発明は、金属を溶融して得られる溶湯が貯留される容器である搬送取鍋や鋳造取鍋などの取鍋の開口部を覆う蓋において、金属マグネシウムワイヤー、合金マグネシウムワイヤーなどの金属ワイヤーを溶湯に添加するときに金属ワイヤーと溶湯とが反応して取鍋内部の圧力が上昇して蓋が持ち上がったとしても蓋をした取鍋から溶湯などが外部に噴出、漏洩しないようにすることを課題とする。

〔１〕すなわち、本発明は、取鍋の開口部を覆う蓋であって、周縁に鍔部と、前記鍔部から隆起して前記取鍋の開口部との間に空間を生じさせる蓋本体と、前記鍔部の下面に、前記鍔部より下方に張り出した張出部を備えることを特徴とする取鍋用蓋である。

〔２〕そして、前記鍔部の下面に設けられ、前記張出部よりも外側に位置する溝部に嵌設され、柔軟性を有するシール材を備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の取鍋用蓋である。

〔３〕そして、前記蓋本体の上面に突設され、上方に向けて末広がりとなる挿通部を備えることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載の取鍋用蓋である。

〔４〕そして、前記蓋本体に、前記空間に連通した煙突を備えることを特徴とする前記〔１〕から前記〔３〕のいずれかに記載の取鍋用蓋である。

〔５〕そして、前記鍔部の上面に、移動させるときの支点となる複数の受け部を備えることを特徴とする前記〔１〕から前記〔４〕のいずれかに記載の取鍋用蓋

〔６〕そして、前記〔１〕から前記〔５〕のいずれかに記載の取鍋用蓋で前記取鍋の開口部を覆い、前記取鍋用蓋の前記鍔部を、前記取鍋用蓋を搬送するアームに取り付けられた弾性部材により押しつけて金属ワイヤーを前記取鍋に前記挿通部より挿入することを特徴とする黒鉛球状化処理方法である。

本発明によれば、本発明は、金属を溶融して得られる溶湯が貯留される容器である搬送取鍋や鋳造取鍋などの取鍋の開口部を覆う蓋において、金属マグネシウムワイヤー、合金マグネシウムワイヤーなどの金属ワイヤーを溶湯に添加するときに金属ワイヤーと溶湯とが反応して取鍋内部の圧力が上昇して蓋が持ち上がったとしても蓋をした取鍋から溶湯などが外部に噴出、漏洩しないようにすることができる。

本発明の取鍋用蓋を含む斜視図である。 本発明の取鍋用蓋を含む平面図である。 本発明の取鍋用蓋を含むＡ−Ａ線断面図である。

以下、本発明に係る取鍋用蓋に関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。また、説明中の上下方向とは、断面図で示された図３における上下方向である。

図１〜図３に示すように、本発明の取鍋用蓋１は、取鍋３の上方に向かって開いている開口部３１を覆う蓋であり、その周縁に所定の厚みの鍔部１１と有し、その周縁の内側である中心部に鍔部１１より連続的に隆起して取鍋３の開口部３１との間に空間Ｓを生じさせる蓋本体１２と有し、そして、鍔部１１の下面１１Ｄ、すなわち、取鍋３が位置する方向の面には、取鍋３の開口部３１に納まるように、鍔部１１の下方、すなわち、取鍋３の下面１１Ｄから取鍋３が位置する方向に、張り出した張出部１４を備えている。

そして、蓋本体１２の上面１２Ｕ、すなわち、取鍋３が位置する方向とは反対方向の面に突設され、蓋本体１２から上方に向けて徐々に径が広くなる挿通部１３を有している。

さらに、鍔部１１の下面１１Ｄに設けられ、張出部１４よりも外側に位置する溝部１５に嵌るように設けられ、所定の力が加わったときに変形する柔軟性を有しているシール材２を有している。また、蓋本体１２に空間Ｓに連通し屈曲した煙突１８を有している。

鍔部１１は、蓋本体１２の周りに所定の厚みを有して角形状に設けられている。鍔部１１が、取鍋３の淵部３２に当接して、取鍋用蓋１を支持する。さらに、鍔部１１を有することにより、取鍋３内の溶湯５に金属ワイヤーＷが添加されたときに、反応により跳ねた溶湯５などが鍔部１１に衝突し、鍔部１１と取鍋３の淵部３２との間から外部に噴出、漏洩することを防いでいる。なお、本実施形態において鍔部１１は角形状であるが、円環状など取鍋３の淵部３２の形状に応じて種々の形状とすることができる。

そして、鍔部１１の下面１１Ｄには、取鍋３の開口部３１の内径とおおよそ同じまたは少し短い外径を有する張出部１４が下面１１Ｄの周方向に沿って円環状に設けられている。張出部１４が、取鍋３の開口部３１におおよそ内接することにより、取鍋３内の溶湯５に金属ワイヤーＷが添加されたときに激しく反応が起こって取鍋３内の圧力が上昇して取鍋用蓋１そのものが持ち上がったとしても、跳ねた溶湯５などが張出部１４に衝突するため、鍔部１１と取鍋３の淵部３２との間から外部に噴出、漏洩することを防ぎ、さらに、跳ねた溶湯５がシール材２に接触することを遮るためシール材２の劣化を防ぎその寿命を延ばすことができる。なお、本実施形態において張出部１４は円環状であるが、取鍋３の淵部３２の形状に応じて種々の形状とすることができる。また、本実施形態において図３に示すように張出部１４の断面が矩形状を有するが、他の実施形態において、淵部３２に沿う辺を有する三角形状となる形状であってもよい。

そして、鍔部１１の下面１１Ｄに設けられた溝部１５は、円環状の形状を有しており、その溝部１５を埋めるように応力により変形することができる柔軟性を有するシール材２が嵌合している。シール材２により、跳ねた溶湯５などが張出部１４と取鍋３の淵部３２との隙間に入り込んだとしても、シール材２が淵部３２と密着しているので取鍋３と取鍋用蓋１の外部に噴出、漏洩することを防いでいる。また、シール材２は、溶湯５と接触しても融けないようなセラミックファイバーなどの耐熱性を有する素材を用いることが好ましい。なお、本実施形態においてシール材２は円環状であるが、取鍋３の淵部３２の形状に応じて種々の形状とすることができる。

蓋本体１２は、鍔部１１より角張って盛り上がり、外形及び内部の空間Ｓが、おおよそ円柱状の形状を有している。蓋本体１２が内部に空間Ｓを有することにより、取鍋３内の溶湯５に金属ワイヤーＷが添加されたときに激しく反応が起こり、急激に圧力が増えたとしても空間Ｓにある空気が緩衝して蓋本体１２を押し上げようとする力を緩和することができる。なお、本実施形態において、蓋本体１２の外形及び内部の空間Ｓがおおよそ円柱形状を有しているが、他の実施形態において、半円球などのドーム状とすることもできる。

そして、蓋本体１２には内部の空間Ｓと外部を連通させる貫通孔１７を有しており、金属ワイヤーＷが貫通孔１７を通じて取鍋３内の溶湯５に添加される。そして、蓋本体１２の上面１２Ｕには、貫通孔１７より上方に突設された略円錐台状またはラッパ状の挿通部１３を有している。挿通部１３が上方に向かって末広がりとなっていることにより、黒鉛球状処理装置の一部であるガイドパイプＰから金属ワイヤーＷが供給されたときに、金属ワイヤーＷが撚れていたとしても挿通部１３に接触しながら、貫通孔１７に案内して適切に取鍋３内の溶湯５に添加することができる。そして、このような効果を奏するため、不必要に貫通孔１７の口径を広げる必要がないため、金属ワイヤーＷを溶湯５に添加することにより溶湯５が飛散したとしても貫通孔１７を通じて取鍋用蓋１の外部に噴出、漏洩することを防ぐことができ、また貫通孔１７を溶湯５が上ってきたとしても挿通部１３が突設されているために噴出、漏洩する危険性を大幅に低減している。なお、本実施形態では、貫通孔１７及び挿通部１３が二つ存在するが、他の実施形態において、黒鉛球状化処理装置のガイドパイプＰの数に応じて種々個数を変更することができる。

蓋本体１２には内部の空間Ｓと外部を連通し、上方に開口し屈曲している煙突１８を有している。煙突１８により、金属ワイヤーＷを溶湯５に添加するときに金属ワイヤーと溶湯とが反応して生じる金属ワイヤー由来の蒸気などを外部に放出させて内圧を高め過ぎないようにすることができる。また、煙突１８が屈曲していることにより、金属ワイヤーＷを溶湯５に添加するときに金属ワイヤーと溶湯とが反応して溶湯５が飛散したとしても、煙突１８の内部のどこかで衝突し一直線状に外部に噴出することがないので、溶湯５のロスを抑制することができ、作業者に対する安全性も高めることができる。本実施形態では、煙突１８は略「く」の字状に屈曲しているが、他の実施形態において、Ｌ字状、Ｊ字状などの形状に屈曲させることができるし、また、屈曲していない直線状とすることもできる。

図１に示すように、鍔部１１の上面１１Ｕには、取鍋用蓋１を搬送するアーム４に取り付けられたＵ字状の支持具４２により取鍋用蓋１１を持ち上げるとき又は取鍋３に載置するときなど移動させるときの支点となる屈曲又は湾曲した形状の部材である逆Ｕ状の受け部１６が、蓋本体１２を挟みおおよそ対向する位置に２個ずつ合計４個設けられている。支持具４２と受け部１４が共にＵ字状の形状を有しているため、取鍋用蓋１１を取鍋３に載置するときに 本実施形態では、支持具４２と受け部１４が共にＵ字状の形状を有しているが、他の実施形態において、Ｊ字状、Ｃ字状、Ｏ字状、Ｖ字状、Ｓ字状などの組み合わせにより互いの接触部分で緩やかに動けるように棒状部材が屈曲又は湾曲した形状とすることができる。

金属ワイヤーＷは、溶湯５の成分等を調整する線状の金属であり、例えば、その成分として、鉄鋼用に、脱酸のためにカルシウム及びシリコンを含有する材料、脱硫のためにカルシウム及びアルミニウムを含有する材料を用いることができる。そして、溶鋼成分を安定させるために、硫黄を含有する材料、溶鉱成分の微調整を行うために、炭素を含有する材料を用いることもできる。さらに、鋳鉄用に、脱硫又は球状化のために、マグネシウム、シリコン、鉄などを含有する材料を用いることもできる。なお、金属ワイヤーＷは、これらの材料に対して、薄い鋼板などの金属で被覆して用いられることが好ましい。金属ワイヤーＷは、目的に応じて、１種又は２種以上組み合わせて用いることもできる。

そして、図１などに示すように、取鍋用蓋１を搬送するアーム４には、スプリングからなる弾性部材４１が複数取り付けられている。金属ワイヤーＷを取鍋３に挿通部１３より挿入するときに、弾性部材４１を鍔部１１の上面１１Ｕに３箇所で押しつける。弾性部材４１により、溶湯５と金属ワイヤーＷが激しく反応して取鍋３内の圧力が急激に増加したとしても、取鍋用蓋１が取鍋３から脱落することを防ぐことができる。また、取鍋３の開口部３１に取鍋用蓋１を載置して、アーム４の支持具４２と取鍋用蓋１の受け部１６の係止が解除されてから、弾性部材４１が鍔部１１の上面１１Ｕを押しつけるように弾性部材４１の長さなどを設計しているため、取鍋用蓋１を取鍋３の開口部３１に載置するときに弾性部材４１が鍔部１１の上面１１Ｕを押しつけるほどアーム４を下げていなければ、取鍋３の開口部３１に対する取鍋用蓋１の位置を微調整することができる。なお、弾性部材４１は複数設けられることが好ましいが、実施形態に示すように３個だけでなく、２個あるいは４個以上設けてもよい。

１・・・取鍋用蓋
１１・・鍔部
１１Ｄ・下面
１１Ｕ・上面
１２・・蓋本体
１２Ｕ・上面
１３・・挿通部
１４・・張出部
１５・・溝部
１６・・受け部
１７・・貫通孔
１８・・煙突
２・・・シール材
３・・・取鍋
３１・・開口部
４・・・アーム
４１・・弾性部材
４２・・支持具
５・・・溶湯
Ｓ・・・空間
Ｗ・・・金属ワイヤー
Ｐ・・・ガイドパイプ

Claims (6)

1. 取鍋の開口部を覆う蓋であって、
   周縁に鍔部と、
   前記鍔部から隆起して前記取鍋の開口部との間に空間を生じさせる蓋本体と、
   前記鍔部の下面に、前記鍔部より下方に張り出した張出部を備えることを特徴とする取鍋用蓋。
2. 前記鍔部の下面に設けられ、前記張出部よりも外側に位置する溝部に嵌設され、柔軟性を有するシール材を備えることを特徴とする請求項１に記載の取鍋用蓋。
3. 前記蓋本体の上面に突設され、上方に向けて末広がりとなる挿通部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の取鍋用蓋。
4. 前記蓋本体に、前記空間に連通した煙突を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の取鍋用蓋。
5. 前記鍔部の上面に、移動させるときの支点となる複数の受け部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の取鍋用蓋。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の取鍋用蓋で前記取鍋の開口部を覆い、前記取鍋用蓋の前記鍔部を、前記取鍋用蓋を搬送するアームに取り付けられた弾性部材により押しつけて金属ワイヤーを前記取鍋に前記挿通部より挿入することを特徴とする黒鉛球状化処理方法。

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