JPH0245544B2 - Chuzoondonochosetsuhoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 シヤフト炉は銅の溶解炉として溶解時の熱効率
が非常に優れていることから広く用いられている
ところであるが、このシヤフト炉から鋳造装置に
至る間で鋳造湯量と湯温を調節して品質の良い鋳
造バーを能率良く生産することが求められる。

ところでこれまで銅の溶解から鋳造までの行程
概略図を示せば第１図のとおりである。

即ちシヤフト炉１で溶解された銅は第１の樋２
を通り保持炉３に入り、一たんここで湯を溜めて
ここで鋳造湯量と湯温を概略調整し、更に第２の
樋４を経てレードル又はタンデイシユ５に至りこ
こで湯量と湯溜まりが微調整され鋳造機（図示せ
ず）に供給され鋳造されるものである。

ところでこのような方法で鋳造すると注湯点の
所での温度のばらつきが大きく最高60℃の温度差
を生じている。鋳型の中に注湯された銅はその後
第２図に示すが如くすじ状の結晶成長が見られる
が、鋳造温度は品質上鋳肌が悪くならない範囲
で、できるだけ低い方が望ましく、良好な鋳造品
の品質を保持するためには第１の樋２の箇所に作
業員がついていて、埋金をする等して温度調節を
する必要がある。

又、鋳造温度は例えば1120℃以下では鋳造温度
が低過ぎて、鋳造品からガスが抜け切れずに巣が
入るおそれがある。

即ちシヤフト炉から出てくる銅の温度は、溶け
が良くなると温度は低めで、溶けが悪いと温度は
高めであるが、電気銅の大きさで溶けてくる銅の
温度は異なるものである。

即ち、シヤフト炉で溶解する原料は電気銅、棹
銅、屑銅等があり、更に電気銅でもいろいろなブ
ランドのものがあり、形状も異なるものである。
このため原料銅によつて銅の溶解スピードが異な
り、溶解していた銅の温度も異なつている。

そこで銅の溶解量に応じて保持炉の大きさとタ
ンデイシユ又はレードルの大きさが決められ、炉
のタンデイシユ又はレードルの大きさに見合つた
バーナーがそれぞれ取り付けられ湯温を測定しな
がら保持炉の燃焼用バルブの開閉を行なつていた
が、それでも最高60℃位の温度差が生ずるのが現
状であり、これによる鋳造品の鋳肌荒れや、鋳造
品の脆化等の諸問題が残つていたのである。本発
明はこのような従来の欠点を解決するためになさ
れたものである。

即ち本発明を第３図を参照しつつ説明すれば以
下のとおりである。

シヤフト炉で溶解された銅は第１の樋２を通り
保持炉３に入り、一たんここで湯を溜めて鋳造湯
量と湯温を概略調整し、第１の湯溜り７、第２の
湯溜り６及び樋４を経てタンデイシユ又はレード
ル５に至るようになつている。ここで、第１の樋
２又は第２の樋４の矢印部分には温度検出計をつ
けて湯温を測定する。この場合温度検出計として
は応答速度を上げるためにシース熱電対のような
ものが好ましく、温度変動が大きい場合は第１の
樋２及び第２の樋４の両方に温度計を付けた方が
好ましいものと言える。

次にこの温度計の設置により△Ｈ時間に△ｔ℃
だけ温度の上昇線を読みとり、第２の湯溜６に
△ｔ／△Ｈに見合うようあらかじめ計算された銅線を 供給するように、モーター（直流）８で駆動され
ているピンチロール９の速度変化によつて制御
し、絶えず必要量の銅線が連続的に供給されるよ
うにして温度を調節する。

勿論本発明の応用動作として、△ｔ／△Ｈの上昇値 が著るしく大きい場合は供給線を多本掛けにした
り、供給する銅線を太いものとし冷却効果を高め
るようにすることができる。

又、温度の低下が著るしい場合には保持炉３に
付されているバーナー１０のロータリバルブ１１
を直流モーター１２に与えられた信号によりその
開度を自動調節してバーナー１０のガス量を
△ｔ／△Ｈの勾配に応ずるように制御することを併せ て行なえばよい。

温度調節に伴なう好ましい手段はマイクロコン
ピユターを利用することである。第４図はそのフ
ローチヤートを示すものである。

これによれば例えば湯温を1120℃にセツトし、
その上限値を＋５℃、下限値を−３℃にコントロ
ールするように制御する場合、作業時間、△Ｈ時
間前の温度T₀、現在の温度T₁より現在より△Ｈ
時間後の予測温度T₂が演算される。

一方マイクロコンピユターには一定の銅線を補
正材料としてxg（線径が定まつていればxm）投
入したときの降下温度が実験的に確認され、入力
されているので、△Ｈ時間後の予測温度T₂が管
理限界の＋５℃を上回るおそれのあるときは、前
記の温度の補正材料である銅線のピンチロール９
を駆動するモーター８に所定の高速信号を与え、
所定の温度範囲になるようにする。又、温度が降
下し下限に達することが予測される場合は前記の
温度の補正材料である銅線のピンチロール９を駆
動するモーター８に銅線の供給を少なくするか停
止するように信号を与えて規正範囲内に温度管理
をする。このようにすることにより、人間は温度
制御のため直接保持炉の近傍に配置する必要はな
くなり、コンピユターに接続されたブラウン管に
映し出される画像を看視するだけで済むこととな
る。なお温度が異常に降下した場合コンピユター
の信号を利用して保持炉３に付されているバーナ
ー１０のロータリバルブ１１を開にし昇温するよ
うにモーター１２に信号を与えバーナーのガス量
を△ｔ／△Ｈの勾配に応ずるように制御することを併 用することは一層好ましい動作である。

次に本発明による方法と従来の方法との鋳造温
度の変動例をグラフにより示せば第５図のとおり
である。

即ち本発明の方法によれば温度差の最高幅は20
℃に押えられているのに対し、従来の方法では50
℃以上の温度を生じているので、鋳造銅の品質は
本発明の方法によるものが優れており、従来法に
よるものは鋳塊表面に欠陥を生ずることが理解さ
れよう。

次に鋳造温度と鋳塊の表面欠陥数の関係を調べ
グラフ化したものを示せば第６図のとおりであ
る。

ここに鋳塊表面の欠陥数とは渦流探傷器で検査
し、10〜20mmの信号をキヤツチしたときを１点と
し、20〜30mmの信号をキヤツチしたときを３点と
し、30mm以上の信号をキヤツチしたときを５点と
して評価し、鋳塊10ｍ当り何点の欠陥であるかと
いうことを表示することにより鋳造温度との相関
を調べたもので、鋳造温度が1120℃〜1140℃の場
合には鋳塊の表面欠陥数は最低であることを明示
しており、従つて第５図の本発明による方法が如
何に優れた方法であるかを立証しているものと言
える。

以上の如く本発明によるときは、保持炉の前後
の温度管理を一定の制御された温度の範囲になる
ように、比較的簡単な手段で自動的に行ない得る
ようにしたものであり、これによつて従来に比し
格段に優れた鋳造品を堤供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の銅の鋳造工程の概略説明図、第
２図は鋳型に注湯された銅の断面図、第３図は本
発明の一例を示す銅の鋳造工程の概略説明図、第
４図は本発明のフローチヤート図、第５図は本発
明の方法と従来法との鋳造温度−作業時間グラ
フ、第６図は鋳造温度−鋳塊の表面欠陥数グラ
フ。 １……シヤフト炉、２……第１の樋、３……保
持炉、４……第２の樋、５……タンデイシュ又は
レードル、６……第２の湯溜り、７……第１の湯
溜り、８……直流モータ、９……ピンチロール、
１０……バーナー、１１……ロータリバルブ、１
２……直流モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シヤフト炉で溶解された銅を保持炉に導き、
   タンデイシユ又はレードルから鋳型に注湯するに
   当り、保持炉の前後にある樋のいづれか一方又は
   両方に温度検出計をとりつけて△Ｈ時間における
   温度上昇△ｔ℃を読みとり、保持炉の先方にある
   樋の直前の湯溜りで△ｔ／△Ｈに見合つてあらかじめ 計算された量の銅線をモータで駆動されているピ
   ンチロールの速度変化に対応して供給するように
   し、これにより鋳造機に供給される溶銅の温度を
   制御するようにしたことを特徴とする鋳造温度の
   調節方法。