JPH01318885A - 溶解炉における切粉押込み攪拌装置 - 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、溶解炉における切粉押込み撹拌装置に関し、
詳しくは、誘導炉、反射炉、アーク炉等で、溶湯中に金
属切削屑（通称はダライ粉で、本明細書では、以下、切
粉と略す）を投入して溶解する溶解炉において、上記切
粉を溶湯中に強制的に押し込んで撹拌する装置に関する
ものである。

従来の技術 従来、この種の溶湯中に溶解する切粉は、その嵩比重が
一般に溶湯の１１５程度であるため、場面に投入した時
に自重によって湯中に沈みきれずに湯面に浮遊すること
から、溶解方法としては、炉内で大きな渦運動を行わせ
て溶湯を撹拌する方法が採られている。そのため、従来
、切粉の溶解炉として使用出来るのは、大きな渦運動を
行わせることが可能な低周波るつは形誘導炉に限定され
、他の炉では切粉の溶解が出来なかった。

上記低周波るつぼ形誘導炉では、電磁力による渦運動で
浮遊する切粉を巻き込むため、溶解は可能であるが、溶
解終了直前には、人力によって押込棒を使って切粉を押
し込まなければならず、人手を要することで省力化が図
れないと共に作業時間がかかる問題があった。

さらに、切粉は金属塊に比較して単位重量当たりの表面
積かはるかに大きいため、酸化物が多発し、その結果、
溶解時にスラグが条虫に発生し、該スラグが炉壁耐火物
の内面に付着することとなる。そのため、該耐火物内面
に付着したスラグの除去作業が極めて困難であるという
問題もあった。

介−町」りしようとする課題 本発明は、上記した従来の種々の問題を解消せんとする
もので、切粉の溶解炉として、低周波るつぼ形誘導炉で
行うのみならず、他の高周波るつぼ形誘導炉、溝形誘導
炉あるいは反射炉、アーク炉等の渦運動が極めて小さい
炉も使用可能とし、かつ、人力に頼ることなく自動的に
溶湯中に切粉を押し込み、撹拌して溶解作業を全自動化
し、しから、炉内の湯面に浮遊するスラグを最小限にと
どめると共に炉壁耐大物に付着するスラブを大幅に抑制
し、よって、該スラグの除去作業を殆ど不要とすること
等を目的とするものである。

隼薫全解迭するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、溶解炉に隣接して
、固定側基礎に設置した軸受フレームに旋回可能に支柱
を取り付け、該支柱に上下２段にプロペラ昇降フレーム
と外筒昇降フレームとを昇降自在に嵌合すると共に、こ
れら両昇降フレームと上記支柱との間に夫々昇降用駆動
装置を取り付けることによって、両昇降フレームを溶解
炉上方と出湯時の退避位置に旋回可能で、かつ、溶解炉
に対する高さ位置を自在に変位出来るようにし、かつ、
上記上側のプロペラ昇降フレームの先端に回転駆動装置
を設置すると共に、該回転駆動装置の回転駆動軸をプロ
ペラ昇降フレームより垂下し、該回転駆動軸の先端に耐
熱性プロペラを取り付けて、プロペラを所要の高さ位置
で回転出来るようにする一方、下側の外筒昇降用フレー
ムの先端には、上端に切粉投入口を設けた円筒状の耐熱
性外筒を、その上側部を固定して吊り下げ、該外筒内に
上端開口より上記回転駆動軸および耐熱性プロペラを挿
脱させると共に挿入時にはプロペラを回転自在に囲繞さ
せ、溶解時に、外筒内にプロペラを挿入した状態で溶解
炉の溶湯内に浸漬し、外筒より切粉を投入して、プロペ
ラの回転で湯中に切粉を押し込むと共に撹拌する構成と
したことを特徴とする溶解炉における切粉押込み撹拌装
置を提供するものである。

さらに、本発明は、炉の支承する炉室と固定側基礎との
間に介設したロードセル、該ロードセルと接続したロー
ドセル変換器および演算装置からなる炉内の渇…計量装
置を設け、該計量装置により検出する湯面高さにに応じ
て上記プロペラ昇降フレームと外筒昇降フレームの昇降
用駆動装置を制御し、所要位置に両フレームを昇降して
停止する構成としたことを特徴とする溶解炉における切
粉押込み撹拌装置を提供するものである。

作用 本発明は、上記したように、溶解炉に隣接する旋回可能
な支柱に、耐熱性回転プロペラを吊り下げたプロペラ昇
降用フレームと、該プロペラの外周を取り囲む形の耐熱
性外筒内を吊り下げた外筒昇降フレームとを設けた構成
とし、上記外筒内のプロペラを炉内の湯面付近で回転さ
けることにより、外筒上端上り外筒を通して溶湯内に投
入する切粉を押し込みながら撹拌し、特に渦運動を与え
なくても効果的な切粉の溶解を行わせることが出来る。

よって、人力による切粉の押し込み作業か不要になると
共に、大きな湯運動を行わない炉も切粉溶解炉として使
用することが出来る。かつ、上記外筒は、その最下端部
が湯中に浸るまで下降することにより、切粉をプロペラ
で押し込み、撹拌しながら溶解する過程で発生するスラ
グを外筒の内部に保留するため、炉内湯面のスラグ量を
最小限にとどめることが出来、炉内耐火物内面にスラグ
が付着するのをほぼ防止することが出来る。

また、溶解炉にロードセル型計量器を設置し、炉内の湯
面高さを検出し、該検出値に応じてプロペラと外筒の昇
降フレームの高さを自動制御しているため、湯面の高さ
に対応してプロペラと外筒の高さを人手を介さずに自動
的に所要の高さに変位さけることが出来、切粉の効率の
良い押し込み撹拌を行うことが出来る。

実施例 以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明、　　す
る。

本実施例は溶解炉としての溝形誘導炉に切粉押込み撹拌
装置を設置しており、第１図の全体平面配置図および第
３図の一部断面正面図に示すように、溶解炉１の上面と
隣接する固定側基礎２より旋回可能に支柱３を立設し、
該支柱３の上端を、基礎２より突設した軸受フレーム４
で回転自在に支持し、かつ、軸受フレーム４に搭載した
旋回用モータ５で支柱３を旋回させるようにしている。

該支柱３には上下にプロペラ昇降フレーム６と外筒昇降
フレーム７とを夫々一端を昇降自在で回転不可に嵌合し
て取り付け、これらフレーム６．７を溶解炉！の上方に
配置している。また、支柱３の上下両側にはガイド受け
８Ａ、８Ｂを突設し、該ガイド受け８Ａと８Ｂとの間に
ボールネジ式昇降ガイド９を軸架している。一方、上側
のプロペラ昇降フレーム６および下側の外筒昇降フレー
ム７に昇降用駆動装置として夫々昇降用モータ１０．１
１を設置し、これらモータ１Ｏ１１１の駆動により各フ
レーム６．７に取り付けたナツト（図示せず）を回転し
て、昇降ガイド９に沿ってフレーム６．７を昇降させる
ようにしている。よって、プロペラ昇降フレーム６と外
筒昇降フレーム７とは旋回用モータ５の駆動で矢印方向
に旋回し、第１図中実線で示す溶解炉ｌの真上の位置と
鎖線で示す出湯時の退避位置に変位されると共に、昇降
用モータｌ０１１１の駆動でフレーム６と７とは別個に
所要位置に昇降され、かつ、停止される。

上記プロペラ昇降フレーム６には、モータ１２ａを備え
たプロペラ回転駆動装置１２を搭載し、該モータ１２ａ
により回転駆動される回転駆動軸１３をフレーム６の先
端より吊り下げ、その下端部にプロペラ１４を固定して
いる。該プロペラ！４は溶解金属の種類に応じて適応す
る耐熱性材料で形成している。例えば、溶解金属が鋳鋼
、鋳鉄の場合は、セラミック系耐火物でプロペラＩ４を
形成し、また、溶解金属が銅、銅合金、アルミニウムの
場合はステンレス鋼で形成することが望ましい。

また、該プロペラ１４の形状は第２図に示すように、複
数枚の羽根１４ａを上下および左右にねじった形とする
のか望ましい。上記プロペラ昇降フレーム６の下部には
回転駆動軸１３を中心とした天蓋フード１５を取り付け
ている。

また、外筒昇降フレーム７の先端には外筒１６の」−側
部を固定して吊り下げている。該外筒１６は、上記プロ
ペラ！４と同様に溶湯に対応した耐熱性材料で、図示の
如き上下開口の大略円筒状に形成しており、その上端面
に一側に突出した切粉投入口１６ａを備えている。該外
筒１６の上端開口からは上記プロペラｔ４を備えた回転
駆動軸１３が挿脱し、外筒Ｉ６内でプロペラ１４を回転
自在に囲繞するようにしている。

一方、溶解炉１では、溶解炉ｌの上部外周に取り付けた
デツキ２０を傾動用シリンダ２１を介して炉室２２上に
搭載し、該シリンダ２１により溶解炉１をデツキ２０と
共に傾動し、出湯口２３より炉内溶湯２４を出湯するよ
うにしている。該溶解炉１は公知の構造で、炉殻２５の
内面に耐火物２６を備え、かつ、炉底部には加熱源であ
るインダクタ２７を備えている。また、溶解炉ｌの上面
には炉蓋２８を備え、該炉１２８に上記外筒１６が自在
に挿脱する開口部２８ａを形成している。

上記溶解炉Ｉを支承する炉床２２と下側の固定基礎２ａ
の間には、ロードセル２９を介設している。該ロードセ
ル２９はケーブル３０によりロードセル変換器３１に接
続すると共に、該ロードセル変換ｉ！３３１を演算装置
３２に接続している。これらロードセル２９、ロードセ
ル変換器３Ｉおよび演算装置３２からなる計量装置を設
けることにより、ロードセル２９で溶解炉１内の湯量の
増加を検知し、ロードセル変換器３１からの信号によっ
て演算装置３２で湯面高さを演算している。該演算装置
３２はケーブル３３を介して一ヒ記プロペラ昇降用モー
タ１０と外筒昇降用モータ１１との駆動を制御している
。

次に、第３図から第５図を参照して−に記装置の動作過
程を順次説明する。

第３図は溶解炉１内の湯量が最少の状態、即ち、最低湯
面の状態を示し、該状態より切粉４０の溶解が始まる。

溶解開始時、図示のようにプロペラ昇降フレーム６およ
び外筒昇降フレーム７を最下限まで昇降用モータ１０、
ＩＩにより下降し、外筒１６内の下端部内にプロペラＩ
４を位置させ、外筒１６およびプロペラ１４を溶湯２４
の中に浸漬し、回転用モータ１２ａによりプロペラ１４
を回転している。同時に、インダクタ２７に所定電力を
投入して溶湯を加熱し、かつ、溶解材料である切粉４０
を外筒１６の投入口１６ａより外筒Ｉ６内に投入する。

切粉４０は外筒１６の内部場面に達し、プロペラＩ４の
回転動作によって、溶湯２４内に押し込まれると同時に
、湯中で強制的に撹拌され、溶解される。

１−記した動作により連続的に切粉４０を溶解しながら
、一方では湯量の増加をロードセル２９で検知し、その
検知値に応じて演算装置３２により湯高に見合った昇降
信号を昇降用モータ１０、ＩＩに夫々出力する。これら
昇降用モータ！０．１１の駆動によりプロペラ昇降フレ
ーム６および外筒昇降フレーム７はポールネジ式昇降ガ
イド９に沿って上昇させ、プロペラＩ　＝１および外筒
１６を自動的に湯高に同調して上昇させ、常に、湯面上
に回転プロペラ１４および外筒下端部を位置させている
。よって、切粉４０の溶解時に発生するスラグ、１１は
外筒！６の内部で保留され、その結果、炉内湯面および
耐火物２６がスラグで汚染されることか防止出来る。

尚、上記動作時、プロペラ昇降フレーム６と外筒昇降フ
レーム７とは夫々単独に昇降動作させることが出来ろた
め、切粉４０の溶解中は、外筒１６は最下限の位置に保
持したまま、プロペラ１４のみを回転させながら上昇し
、プロペラのみ湯面の位置に追随させても良い。

第４図は溶解完了の状態を示し、この時、外筒１６を最
下限の位置にする一方、プロペラ１４は回転を停止する
と共に上昇させて最上限で停止する。よって、図示のよ
うに、プロペラ１４は外筒１６より取り出されて上方に
位置ずろ。この状態で、外筒１６の内部の湯面に浮遊す
るスラグ４Ｉを除滓棒４２で取り出す。

第５図は溶解および除滓を完了して、出湯の準備状態を
示す。除滓完了後は、外筒昇降用フレーム７を上昇させ
、炉カ２８より外筒１６を取り出して一↑二昇させる。

外筒Ｉ６の上昇で、再び外筒Ｉ６内にプロペラＩ４が差
し込んだ状態となる。この状ｆルで、支柱３を旋回用モ
ータ５て回転してフレーム６．７を左旋回し、第１図中
鎖線で示を退避位１〃に逃がす。その後、溶解炉ｌを傾
動用ンリンタ２Ｉにより傾動し、出湯口２３より出湯す
る。

一方、外筒１６の内面に、図示のように、スラグ４１が
多量に付着している時は、別に準備した外筒と交換し、
使用した外筒１６は別の場所で付着スラグ４１を除去す
る。

］−記した実施例は溝形溶解炉に適用した場合であるが
、他のるつぼ形溶解炉をはじめ反射炉、アーク炉などに
も本装置を適用することが出来る。

また、切粉溶解以外でら、例えば、金属塊を溶解する場
合には、プロペラ１４およびプロペラ昇降フレーム６を
−Ｌ端限に保持したまま、外筒１６と自動昇降制御機能
を活用すると、同様の溶解をすることにより、スラブを
外筒内に保留させることかでき、スラグによる炉の汚染
を防止出来る。

痘」兜然里 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる切粉の
押し込み撹拌装置によれば、炉内に投入する切粉を炉内
の溶湯中に浸漬した外筒内に投入し、かつ、該外筒内に
プロペラを配置し、プロペラを回転駆動することにより
切粉を湯中に強制的に押し込みながら撹拌しているため
、湯運動が極めて小さい炉でら切粉溶解に用いることが
出来る。

よって、従来は低周波るつぼ型溶解炉に限定されていた
が、高周波るつぼ型溶解炉および反射炉やアーク炉等も
切粉溶解に使用することが出来る。

また、回転式プロペラの外周を取り囲む形で外筒を昇降
させ、湯中に浸漬さけるため、溶解時に発生するスラグ
が外筒内に保留され、外筒より出ることが抑制さけるた
め、炉内湯面のスラグを最少限にとどめて、耐火物内壁
面へのスラグの付着を大幅に低減出来る。よって、耐火
物内面の除滓面積が狭いので除滓作業を容易とでき、ま
た、場合によっては不要とすることも出来る。

さらに、炉床の下方にロードセルを設け、湯量を計量し
て湯高を演算し、湯高に応じてプロペラおよび外筒を夫
々別個に昇降さけるため、プロペラおよび外筒を常時場
面に同調させて自動的に昇降さけることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体平面配置図、第２図
は本発明ゐ回転式プロペラの斜視図、第３図は上記実施
例の溶解開始時における一部断面正面図、第４図は上記
実施例の溶解完了時におけろ一部断面正面図、第５図は
上記実施例の出湯前の一部断面正面図である。 １・・溶解炉、　　　　３・・支柱、 ５・・旋回用モーフ、 ６・・プロペラ昇降フレーム、 ７・・外筒昇降フレーム、 １０、Ｉ１・・昇降用モータ、 １２・・回転駆動装置、１３・・回転駆動軸、Ｉ４・・
プロペラ、　　　１６・・外筒、１６ａ　・・切粉投入
口、 ２１・・傾動用シリンダ、 ２２・・炉床、　　　　２−４・・溶湯、２６・・耐火
物、　　　　２９・・ロードセル、３１・・ロードセル
変換器、 ３２・・演算装置、　　　４０・・切粉、４１・・スラ
グ。 特許出願人　中部電力株式会社はかＩ名代理人　弁理上
前　山　葆ばか２名 第１図 ／６ 第２図 第３図 Ｚ９　　２２　　’ＩＱ　　′ｔ／　　　　　Ｚ’ｄ第
４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶解炉に隣接して、固定側基礎に旋回可能に支柱
   を設置し、該支柱に上下２段にプロペラ昇降フレームと
   外筒昇降フレームとを夫々昇降用駆動装置を介して昇降
   自在に取り付けて、これら両昇降フレームを溶解炉上方
   と出湯時の退避位置に旋回可能で、かつ、溶解炉に対す
   る高さ位置を変位自在とし、 上側のプロペラ昇降フレームの先端に回転駆動装置を設
   置すると共に、該回転駆動装置の回転駆動軸をプロペラ
   昇降用フレームより吊り下げ、該回転駆動軸の先端に耐
   熱性プロペラを取り付ける一方、 下側の外筒昇降用フレームの先端には、上記回転駆動軸
   および耐熱性プロペラを挿脱自在に囲繞すると共に上方
   に切粉投入口を設けた耐熱性外筒を固定して吊り下げ、 溶解時に、外筒内にプロペラを挿入した状態で溶解炉の
   溶湯内に浸漬し、外筒より切粉を投入して、プロペラの
   回転で湯中に切粉を押し込むと共に撹拌する構成とした
   ことを特徴とする溶解炉における切粉押込み撹拌装置。
2. （２）上記溶解炉には、炉内の湯量を計量するためのロ
   ードセル型計量装置を設置し、該計量装置により検出す
   る湯面高さに応じて上記プロペラ昇降フレームと外筒昇
   降フレームの昇降用駆動装置を制御し、所要位置に両フ
   レームを昇降して停止する構成としたことを特徴とする
   請求項（１）記載の溶解炉における切粉押込み撹拌装置
   。