JPH01318886A - 溶接炉における切粉押込み兼除滓装置 - 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兼除滓装置に関し
、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溶解させると共に溶
解時に発生ずるスラグを自動的に除去する装置に関する
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、湯而に投入した時
に自重によって湯中に沈みきれずに湯量に浮遊すること
から、溶解方法としては、炉内で大きな湯運動を行わせ
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、大きな調運動を
行わけることか可能な低周波るつぼ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。

−に足代周波るつぼ形誘導炉では、電磁力による湯運動
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、人力によって押込体を使って切粉を
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か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型…当たりの表面
積がはるかに大きいため、酸化物が多発し、その結果、
溶解時にスラグか多量に発生し、該スラグが炉壁耐大物
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は極めて困難であるという
問題もあった。

本発明は、上記した従来の種々の問題を解消仕んとする
しので、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、他の高周波るつは形誘導炉、溝形誘導
炉あるい反射炉、アーク炉等の４運動が極めて小さい炉
も使用可能とし、かっ、人力に頼ることなく自動的に溶
湯中に切粉を押し込むと共に該切粉の押し込みレベルを
湯量の高さに応じて自動調整して溶解作業を全自動化し
、しかし、炉内の湯面に浮遊するスラグを最小限にとと
めると共に発生するスラグを炉外に自動的に排出し、ス
ラグの除去作業を容易とすること等を［］的とするもの
である。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記目的を達成するため、溶解炉に隣接して
、固定側基礎に旋回可能に支柱を設置し、該支柱に昇降
フレームを昇降用駆動装置を介して昇降自在に取り付け
、該昇降フレームの先端付近に、中間トラニオン軸を存
するスクリューコンベアをトラニオン軸受で支持して取
り付ける一方、上記トラニオン軸をフレートに搭載した
モータ等の駆動装置に連結し、スクリューコンベアを傾
動可能とし、かつ、上記スクリューコンベアは耐熱性材
料で形成した円筒状のガイド筒の上方付近に、切粉投入
口およびトラニオン軸を設けると共に、最−Ｌ部には取
付台を介してスクリュー軸回転用モータおよび減速機を
搭載し、該モータにより回転駆動されるスクリュー軸を
ガイド筒の軸線に沿って配置すると共にガイド筒の内周
面と適宜の隙間をあけて耐熱性スクリューをスクリュー
軸に取り付けた構成とし、切粉溶解時にはスクリューコ
ンベアの丁端部を溶湯内に浸漬して投入する切粉を、ス
クリューの回転でガイド筒内を溶湯側へ送り込むと共に
溶湯中に強制的に押し込む一方、溶解終了時にはスクリ
ューコンベアを傾動して溶湯より取り出すと共にスクリ
ューを逆回転してスクリューコンベア内部のスラブを炉
外に強制排出する構成としたことを特徴とする溶解炉に
おける切粉押込み兼除滓装置を提供するしのである。

さらに、本発明は、炉内の湯量を計遣するために炉床と
固定基礎との間にロードセルを介設すると共に、該ロー
ドセルをロードセル変換器を介して演算装置に接続し、
ロードセルで感知した湯量を検出し、該検出値に基づい
て演算装置で炉内の湯面高さを演算し、該湯面高さに応
じて上記昇降用駆動装置を制御して昇降フレームを所要
位置へ移動および停止し、溶解時に、昇降フレームに取
り付けたスクリューコンベアの下端位置を自動的に湯面
に追随させる構成としたことを特徴とする溶解炉におけ
る切粉押込み兼除滓装置を提供する乙のである。

作用 本発明は、上記したように、溶解時には、スクリューコ
ンベアにより切粉を強制的に溶湯中に押し込むため、特
に、湯運動を与えなくとも、切粉を湯中で溶解させるこ
とが出来る。よって、人力による切粉の押し込み作業が
不要になると共に、大きな湯運動を行イつない炉ら切粉
溶解炉として使用することが出来る。かつ、上記スクリ
ューコンベアのガイド筒は、その最下端部が湯中に浸る
まで下降することにより、切粉を溶ｌＲ中に押し込み、
溶解する過程で発生するスラグをガイド筒の内部に保留
するため、炉内湯面のスラブ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か付着するのをほぼ防
止することが出来る。

さらに、溶解の途中または溶解終了後には、スクリュー
コンベアを傾動させると共に、スクリューを逆転させる
ことにより、ガイド筒内に浮遊するスラグを上方へ送り
上げて炉外に排出することが出来る。

また、溶解炉にロードセル型計量器を設置し、炉内の場
面高さを検出し、該検出値に応じて昇降フレームの高さ
を自動制御しているため、湯面の高さ変化に対応してス
クリューコンベアの先端位置を自動的に調整でき、切粉
の押し込みレベルを湯面位置に追随させることが容易に
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兼除
滓装置を設置しており、図示のように、溶解炉ｌの上面
と隣接する固定側基礎２上に、下部軸受台３と上部軸受
台４によで上下両端部を旋回可能に支承して支柱５を立
設し、」二部軸受台４に搭載した旋回用モータ６で支柱
５を旋回さけるようにしている。

」二足支柱５には、枠状の昇降フレーム７の一端を摺動
軸受７ａを介して昇降自在で回転不可に嵌合して取り付
け、該昇降フレーム７を溶解炉１のＦ方に位置させてい
る。また、支柱５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。該昇降ガイド９を昇降
フレーム７に取り付けたナツトＩＩと螺合させると共に
、昇降フレーム７に昇降用モータ！０を設置してこれら
で昇降フレーム７の昇降用駆動装置を構成し、該昇降用
モータ１０の駆動によりナツト１１を回転さ仕ることに
より、昇降ガイド９に沿って昇降フレーム７を昇降させ
るようにしている。よって、昇降フレーム７は旋回用モ
ータ６の駆動で矢印方向に旋回し、第１図中実線で示す
溶解炉１の真上の溶解位置と鎖線で示す出湯時の退避位
置に変位され、かつ、昇降用モータ１０の駆動で所要位
置に昇降され、かつ、停止される。

上記昇降フレーム７の先端部には、対向枠に一対のトラ
ニオン軸受１３を固定し、スクリューコンベア１４の上
端付近より突設した中間トラニオン軸１５を上記トラニ
オン軸受１３で支持し、スクリューコンベアＩ４を昇降
フレーム７の先端側枠内より吊り下げている。

上記スクリューコンベア１４は、耐熱性材料より形成し
た円筒状のガイド筒１６の上端に取付台！７を固定し、
該取付台！７上に回転用モータ１８および減速機（図示
せず）を搭載している。該回転用モータ１８により回転
駆動されるスクリュー軸１９をガイド筒Ｉ６の軸線に沿
って下端開口部まで配置している。該スクリュー軸１９
の外周より突設するスクリュー２０はガイド筒Ｉ６の内
周面と適宜の隙間をあけて設けている。また、ガイド筒
１６の上端近傍には、その外周面より対向して中間トラ
ニオン軸１５を突設すると共に、上端に側方へ突出した
切粉投入口１６ａを形成している。

上記ガイド筒１６およびスクリュー軸１９、スクリュー
２０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。

ト記スクリューコンベア１４のガイド筒１６より突設し
た中間トラニオン軸１５は、昇降フレーム７に支持板２
１を介して設置した駆動装置としての傾動用モータ２２
とチエイン２３を介して伝動し、該傾動用モータ２２に
より中間トラニオン軸１５を回転してスクリューコンベ
ア！４を傾斜させるようにしている。

一方、溶解炉！では、溶解炉Ｉの上部外周に取り付けた
デツキ３０を傾動用シリンダ３１を介して炉床３２上に
搭載し、該シリンダ３Ｉにより溶解炉１をデツキ３０と
共に傾動し、出湯口３３より炉内溶湯３４を出湯するよ
うにしている。該溶解炉１は公知の溝形誘導炉構造で、
炉壁を主として耐火物３５で構成し、炉底部には加熱源
であるインダクタ３６を備えている。また、溶解炉１の
上面には炉蓋３７を炉蓋用支柱３８により旋回自在に支
持されるアーム３９で支持して配置（７ており、該炉蓋
３７は第１図中に矢印で示す如く、溶解炉１の上方を旋
回して閉じることにより、上部への放熱を抑止している
。

上記溶解炉１を支承する炉室３２とＦ側の固定基礎２ａ
の間には、ロードセル４０を介設している。該ロードセ
ル４０はケーブル４Ｉによりロードセル変換器４２に接
続すると共に、該ロードセル変換器４２を演算装置４３
に接続している。これらロードセル４０、ロードセル変
換器４２および演算装置４３からなる計量装置を設ける
ことにより、ロードセル４０で溶解炉１内の湯量の増加
を検知し、ロードセル変換器４２からの信号によって演
算装置４３で湯面高さを演算している。該演算装置４３
はケーブル４４を介して上記昇降用モータＩＯの駆動を
制御している。

次に、第２図から第４図を参照して上記装置の動作過程
を順次説明する。

第２図は溶解炉１内の残１１ＡＱが少い状態を示し、該
状態より切粉５０の溶解が始まる。溶解開始時、図示の
ように昇降フレーム７を最下限まで昇降用モータ１０に
より下降し、該昇降フレーム７に取り付けたスクリュー
コンベアＩ４の先端部か溶湯３・１の中に浸漬する。同
時に、回転用モータ１８を駆動してスクリュー２０を回
転し、かつ、インダクタ３６に所定電力を投入して溶湯
を加熱しながら、溶解材料である切粉５０をスクリュー
コンベア１４のガイド筒Ｉ６の切粉投入口１６ａよりガ
イド筒１６に投入する。

切粉５０はスクリュ−２０で下方へ送られ、場面部に達
すると、さらに、スクリュー２０の回転リード角によっ
て湯中へ押し込まれて強制的に溶解される。

上記した動作により連続的に切粉５０を溶解しながら、
一方では湯量の増加をロードセル４０で検知し、その検
知値に応じて演算装置ｔ１３により湯高に見合った昇降
指令信号をケーブル４４を介して昇降用モータｌＯに出
力する。該指令信号に応じる昇降用モータＩＯの駆動に
より昇降フレーム７はポールネジ式ガイド９に沿って上
昇させ、スクリューコンベア１４を自動的に湯高に同調
して上昇させ、常に、湯面より僅かに浸漬した位置にス
クリューコンベアト１の先端部を位置させている。よっ
て、切粉５０の溶解時に発生するスラグ５Ｉはスクリュ
ーコンベア１４のガイド筒Ｉ６の内部で保留され、その
結果、炉内湯面および耐火物３５がスラグで汚染される
ことが防止出来る。

第３図は溶解完了の状態を示し、ガイド筒１６は溶解開
始以降少なくとも湯中（こ浸漬した状態を維持し続けな
がら、傾動用モータ２２でチエイン２３を介して中間ト
ラニオン軸１５を回転し、スクリューコンベアＩ４を図
示のように、必ずガイド筒１６の下部が湯中に浸漬した
状態で、傾斜させる。かつ、回転用モータ！８を矢印で
示すように第２図と逆回転させることにより、ガイド筒
１６内の湯面のスラグ５１を上方へ送り上げて、スラグ
パケット５５に取り出して、排出スラブとじて貯留する
。

第４図は溶解および除滓を完了して、出湯の亭備状態を
示す。除滓完了後は、昇降用フレーム７を最上端まで上
昇させると共に、スクリューコンベアＩ４の傾斜状態を
元の状態、即ち、垂直に戻す。この状態で、支柱５を旋
回用モータ６で回転してフレーム７を左旋回し、第１図
中鎖線で示す退避位置に逃がす。その後、溶解炉１を傾
動用シリンダ３１により傾動し、出ｌ易口３３より出湯
する。

一方、ガイド筒１６の内面およびスクリュー軸１９およ
びスクリュー２０に、スラグが多量に付着したり、溶損
量が著しい時は、中間トラニオン軸１５の部分で昇降フ
レーム７より取り外し、別に準備したスクリューコンベ
アと交換し、使用したスクリュー・コンベア１４は別の
場所で付着スラグ４１を除去、および入念な補修および
手入れをする。

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

また、切粉溶解以外でも、傾斜式のスクリューコンベア
のみを適用することにより、除滓装置として利用するこ
とが出来る。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる切粉の
押込み兼除滓装置によれば、炉内に投入する切粉を炉内
の溶湯中に浸漬したスクリューコンベアのガイド筒内に
投入し、ガイド筒内のスクリューを回転駆動することに
より、切粉を湯面側に向かって下方に送ると共に湯中に
強制的に押し込み、溶解する。よって、渦運動が極めて
小さい炉でも切粉溶解に用いることが出来、従来、低周
波るつぼ型溶解炉に限定されていたものか、高周波るつ
ぼ型溶解炉および反射炉やアーク炉等ら切粉溶解に使用
することが出来る。

また、スクリューコンベアは常に下端部が湯中に浸った
状態で切粉を投入して湯中にスクリューの回転力で押し
込みながら溶解するので、溶解時に発生するスラグはス
クリューコンベアのガイド筒内に保留され、ガイド筒よ
り出ることが抑制される。そのため、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。

さらに、溶解炉の炉室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、湯高に応じて昇降フレームを
昇降させ、スクリューコンベアを常時湯面に同調させて
自動的に昇降させることが出来る。

さらに、上記スクリューコンヘアの下端部を溶解中およ
び溶解後も常時湯中に浸しながら、溶解後にスクリュー
コンベアを傾斜させてスクリューを逆転することにより
、ガイド筒内の浮遊スラグを人力に頼ることなく炉外の
スラグパケットへ排出することが出来る。

【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
は上記実施例の溶解開始時における一部断面正面図、第
３図は上記実施例の除滓状態における一部断面正面図、
第４図は上記実施例の溶解・除滓終了状態の一部断面正
面図である。 １・・溶解炉、　　　　　５・・支柱、６・・旋回用モ
ータ、　　７・・昇降フレーム、ｌＯ・・昇降用モータ
、 １３・・トラニオン軸受、 ！４・・スクリューコンベア、 １５・・中間トラニオン軸、 １６・・ガイド筒、 １６ａ　・・切粉投入口、 １８・・回転用モータ、 １９・・スクリュー軸、　２０・・スクリュー、２２・
・傾動用モータ、　　２３・・ヂエイン、３１・・傾動
用シリンダ、 ３２・・炉室、　　　　　３４・・溶湯、３５・・耐火
物、　　　　４０・・ロードセル、４２・・ロードセル
変換器、 ４３・・演算装置、　　　５０・・切粉、５１・・スラ
グ。 特許出願人　中部電力株式会社はか１名代理人　弁理上
前　山　葆ばか２名 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、該支柱に昇降フレームを昇降用駆動装置を介
   して昇降自在に取り付け、該昇降フレームの先端付近に
   、中間トラニオン軸を有すると共に上端に切粉投入口を
   有するスクリューコンベアを、トラニオン軸受で支持し
   て取り付け、上記トラニオン軸をフレームに搭載したモ
   ータ等の駆動装置に連結し、スクリューコンベアを傾動
   可能とし、切粉溶解時にはスクリューコンベアの下端部
   を溶湯内に浸漬して投入する切粉をスクリューの回転で
   溶湯中に押し込む一方、溶解終了時にはスクリューコン
   ベアを傾動して溶湯より取り出しすと共にスクリューを
   逆回転してスクリューコンベア内部のスラグを炉外に強
   制排出する構成としたことを特徴とする溶解炉における
   切粉押込み兼除滓装置。
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昇降フレームの昇降用駆動装置
   を制御し、湯面高さに対応して自動的にフレームを昇降
   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兼除滓装置。