JPS599170B2 - スカム吸引方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスカム特に溶湯表面に浮遊するスカムを吸引す
るスカム吸引方法とその装置に関する。

従来、第１図に示すように溶湯Ｂ表面に浮遊するスカム
Ａ表面上に適当な間隔ｈをおいて、真空ポンプ又はエジ
エクター等の吸引装置に連通したサクションヘッド１を
位置させ、このサクションヘッド１によってスカムを吸
引していたが、第１．図に矢印で示すような空気流が生
じて外部の空気を多く吸引し吸引装置による吸引力が有
効にスカムに作用しないという問題がある。

また、吸引したスカムは直ちに固化させないと後の処理
が厄介である。

本発明は上記の点に鑑み、スカムの吸引効率の向上と吸
引したスカムの処理の容易化を目的とするものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において１は吸引装置に連通したサクションヘッ
ド、２はサクションヘッドの外周に配された筒秋気体流
の噴射装置であって、スカム表面に対向する環状の噴射
ノズル３２を有しており、該噴射ノズル３２は前記筒状
気体流を径方向外方に向かって斜めに傾斜した截頭円錐
状に形成する。

３はサクションヘッド１先端に開口する吸引口である。

なお、この第２図は筒秋気体流の作用説明とスカムの吸
引状態の説明のためのものであり、そのためサクション
ヘッドの構造を単純化して示し、スカム吸引路内に水を
噴射するための構成を省略している。

つぎに、前記サクションヘッド１の実施例の詳細を説明
すると、第３図においてサクションヘッド１はスカム吸
引路４を形成する内筒８、中間筒９および外筒１０を有
し、これらによりサクションヘッド１冷却用の冷却水ジ
ャケツＮ１ａ，１ｌｂが形成されている。

１２は外筒１０の下端と、内筒８の下端に延設された筒
状のスリーブ１３の下端とに固定された吸引口本体で、
この吸引口本体１２の下端内周には、吸引口金１４が、
損傷した場合に容易に取り替え可能なように着脱可能に
固定されている。

この吸引口金１４の内周に吸引口３が開口されている。

１５はスリーブ１３の内周に配置されたノズル形成部材
で、このノズル形成部材１５の下端面と吸引口金１４の
上端面とで環状の第１の噴射ノズル５が形成され、ノズ
ル形成部材１５の外周面とスリーブ１３の内周面とで第
２の水噴射ノズル１６が形成されている。

１７はノズル形成部材１５に対向してスリーブ１３に周
方向一定間隔おきに穿設された通水孔で、この孔１７は
中間筒９に外嵌固定された環状のシャツタ支持部材１８
と外筒１０との間の供給水路１９および該シャツタ支持
部材１８内のリターン水路３５とを介して、外周の冷却
水ジャケット１１ａと内周の冷却水ジャケットｉｉｂと
に連通している。

２０はその下端が吸引口本体１２に密接することにより
通水孔１７への給水を阻止するウオータシャツタで、シ
ャツタ支持部材１８とスリーブ１３との間で昇降可能に
支持されており、その上部の突出部２０ａはシャツタ支
持部材１８とスリーブ１３とで形成された密閉室２１内
に嵌合している。

この密閉室２１の上部室２１ａは内周の冷却水ジャケツ
Ｎｌｂ内の第１の給油管２２にスリーブ１３の給油孔２
３を介して連通し、下部室２ｌｂはシャツタ支持部材１
８の給油孔２４を介して冷却水ジャケツＮ ｌｂ内の第
２の給油管２５に連通しており、これにより上部室２１
ａおよび下部室２１ｂ内の油圧でウオータシャツタ２０
を昇降させる油圧昇降装置２６が構成されている。

給油管２２，２５への給油の開始および停止はスカム吸
引路４内に設けられた圧力センサ（図示せず）を介して
行なわれる。

なお、ウオータシャツタ２０昇降用の作動流体は空気・
水でも良い。

２はサクションヘッド１の外周に高速の筒秋気体流を形
成する噴射装置で、該噴射装置の本体２７は環状に形成
されており、外筒１０に設けられた連結部材７ａ及び噴
射装置に設けられた連結部材７ｂと連結部材７ａ ，７
ｂ間に嵌装されたパッキング材３６とこれらを締結する
ボルト・ナットによって外筒１０の外面との間が気密状
態になるようにサクションヘッド１の外周に取付けられ
ている。

噴射装置の本体２７の内部には予熱室２８が設けられ、
該本体２７の下端内周のテーパ状円筒部２９と、本体２
７の下端外周のスリーブ３０に昇降可能に支持されたノ
ズル孔調節リング３１により末広がりで環状の噴射ノズ
ル３２が形成されている。

３３はリング３１に螺着された操作ハンドル、３４は本
体２７に連結する空気供給管（図示せず）用の供給管座
である。

なお、同図中において太線のハツチングで示す部分はす
べてＯリングである。

上記構成の動作について説明すると、サクションヘッド
１をスカム表面に対向配置し、噴射装置２の噴射ノズル
３２から気体を噴射することにより、第２図に示す様に
スカムＡ表面に向う周方向に連続する筒秋気体流が形成
さ札 また上記吸引装置の吸引により該筒秋気体流内に
負圧が生じ、これにより該筒秋気体流は矢印ａで示すよ
うにスカムＡ表面に達し、方向を変えてスカムＡ表面に
沿ってサクションヘッドの吸引口３の中央に向かって流
れてサクションヘッド１に吸引される。

このとき外部の空気も矢印ｂに示すようにスカムＡ表面
上に沿って流れてサクションヘッド１に吸引される。

このスカムＡ表面上に沿う筒秋気体流ａ及び外部の空気
流ｂはスカムＡをサクションヘッドの吸引口３中心に向
って周囲から移動させ、さらに吸引口３に向って上昇さ
せるように作用する。

ここで、第２図でａの気体流が形成される理由について
考察する。

（１）第２図において、噴射ノズル３２から噴射される
気体流の力はＰＤ−７−ｔ〜（γは比重量ｋｄ）２ｇ であり、この時の外に向かう力ＰＤＸはＰＤＸ 一ＰＤ
−Ｓ１ｎθである。

（１１）噴出気体の流出速度Ｖｏは気体流の拡散およ？
θだけ外に向けているため、スカムＡ面に到達するまで
に気体流の径はＤＱより大きくなり、Ｖｏは小さくなる
。

曲）そのため、気体流ａがない場合、サクションヘッド
に吸引されるために起るＸ軸方向の力γ■２ ＰＤＶはＰＤＶ＝ｉ，であり、このＰＤＶが噴出気体の
ＰＤＸに常にかかり、気体流はａの様に曲げられる。

この時のＶは、ノズルとスカムＡ表面との間隔ｈの間で
均一な流れとなる場合であって、実際には噴射気体によ
ってｈ−＋ｈ’になると考えられるので、Ｖはｈ／ｈ’
倍となり、スカムＡ面に近くなればなる程曲げられるこ
とになる。

そこで、次に噴射気体によってスカムＡを外方に吹き飛
ばさない限界について考える。

（げ噴射気体がスカムＡ面に衝突し、外方に吹き飛ばす
力ＰＤＸは、サクションヘッドに吸引される方向の力Ｐ
ＤＶが大きければ、スカム表面に近づくにつれて減衰し
、最終的にはＰＤＶと同一となって吸引口３の中心に向
かうことになる。

（ＩＩ）’ Ｄ ＝ ４ ０ ０〜４ ５ ０ｍ−吸引
口３の径１７０關として、サクションヘッドの吸引風量
から判断してノズル下での■は約４５〜５ ０ ７７１
／ＳｅＣとなり、従って動圧ＰＤＶはＰＤ■＝１２４
〜１５３ｋｙ／ｍとなる。

（！！！）’ ＰＤＸ＝ＰＶＤとすると噴射気体はほ
ぼスカムＡ面に到達するまでに（１１＝６１ｍｍ程度）
、方向が逆になっていると考えて、噴射圧力ｐ ｋｙ／
ｃｒｊ．と噴射角θの関係式を導くと、 ＰＤＸ一ＰｙＤ（＝１２４ 〜１５３ｋ９／．，ｆ）β
ソ．Ｓｉｎ ６２ｇ となる。

そこでｐとＶｏとθの関係を示すと、第１表のようにな
る。

実際には、前記（ｉｉ） ，曲）の考え方からすると各
噴射圧力ｐに対して、さらに大きい角度θをとつてもス
カムＡの吹き飛ばしは生じない。

上記のようにして移動したスカムＡは吸弓旧３ヲ通って
サクションヘッドに吸引される。

そしてこの吸引にあたって、ウオータシャツタ２０は上
昇して通水孔１７が開口しており、外周の冷却水ジャケ
ツＮｌａから供給水路１９を経て供給されて第１の水噴
射ノズル５から吸引口金１４の中心に向かって噴射され
た水により、吸引されたスカムＡが急冷固化される。

また、この噴射水により、吸引口金１４の冷却が行なわ
れると共に、該吸引口金１４が噴射水でぬれることによ
りスカムが直接に吸引口金１４に接することが緩和され
て消音効果が生じる。

また第２の水噴射ノズル１６からは、第１の水噴射ノズ
ル５からの噴射と同時にスリーブ１３の内周面に沿って
水噴射が行なわ札該噴射水によりスカムがスリーブ１３
内周面に付着することが防止される。

ところで、第１の水噴射ノズル５からは全噴出量の７割
を、第２の水噴射ノズル１６からは全噴出量の３割を噴
出させるように設定してあるが、外周の冷却水ジャケツ
Ｎ１ａから給水された水は通水孔１７の抵抗とリターン
水路３５から内周の冷却水ジャケット１ｌｂにリターン
するバイパス方式によって一定となるため、上記噴射割
合が常時正確に維持される。

また、このようにリターン水方式であると局部加熱の防
止効果が得られる。

停電や真空ポンプの故障によってスカム吸引路４内の圧
力が異常に変化した場合は、上記圧カセンサの信号によ
り、第１の給油管２２から上部室２１ａへの給油が行な
われてウオータシャツタ２０が下降し、通水孔７への給
水が阻止さ花また再度給水開始するときは、第２の給油
管２５から給油孔２４を介して下部室２１ｂに給油され
てウオータシャツタ２０が上昇するが、このように噴射
水の供給停止を水噴射ノズル５，１６のすぐ近傍のウオ
ータシャツタ２０で行なうから、従来のように配管系の
途中に設けられたコックの操作により給水停止するもの
と異なり、ウオータシャツタ２０の操作により直ちに水
噴射ノズル５，１６からの噴射が停止し、非常に安全で
ある。

またウオータシャツタ２０は密閉室２１内の油圧で強制
的に昇降させるように構成してあるから確実な操作がな
される。

尚ウオータシャツタ２０の開閉は油圧のみならず空気圧
、水圧でも良い。

気体噴射については、まず供給管座３４に連続した空気
供給管から数気圧の空気が予熱室２８内に送り込まれ、
該室内の空気は溶湯からの輻射熱によって数百度に予熱
される。

このようにして予熱された空気は末広の噴射ノズル３２
で断熱変化してマッハ１前後で噴射される。

ところで予熱室２８による空気の加熱は使用空気量を減
らすことを図ったものであるが、同時にスカム表面に高
温の空気が吹きつけられることになり、これによりスカ
ムＡが冷却凝固するのが防止される。

なお、空気の代わりに噴射ノズル３２から蒸気を噴射さ
せてもよく、その場合は予熱を要しない。

以上本発明によれば、スカム吸引口の周囲において周方
向に連続しかつ径方向外方に向かって斜めに傾斜した筒
状に、スカム表面に向かって流れ、スカム表面に達して
後方向を変えてスカム表面に沿ってスカム吸引口の中央
に向かって流れてスカムをスカム吸引口の中央に向かっ
て移動させる気体流を形成するので、この強力な気体流
自身が外部からの空気流を加えて広い範囲のスカムを吸
引口の中央に向かって強力に移動せしめ、この気体流と
移動せしめられたスカムとを吸引することにより迅速か
つ効果的なスカム吸引を実施できる利点を有する。

また吸引したスカムに水を噴射して冷却固化させるので
、溶湯表面から吸引した後のスカムの吸引移送並びに後
処理が容易となる。

また、第２番目の発明によると、スカムを吸引するサク
ションヘッドの吸引路内に水を噴射する水噴射ノズルを
設けるさ共に、該サクションヘッドの外周に周方向に連
続しかつ径方向外方に向かって斜めに傾斜する筒秋気体
流の噴射ノズルを設けているので、スカム表面に向かう
上記筒状気体流を容易に形成でき、かつサクションヘッ
ドによる吸引を行なっても筒秋気体流で包囲されるスカ
ム表面の領域を広くすることができ、広範囲のスカムを
効率的に吸引できる。

またサクションヘッドに水噴射ノズルを設けたので吸引
したスカムを直ちに冷却固化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吸引装置による吸引状態の説明図、第２
図は本発明によるスカム吸引状態を説明する概略断面図
、第３図はサクションヘッドの要部拡大断面図である。 １・・・・・・サクションヘッド、２・・・・・・筒状
気体流の噴射ノズル装置、３・・・・・・吸引口、４・
・・・・・スカム吸引路、３２・・・・・・噴射ノズル
、Ａ・・・・・・スカム、Ｂ・・・・・・溶湯、ａ・・
・・・・筒状の気体流、ｂ・・・・・・外部からの空気
流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スカム吸引口の周囲において周方向に連続しかつ径
   方向外方に向かって斜めに傾斜した筒状に、スカム表面
   に向かって流れ、スカム表面に達して後方向を変えてス
   カム表面に沿ってスカム吸引口の中央に向かって流れて
   スカムをスカム吸引口の中央に向かって移動させる気体
   流を形成し、この気体流と移動させられたスカムとを吸
   引し、吸引されたスカムに水を噴射し、固化したスカム
   と水と気体流をさらに吸引することを特徴とするスカム
   吸引方法。 ２ スカムを吸引するサクションヘッドの吸引路内に水
   を噴射する水噴射ノズルを設けると共に、該サクション
   ヘッドの外周に周方向に連続しかつ径方向外方に向かっ
   て斜めに傾斜する筒秋気体流の噴射／ズルを設けたこと
   を特徴とするスカム吸引装置。