JPS6058768B2 - Ｅｓｒ炉の合金添加装置 - Google Patents
Ｅｓｒ炉の合金添加装置Info
- Publication number
- JPS6058768B2 JPS6058768B2 JP21449781A JP21449781A JPS6058768B2 JP S6058768 B2 JPS6058768 B2 JP S6058768B2 JP 21449781 A JP21449781 A JP 21449781A JP 21449781 A JP21449781 A JP 21449781A JP S6058768 B2 JPS6058768 B2 JP S6058768B2
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- feeder
- alloy
- phototube
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- esr
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は精密な制御が行なえるＥＳＲ（エレクトロ・
スラグ、りメルティング）炉の合金添加装置に関する。
スラグ、りメルティング）炉の合金添加装置に関する。
（従来技術と問題点） ＥＳＲ炉は第１図に概要を示す
如く、水冷鋳型５内て母材１を電極として対極即ち製品
鋳塊２との間に電流を通し、両電極間に介在させたスラ
グ３を抵抗発熱させ電極先端即ち母材先端を溶かし、溶
けた金属粒がスラグ中を落下し湯溜り４に到り凝固する
間に精練を行なわせて、非金属介在物や偏析の少ない健
全な鋳塊を得る為の炉である。
如く、水冷鋳型５内て母材１を電極として対極即ち製品
鋳塊２との間に電流を通し、両電極間に介在させたスラ
グ３を抵抗発熱させ電極先端即ち母材先端を溶かし、溶
けた金属粒がスラグ中を落下し湯溜り４に到り凝固する
間に精練を行なわせて、非金属介在物や偏析の少ない健
全な鋳塊を得る為の炉である。
この方法においては母材の合金成分と再溶解鋳塊のそれ
とはほぼ同一となり、母材で成分調整を行なつておけば
再溶解に際しては原則として成分調整は行なう必要がな
いのであるが、例外的にＡｌ、Ｔｉ等酸素との親和力の
強い元素は溶解の進行と共に僅かだが減少して行き、そ
の減少速度は時間と共に大きくなる。これは溶解が進行
するにつれ、鋳型が浅くなり、溶解雰囲気中に外気が侵
入し易くなるなど、その他いろいろの原因で溶融メタル
中のＡｌが酸化し酸化物となつて浮上除去されるからと
考えられる。従つて母材において予めその分増やしてお
く方法で対処することができない。このことは例えば肌
焼鋼など、微妙なＡｌ、Ｔｉ等の含有量制御が必要な鋼
種では重大な問題であつて何らかの対策が必要である。
勿論、雰囲気中への空気の侵入を防ぐ手段をとればよい
が、いずれの手段も装置コスト、ランニングコスト共に
高価につき、結局補充添加するのが最も安価につく。そ
の添加方法は色々あるが鋳型内スラグ上に金金粒を投入
することも多い。その投入手段も従来より種々考案され
実施されているが、これまで満足すべきものはない状態
である。その理由は鋳塊の大きさにもよるが０．５〜２
０ｇｒ／分というきわめて小さい添加速度で、しかも途
中で順次添加速度を変化（増加）させなければならない
という特殊な条件にあるからである。 従来試みられて
いる方法としては、ベルトコンベアタイプ、スクリュー
コンベアタイプ、バケツトコンベアタイプなどがあるが
、前２者はこの場合のように少量精密搬送に対しては不
向きで、添加のし過ぎや不足をよく起こす。
とはほぼ同一となり、母材で成分調整を行なつておけば
再溶解に際しては原則として成分調整は行なう必要がな
いのであるが、例外的にＡｌ、Ｔｉ等酸素との親和力の
強い元素は溶解の進行と共に僅かだが減少して行き、そ
の減少速度は時間と共に大きくなる。これは溶解が進行
するにつれ、鋳型が浅くなり、溶解雰囲気中に外気が侵
入し易くなるなど、その他いろいろの原因で溶融メタル
中のＡｌが酸化し酸化物となつて浮上除去されるからと
考えられる。従つて母材において予めその分増やしてお
く方法で対処することができない。このことは例えば肌
焼鋼など、微妙なＡｌ、Ｔｉ等の含有量制御が必要な鋼
種では重大な問題であつて何らかの対策が必要である。
勿論、雰囲気中への空気の侵入を防ぐ手段をとればよい
が、いずれの手段も装置コスト、ランニングコスト共に
高価につき、結局補充添加するのが最も安価につく。そ
の添加方法は色々あるが鋳型内スラグ上に金金粒を投入
することも多い。その投入手段も従来より種々考案され
実施されているが、これまで満足すべきものはない状態
である。その理由は鋳塊の大きさにもよるが０．５〜２
０ｇｒ／分というきわめて小さい添加速度で、しかも途
中で順次添加速度を変化（増加）させなければならない
という特殊な条件にあるからである。 従来試みられて
いる方法としては、ベルトコンベアタイプ、スクリュー
コンベアタイプ、バケツトコンベアタイプなどがあるが
、前２者はこの場合のように少量精密搬送に対しては不
向きで、添加のし過ぎや不足をよく起こす。
またパケットコンベア式は予めパケットに所定量を入れ
る作業に１人ついていなければならないなど、それぞれ
難点があつた。（問題点を解決する為の手段） 本発明は上記に鑑みてなされたもので、その要旨は合金
粒供給用振動型フィーダーと該フィーダー出口に設置し
た光電管と該光電管をセンサーとする該フィーダーの制
御回路とからなり、該制御回路は一定時間ごとにフィー
ダーの駆動を開始させる手段、フィーダーの駆動に伴い
、フィーダーからの供給される合金粒の個数を光電管か
らの信号によりカウントする手段、カウント数が一定個
数に達すると該フィーダーの駆動を停止させる手段、更
により大きい溶解段階（溶解量又は時間で区分）毎に振
動一回当りの供給個数を順次増大させるか又は駆動間隔
を順次短縮させる手段を備えたことを特徴とするＥＳＲ
炉の合金添加装置であることを特徴とするＥＳＲ炉の合
金添加装置である。
る作業に１人ついていなければならないなど、それぞれ
難点があつた。（問題点を解決する為の手段） 本発明は上記に鑑みてなされたもので、その要旨は合金
粒供給用振動型フィーダーと該フィーダー出口に設置し
た光電管と該光電管をセンサーとする該フィーダーの制
御回路とからなり、該制御回路は一定時間ごとにフィー
ダーの駆動を開始させる手段、フィーダーの駆動に伴い
、フィーダーからの供給される合金粒の個数を光電管か
らの信号によりカウントする手段、カウント数が一定個
数に達すると該フィーダーの駆動を停止させる手段、更
により大きい溶解段階（溶解量又は時間で区分）毎に振
動一回当りの供給個数を順次増大させるか又は駆動間隔
を順次短縮させる手段を備えたことを特徴とするＥＳＲ
炉の合金添加装置であることを特徴とするＥＳＲ炉の合
金添加装置である。
第２図に本発明になる合金添加装置の一実施例の側面断
面図と、第３図にその平面図を示す。これらの図におい
て６は振動型フィーダー、７はシュート、８は光電管、
９は振動用電磁石、１０は制御装置てある。即ち、ＥＳ
Ｒ装置の水冷鋳型の斜め上方に適切な支持枠を設け、こ
れに振動フィーダを固設し、これからシュートを鋳型上
端部まで延長する。更にフィーダーからの合金粒のシュ
ート内への落下をなるべく早い時期にキヤッチ．する位
置に光電管を設置する。更に光電管と振動フィーダーを
結合し、振動フィーダーをプログラム制御する制御回路
１０を備えたものである。（作 用）本発明装置の特徴
のひとつはＥＳＲ装置の合金．添加手段として振動型フ
ィーダーを用いたことにある。
面図と、第３図にその平面図を示す。これらの図におい
て６は振動型フィーダー、７はシュート、８は光電管、
９は振動用電磁石、１０は制御装置てある。即ち、ＥＳ
Ｒ装置の水冷鋳型の斜め上方に適切な支持枠を設け、こ
れに振動フィーダを固設し、これからシュートを鋳型上
端部まで延長する。更にフィーダーからの合金粒のシュ
ート内への落下をなるべく早い時期にキヤッチ．する位
置に光電管を設置する。更に光電管と振動フィーダーを
結合し、振動フィーダーをプログラム制御する制御回路
１０を備えたものである。（作 用）本発明装置の特徴
のひとつはＥＳＲ装置の合金．添加手段として振動型フ
ィーダーを用いたことにある。
振動型フィーダーは一般には各種機械部品や薬品、食品
等の組立、包装等の為の順送り整列供給の為に用いられ
るものであつて、鉄鋼製造における合金添加用として用
いられた例は聞かな・い。本発明においては、これをＥ
ＳＲ炉と組み合わせることにより、ＥＳＲ炉における合
金添加の特殊性と相俟つて、正確且つ安定した合金の自
動微量添加を可能にするという従来にない新たな効果を
生みだしたものである。本発明に用いる振動型フィーダ
ーは、各種市販されているものを使用してもよく、また
簡単なものを製作して取りつけてもよい。
等の組立、包装等の為の順送り整列供給の為に用いられ
るものであつて、鉄鋼製造における合金添加用として用
いられた例は聞かな・い。本発明においては、これをＥ
ＳＲ炉と組み合わせることにより、ＥＳＲ炉における合
金添加の特殊性と相俟つて、正確且つ安定した合金の自
動微量添加を可能にするという従来にない新たな効果を
生みだしたものである。本発明に用いる振動型フィーダ
ーは、各種市販されているものを使用してもよく、また
簡単なものを製作して取りつけてもよい。
第２図および第３図には回転振動型を用いた例を示した
が、直線振動型でもよい。これら振動型フィーダーは振
動によつて搬送物を緩い傾斜路を少しづつ上昇させて最
終的に一列縦隊にしてシュートまで運び上げるものであ
る。これに用いる添加用合金粒は球形）でもよく円柱形
その他いずれでもよいが、添加量を個数で調整するので
比較的大きさが揃つていることが必要である。また球形
又は球形に近いもでは平面傾斜路では上昇せず、あるい
は上昇しても停止と同時に逆転して送れないので傾斜路
を鋸歯状にするとかの手段が必要である。本発明におけ
るもうひとつの大きな特徴は合金添加プログラムにある
。
が、直線振動型でもよい。これら振動型フィーダーは振
動によつて搬送物を緩い傾斜路を少しづつ上昇させて最
終的に一列縦隊にしてシュートまで運び上げるものであ
る。これに用いる添加用合金粒は球形）でもよく円柱形
その他いずれでもよいが、添加量を個数で調整するので
比較的大きさが揃つていることが必要である。また球形
又は球形に近いもでは平面傾斜路では上昇せず、あるい
は上昇しても停止と同時に逆転して送れないので傾斜路
を鋸歯状にするとかの手段が必要である。本発明におけ
るもうひとつの大きな特徴は合金添加プログラムにある
。
第４図に鋼のＥＳＲにおけるアルミニウムの添加プログ
ラムの一例を示す。図においてＢは特定操業条件毎に異
る理想添加曲線てあり、各操業条件毎に経験上求められ
ているものである。Ａはプログラムされた階段グラフで
ある。階段の数は５〜１０段階て充分である。曲線Ｂの
とおりの無段階変速をさせるとよいように見えるが、制
御回路のコストが高価につく上に、実質的にはこの程度
の階段区分としても何ら影響がなく、その必要がないこ
とを確認している。操業時間は主として炉の大きさに従
い、一般に３〜■時間程度てある。各段階は更に短かい
時間間隔、例えば２分毎に分割され、２分毎に振動フィ
ーダーが駆動をはじめ、合金粒を順次送り出し、これを
光電管でキヤッチし、その数が予定数に達するは停止す
るサイクルを繰り返す。この時間間隔は、合金粒の大き
さと振動フィーダーの送り速度と、予定された合金粒添
加速度等を考慮して決定するが、およそ０．５〜４分が
適切てある。先述のとおり各段階毎に添加量を増加させ
て行くが、その方法として各段階毎にフィーダー駆動１
回当りの添加個数を増加するか、又はフィーダー駆動間
隔を短縮して行くかのいずれかのプログラムを組んでお
く。このような合金添加プログラムを各種の操業条件こ
とに予め作つておいて使用する。このようなプログラム
を組み込み実行させる為の制御回路には前記各手段を備
える必要があるが、その為の装置としては、炉の数が少
く、プログラム数が少ない場合は、シー・ケンサーで充
分であるが、多い場合はマイコンを使用する方が望まし
い。これとタイマーおよび又は溶解量検出ロードセルと
、光電管の組み合わせにより、振動フィーダーをオン・
オフすることでプログラムを実行させるものである。こ
の合金添加プログラムにおける溶解段階の区分の為の指
標としては溶解重量を用いるのが正確であるが、時間を
用いても実質的に何ら不都合は生じないし、簡便でもあ
る。（実施例）次に本発明装置を用いてアルミニウム粒
を添加した操業の１例を述べる。
ラムの一例を示す。図においてＢは特定操業条件毎に異
る理想添加曲線てあり、各操業条件毎に経験上求められ
ているものである。Ａはプログラムされた階段グラフで
ある。階段の数は５〜１０段階て充分である。曲線Ｂの
とおりの無段階変速をさせるとよいように見えるが、制
御回路のコストが高価につく上に、実質的にはこの程度
の階段区分としても何ら影響がなく、その必要がないこ
とを確認している。操業時間は主として炉の大きさに従
い、一般に３〜■時間程度てある。各段階は更に短かい
時間間隔、例えば２分毎に分割され、２分毎に振動フィ
ーダーが駆動をはじめ、合金粒を順次送り出し、これを
光電管でキヤッチし、その数が予定数に達するは停止す
るサイクルを繰り返す。この時間間隔は、合金粒の大き
さと振動フィーダーの送り速度と、予定された合金粒添
加速度等を考慮して決定するが、およそ０．５〜４分が
適切てある。先述のとおり各段階毎に添加量を増加させ
て行くが、その方法として各段階毎にフィーダー駆動１
回当りの添加個数を増加するか、又はフィーダー駆動間
隔を短縮して行くかのいずれかのプログラムを組んでお
く。このような合金添加プログラムを各種の操業条件こ
とに予め作つておいて使用する。このようなプログラム
を組み込み実行させる為の制御回路には前記各手段を備
える必要があるが、その為の装置としては、炉の数が少
く、プログラム数が少ない場合は、シー・ケンサーで充
分であるが、多い場合はマイコンを使用する方が望まし
い。これとタイマーおよび又は溶解量検出ロードセルと
、光電管の組み合わせにより、振動フィーダーをオン・
オフすることでプログラムを実行させるものである。こ
の合金添加プログラムにおける溶解段階の区分の為の指
標としては溶解重量を用いるのが正確であるが、時間を
用いても実質的に何ら不都合は生じないし、簡便でもあ
る。（実施例）次に本発明装置を用いてアルミニウム粒
を添加した操業の１例を述べる。
添加プログラムは第４図Ａのとおりとした。振動フィー
ダーは第２図のものを使用した。アルミニウム粒は平均
直径約０．８ｃｍ、平均重さ約０．５ｇｒの半球状粒を
使用した。添加間隔は全操業時間を通して２分間隔に設
定し、それぞれの溶解段階ごとに添加量に応じた個数が
添加されるよう第１表のとおりにプログラムを設定して
操業した。例えばパターン３の場合、添加速度は２．７
ｇｒ／分であるが、これを２分毎に１１個添加するよう
な、且つそれを２４回繰り返すよう設定する。振動フィ
ーダーの送り速度はその機構の特殊性から、正確に設定
することはできないがおよそ１〜２秒に１個の割合とし
た。従つてｌ回に１１個の場合だと２分間に約１０〜２
〔少間だけ振動フィーダーが駆動する間欠添加となる。
第５図にこの場合の制御プロセスのフローチャートを示
す。本実施例の実施により約１人の省力ときわめて優れ
たＡ１含有量分布の鋳塊が安定して得られるようになつ
た。（効果） 以上の如く本発明になるＥＳＲ合金添加装置は、合金粒
を１個づつ順送り供給する振動型フィーダーと、特異な
添加プログラムを組み込み実行する制御回路とから主と
してなり、本発明のＥＳＲ装置によつてはじめてきわめ
て正確に安定して微量の合金添加を行なうことができる
ようになり、従来の装置における種々のトラブルを一挙
に解決し、ＥＳＲ操業の人件費を下げ、操業の安定性を
確保できるようになり、製品品質を向上させることがで
きた。
ダーは第２図のものを使用した。アルミニウム粒は平均
直径約０．８ｃｍ、平均重さ約０．５ｇｒの半球状粒を
使用した。添加間隔は全操業時間を通して２分間隔に設
定し、それぞれの溶解段階ごとに添加量に応じた個数が
添加されるよう第１表のとおりにプログラムを設定して
操業した。例えばパターン３の場合、添加速度は２．７
ｇｒ／分であるが、これを２分毎に１１個添加するよう
な、且つそれを２４回繰り返すよう設定する。振動フィ
ーダーの送り速度はその機構の特殊性から、正確に設定
することはできないがおよそ１〜２秒に１個の割合とし
た。従つてｌ回に１１個の場合だと２分間に約１０〜２
〔少間だけ振動フィーダーが駆動する間欠添加となる。
第５図にこの場合の制御プロセスのフローチャートを示
す。本実施例の実施により約１人の省力ときわめて優れ
たＡ１含有量分布の鋳塊が安定して得られるようになつ
た。（効果） 以上の如く本発明になるＥＳＲ合金添加装置は、合金粒
を１個づつ順送り供給する振動型フィーダーと、特異な
添加プログラムを組み込み実行する制御回路とから主と
してなり、本発明のＥＳＲ装置によつてはじめてきわめ
て正確に安定して微量の合金添加を行なうことができる
ようになり、従来の装置における種々のトラブルを一挙
に解決し、ＥＳＲ操業の人件費を下げ、操業の安定性を
確保できるようになり、製品品質を向上させることがで
きた。
第１図はＥＳＲ炉の原理を示す図、第２図は本発明にな
る添加装置の１例の側面断面図、第３図は第２図の平面
図、第４図は合金粒添加プログラムの一例、第５図は制
御回路のフローチャートである。 １：母材消耗電極、２：再溶解された鋳塊、３：スラグ
、４：溶融金属プール、５：水冷鋳型、６：振動フィー
ダー、７：シユート、８：光電管、９：電磁石、１０：
制御回路、１１：合金粒。
る添加装置の１例の側面断面図、第３図は第２図の平面
図、第４図は合金粒添加プログラムの一例、第５図は制
御回路のフローチャートである。 １：母材消耗電極、２：再溶解された鋳塊、３：スラグ
、４：溶融金属プール、５：水冷鋳型、６：振動フィー
ダー、７：シユート、８：光電管、９：電磁石、１０：
制御回路、１１：合金粒。
Claims (1)
- １ 合金粒供給用振動型フィーダーと、該フィーダー出
口に設置した光電管と該光電管をセンサーとする該フィ
ーダーの制御回路とからなり、該制御回路は一定時間ご
とにフィーダーの駆動を開始させる手段、フィーダーの
駆動に伴い、フィーダーから供給される合金粒の個数を
光電管からの信号によりカウントする手段、カウント数
が一定個数に達すると該フィーダーの駆動を停止させる
手段、更により大きい溶解段階（溶解量又は時間で区分
）毎に振動一回当りの供給個数を順次増大させるか又は
駆動間隔を順次短縮させる手段を備えたことを特徴とす
るＥＳＲ炉の合金添加装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449781A JPS6058768B2 (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | Ｅｓｒ炉の合金添加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449781A JPS6058768B2 (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | Ｅｓｒ炉の合金添加装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117841A JPS58117841A (ja) | 1983-07-13 |
| JPS6058768B2 true JPS6058768B2 (ja) | 1985-12-21 |
Family
ID=16656680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21449781A Expired JPS6058768B2 (ja) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | Ｅｓｒ炉の合金添加装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058768B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644181U (ja) * | 1992-11-10 | 1994-06-10 | 株式会社東海理化電機製作所 | 電装品の支持装置 |
-
1981
- 1981-12-29 JP JP21449781A patent/JPS6058768B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644181U (ja) * | 1992-11-10 | 1994-06-10 | 株式会社東海理化電機製作所 | 電装品の支持装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58117841A (ja) | 1983-07-13 |
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