JPH0820187B2 - 溶融物の定量出湯装置 - Google Patents

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壁に設け
た出湯口から連続して定量出湯する装置に係わり、特に
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
に適用される装置に関する。

〔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、その性能に応じた量
の溶融原料を常に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を定量出湯する手段とし
て、炉壁に形成した出湯口に対向して昇降可能なゲート
部材を設け、このゲート部材を昇降移動させることによ
り出湯口の開口面積を変化させて溶融物を定量出湯させ
る手段が検討されている。

このような構成の定量出湯装置は、出湯口の開口面積
すなわちゲート部材の昇降量を単時間当りの出湯量に応
じて制御する必要があり、よって単位時間当りの出湯量
を測定する手段が必要である。

〔発明が解決しようする課題〕

しかしながら、単位時間当りの出湯量を測定する手段
として、流路の断面積と流速との積で表される流量計が
考えられるが、上記のような溶融物はきわめて高温度で
あるから高温に耐えて流速を精度よく測定する流量計が
見当たらない。

他の手段として、第１図の鎖線で示すように、炉内に
溶融物Ａの浴面高さを測定するレベル計15を設け、この
レベル計15で測定した浴面高さの時間的な変化具合に応
じてゲート部材を昇降させるようにした定量出湯装置が
検討されている。

しかし、上記のような浴面の高さを測定するレベル計
15は、炉内の溶融物Ａに浸漬されるタイプであり、当然
高温度に晒されるから高温に耐えきれないという不具合
がある。

また、浴面の高さを光電変換素子や超音波、電磁波な
どで測定するという提案もあるが、炉内雰囲気は蒸気や
ガスで満たされ、また原料の粉塵などが混ざっているか
ら、光や超音波、電磁波などが直進し難く、精度のよい
測定が不可能である。さらに、この種の浴面高さ測定計
器は、構造が複雑で高価であるという欠点もある。

本発明の目的とするところは、僅かな設備費で溶融物
の出湯量を一定に制御することができるとともに、出湯
を緊急に止めたり出湯量を急に変えるなどの使用も可能
な溶融物の定量出湯装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、電気溶融炉の炉壁に形成した出湯口に対向
してこの出湯口の開口面積を変化させる昇降可能なゲー
ト部材を設け、このゲート部材を昇降させて上記炉内の
溶融物を上記出湯口から出湯する装置において、 炉内溶融物を含む電気溶融炉の重量を計測するロード
セルと、このロードセルにより測定した上記電気溶融炉
の重量の時間的変化に応じて上記ゲート部材を昇降させ
て上記出湯口の開口面積を溶融物の出湯量が一定となる
ように制御する制御装置と、を具備したことを特徴とす
る溶融物の定量出湯装置である。

〔作用〕

本発明によれば、単位時間当りの出湯量を測定する手
段として炉内溶融物を含む電気溶融炉の重量を計測する
ロードセルを用いたから、熱的影響を受けることなく簡
単な構造の計測手段（センサ）で出湯量を測定すること
ができる。そして、このロードセルにより測定した上記
電気溶融炉の重量の時間的変化に応じて上記ゲート部材
を昇降させるようにしたから、簡単な構成で溶融物の出
湯量を一定に制御することができる。よって僅かな設備
費ですむ。

しかも、出湯を緊急に止めたり、出湯量を急に変えた
い場合はゲート部材を昇降移動させればよく、迅速に対
応することができる。

〔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
る電気溶融炉に適用した図面にもとづき説明する。

まず、電気溶融炉の構造を説明すると、第１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上に炉重量測定用ロードセル４を介して支持され
ている。

５は炉蓋２を貫通して炉内に挿入された複数本の電極
であり、これら各電極５は、炉体外側に立設した垂直マ
スト６に昇降可能に支持された電極保持アーム７に保持
されている。

また、８および９は炉内にロックウール原料を投入す
る主原料および副原料投入管であり、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10により搬送されて主原料投入管８の上部のホッパ8a
に投入され、主原料投入管８から炉内に供給される。ま
た、副原料は、炉の上方に設置した副原料貯槽11から副
原料供給装置12を介して副原料投入管９に供給され、こ
の副原料投入管９から炉内に供給される。

1aは炉体１の炉壁に設けられた出湯口であり、この出
湯口1aはやや縦長の開口とされている。

この出湯口1aに対向して、炉体１の外壁面にはゲート
部材13が昇降可能に設けられており、このゲート部材13
は出湯口1aを覆っている。このゲート部材13は、第２図
に示すように、上記出湯口1aの開口面積よりも十分大き
なものとされており、このゲート部材13には上記出湯口
1aの開口面積を変化させる、例えば下方が解放された切
欠形状の調節孔13aが形成されている。

なお、ゲート部材13は図示しないガイド部材で案内さ
れて昇降するようになっており、またこのゲート部材13
と炉体外壁面との摺動面は湯漏れを生じないようにシー
ルされている。

14は前記ゲート部材13を昇降させるためのゲート部材
昇降機構であり、この昇降機構14は、その内部構造は図
示しないが、例えばゲート部材13に設けたスクリューロ
ッド13bに螺合させたナット部材と、このナット部材を
回転駆動するモータとからなっており、ゲート部材13は
前記ナット部材の回転によりスクリューロッド13bを介
して昇降されるようになっている。

上記モータは、マイクロコンピュータなどの制御装置
20で駆動されるようになっている。

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）を所定量収容してこのロックウール原料
（主原料および副原料）を電極5,5への通電により溶融
し、この溶融物Ａを製綿機（図示せず）に連続して定量
出湯するもので、炉内の溶融物Ａは、炉体１の炉壁に設
けた出湯口1aから前記ゲート部材13の調節孔13aを介し
て出湯される。

なお、製綿機に供給する溶融物の均質化を図るには、
適宜炉内溶融物Ａを不活性ガスによってバブリング（撹
拌）するのが望ましい。

次に、上記定量出湯装置の作用を、制御装置20の作用
を加えて説明する。

炉内溶融物Ａの出湯方法としては、出湯にともなって
炉内に原料を追装しながら、原料の溶融と出湯とを連続
して行なう方法と、炉内への原料供給を停止しておいて
出湯する方法（この場合でも電極５、５への通電は継続
して溶融物Ａの温度を維持しておく）とがあるが、ここ
では炉内への原料供給を停止しておいて出湯する場合に
ついて説明する。

前記ゲート部材13は、出湯開始前にはその調節孔13a
が出湯口1aより下にくる位置、すなわちゲート部材13で
出湯口1aを完全に閉塞した位置に下降されており、出湯
開始時に上昇される。このゲート部材13を上昇させて行
くと、その調節孔13aが出湯口1aと重なる位置にきたと
きに出湯口1aが開口され、炉内の溶融物Ａが出湯口1aか
ら調節孔13aを介して出湯し始める。

そして、出湯開始後は、炉内溶融物Ａの出湯にともな
って前記ゲート部材13を上昇させ、このゲート部材13の
調節孔13aの位置を変化させて出湯口1aの開口面積を調
節することにより出湯量が常に一定となるように制御す
る。

出湯量を製綿機の能力に応じて設定される目標値にす
るには、実際の出湯量を測定し、この測定量が上記目標
値になるように上記出湯口1aの開口面積を調節する。

実際の出湯量は、炉重量測定用ロードセル４により炉
内溶融物Ａを含む炉重量を測定し、この測定量に応じて
制御装置20によりゲート部材昇降機構14のモータを自動
制御するようになっており、制御装置20による制御プロ
セスを第３図に示すフローチャートにもとづき説明す
る。

すなわち、ステップ31で示すように、炉重量測定用ロ
ードセル４により炉内溶融物Ａを含む炉重量を測定し
て、この測定値を制御装置20に送り、制御装置20ではス
テップ32に示すように、出湯にともなう単位時間当りの
炉重量の減少量を求める。この炉重量の減少量は実際の
出湯量に相当するから、単位時間当り出湯量を知ること
ができる。

そして、ステップ33では、測定した出湯量と目標値を
比較し、出湯量が目標値より少ない場合は、ステップ34
に示す通り、ゲート部材昇降機構14のモータに上昇信号
を送り、ステップ35のようにゲート部材13を上昇させて
出湯口1aの開口面積を大きくし、出湯量を増すことによ
り、測定出湯量が設定値と同じになるまで制御する。

逆に、ステップ33で測定した出湯量が目標値より多く
なった場合は、ステップ36に示す通り、ゲート部材昇降
機構14のモーターに下降信号を送り、ステップ37のよう
にゲート部材13を下降させて出湯口1aの開口面積を絞
り、出湯量を減少させることにより測定出湯量を設定値
に合せるように調整する。

このような出湯量の測定およびゲート部材13の昇降は
出湯終了まで継続して行なえばよく、このようにすれ
ば、溶融物の出湯量を常に目標量に保ち、しかも連続し
て出湯することができる。

このような定量出湯装置によれば、出湯量を測定する
のに、炉内溶融物Ａを含む炉体１の重量をロードセル４
により測定するようにしたから、センサとしてのロード
セル４を炉外に設置して溶融物と熱的に隔離することが
でき、センサが溶融物の熱による影響を受けることを回
避することができる。よって、センサの耐久性がよくな
り、かつ長期に亘り測定精度を高く維持することができ
る。しかも、このようなロードセル４は構造が簡単であ
り、設置も容易である。

また、上記ロードセル４による出湯量の測定にもとづ
き、ゲート部材13を昇降させて調節孔13aの位置を変え
ることにより出湯口1aの開口面積を制御して定量出湯を
可能にするので、ゲート部材13を昇降させるだけの簡単
な構造で実現でき、構造が簡単で僅かな設備費ですむ。

なお、上記実施例では、炉内溶融物Ａの出湯を炉内へ
の原料供給を停止した状態で行なう場合について説明し
たが、出湯にともなって炉内に原料を追装しながら溶融
物Ａを出湯する場合であっても実施可能である。この場
合、追装する原料の時間当りの供給重量を測定し、この
追装量を上記制御装置で演算して出湯量を測定すること
ができる。

また、上記装置はゲート部材13の昇降により出湯口1a
の開口面積を変えるものであるから、製綿機側のライン
に異常が生じて出湯を緊急に止めたい場合や、出湯量を
急に変えたい場合には、ゲート部材昇降機構14を操作し
てゲート部材13を緊急に昇降させることができ、したが
ってこのような緊急事態にも対処することができる。

なお、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〕 以上説明した通り本発明によれば、炉内溶融物を含む
電気溶融炉の重量をロードセルで検出して単位時間当り
の出湯量を測定するようにしたから、このようなロード
セルであれば熱的影響を受けることなく簡単な構造で出
湯量を測定することができる。そして、このロードセル
により測定した電気溶融炉の重量の時間的変化に応じて
上記ゲート部材を昇降させるようにしたから、簡単な構
成で溶融物の出湯量を一定に制御することができる。よ
って僅かな設備費ですむ。

しかも、出湯を緊急に止めたり、出湯量を急に変えた
い場合はゲート部材を昇降移動させればよく、迅速に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は電気溶
融炉の出湯中の状態の断面図、第２図はゲート部材の正
面図、第３図は制御装置による制御のフローチャートで
ある。 １……炉体、1a……出湯口、４……炉重量測定用ロード
セル、13……ゲート部材、13a……調節孔、14……ゲー
ト部材昇降機構、20……制御装置、Ａ……炉内溶融物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気溶融炉の炉壁に形成した出湯口に対向
   してこの出湯口の開口面積を変化させる昇降可能なゲー
   ト部材を設け、このゲート部材を昇降させて上記炉内の
   溶融物を上記出湯口から出湯する装置において、 炉内溶融物を含む電気溶融炉の重量を計測するロードセ
   ルと、このロードセルにより測定した上記電気溶融炉の
   重量の時間的変化に応じて上記ゲート部材を昇降させて
   上記出湯口の開口面積を溶融物の出湯量が一定となるよ
   うに制御する制御装置と、を具備したことを特徴とする
   溶融物の定量出湯装置。