JPS6360066A - 溶融金属の自動計量装置用連続受湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶融金属を貯留した保温炉内を加圧して溶融
金属を自動計量して保温炉外へ給湯する溶融金属の自動
計量装置用連続受湯装置に関するものである。

［従来の技術及びその問題点］ 従来、溶融金属の定量給湯の為の自動計量装置としては
、たとえば第一図に示すように溶融金属ｌ（溶湯）を貯
留する密閉された保温炉２に、給ｉ長管３を設けるとと
もに、該保温炉２内の溶１１を供給ずろための加圧制御
部４を備え、かつ給湯管３の溶湯流出口５に溶湯１を検
知する給湯センサ６を配置した装置がある。そして、給
湯管３から流出した溶湯は、樋７を用いてダイカストマ
シンのプランジャスリーブ８等にＦｒ？ａされる。

しかし、上記の溶融金属の自動計量装置では、保温炉下
部の正常な溶湯を供給し、温度的にも渋っているが、保
温炉内に保持されている′？ａ湯の供給可能量が炉外へ
給湯された後に溶湯を新たに受け入れる場合は鋳造作業
を休止しなければならなかったという問題点があった。

また第二図のように鋳造作業を中断することなく、溶湯
を受け入れることを可能とした、受け入れ口（受湯管）
２２が発明されている。

しかし、この受け入れ口の場合には取り鍋等からの注ぎ
込み量の変動が大きいと、溶湯の受け入れを行っている
間に鋳造される製品への給湯量がややもすると多めにな
り、不良品となることがあった。

［発明の目的コ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鋳造作業
を中断することなく、溶湯の連続的な受け入れを給湯精
度に影響させることなく可能とした、溶融金属の自動計
量装置用連続受湯装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は溶湯を貯留する密
閉した保温炉内に設けられた発熱体を配設するとともに
、前記溶湯の温度を測温体で検知し、この検知信号によ
り温度調節計て、前記発熱体の発熱量を制御する電力調
整器を設け、前記保温炉の溶湯内に溶湯流人口を有し、
炉外に流出口を有する溶湯を供給するための給湯管の流
出口に溶湯の到達を検知するセンサを設けて、このセン
サの信号に応じて保温炉内に導入した気体を加圧制御す
る加圧制御部を有し、炉内に発生する若干のスラグ（カ
ラミ）等を定量的に排出するための掃除口と前記掃除口
を密閉するための蓋とを備えた、溶融金属の自動計量装
置に溶融金属受け入れ口と定量供給ホッパーで構成され
る連続受湯装置を設け、保温炉内の溶湯が少なくなった
時に鋳造作業を中断することなく、計量精度の有効性を
損なうことなく連続的に保温炉内に溶湯を受け入れるこ
とができることを特徴とする。

［実　　施　　例コ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第３図は本発明の一実施例に係る溶融金属の自動計量装
置の構造を示す図である。同図において、給湯装置を有
する保温炉２は耐火性、断熱性を有する炉材１０からな
り、内部に溶）■１を貯留するための槽として、はぼ箱
型に形成されている。

この保温炉２のほぼ中央には溶湯を受け入れるための受
湯管２２と定量供給ホッパー２３とで構成される連続受
湯装置が形成され、この連続受湯装置からの熱放散を最
小限に止めるための蓋２５が設けられている。さらに、
上記保温炉の一側部には保温炉内に発生する若干のスラ
グ（カラミ）等を定量的に排出する為の掃除口１２と前
記掃除口を密閉するための蓋１３が設けられている。上
記保温炉２の上部には、棒状炭化珪素あるいはニクロム
線を配した抵抗式の発熱体く図示は棒状炭化珪素発熱体
）１１が設けられ、この発熱体１１は、サイリスタ式電
力調整器１９を介して電源に接続されている。また、上
記保温炉２には、その掃除口１２例の横倒部を斜めに貫
通して検出端が、。

該保温炉２の溶融金属１内に配置された、溶湯温度測温
体２１が設けられている。そして、上記溶湯温度測温体
２１は、温度調節計２０を介して上記サイリスタ式電力
調整器に接続されている。すなわち、上記溶湯温度測温
体２１は溶湯１の温度を検出し、温度調節計２０で設定
された温度とを比較して、その比較温度に基づきサイリ
スタ式電力調整器１９で発熱体１１への熱量を制御（例
えばＰＩＤ制御）することにより温度制御を行う。

上記保温炉の上部には気体を導入して、この保温炉２内
を加圧する加圧口３５と、気体を排出して圧力を逃す排
気口３６とが設けられている。上記加圧口３５は外部に
おいて配管され、途中に加圧弁１６を介装して加圧源１
５に接続されている。

この加圧源１５は、例えば、コンプレッサーにより圧縮
された空気あるいはボンベに充填された不活性ガス等の
圧力気体を供給できる装置等である。上記加圧弁１６は
、後述する加圧制御装置３４の所定の制御信号に基づい
て開閉する、電磁弁等である。また、上記排気口３６は
外部において、配管により排気弁１７に接続され大気に
開口されるようになっている。上記排気弁１７は後述す
る加圧制御装置３４の所定の制御信号に基づいて開閉す
る電磁弁等である。

上記保温炉２の上部には、その内圧を測定する為の炉内
圧力測定口１４が設けられている。この炉内圧力測定口
１４は、外部において配管で差圧発信器３１及び圧力警
報計３０に接続されている。この差圧発信器３１は２つ
の測定室３１ａ・測定室３１ｂを有し、一方の測定室３
１ｂは配管の途中に電磁弁３２を介装して測定口１４に
接続されており、２つの測定室３１ａ・測定室３１ｂに
加わる圧力の差が検出されるものである。上記差圧発信
器３１は、差圧調節計３３に接続され、両者により差圧
検出部を構成する。また、上記炉内圧力測定口１４は圧
力調節計３０に接続されている。そして、上記差圧調節
計３３と圧力調節計３０、及び加圧弁１６と排気弁１７
と電磁弁、３２とはそれぞれ後述する所定の制御が行わ
れるように加圧制御装置３４に接続されている。前記の
ように加圧制御部４は電磁弁３２と、差圧発信器３１と
、差圧調節計３３と、圧力調節計３０と、加圧制御装置
３４とて構成されろ。

更に、上記保温炉２には、耐熱性の材質からなる給湯管
３が設けられている。この給湯管３は、その一端部が溶
湯流人口９として、該保温炉２の底部側において開口さ
れ、他端部が溶湯流出口５として外部に開口されている
。この溶）量流出口５には、電極式、光電式、音波式、
電磁式等のいずれかで（図示は電極式）構成される給湯
センサ６が設けられている。この給湯センサ６は、溶融
金属の通過を検知し、加圧制御装置３４に１云達する。

上記溶湯流出口５は樋７を介してダイカストマシンプラ
ンジャ等の被供給側へ連通される。

次に、上記構成の自動計量装置の動作について説明する
。まず、給湯に必要な保持限界量までの清澄１が連続受
湯装置の定量供給ホッパー２３、受湯管２２を介し保温
炉２内に入れられ、蓋２５が閉しられる。ついで、温度
調節計２０を保温に必要な温度にセットしてから、サイ
リスタ式電力調整器１９により発熱体１１に電力が供給
され、溶ｉ易温度が管理される。加圧制御部４は、図示
されていないキースイッチの操作によって作動可能とな
る。鋳造機（ダイカストマシン等）からの給湯要求信号
に応じて、加圧制御装置３４の制御のもとに排気弁１７
を閉じ、加圧弁１６を開く。これにより、加圧［１５か
ら、圧縮された空気あるいは不活性ガス等の気体が保温
炉２に流入し、内圧が上昇する。この内圧の上昇により
、保温炉２内の溶湯は、溶湯流人口９から給湯管３に流
入し、溶湯流出口５から流出し樋７を介してダイカスト
マシンプランジャスリーブ等へ給湯される。このとき給
湯センサ６が溶湯を検出したタイミングにより電磁弁３
２を閉じる。これにより溶ｊ易流出口５から流出した瞬
間における保温炉２内の圧力が差圧発信器３１内の測定
室３１ｂにセットされる。

ここで、上記加圧制御装置３４（プログラマブルコント
ローラまたはシーケンサ）はこの時点での保持炉内の圧
力を炉内圧力測定口１４から圧力調節計３０を介して測
定し、あらかじめ個々の溶融金属の自動計量装置につい
て検定し、規定されている値に相当するならば加圧を続
ける。また、範囲外であるならば、加圧は停止される。

そして、加圧が継続されるならば当然溶湯は給湯管３内
を上昇しつづけ外部に給湯されろ。

その後、上記保温炉２内の圧力は、前記給湯センサ６検
知時の圧力とその後の増圧量を継続的に差圧発信器３１
及び差圧調節計３３等からなる差圧検出部を介して測定
することにより、より定量的かつ安全な絶対増圧量を測
定し、前記の安全限界圧同様個々の溶融金属の自動計量
装置について個々に検定し、そして、あらかじめ第４図
のように作成された単位時間当り給湯量−圧力関係グラ
フに基づいて、加圧制御装置３４は差圧調節計３３に設
定された増圧量に到達したならば、加圧を加圧弁１６の
閉止により中止させる。

ここで、給湯センサ６の検知位置は、保持炉２の形杖的
変化（スラグ等の炉床への堆積、あるいは側部への付着
等を含めた変化）にかかわらず、給湯における定点とな
り、前記差圧調節計３３に設定された増圧量は一定時間
定量的に給湯する上での絶対値的制御要素として重要な
ものとなる。

即ち給湯管３と保温炉２の関係を流体力学的見地から考
察するならば、給湯管の溶湯流人口９は）α中に浸され
たｒもぐリオリフィス」の役割を果していることとなり
、通過流量は次式で表せられる。

Ｑ　＝　　ｃ　　Ａ（２ｇ　Ｈ）０５　　　　［ｍ３／
ｓｅｃコここで Ｃ：流量係数 Ａニオリフイス断面積　　［ｍ”１ ８１重力の加速度　　　　［ｍ　／５ｅｃ２］Ｈ：水頭
差　　　　　　　［ｍ］ 給湯センサ６の検知位置を基準点（定点）として、給湯
センサ６の検知後の増圧量を水頭差として捉えるならば
、給湯センサ６の検知後、外部へ給湯された溶湯の減少
量相当分の圧力減少（当然温度上昇によって気体が膨張
することに基づく圧力増加は考慮されなければならない
。）により定量的な給湯が保証できなくなるまでの間の
一定時間（給湯定量時間要素）は二〇増圧量が絶対的な
給湯量制御要素として働くことが理解できる。そして、
この給湯定量時間要素はあらかじめ検定された単位時間
当り給湯量−増圧量の個別の鞘み合わせによっておおよ
そ０．５秒〜１５秒の開で規定されてくることが、我々
の経験によって知られている。例えば、２Ｋｇ／秒なら
ばおおよそ５秒間である。

こうして、鋳造機の給湯要求信号に基づいて給湯を続け
るならば、やがて保温炉２内の溶湯量が減少し溶湯の補
給が必要となる。

ここで、本発明の連続受湯装置の蓋２５を開き定量供給
ホッパー２３を介して受湯管２２に溶湯は、図示しない
フォークリフト等によって溶解炉より取り鍋等を用いて
運搬され、注ぎ込まれる。

受湯管２２は給湯管３同様保温炉２内の溶湯に浸ってお
り、保温炉２の密閉を損なうことがないので、保温炉？
内が加圧され給湯中であっても溶湯の受け入れが可能と
なる。しかしながら、従来技術の問題点として指摘した
よう：こ、取り鍋等からの単位時間当り受け入れ量が一
定量を越えると給湯精度に影響を及ぼすことが知られて
いる。このことは、受湯管２２もやはり給湯管３と同様
溶湯内に浸った「もぐりオリフィス」であり給湯時に絶
対的な給湯量制御要素として働く水頭差に影響を与える
量が受湯管２２内に供給されることによることは容易に
推測できる。そして又、この給湯精度に影響させない受
湯管２２への供給量の限界値は給湯管３と受湯管２２の
保温炉２内で溶湯に浸っている「もぐりオリフィス」部
分のオリフィス断面積の比に規定される。例えば、我々
の経験では、′５＠湯管３及Ｕ受湯管２２のそれぞれの
オリフィス径が２８ｍｍならば単位時間当りの受湯量の
限界値は３に８７秒である。実際の取り鍋等からの注ぎ
込みにおいて、この限界値を越さずに短時間に作業を行
うことは大変困難なことである。そこで、本発明ではこ
の限界値を保証するため、定量供給ホッパー２３を受湯
管２２の上部に設置している。

この定量供給ホッパー２３は耐火性の物質で製作され、
底面に一定の径の溶湯供給口２６が設けられている。ベ
ルヌーイの定理に基づくならば、前記の溶湯供給口２６
からの供給量は「もぐりオリフィス」同様次式によって
求められる。

Ｑ＝ｃＡ（２ｇＨ）０・５　　［ｍ３／ｓｅｃ］即ち、
定量供給ホッパー２３の深さと溶湯供給口２６の径によ
って供給最大値が規定される。そこで、取り鍋で溶湯を
定量供給ホッパー２３に注ぎ込む作業者は、溶湯が定量
供給ホッパーから溢れださないように注意するだけで、
溶湯が受湯管２２内に前記の限界値を越すことなく作業
を実施することができる。

なお、この受湯管２２と、定量供給ホッパー２３と、蓋
２５とで構成される連続受湯装置の役割として、外部か
らの持ち込まれたスラグを保温炉２内に流入させない為
の堰があることは公知の事実である。と同様、給湯管３
の形状及び受湯管２２の形状との相対関係から、給湯の
為の保温炉２内への加圧によっても（溶湯の受け入れ実
施中であっても）決して受湯管２２から溶湯が溢れろこ
・とがないことも経験的に知られている。

なお、上記実施例において、受湯管２２と、定量供給ホ
ッパー２３と、蓋２５とで構成される連続受湯装置は、
溶湯流出口２４が溶湯レベルより十分に低い保温炉２の
底部側中層に配置され、溶湯供給口２６が保温炉２の上
部ケイシングより上に配置されていればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によって、鋳造作業を中断す
ることなく、溶湯の連続的な受け入れを給湯精度に影響
させることなく可能とした、溶融金属の自動計量装置用
連続受湯装置が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続受湯装置が設けられた一実施例に
係る溶融金属の自動計量装置の構造を示す図、 第２図は従来の溶融金属の自動計量装置の構造を示す図
、 第３図は従来の溶融金属の自動計量装置に鋳造作業を中
断せずに、溶湯を受け入れることを可能とした受け入れ
口を取付けた構造を示す図、第４図は個別的に検定され
る単位時間当り給湯量−圧力間係グラフである。 １・・・・・・・・・・・・溶融金属（溶湯）２・・・
・・・・・・・・・保温炉 ３・・・・・・・・・・・・給湯管 ４・・・・・・・・・・・・加圧制御部５・・・・・・
・・・・・・（給湯管）溶湯流出口６・・・・・・・・
・・・・給湯センサ７・・・・・・・・・・・・樋 ８・・・・・・・・・・・・ダイカストマシンプランジ
ャスリーブ ９・・・・・・・・・・・・（給湯管）溶湯流人口１０
・・・・・・・・・・・・保温炉炉材１１・・・・・・
・・・・・・発熱体 １２・・・・・・・・・・・・掃除口 １３・・・・・・・・・・・・（掃除口）蓋１４・・・
・・・・・・・・・炉内圧力測定口１５・・・・・・・
・・・・・加圧源 １６・・・・・・・・・・・・加圧弁 １７・・・・・・・・・・・・排気弁 １８・・・・・・・・・・・・電線 １９・・・・・・・・・・・・サイリスタ式電力調整器
２０・・・・・・・・・・・・温度調節計２１・・・・
・・・・・・・・溶湯温度測温体２２・・・・・・・・
・・・・受湯管 ２３・・・・・・・・・・・・定量供給ホッパー２４・
・・・・・・・・・・・（受湯管）溶湯流出口２５・・
・・・・・・・・・・（連続受湯装置）蓋２６・・・・
・・・・・・・・（定量供給ホッパー）溶湯供給口３０
・・・・・・・・・・・・圧力調節計３１・・・・・・
・・・・・・差圧発信器３２・・・・・・・・・・・・
電磁弁 ３３・・・・・・・・・・・・差圧調節計３４・・・・
・・・・・・・・加圧制御装置（プログラマブルコント
ローラ或いはシーケンサ） ３５・・・・・・・・・・・・加圧口 ３６・・・・・・・・・・・・排気口 向、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人　　田辺工業株式会社 第３図 因Ｋｇ／５ｅｃ ｌ二 手続補正書彷勤 昭和６１年ｌθ月　１日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿 １、事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　へ。 昭和６１年　特許願　第２０５５３４号２、発明の名称 溶融金属の自動計量装置用連続受湯装置３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 ４、補正命令の日付（自発）− （発送日）昭和　　年　　月　　日 ５、補正の対象 ６、補正の内容 明！！書中下記の内容を補正する。 ■　第２頁第１９行目「たとえば第一図」とあるのを「
たとえば第２図」と補正する。 ■　第３頁第１３行目「第二図のように」とあるのを「
第３図のように」と補正する。 ■　第５頁第９行目「第３図は」とあるのをｒ第１図は
」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融金属１を貯留する密閉した保温炉２と、この保温炉
   ２内にもうけられた発熱体１１と、前記溶融金属１の温
   度を測温体２１で検知し、この検知信号により温度調節
   計２０で、前記発熱体１１の発熱量を制御する電力調整
   器１９と、前記保温炉２の溶融金属１内に溶融金属流入
   口９を有し、炉外に流出口５を有する溶融金属を供給す
   るための給湯管３と、前記給湯管３内を上昇してくる溶
   融金属を定点で検知するセンサ６と、前記センサ６の信
   号に応じて保温炉２内に導入された気体を加圧制御する
   加圧制御部４を有する計量装置と、前記計量装置による
   給湯管３からの保温炉２外への溶融金属の定量供給のた
   めの計量実行中において、この計量操作を中断すること
   なく計量精度の有効性を損なうことなく連続的に保温炉
   ２外部から溶融金属を受け入れるための炉外に溶融金属
   の流人口を有し、炉内の溶融金属１内に流出口２４を有
   する溶融金属受け入れ口（受湯管）２２及び定量供給ホ
   ッパー２３とで構成される連続受湯装置と、炉内に発生
   する若干のスラグ（カラミ）を定期的に排出するための
   掃除口１２と、前記掃除口を密閉するための蓋１３とを
   備えたことを特徴とする溶融金属の自動計量装置用の溶
   融金属受け入れ口（受湯管）２２と定量供給ホッパー２
   ３で構成される連続受湯装置。