JP2652624B2 - 真空溶解炉の原料投入装置 - Google Patents
真空溶解炉の原料投入装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スポンジ状のチタンや
ジルコニウム等の原料を消耗電極とし、これをアーク溶
解すると共に、原料の他の一部を消耗電極とすることな
く前記アーク溶解によって生じた溶融池に投入すること
により、必要とする原料の全量を溶解するようにした真
空溶解炉の原料投入装置に関する。
ジルコニウム等の原料を消耗電極とし、これをアーク溶
解すると共に、原料の他の一部を消耗電極とすることな
く前記アーク溶解によって生じた溶融池に投入すること
により、必要とする原料の全量を溶解するようにした真
空溶解炉の原料投入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スポンジチタン等の原料を溶解して製品
のインゴットとする場合、原料を消耗電極にしてこれを
真空下でアーク溶解する方法、装置が従来より知られて
いる。そしてこの場合、原料を消耗電極に加工するのに
コストがかかること、及び消耗電極が大きい（長い）と
炉体等も大きくしなければならない等の欠点から、消耗
電極を小径化し、残量分をスポンジ粒のまま前記消耗電
極の溶解と並行してサイドチャージする方法、装置が従
来より提供されていた。そして前記従来の方法、装置に
おいては、サイドチャージは、作業員が消耗電極の降下
距離（溶け具合）に応じてその投入量を大まかに調整し
ていた。この従来の方法、装置では、サイドチャージの
時間経過に伴う過不足のチェックが作業員によって行わ
れるため、そのチェック間隔には限度があり、消耗電極
の刻々の消耗量（降下距離）に見合った正確な原料投入
が行えない。すなわち、ある時間間隔における消耗電極
の降下距離に対して原料投入量が多すぎて、電極と溶湯
との間にブリッジが発生する不都合が生じたり、また消
耗電極のアーク溶解が終了した時点で、溶解不良の原料
がインゴット中に残留したりする不都合があった。
のインゴットとする場合、原料を消耗電極にしてこれを
真空下でアーク溶解する方法、装置が従来より知られて
いる。そしてこの場合、原料を消耗電極に加工するのに
コストがかかること、及び消耗電極が大きい（長い）と
炉体等も大きくしなければならない等の欠点から、消耗
電極を小径化し、残量分をスポンジ粒のまま前記消耗電
極の溶解と並行してサイドチャージする方法、装置が従
来より提供されていた。そして前記従来の方法、装置に
おいては、サイドチャージは、作業員が消耗電極の降下
距離（溶け具合）に応じてその投入量を大まかに調整し
ていた。この従来の方法、装置では、サイドチャージの
時間経過に伴う過不足のチェックが作業員によって行わ
れるため、そのチェック間隔には限度があり、消耗電極
の刻々の消耗量（降下距離）に見合った正確な原料投入
が行えない。すなわち、ある時間間隔における消耗電極
の降下距離に対して原料投入量が多すぎて、電極と溶湯
との間にブリッジが発生する不都合が生じたり、また消
耗電極のアーク溶解が終了した時点で、溶解不良の原料
がインゴット中に残留したりする不都合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明者は上
記従来技術の欠点を解消し、消耗電極の消耗量（降下距
離）の刻々の変化に対応した正確な原料投入を自動的に
行うことができる真空溶解炉の原料投入自動制御方法
を、本願の原出願（特願昭６１−３１０９９９号）にお
いて提供した。ところが、この本願発明者が提供した真
空溶解炉の原料投入自動制御方法を行う場合には、消耗
電極の降下に伴う正確な原料の重量測定が必須である
が、従来は、上記本願発明者による真空溶解炉の原料投
入自動制御方法を行うのに適した正確な原料投入ができ
る装置がなかった。
記従来技術の欠点を解消し、消耗電極の消耗量（降下距
離）の刻々の変化に対応した正確な原料投入を自動的に
行うことができる真空溶解炉の原料投入自動制御方法
を、本願の原出願（特願昭６１−３１０９９９号）にお
いて提供した。ところが、この本願発明者が提供した真
空溶解炉の原料投入自動制御方法を行う場合には、消耗
電極の降下に伴う正確な原料の重量測定が必須である
が、従来は、上記本願発明者による真空溶解炉の原料投
入自動制御方法を行うのに適した正確な原料投入ができ
る装置がなかった。
【０００４】そこで本発明は原出願（特願昭６１−３１
０９９９号）における真空溶解炉の原料投入自動制御方
法を行うのに適した装置として、消耗電極の消耗量（降
下距離）の刻々の変化に対応して正確な原料の重量を測
定を可能とし、正確な原料投入を可能とすることができ
る真空溶解炉の原料投入装置の提供を目的とする。
０９９９号）における真空溶解炉の原料投入自動制御方
法を行うのに適した装置として、消耗電極の消耗量（降
下距離）の刻々の変化に対応して正確な原料の重量を測
定を可能とし、正確な原料投入を可能とすることができ
る真空溶解炉の原料投入装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の真空溶解炉の原
料投入装置は、消耗電極降下装置２により消耗電極３ を
降下させながら前記消耗電極３をアーク溶解するように
した真空溶解炉１に対して原料を前記消耗電極３の溶解
と並行して投入するための装置であって、投入用の原料
を蓄えたホッパー５と、該ホッパー５に接続されてホッ
パー５内の原料を自動投入させる自動投入装置６と、該
自動投入装置６に接続されると共に下端部で前記真空溶
解炉１の側部に接続固定される投入シュート７と、前記
ホッパー５及び前記自動投入装置６を支持することでホ
ッパー５及び自動投入装置６に残留の原料の重量を測定
するロードセル８と、前記消耗電極３の降下距離を測定
するストローク計１０と、前記ロードセル８で測定され
た重量値と前記ストローク計１０で測定された降下距離
値との入力を受けて適正投入量を演算すると共にその適
正投入量に応じた制御信号を前記自動投入装置６に出力
する制御部９とを備えた真空溶解炉の原料投入装置にお
いて、前記投入シュート７の途中に均圧化管１１の一端
を接続すると共に該均圧化管１１の他端を前記自動投入
装置６に対して前記投入シュート７の接続口７ａとは対
称の位置に且つ同径で接続することで、前記自動投入装
置６に対する真空溶解炉１の内圧変動による影響を相殺
するように構成したことを特徴としている。
料投入装置は、消耗電極降下装置２により消耗電極３ を
降下させながら前記消耗電極３をアーク溶解するように
した真空溶解炉１に対して原料を前記消耗電極３の溶解
と並行して投入するための装置であって、投入用の原料
を蓄えたホッパー５と、該ホッパー５に接続されてホッ
パー５内の原料を自動投入させる自動投入装置６と、該
自動投入装置６に接続されると共に下端部で前記真空溶
解炉１の側部に接続固定される投入シュート７と、前記
ホッパー５及び前記自動投入装置６を支持することでホ
ッパー５及び自動投入装置６に残留の原料の重量を測定
するロードセル８と、前記消耗電極３の降下距離を測定
するストローク計１０と、前記ロードセル８で測定され
た重量値と前記ストローク計１０で測定された降下距離
値との入力を受けて適正投入量を演算すると共にその適
正投入量に応じた制御信号を前記自動投入装置６に出力
する制御部９とを備えた真空溶解炉の原料投入装置にお
いて、前記投入シュート７の途中に均圧化管１１の一端
を接続すると共に該均圧化管１１の他端を前記自動投入
装置６に対して前記投入シュート７の接続口７ａとは対
称の位置に且つ同径で接続することで、前記自動投入装
置６に対する真空溶解炉１の内圧変動による影響を相殺
するように構成したことを特徴としている。
【０００６】
【作用】真空溶解炉１内の減圧状態の変化は、例えば投
入された原料が溶ける際に発生するガス等により頻繁に
生じ得ることである。均圧化管１１を設けない場合、真
空溶解炉１内の変動する圧力が投入シュート７の接続口
７ａから自動投入装置６に対して加わり、一方、一定の
大気圧が前記投入シュート７の接続口７ａの対称位置か
ら自動投入装置６に加わるため、大気圧と炉１内圧との
差圧の変動が自動投入装置６に生じ、その僅かな変動に
より測定重量値に大きな変動をもたらす。本発明の真空
溶解炉の原料投入装置によれば、投入シュート７の途中
に均圧化管１１の一端を接続すると共に該均圧化管１１
の他端を前記自動投入装置６に対して前記投入シュート
７の接続口７ａとは対称の位置に且つ同径で接続するこ
とで、前記自動投入装置６に対する真空溶解炉１の内圧
変動による影響を相殺するように構成したので、投入シ
ュート７を介して自動投入装置６に加わる真空溶解炉１
の内圧変動の影響と、均圧化管１１を介して対称位置か
ら自動投入装置６に 加わる同じ真空溶解炉１の内圧変動
の影響とが相殺されて、大気圧と炉１内圧との差圧の変
動によって生じる原料の重量測定誤差が解消され、消耗
電極の降下に伴う短時間間隔での原料測定に対しても、
正確に原料の測定を行うことができ、よって正確な原料
投入を行うことができる。
入された原料が溶ける際に発生するガス等により頻繁に
生じ得ることである。均圧化管１１を設けない場合、真
空溶解炉１内の変動する圧力が投入シュート７の接続口
７ａから自動投入装置６に対して加わり、一方、一定の
大気圧が前記投入シュート７の接続口７ａの対称位置か
ら自動投入装置６に加わるため、大気圧と炉１内圧との
差圧の変動が自動投入装置６に生じ、その僅かな変動に
より測定重量値に大きな変動をもたらす。本発明の真空
溶解炉の原料投入装置によれば、投入シュート７の途中
に均圧化管１１の一端を接続すると共に該均圧化管１１
の他端を前記自動投入装置６に対して前記投入シュート
７の接続口７ａとは対称の位置に且つ同径で接続するこ
とで、前記自動投入装置６に対する真空溶解炉１の内圧
変動による影響を相殺するように構成したので、投入シ
ュート７を介して自動投入装置６に加わる真空溶解炉１
の内圧変動の影響と、均圧化管１１を介して対称位置か
ら自動投入装置６に 加わる同じ真空溶解炉１の内圧変動
の影響とが相殺されて、大気圧と炉１内圧との差圧の変
動によって生じる原料の重量測定誤差が解消され、消耗
電極の降下に伴う短時間間隔での原料測定に対しても、
正確に原料の測定を行うことができ、よって正確な原料
投入を行うことができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明に係る真空溶解炉の原料投入装
置の実施例を示す概略構成図、図２は本発明に係る真空
溶解炉の原料投入装置の実施例における制御部の機能ブ
ロック図である。
置の実施例を示す概略構成図、図２は本発明に係る真空
溶解炉の原料投入装置の実施例における制御部の機能ブ
ロック図である。
【０００８】１は真空アーク溶解炉、２は消耗電極降下
装置、３は原料からなる消耗電極である。消耗電極３は
溶融池４との間に発生するアークの熱により溶け落ち、
溶け落ちた分だけ降下せられる。サイドチャージされる
原料は適当な大きさのスポンジ粒としてホッパー５内に
蓄えられ、自動投入装置である電磁フィーダ６により、
投入シュート７を通って真空アーク溶解炉１の溶融池４
に投入される。前記電磁フィーダ６はホッパー５に接続
されている。また前記投入シュート７は上端部で前記電
磁フィーダ６に接続されると共に下端部で前記真空溶解
炉１の側部に接続固定されている。ホッパー５内及び電
磁フィーダ６に残っている原料の重量はロードセル８で
時々刻々測定され、その重量信号が制御部９に入力され
る。またストローク計１０により消耗電極３の降下距離
が時々刻々測定され、その降下距離の信号が制御部９に
入力される。前記ロードセル８は前記ホッパー５及び前
記電磁フィーダ６を支持することでホッパー５及び電磁
フィーダ６に残留の原料の重量を測定する。前記ロード
セル８及びストローク計１０からの入力に基づいて、適
正投入量が制御部９にて演算され、その適正投入量に応
じた出力信号を電磁フィーダ６に出力する。
装置、３は原料からなる消耗電極である。消耗電極３は
溶融池４との間に発生するアークの熱により溶け落ち、
溶け落ちた分だけ降下せられる。サイドチャージされる
原料は適当な大きさのスポンジ粒としてホッパー５内に
蓄えられ、自動投入装置である電磁フィーダ６により、
投入シュート７を通って真空アーク溶解炉１の溶融池４
に投入される。前記電磁フィーダ６はホッパー５に接続
されている。また前記投入シュート７は上端部で前記電
磁フィーダ６に接続されると共に下端部で前記真空溶解
炉１の側部に接続固定されている。ホッパー５内及び電
磁フィーダ６に残っている原料の重量はロードセル８で
時々刻々測定され、その重量信号が制御部９に入力され
る。またストローク計１０により消耗電極３の降下距離
が時々刻々測定され、その降下距離の信号が制御部９に
入力される。前記ロードセル８は前記ホッパー５及び前
記電磁フィーダ６を支持することでホッパー５及び電磁
フィーダ６に残留の原料の重量を測定する。前記ロード
セル８及びストローク計１０からの入力に基づいて、適
正投入量が制御部９にて演算され、その適正投入量に応
じた出力信号を電磁フィーダ６に出力する。
【０００９】本発明に係る真空溶解炉の原料投入装置を
用いた原料投入の自動制御の具体例について、図２を用
いてさらに説明する。まず、原料のサイドチャージを開
始する時の消耗電極３の長さＬｓ及びアーク溶解を終了
する時の消耗電極３の長さＬｅの長さを予め測定してお
き、この値から消耗電極３の有効降下距離Ｌｏ（Ｌｓ−
Ｌｅ）、すなわちサイドチャージを行う間の消耗電極３
の降下距離を予め制御部９で演算、記憶させておく。一
方、サイドチャージすべき原料の全量Ｗｏを予め或いは
投入開始時のタイミングでロードセル８により測定し、
それを制御部９に入力して、この原料の全量Ｗｏと前記
消耗電極３の有効降下距離Ｌｏとから、消耗電極３の単
位降下距離当たりの原料の目標投入量（Ｗｏ／Ｌｏ）を
演算、記憶させておく。そして、まず原料投入開始時に
おいては、電磁フィーダ６による原料投入量を前記目標
投入量に基づいた量とするよう、電磁フィーダ６の出力
を設定する。すなわち、例えば原料投入量の過不足を２
秒毎にチェックする場合には、その２秒間に通常降下す
るであろう消耗電極３の降下距離ΔＬを用いて、該２秒
間に投入すべき原料の目標投入量をΔＬ・Ｗｏ／Ｌｏと
し、該目標投入量を２秒間で投入するような電磁フィー
ダ６の出力を設定するわけである。
用いた原料投入の自動制御の具体例について、図２を用
いてさらに説明する。まず、原料のサイドチャージを開
始する時の消耗電極３の長さＬｓ及びアーク溶解を終了
する時の消耗電極３の長さＬｅの長さを予め測定してお
き、この値から消耗電極３の有効降下距離Ｌｏ（Ｌｓ−
Ｌｅ）、すなわちサイドチャージを行う間の消耗電極３
の降下距離を予め制御部９で演算、記憶させておく。一
方、サイドチャージすべき原料の全量Ｗｏを予め或いは
投入開始時のタイミングでロードセル８により測定し、
それを制御部９に入力して、この原料の全量Ｗｏと前記
消耗電極３の有効降下距離Ｌｏとから、消耗電極３の単
位降下距離当たりの原料の目標投入量（Ｗｏ／Ｌｏ）を
演算、記憶させておく。そして、まず原料投入開始時に
おいては、電磁フィーダ６による原料投入量を前記目標
投入量に基づいた量とするよう、電磁フィーダ６の出力
を設定する。すなわち、例えば原料投入量の過不足を２
秒毎にチェックする場合には、その２秒間に通常降下す
るであろう消耗電極３の降下距離ΔＬを用いて、該２秒
間に投入すべき原料の目標投入量をΔＬ・Ｗｏ／Ｌｏと
し、該目標投入量を２秒間で投入するような電磁フィー
ダ６の出力を設定するわけである。
【００１０】今、ｉ回目の原料投入チェック時における
制御について説明すると、まずストローク計１０からの
前回（ｉ−１回）の消耗電極３の長さＬｉ−１情報と今
回（ｉ回）測定の消耗電極３の長さＬｉ情報とから、前
回から今回までの時間間隔中の消耗電極３の降下距離Δ
Ｌｉを演算させる。そしてこの降下距離ΔＬｉから今回
（前回のチェック時から今回のチェック時までの間に）
投入すべきであった目標投入量Ｗｓｉを演算させる。こ
の場合の演算式は、 Ｗｓｉ＝ΔＬｉ・Ｗｏ／Ｌｏ 一方、ロードセル８からの前回の原料の残重量Ｗｉ−１
情報と今回の残重量Ｗｉ情報とから今回（前回のチェッ
ク時から今回のチェック時までの間に）実際に投入した
投入量Ｗｐｉを演算させる。演算式は次の通り。 Ｗｐｉ＝Ｗｉ−１−Ｗｉ そして上記今回投入すべきであった目標投入量Ｗｓｉと
今回実際に投入された投入量Ｗｐｉとから、投入量の差
分ΔＷｉを演算させる。演算式は次の通り。 ΔＷｉ＝Ｗｓｉ−Ｗｐｉ この投入量の差分ΔＷｉを用いて次回（今回チェック時
から次回のチェック時まで）に投入されるべき目標投入
量Ｗｓｉ＋１を演算する。すなわち、次回の目標投入量
Ｗｓｉ＋１は次の式で演算される。 Ｗｓｉ＋１＝Ｗｓｉ＋ΔＷｉ 得られた目標投入量Ｗｓｉ＋１の値は電磁フィーダ６へ
の出力制御信号に変換されて電磁フィーダ６に出力され
る。勿論、前記Ｗｓｉ、ΔＷｉの量を予め電磁フィーダ
６の出力量に変換させた形で演算させてもよい。上記目
標投入量と実際の投入量との差分検出、及びそれに伴う
電磁フィーダ６の出力調整のためのチェックは、例えば
０．１秒〜数秒の一定周期で行う。従来の作業員による
場合は最も短くても数分の間隔が限度であった。短時間
間隔でチェックを行うことにより、応答性をよくするこ
とができ、消耗電極３の降下量に正確に追従した形で原
料のサイドチャージが行えるわけである。
制御について説明すると、まずストローク計１０からの
前回（ｉ−１回）の消耗電極３の長さＬｉ−１情報と今
回（ｉ回）測定の消耗電極３の長さＬｉ情報とから、前
回から今回までの時間間隔中の消耗電極３の降下距離Δ
Ｌｉを演算させる。そしてこの降下距離ΔＬｉから今回
（前回のチェック時から今回のチェック時までの間に）
投入すべきであった目標投入量Ｗｓｉを演算させる。こ
の場合の演算式は、 Ｗｓｉ＝ΔＬｉ・Ｗｏ／Ｌｏ 一方、ロードセル８からの前回の原料の残重量Ｗｉ−１
情報と今回の残重量Ｗｉ情報とから今回（前回のチェッ
ク時から今回のチェック時までの間に）実際に投入した
投入量Ｗｐｉを演算させる。演算式は次の通り。 Ｗｐｉ＝Ｗｉ−１−Ｗｉ そして上記今回投入すべきであった目標投入量Ｗｓｉと
今回実際に投入された投入量Ｗｐｉとから、投入量の差
分ΔＷｉを演算させる。演算式は次の通り。 ΔＷｉ＝Ｗｓｉ−Ｗｐｉ この投入量の差分ΔＷｉを用いて次回（今回チェック時
から次回のチェック時まで）に投入されるべき目標投入
量Ｗｓｉ＋１を演算する。すなわち、次回の目標投入量
Ｗｓｉ＋１は次の式で演算される。 Ｗｓｉ＋１＝Ｗｓｉ＋ΔＷｉ 得られた目標投入量Ｗｓｉ＋１の値は電磁フィーダ６へ
の出力制御信号に変換されて電磁フィーダ６に出力され
る。勿論、前記Ｗｓｉ、ΔＷｉの量を予め電磁フィーダ
６の出力量に変換させた形で演算させてもよい。上記目
標投入量と実際の投入量との差分検出、及びそれに伴う
電磁フィーダ６の出力調整のためのチェックは、例えば
０．１秒〜数秒の一定周期で行う。従来の作業員による
場合は最も短くても数分の間隔が限度であった。短時間
間隔でチェックを行うことにより、応答性をよくするこ
とができ、消耗電極３の降下量に正確に追従した形で原
料のサイドチャージが行えるわけである。
【００１１】またチェック間隔の短時間化に伴うロード
セル８やストローク計１０からの信号のバラツキやノイ
ズの影響をなくすため、投入量Ｗｐｉの演算や消耗電極
３の降下距離ΔＬｉの演算においては数十回の移動平均
処理を行っている。上記した原料投入の自動制御の具体
例では消耗電極３の降下に伴い、非常に短時間間隔で、
投入原料の量を計り、また目標投入量を演算するわけで
あるが、この様に短時間間隔でチェックする場合は、測
定される実質原料投入量や演算される目標投入量の値が
比較的小さい値となる。そうすると、従来では問題にな
らなかった溶解炉１内圧（減圧状態）と大気圧との差に
より生じる重量測定誤差が無視できなくなる。すなわち
測定によれば、例えば２秒間隔で２ｋｇ程度投入するよ
うな場合において、減圧状態の変化が−１０Ｔｏｒｒあ
った場合に、あたかもホッパー５内容物が９．６ｋｇ減
少したように計測され、実際の切出量２ｋｇ（２秒間当
たり）に対し約６倍となり、制御不能となる。
セル８やストローク計１０からの信号のバラツキやノイ
ズの影響をなくすため、投入量Ｗｐｉの演算や消耗電極
３の降下距離ΔＬｉの演算においては数十回の移動平均
処理を行っている。上記した原料投入の自動制御の具体
例では消耗電極３の降下に伴い、非常に短時間間隔で、
投入原料の量を計り、また目標投入量を演算するわけで
あるが、この様に短時間間隔でチェックする場合は、測
定される実質原料投入量や演算される目標投入量の値が
比較的小さい値となる。そうすると、従来では問題にな
らなかった溶解炉１内圧（減圧状態）と大気圧との差に
より生じる重量測定誤差が無視できなくなる。すなわち
測定によれば、例えば２秒間隔で２ｋｇ程度投入するよ
うな場合において、減圧状態の変化が−１０Ｔｏｒｒあ
った場合に、あたかもホッパー５内容物が９．６ｋｇ減
少したように計測され、実際の切出量２ｋｇ（２秒間当
たり）に対し約６倍となり、制御不能となる。
【００１２】溶解炉１内の減圧状態の変化は、例えば投
入された原料が溶ける際に発生するガス等により頻繁に
生じ得ることである。そこで本発明の真空溶解炉の原料
投入装置では、上記炉１内圧変動による重量測定値の変
動を防止するため、その原因となる投入シュート７の電
磁フィーダ６への接続口７ａに対して、対称となる電磁
フィーダ６の位置に前記投入シュート７の接続口７ａと
同径の接続口１１ａを有する均圧化管１１を接続すると
共に、この均圧化管１１を投入シュート７に連通させて
いる。このような構成とすることで、電磁フィーダ６へ
は、投入シュート７の接続口７ａとこれに対称な位置の
均圧化管１１の接続口１１ａから真空アーク溶解炉１内
の圧力が加わり、結果として真空アーク溶解炉１内の圧
力変動にともなう電磁フィーダ６への影響が相殺され
る。均圧化管１１を設けない場合には、図５に示すよう
に、投入シュート７の接続口７ａの部分には真空アーク
溶解炉１からの変動する圧力が加わり（大気圧は加わら
ず）、この接続口７ａに対称な位置には矢符で示す大気
圧が加わる。よって、電磁フィーダ６に加わる外圧のバ
ランスが崩れ、炉１内圧の僅かな変動によりロードセル
８による測定重量値が大きく変動する。本発明の装置の
場合、同径の接続口１１ａによる均圧化管１１を設ける
ことにより、投入シュート７の接続口７ａと対称の位置
にも同圧の炉１内圧が加わり、その結果、真空アーク溶
解炉１内の圧力変動による電磁フィーダ６への影響が相
殺され、電磁フィーダ６に加わる外圧のバランスが常に
保たれ、即ち、大気圧と炉１内圧との差圧の変動が解消
される。よって前記差圧の変動によって生じる原料の重
量測定誤差も解消されて、消耗電極３の降下に伴う短時
間間隔での原料測定に対しても、正確に原料の測定を行
うことができ、正確に原料投入を行うことができる。
入された原料が溶ける際に発生するガス等により頻繁に
生じ得ることである。そこで本発明の真空溶解炉の原料
投入装置では、上記炉１内圧変動による重量測定値の変
動を防止するため、その原因となる投入シュート７の電
磁フィーダ６への接続口７ａに対して、対称となる電磁
フィーダ６の位置に前記投入シュート７の接続口７ａと
同径の接続口１１ａを有する均圧化管１１を接続すると
共に、この均圧化管１１を投入シュート７に連通させて
いる。このような構成とすることで、電磁フィーダ６へ
は、投入シュート７の接続口７ａとこれに対称な位置の
均圧化管１１の接続口１１ａから真空アーク溶解炉１内
の圧力が加わり、結果として真空アーク溶解炉１内の圧
力変動にともなう電磁フィーダ６への影響が相殺され
る。均圧化管１１を設けない場合には、図５に示すよう
に、投入シュート７の接続口７ａの部分には真空アーク
溶解炉１からの変動する圧力が加わり（大気圧は加わら
ず）、この接続口７ａに対称な位置には矢符で示す大気
圧が加わる。よって、電磁フィーダ６に加わる外圧のバ
ランスが崩れ、炉１内圧の僅かな変動によりロードセル
８による測定重量値が大きく変動する。本発明の装置の
場合、同径の接続口１１ａによる均圧化管１１を設ける
ことにより、投入シュート７の接続口７ａと対称の位置
にも同圧の炉１内圧が加わり、その結果、真空アーク溶
解炉１内の圧力変動による電磁フィーダ６への影響が相
殺され、電磁フィーダ６に加わる外圧のバランスが常に
保たれ、即ち、大気圧と炉１内圧との差圧の変動が解消
される。よって前記差圧の変動によって生じる原料の重
量測定誤差も解消されて、消耗電極３の降下に伴う短時
間間隔での原料測定に対しても、正確に原料の測定を行
うことができ、正確に原料投入を行うことができる。
【００１３】図３と図４に示す図は、本発明装置を用い
て上記した原料投入の自動制御により原料をサイドチャ
ージした場合の消耗電極３の降下距離の時間的変化と、
原料投入量の時間的変化の一例を示している。図３と図
４から明らかなように、消耗電極３の時間経過に伴う電
極降下量の変化に対して原料投入量が非常によく近似し
て追従変化している。また電極３のアーク放電終了時ｔ
ｎ（電極の降下距離がＬｏになった時）にほぼ一致して
原料投入が終了する。
て上記した原料投入の自動制御により原料をサイドチャ
ージした場合の消耗電極３の降下距離の時間的変化と、
原料投入量の時間的変化の一例を示している。図３と図
４から明らかなように、消耗電極３の時間経過に伴う電
極降下量の変化に対して原料投入量が非常によく近似し
て追従変化している。また電極３のアーク放電終了時ｔ
ｎ（電極の降下距離がＬｏになった時）にほぼ一致して
原料投入が終了する。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、本発明の
真空溶解炉の原料投入装置によれば、投入シュート７の
途中に均圧化管１１の一端を接続すると共に該均圧化管
１１の他端を前記自動投入装置６に対して前記投入シュ
ート７の接続口７ａとは対称の位置に且つ同径で接続す
ることで、前記自動投入装置６に対する真空溶解炉１の
内圧変動による影響を相殺するように構成したので、 投
入シュート７を介して自動投入装置６に加わる真空溶解
炉１の内圧変動の影響が、均圧化管１１を介して対称位
置から自動投入装置６に加わる同じ真空溶解炉１の内圧
変動の影響で相殺され、大気圧と炉１内圧との差圧の変
動によって生じる原料の重量測定誤差を解消することが
できる。よって消耗電極の降下に伴う短時間間隔での原
料の重量測定に際しても、正確に原料の重量を測定する
ことができ、原料投入を正確に行うことができる。
真空溶解炉の原料投入装置によれば、投入シュート７の
途中に均圧化管１１の一端を接続すると共に該均圧化管
１１の他端を前記自動投入装置６に対して前記投入シュ
ート７の接続口７ａとは対称の位置に且つ同径で接続す
ることで、前記自動投入装置６に対する真空溶解炉１の
内圧変動による影響を相殺するように構成したので、 投
入シュート７を介して自動投入装置６に加わる真空溶解
炉１の内圧変動の影響が、均圧化管１１を介して対称位
置から自動投入装置６に加わる同じ真空溶解炉１の内圧
変動の影響で相殺され、大気圧と炉１内圧との差圧の変
動によって生じる原料の重量測定誤差を解消することが
できる。よって消耗電極の降下に伴う短時間間隔での原
料の重量測定に際しても、正確に原料の重量を測定する
ことができ、原料投入を正確に行うことができる。
【図１】本発明に係る真空溶解炉の原料投入装置の実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る真空溶解炉の原料投入装置の実施
例における制御部の機能ブロック図である。
例における制御部の機能ブロック図である。
【図３】本発明装置を用いて、原料投入の自動制御によ
り原料をサイドチャージした場合の消耗電極の降下距離
の時間的変化を示す図である。
り原料をサイドチャージした場合の消耗電極の降下距離
の時間的変化を示す図である。
【図４】本発明装置を用いて、原料投入の自動制御によ
り原料をサイドチャージした場合の原料投入量の時間的
変化を示す図である。
り原料をサイドチャージした場合の原料投入量の時間的
変化を示す図である。
【図５】溶解炉内圧の変動に伴う原料の測定重量の変動
の原因を説明するための電磁フィーダ部の断面図であ
る。
の原因を説明するための電磁フィーダ部の断面図であ
る。
１ 真空アーク溶解炉 ２ 消耗電極降下装置 ３ 消耗電極 ４ 溶融池 ５ ホッパー ６ 電磁フィーダ ７ 投入シュート ７ａ 投入シュートの接続口 ７ｂ 電磁フィーダへのシュート接続管（ベロー） ８ ロードセル ９ 制御部 １０ ストローク計 １１ 均圧化管 １１ａ 均圧化管の接続口
Claims (1)
- 【請求項１】 消耗電極降下装置２により消耗電極３を
降下させながら前記消耗電極３をアーク溶解するように
した真空溶解炉１に対して原料を前記消耗電極３の溶解
と並行して投入するための装置であって、投入用の原料
を蓄えたホッパー５と、該ホッパー５に接続されてホッ
パー５内の原料を自動投入させる自動投入装置６と、該
自動投入装置６に接続されると共に下端部で前記真空溶
解炉１の側部に接続固定される投入シュート７と、前記
ホッパー５及び前記自動投入装置６を支持することでホ
ッパー５及び自動投入装置６に残留の原料の重量を測定
するロードセル８とを備えた真空溶解炉の原料投入装置
において、前記投入シュート７の途中に均圧化管１１の
一端を接続すると共に該均圧化管１１の他端を前記自動
投入装置６に対して前記投入シュート７の接続口７ａと
は対称の位置に且つ同径で接続することで、前記自動投
入装置６に対する真空溶解炉１の内圧変動による影響を
相殺するように構成したことを特徴とする真空溶解炉の
原料投入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7179531A JP2652624B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 真空溶解炉の原料投入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7179531A JP2652624B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 真空溶解炉の原料投入装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31099986A Division JPH07122107B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 真空溶解炉の原料投入自動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199251A JPH08199251A (ja) | 1996-08-06 |
| JP2652624B2 true JP2652624B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=16067391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7179531A Expired - Lifetime JP2652624B2 (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 真空溶解炉の原料投入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652624B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103567450B (zh) * | 2013-10-29 | 2015-05-20 | 浙江大学 | 功能梯度材料半固态粉末成形装置 |
| CN114018047A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 丹阳市建晟精密机械科技有限公司 | 一种具有自动加料功能的中频炉 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP7179531A patent/JP2652624B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08199251A (ja) | 1996-08-06 |
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