JPH01167578A - 溶融物の定量出湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気溶融炉で溶融した溶融物を炉体を傾けな
がら炉壁に設けた出湯口から連続して定量出湯する方法
に関するものであって、主にロックウール（石綿）の製
造ラインにおいて、電気溶融炉で溶融したロックウール
原料を製綿機に定量出湯するのに適用されるものである
。

〔従来の技術〕

ロックウールは、その原料を電気溶融炉において溶融し
、この溶融物を製綿機に出湯して吹製法またはスピニン
グ法により繊維化することによって製造されている。な
お、ロックウール原料としては、従来、安山岩や玄武岩
等が利用されていたが、最近では品質の安定化をはかる
ために、金属の精練滓、主に高炉スラグを主原料とし、
これに化学成分の調整のための副原料としてケイ石、ド
ロマイト、石灰岩等を添加している。

ところで、上記ロックウールの製造において良質の繊維
製品を得るためには、製綿機に、その性能に応じた瓜の
溶融原料を常時一定量で供給することが必要であり、そ
のためには、電気溶融炉で溶融した溶融物（ロックウー
ル原料）を製綿機に連続して定量出湯する必要がある。

この電気溶融炉内の溶融物の定量出湯方法としては、従
来、炉体をあらかじめ設定した傾動パターンに基づいて
微小角度ずつ段階的または連続的に傾動させることによ
り、電気溶融炉内の溶融物を炉壁に設けた出湯口から連
続して出湯する方法が知られている（特開昭６２−１５
３１３８号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のように炉体をあらかじめ設定した
傾動パターンに基づいて傾動させる従来の定量出湯方法
では、溶融物の出湯量を実質的に一定ｔこ保つのが難し
いという問題があった。これは、炉壁内面の浸蝕や炉壁
への炉内溶融物の付着による炉内の実質的な貯留容積の
増減によって出湯口から炉内溶融物の浴面までのヘッド
高さが変動するためである。すなわち、電気溶融炉の炉
壁内面は、一般に炭素質材料でライニングされているが
、炉壁の炉内溶融物との接触部は溶融物との反応により
浸蝕される（特に溶融物の浴面付近は浸蝕されやすい）
ために、この炉壁内面の浸蝕により炉内の実質的な貯留
容積が増大する。また、炉壁の温度は、炉内の複数箇所
に挿入されている電極に近い箇所では高く、電極から遠
い箇所では低いために、炉壁の温度が低い部分に炉内溶
融物が付着するが、このように炉壁に炉内溶融物が付着
すると、炉内の実質的な貯留容積が減少する。

そして、炉内溶融物は、出湯口から溶融物浴面までのヘ
ッド高さに応じたヘッド圧によって出湯口から押出され
るために、上記ヘッド高さが常に一定になるように炉体
を傾動させて行けば溶融物の出湯量は一定となるが、炉
体をあらかじめ設定した傾動パターンに基づいて傾動さ
せる従来の定量出湯方法では、炉壁内面の浸蝕や炉壁へ
の炉内溶融物の付着による炉内の実質的な貯留容積の増
減によって発生するヘッド高さの変動には対処できない
から、このヘッド高さの変動にともなって出湯量が変動
してしまうことになる。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、溶融物の出湯量を所
望量にするとともに、この出湯量を常に一定に保つこと
ができる溶融物の定量出湯方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

・　本発明は、炉内に炉内溶融物の浴面を検知する浴面
検知器を昇降可能に設けておき、炉内溶融物の出湯を開
始した後、炉内溶融物を含む炉重量を測定して炉内溶融
物の出湯にともなう炉重量の減少量から単位時間当りの
出湯量を求め、この出湯量があらかじめ設定した値にな
るように炉体を傾動させるとともに前記浴面検知器の位
置をこのときの炉内溶融物の浴面を検知する高さに調整
し、この後炉内溶融物の浴面が常に前記浴面検知器で検
知されるように炉体の傾動量を制御することを特徴とす
るものである。

〔作用〕

すなわち、本発明は、炉内に昇降可能に設けた浴面検知
器の位置を、出湯量が設定値になるときの炉内溶融物の
浴面の高さに合わせて調整しておいて、炉内溶融物の浴
面が常に前記浴面検知器で検知されるように炉体の傾動
量を制御しながら炉内溶融物を出湯するようにしたもの
であり、このようにすれば、出湯口から炉内溶融物の浴
面までのヘッド高さは常に一定になるから、溶融物の出
湯量を一定にすることができるし、また、炉内溶融物の
出湯を開始した後に炉重量の減少量から単位時間当りの
出湯量を求めてこの出湯量があらかじめ設定した値にな
るように炉体を傾動させ、このときの炉内溶融物の浴面
を検知する高さに前記浴面検知器の位置を調整すれば、
溶融物の出湯量を設定値つまり所望の出湯量に合わせる
ことができる。したがって本発明によれば、溶融物の出
湯量を所望量にするとともに、この出湯量を常に一定に
保つことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、ロックウール原料を溶融す
る電気溶融炉からの溶融物の出湯について説明する。

まず、電気溶融炉の構造を説明すると、第１図および第
２図において、１は電気溶融炉の炉体、２は炉蓋であり
、炉体１は架台３上にロックギヤ４を介して傾動可能に
支持されている。このロックギヤ４は、架台３上に設け
られた水平ギヤ４ａと、炉体１の下面に設けられて上記
水平ギヤ４ａと噛合う円弧ギヤ４ｂとからなっており、
炉体１は、炉体傾動シリンダ５によって傾動されるよう
になっている。６は炉蓋２を貫通させて炉内に挿入され
た複数本の電極であり、この各電極６は、炉体外側に立
設した垂直マスト７に昇降可能に支持させた電極保持ア
ーム８に保持されている。また、９および１０は炉内に
ロックウール原料を装入する主原料および副原料装入管
であり、これら原料“装入管９，１０は炉蓋２に取付け
られている。

主原料装入管９の上部にはホッパ９ａが設けられており
、ロックウールの主原料例えば高炉スラグ（ここでは溶
融スラグ）は、取鍋１１により搬送されてホッパ９ａに
投入され、主原料装入管９から炉内に装入される。また
、１２は炉の上方に設置した副原料貯槽、１３はこの貯
槽１２内の副原料を副原料装入管１０に供給する副原料
供給装置であり、副原料装入管１０は継手１０ａを介し
て副原料供給装置１３と切離し可能に接続されている。

この電気溶融炉は、炉内にロックウール原料（主原料お
よび副原料）を所定量装入してこのロックウール原料　
二パ−　−“　を電極６゜６への通電により溶融した後
、この溶融物Ａを炉体１の炉壁下部に設けた出湯口１ａ
から製綿機（図示せず）に出湯するもので、炉内溶融物
Ａの出湯は、出湯口１ａの湯口蓋１ｂを開いて炉体１を
炉体傾動シリンダ５により傾動させながら行なわれる。

なお、この炉内溶融物Ａの出湯は、電極６．６への通電
を継続して炉内溶融物Ａの温度を維持しながら行なわれ
、また炉体１は、副原料装入管１０を継手１０ａにおい
て副原料供給装置１３から切離して傾動される。

次に、上記電気溶融炉からの溶融物Ａの定量出湯方法を
説明する。

第１図および第２図において、１４は炉内溶融物Ａの浴
面ＡＬを検知する浴面検知°器である。この浴面検知器
１４は炭素質材料等で形成された耐熱性の導電棒からな
っており、この上記浴面検知器１４は、炉体１の出湯口
ｌａ付近の上方に位置させて、炉蓋２を貫通させて炉内
に挿入されている。第３図は上記浴面検知器１４によっ
て浴面を検知する回路を示したもので、この浴面検知回
路は、電源１５および電流検出器１６を直列に接続した
回路の一端を浴面検知器１４に接続し、この回路の他端
を炉壁内面の炭素質材料等からなる導電性ライニング層
に接続した構成となっている。

この浴面検知回路は、浴面検知器１４の先端が炉内溶融
物Ａの浴面に触れたときに炉内溶融物Ａを介して閉回路
となるもので、この回路が閉回路となると、電流検出器
１６が回路に流れる電流を検出して浴面検知信号を図示
しない炉体傾動制御部に出力し、浴面検知器１４が浴面
Ａ、から離れると、電流検出器１６が上記炉体傾動制御
部に非検知信号を出力する。また、上記浴面検知器１４
は、炉外に設けた検知器昇降シリンダ１７により昇降さ
れてその先端（浴面接触端）の位置を調整されるように
なっている。一方、１８は炉重量を測定するためにロッ
クギヤ４の水平ギヤ４ａと架台３との間に介在された炉
重量測定用ロードセルであり、このロードセル１８で測
定された炉重量つまり炉内溶融物Ａを含む総重量は、図
示しない出湯量演算部に送られる。この出湯量演算部は
、ロードセル１８で測定された炉重量の変化に基づいて
単位時間当りの出湯量を算出するもので、炉重量は炉内
溶融物Ａの出湯にともなって出湯量と同型量分ずつ減少
するから、炉重量の減少量から単位時間当りの出湯量を
知ることができる。また、この出湯量演算部は、炉重量
の減少量から算出した単位時間当りの出湯量と、所望の
出湯量に応じてあらかじめ設定した設定値とを比較して
、その差に応じた信号を上記炉体傾動制御部に送るよう
になっている。

しかして、炉内溶融物Ａを出湯する場合は、まずロック
ウール原料の溶融中は第１図に実線で示す位置に上昇さ
せておいた浴面検知器１４を、その先端が出湯口１ａか
ら所定の高さＨｏの位置にくるまで第１図に鎖線で示す
ように下降させる。

この高さＨｏは、目標とする出湯量が得られる炉内溶融
物Ａの浴面高さ、つまり出湯口１ａから浴面Ａ、までの
ヘッド高さに設定される。このヘッド高さは計算により
求めて設定される。すなわち出湯量Ｑは、次式 ％式％］ ａ：出湯口１ａの断面積 Ｃ：流量係数 ｒ：溶融物Ａの比重 ｇ：重力の加速度 Ｈ：浴面のヘッド高さ で表わされるから、この式から、目標とする出湯量Ｑが
得られるヘッド高さＨを求めることができる。

このように浴面検知器１４をその先端が出湯口１ａから
所定の高さＨｏの位置にくるまで下降させた後は、浴面
検知器１４が炉内溶融物Ａの浴面ＡＬを検知しているか
否か、っまり浴面検知器１４の先端が炉内溶融物Ａに接
しているか否かを、前記浴面検知回路の出力（電流検出
Ｓ１６からの出力）から判断し、浴面検知回路の出力が
非検知信号である場合は炉体１を浴面検知器１４が浴面
ＡＬを検知するまで順方向（出湯口ｌａ側を下げる方向
）に傾動させ、浴面検知回路の出力が浴面検知信号であ
る場合は炉体１を浴面検知器１４が浴面ＡＬを検知しな
くなるまで逆方向（出湯口１ａ側を」二げろ方向）に傾
動させて、炉内溶融物Ａの浴面ＡＬを浴面検知器１４の
先端位置に合わせる。この後、湯口Ｍ１ｂを開いて炉内
溶融物Ａの出湯を開始し、出湯にともなう炉内の溶融物
量の減少によりその浴面ＡＬが浴面検知器１４で検知さ
れなくなる度に炉体１を浴面検知器１４が浴面Ａ、を検
知するまで順方向に傾動させながら第２図に示すように
炉内溶融物Ａを連続的に出湯する。このように炉体１を
傾動させると、炉内溶融物Ａの浴面ＡＬは常に浴面検知
器１４の先端位置にくるから、炉内溶融物Ａの出湯口１
ａからの浴面Ａ、のヘッド高さを常に一定に保つことが
でき、したがってヘッド圧によって出湯口１ａから押出
される溶融物の単位時間当りの出湯量を一定にすること
ができる。なお、浴面検知器１４の浴面検知精度にはあ
る程度の誤差があるために、浴面ＡＬのヘッド高さを厳
密に一定に保つことは難しいから、実際の出湯量は完全
には一定とはならないが、この出湯口の変動は製綿機に
よって繊維化される製品の品質に影響を及ぼすことはな
い極めて僅かなものであるから、出湯量は実質的には一
定であると見なしてよい。

一方、実際の単位時間当りの出湯量は、製綿機の性能に
応じて決められる目標量とは異なることがある。これは
、目標とする出湯量を得るためのヘッド高さを計算によ
って求めているためである。

そこで、この定量出湯方法では、溶融物の出湯を開始し
た後に次のような制御を行なって、実際の単位時間当り
の出湯量を目標量と同じになるように調整するようにし
ている。この出湯量の調整は、炉内溶融物Ａを含む炉重
量をロードセル１８により測定して炉内溶融物Ａの出湯
にともなう炉重量の減少量から単位時間当りの実際の出
湯量を求め、この出湯量があらかじめ設定した値（目標
値）になるように炉体１を傾動させることによって行な
うもので、例えば実際の出湯量が設定値より少ない場合
は、炉体１を順方向に傾動させて出湯口ｌａ側の浴面Ａ
、を第２図に鎖線で示すように高くする。このように浴
面ＡＬを高くすると、出湯口１ａからの浴面ＡＬのヘッ
ド高さがＨｏからＨｌへと大きくなって出湯量が増える
から、実際の出湯量を測定しながらこの出湯量が設定値
と同じになるまで炉体１を傾動させれば、単位時間当り
の出湯量を目標量に調整することができる。

これは、実際の出湯量が設定値より多い場合も同様であ
り、この場合は、炉体１を逆方向に傾動させて出湯口ｌ
ａ側の浴面ＡＬを下げてやればよい。

なお、この出湯量の調整は、浴面検知器１４の出力を無
視して行なう。また、この出湯量の調整は出湯開始直後
に行なうのが望ましく、出湯量の調整時期を早くするほ
ど出湯量を早く目標量にすることができる。

このようにして、実際の単位時間当りの出湯量を目標量
に調整した後は、浴面検知器１４の位置をこのときの炉
内溶融物Ａの浴面Ａを検知する高さに調整する。この浴
面検知器１４の位置調整は、上記出湯量の調整によって
浴面検知器１４の先端が浴面ＡＬ下に潜り込んだ場合（
浴面検知回路の出力が浴面検知信号である場合）には浴
面検知器１４を浴面ＡＬを検知しなくなるまで上昇させ
、出湯量調整によって浴面検知器１４の先端が浴面ＡＬ
から離れた場合（浴面検知回路の出力が非検知信号であ
る場合）には浴面検知器１４を浴面ＡＬを検知する下降
させることによって行なう。

そして、この後は、前述したように炉内溶融物Ａの浴面
、が常に前記浴面検知器１４で検知されるように炉体１
の傾動量を制御しながら出湯を続ければよく、これ以後
の出湯量は、目標量にかつ一定に保たれる。

なお、上記実施例では、出湯開始時に計算によって求め
たヘッド高さＨ，に浴面検知器１４を位置させてこの高
さに炉内溶融物Ａの浴面、を合わせるようにしているが
、出湯開始時は浴面検知器１４による浴面検知は行なわ
ずに徐々に出湯量を増加させて行き、炉重量の減少から
求めた実際の出湯量が設定口になったときに浴面検知器
１４を浴面高さに移動させてこの時点から浴面検知器１
４による浴面検知に基づく炉体１の傾動制御を開始する
ようにしてもよい。また上記実施例では、浴面検知器１
４を出湯口ｌａ付近に設けているが、この浴面検知器１
４はどのような箇所に設けてもよく、また浴面検知器１
４の構造およびその昇降手段も上記実施例に限られるも
のではない。さらに上記実施例では、炉内溶融物Ａを含
む炉の総重量の減少量から直接出湯量を求めているが、
この出湯量は、炉の総重量からあらかじめ分っている炉
口体の重量を減じて炉内溶融物Ａの重量を求め、その減
少量から算出してもよい。また上記実施例では、高炉ス
ラグを主原料とするロックウール原料を溶融する電気溶
融炉について説明したが、本発明は、安山岩や玄武岩等
の鉱物質のロックウール原料を溶融する電気溶融炉から
の定量出湯にも適用できるし、またロックウールに゛限
らず、例えばアルミナシリケート質繊維等を製造するラ
インの電気溶融炉からの定量出湯にも適用できることは
もちろんである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、溶融物の出湯量を所望量にするととも
に、この出湯量を常に一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示したもので
、第１図および第２図は電気溶融炉の出湯前および出湯
中の状態の断面図、第３図は浴面検知回路図である。 １・・・炉体、１ａ・・・出湯口、１４・・・浴面検知
器、１７・・・検知器昇降シリンダ、１８・・・炉重量
測定用ロードセル、Ａ・・・炉内溶融物。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気溶融炉内の溶融物を炉体を傾けながら炉壁に設けた
   出湯口から連続して定量出湯する方法において、炉内に
   炉内溶融物の浴面を検知する浴面検知器を昇降可能に設
   けておき、炉内溶融物の出湯を開始した後、炉内溶融物
   を含む炉重量を測定して炉内溶融物の出湯にともなう炉
   重量の減少量から単位時間当りの出湯量を求め、この出
   湯量があらかじめ設定した値になるように炉体を傾動さ
   せるとともに前記浴面検知器の位置をこのときの炉内溶
   融物の浴面を検知する高さに調整し、この後炉内溶融物
   の浴面が常に前記浴面検知器で検知されるように炉体の
   傾動量を制御することを特徴とする溶融物の定量出湯方
   法。