JPH05237629A - 誘導加熱式真空溶解炉の自動温度制御装置 - Google Patents

誘導加熱式真空溶解炉の自動温度制御装置

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JPH05237629A
JPH05237629A JP4171492A JP4171492A JPH05237629A JP H05237629 A JPH05237629 A JP H05237629A JP 4171492 A JP4171492 A JP 4171492A JP 4171492 A JP4171492 A JP 4171492A JP H05237629 A JPH05237629 A JP H05237629A
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耕作 福田
Ichiro Koe
一郎 向江
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昭 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動的に温度制御されて溶解し添加タイミン
グの狂いが少なく品質のばらつきの少ない製品を製造で
きる誘導加熱式真空溶解炉を提供すること 【構成】 誘導加熱式真空溶解炉の上蓋1aに開閉自在
の仕切弁を介して該誘導加熱式溶解炉内の溶湯温度を測
定する放射温度計11を設け、該誘導加熱式溶解炉へ電
力を供給する加熱電源8に、該放射温度計からの出力信
号に応じて該誘導加熱式溶解炉への電力を制御するプロ
グラム温度調節計18を設けた 【効果】 設定したプログラムに基づき自動的に加熱電
源の出力を制御して炉内の温度を制御すること及び放射
温度計からの信号により正確に温度制御することがで
き、原料の添加タイミングを一定にできて品質一定の製
品を製造でき、炉内を監視して温度制御する必要もない
ので1名のオペレーターで作業を実行できる

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空室内に傾転自在の
誘導加熱式溶解炉を設けた誘導加熱式真空溶解炉の溶解
温度を自動制御する自動温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、誘導加熱式真空溶解炉は、図1に
示すように、真空室a内に加熱コイルbで囲まれた溶解
炉cを支柱dに油圧シリンダeに傾転自在に設けると共
に、傾転する溶解炉cからの溶湯を受ける溶湯受fの下
方に鋳型gを設けて構成されている。該加熱コイルbに
は電力導入ケーブルhにより電力が供給され、該溶解炉
c内には真空室aの移動式の上蓋iに設けた原料添加装
置jにより原料が供給され、更に該上蓋iに設けた合金
添加装置kにより合金材料が溶解炉c内に供給される。
lは上蓋iに設けた覗窓である。
【0003】該溶解炉cにより組成の調整された合金を
製造する場合、溶解炉c内に一部の原料を収めておき、
真空室a内を図示してない真空ポンプにより真空に排気
する。そして電力ケーブルhを介して加熱コイルbに高
周波電力を投入し、溶解炉c内の原料を溶かす。加熱温
度の制御は手動つまみを操作して投入電力を制御するこ
とにより行ない、原料が溶解したら原料添加装置jによ
り次の原料を添加し更に必要ならば合金原料添加装置k
により合金原料を添加する。これら原料等が完全に溶解
し充分に攪拌されたことを確認して溶解炉cを油圧シリ
ンダeにより傾転させ、溶湯を溶湯受fを介して鋳型g
に鋳込む。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
誘導加熱式真空溶解炉は、原料の温度が判断できない状
態で加熱されており、そのため添加原料の添加タイミン
グが一定でなく、添加時の湯温も一定でないため、オペ
レーターにより製品の品質にばらつきが出る不都合があ
った。また、加熱中は、覗窓lから常時炉内を監視しな
がら手動つまみによる加熱電力制御をしなければならな
いため、常に複数名のオペレーターが作業に従事しなけ
ればならないという問題があった。
【0005】本発明は、自動的に温度制御されて溶解し
添加タイミングの狂いが少なく品質のばらつきの少ない
製品を製造できる誘導加熱式真空溶解炉を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、真空室内に
傾転自在の誘導加熱式溶解炉と鋳型を設け、該真空室の
上蓋に原料添加装置を設けた誘導加熱式真空溶解炉に於
いて、該上蓋に開閉自在の仕切弁を介して該誘導加熱式
溶解炉内の溶湯温度を測定する放射温度計を設け、該誘
導加熱式溶解炉へ電力を供給する加熱電源に、該放射温
度計からの出力信号に応じて該誘導加熱式溶解炉への電
力を制御するプログラム温度調節計を設けることによ
り、上記の目的を達成するようにした。
【0007】上記の手段に於いて、更に上記プログラム
温度調節計に上記放射温度計からの出力信号を変換する
放射温度計変換器を接続し、上記真空室の上蓋に、開閉
自在の仕切弁を介して誘導加熱式溶解炉の溶湯に接触し
て測温する昇降自在の熱電対温度計を設け、該熱電対温
度計の出力信号で該放射温度計変換器の出力を較正すべ
く該熱電対温度計を該放射温度計変換器に接続すれば、
正確な自動温度制御を行なえて有利である。
【0008】
【作用】誘導加熱式溶解炉内に原料の一部を収めてお
き、真空室内を真空に排気したのち該溶解炉の加熱コイ
ルに加熱電源から電力を投入する。該加熱電源はプログ
ラム温度調節計に予め設定したプログラムに従って例え
ば原料が溶落するまでの間は3段階に溶解炉の加熱コイ
ルへの出力電力を制御し、自動的に昇温、温度保持を行
ない、原料が溶け落ちて熱放射率の安定した溶湯面が生
成すると放射温度計による正確な測温のデータがプログ
ラム温度調節計に導入され、正確な温度に従って自動的
に或いはアラーム等の告知による手動で原料添加装置を
操作することができるので、該溶解炉内へ残りの原料や
これに合金原料を添加するタイミングの狂いが少なくな
る。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図2及び図3に於いて符号1は誘導加熱式真空溶解炉の
真空室を示し、該真空室1内に設けた支柱2に油圧シリ
ンダ3で傾転自在に誘導加熱式溶解炉4が軸支される。
5は該誘導加熱式溶解炉4の加熱コイル6に給電する電
力ケーブル、7は溶湯受で、該真空室1内を図示してな
い真空ポンプで真空に排気し、加熱コイル6に例えば3
段階に出力を変更できる加熱電源8から高周波電力を通
電すると、該溶解炉4内に予め用意された鉄や鉄系合
金、ニッケル、ニッケル合金等の原料が溶解される。9
は鋳型である。該真空室1の上方は移動自在の上蓋1a
で構成され、該上蓋1aには2基の原料添加装置10即
ち主原料添加装置10a及び合金原料添加装置10bが
設けられ、更に放射温度計11と熱電対温度計12が設
けられる。該主原料添加装置10aからは希土類金属や
鉄、Ni等を該溶解炉4内へ添加し、合金原料添加装置
10bからはCoやAl、Cuを添加する。該熱電対温
度計12として例えば消耗式熱電対温度計が使用され、
測温のときには油圧シリンダ等により該上蓋1aに設け
た仕切弁13を介して溶解炉4の原料に熱電対が接する
まで降下する。また、該上蓋1aに仕切弁14を介して
真空室1内に連なるサブルーム15を設け、放射温度計
11を該サブルーム15を介して溶解炉4の湯面に向け
て設けるようにした。該サブルーム15内は不活性ガス
雰囲気或いは真空に維持されるようにし、その内部には
粉塵保護用のドーナツ形のスリット16を複数個設け、
各スリット16の中央の透孔を介して湯面からの波長が
放射温度計11に入射するようにした。17は石英ガラ
スが嵌められた覗窓である。
【0010】該溶解炉4の温度はその加熱コイル6へ加
熱電源8から供給する電力を変化させることにより制御
され、その電力を変化させるために該加熱電源8にプロ
グラム温度調節計18を接続し、該プログラム温度調節
計18に放射温度計11からの出力信号が放射温度計変
換器19を介して変換されて入力するように接続した。
該プログラム温度調節計18は、例えば、PID制御で
き、プログラム1パターン当り99ステップまで設定可
能で、出力信号の上限出力を制限し、湯温の上昇を制限
する出力リミッタ機能を持ち、更に設定温度に対する或
る一定以上の温度偏差が発生したとき警報を発するアラ
ーム機能を有するものが使用される。該放射温度計変換
器19には、熱電対温度計12からの出力が溶湯温度記
録計20及び較正用温度変換器21を介して導入される
ようにし、放射温度計11からの出力を熱電対温度計1
2からの出力で較正できるようにした。22は熱電対温
度計12での測温の際に、オペレーターが適温かどうか
を判断するための温度指示計、23は放射温度計用の温
度記録計である。
【0011】その作動を説明すると、溶解炉4内に原料
を収めておき、真空室1内を真空に排気したのち、まず
加熱電源8から例えば原料の種類に応じてe1の出力を
所定の時間だけ加熱コイル6に供給する。この供給時の
出力の大きさと時間は、溶解炉4内の原料が溶け落ちる
ように設定され、所定の時間が経過すると、プログラム
温度調節計18からの指示により自動的に加熱電源8か
らの出力がe2に切り換えられる。該プログラム温度調
節計18には温度と時間とがプログラムされており、そ
の温度に相当する信号出力が該プログラム温度調節計1
8から加熱電源8へ伝達されると、加熱電源8からの出
力が制御され溶解炉4内の溶湯の温度が可及的に制御さ
れる。そして実際の溶解炉4内の温度が設定の温度に合
致しているかどうかを確認するために、仕切弁14が開
かれ、溶湯から放射温度計11に入射する波長により温
度を測定し、そのデータが放射温度計変換器19を介し
てプログラム温度調節計18に導入され、実際の測定温
度と比較する。もし、測定温度がプログラム温度調節計
18に設定した温度よりも低いならば、該調節計18は
自動的に所定の温度になるように加熱電源6への信号を
変更し、放射温度計11からのフィードバック信号に合
致するように制御する。所定の温度で所定の時間経過す
ると、該プログラム温度調節計18はアラームを発し、
残りの原料が手動或いは自動的に溶解炉4に投入され、
更に該調節計18のプログラムに基づき加熱コイル6へ
の電力が制御され、溶湯が所定の温度で所定の時間経過
するとアラームが発しられ、合金原料が溶湯に添加され
る。そして所定の温度で所定の時間経過後、溶解炉4が
油圧シリンダ3で傾転され、鋳型9に注湯される。
【0012】溶解炉4内で原料が溶落した後は、熱電対
温度計12を溶湯に接触させて測温することも可能であ
るので、放射温度計11による測定温度が不安定な場合
や真の温度から掛け離れている場合には、熱電対温度計
12を溶湯に接触させ、そのデータを温度記録計23及
び較正用温度変換器21を介して放射温度計変換器19
に導入して温度較正を行なえ、正確な温度制御が可能に
なる。溶解炉4内の設定温度を予め設定された時間だけ
保持したのち、原料添加装置10から原料、合金を添加
し、所定組成の合金に成分調整される。尚、溶解炉4内
での原料の溶落の判断は、放射温度計11で測定された
温度と、溶解材料のコンダクタンスの両方が満足された
ときとした。
【0013】放射温度計11を取り付けたサブルーム1
5は、仕切弁14を開くために真空室1と同圧で不活性
ガスの雰囲気に調整され、該サブルーム15内にはスリ
ット16が設けられているので、溶解炉4からの蒸発物
が放射温度計11の測定面に付着することが防止され
る。該放射温度計11としては単色式のものだけでなく
2色式のものを用いてもよい。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明では誘導加熱式真
空溶解炉の真空室の上蓋に開閉自在の仕切弁を介して放
射温度計を設け、該溶解炉への加熱電源に、該放射温度
計からの出力信号に応じて該溶解炉への電力を制御する
プログラム温度調節計を設けたので、溶解炉内の原料が
溶落するまで設定したプログラムに基づき自動的に加熱
電源の出力を制御して炉内の温度を制御し、その溶落後
には放射温度計からの信号により正確に温度制御を行な
えるので、所定の湯温のときに原料を添加できて添加タ
イミングを一定にでき、品質一定の製品を製造できると
共に炉内を監視して温度制御する必要もないので1名の
オペレーターで作業を実行でき経済的である等の効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来例の截断側面図
【図2】 本発明の実施例の截断側面図
【図3】 本発明の要部の説明線図
【符号の説明】
1 真空室 1a 上蓋 3
油圧シリンダ 4 誘導加熱式溶解炉 6 加熱コイル 8
加熱電源 9 鋳型 10 原料添加装置 11
放射温度計 12 熱電対温度計 13、1
4 仕切弁 18 プログラム温度調節計 19 放射温度計変
換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空室内に傾転自在の誘導加熱式溶解炉
    と鋳型を設け、該真空室の上蓋に原料添加装置を設けた
    誘導加熱式真空溶解炉に於いて、該上蓋に開閉自在の仕
    切弁を介して該誘導加熱式溶解炉内の溶湯温度を測定す
    る放射温度計を設け、該誘導加熱式溶解炉へ電力を供給
    する加熱電源に、該放射温度計からの出力信号に応じて
    該誘導加熱式溶解炉への電力を制御するプログラム温度
    調節計を設けたことを特徴とする誘導加熱式真空溶解炉
    の自動温度制御装置。
  2. 【請求項2】 上記プログラム温度調節計に上記放射温
    度計からの出力信号を変換する放射温度計変換器を接続
    し、上記真空室の上蓋に、開閉自在の仕切弁を介して誘
    導加熱式溶解炉の溶湯に接触して測温する昇降自在の熱
    電対温度計を設け、該熱電対温度計の出力信号で該放射
    温度計変換器の出力を較正すべく該熱電対温度計を該放
    射温度計変換器に接続したことを特徴とする請求項1に
    記載の誘導加熱式真空溶解炉の自動温度制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010071666A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Sinfonia Technology Co Ltd 気密溶解設備
CN105987600A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 边仁杰 保温炉底凸
CN114474647A (zh) * 2022-02-10 2022-05-13 芜湖市旭辉电工新材料有限责任公司 一种温控伴热电缆用高分子ptc熔炼系统

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CN114474647B (zh) * 2022-02-10 2024-02-02 芜湖市旭辉电工新材料有限责任公司 一种温控伴热电缆用高分子ptc熔炼系统

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