JPS646870B2

JPS646870B2 -

Info

Publication number: JPS646870B2
Application number: JP21630386A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshioka; Yukihiko Niizawa; Yasuhide Ozaki; Akira Kuramata; Yasuo Sato
Original assignee: TANABE KOGYO KK
Current assignee: TANABE KOGYO KK
Priority date: 1986-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1989-02-06
Also published as: JPS63165062A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、溶解保持給湯炉に関する。

［従来の技術］従来、インゴツト等の固形金属を溶解し、鋳型
等に溶解された金属溶湯を供給し、鋳物を生産す
る工程は種々知られている。

例えば、第３図のように、固形金属を溶解デツ
キ７３上で、燃焼機器（バーナ）等を用いて溶解
し、堰７６で概ね酸化物等を除去し、貯留槽７５
部分で保持し、給湯機７７を用いてダイカストマ
シンプランジヤスリーブ７０等の鋳造機に供給す
る工程。

或いは、第４図のように、固形金属は予め（図
示してない）溶解炉において溶解し、溶解済の溶
湯を取り鍋７９等の運搬具にて運搬し、受湯口８
１から受け入れ、密閉された保持炉から、定量供
給装置を用いて加圧給湯し、樋８４を介してダイ
カストマシンプランジヤスリーブ７０等の鋳造機
に供給する工程。

［従来技術の問題点］従来実施されてきたインゴツト等の固形金属を
溶解し、鋳型等に溶解された金属溶湯を供給し、
鋳物を生産する工程は、多品種少量生産、且つ又
高品質の鋳物製品が産業界の要求として強まつて
きた現状には徐々に適合しなくなつてきている。

例えば第３図のような場合、近年急速に普及し
てきた手法ではあるが、燃焼機器を用いて溶解し
ている関係から、溶湯内へのガス成分の吸収量は
事実上、限界値近くに達する傾向が有る。

そして、堰を用いて貯留槽への酸化物の持ち込
みを少なくするようにしているとは言え大量に発
生する酸化物を完全に防御することは難しく、溶
解された溶湯が沈静時間を持つことなく貯留槽に
流入し、貯留槽の上部から給湯機を用いて給湯さ
れるため、溶湯と同時に貯留槽上部に浮遊する酸
化物質を鋳造機に持ち込むことは避けがたく、高
品質の鋳物の生産には適合しにくい。

又、第４図の手法の場合、溶湯品質の上では問
題は無いが、別に溶解炉を持つ必要があり、しか
も効率からみて大型の集中溶解炉にならざるを得
なかつた。そのため、鋳物の合金成分の多様化に
はどうしても、対応しにくく、生産計画における
増・減産への即応もしにくい問題点が有る。

［発明の目的］本発明は、上記従来の問題点等に鑑みて、金属
塊を投入口から、投入したならば金属塊の溶解
を、安全かつ安定的にして連続的に行い、溶解を
中断することなく、貯湯槽に貯留された溶湯を溶
解において生じた酸化物等や、炉材等より派生す
る異物等に汚染することなく清浄性を保ちつつ、
保持給湯室へ移動し、保持給湯室にて安定的に保
持された溶湯の最も清浄な部分を鋳造機の要求す
る所要量に合せ逐次、給湯することを可能とし
た、溶解保持給湯炉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、本発明は金属塊を
投入する投入口を有し、溶解する溶解デツキと溶
解した金属溶湯を貯留する貯湯槽を有する溶解ゾ
ーンに、外部の溶解室加圧制御装置の信号により
開閉制御される溶解室加圧口及び、この溶解室加
圧制御装置の信号によつて溶解ゾーン内の圧力を
排出するための溶解室排気口を有し、前記貯湯槽
と連通された移湯室と、この移湯室内に溶湯流入
口が位置し外部の溶湯流出口にあふれだし圧力を
検知する移湯センサを有する移湯室と、前記移湯
センサの信号で圧力を測定する溶解室差圧制御部
とで構成される溶解ゾーンと、前記溶解ゾーンを
圧縮された気体により加圧することにより、あふ
れ出た溶湯を移湯樋を介して受け入れるための受
湯口をを前記移湯樋に接して位置し、受湯室内に
溶湯流出口を位置した受湯管を有し、前記受湯管
を介して受け入れた溶湯を受湯室と連通し保持す
るための保持給湯室を有し、外部の保持給湯室加
圧制御装置により開閉制御される保持給湯室加圧
口及びこの保持給湯室加圧制御装置の信号によつ
て保持給湯ゾーン内の圧力を外部に排出するため
の保持給湯室排気口を有し、前記保持給湯室内に
溶湯流入口が位置し炉外の溶湯流出口に給湯開始
圧力を検知する給湯センサを有する給湯管と前記
給湯センサの信号で圧力測定する保持給湯室差圧
制御部とで構成される保持給湯ゾーンとを具備し
溶解保持給湯炉を成立したことを特徴とする。

［実施例］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１図及び第２図は本発明の一実施例に係る溶
解保持給湯炉の構造を示す図である。同図におい
て、溶解保持給湯炉は耐火性、断熱性を有する定
型、不定型の数種の炉材からなり、金属塊１が溶
解される溶解室２と、溶解された金属溶湯（溶
湯）を移湯するための移湯室３等から形成された
溶解ゾーンと、移湯されてくる溶湯を受け入れる
ための受湯室５５と、溶湯を保持し鋳造機に給湯
するための保持給湯室４０等から形成される保持
給湯ゾーンとで構成されている。

金属塊１は、溶解等に適した大きさのインゴツ
トである。上記溶解室２は、密閉されたほぼ箱型
に形成されており、この内部には、金属塊１を配
置するための台状に形成した溶解デツキ４と、溶
湯を貯留するための貯湯槽５とが形成されてい
る。上記溶解デツキ４の上面位置は、溶解室２の
高さ方向の中程に形成され、かつ貯湯槽５側にや
や傾斜（約5゜）しており、溶湯が貯湯槽５内に流
れ込み、金属溶湯（溶湯）６として貯留されるよ
うになつている。本実施例における溶解デツキ４
と貯湯槽５とが占める底面積の割合は、ほぼ６対
４である。上記溶解デツキ４が形成された側の溶
解室２上部側の側壁には、金属塊１の投入口７が
形成され、かつこの投入口７を外部から覆い密閉
するための蓋８が設けられている。上記溶解室２
内の上部全面には、棒状炭化珪素あるいはニクロ
ム線を配したパネルヒータ等の抵抗式の溶解室発
熱体９が設けられ、またこの溶解室発熱体９は、
図示しない電源に接続されている。

上記溶解室２には、その上部壁を貫通して検出
端が内部の金属塊１の近傍に配置された、雰囲気
温度測温体１０とその横側壁を斜めに貫通して検
出端が貯湯槽の溶湯６内に配置された溶解室溶湯
温度測温体１１とが設けられている。また、上記
溶解室２には、その上部壁を貫通して検出端が貯
湯槽５の溶湯６上面近傍に配置された溶解室溶湯
レベルセンサ１２が設けられている。そして、上
記雰囲気温度測温体１０と溶解室溶湯温度測温体
１１とは、それぞれ溶解室温度調節計１３と溶解
室過熱警報計１４とを介して、また溶解室溶湯レ
ベルセンサ１２は直接に、溶解室温度制御装置
（プログラマブルコントローラまたはシーケンサ）
１５に制御されるよう接続されている。上記雰囲
気温度測温体１０は溶解デツキ上の金属塊１近傍
の雰囲気温度を検出し、溶解室溶湯温度測温体１
１は溶湯６の温度を検出する。そして、上記溶解
室温度制御装置１５は、前記検出温度とそれぞれ
溶解室温度調節計１３及び溶解室過熱警報計１４
で設定された温度とを比較して温度制御を行う。
すなわち、上記溶解室温度制御装置１５は、前記
比較温度に基づき溶解室発熱体９への熱量を制御
（例えばPID制御）することにより温度制御（過
熱防止等を含む）を行う。また、上記温度制御装
置１５は、溶解室溶湯レベルセンサ１２により貯
湯槽５の溶湯をレベル検知することにより、溶解
デツキ４より上まで溶湯が上昇しないよう過溶解
を防止する。

上記移湯室３は、密閉され上記制御室２よりも
やや小さい箱型に形成されており、この溶解室２
の側壁に貯湯槽５と底面を共通レベルにして連通
し、かつ一体的に形成されている。また、上記移
湯室３は溶解デツキ４上面より高く、かつ溶解室
２よりもやや低く形成されている。すなわち、移
湯室３と貯湯室５とは、細長く連通し溶湯６を貯
留する貯湯槽を形成している。本実施例では、貯
湯槽５と移湯室３とが占める底面積の割合は、ほ
ぼ２対１である。前記貯湯槽５と移湯室３との合
計貯留容積は金属塊１が全部溶解したときに十分
な容積に形成されている。

また、上記溶解室２の上部には気体を導入し
て、この溶解ゾーンを加圧する溶解室加圧口１６
と、気体を排出して圧力を逃す溶解室排気口１７
とが設けられている。上記溶解室加圧口１６は外
部において配管され、途中に溶解室加圧弁１８を
介装して加圧源１９に接続されている。この加圧
源１９は、例えば、コンプレツサにより圧縮され
た空気あるいは不活性ガス等の圧力気体を供給で
きる装置等である。上記溶解室加圧弁１８は、後
述する溶解室加圧制御装置２０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
溶解室排気口１７は外部において配管により溶解
室排気弁２１に接続され、大気に開口されるよう
になつている。上記溶解室排気弁２１は、溶解室
加圧制御装置２０の所定の制御信号に基づいて開
閉する電磁弁等である。

上記移湯室３の上部には、その内圧を測定する
ための溶解室圧力測定口２２が設けられている。
この溶解室圧力測定口２２は、外部において配管
で溶解室差圧発信器２４に接続されている。この
溶解室差圧発信器２４は、２つの測定室２４ａ，
２４ｂを有し、一方の測定室２４ｂは上記配管に
直接接続され他方の測定室２４ａは上記配管の途
中に電磁弁２５を介装して接続されており、２つ
の測定室２４ａ、測定室２４ｂに加わる圧力の差
が検出されるものである。上記溶解室差圧発信器
２４は、溶解室差圧調節計２６に接続され両者に
より溶解室差圧検出部を構成する。また、上記溶
解室圧力測定口２２は溶解室圧力調節計２７に接
続されている。そして上記溶解室差圧調節計２６
と溶解室圧力調節計２７、及び溶解室加圧弁１８
と、溶解室排気弁２１と電磁弁２５とはそれぞれ
所定の制御が行われるように溶解室加圧制御装置
２０に接続されている。

上記溶解室温度制御装置１５と溶解室加圧制御
装置２０とは溶解室中央制御装置３２により制御
される。この溶解室中央制御装置３２は、後述の
保持給湯室中央制御装置６６からの移湯要求に対
して、溶解室温度制御装置１５と溶解室加圧制御
装置２０との調整を行なうものであ。すなわち、
移湯要求があつた場合に、溶湯６が十分に貯留さ
れていなかつたり、あるいは溶湯温度が適切でな
いときには、溶解室加圧制御装置２０による加圧
を行わないようにする。また、移湯要求があつて
も金属塊１、溶湯６がなかつたりしたときには、
金属塊１を投入する指示等を出す。

さらに、上記移湯室３には、セラミツクス等の
耐熱性の材質からなる移湯管２８が設けられてい
る。この移湯管２８は、その一端部が溶湯流入口
２９として、上記移湯室３の底部側中層において
開口され、他端部が溶湯流出口３０として移湯室
３上部に開口されている。この溶湯流出口３０に
は、電極式、光電式、音波式、電磁式等のいずれ
かで構成される移湯センサ３１が設けられてい
る。この移湯センサ３１は溶湯の通過を検知し、
溶解室加圧制御装置２０に伝達する。溶湯流出口
３０は移湯樋５０を介して受湯管４９に連なる。

上記受湯管４９は、前記移湯樋５０に接して受
湯口５３を位置し、上記受湯室５５内に溶湯流出
口５４を位置させるように配置されている。前記
受湯口５３には何かのトラブルにより溶湯が受湯
管４９よりあふれて外部へ流出した場合に流出し
た溶湯を検知するためのオーバフローセンサ５１
が設置されている。上記受湯室５５は上記移湯室
３と同程度の大きさで箱型に形成され、上記保持
給湯室４０の側壁に保持給湯室４０の底面を共通
レベルにして連通し溶解ゾーンより前記移湯管２
８、移湯樋５０、受湯管４９を介して移動してき
た金属溶湯（溶湯）４２を、上記保持給湯室４０
とともに保持している。前記保持給湯室４０は、
密閉されたほぼ箱形に形成されており、本実施例
における保持給湯室４０と上記受湯室５５との溶
湯保持容積の割合はほぼ５対１である。上記保持
給湯室４０の上記移湯樋50と直角方向に位置する
側壁の、溶湯４２の最大保持時の溶湯上面レベル
より上の位置に保持給湯室４０内の掃除口（点検
口を兼ねる）５６が形成され、かつ、この掃除口
５６を外部から覆い密閉するための蓋５８が設け
られている。

上記保持給湯室４０の上部前面には棒状炭化珪
素あるいはニクロム線を配したパネルヒータ等の
抵抗式の保持給湯室発熱体４１が設けられ、ま
た、この保持給湯室発熱体４１は図示しない電源
に接続されている。

上記保持給湯室４０には受湯室と対角の位置の
一部傾斜した上部壁部を貫通して検出端が溶湯４
２の底部中層に配置された保持給湯室溶湯温度測
定体５７が設けられている。また上記保持給湯室
４０には、その上部壁を貫通して検出端が溶湯４
２上面近傍に配置された保持給湯室溶湯レベルセ
ンサ５２が設けられている。そして、上記保持給
湯室溶湯温度測温体５７は保持給湯室温度調節計
６５を介し、また、保持給湯室溶湯レベルセンサ
５２は直接に、保持給湯室中央制御装置（プログ
ラマブルコントローラまたはシーケンサ）６６に
接続されている。上記保持給湯室溶湯温度測温体
５７は溶湯４２の温度を検出する。前記保持給湯
室温度調節計６５は、前記検出温度と設定された
温度とを比較し保持給湯室発熱体４１への熱量を
制御（例えばPID制御）することにより保持給湯
ゾーンの溶湯の温度制御を行う。

上記保持給湯室４０の上部には気体を導入して
この保持給湯ゾーンを加圧する、保持給湯室加圧
口６７と、気体を排出して圧力を逃す保持給湯室
排気口６９とが設けられている。上記保持給湯室
加圧口６７は外部において配管され、途中に保持
給湯室加圧弁５９を介装して加圧源１９に接続さ
れている。（加圧源１９は溶解ゾーン、保持給湯
ゾーン共用）上記保持給湯室加圧弁５９は、後述
する保持給湯室加圧制御装置６４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
記保持給湯室排気口６９は外部において配管によ
り保持給湯室排気弁４８に接続され、大気に開口
されるようになつている。前記保持給湯室排気弁
４８は、保持給湯室加圧制御装置６４の所定の制
御信号に基づいて開閉する電磁弁等である。

上記保持給湯室４０の上部には、保持給湯ゾー
ン内の圧力を測定するための保持給湯室圧力測定
口６８が設けられている。この保持給湯室圧力測
定口６８は、外部において配管で保持給湯室差圧
発信器６１に接続されている。この保持給湯室差
圧発信器６１は、２つの測定室６１ａ，６１ｂを
有し、一方の測定室６１ａは上記配管に直接接続
され、他方の測定室６１ｂは上記の配管の途中に
電磁弁６０を介装して接続されており、２つの測
定室６１ａ，６１ｂに加わる圧力の差が検出され
るものである。上記保持給湯室差圧発信器６１
は、保持給湯室差圧調節計６２に接続され両者に
より、保持給湯室差圧検出部を構成する。また上
記保持給湯室圧力測定口６８は保持給湯室圧力調
節計６３に接続されている。そして上記保持給湯
室差圧調節計６２と、保持給湯室圧力調節計６
３、及び保持給湯室加圧弁５９と保持給湯室排気
弁４８と電磁弁６０とはそれぞれ所定の制御が行
われるように保持給湯室加圧制御装置６４に接続
されている。

前記保持給湯室加圧制御装置６４と、保持給湯
室温度調節計６５と、保持給湯室溶湯レベルセン
サ５２とはそれぞれ保持給湯室中央制御装置６６
に接続され保持給湯ゾーンの制御において、重要
な役割を果す。

この保持給湯室中央制御装置６６は前述の溶解
室中央制御装置３２に移湯要求を発信したり、図
示しない外部の鋳造機との給湯要求信号等のやり
とりを調整制御する。

更に、上記保持給湯室４０には、セラミツクス
等の耐熱性の材質からなる給湯管４３が設けられ
ている。この給湯管４３は、その一端部が溶湯流
入口４５として、上記保持給湯室４０の底部中層
に開口され、他端部が溶湯流出口４６として、保
持給湯室の一部傾斜した上部壁部の上記保持給湯
室溶湯温度測温体５７の近傍に開口されている。
この溶湯流出口４６には、電極式、光電式、音波
式、電磁式等のいずれかで構成される給湯センサ
４４が設けられている。この給湯センサ４４は、
溶湯の通過を検知し、上記保持給湯室加圧制御装
置６４に伝達する。上記溶湯流出口４６は給湯樋
４７を介してダイカストマシンプランジヤスリー
ブ７０等に連なる。

次に上記構成の溶解保持給湯炉の動作について
説明する。

まず、溶解のための所定量（この実施例では、
120Kg／時間）の金属塊１を投入口７から入れ、
溶解デツキ４上に配置して、蓋８を閉じて密閉す
る。ついで、溶解室温度調節計１３を金属塊１が
溶融する温度にセツトするとともに、過熱警報計
１４を過加熱されない温度にセツトしてから、溶
解室温度制御装置１５により加熱を開始する。こ
れにより、徐々に温度が上昇して金属塊１が溶融
して、溶解デツキ４から貯湯槽５内に流れ込み貯
留される。この溶湯は金属溶湯６として、貯湯槽
５内から、さらに移湯室３が静かに移動して、所
定の液面レベルまで溶解が継続する。金属塊１の
溶解温度及び溶湯６の温度は溶解室温度制御装置
１５により制御され、かつ液面レベルも溶解室溶
湯レベルセンサ１２により検知され、過溶解しな
いレベルに制御される。このとき、溶解された金
属塊１から発生する異物等は溶湯と分離されおお
むね溶湯表面上に浮遊した状態で貯留される。

次に、保持給湯室中央制御装置６６から溶解室
中央制御装置３２が溶湯６の移湯要求信号を受け
取ると、溶解室中央制御装置３２の制御のもと
に、溶解室加圧制御装置２０が溶解室排気弁２１
を閉じ溶解室加圧弁１８を開く。これにより、加
圧源１９から、圧縮された空気あるいは不活性ガ
ス等の気体が移湯室３内に流入し、内圧が上昇す
る。この内圧の上昇により、移湯室３内に沈静化
され保持された溶湯は、溶湯流入口２９から移湯
管２８に流入し、溶湯流出口３０から流出し、移
湯樋５０を介して保持給湯ゾーンの受湯管４９の
受湯口５３へ移湯されていく。

このとき、移湯センサ３１が溶湯を検出したタ
イミングにより電磁弁２５を閉じる。これにより
溶湯流出口３０から溶湯が流出した瞬間における
移湯室３内の圧力が溶解室差圧発信器２４の測定
室２４ｂにセツトされる。ここで、上記溶解室加
圧制御装置（プログラマブルコントローラまたは
シーケンサ）２０はこの時点での移湯室３内の内
圧を溶解室圧力測定口２２から溶解室圧力調節計
２７を介して測定し、あらかじめ個々の溶解保持
給湯炉溶解ゾーンについて個々に検定し、規定さ
れている安全限界圧の範囲内であるかを判断し、
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移
湯管２８内を上昇しつづけ移湯樋５０への供給が
つづけられる。

その後、上記移湯室３内の圧力は、前記移湯セ
ンサ３１検知時の圧力とその後の増圧量を継続的
に溶解室差圧発信器２４及び溶解室差圧調節計２
６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その後の絶対増加量
を測定し、前記の安全限界圧同様個々の溶解保持
給湯炉溶解ゾーンについて個々に検定し、そして
あらかじめ第６図のように作成された単位時間当
り移湯量−圧力関係グラフに基づいて、溶解室加
圧制御装置２０は溶解室差圧調節計２６設定され
た増圧量に到達したならば、加圧を溶解室加圧弁
１８の閉止により中断させる。

ここで移湯センサ３１の検知位置は、移湯室３
の形状的変化（スケール等の炉床への堆積、ある
いは、側部への付着を含めた変化）にかかわらず
移湯における定点となり、前記溶解室差圧調節計
２６に設定された増圧量は定量的に移湯する上で
の絶対値的制御要素として重要なものとなる。

このとき、溶湯は当然移湯室２８の溶湯流出口
３０からあふれ続けており、移湯樋５０を介して
保持給湯ゾーンの受湯管４９に移湯された溶湯の
減少量相当分の圧力減少（当然温度上昇によつて
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、あふれ出すことが
できなくなるまで、移湯は移湯管２８よりつづけ
られる。しかし、実用上あふれ出せなくなるまで
放置しても意味がない。何故ならば、前記の圧力
減少に伴いあふれ出る溶湯の流速は加圧停止後し
ばらくして、急速に小さくなり移湯として許容し
がたい流速ととなる。そこで、第５図に示すよう
に、一点鎖線のあふれ出し開始圧に所定のあふれ
だし圧ΔP１を加えた後、前記溶解室加圧制御装
置２０で溶解室差圧調節計２６のヒステリシス
（調節動作すきま）をオン−オフ制御の繰り返し
制御として効果的に活用し移湯操作として許容で
きる溶湯の移湯速度を確保する。

こうして、溶解室差圧調節計２６のオンとオフ
との圧力レベルが異なることを利用して、第５図
に示すように繰り返し圧力の印加を行つているの
で、定量的な移湯が効果的に行われる。ついで保
持給湯炉中央制御装置６６からの停止指令あるい
は、溶解炉加圧制御装置２０の内部タイマーによ
つて、もしくは手動にて溶解室排気弁２１が開口
され、加圧が低下して移湯が停止される。

この場合、溶湯流入口２９が、移湯室３の底部
側中層に配置されているために、移湯される溶湯
には、表面上に浮遊したあるいは炉底に沈積した
酸化物等の不純物、炉材等から派生する異物等は
全く混入することがなくもつとも清浄な部分が移
湯される。

その後溶解ゾーンでは、操業計画に従つて投入
口７から金属塊１が投入され溶解が継続される。

溶解ゾーンから移湯された溶湯は、上記受湯管
４９を介して溶湯流出口５４から上記受湯室５５
へ流出し、上記保持給湯室４０へと移動し保持さ
れていく。

上記保持給湯室溶湯レベルセンサ５２が、移湯
されてきた金属溶湯（溶湯）４２を検知したなら
ば、上記保持給湯室中央制御装置６６は直ちに、
上記溶解室中央制御装置３２に対して移湯の停止
を指令する。

溶湯４２の移湯に先立つて予め溶湯の保持温度
に上記保持給湯室温調節計６５がセツトされ、移
湯されてきた溶湯４２は保持給湯室発熱体４１に
より加熱保温される。

続いて、図示されない鋳造機からの給湯要求信
号を上記の保持給湯室中央制御装置６６が受け付
けると、前記保持給湯室中央制御装置６６の制御
のもとに、保持給湯室加圧制御装置６４が保持給
湯室排気弁４８を閉じ、保持給湯室加圧弁５９を
開く。これにより、加圧源１９から、圧縮された
空気あるいは不活性ガス等の気体が保持給湯室４
０内に流入し、内圧が上昇する。この内圧の上昇
により、保持給湯室４０内に沈静化され保持され
た溶湯は、溶湯流入口４５から給湯管４３に流入
し、溶湯流出口４６から流出し、給湯樋４７を介
してダイカストマシンプランジヤスリーブ７０等
の鋳造機の受け入れ口へ給湯されていく。

このとき、給湯センサ４４が溶湯を検出したタ
イミングにより電磁弁６０を閉じる。これにより
溶湯流出口４６から溶湯が流出した瞬間における
保持給湯室４０内の圧力が保持給湯室差圧発信器
６１の測定室６１ｂにセツトされる。

ここで、上記保持給湯室加圧制御装置（プログ
ラマブルコントローラまたはシーケンサ）６４は
この時点での保持給湯室４０内の内圧を保持給湯
室圧力測定口６８から保持給湯室圧力調節計６３
を介して測定し、あらかじめ個々の溶解保持給湯
炉保持給湯ゾーンについて個々に検定し、規定さ
れている安全限界圧の範囲内であるかを判断し規
定されている値に相当するならば加圧を続ける。
また、範囲外なら加圧は停止される。そして、加
圧が継続されるならば当然溶湯は給湯管４３内を
上昇しつづけ給湯樋４７を介して、ダイカストマ
シンプランジヤスリーブ７０等鋳造機への給湯が
続けられる。

その後、上記保持給湯室４０内の加圧は、前記
給湯センサ４４検知時の圧力とその後の増圧量を
継続的に保持給湯室差圧発信器６１及び保持給湯
室差圧調節計６２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その
後の絶対増加量を測定し、前記の安全限界圧同様
個々の溶解保持給湯炉保持給湯ゾーンについて
個々に検定し、そしてあらかじめ第７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、保持給湯室加圧制御装置６４は保持
給湯室差圧調節計６２に設定された増圧量に到達
したならば、加圧を保持給湯室加圧弁５９の閉止
により中止させる。

この場合に、第６図の単位時間当り移湯量−圧
力関係グラフと第７図の単位時間当り給湯量−圧
力関係グラフとを比較して考察してみよう。

移湯の場合は、ほぼ定量的に行われればよいの
であるし、前述したように、一定の移湯状態を差
圧調節計のヒステリシスを利用して繰り返すこと
が要点であり、給湯の場合は後述するように限定
された規定量を短時間に行い、かつまた、精度よ
り繰り返し再現しなければならない。したがつ
て、移湯においては、第６図の単位時間当り移湯
量−圧力関係グラフは一つの目処ともいえるが給
湯においては第７図の単位時間当り移湯量−圧力
関係グラフは精度を保証する上での、重要な指針
であり、規定される範囲も自ずと狭められる。

給湯センサ４４の検知位置は、移湯センサ３１
の場合と同様に保持給湯室４０の形状的変化（ス
ケール等の炉床への堆積、あるいは、側部への付
着を含めた変化）にかかわらず給湯における定点
となり、前記保持給湯室差圧調節計６２に設定さ
れた増圧量は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４３と保持給湯室４０との関係を
流体力学的見地から考察するならば、給湯管の溶
流入口４５は液中に浸された「もぐりオリフイ
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＝cA（2gH）^0.5［m³／sec］ここで、ｃ：流量係数Ａ：オリフイス断面積［m²］ｇ：重力の加速度［ｍ／sec²］Ｈ：水頭差［ｍ］給湯センサ４４の検知位置を基準点（定点）と
して、給湯センサ４４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４４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
（当然温度上昇によつ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）はこの増圧量が絶
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、上記の第７図の単位時間当り給湯量
−圧力関係グラフに基づく個別の組み合わせによ
り、おおよそ0.5秒〜15秒の間で規定されてくる
ことが、我々の経験によつて知られている。例え
ば、２Kg／秒ならばおおよそ５秒間である。

したがつて、上記のごとく保持給湯室加圧弁５
９の閉止により保持給湯室への加圧が中止された
のち、保持給湯室加圧制御装置６４内の内部タイ
マに設定された、上記の給湯定量時間要素が経過
して、保持給湯室排気弁４８が開かれ、保持給湯
室４０の圧力が開放され、給湯は完了し、保持給
湯ゾーンは鋳造機からの給湯指令の待機状態とな
る。

この場合移湯のときと同様に溶湯流入口４５
が、保持給湯室４０の底部側中層に配置されてい
るために、給湯される溶湯には、表面上に浮遊し
たあるいは炉定に沈積した酸化物等の不純物、炉
材等から派生する異物等は全く混入することがな
くもつとも清浄な部分が給湯される。

なお、上記実施例にいて、溶解ゾーンを保持給
湯ゾーンとは、設置される床面に対して同一のレ
ベルに配置されればよく、この二つのゾーンは一
体的な構造として形成されてもよいし、分離型に
形成され密接した形で設置されていてもよい。

また、移湯管は移湯室溶湯レベルより十分に低
い底部側中層に溶湯流入口が配置され、保持給湯
ゾーンの受湯管４９の受湯口５３より高い位置に
移湯室２８を備えつつ、流出口３０が配置されて
いればよい。

さらに、受湯管４９は、受湯室溶湯レベルより
十分に低い底部側中層に溶湯流入口が配置され、
溶湯レベルより十分に高い位置に配置されていれ
ばよい。

そして、溶解ゾーンから保持給湯ゾーンへの移
湯は、保持給湯ゾーンにおいて鋳造機への給湯が
行われているときでも、行われていないいずれの
場合でも行える。

［発明の効果｝以上説明したように、本発明によつて溶解室に
おいて金属塊を投入口から投入したならば、金属
塊が安全かつ安定的にして熱収支的に高効率に溶
解され、その溶解された金属溶湯を沈静化した最
も清浄な部分を清浄なままで、保持給湯室に自動
的に移動し、保持し更にこの最も清浄な溶湯を清
浄なまま、安全にして安定的に、精度よく定量的
に、鋳造機に給湯することのできる、溶解保持給
湯炉が可能となつた。

本発明による溶解保持給湯炉の実現によつて、
工場の一端の入口からインゴツトが搬入されるな
らば他端の出口からは組立られ梱包された、商品
が出荷されるという、理想的な単一工場でのライ
ン形成が可能となつた。いうならば、工業炉のイ
ンライン化が電気溶解と電気保温及び、空圧移湯
と空圧給湯との組み合わせの実現により可能性を
創造した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係る、
溶解保持給湯炉の構造を示す図であり、第１図ａ
は第２図ａのＡ−Ａ線断面図、第１図ｂは第２図
ａのＢ−Ｂ線断面図、第１図ｃは第２図ａのＣ−
Ｃ線断面図、第２図ａは溶解保持給湯炉の平面
図、第２図ｂは第１図ｂのＤ−Ｄ線断面図、第３
図は溶解保持炉と給湯機を用いた従来の実施例、
第４図は保持給湯炉と運搬用取り鍋を用いた従来
の実施例、第５図は移湯中における溶解ゾーン内
の圧力変化を示す動作特性グラフ、第６図は個別
的に検定される単位時間当り移湯量−圧力関係グ
ラフ、第７図は個別的に検定される単位時間当り
給湯量−圧力関係グラフである。１……金属塊、２……溶解室、３……移湯室、
４……溶解デツキ、５……貯湯槽、６……金属溶
湯（溶湯）、７……投入口、８……蓋、９……溶
解室発熱体、１０……雰囲気温度測温体、１１…
…溶解室溶湯温度測温体、１２……溶解室溶湯レ
ベルセンサ、１３……溶解室温度調節計、１４…
…過熱警報計、１５……溶解室温度制御装置、１
６……溶解室加圧口、１７……溶解室排気口、１
８……溶解室加圧弁、１９……加圧源、２０……
溶解室加圧制御装置、２１……溶解室排気弁、２
２……溶解室圧力測定口、２４……溶解室差圧発
信器、２４ａ，２４ｂ……測定室、２５……電磁
弁、２６……溶解室差圧調節計、２７……溶解室
圧力調節計、２８……移湯管、２９……溶湯流入
口、３０……溶湯流出口、３１……移湯センサ、
３２……溶解室中央制御装置、４０……保持給湯
室、４１……保持給湯室発熱体、４２……金属溶
湯（溶湯）、４３……給湯管、４４……給湯セン
サ、４５……溶湯流入口、４６……溶湯流出口、
４７……給湯樋、４８……保持給湯室排気弁、４
９……受湯管、５０……移湯樋、５１……オーバ
フローセンサ、５２……保持給湯室溶湯レベルセ
ンサ、５３……受湯口、５４……溶湯流出口、５
５……受湯室、５６……掃除口、５７……保持給
湯室溶湯温度測温体、５８……蓋、５９……保持
給湯室加圧弁、６０……電磁弁、６１……保持給
湯室差圧発信器、６１ａ，６１ｂ……測定室、６
２……保持給湯室差圧調節計、６３……保持給湯
室圧力調節計、６４……保持給湯室加圧制御装
置、６５……保持給湯室温度調節計、６６……保
持給湯室中央制御装置、６７……保持給湯室加圧
口、６８……保持給湯室圧力測定口、６９……保
持給湯室排気口、７０……ダイカストマシンプラ
ンジヤスリーブ、７１……溶解保持炉、７２……
燃焼機、７３……溶解デツキ、７４……溶解槽、
７５……貯留槽、７６……堰、７７……給湯機、
７８……蓋、７９……取り鍋、８０……保持炉、
８１……受湯口、８２……溶湯、８３……給湯
管、８４……給湯樋、ΔP１……あふれ出し圧、
ΔP２……ヒステリシス圧。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属塊１の溶解室投入口７を有し、この金属
塊１を保持し溶解に必要な熱量を受けさせるため
の溶解ゾーンの溶解デツキ４と、溶解した金属溶
湯（溶湯）６を貯留する貯湯槽５と、溶解した溶
湯の貯留量を検知する溶解室溶湯レベルセンサ１
２と、前記溶解デツキ４上の金属塊１の溶解に必
要な所定の熱量を供給する溶解室発熱体９と、溶
湯の温度及び雰囲気の温度をそれぞれ測定するた
めの測温体１０，１１と、外部の溶解室加圧制御
装置２０の信号により開閉制御される溶解室加圧
口１６及びこの溶解室加圧制御装置２０の信号に
よつて溶解ゾーン内の圧力を排出するための溶解
室排気口１７を有し前記貯湯槽５と連通した移湯
室３と、前記移湯室３内に溶湯流入口２９が位置
し外部の溶湯流出口３０にあふれ出し圧力を検知
する移湯センサ３１を有する移湯管２８と、前記
移湯センサ３１の信号で圧力を測定する溶解室差
圧制御部とで構成される溶解ゾーンと、前記溶解
ゾーンを圧縮された気体により加圧することによ
り、あふれ出た金属溶湯を移湯樋５０を介して受
け入れる為の受湯口５３を前記移湯樋５０に接し
て位置し、受湯室５５内に溶湯流出口５４を位置
した受湯管４９を有し、前記受湯管４９を介して
受湯室５５に受け入れた金属溶湯（溶湯）４２を
受湯室５５と連通し、保持するための保持給湯室
４０を有し、前記保持給湯室４０に保持された溶
湯の保持量を検知する保持給湯室溶湯レベルセン
サ５２と、前記保持給湯室４０内の溶湯の保温に
必要な所定の熱量を供給する保持給湯室発熱体４
１と、溶湯の温度を測定するための測温体５７
と、外部の保持給湯室加圧制御装置６４により開
閉制御される保持給湯室加圧口６７及びこの保持
給湯室加圧制御装置６４の信号によつて保持給湯
ゾーン内の圧力を外部に排出するための保持給湯
室排気口６９を有し、前記保持給湯室４０内に溶
湯流入口４５が位置し炉外の溶湯流出口４６に給
湯開始圧力を検知する給湯センサ４４を有する給
湯管４３と、前記給湯センサ４４の信号で圧力測
定する保持給湯室差圧制御部とで構成される保持
給湯ゾーンとを具備したことを特徴とする溶解保
持給湯炉。