JPH053895U - 真空誘導溶解装置の定点注湯用バランス・ウエイト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コールドウォール誘導加熱溶解炉の定点注湯
ができる傾動機構において、滑らかな軽い傾動回転がで
き制動も可能な構造を得る。 【構造】コールドウォール溶解炉の炉体支持傾動機構の
回転軸に炉体と反対の作動レバー側の端部にバランス・
ウェイトを取り付けると共に、その制動機構を真空槽側
壁のバランス・ウェイトの回動軌跡上に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、一般に真空槽内に設置され誘導加熱溶解を行なうコールドウォー ル溶解炉に関し、特にコールドウォール溶解炉を使用し、しかも溶湯を鋳型等に 注湯するに際し炉体を傾動させる傾動機構の傾動軸を炉体の注湯口の回転軸に一 致させるという、いわゆる定点注湯でのアンバランスを是正し、注湯の開始から 終了までの間を通じ円滑な注湯を可能にするバランス・ウェイト機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の真空槽内に設置されたコールドウォール溶解炉及び炉体支持傾動機構の 概略構造図を図６に示すが、理解し易くするために真空排気やガス置換等の装置 ならびに電流導入用のケーブルなどの付帯設備は図示を省略してある。

【０００３】 真空槽１の中に設置されたコールドウォール溶解炉２は、炉体支持傾動機構３ の真空槽外にある作動レバー４を操作してコールドウォール溶解炉２を傾動し鋳 型５に直接又はタンデッシュ８を介して溶融した金属（以下、溶湯と呼ぶ）を注 湯する。 このコールドウォール溶解炉２は、図７に示すよう特殊な形状の炉体であり、 炉壁が、その中心軸線に沿って延在する複数（通常４個以上）のスリットと呼ば れる溝３２により、複数のセグメント３３に分割され、各セグメント３３は中空 の金属製（通常銅製）で、その内部に冷却水を流通させるパイプ３６により水冷 されているため、耐火材料製の炉室の内容積が同一の通常の炉に比較して非常に 重く。また水冷により、るつぼのセグメント自体の温度も低く保たれているため に、注湯に際してこれらのセグメントに接触する溶湯の冷却速度は通常の溶解炉 に比較し遥かに速い。

【０００４】 そのため所定量の溶湯を注湯するには、注湯を短時間に完了しないと溶湯が凝 固し始め、それ以上注湯を継続できないようになる。この様な事情により、図８ に示すように炉体２を傾動させ、炉内の溶湯を流出させ注湯する動作は５秒以下 にするのが通常とされ、また注湯の後期では溶湯の温度が低下し流動性も低くな るので溶湯の大部分を流出させるには炉体を水平よりも２０度以内下向きに傾け る必要があるためもあり、速い傾動速度が必要となる。 図７と図８において、符号３５は凝固してセグメント３３の内壁に付着した金 属の薄皮でスカルと呼ばれ、３８は誘導コイルであり、３９は溶湯である。 速い傾動速度が必要な点を考慮し、一般には、図６に示すように炉体をバラン スさせ注湯を円滑に行ない得るように、溶解炉２と支持台７との結合体の重心Ｇ を炉体支持傾動機構３の回転軸の軸線Ｘ−Ｘ上に位置するようにしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述したように、炉体支持傾動機構３の回転軸の軸線Ｘ−Ｘは、溶解炉２と支 持台７との結合体の重心Ｇに整列され、コールドウォール溶解炉２の炉体上端に 設けられる溶湯の流出口６ａの位置とは一致していない。 そこで、作動レバー４を操作してコールドウォール溶解炉２を傾動し、溶湯を 鋳型５へ直接またはタンデッシュ８等を介して注湯する場合、溶湯の流出口６ａ の鋳型に対する関係位置は傾動回転角度により逐次変化するので、溶湯が鋳型５ の外にこぼれるのを防止するためには、鋳型５やタンデッシュ８等の湯口を大き くする必要が生ずる。それを避けるため通常定点注湯という方法が採られる、こ の方法は、傾動の回転軸線Ｘ−Ｘが湯の流出口６ａを通るようにすることであり 流出口６ａの近くに鋳型５やタンデッシュ８等の湯口を置くと、小さい湯口で注 湯ができる長所がある。しかしこのような定点注湯形式の傾動機構には、前記長 所がある反面、重心Ｇと回転軸線Ｘ−Ｘとが一致していないため、作動レバー４ による回転の動作が重くなり傾動速度が遅くなるという欠点を伴なう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案では、定点注湯を行うコールドウォール溶解炉とその溶解炉の支持台と の結合体に対して、傾動回転軸の作動レバーが真空槽外側に突出した部分にバラ ンス・ウェイトを固定的に取り付けて、溶解炉と支持台との結合体とバランス・ ウェイトとをバランスさせ、傾動作動を軽くすると共に、注湯の最終傾動時期に は制動機構を作用させるようにしてコールドウォール溶解炉とその溶解炉の支持 台との結合体を円滑に停止させるようにして上記の課題を解決した。

【０００７】

【作用】

コールドウォール溶解炉と支持台との結合体の重心と、バランス・ウェイトの 重心とが炉体支持傾動機構の回転軸の軸線に対して反対の位置にあって、それぞ れの重心と回転の軸心を結ぶ回転半径は、それぞれの回転モーメントが互に相殺 されるように設定されているので、作動レバーによる操作は軽く行われ、また制 動機構により衝撃なしに傾動が停止される。

【０００８】

【実施例】

図１は、本考案の定点注湯用バランス・ウェイト機構を適用したコールドウォ ール溶解炉の一実施例をしめす概略構造図であり、図６の場合と同様に真空排気 やガス置換等のための装置や電源導入ケーブルなどは省略してある。 炉体支持傾動機構３ａの回転軸９ａの、真空槽１ａの右側外部に突出した一端 部で作動レバー４の近くに、扇形のバランス・ウェイト１０を固定的に装着し、 回転軸９ａの真空槽１ａ内の他端部にはコールドウォール溶解炉２を保持する支 持台７を、その回転ア−ム７ａが回転軸９ａに対し正反対の方向になるように固 定し、炉２の流出口６ａは回転軸９ａの軸線Ｘ_ａ−Ｘ_ａ上にあるようにした。

【０００９】 図２は図１の矢印IIの方向から見たときのバランス・ウェイト１０とコールド ウォール溶解炉２及び支持台７との関係位置を示すが、バランス・ウェイト１０ の重心をＧ、重量をＭ、コールドウォール溶解炉２と支持台７との結合体の重心 をＧａ，重量をＭａとして、それぞれの回転半径をＬおよびＬａとすると、重力 によるそれぞれの回転モーメントはＭＬ，ＭａＬａとなるが、バランス・ウェイ ト１０の重量Ｍおよび重心Ｇの位置は、ＭＬ＝ＭａＬａを満足するように定める ことができる。

【００１０】 次に作動を説明すると、作動レバー４を操作すると炉体支持傾動機構３ａの回 転軸９ａを介して支持台７と共にコールドウォール溶解炉２が傾動されて鋳型５ やタンデッシュ８に注湯が行われるが、るつぼ６の流出口６ａが回転軸９ａの軸 線Ｘ_ａ−Ｘ_ａ上にあるので定点注湯となり、また図２に示すように、バランス・ ウェイト１０の位置及び重量は前記のように回転モーメントＭＬ＝ＭａＬａを満 足するように定められているので、作動レバー４の操作は軽く、従って注湯速度 も低下することがない。また、作動レバーの代りに電動モータで傾動させること もできる。

【００１１】 以上は第一実施例であるが、図３に示す第２実施例は傾動運動の停止位置近く で作動させる制動機構として、ばね力を利用してバランス・ウェイト１０の両外 側面を挟んで押圧するブレーキプレートを使用する制動器２０を取り付けた真空 槽の側面図で、図４（Ａ）は制動器２０の矢印IV方向の拡大図である。 真空槽の側壁２１に取り付けられたフレーム２２のコの字形枠２２ａ内に、互 いに対向する内側の周面の一部が局面にされた２個のブレーキプレート２３が、 ばね２４により互いに内側に付勢されバランス・ウェイト１０の両側面を外から 押し挟んで制動力を与えて衝撃を吸収し、コの字型枠２２ａの底部でバランス・ ウェイト１０を停止させる。

【００１２】 図４（Ｂ）は、バランス・ウェイト１０ａの傾動時の回転方向の先端になる部 分１０ｂを楔形にし，対応する１対のブレーキプレート２３ａもほぼ同一角度に した実施例を示すものである。 図５は制動機構として流体圧力を使用する既知のエアダンパー３０を取り付け た真空槽の側面図であり、エアダンパー３０内のピストン３０ａの点線の位置で 制動力がかかり実線の位置でバランス・ウェイト１０を停止させる。

【００１３】

【考案の効果】

炉体支持傾動機構は真空槽の一方の側壁に片持梁として装着された構造になっ ているので、バランス・ウェイトを真空槽の外側の作動レバー側に取り付けるだ けであるので、全体構造が比較的軽量であり、さらにバランス・ウェイト１０と コールドウォール溶解炉２および支持台７の結合体との回転モ−メントがバラン スして作動レバーの操作が軽くなり、高速で注湯ができ、また制動機構によりス トップ時の衝撃をも軽微にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の定点注湯用バランス・ウェイト機構の
第１の実施例を適用したコールドウォール真空溶解炉と
炉体支持傾動機構の概略構造正面図である。

【図２】図１の矢印IIの方向から見たバランス・ウェイ
トとコールドウォール溶解炉及び支持台との関係位置を
示す概略図である。

【図３】本考案の定点注湯用バランス・ウェイト機構の
第２実施例を適用したコールドウォール溶解炉の真空槽
の側面図である。

【図４】（Ａ）は図３の制動機構を示すIV矢視部分拡大
図である。（Ｂ）は別の制動機構を示す部分拡大斜視図
である。

【図５】本考案の定点注湯用バランス・ウェイト機構に
エアダンパ制動機構を適用した真空槽の側面図である。

【図６】従来の真空槽内に設置されたコールドウォール
溶解炉と炉体支持傾動機構の概略構造を示す正面図であ
る。

【図７】コールドウォール溶解炉の一般的な内部構造を
示す側断面図である。

【図８】コールドウォール溶解炉の傾動終期の状態を示
す側断面図である。

【符号の説明】

１ａ 真空槽２ コ−ルドウォ−ル溶解炉 ３ａ 炉体支持傾動機構 ３ｂ 支持台 ４ 作動レバ− ６ａ 流出口 ７ 体炉保持台 ７ａ ア−ム ９ａ 回転軸 １０ バランス・ウェイト Ｇ バランス・ウェイトの重心 Ｇａ 炉体保持台とコ−ルドウォ−ル溶解炉の結合体の
重心 Ｍ バランス・ウェイトの重量 Ｍａ 炉体保持台とコ−ルドウォ−ル溶解炉の合計重量 Ｘａ−Ｘａ 回転軸の軸心

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽と、この真空槽の一方の側壁の内
   側に片持梁として装着されている支持台と、この支持台
   に回動可能に支承され一方端が前記真空槽の一方の側壁
   を貫通して外方に突出し、ほぼ先端に傾動のための作動
   レバ−が装着されている回転軸とを含んで成る炉体支持
   傾動機構と、前記回転軸の内方端に一体にクランクハン
   ドル状に装着された炉体保持台と、この炉体保持台上に
   保持されるコールドウォール溶解炉と、前記溶解炉への
   電流導入と、真空槽の真空形成のための装置とを含んで
   成るコールドウォール真空誘導溶解装置において、 前記コールドウォール溶解炉の溶湯の流出口は前記回転
   軸の軸線の延長上に置かれ、前記炉体支持傾動機構は、
   その回転軸の前記真空槽の一方の側壁の外方に突出した
   先端部の作動レバ−に近い部分に前記回転軸に直角に前
   記炉体保持台のア−ムと反対方向に延在し、その重量
   が、前記炉体保持台とコールドウォール溶解炉との合計
   重量にほぼ等しいバランス・ウェイトが設けられて、 注湯のための傾動の際に、前記炉体保持台とコールドウ
   ォール溶解炉との合計重量により前記回転軸に及ぼされ
   る回転モ−メントが、前記バランス・ウェイトにより相
   殺されるようになっていることを特徴とするコールドウ
   ォール真空誘導溶解装置の定点注湯用バランス・ウェイ
   ト機構。
2. 【請求項２】 前記炉体支持傾動機構は、注湯のための
   傾動運動の停止位置の近くで前記バランス・ウェイトの
   回転を制動し、衝撃を緩衝して傾動運動を停止させる制
   動装置を備えていることを特徴とする請求項１記載のコ
   ールドウォール真空誘導溶解装置の定点注湯用バランス
   ・ウェイト機構。
3. 【請求項３】 前記制動装置は、前記バランス・ウェイ
   トの傾動のための回転運動の軌跡上の停止位置手前の両
   側に対向して配置され、バネ力により互いに接近する方
   向に付勢されて前記バランス・ウェイトを両側から挟ん
   で押圧し、その押圧力が前記停止位置に近ずく程強くな
   るようにされた一対のブレ−キプレ−トであることを特
   徴とする請求項２記載のコールドウォール真空誘導溶解
   装置の定点注湯用バランス・ウェイト機構。
4. 【請求項４】 前記制動装置は、前記バランス・ウェイ
   トの傾動のための回転運動の軌跡上の停止位置の手前に
   配置され、前記バランス・ウェイトの回転運動に抗する
   方向に作動する流体耐圧シリンダであることを特徴とす
   る請求項２記載のコールドウォール真空誘導溶解装置の
   定点注湯用バランス・ウェイト機構。