JPH02104452A

JPH02104452A - 金属溶湯加熱装置

Info

Publication number: JPH02104452A
Application number: JP25447888A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishikawa; 石川　信一
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1990-04-17

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、鋼、鋳鉄、アルミニウム、銅等の各種金属溶
湯を入れるタンディツシュ等の容器において、金属溶湯
をプラズマ加熱装置により加熱保温する金属溶湯加熱装
置に関する。

〔従来技術〕

従来、連続鋳造法においては、金属溶湯４は。

例えば第３図に示すごとく、取鍋ｌより一旦タンディツ
シュ２へ注入し、湯口２２を通して鋳型９１へ連続的に
流出させ、不定長さの鋳造品４７を成形している。

また、上記タンディツシュ２は、第４図に示すごとく、
取鍋１より注入された金属溶湯４を鋳型９１に流し出す
に当り、流量を調整したり、また金属溶湯４中に混入し
た非金属等からなるスラグを除去して金属溶湯４を清浄
化するための容器である。

ところで、金属溶湯４は、上記タンディツシュ２内にお
いて、冷却し易い状態となる場合がある。

例えば、タンディツシュ２内に金属溶湯４が全くないか
、或いはタンディツシュ２内に金属溶湯４が極めて少な
い時に金属溶湯４を取鍋１よりタンディツシュ２内へ流
し始めた場合である。かかる場合、タンディツシュ２内
においては金属溶湯４の冷却を防止する必要がある。

そのため、最近の連続鋳造法においては、第３図及び第
４図に示すごとく、タンディツシュ２の上方にトーチ３
０を配設したプラズマ加熱装置３を設置し２プラズマ加
熱により金属溶湯を加熱保温を行うこともある。なお、
同図において、符号２１は底部、３１は電源、３２はタ
ーミナル５３４は対向電極、３５はターミナル、９２は
冷却機。

９３はガ・イドロール、９４はビンチロール、９５はカ
ンタ−である。

上記プラズマ加熱装置３は、第４図に示すごとく、トー
チ３０の電極３０２と金属？８湯４の液面Ｂとの間にプ
ラズマアークを発生さセ、その熱により金属溶湯４を加
熱保温するものである。

（解決しようとする課題〕しかしながら、上記プラズマ加熱装置３は、その着火に
際しては、第５ａ図に示すごとく電極３０２の先端面３
０３と金属溶湯４の液面Ｃとの間に、当初のプラズマア
ーク着火に必要な着火距離Ｍ以下に接近させる必要があ
る。そのため、当初の着火時には、上記距離Ｍが確保さ
れるよう、第５ａ図に示すごとく、トーチ３０をクンデ
ィンンユ２の底面２１近くまで下降させねばならない。

そして、タンディツシュ２内に金属溶湯が注入されと、
第５ｂ図に示すごとく、金属溶湯４の液面が上昇する。

それ故、金属溶湯の上昇液面りよりも上方Ｎの位置に、
トーチ３０を上昇移動せざるを得ない。これは、高温の
金属溶湯４からトーチ３０を遠ざけるためである。また
、金属溶湯４の液面は、比較的短時間内に急上昇するた
めトーチ３０は液面上昇スピードより早くＥ方向に上昇
移動しなければならない。

しかし、トーチ３０を上昇させるには、動力設備を必要
とする。また、金属溶湯の圧入状況は常に一定ではない
ため、液面の上昇速度も一定でない、そのため、液面位
置の検出、液面上昇速度の検出も必要である。また、こ
のようなトーチ上界速度制御等の管理も困難である。

本発明は、かかる従来の金属溶湯加熱装置の問題点に鑑
みてなされたもので、プラズマ加熱装置のトーチを金属
溶湯注入の都度下降又は上界する必要がない、金属溶湯
加熱装置を従供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、金属溶湯を入れるタンデインシュ等の容器と
、該容器内の金属溶湯を加熱するプラズマ加熱装置とを
設けた金属溶湯加熱装置において。

Ｌ記容器内には金属等からなる着火ガイドを立設し、該
着火ガイドの上方にプラズマ加熱装置のトーチを対向配
設したことを特徴とする金属溶湯加熱装置である。

本発明において、上記着火ガイドは、プラズマアークを
発生させることができる金属棒１例えば金属溶湯と同質
の金属である鋳鉄、アルミニウム。

銅等からなる金属棒状物又は中空パイプ状物である。該
着火ガイドは、支柱部が丸棒、角棒、多角形等の各種断
面形状からなり、底部には該支柱部を安定に支える支台
部を有するものであることが好ましい。

また、上記着火ガイドの支柱部の長さは９通常タンデイ
ンシュ等の容器深さより若干長く５例えば５００〜８０
０閤であることが好ましい。また。

支柱部の直径は１例えば５〜１０ｍｍである。

しかして、該着火ガイドは２着火当初にトーチの電極と
の間にプラズマアークを発生させるためのものであり、
プラズマアーク発生後（着火後）は、直ちにその熱によ
り溶解されてしまう（第２ａ〜第２ｃ図参照）。

また、上記プラズマ加熱装置は５例えばアーク放電を行
って高温プラズマガス流を発生させ、このガス流を作動
ガスと共に小径の拘束ノズルを通してジェット気流化し
、このジェット気流を用いて金属溶湯を加熱する装置で
ある。また、上記プラズマとは２強い電磁場において、
イオン、電子。

ラジカルに解離したガスをいい、またプラズマガスとし
ては窒素（Ｎｚ）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ
）のほか、アルゴンと水素の混合ガス（Ａｒ＋Ｈ２）、
酸素（０□）等がある。

なお、上記金属溶湯加熱装置は、タンディツシュのみな
らず取鍋等においても配設することができる。

〔作用及び効果〕

本発明においては１着火に当たって、トーチの電極と着
火ガイドとの間に高電圧が印加されると。

両者間にプラズマアークが発生する。そして、このプラ
ズマアークの熱によって着火ガイドが加熱され（第２ｂ
図）、該着火ガイドは直ちに溶は落らる（第２ｃ図）。

また、プラズマアークは、この着火ガイドの溶解と共に
下方に伸長し、該アークはトーチと金属溶湯との間にお
いて引き続き行われ、金属溶湯を加熱する。

そのため、タンディツシュ等の容器内に金属溶湯が注入
されてその液面が上昇しても、その液面に関係なく、プ
ラズマ加熱装置のトーチは、その位置を変える必要がな
い。即ち、トーチの位置は固定したままで５液面位置検
出装置、液面上昇速度検出装置、トーチ上昇速度制御装
置等を必要とすることなく１着火及び金属溶湯加熱を行
うことができる。

それ故、従来のどと＜、トーチを１着火時には下降させ
、金属溶湯液面の上昇に伴って上昇させるという操作、
昇降装置も必要としない。

したがって２本発明によれば、プラズマ加熱装置の昇降
を行う必要のない金属溶湯加熱装置を提供することがで
きる。

〔実施例〕

本発明の実施例にかかる金属溶湯加熱装置につき、第１
図５第２ａ図〜第２Ｃ図を用いて説明する。

即ち２本例の金属溶湯加熱装置は、第１図に示すごとく
、タンディツシュ２内には着火ガイド５を立設し、該着
火ガイド５の−り方においてプラズマ加熱装置３のトー
チ３０を対向配設してなる。

上記着火ガイド５は、支柱部５０と該支柱部５０を安定
に支えるための支台部５１とよりなる。

また、該支柱部５０は、鋳鉄からなる長さ７００唾、直
径８０止の中空バイブである。また、上記支台部５１は
タンディツシュ２の底部２１に載置する。なお、上記着
火ガイド５は、後述の２つの堰６２．６５の略中間部に
立設する。

また、上記プラズマ加熱装置３は、トーチ３０と、該ト
ーチ３０に電線３３を介して電気的に接続した電源３１
と、クンデイツシュ２の底部２１に接続した対向電極３
４とよりなる。

上記トーチ３０は、トーチボディー３０１とノズル３０
２とよりなる。

また、上記トーチ３０は、そのノズル３０２の先端面３
０３を上記着火ガイド５の頭部より一定距Ｋｉ［Ｋを隔
てた位置に対向配設する。また、該トーチ３０は、その
ノズル３０２の先端面３０３とタンディツシュ２の底面
２１１との間隔を−・定距離Ｈを保って、タンディツシ
ュ上方に設けた固定具（図示せず）に固定する。

また、タンディツシュ２内には、取鍋１の下方に上堰６
１及び上堰６２を配設する。また、該上堰６２の下端に
は渦流通口６３を設ける。また。

該渦流通口６３は、鋳鉄等からなる比較的低融点で金属
溶湯と同質の可溶栓７により塞ぐ。

また、上記上堰６１及び上堰６２より一定距離を隔てて
他の上堰６４及び上堰６５を配設する。

また、該上堰６５はその下端に、上記上堰６２と同様の
渦流通口６３及びこれを塞ぐ可溶栓７を設ける。

本例の金属溶湯加熱装置は、上記のごとく構成されてい
るので５次の作用効果を有する。

即ち、まず着火前においては、第２ａ図に示すごとり、
トーチ３０の電極先端面３０３と着火ガイド５上端面と
の距離は、プラズマアーク発生に必要な距離Ｋにある０
次に２着火に際して、電源３１においてスイッチをオン
とすると、トーチ３０の電極先端面３０３と着火ガイド
５との間に。

電線３３．タンディツシュ底部の対向電極３４を介して
高圧電流が印加される。

そして、これに伴って、電極先端面３０３と着火ガイド
５先端面との間にプラズマアーク８が発生する。そして
、該プラズマアーク８の熱により。

第２ｂ図、第２ｃ図に示すごとく２着火ガイド５の支柱
部５０はその上端から直ちに溶解し始める。

そして、プラズマアーク８は、短くなる着火ガイド５に
案内されて順次長くなり、金属溶湯４に達する。そして
、その後も該プラズマアーク８は引き続き放射される。

しかして、第１図に示すごとく取鍋ｌより、りンディン
シュ２内に金属溶湯４が注入され、上堰６２を越えて更
に、該上堰６２と上堰６５の間の加熱槽４４に流入し、
順次金属溶湯４の液１ｆＩｉが上昇していっても、プラ
ズマアークは上昇液面との間に上記のごとく継続して行
われる。そして、トーチ３０は、タンデインシュの最上
端２５よりも上方にあるので、金属溶湯の流入によりそ
の液面が順次上昇しても、従来のごとく上方に移動させ
る必要はない。

上記のごとく、本例装置によれば、トーチ３０を液面上
昇に伴い上昇移動させる必要はなく、定位置で連続して
プラズマアーク８の熱により金属溶湯４を加熱保温する
ことができる。

なお５上記において、金属溶湯４の流れについて述べる
と１次のようである。即ち、第１図に示ずごとく、取鍋
１のＰ方向より注入された金属溶湯４は、上堰６２．上
堰６１及びタンデインシュいて一旦滞溜する。ここで、
金属溶湯４の表面にはスラグ４３が浮トする。そして、
該スラグ４３を除去することにより金属溶湯４は清浄化
される。

また、清浄化された金属溶湯４は、上堰６１の下方をく
ぐりＲ方向に流出し９金属溶湯加熱槽４４へと移動する
。

一方、金属溶湯４が湯溜まり槽４０内で滞留している間
に可溶栓７は加熱溶解し、金属溶湯４は渦流通口６３よ
りも金属溶湯加熱槽４４へと移る。

しかして、金属溶湯加熱槽４４内においては、清浄化さ
れた金属溶湯４は増量してゆき、液面４■は上昇する。

また、加熱槽４４内において加熱保温された金属溶湯は
、上堰６４の下をくぐり隣接する金属溶湯流出槽４５へ
と移る。また、上堰６５の下方に設けた渦流通口６３内
に充装した可溶栓７が溶解すると、金Ｒ溶湯４は該渦流
通口６３をも通して金属溶湯流出槽４５へと移る。

そして、金属溶湯流出槽４５内に入った金属溶湯４は、
湯口２２を通じて鋳型９１へと流出する。

上記のごとく２本例によれば、金属溶湯の液面上昇に拘
らずプラズマ加熱装置３のトーチ３０を着火するだけで
移動する必要はない。またトーチ３０を一定位置に固定
したままで液面位置検出装置、液面上昇速度検出等を必
要とすることなくプラズマアーク放射を行うことができ
、またトーチ移動装置も必要としない。そのため、更に
トーチ上昇速度制御装置も必要としない金属溶湯加熱装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２ｃ図は本発明の実施例にかかる金属溶湯加
熱装置を示し、第１図はその縦断面図。第２ａ図ないし第２ｃ図はその使用説明図、第３図ない
し第５ｂ図は従来の金属溶湯加熱装置を示し、第３図は
連続鋳造装置の縦断面図、第４図。第５ａ図５第５ｂ図はその使用説明図である。 ■０１．取鍋。２４１．タンデインシュ。３０９．プラズマ加熱装置。３０、、、　　トーチ。３０２・・・ノズル。４０６．金属溶湯。５１１０着火ガイド。６１．６４．、、上堰。６２．６５．、、上堰。７９０．可溶栓。８９．、プラズマアーク。

Claims

【特許請求の範囲】金属溶湯を入れるタンディッシュ等の容器と、該容器内
の金属溶湯を加熱するプラズマ加熱装置とを設けた金属
溶湯加熱装置において、上記容器内には金属等からなる着火ガイドを立設し、該
着火ガイドの上方にプラズマ加熱装置のトーチを対向配
設したことを特徴とする金属溶湯加熱装置。