JPH0875369A - 真空溶解炉及びその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原料投入装置のゲート弁を密閉状に支持する
支持部材のパッキングの焼損を防止する。 【構成】 誘導溶解炉１０の気密容器１３を密閉する炉
蓋１４と、原料投入装置１６の気密函体１６ａとを仕切
るゲート弁２１、及びゲート弁２１の真下に断熱効果を
備えた遮熱弁３０を配設し、開弁する際には先ずゲート
弁２１を開いた後に遮熱弁３０を開き、また閉弁する際
には先ず遮熱弁３０を閉じた後にゲート弁２１を閉じる
ように連動制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性な金属を含む合金
を溶解するのに使用される真空溶解炉およびその操作方
法に関し、特に真空溶解炉の炉蓋に設けられた原料投入
装置及びその操作方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性な金属（以下、活性金属という）を
含む合金の溶解に当たっては、活性金属の歩留り、及び
インゴット品質を向上させる上で合金中の活性金属の酸
化を防止することは不可欠である。従って、真空排気し
た気密容器内の誘導溶解炉（以下、単に溶解炉という）
で合金を溶解する、いわゆる真空溶解法は、合金の酸化
防止にとって有効な方法であり、従来から知られた方法
であり、よく利用されている。

【０００３】例えば、図２に示す従来の溶解炉は概略次
のように構成されている。即ち、溶解炉１０は、耐火材
からなるルツボ１１、その外周に配置された誘導加熱コ
イル１２、及び両者を収納する気密容器１３から概略構
成され、気密容器１３の上部は真空溶解用炉蓋１４によ
り密閉される。

【０００４】真空溶解用炉蓋１４には真空排気管１５が
接続され、気密容器１３内は図に示さない真空ポンプな
どの真空発生装置により真空排気される。

【０００５】また、真空溶解用炉蓋１４には原料投入装
置１６が設けられており、原料投入装置１６は、投入口
１８、及び装置内部に設けられたバケット装置１９を有
し、シリンダ２０によって開閉されるゲート弁２１によ
り真空溶解用炉蓋１４と仕切られている。原料投入装置
１６は、ゲート弁２１を閉鎖した状態で真空排気管２２
を介して図に示さない真空発生装置により内部を真空状
態とすることができる。

【０００６】原料投入装置１６により溶解すべき金属原
料を溶解炉１０に追加投入する際には、ゲート弁２１を
閉じた状態で、投入口１８を開放してバケット装置１９
に原料を移入し、投入口１８を閉じた後、真空排気管２
２より真空排気して原料投入装置１６内部を真空状態と
する。その後、ゲート弁２１を開き、バケット装置１９
により原料を真空状態にあるルツボ１１内に投入する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された溶解炉１０においては、原料投入装置
１６のゲート弁２１を密閉状に支持する支持部材２６の
パッキング２８が、溶湯の輻射熱により焼損するという
問題があった。このパッキング２８の焼損が生じた場合
には原料投入装置１６内部を所定の真空度まで真空排気
することが困難となり、溶解中の合金に含まれる活性金
属が著しく酸化する。また、このパッキング２８を交換
する際には、ゲート弁２１を開閉するシリンダ２０を取
外さなければならず、交換作業が大がかりになる上、再
度シリンダ２０を取付けた後に厳密な気密状態のチェッ
クが必要となるため、パッキング２８の交換頻度は低い
ことが望ましい。

【０００８】従って、本発明の目的は、原料投入装置の
ゲート弁を密閉状に支持する支持部材のパッキングの焼
損を防止できる真空溶解炉及びその操作方法を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
真空溶解炉にて達成される。要約すれば、本発明は、誘
導溶解炉を収納した真空排気可能な気密容器と、該気密
容器を密閉する炉蓋と、該炉蓋上に設けられ、真空排気
可能な気密函体を備えた溶解すべき金属原料を投入する
ための原料投入装置とを有する真空溶解炉において、前
記原料投入装置が、前記炉蓋と前記気密函体とを仕切る
ゲート弁と、該ゲート弁の真下に設けられた断熱効果を
備えた遮熱弁とを有することを特徴とする真空溶解炉で
ある。

【００１０】また本発明による他の態様によれば、前記
原料投入装置により前記真空溶解炉内へ金属原料を投入
する際に、前記原料投入装置が大気開放状態で金属原料
を移入した前記気密函体を真空排気して前記気密容器と
同圧にし、次に前記炉蓋と前記気密函体とを仕切るゲー
ト弁を開き、続けて前記ゲート弁の真下に設けられた断
熱効果を備えた遮熱弁を開いて前記原料投入装置に移入
された金属原料を前記誘導溶解炉内へ投入することを特
徴とする操作方法が提供される。

【００１１】前記原料投入装置で前記真空溶解炉への金
属原料投入を終了した際には、まず前記遮熱弁を閉じ、
続けて前記ゲート弁を閉じて前記炉蓋と前記気密函体と
を仕切り、再度前記原料投入装置に金属原料を移入する
ため前記気密函体を開放することが好ましい。

【００１２】前記ゲート弁と前記遮熱弁の開閉において
は、開弁の際には先ず前記ゲート弁を開いた後に前記遮
熱弁が開き、また閉弁の際には先ず前記遮熱弁が閉じた
後に前記ゲート弁が閉じるように、前記ゲート弁と前記
遮熱弁の開閉を連動させて制御することが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る真空溶解炉及びその操作
方法を図面に則して更に詳しく説明する。尚、前出の部
材と同一部材については同一符号を付すものとする。

【００１４】先ず、本発明が実施される真空溶解炉の一
例について、図１を参照して説明する。尚、本実施例に
おける溶解炉は無鉄心ルツボ型誘導炉として説明する
が、これは本発明の一実施例にすぎず、本発明を限定す
るものではない。

【００１５】図１において、溶解炉１０は、耐火材から
なるルツボ１１、その外周に配置された誘導加熱コイル
１２、及び両者を収納する気密容器１３から概略構成さ
れ、気密容器１３の上部は真空溶解用炉蓋１４により密
閉される。

【００１６】真空溶解用炉蓋１４には真空排気管１５、
原料投入装置１６、及び溶湯測温装置１７が取付けられ
ている。気密容器１３内は、真空排気管１５を介して図
に示さない真空ポンプなどの真空発生装置により真空排
気される。

【００１７】溶湯測温装置１７は、真空排気管２４を有
し、溶湯測温時にはゲート弁２３を閉じた後真空排気管
２４を介して溶湯測温装置１７内を真空排気し、ゲート
弁２３を開けて、熱電対２５をルツボ１１内に挿入し溶
湯温度を測定する。

【００１８】原料投入装置１６は、開閉自在の投入口１
８が設けられた気密函体１６ａ、気密函体１６ａ内部に
設けられ、金属原料を溶解炉１０のルツボ１１内に投入
するバケット装置１９、エアシリンダ２０によって開閉
されるゲート弁２１、及びゲート弁２１の真下に設けら
れ、エアシリンダ３２により開閉される遮熱弁３０によ
り概略構成されている。

【００１９】原料投入装置１６は、ゲート弁２１を閉じ
た状態で、真空排気管２２を介して図に示さない真空発
生装置により内部を真空状態とすることができる。

【００２０】遮熱弁３０は、溶湯からのゲート弁２１へ
の輻射熱を遮断する断熱効果を有し、ゲート弁２１及び
遮熱弁３０を後述するように制御することにより、ゲー
ト弁２１を支持する支持部材２６に配設されたパッキン
グ２８の焼損を防止することができる。

【００２１】次に、上記のように構成された誘導炉の操
作方法について、原料投入装置の操作方法を中心に説明
する。

【００２２】溶解炉１０の開放状態にて溶解すべき金属
原料をルツボ１１に投入後、待機位置にあった真空溶解
用炉蓋１４を適宜手段により移動し、気密容器１３を密
閉する。次に、ゲート弁２１及び遮熱弁３０を閉じた状
態で、真空排気管１５を介して気密容器１３内を真空排
気し、投入した金属原料を誘導加熱によって溶解する。

【００２３】この誘導加熱によって金属原料は放熱し、
さらには溶湯となって強烈な輻射熱を発生する。真空溶
解用炉蓋１４は溶解炉１０を収納した気密容器１３を密
閉すべく溶解炉１０の真上に位置するため、溶湯からの
輻射熱に曝され、真空溶解用炉蓋の上部に備えた原料投
入装置１６の遮熱弁３０も輻射熱に曝される。

【００２４】この際、遮熱弁３０は断熱効果を備えてい
るから溶湯からの輻射熱は遮熱弁３０によって遮られ、
遮熱弁３０の真上にあるゲート弁２１と、ゲート弁２１
を密閉状に支持する支持部材２６のパッキング２８は直
接輻射熱に曝されることなく保護され、温度上昇による
パッキングの焼損は防止される。

【００２５】金属原料を追加投入する際には、ゲート弁
２１及び遮熱弁３０を閉じた状態で、原料投入装置１６
の投入口１８を開放し、バケット装置１９に金属原料を
移入する。次に投入口１８を閉鎖し、原料投入装置１６
の気密函体１６ａをまず真空排気し、溶解炉１０の気密
容器１３と同圧とする。次いで、ゲート弁２１を開き、
続いて遮熱弁３０を開いて、原料投入装置の気密函体１
６ａと溶解炉１０の気密容器１３を連通させ、バケット
装置１９の金属原料を真空状態のルツボ１１内へ投入す
る。このように、先ずゲート弁２１を開き、その後に遮
熱弁３０を開くことにより、ゲート弁２１は輻射熱に曝
されることなく保護される。

【００２６】原料投入装置１６による溶解炉１０への金
属原料の投入が終了した際には、まず遮熱弁３０を閉鎖
し、続いてゲート弁２１を閉鎖して原料投入装置１６と
溶解炉１０の気密容器１３を仕切り、溶解炉１０では引
き続き真空状態で金属原料の溶解を続けると共に、再度
バケット装置１９に金属原料を移入するため、原料投入
装置１６の投入口１８を開放する。上記のように、先ず
遮熱弁３０を閉じ、続いてゲート弁２１を閉じることに
より、ゲート弁２１は輻射熱に曝されることなく保護さ
れ、ゲート弁２１の温度上昇によるゲート弁２１と直接
密着するパッキングの焼き付きが防止される。

【００２７】尚、以上のように、ゲート弁２１及び遮熱
弁３０の開閉については、開弁の際には先ずゲート弁が
開いた後に遮熱弁が開き、閉弁の際には先ず遮熱弁が閉
じた後にゲート弁が閉じるように連動されて制御してい
る。このように連動制御することにより、各々単独操作
で開閉を行なった場合、誤操作によりゲート弁より先に
遮熱弁を開き、あるいはゲート弁を先に閉じることによ
りゲート弁を直接輻射熱に曝すことを防止でき、従っ
て、ゲート弁２１と直接密着するパッキングの焼損を防
止できる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による真空溶解炉は、原料投入装置が、気密容器を密閉
する炉蓋と気密函体とを仕切るゲート弁と、該ゲート弁
の真下に設けられた断熱効果を備えた遮熱弁とを有する
ことにより、原料投入装置のゲート弁を密閉状に支持す
る支持部材のパッキングの焼損を防止できる。従って、
真空溶解炉の操業効率の改善及び長寿命化を達成するこ
とができ、さらに設備の保全作業を軽減することができ
る。

【００２９】又、本発明による真空溶解炉の操作方法に
おいても、原料投入装置により前記真空溶解炉内へ金属
原料を投入する際に、前記原料投入装置が大気開放状態
で金属原料を移入した気密函体を真空排気して誘導溶解
炉の気密容器と同圧にし、次に前記炉蓋と前記気密函体
とを仕切るゲート弁を開き、続けて前記ゲート弁の真下
に設けられた断熱効果を備えた遮熱弁を開いて前記原料
投入装置に移入された金属原料を前記誘導溶解炉内へ投
入し、更に前記ゲート弁を閉じて前記気密容器と前記気
密函体を仕切ることにより、上記と同様の効果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空溶解炉の一実施例を示す概略
断面図である。

【図２】従来の真空溶解炉の一例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 溶解炉 １３ 気密容器 １４ 真空溶解用炉蓋 １５ 真空排気配管 １６ 原料投入装置 １６ａ 気密函体 １８ 投入口 １９ バケット装置 ２１ ゲート弁 ３０ 遮熱弁

フロントページの続き (72)発明者 金城 秋夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導溶解炉を収納した真空排気可能な気
   密容器と、該気密容器を密閉する炉蓋と、該炉蓋上に設
   けられ、真空排気可能な気密函体を備えた溶解すべき金
   属原料を投入するための原料投入装置とを有する真空溶
   解炉において、 前記原料投入装置が、前記炉蓋と前記気密函体とを仕切
   るゲート弁と、該ゲート弁の真下に設けられた断熱効果
   を備えた遮熱弁とを有することを特徴とする真空溶解
   炉。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の真空溶解炉の操作方法
   において、 前記原料投入装置により前記真空溶解炉内へ金属原料を
   投入する際に、前記原料投入装置が大気開放状態で金属
   原料を移入した前記気密函体を真空排気して前記気密容
   器と同圧にし、次に前記炉蓋と前記気密函体とを仕切る
   ゲート弁を開き、続けて前記ゲート弁の真下に設けられ
   た断熱効果を備えた遮熱弁を開いて前記原料投入装置に
   移入された金属原料を前記誘導溶解炉内へ投入すること
   を特徴とする操作方法。
3. 【請求項３】 前記原料投入装置で前記真空溶解炉への
   金属原料投入を終了した際に、まず前記遮熱弁を閉じ、
   続けて前記ゲート弁を閉じて前記炉蓋と前記気密函体と
   を仕切り、再度前記原料投入装置に金属原料を移入する
   ため前記気密函体を開放することを特徴とする請求項２
   の操作方法。
4. 【請求項４】 前記ゲート弁と前記遮熱弁の開閉におい
   て、開弁の際には先ず前記ゲート弁を開いた後に前記遮
   熱弁が開き、また閉弁の際には先ず前記遮熱弁が閉じた
   後に前記ゲート弁が閉じるように、前記ゲート弁と前記
   遮熱弁の開閉を連動させて制御することを特徴とする請
   求項２又は３の操作方法。