JP2018100813A - Plasma melting system and plasma melting method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma melting system and a plasma melting method which can supply melting liquid efficiently and quickly, can suppress waste of energy, and can improve quality of the melting liquid.SOLUTION: In a plasma melting system 10, a melting furnace 11 is composed of a melting tank 15 positioned at an upper part and a temperature control tank 16 positioned at a lower part. The melting tank 15 is movable to a melting position and a non-melting position. The temperature control tank 16 is movable to a melting liquid reception position and a melting liquid non-reception position. Melting liquid 14 melted by the melting tank 15 at the melting position is received by the temperature control tank 16 at the melting liquid reception position. Preparatory operation for melting in the melting tank 15 at the non-melting position is performed, and preparatory operation for receiving the melting liquid 14 in the temperature control tank 16 at the melting liquid non-reception position is performed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アルミニウム、亜鉛等の金属材料(被溶融物)を、プラズマトーチを用いてプラズマ溶融するシステムであって、プラズマ溶融された溶融液の供給を効率良く、迅速に行うことができるプラズマ溶融システム及びプラズマ溶融方法に関する。   The present invention is a system for plasma-melting a metal material (melted material) such as aluminum or zinc using a plasma torch, which can efficiently and rapidly supply plasma-melted melt. The present invention relates to a melting system and a plasma melting method.

一般に、プラズマ溶融装置は被溶融物を収容する溶融槽とプラズマトーチとを備え、プラズマトーチにより生成するプラズマを被溶融物に照射して溶融液(溶湯)を形成する。この場合、溶融槽内には固体の被溶融物と液体の溶融液とが混在している。そして、プラズマ溶融された溶融液を凝固させると溶融槽を損傷させることから、溶融液を凝固させないようにするために、例えば被溶融物であるアルミニウムを溶融させる温度として600℃以上の加熱を継続しなければならない。   In general, a plasma melting apparatus includes a melting tank for storing a material to be melted and a plasma torch, and forms a melt (melt) by irradiating the material to be melted with plasma generated by the plasma torch. In this case, a solid melt and a liquid melt are mixed in the melting tank. Then, since solidification of the plasma-melted molten liquid damages the melting tank, in order to prevent the molten liquid from solidifying, for example, heating at 600 ° C. or higher is continued as a temperature for melting aluminum that is to be melted. Must.

この種のプラズマ溶融炉が例えば特許文献1に開示されている。このプラズマ溶融炉は、廃棄物をアークプラズマにより高温溶融してスラグ化する溶融炉である。そして、スラグ槽が隔壁により主槽と副槽に仕切られるとともに、隔壁には主槽と副槽を連通する連通路が設けられている。前記主槽にはプラズマトーチ及び廃棄物の投入口が設けられ、副槽にはオーバーフローにより溶融したスラグを排出するスラグ排出口が設けられている。さらに、前記連通路はスラグ排出口よりも低位に設けられている。   This type of plasma melting furnace is disclosed in Patent Document 1, for example. This plasma melting furnace is a melting furnace in which waste is melted at high temperature by arc plasma to form slag. The slag tank is partitioned into a main tank and a sub tank by a partition wall, and a communication path that connects the main tank and the sub tank is provided in the partition wall. The main tank is provided with a plasma torch and a waste inlet, and the sub tank is provided with a slag outlet for discharging slag melted by overflow. Further, the communication path is provided lower than the slag discharge port.

また、アルミニウム等の金属の溶湯をダイカストマシーンに供給するためのプラズマ溶解装置が特許文献2に開示されている。このプラズマ溶解装置は、複数のルツボと、それら複数のルツボを溶解位置と非溶解位置とに移動させる移動機構と、前記溶解位置において被溶解物を溶解するプラズマトーチとを備えている。具体的には、3つ又は4つのルツボを用いてそれらを回転可能に構成し、溶解位置で被溶解物を溶解し、非溶解位置で金属酸化物の除去、溶湯の排出、被溶解物の投入等の操作が行われるようになっている。   Further, Patent Literature 2 discloses a plasma melting apparatus for supplying a molten metal such as aluminum to a die casting machine. This plasma melting apparatus includes a plurality of crucibles, a moving mechanism that moves the plurality of crucibles to a melting position and a non-melting position, and a plasma torch that melts a material to be dissolved at the melting position. Specifically, they are configured to be rotatable using three or four crucibles, melt the material to be melted at the melting position, remove the metal oxide at the non-melting position, discharge the molten metal, An operation such as charging is performed.

特開2008−249220号公報JP 2008-249220 A 特開2015−68576号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-68576

前述した特許文献1に記載されている従来構成のプラズマ溶融炉において、主槽内には固体の廃棄物と液体の溶融したスラグとが混在し、スラグの一部が連通路を介して副槽に導かれるようになっている。このため、主槽においては、溶融したスラグを液状に保つためアークプラズマにより主槽内の廃棄物を溶融する高温に維持しなければならないことから、特許文献1に記載のプラズマ溶融炉では、過剰な加熱の継続によってエネルギーの無駄が生ずる。   In the plasma melting furnace of the conventional configuration described in Patent Document 1 described above, solid waste and liquid slag are mixed in the main tank, and a part of the slag is sub-tank through the communication path. To be guided to. Therefore, in the main tank, in order to keep the molten slag in a liquid state, it must be maintained at a high temperature at which the waste in the main tank is melted by arc plasma. Energy is wasted due to continued heating.

加えて、液状のスラグはほとんどが固体の廃棄物と一緒に主槽に存在し、その一部が主槽から連通路を介して副槽に順次流入されるように構成されていることから、主槽内に存在する液状のスラグは過昇温状態に晒され、スラグの変質を来たすという問題があった。   In addition, most of the liquid slag is present in the main tank together with the solid waste, and a part of the liquid slag is configured to flow sequentially from the main tank to the sub tank via the communication path. There was a problem that liquid slag present in the main tank was exposed to an overheated state, resulting in alteration of the slag.

また、特許文献2に記載されている従来構成のプラズマ溶解装置では、被溶解物の溶解操作とそれ以外の操作を1系列(1ステージ)で行うことから、溶湯の排出が終了した後に溶解位置のルツボでプラズマ溶解を実施するか、或いは溶湯の排出が終了する前にプラズマ溶解を実施してその状態で待機しなければならない。このため、ダイカストマシーン等への溶湯の供給が滞り、生産速度が遅くなるという問題があった。   Moreover, in the plasma melting apparatus of the conventional configuration described in Patent Document 2, since the melting operation of the object to be melted and the other operations are performed in one series (one stage), the melting position after the discharge of the molten metal is completed. It is necessary to carry out plasma melting with a crucible or to perform plasma melting and wait in that state before the discharge of the molten metal is completed. For this reason, there has been a problem that the supply of the molten metal to the die casting machine or the like is delayed and the production speed is slowed down.

そこで、本発明の目的とするところは、溶融液の供給を効率良く、迅速に行うことができるとともに、エネルギーの無駄を抑制でき、かつ溶融液の品質を向上させることができるプラズマ溶融システム及びプラズマ溶融方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma melting system and a plasma that can supply the melt efficiently and quickly, can suppress energy waste, and can improve the quality of the melt. It is to provide a melting method.

上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ溶融システムは、プラズマトーチにより溶融炉内の被溶融物を溶融するプラズマ溶融システムであって、前記溶融炉を、上部に位置しプラズマトーチに基づくプラズマにより被溶融物を溶融して溶融液を調製するための溶融槽と、下部に位置し前記溶融液を受け入れて液状に保持するための温調槽とで構成し、前記溶融槽は溶融位置と非溶融位置とに移動可能に構成されるとともに、温調槽は溶融液受け入れ位置と溶融液非受け入れ位置とに移動可能に構成され、溶融位置の溶融槽で溶融された溶融液を溶融液受け入れ位置の温調槽に受け入れ、非溶融位置の溶融槽で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽で溶融液受け入れのための準備操作を行うように構成されている。   In order to achieve the above object, a plasma melting system of the present invention is a plasma melting system that melts a material to be melted in a melting furnace by a plasma torch, and is based on the plasma torch located in the upper part. A melting tank for preparing a melt by melting a material to be melted by plasma, and a temperature control tank for receiving the melt and holding it in a liquid state at a lower part, the melt tank being a melting position The temperature control tank is configured to be movable between a melt receiving position and a melt non-receiving position, and the melt melted in the melt tank at the melting position is melted into the melt. It is configured to receive in the temperature control tank at the receiving position, perform a preparatory operation for melting in the melting tank in the non-melting position, and perform a preparatory operation for receiving melt in the temperature control tank in the non-melt receiving position. .

プラズマ溶融方法は、前記溶融位置の溶融槽で被溶融物の溶融操作を行い、調製された溶融液を溶融液受け入れ位置の温調槽に受け入れた後、非溶融位置の溶融槽で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽で溶融液受け入れのための準備操作を行うものである。   In the plasma melting method, the melted material is melted in the melting tank at the melting position, the prepared melt is received in the temperature control tank at the melt receiving position, and then melted in the melting tank at the non-melting position. The preparatory operation for accepting the melt is performed in the temperature control tank at the melt non-accepting position.

本発明のプラズマ溶融システムによれば、溶融液の供給を効率良く、迅速に行うことができるとともに、エネルギーの無駄を抑制でき、かつ溶融液の品質を向上させることができるという効果を奏する。   According to the plasma melting system of the present invention, it is possible to supply the melt efficiently and quickly, to suppress the waste of energy, and to improve the quality of the melt.

実施形態におけるプラズマ溶融システムの主構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the main structures of the plasma melting system in embodiment. プラズマ溶融システムにおける溶融槽の回転動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows rotation operation | movement of the melting tank in a plasma melting system. プラズマ溶融システムにおける温調槽の回転動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows rotation operation | movement of the temperature control tank in a plasma melting system. (a)は温調槽の回転機構を示す平面図、(b)は温調槽の回転機構を示す断面図、(c)は受け皿に温調槽を収容する状態を示す正断面図。(A) is a top view which shows the rotation mechanism of a temperature control tank, (b) is sectional drawing which shows the rotation mechanism of a temperature control tank, (c) is a front sectional view which shows the state which accommodates a temperature control tank in a saucer. (a)は溶融槽の操作と温調槽の操作を1系列で実施した場合の操作時間を示す説明図、(b)は溶融槽の操作と温調槽の操作を2系列で並行して実施した場合の操作時間を示す説明図。(A) is explanatory drawing which shows the operation time at the time of implementing operation of a melting tank and operation of a temperature control tank in 1 series, (b) is parallel operation of a melting tank and operation of a temperature control tank in 2 lines. Explanatory drawing which shows the operation time at the time of implementing. (a)は電極を示す平面図、(b)は(a)の6b−6b線における断面図。(A) is a top view which shows an electrode, (b) is sectional drawing in the 6b-6b line | wire of (a). (a)は支持棒を示す断面図、(b)は支持棒を示す側面図。(A) is sectional drawing which shows a support rod, (b) is a side view which shows a support rod. プラズマトーチの上下動作及び旋回動作を示す斜視図。The perspective view which shows the up-down operation | movement and turning operation | movement of a plasma torch. エアブロー装置で溶融槽の周壁の内周面及び支持棒に付着したスラグを除去する状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which removes the slag adhering to the internal peripheral surface and supporting rod of the surrounding wall of a melting tank with an air blower. エアブロー装置で温調槽の内周面に付着したスラグを除去する状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which removes the slag adhering to the internal peripheral surface of a temperature control tank with an air blower. (a)は別例としての溶融槽の回転動作と予熱機構を示す平面図、(b)は(a)の概略正面図。(A) is a top view which shows the rotation operation and preheating mechanism of a melting tank as another example, (b) is a schematic front view of (a).

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、プラズマ溶融システム10を構成する溶融炉11は、上部に位置し、プラズマトーチ12に基づくプラズマにより被溶融物13を溶融して溶融液14を調製するための溶融槽15と、下部に位置し、前記溶融液14を液状に保持するための温調槽16とにより構成されている。被溶融物13は例えばアルミニウム、亜鉛、銅等の金属により略円柱状に形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a melting furnace 11 constituting a plasma melting system 10 is located at an upper part, and a melting tank 15 for preparing a melt 14 by melting a material 13 to be melted by plasma based on a plasma torch 12. And a temperature control tank 16 which is located in the lower part and holds the molten liquid 14 in a liquid state. The melt 13 is formed in a substantially cylindrical shape with a metal such as aluminum, zinc, or copper.

前記溶融槽15は耐火材料により円筒状に形成された周壁17と、その下端部に配置された電極18、絶縁体19及び底板20よりなる底壁21とにより構成されている。なお、電極18、絶縁体19及び底板20は、図示しないクランプにより一体的に連結されている。前記温調槽16は耐火材料により形成されている。この温調槽16は、四角枠状の基台22上に支持されている。前記溶融槽15の底壁21を構成する電極18、絶縁体19及び底板20には周壁17の内径と同一の直径を有する連通孔18a、19a、20aが設けられ、溶融槽15で得られた溶融液14を温調槽16へ導くようになっている。この連通孔18a、19a、20aは、その孔径が被溶融物13の直径以上となるように設計することが、溶融槽15からの溶融液14を円滑に温調槽16に導く上で好ましい。   The melting tank 15 includes a peripheral wall 17 formed in a cylindrical shape from a refractory material, and a bottom wall 21 including an electrode 18, an insulator 19, and a bottom plate 20 disposed at the lower end thereof. The electrode 18, the insulator 19 and the bottom plate 20 are integrally connected by a clamp (not shown). The temperature control tank 16 is made of a refractory material. The temperature control tank 16 is supported on a rectangular frame-shaped base 22. The electrode 18, the insulator 19 and the bottom plate 20 constituting the bottom wall 21 of the melting tank 15 are provided with communication holes 18 a, 19 a and 20 a having the same diameter as the inner diameter of the peripheral wall 17. The melt 14 is guided to the temperature control tank 16. The communication holes 18 a, 19 a, and 20 a are preferably designed so that the hole diameter is equal to or larger than the diameter of the material 13 to be melted, in order to smoothly guide the molten liquid 14 from the melting tank 15 to the temperature control tank 16.

前記プラズマトーチ12は溶融槽15の上方位置において吊下体23により吊下げ支持されるとともに、図示しない駆動装置により移動可能な可動部材24が連結され、上下方向、左右方向及び前後方向に移動可能に構成されている。   The plasma torch 12 is suspended and supported by a suspended body 23 at an upper position of the melting tank 15, and a movable member 24 movable by a driving device (not shown) is connected to be movable in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction. It is configured.

例えば、図8に示すように、プラズマトーチ12は図8の矢印のように上下方向及び水平方向に移動可能であり、渦巻き状に旋回する。そして、プラズマトーチ12が被溶融物13の未溶融部にプラズマを照射して被溶融物13全体を溶融できるようになっている。   For example, as shown in FIG. 8, the plasma torch 12 can move in the vertical direction and the horizontal direction as indicated by arrows in FIG. 8, and swirls in a spiral shape. The plasma torch 12 can melt the entire melt 13 by irradiating the unmelted portion of the melt 13 with plasma.

図1に示すように、前記電極18はカーボン等の導電性材料により形成され、溶融槽15の周壁17と絶縁体19との間に配置され、その電極18とプラズマトーチ12との間には直流電源25が接続線26を介して接続されている。そして、プラズマトーチ12と電極18との間に所定の電圧が印加され、被溶融物13にプラズマを照射するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the electrode 18 is formed of a conductive material such as carbon, and is disposed between the peripheral wall 17 of the melting tank 15 and the insulator 19, and between the electrode 18 and the plasma torch 12. A DC power supply 25 is connected via a connection line 26. A predetermined voltage is applied between the plasma torch 12 and the electrode 18 to irradiate the melt 13 with plasma.

図6(a)、(b)に示すように、前記電極18は板状に形成され、その電極部27は円環状をなすとともに、その一部には長四角形状をなす導電性の接続部28が延出されている。前記電極部27の内周部には互いに対向する切欠き部29が一対凹設されている。   As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the electrode 18 is formed in a plate shape, and the electrode portion 27 has an annular shape, and a part of the conductive connection portion has a rectangular shape. 28 is extended. A pair of notches 29 facing each other are formed in the inner peripheral portion of the electrode portion 27 so as to be recessed.

図1に示すように、前記溶融槽15の底壁21を構成する電極18の連通孔18aの周縁部には被溶融物13を支持する一対の支持部としての支持棒30が架設されている。図7(a)、(b)に示すように、これらの支持棒30は円柱状に形成されるとともに、各支持棒30の両端部下面には前記電極18の切欠き部29に係止される凹状の係止部31が設けられ、支持棒30が連通孔18aにおいて電極18に対し安定した状態で配置される。これら一対の支持棒30上に前記被溶融物13が支持されている。この支持棒30は複数本配置されておればよく、3本以上であってもよい。また、支持棒30としては、その上面に平坦面を形成したものや三角柱状に形成してその側面が上面となるように配置したものであってもよい。   As shown in FIG. 1, support rods 30 as a pair of support portions for supporting the object to be melted 13 are installed on the peripheral edge portion of the communication hole 18 a of the electrode 18 constituting the bottom wall 21 of the melting tank 15. . As shown in FIGS. 7A and 7B, these support rods 30 are formed in a columnar shape, and are engaged with the notch portions 29 of the electrodes 18 on the lower surfaces of both end portions of each support rod 30. A concave locking portion 31 is provided, and the support rod 30 is disposed in a stable state with respect to the electrode 18 in the communication hole 18a. The melt 13 is supported on the pair of support bars 30. It is sufficient that a plurality of support rods 30 are arranged, and three or more support rods 30 may be provided. Further, the support rod 30 may be a flat surface formed on the upper surface or a triangular prism shape and disposed so that the side surface is the upper surface.

前記支持棒30はカーボン等の導電性材料で形成され、プラズマトーチ12によるプラズマ発生のための電極としても機能するように構成されている。このため、被溶融物13の直下に配置された一対の支持棒30によりプラズマを被溶融物13に有効に照射でき、被溶融物13の溶融を速やかに進めることができる。   The support rod 30 is made of a conductive material such as carbon, and is configured to function also as an electrode for generating plasma by the plasma torch 12. For this reason, plasma can be effectively irradiated to the to-be-melted material 13 with a pair of support rod 30 arrange | positioned directly under the to-be-melted material 13, and melting of the to-be-melted material 13 can be advanced rapidly.

前記温調槽16には、溶融槽15で溶融された溶融液14を30〜150℃昇温するための加熱器として高周波誘導加熱器34が備えられ、温調槽16内の溶融液14を液状に保持するようになっている。前記高周波誘導加熱器34は温調槽16の下方位置に配置され、交流電源35からの電力により温調槽16を加熱するようになっている。前記加熱器としては、高周波誘導加熱器34以外に直接通電加熱器、電気ヒータ式加熱器、ガス燃焼式加熱器等が用いられる。   The temperature control tank 16 is provided with a high frequency induction heater 34 as a heater for raising the temperature of the melt 14 melted in the melt tank 15 by 30 to 150 ° C., and the melt 14 in the temperature control tank 16 is supplied to the temperature control tank 16. It is designed to be held in liquid form. The high-frequency induction heater 34 is disposed at a position below the temperature control tank 16, and heats the temperature control tank 16 with electric power from an AC power supply 35. As the heater, in addition to the high-frequency induction heater 34, a direct current heater, an electric heater heater, a gas combustion heater, or the like is used.

図9及び図10に示すように、前記溶融槽15及び温調槽16には、スラグを除去するためのエアブロー装置40が設けられている。図9に示すように、エアブロー装置40を構成するエアホース41先端部のエアノズル43から溶融槽15の周壁17内面にエアが上方から旋回状態で吹き付けられ、周壁17内面に付着したスラグが除去される。さらに、電極18の連通孔18aを跨ぐ一対の支持棒30に対してもエアが吹き付けられ、支持棒30に付着したスラグが除去される。   As shown in FIGS. 9 and 10, the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are provided with an air blowing device 40 for removing slag. As shown in FIG. 9, air is blown from above to the inner surface of the peripheral wall 17 of the melting tank 15 from the air nozzle 43 at the tip of the air hose 41 constituting the air blowing device 40, and the slag adhering to the inner surface of the peripheral wall 17 is removed. . Further, air is also blown to the pair of support rods 30 straddling the communication hole 18a of the electrode 18, and the slag adhering to the support rods 30 is removed.

図10に示すように、温調槽16は上下逆にして支持され、下方に配置されたエアノズル43から温調槽16内にエアが旋回状態で吹き付けられ、温調槽16の内面に付着したスラグが除去される。   As shown in FIG. 10, the temperature adjustment tank 16 is supported upside down, and air is blown into the temperature adjustment tank 16 from the air nozzle 43 disposed below and attached to the inner surface of the temperature adjustment tank 16. Slag is removed.

次に、前記プラズマ溶融システム10の具体的構成について説明する。
本実施形態のプラズマ溶融システム10では、溶融槽15と温調槽16が2系列(2ステージ)で回転動作し、それぞれ並行して各操作が行われる。
Next, a specific configuration of the plasma melting system 10 will be described.
In the plasma melting system 10 of this embodiment, the melting tank 15 and the temperature control tank 16 rotate in two series (two stages), and each operation is performed in parallel.

図2に示すように、溶融槽15は上テーブル45により図2の反時計方向に回転し、溶融位置101、スラグ除去位置102、電極交換位置103及び被溶融物設置位置104にそれぞれ周方向へ90°間隔をおいて配置される。溶融位置101において、溶融槽15では被溶融物13がプラズマ溶融され、溶融液14が調製される。スラグ除去位置102において、溶融槽15内がエアブロー装置40のエアノズル43から噴出されるエアによりスラグが除去される。電極交換位置103において、電極18及び支持棒30が交換される。被溶融物設置位置104において、溶融槽15内に被溶融物13が挿入されて設置される。   As shown in FIG. 2, the melting tank 15 is rotated counterclockwise in FIG. Arranged at intervals of 90 °. In the melting position 101, the melt 13 is plasma-melted in the melting tank 15, and the melt 14 is prepared. At the slag removal position 102, the slag is removed by the air ejected from the air nozzle 43 of the air blowing device 40 in the melting tank 15. At the electrode exchange position 103, the electrode 18 and the support rod 30 are exchanged. At the melt installation position 104, the melt 13 is inserted and installed in the melting tank 15.

図3に示すように、温調槽16は下テーブル46により図3の時計方向に回転し、溶融液受け入れ位置105、温調位置106、出湯位置107及びスラグ除去位置108にそれぞれ周方向へ90°間隔をおいて配置される。溶融液受け入れ位置105において、溶融槽15の底壁21の連通孔18a、19a、20aから溶融液14が温調槽16に受け入れられる。溶融液14の温度は、被溶融物13が例えばアルミニウムの場合には約600℃である。温調位置106において、温調槽16が高周波誘導加熱器34により例えば60℃昇温されて660℃に達し、溶融液14が液状に保持される。出湯位置107において、温調槽16内の溶融液14が図示しないダイカストマシーンへ供給される。スラグ除去位置108において、温調槽16が上下逆にした状態でエアブロー装置40のエアノズル43から吹き出されるエアにより温調槽16内のスラグが除去される。   As shown in FIG. 3, the temperature adjustment tank 16 is rotated clockwise by the lower table 46 in FIG. 3, and is 90 ° in the circumferential direction at the melt receiving position 105, temperature adjustment position 106, tapping position 107 and slag removal position 108. ° Arranged at intervals. At the melt receiving position 105, the melt 14 is received by the temperature control tank 16 from the communication holes 18 a, 19 a, 20 a of the bottom wall 21 of the melt tank 15. The temperature of the melt 14 is about 600 ° C. when the material 13 is aluminum, for example. In the temperature control position 106, the temperature control tank 16 is heated by, for example, 60 ° C. by the high frequency induction heater 34 to reach 660 ° C., and the melt 14 is held in a liquid state. At the hot water discharge position 107, the melt 14 in the temperature control tank 16 is supplied to a die casting machine (not shown). At the slag removal position 108, the slag in the temperature control tank 16 is removed by the air blown from the air nozzle 43 of the air blowing device 40 in a state where the temperature control tank 16 is turned upside down.

続いて、前記溶融槽15及び温調槽16の回転機構について説明する。まず、温調槽16の回転機構について説明する。
図4(a)〜(c)に示すように、円環状の枠体47内には下テーブル46としての十字状回転部材が図示しない駆動源により回転可能に支持されている。下テーブル46の各先端部にはそれぞれ円孔48が透設され、各円孔48には図4(b)に示す受け皿49が挿入され、その受け皿49のフランジ部49aが下テーブル46に係止されている。前記出湯位置107及びスラグ除去位置108においては円孔48を外方へ開口する開口部50が設けられ、受け皿49が外方へ移動可能になっている。さらに、出湯位置107においては、枠体47に開放部51が形成され、出湯位置107の温調槽16を外部へ取り出すことができるようになっている。図4(c)に示すように、前記受け皿49内には温調槽16が挿入され、保持されるように構成されている。
Then, the rotation mechanism of the said melting tank 15 and the temperature control tank 16 is demonstrated. First, the rotation mechanism of the temperature control tank 16 will be described.
As shown in FIGS. 4A to 4C, a cross-shaped rotating member as the lower table 46 is rotatably supported by a driving source (not shown) in an annular frame 47. A circular hole 48 is pierced at each tip of the lower table 46, and a tray 49 shown in FIG. 4B is inserted into each circular hole 48, and a flange portion 49 a of the tray 49 is engaged with the lower table 46. It has been stopped. In the hot water discharge position 107 and the slag removal position 108, an opening 50 that opens the circular hole 48 outward is provided, and the tray 49 can move outward. Furthermore, in the hot water position 107, the open part 51 is formed in the frame 47, and the temperature control tank 16 of the hot water position 107 can be taken out outside. As shown in FIG. 4 (c), the temperature adjustment tank 16 is inserted and held in the tray 49.

前記溶融槽15の回転機構は図示されていないが、温調槽16の回転機構と同様に構成されている。但し、出湯位置107の開口部50や枠体47の開放部51は設けられていない。   Although the rotation mechanism of the melting tank 15 is not shown, it is configured in the same manner as the rotation mechanism of the temperature control tank 16. However, the opening 50 at the pouring position 107 and the opening 51 of the frame 47 are not provided.

図2及び図3に示したように、上テーブル45と下テーブル46の回転方向を逆にすることにより、溶融槽15のスラグ除去位置102と温調槽16のスラグ除去位置108を同一位置に設定でき、エアブロー装置40によるスラグ除去操作を効率良く進めることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the slag removal position 102 of the melting tank 15 and the slag removal position 108 of the temperature control tank 16 are made the same by reversing the rotation directions of the upper table 45 and the lower table 46. The slag removal operation by the air blow device 40 can be performed efficiently.

次に、前記のように溶融槽15と温調槽16を2系列で動作させた場合と、溶融槽15と温調槽16を1系列で動作させた場合とを比較して説明する。
図5(a)に示すように、溶融槽15と温調槽16を1系列で動作させた場合には、溶融槽15の溶融操作、スラグ除去操作、電極交換操作及び被溶融物設置操作を実施した後、温調槽16の溶融液受け入れ操作、温調操作、出湯操作及びスラグ除去操作が行われる。このため、全操作時間は、溶融槽15の各操作時間の合計時間と温調槽16の各操作時間の合計時間との加算時間となる。
Next, the case where the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in two lines as described above and the case where the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in one line will be described in comparison.
As shown in FIG. 5A, when the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in one line, the melting operation of the melting tank 15, the slag removal operation, the electrode replacement operation, and the melt installation operation are performed. After the implementation, a melt receiving operation, a temperature control operation, a hot water operation, and a slag removal operation of the temperature control tank 16 are performed. For this reason, the total operation time is an addition time of the total operation time of the melting tank 15 and the total operation time of the temperature adjustment tank 16.

その一方、図5(b)に示すように、溶融槽15と温調槽16を2系列で動作させた場合には、溶融槽15の各操作と温調槽16の各操作が並行して行われる。そのため、全操作時間は、溶融槽15の各操作時間の合計時間又は温調槽16の各操作時間の合計時間のいずれか一方となる。なお、図5(a)及び図5(b)は各操作と操作時間を概念的に示したもので、溶融槽15及び温調槽16の各操作時間は同じ長さの矢印で示されているが、実際の各操作時間には相違がある。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in two series, each operation of the melting tank 15 and each operation of the temperature control tank 16 are performed in parallel. Done. Therefore, the total operation time is either the total time of each operation time of the melting tank 15 or the total time of each operation time of the temperature adjustment tank 16. 5 (a) and 5 (b) conceptually show each operation and operation time, and each operation time of the melting tank 15 and the temperature control tank 16 is indicated by an arrow having the same length. However, there is a difference in actual operation time.

従って、溶融槽15と温調槽16を2系列で動作させた場合の方が1系列で動作させた場合よりも、全操作時間をほぼ半分に短縮することができ、操作効率を格段に高めることができる。   Accordingly, when the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in two lines, the total operation time can be shortened to almost half as compared to when the melting tank 15 and the temperature control tank 16 are operated in one line, and the operation efficiency is remarkably increased. be able to.

次に、上記のプラズマ溶融システム10を用いたプラズマ溶融方法について説明する。
図1に示すように、溶融槽15内には一対の支持棒30上に被溶融物13のアルミニウムが支持された状態で、プラズマトーチ12と電極18及び支持棒30との間に直流電源25から電圧が印加されてプラズマが被溶融物13に照射され、被溶融物13が600℃以上の高温に加熱されて溶融する。被溶融物13がプラズマ溶融して得られた溶融液14は液滴として垂れ落ち、溶融槽15の連通孔18a、19a、20aを経て温調槽16内へ収容される。
Next, a plasma melting method using the plasma melting system 10 will be described.
As shown in FIG. 1, a DC power source 25 is interposed between the plasma torch 12, the electrode 18, and the support rod 30 in a state in which the aluminum to be melted 13 is supported on a pair of support rods 30 in the melting tank 15. A voltage is applied from above to irradiate the melt 13 with the plasma, and the melt 13 is heated to a high temperature of 600 ° C. or higher and melted. The melt 14 obtained by plasma melting of the material 13 to be melted drips down as droplets and is accommodated in the temperature control tank 16 through the communication holes 18 a, 19 a, and 20 a of the melting tank 15.

図2に示すように、溶融槽15は溶融位置101において被溶融物13の溶融が終了すると、上テーブル45の回転によりスラグ除去位置102に移され、そこでエアブロー装置40により溶融槽15内のスラグが除去される。その後、溶融槽15は電極交換位置103に移され、そこで再使用が難しい電極18及び支持棒30が交換される。次いで、溶融槽15は被溶融物設置位置104に移され、その位置で溶融槽15内に被溶融物13が挿入され、設置される。   As shown in FIG. 2, the melting tank 15 is moved to the slag removal position 102 by the rotation of the upper table 45 when the melting of the melt 13 is completed at the melting position 101, where the slag in the melting tank 15 is moved by the air blow device 40. Is removed. Thereafter, the melting tank 15 is moved to the electrode exchange position 103 where the electrode 18 and the support rod 30 that are difficult to reuse are exchanged. Next, the melting tank 15 is moved to the melt installation position 104, and the melt 13 is inserted into the melt tank 15 at that position and installed.

一方、図3に示すように、温調槽16は溶融液受け入れ位置105で溶融液14を受け入れた後、下テーブル46の回転により温調位置106に移される。この温調槽16には高周波誘導加熱器34が設けられ、温調位置106で温調槽16内の溶融液14が例えば660℃に加熱され、液状が維持される。その後、温調槽16は出湯位置107に移され、そこで温調槽16内の溶融液14がダイカストマシーンへ注入される。続いて、温調槽16はスラグ除去位置108に移され、そこで上下逆にされた状態でエアブロー装置40により温調槽16内のスラグが除去される。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the temperature control tank 16 receives the melt 14 at the melt receiving position 105 and then moves to the temperature control position 106 by the rotation of the lower table 46. The temperature control tank 16 is provided with a high frequency induction heater 34, and the melt 14 in the temperature control tank 16 is heated to, for example, 660 ° C. at the temperature control position 106, and the liquid state is maintained. Then, the temperature control tank 16 is moved to the hot water discharge position 107, where the melt 14 in the temperature control tank 16 is poured into the die casting machine. Subsequently, the temperature adjustment tank 16 is moved to the slag removal position 108, and the slag in the temperature adjustment tank 16 is removed by the air blowing device 40 in a state where the temperature adjustment tank 16 is turned upside down.

次に、前記のように構成された実施形態のプラズマ溶融システム10について作用を説明する。
さて、アルミニウム等の被溶融物13をプラズマ溶融した溶融液14をダイカストマシーン等へ供給する場合には、溶融炉11が溶融槽15と温調槽16により構成され、それぞれ2系列で並行して独自に回転可能に構成される。
Next, the operation of the plasma melting system 10 of the embodiment configured as described above will be described.
Now, when supplying the melt 14 which melt | dissolved the to-be-melted material 13, such as aluminum, to a die-casting machine etc., the melting furnace 11 is comprised by the melting tank 15 and the temperature control tank 16, and it is parallel in 2 series, respectively. It is configured to be independently rotatable.

図2に示すように、溶融槽15は溶融位置101と、それ以外の非溶融位置とに移動可能に構成される。図3に示すように、温調槽16は溶融液受け入れ位置105と、それ以外の溶融液非受け入れ位置とに移動可能に構成される。そして、溶融位置101の溶融槽15で被溶融物13の溶融操作が行われて溶融液14が調製され、その溶融液14が溶融液受け入れ位置105の温調槽16に受け入れられる。非溶融位置の溶融槽15では溶融のための準備操作つまりスラグ除去、電極交換、被溶融物設置等の操作が行われ、溶融液非受け入れ位置の温調槽16では溶融液14の受け入れのための準備操作つまり温調操作、出湯操作、スラグ除去操作等の操作が行われる。   As shown in FIG. 2, the melting tank 15 is configured to be movable to a melting position 101 and other non-melting positions. As shown in FIG. 3, the temperature control tank 16 is configured to be movable between a melt receiving position 105 and other melt non-receiving positions. Then, the melt 13 is melted in the melting tank 15 at the melting position 101 to prepare the melt 14, and the melt 14 is received in the temperature control tank 16 at the melt receiving position 105. In the melting tank 15 in the non-melting position, preparatory operations for melting, that is, operations such as slag removal, electrode replacement, and installation of the material to be melted are performed. Preparation operations, that is, operations such as temperature control operation, hot water operation, slag removal operation, and the like are performed.

このように、溶融槽15で調製された溶融液14は溶融槽15で保持するのではなく、直ちに温調槽16へ移行され、温調位置106の温調槽16で所定温度まで昇温された状態で待機される。このため、ダイカストマシーン等で要求される温度の溶融液14を温調槽16の出湯位置107において速やかに出湯することができる。   As described above, the melt 14 prepared in the melting tank 15 is not held in the melting tank 15, but is immediately transferred to the temperature adjustment tank 16, and is heated to a predetermined temperature in the temperature adjustment tank 16 at the temperature adjustment position 106. It waits in the state. For this reason, the molten liquid 14 having a temperature required by a die casting machine or the like can be quickly discharged at the outlet position 107 of the temperature control tank 16.

また、溶融槽15の各操作と温調槽16の各操作を、それぞれ同時に並行して行うことができ、溶融槽15と温調槽16の各操作を効率的に遂行することができる。
加えて、溶融槽15で溶融された溶融液14は直ちに温調槽16へ移されるため、溶融槽15内には固体の被溶融物13のみが実質的に存在し、その被溶融物13に対してプラズマトーチ12でプラズマを照射して溶融すればよく、溶融液14を液状に保つための余分なプラズマエネルギーを必要としない。その一方、温調槽16では、受け入れられた溶融液14を所定温度の液状に保持することができ、必要時に直ちに出湯することができる。従って、溶融槽15において生成した溶融液14の過昇温を回避することができ、溶融液14の品質への悪影響を抑制することができる。
Moreover, each operation of the melting tank 15 and each operation of the temperature control tank 16 can be performed simultaneously in parallel, and each operation of the melting tank 15 and the temperature control tank 16 can be performed efficiently.
In addition, since the melt 14 melted in the melting tank 15 is immediately transferred to the temperature control tank 16, only the solid melt 13 exists substantially in the melt tank 15. On the other hand, the plasma torch 12 may be melted by irradiating the plasma, and no extra plasma energy is required to keep the melt 14 in a liquid state. On the other hand, in the temperature control tank 16, the received molten liquid 14 can be kept in a liquid state at a predetermined temperature, and the hot water can be discharged immediately when necessary. Therefore, it is possible to avoid an excessive temperature rise of the melt 14 generated in the melt tank 15 and to suppress an adverse effect on the quality of the melt 14.

以上の実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
(1)この実施形態のプラズマ溶融システム10では、溶融炉11が上部の溶融槽15と、下部の温調槽16とで構成され、溶融槽15は溶融位置101と非溶融位置とに移動可能に構成されるとともに、温調槽16は溶融液受け入れ位置105と溶融液非受け入れ位置とに移動可能に構成されている。そして、溶融位置101の溶融槽15で溶融された溶融液14を溶融液受け入れ位置105の温調槽16に受け入れ、非溶融位置の溶融槽15で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽16で溶融液14の受け入れのための準備操作を行うように構成されている。
The effect exhibited by the above embodiment is described collectively below.
(1) In the plasma melting system 10 of this embodiment, the melting furnace 11 is composed of an upper melting tank 15 and a lower temperature control tank 16, and the melting tank 15 is movable between a melting position 101 and a non-melting position. The temperature control tank 16 is configured to be movable between a melt receiving position 105 and a melt non-receiving position. Then, the melt 14 melted in the melting tank 15 at the melting position 101 is received in the temperature control tank 16 at the melt receiving position 105, and a preparatory operation for melting is performed in the melting tank 15 at the non-melting position. A preparatory operation for receiving the melt 14 is performed in the temperature control tank 16 at the receiving position.

このように、溶融槽15と温調槽16との2系列で並行して処理操作を進めることができ、さらに溶融槽15では溶融操作と非溶融操作を別位置で行うことができるとともに、温調槽16では溶融液受け入れ操作と溶融液非受け入れ操作を別位置で行うことができる。   In this way, the processing operation can proceed in parallel in two series of the melting tank 15 and the temperature control tank 16, and in the melting tank 15, the melting operation and the non-melting operation can be performed at different positions. In the adjustment tank 16, the melt receiving operation and the melt non-receiving operation can be performed at different positions.

従って、この実施形態のプラズマ溶融システム10によれば、溶融液14の供給を効率良く、迅速に行うことができるとともに、エネルギーの無駄を抑制でき、かつ溶融液の品質を向上させることができる。   Therefore, according to the plasma melting system 10 of this embodiment, the melt 14 can be supplied efficiently and quickly, waste of energy can be suppressed, and the quality of the melt can be improved.

(2)前記温調槽16には、受け入れられた溶融液14を30〜150℃昇温するための高周波誘導加熱器34を備えている。このため、要求される温度の溶融液14を温調槽16から速やかに出湯することができる。   (2) The temperature control tank 16 is provided with a high frequency induction heater 34 for raising the temperature of the received melt 14 by 30 to 150 ° C. For this reason, the melt 14 having a required temperature can be quickly discharged from the temperature control tank 16.

(3)前記溶融槽15及び温調槽16は回転可能に構成され、溶融槽15の溶融位置101と非溶融位置及び温調槽16の溶融液受け入れ位置105と溶融液非受け入れ位置が回転位置により決定される。そのため、溶融槽15と温調槽16の回転動作により、各操作を簡単かつ連続的に実施することができる。   (3) The melting tank 15 and the temperature adjusting tank 16 are configured to be rotatable, and the melting position 101 and the non-melting position of the melting tank 15 and the melt receiving position 105 and the melt non-receiving position of the temperature adjusting tank 16 are the rotating positions. Determined by. Therefore, each operation can be carried out easily and continuously by the rotating operation of the melting tank 15 and the temperature control tank 16.

(4)前記溶融槽15の回転方向と温調槽16の回転方向とが逆方向に設定されている。従って、例えば溶融槽15のスラグ除去位置102と温調槽16のスラグ除去位置108を同位置に設定することができ、スラグ除去操作を同じスラグ除去装置を使用して効率的に行うことができる。   (4) The rotation direction of the melting tank 15 and the rotation direction of the temperature control tank 16 are set in opposite directions. Therefore, for example, the slag removal position 102 of the melting tank 15 and the slag removal position 108 of the temperature control tank 16 can be set at the same position, and the slag removal operation can be efficiently performed using the same slag removal apparatus. .

(5)前記溶融槽15は回転角度が90°毎に溶融位置101と複数の非溶融位置とが設定され、温調槽16は回転角度が90°毎に溶融液受け入れ位置105と複数の溶融液非受け入れ位置とが設定されている。このため、溶融槽15を90°毎回転させて溶融操作及び非溶融操作を定位置で容易に行い、温調槽16を90°毎回転させて溶融液受け入れ操作と溶融液非受け入れ操作を定位置で容易に行うことができる。   (5) In the melting tank 15, a melting position 101 and a plurality of non-melting positions are set every 90 °, and in the temperature control tank 16, a melt receiving position 105 and a plurality of melting are set every 90 °. The liquid non-receiving position is set. For this reason, the melting tank 15 is rotated every 90 ° to easily perform the melting operation and the non-melting operation at fixed positions, and the temperature control tank 16 is rotated every 90 ° to determine the melt receiving operation and the melt non-receiving operation. Easy to do in position.

(6)前記溶融槽15の非溶融位置は、スラグ除去位置102、電極交換位置103及び被溶融物設置位置104であり、温調槽16の溶融液非受け入れ位置は、温調位置106、出湯位置107及びスラグ除去位置108である。そのため、溶融槽15の非溶融位置でスラグ除去操作、電極交換操作及び被溶融物設置操作を行うと同時に、温調槽16の溶融液非受け入れ位置で温調操作、出湯操作及びスラグ除去操作を並行して行うことができる。   (6) The non-melting position of the melting tank 15 is the slag removal position 102, the electrode replacement position 103, and the melt installation position 104, and the molten liquid non-accepting position of the temperature control tank 16 is the temperature control position 106, tapping hot water A position 107 and a slag removal position 108. Therefore, the slag removal operation, the electrode replacement operation, and the melt installation operation are performed at the non-melting position of the melting tank 15, and at the same time, the temperature adjustment operation, the tapping operation, and the slag removal operation are performed at the molten liquid non-receiving position of the temperature control tank 16. Can be done in parallel.

(7)本実施形態のプラズマ溶融方法は、溶融位置101の溶融槽15で被溶融物13の溶融操作を行い、その溶融液14を溶融液受け入れ位置105の温調槽16に受け入れた後、非溶融位置の溶融槽15で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽16で溶融液14の受け入れのための準備操作を行うものである。   (7) In the plasma melting method of the present embodiment, the melt 13 is melted in the melting tank 15 at the melting position 101, and the melt 14 is received in the temperature control tank 16 at the melt receiving position 105. A preparatory operation for melting is performed in the melting tank 15 at the non-melting position, and a preparatory operation for receiving the molten liquid 14 is performed in the temperature control tank 16 at the non-melt receiving position.

従って、溶融槽15による溶融操作及びその他の操作と、温調槽16による温調操作及びその他の操作を並行して効率良く進めることができる。   Therefore, the melting operation and other operations by the melting tank 15 and the temperature adjustment operation and other operations by the temperature adjusting tank 16 can be efficiently advanced in parallel.

以下、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
図1に示すように、この実施例1のプラズマ溶融システム10においては、溶融炉11を上部位置の溶融槽15と下部位置の温調槽16とで構成した。図2に示すように、溶融槽15を回転機構により反時計方向へ回転可能に構成し、溶融位置101から回転角度90°毎にスラグ除去位置102、電極交換位置103及び被溶融物設置位置104へ回転させた。一方、図3に示すように、温調槽16を回転機構により時計方向に回転可能に構成し、溶融液受け入れ位置105から回転角度90°毎に温調位置106、出湯位置107及びスラグ除去位置108へ回転させた。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
As shown in FIG. 1, in the plasma melting system 10 of the first embodiment, the melting furnace 11 is composed of a melting tank 15 at the upper position and a temperature control tank 16 at the lower position. As shown in FIG. 2, the melting tank 15 is configured to be rotatable counterclockwise by a rotation mechanism, and the slag removal position 102, the electrode replacement position 103, and the melted object installation position 104 at every rotation angle of 90 ° from the melting position 101. Rotated to On the other hand, as shown in FIG. 3, the temperature adjustment tank 16 is configured to be rotatable in the clockwise direction by the rotation mechanism, and the temperature adjustment position 106, the tapping position 107, and the slag removal position at every rotation angle 90 ° from the melt receiving position 105. Rotate to 108.

そして、被溶融物13としてアルミニウム1kgを用い、溶融位置101の溶融槽15内でプラズマにより被溶融物13を20℃から600℃まで40秒間加熱して溶融させた。溶融した溶融液14は、溶融液受け入れ位置105の温調槽16に直ちに収容された。   Then, 1 kg of aluminum was used as the material to be melted 13, and the material to be melted 13 was heated from 20 ° C. to 600 ° C. for 40 seconds in the melting tank 15 at the melting position 101 and melted. The molten melt 14 was immediately stored in the temperature control tank 16 at the melt receiving position 105.

前記溶融槽15は、回転されてスラグ除去位置102へ移って5秒間でスラグが除去され、さらに電極交換位置103へ移動して15秒間で電極が交換され、被溶融物設置位置104で新たな被溶融物13が20秒間で設置された。   The melting tank 15 is rotated to move to the slag removal position 102 and slag is removed in 5 seconds, and further moved to the electrode replacement position 103 to replace the electrode in 15 seconds. The melt 13 was placed in 20 seconds.

一方、前記温調槽16は温調位置106へ移動し、被溶融物13が10秒間加熱されて660〜680℃に昇温された後、出湯位置107において被溶融物13が30秒間で出湯され、その後温調槽16はスラグ除去位置108でスラグが5秒間で除去された。   On the other hand, the temperature control tank 16 moves to the temperature control position 106, and after the material to be melted 13 is heated for 10 seconds and heated to 660 to 680 ° C., the material to be melted 13 is discharged from the hot water position 107 in 30 seconds. After that, the slag was removed from the temperature control tank 16 at the slag removal position 108 in 5 seconds.

このように、実施例1のプラズマ溶融システム10においては、溶融炉11を溶融槽15と温調槽16との上下2段で構成し、2系列で各操作を行ったことから、被溶融物13の溶融液は溶融槽15から温調槽16へ直ちに移され、温調位置106の温調槽16で加熱されて出湯を待つことができる。このため、空になった溶融槽15は約40秒後に新たな被溶融物13の溶融に移行することができる。従って、ダイカストマシーン等へ出湯する溶融液14を調製するための時間を大幅に短縮できるとともに、プラズマエネルギーの無駄を節約でき、かつ溶融液14の酸化を抑制してその品質を向上させることができる。   Thus, in the plasma melting system 10 of Example 1, the melting furnace 11 is composed of two stages of the upper and lower stages of the melting tank 15 and the temperature control tank 16, and each operation is performed in two series. The molten liquid 13 is immediately transferred from the melting tank 15 to the temperature adjustment tank 16 and heated in the temperature adjustment tank 16 at the temperature adjustment position 106 to wait for the hot water. For this reason, the melting tank 15 which has been emptied can move to melting of the new melted material 13 after about 40 seconds. Accordingly, the time for preparing the melt 14 to be discharged to a die casting machine or the like can be greatly shortened, the waste of plasma energy can be saved, and the quality of the melt 14 can be improved by suppressing the oxidation of the melt 14. .

(比較例1)
この比較例1では、前記実施例1において、溶融槽15及び温調槽16の各回転機構を省略し、溶融槽15からの溶融液14を温調槽16に受け入れ、その位置で温調槽16を加熱した後、温調槽16を傾けて溶融液14を出湯した。
(Comparative Example 1)
In this comparative example 1, in the said Example 1, each rotation mechanism of the melting tank 15 and the temperature control tank 16 is abbreviate | omitted, the molten liquid 14 from the melting tank 15 is received in the temperature control tank 16, and the temperature control tank in the position After heating 16, the temperature control tank 16 was tilted to discharge the melt 14.

すなわち、前記溶融槽15では、被溶融物13としてアルミニウム1kgを20℃から600℃まで40秒間加熱して溶融液14を調製した。その溶融液14を直ちに温調槽16に受け入れ、そこで温調槽16を10秒間加熱し、溶融液を600℃から660〜680℃に昇温させた。その後、温調槽16を傾けてその中の溶融液14を30秒間で出湯させた。次いで、前記溶融槽15のスラグ除去、電極交換及び被溶融物13の設置を実施例1と同様にして行った。   That is, in the melting tank 15, 1 kg of aluminum as the material to be melted 13 was heated from 20 ° C. to 600 ° C. for 40 seconds to prepare the melt 14. The melt 14 was immediately received in the temperature control tank 16, where the temperature control tank 16 was heated for 10 seconds, and the temperature of the melt was increased from 600 ° C to 660-680 ° C. Then, the temperature control tank 16 was inclined and the molten liquid 14 in it was discharged in 30 seconds. Next, slag removal from the melting tank 15, electrode replacement, and placement of the material to be melted 13 were performed in the same manner as in Example 1.

このように、比較例1においては、温調槽16が溶融槽15からの溶融液14を受け入れる位置で加熱されるとともに、出湯されることから、溶融槽15で次の被溶融物13を溶融する操作が前の溶融操作から80秒を経過した後でなければ実施することができない。このため、温調槽16から出湯する溶融液14を調製するための所要時間が長くなり、製造効率が著しく低下する。   As described above, in Comparative Example 1, the temperature control tank 16 is heated at the position where the melt 14 from the melting tank 15 is received and discharged, so that the next melted material 13 is melted in the melting tank 15. This operation can only be performed after 80 seconds have elapsed since the previous melting operation. For this reason, the time required for preparing the molten liquid 14 discharged from the temperature control tank 16 becomes longer, and the production efficiency is remarkably lowered.

なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・図11(a)、(b)に示すように、前記溶融槽15の非溶融位置における被溶融物設置位置104の近傍に予熱用支持台52を設置し、そこに複数の被溶融物13を支持してその上方に設けられた予熱器53により被溶融物13を予熱し、予熱された被溶融物13を被溶融物設置位置104で溶融槽15内に設置するように構成してもよい。この場合、被溶融物13の予熱時間は、上テーブル45の回転時間に制約されることなく適宜の時間を設定でき、予熱をより長い時間行うことができる。
It should be noted that the embodiment described above can be modified and embodied as follows.
As shown in FIGS. 11A and 11B, a preheating support base 52 is installed in the vicinity of the melt installation position 104 in the non-melting position of the melting tank 15, and a plurality of melts 13 are provided there. The melt 13 is preheated by a preheater 53 provided above and supported, and the preheated melt 13 is installed in the melt tank 15 at the melt installation position 104. Good. In this case, the preheating time of the melt 13 can be set appropriately without being limited by the rotation time of the upper table 45, and the preheating can be performed for a longer time.

なお、図2に示す溶融システムにおいて、電極交換位置103と被溶融物設置位置104との間に予熱位置を設け、そこで被溶融物13を前記予熱器53により予熱するように構成してもよい。   In the melting system shown in FIG. 2, a preheating position may be provided between the electrode replacement position 103 and the melt installation position 104, and the melt 13 may be preheated by the preheater 53 there. .

前記予熱器53としては、セラミックスヒータ、赤外線ヒータ等が用いられ、予熱温度としては300〜500℃が好ましい。以上のように構成すれば、溶融位置101の溶融槽15において被溶融物13を溶融するまでに要する時間を短縮することができる。   As the preheater 53, a ceramic heater, an infrared heater or the like is used, and the preheating temperature is preferably 300 to 500 ° C. If comprised as mentioned above, time required to melt the to-be-melted material 13 in the melting tank 15 of the melting position 101 can be shortened.

・前記溶融槽15の回転方向と温調槽16の回転方向とが同一となるように構成してもよい。
・前記溶融槽15の1つの非溶融位置において複数の操作を実施してもよく、温調槽16の1つの溶融液非受け入れ位置において複数の操作を実施してもよい。
-You may comprise so that the rotation direction of the said melting tank 15 and the rotation direction of the temperature control tank 16 may become the same.
A plurality of operations may be performed at one non-melting position of the melting tank 15, and a plurality of operations may be performed at one melt non-receiving position of the temperature control tank 16.

・前記溶融液受け入れ位置105の温調槽16において、溶融液14を高周波誘導加熱器34で加熱し、溶融液非受け入れ位置で出湯してもよい。
・前記溶融槽15の非溶融位置と温調槽16の溶融液非受け入れ位置における各操作の工程数や時間を適宜変更してもよい。例えば、前記溶融槽15の非溶融位置において電極交換操作を省略したり、温調槽16の溶融液非受け入れ位置において酸化物除去操作等の操作を追加したりしてもよい。その場合、溶融槽15及び温調槽16の操作時間を同調させるようにすることが望ましい。
In the temperature control tank 16 at the melt receiving position 105, the melt 14 may be heated by the high frequency induction heater 34 and discharged at the melt non-receiving position.
-You may change suitably the process number and time of each operation in the non-melting position of the said melting tank 15, and the melt non-accepting position of the temperature control tank 16. FIG. For example, the electrode replacement operation may be omitted at the non-melting position of the melting tank 15, or an operation such as an oxide removal operation may be added at the molten liquid non-receiving position of the temperature control tank 16. In that case, it is desirable to synchronize the operation time of the melting tank 15 and the temperature control tank 16.

10…プラズマ溶融システム、11…溶融炉、12…プラズマトーチ、13…被溶融物、14…溶融液、15…溶融槽、16…温調槽、101…溶融位置、102、108…スラグ除去位置、103…電極交換位置、104…被溶融物設置位置、105…溶融液受け入れ位置、106…温調位置、107…出湯位置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma melting system, 11 ... Melting furnace, 12 ... Plasma torch, 13 ... Material to be melted, 14 ... Molten liquid, 15 ... Melting tank, 16 ... Temperature control tank, 101 ... Melting position, 102, 108 ... Slag removal position , 103 ... Electrode replacement position, 104 ... Melt installation position, 105 ... Melt receiving position, 106 ... Temperature control position, 107 ... Tapping position.

Claims (8)

プラズマトーチにより溶融炉内の被溶融物を溶融するプラズマ溶融システムであって、
前記溶融炉を、上部に位置しプラズマトーチに基づくプラズマにより被溶融物を溶融して溶融液を調製するための溶融槽と、下部に位置し前記溶融液を受け入れて液状に保持するための温調槽とで構成し、前記溶融槽は溶融位置と非溶融位置とに移動可能に構成されるとともに、温調槽は溶融液受け入れ位置と溶融液非受け入れ位置とに移動可能に構成され、溶融位置の溶融槽で溶融された溶融液を溶融液受け入れ位置の温調槽に受け入れ、非溶融位置の溶融槽で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽で溶融液受け入れのための準備操作を行うように構成されているプラズマ溶融システム。
A plasma melting system for melting a material to be melted in a melting furnace by a plasma torch,
The melting furnace is located in the upper part and melts the material to be melted by plasma based on a plasma torch to prepare a melt, and in the lower part is a temperature for receiving the melt and holding it in a liquid state. The melting tank is configured to be movable between a melting position and a non-melting position, and the temperature control tank is configured to be movable between a melt receiving position and a melt non-receiving position to melt The molten liquid melted in the melt tank at the position is received in the temperature control tank at the melt receiving position, the preparatory operation for melting is performed in the melt tank at the non-melting position, and the melt is melted in the temperature control tank at the non-melt receiving position. A plasma melting system configured to perform preparatory operations for acceptance.
前記温調槽には、受け入れられた溶融液を30〜150℃昇温するための加熱器を備えた請求項1に記載のプラズマ溶融システム。   The plasma melting system according to claim 1, wherein the temperature control tank includes a heater for raising the temperature of the received melt by 30 to 150 ° C. 前記溶融槽及び温調槽は回転可能に構成され、溶融槽の溶融位置と非溶融位置及び温調槽の溶融液受け入れ位置と溶融液非受け入れ位置が回転位置により決定されるように構成されている請求項1又は請求項2に記載のプラズマ溶融システム。   The melting tank and the temperature control tank are configured to be rotatable, and the melting position and the non-melting position of the melting tank and the melt receiving position and the melt non-receiving position of the temperature control tank are determined by the rotation position. The plasma melting system according to claim 1 or claim 2. 前記溶融槽の回転方向と温調槽の回転方向とが逆方向に設定されている請求項3に記載のプラズマ溶融システム。   The plasma melting system according to claim 3, wherein a rotation direction of the melting tank and a rotation direction of the temperature control tank are set in opposite directions. 前記溶融槽は回転角度が90°毎に溶融位置と複数の非溶融位置とが設定され、温調槽は回転角度が90°毎に溶融液受け入れ位置と複数の溶融液非受け入れ位置とが設定されている請求項4に記載のプラズマ溶融システム。   In the melting tank, a melting position and a plurality of non-melting positions are set every 90 °, and in the temperature adjusting tank, a melt receiving position and a plurality of melt non-receiving positions are set every 90 °. The plasma melting system according to claim 4. 前記溶融槽の非溶融位置は、スラグ除去位置、電極交換位置及び被溶融物設置位置であり、温調槽の溶融液非受け入れ位置は、温調位置、出湯位置及びスラグ除去位置である請求項5に記載のプラズマ溶融システム。   The non-melting position of the melting tank is a slag removal position, an electrode replacement position, and a melt installation position, and the molten liquid non-receiving position of the temperature control tank is a temperature control position, a tapping position, and a slag removal position. 6. The plasma melting system according to 5. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のプラズマ溶融システムを用いたプラズマ溶融方法であって、
前記溶融位置の溶融槽で被溶融物の溶融操作を行い、調製された溶融液を溶融液受け入れ位置の温調槽に受け入れた後、非溶融位置の溶融槽で溶融のための準備操作を行い、溶融液非受け入れ位置の温調槽で溶融液受け入れのための準備操作を行うプラズマ溶融方法。
A plasma melting method using the plasma melting system according to any one of claims 1 to 6,
After melting the melted material in the melting tank at the melting position and receiving the prepared melt in the temperature control tank at the melt receiving position, perform the preparatory operation for melting in the melting tank at the non-melting position. A plasma melting method in which a preparatory operation for accepting a melt is performed in a temperature control tank at a melt non-accepting position.
前記温調槽には加熱器を備え、温調槽に受け入れられた溶融液を30〜150℃昇温する請求項7に記載のプラズマ溶融方法。
The plasma melting method according to claim 7, wherein the temperature control tank includes a heater, and the temperature of the melt received in the temperature control tank is increased by 30 to 150 ° C.
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