JPH0465134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウム溶湯中に含まれる水
素ガスや非金属介在物を除去するためのアルミニ
ウム溶湯処理装置における溶湯加熱装置に関す
る。

鋳造前のアルミニウム溶湯には、水素ガスなど
の有害ガスや、アルミニウムおよびマグネシウム
の酸化物などの非金属介在物が含まれている。上
記水素ガスおよび非金属介在物は、得られた鋳塊
およびこの鋳塊からつくられる製品に欠陥を生じ
る原因となる。そこで従来、これらを除去する方
法として、アルミニウム溶湯中にチツ素ガス、ア
ルゴンガス等の不活性ガスや塩素ガスを気泡状態
で吹込む溶湯処理方法が採用されている。アルミ
ニウム溶湯に上記のような処理を施す場合、槽内
のアルミニウム溶湯を所定の温度に加熱する必要
がある。そこで、電熱ヒータおよび温度制御回路
を備えた加熱装置を用いて、アルミニウム溶湯を
所定の温度に加熱することが考えられるが、接
地、短絡した場合に温度制御回路にサイリスタが
破損するおそれがある。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、接地、短絡したとしても温度制御回路、と
くにサイリスタが破損することのない加熱装置を
提供することを目的とする。

この発明によるアルミニウム溶湯処理装置にお
ける溶湯加熱装置は、溶湯処理槽の蓋に垂下状に
設けられた有底筒状のセラミツクス製ヒータ・カ
バー内に配置された溶湯加熱用電熱ヒータと、電
熱ヒータの温度制御回路と、電熱ヒータと温度制
御回路との間に設けられかつ零相電流を検出して
電熱ヒータと温度制御回路との接続を遮断する零
相電流検出遮断装置とを備えているものである。

上記において、ヒータ・カバーは、たとえば炭
化ケイ素セラミツクスからつくられる。電熱ヒー
タとしては、非金属発熱体を備えたヒータが用い
られる。温度制御回路は、サーミスタ等からなる
温度検出器を含んでおり、サイリスタを用いて温
度制御を行なうようになつている。零相電流検出
遮断装置は、接地、短絡した場合に発生する零相
電流を検出する検出器と、電磁開閉機とを備えて
おり、検出器で零相電流を検出した場合に電磁開
閉器が作動してその接点が開き、電熱ヒータと温
度制御回路との接続を遮断する機能を持つてい
る。

この発明の溶湯加熱装置によれば、接地、短絡
した場合に、零相電流を検出し、これにより電熱
ヒータと温度制御回路との接続を遮断することが
できる。したがつて、温度制御回路のサイリスタ
の破損を防止することができ、サイリスタの交換
等温度制御回路の修理に多くの時間を費す必要が
なくなる。しかも、電熱ヒータへの配線に手を触
れた時の感電防止の働きもする。

この発明を以下図面を参照しながら説明する。
以下の説明において、左右とは第１図に向つてい
うものとする。

アルミニウム溶湯処理装置は、アルミニウム溶
湯の処理槽１と、処理槽１の上方に配置された左
右に長い上下２本のレール２と、レール２に沿つ
て左右に走行する走行体３と、走行体３に備えら
れかつ２本の処理ガス吹込み用回転軸４を有する
上下動自在の昇降体５とからなり、処理槽１にア
ルミニウム溶湯の加熱装置が設けられたものであ
る。

処理槽１は、チツ化ケイ素結合炭化ケイ素製セ
ラミツクスで内張りされた槽本体７と、蓋８とよ
りなり、蓋８に２つの回転軸挿入口９および複数
のヒータ・カバー挿入口１０が形成されている。
回転軸挿入口９には、上端に外向きにフランジ１
１ａが、下端に内向きフランジ１１ｂがそれぞれ
一体的に設けられた炭化ケイ素製シール部材用受
座１１が取付けられている。内向きフランジ１１
ｂ上面には耐熱ペーパ１２が貼着されている。ヒ
ータ・カバー挿入口１０は下方に向つて径が小さ
くなつたテーパ状である。アルミニウム溶湯の加
熱装置は、ヒータ・カバー挿入口１０に挿入され
て、蓋８に垂下状でかつ着脱自在に設けられた有
底筒状の炭化ケイ素セラミツクス製ヒータ・カバ
ー１３と、ヒータ・カバー１３内に配置された非
金属発熱体を有する電熱ヒータ１４と、電熱ヒー
タ１４とその電源（図示略）との間に設けられた
ヒータ１４の温度制御回路１５と、電熱ヒータ１
４と温度制御回路１５との間に設けられかつ零相
電流を検出して電熱ヒータ１４と温度制御回路１
５との接続を遮断する零相電流検出遮断装置１６
とよりなる。温度制御回路１５は、サーミスタ等
からなる温度検出器（図示略）を含んでおり、サ
イリスタを用いて温度制御を行なうようになつて
いる。零相電流検出遮断装置１６は、ヒータ・カ
バー１３が破損し、アルミニウム溶湯がカバー１
３内に侵入したときに起こる接地、短絡により発
生する100mA程度の微小な零相電流を検出する
検出器１７と、検出器１７で零相電流が検出され
たときに作動し、その接点１８が開く電磁開閉器
（図示略）とを備えている。また、温度制御回路
１５と電源との間には過大電流が流れるのを防ぐ
ためのノー・ヒユーズ遮断器１９が設けられてい
る。

走行体３は、枠２１と、枠２１に取付けられか
つ上側のレール２上を走行する車輪２２と、枠２
１に取付けられかつ車輪２２を駆動するモータ２
３とよりなる。また、走行体３は、昇降体５を上
下動させる下向きのパワーシリンダ２４と、昇降
体５を案内する左右一対の垂直ガイド・バー２５
を備えている。

昇降体５は、パワーシリンダ２４のピストン・
ロツド２４ａに取付けられており、その左右に設
けられた車輪２６が垂直ガイド・バー２５に沿つ
て転動するようになつている。また昇降体５内に
は回転駆動軸２７が配置されている。回転駆動軸
２７は、昇降体５内に配置されたモータ２８によ
つて、モータ２８の原動軸に取付けられたベルト
車２９、回転駆動軸２７の上端に取付けられたベ
ルト車３０および両ベルト車２９，３０に掛られ
たベルト３１を介して回転されるようになつてい
る。また、回転駆動軸２７の内部には処理ガス通
路３２が設けられている。この通路３２の上端に
は図示しないがロータリー・ジヨイントを介して
処理ガス供給源からのびた処理ガス供給管が接続
されている。

処理ガス吹込み用回転軸４は、回転駆動軸２７
の下端に連結部材３３よつて連結されている。ま
た、回転軸４はカーボン製であつて、内部に回転
駆動軸２７の通路に連通する処理ガス通路３４が
設けられているとともに、下端に円滑状の気泡状
処理ガス放出部材３５が設けられている。処理ガ
ス放出部材３５には、処理ガス通路３４に連通し
かつ下面に開口した処理ガス吹出口３５ａが設け
られている。また、処理ガス放出部材３５の下面
には放射状の溝３５ｂが形成されている。回転軸
４の上端部の周囲には、内径が回転軸４の外径よ
りも大きくかつ回転軸４とともに上下動するチツ
化ケイ素製環状シール部材３６が配置されてい
る。環状シール部材３６は、昇降体５の前後両壁
５ａの下縁部間に設けられた取付枠３７に、４本
のバー３８を介して取付けられている。バー３８
は枠３７に対して上下動自在であり、その上端に
取付けられたストツパ３９により下降位置が決め
られるようになつている。環状シール部材３６は
バー３８の下端に、バー３８に対して若干上下動
しうるように取付けられている。また、環状シー
ル部材３６と取付け枠３７との間においてバー３
８にはコイルバネ４０が装着されており、環状シ
ール部材３６を常に下方に付勢している。環状シ
ール部材３６に、回転軸４に嵌め被せられ、かつ
回転軸４よりも短いチツ化ケイ素製の筒体４１の
上端部が取付けられている。筒体４１の上端部外
周面には雄ねじが形成されており、この部分を環
状シール部材３６の内周面に形成された雌ねじに
ねじ嵌めることにより筒体４１がシール部材３６
に着脱自在に取付けられている。

このようなアルミニウム溶湯の処理装置におい
て、電熱ヒータ１４に通電して、かつ温度制御回
路１５により処理槽１内の溶湯および溶湯より上
方の雰囲気を所定の温度に加熱しておく。そし
て、まず走行体３を処理槽１の上方に移動させて
おき、ついでパワーシリンダ２４を作動させて昇
降体５を下降させる。すると、回転軸４が下降
し、これとともに環状シール部材３６および筒体
４１が下降して回転軸４および筒体４１が回転軸
挿入口９から処理槽１内に入る。回転軸４、すな
わち昇降体５が下限位置まで下降すると、環状シ
ール部材３６がシール部材用受座１１の内向きフ
ランジ１１ｂに受けられるとともに、筒体４１の
下端部が槽１内のアルミニウム溶湯内に浸漬され
る。昇降体５の下限位置においては、取付け枠３
７によりコイルバネ４０が若干圧縮されるので、
環状シール部材３６は下方に付勢され、内向きフ
ランジ１１ｂに密着させられる。したがつて、環
状シール部材３６と受座１１との間からの大気の
侵入が完全に防止される。また、筒体４１の下端
部が溶湯に浸漬されているので、筒体４１の上端
開口から侵入する大気も溶湯表面全体のうち筒体
４１に囲まれた部分にしか接触しない。したがつ
て、大気の影響を受けにくく、処理効率が向上す
る。この状態で、処理ガス供給源（図示略）から
回転駆動軸２７および回転軸４の処理ガス通路３
２，３４を経て処理ガスを放出部材３５に供給す
るとともに、モータ２８により回転駆動軸２７お
よび回転軸４を回転させると、放出部材３５の吹
出口３５ａから放出された処理ガスは、放出部材
３５の回転により生じる遠心力および溝３５ｂの
作用によつて、微細な気泡とされ槽１全体に行き
渡るように分散させられて放出される。この処理
ガスによつて、アルミニウム溶湯中の水素ガスや
非金属介在物が除去される。

また、上記のようなアルミニウム溶湯処理装置
において、ヒータ・カバー１３は、自然消耗し、
または何らかの理由で破損することがあるが、こ
の場合アルミニウム溶湯がヒータ・カバー１３内
へ侵入すると、接地（短絡）されることによつて
零相電流が発生する。この零相電流が、検出器１
７によつて検出され、電磁開閉器の接点１８が開
状態とされる。こうして、温度制御回路１５と電
熱ヒータ１４との接続が遮断され、温度制御回路
１５中のサイリスタの破損が防がれる。複数のヒ
ータ・カバー１３のうち何本かが破損した場合に
は、他のヒータ・カバー１３内に配置された電熱
ヒータ１４によりアルミニウム溶湯を加熱するこ
とができるので、破損したヒータ・カバー１３お
よびこの中に配置された電熱ヒータ１４の交換作
業を、アルミニウム溶湯処理作業を中断しないで
行うことができる。

さらに、電熱ヒータ１４への配線に誤つて手を
触れた場合にも零相電流が発生するが、この零相
電流が検出器１７によつて検出され、電磁開閉器
の接点１８が開状態となる。したがつて、電熱ヒ
ータ１４に触れる電流が遮断されて感電が防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の溶湯加熱装置を備えたアル
ミニウム溶湯処理装置の一部切欠き正面図、第２
図は昇降体が下降した状態の−線にそう拡大
断面図、第３図は溶湯加熱装置の電気構成を示す
回路図である。 １……溶湯処理槽、８……蓋、１３……ヒー
タ・カバー、１４……電熱ヒータ、１５……温度
制御回路、１６……零相電流検出遮断装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯処理槽１の蓋８に垂下状に設けられた有
   底筒状のセラミツクス製ヒータ・カバー１３内に
   配置された溶湯加熱用電熱ヒータ１４と、電熱ヒ
   ータ１４の温度制御回路１５と、電熱ヒータ１４
   と温度制御回路１５との間に設けられかつ零相電
   流を検出して電熱ヒータ１４と温度制御回路１５
   との接続を遮断する零相電流検出遮断装置１６と
   を備えている、アルミニウム溶湯処理装置におけ
   る溶湯加熱装置。