JPH10193080A - るつぼ形自動注湯炉 - Google Patents
るつぼ形自動注湯炉Info
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- JPH10193080A JPH10193080A JP3697A JP3697A JPH10193080A JP H10193080 A JPH10193080 A JP H10193080A JP 3697 A JP3697 A JP 3697A JP 3697 A JP3697 A JP 3697A JP H10193080 A JPH10193080 A JP H10193080A
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- JP
- Japan
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- crucible
- hot water
- molten metal
- automatic pouring
- pouring furnace
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温の溶湯を保温、または昇温して保持するる
つぼ形誘導炉を採用し、かつ傾動式出湯での定量出湯を
可能にする。 【解決手段】るつぼ１は、その湯室Ｔの横断面形状を略
四角形に形成するとともに、少なくとも、定格湯量から
傾動して最初に湯が流れ出る際のるつぼ後壁１２の湯面
位置近辺から定格湯量が出湯された際の傾動状態におけ
るるつぼ後壁１２の湯面位置近辺までの間のるつぼの後
壁１２を円弧状に形成して、湯室Ｔの側断面形状を略扇
形に形成する。
つぼ形誘導炉を採用し、かつ傾動式出湯での定量出湯を
可能にする。 【解決手段】るつぼ１は、その湯室Ｔの横断面形状を略
四角形に形成するとともに、少なくとも、定格湯量から
傾動して最初に湯が流れ出る際のるつぼ後壁１２の湯面
位置近辺から定格湯量が出湯された際の傾動状態におけ
るるつぼ後壁１２の湯面位置近辺までの間のるつぼの後
壁１２を円弧状に形成して、湯室Ｔの側断面形状を略扇
形に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、るつぼ形の誘導
炉を利用して鋳型に定量出湯する自動注湯炉に関する。
炉を利用して鋳型に定量出湯する自動注湯炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温（１５００℃前後）の溶湯を保温し
ながら鋳型に定量出湯する自動注湯炉としては、底近く
の壁面に開口するＵ型の溝形インダクタを設けた密閉湯
室と、この湯室に開口し該湯室を形成する耐火物の中を
通って斜め上方に立ち上がる連通路の先端から略水平に
延び、その上面が開放し先端下部に出湯孔が開口するオ
ープンダクトでなる出湯口と、該出湯口の反対側で湯室
に開口して前記出湯孔より高い位置に設けた受湯部に耐
火物の中を通って連通する受湯口と、密閉湯室の上部に
圧縮ガスを給排する配管とで構成し、常時は前記密閉湯
室を大気圧にして密閉湯室、出湯口、および受湯口の湯
面を同じに保ち、出湯時は、先ずプリレベル圧と呼ばれ
るガス圧を前記ガス配管を通じて密閉湯室に供給して密
閉湯室の湯面を押し下げて、受湯口および出湯口の湯面
を出湯口のオープンダクトの入口のレベルにまで押し上
げ、次にショット圧と呼ばれる出湯量に相当するガス圧
を所定時間前記プリレベル圧に追加して溶湯をオープン
ダクト内に送り出し出湯孔から鋳型に注湯し、注湯完了
で前記ガス圧を放圧して密閉湯室内を大気圧に戻して注
湯サイクルを終了する加圧式溝形自動注湯炉が知られて
いる。
ながら鋳型に定量出湯する自動注湯炉としては、底近く
の壁面に開口するＵ型の溝形インダクタを設けた密閉湯
室と、この湯室に開口し該湯室を形成する耐火物の中を
通って斜め上方に立ち上がる連通路の先端から略水平に
延び、その上面が開放し先端下部に出湯孔が開口するオ
ープンダクトでなる出湯口と、該出湯口の反対側で湯室
に開口して前記出湯孔より高い位置に設けた受湯部に耐
火物の中を通って連通する受湯口と、密閉湯室の上部に
圧縮ガスを給排する配管とで構成し、常時は前記密閉湯
室を大気圧にして密閉湯室、出湯口、および受湯口の湯
面を同じに保ち、出湯時は、先ずプリレベル圧と呼ばれ
るガス圧を前記ガス配管を通じて密閉湯室に供給して密
閉湯室の湯面を押し下げて、受湯口および出湯口の湯面
を出湯口のオープンダクトの入口のレベルにまで押し上
げ、次にショット圧と呼ばれる出湯量に相当するガス圧
を所定時間前記プリレベル圧に追加して溶湯をオープン
ダクト内に送り出し出湯孔から鋳型に注湯し、注湯完了
で前記ガス圧を放圧して密閉湯室内を大気圧に戻して注
湯サイクルを終了する加圧式溝形自動注湯炉が知られて
いる。
【０００３】また、別の自動注湯炉としては前記密閉湯
室にるつぼ上部を密閉する密閉炉蓋を有するるつぼ形誘
導炉を使用して、ストークと呼ばれる耐火物で成形した
２本の管のそれぞれの一端を湯室内の溶湯に漬けて、他
端を気密を保ちながら密閉炉蓋を貫通して出湯口と受湯
口とにそれぞれ連結して、さらに密閉炉蓋を通して密閉
湯室に圧縮ガスを給排する配管を接続して構成した加圧
式るつぼ形自動注湯炉が知られている。この加圧式るつ
ぼ形自動注湯炉の注湯動作は前記加圧式溝形自動注湯炉
の注湯動作と略同じである。
室にるつぼ上部を密閉する密閉炉蓋を有するるつぼ形誘
導炉を使用して、ストークと呼ばれる耐火物で成形した
２本の管のそれぞれの一端を湯室内の溶湯に漬けて、他
端を気密を保ちながら密閉炉蓋を貫通して出湯口と受湯
口とにそれぞれ連結して、さらに密閉炉蓋を通して密閉
湯室に圧縮ガスを給排する配管を接続して構成した加圧
式るつぼ形自動注湯炉が知られている。この加圧式るつ
ぼ形自動注湯炉の注湯動作は前記加圧式溝形自動注湯炉
の注湯動作と略同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の自動注
湯炉の構成では、何れも加圧制御を必要とする他、溝形
インダクタを使用する前者の場合は溝内の温度を湯室の
温度より高くして（５０〜１５０℃）湯室内の溶湯をそ
の熱伝導で保温、または昇温しているので１６００℃前
後の高温で注湯する炉には溝形インダクタの耐火物はさ
らに高温に晒されることにるので寿命が短くなり、その
点検および保守に手間とコストが掛かる問題があり、後
者のストークを使用する場合も溶湯に漬けっぱなしの部
分が短寿命になるのでその点検および保守に手間とコス
トが掛かる問題がある。
湯炉の構成では、何れも加圧制御を必要とする他、溝形
インダクタを使用する前者の場合は溝内の温度を湯室の
温度より高くして（５０〜１５０℃）湯室内の溶湯をそ
の熱伝導で保温、または昇温しているので１６００℃前
後の高温で注湯する炉には溝形インダクタの耐火物はさ
らに高温に晒されることにるので寿命が短くなり、その
点検および保守に手間とコストが掛かる問題があり、後
者のストークを使用する場合も溶湯に漬けっぱなしの部
分が短寿命になるのでその点検および保守に手間とコス
トが掛かる問題がある。
【０００５】これらの問題がない注湯炉として傾動式の
るつぼ形誘導炉が知られるが、その従来の構成は、るつ
ぼの湯室が溶解炉の場合と同じ円筒形をして単位傾動角
度当たりの出湯量が一定しないため、定量出湯するには
その傾動制御が難しく、したがって自動注湯化が図り難
いという難点がある。この発明は上記課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、高温の
溶湯を保温、または昇温して保持するるつぼ形誘導炉を
採用し、かつ傾動式出湯での定量出湯が容易に行えるる
つぼ形自動注湯炉を提供することにある。
るつぼ形誘導炉が知られるが、その従来の構成は、るつ
ぼの湯室が溶解炉の場合と同じ円筒形をして単位傾動角
度当たりの出湯量が一定しないため、定量出湯するには
その傾動制御が難しく、したがって自動注湯化が図り難
いという難点がある。この発明は上記課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、高温の
溶湯を保温、または昇温して保持するるつぼ形誘導炉を
採用し、かつ傾動式出湯での定量出湯が容易に行えるる
つぼ形自動注湯炉を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、耐火物で形成されたるつぼと、るつぼ内
の溶湯を出湯するための出湯口と、るつぼの外側に卷回
されてるつぼ内の溶湯を電磁誘導加熱する加熱コイル
と、るつぼを傾動する傾動装置とを備え、るつぼを傾動
させて出湯口から定量出湯するようにしたるつぼ形自動
注湯炉において、るつぼは、その湯室の横断面形状を略
四角形に形成するとともに、少なくとも、定格湯量から
傾動して最初に湯が流れ出る際のるつぼ後壁の湯面位置
近辺から定格湯量が出湯された際の傾動状態におけるる
つぼ後壁の湯面位置近辺までの間のるつぼの後壁を円弧
状に形成して、湯室の側断面形状を略扇形に形成するこ
とにより、単位傾動角度当たりの出湯量を略一定にし
て、定量出湯制御が容易に行えるようにする。
にこの発明は、耐火物で形成されたるつぼと、るつぼ内
の溶湯を出湯するための出湯口と、るつぼの外側に卷回
されてるつぼ内の溶湯を電磁誘導加熱する加熱コイル
と、るつぼを傾動する傾動装置とを備え、るつぼを傾動
させて出湯口から定量出湯するようにしたるつぼ形自動
注湯炉において、るつぼは、その湯室の横断面形状を略
四角形に形成するとともに、少なくとも、定格湯量から
傾動して最初に湯が流れ出る際のるつぼ後壁の湯面位置
近辺から定格湯量が出湯された際の傾動状態におけるる
つぼ後壁の湯面位置近辺までの間のるつぼの後壁を円弧
状に形成して、湯室の側断面形状を略扇形に形成するこ
とにより、単位傾動角度当たりの出湯量を略一定にし
て、定量出湯制御が容易に行えるようにする。
【０００７】また上記構成において、るつぼの後壁の円
弧状の部分は、出湯口先端からるつぼと出湯口との接点
までの間の一点を略中心とする円弧で形成することがで
きる。また、自動注湯炉と、該自動注湯炉から出湯され
た湯を鋳込む鋳型との間に誘導加熱式漏斗を設けること
により、るつぼを急速に傾動させて短時間で一回分の湯
量を出湯して出湯時間が長くなることによる湯温の低下
を少なくして、鋳型へは鋳型の湯の呑み込み速度に合わ
せて鋳込みその間を漏斗に滞留させて加熱保温すること
によりスムーズに、また鋳込み温度を略一定にして鋳込
むことが可能になる。
弧状の部分は、出湯口先端からるつぼと出湯口との接点
までの間の一点を略中心とする円弧で形成することがで
きる。また、自動注湯炉と、該自動注湯炉から出湯され
た湯を鋳込む鋳型との間に誘導加熱式漏斗を設けること
により、るつぼを急速に傾動させて短時間で一回分の湯
量を出湯して出湯時間が長くなることによる湯温の低下
を少なくして、鋳型へは鋳型の湯の呑み込み速度に合わ
せて鋳込みその間を漏斗に滞留させて加熱保温すること
によりスムーズに、また鋳込み温度を略一定にして鋳込
むことが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施例の主要部
の構成を示し、（ａ）は炉体の側断面図、（ｂ）は
（ａ）のＰ─Ｐ矢視図に出湯口を仮想線で表示した図を
示す。この図１において、１は溶湯を保持し後述する図
示しない傾動装置によって傾動支点Ｏを中心として傾動
する耐火物で構成されたるつぼ、１ａはるつぼ１の上部
前端に突出形成され、先端が傾動支点Ｏに一致する溶湯
を出湯するための出湯口、１ｂは出湯口１ａとるつぼ１
の上面開口との接点、２はるつぼ１の外周に沿って角形
に卷回されて溶湯を誘導加熱する加熱コイル、３は加熱
コイル２の磁束を収束して構造物への磁束の漏洩を少な
くするための継鉄、４はるつぼ１、加熱コイル２、およ
び継鉄３を支持する炉殻、５はるつぼ１からの放熱損を
抑制する炉蓋、６は溶湯を示す。
の構成を示し、（ａ）は炉体の側断面図、（ｂ）は
（ａ）のＰ─Ｐ矢視図に出湯口を仮想線で表示した図を
示す。この図１において、１は溶湯を保持し後述する図
示しない傾動装置によって傾動支点Ｏを中心として傾動
する耐火物で構成されたるつぼ、１ａはるつぼ１の上部
前端に突出形成され、先端が傾動支点Ｏに一致する溶湯
を出湯するための出湯口、１ｂは出湯口１ａとるつぼ１
の上面開口との接点、２はるつぼ１の外周に沿って角形
に卷回されて溶湯を誘導加熱する加熱コイル、３は加熱
コイル２の磁束を収束して構造物への磁束の漏洩を少な
くするための継鉄、４はるつぼ１、加熱コイル２、およ
び継鉄３を支持する炉殻、５はるつぼ１からの放熱損を
抑制する炉蓋、６は溶湯を示す。
【０００９】るつぼ１は、傾動支点Ｏの軸心に対して、
平行な内壁面を持つ前壁１１、後壁１２および底壁１３
と、直角な内壁面を持つ左側壁１４および右側壁１５と
からなる、湯室Ｔの横断面形状が四角形のるつぼであ
り、またこのるつぼ１の後壁１２は、定格湯量から傾動
して最初に溶湯６が流れ出る際の湯面位置近辺から、定
格湯量が出湯された際の傾動状態における湯面位置近辺
までの間に位置する部分が、出湯口１ａの先端すなわち
傾動支点Ｏを円弧中心とする円弧状部１２ａでなり、こ
の円弧状部１２ａとこの上端に繋がる直線部とで形成さ
れている。円弧状部１２ａの下端は底壁１３に連続して
いる。この壁形状によって湯室Ｔは側断面形状が略扇形
に形成されている。
平行な内壁面を持つ前壁１１、後壁１２および底壁１３
と、直角な内壁面を持つ左側壁１４および右側壁１５と
からなる、湯室Ｔの横断面形状が四角形のるつぼであ
り、またこのるつぼ１の後壁１２は、定格湯量から傾動
して最初に溶湯６が流れ出る際の湯面位置近辺から、定
格湯量が出湯された際の傾動状態における湯面位置近辺
までの間に位置する部分が、出湯口１ａの先端すなわち
傾動支点Ｏを円弧中心とする円弧状部１２ａでなり、こ
の円弧状部１２ａとこの上端に繋がる直線部とで形成さ
れている。円弧状部１２ａの下端は底壁１３に連続して
いる。この壁形状によって湯室Ｔは側断面形状が略扇形
に形成されている。
【００１０】そして、るつぼ１の外側には加熱コイル
２、加熱コイル２の外周に複数個に分割され、前記加熱
コイル２を外側から支持する継鉄３があり、継鉄３を支
持する炉殻４が最外周に配置されている。このようにし
て構成された炉体は、図示を省略するが、傾動支点Ｏに
その軸心が一致する傾動軸を有する炉枠に取付けられて
おり、この炉枠は前記傾動軸を受ける軸受を備える炉座
に支持され、この炉座には前記炉枠を左右から押し上げ
る油圧シリンダが設けられている。すなわちこれら、炉
枠、炉座、油圧シリンダ等でるつぼ１の傾動装置を構成
している。
２、加熱コイル２の外周に複数個に分割され、前記加熱
コイル２を外側から支持する継鉄３があり、継鉄３を支
持する炉殻４が最外周に配置されている。このようにし
て構成された炉体は、図示を省略するが、傾動支点Ｏに
その軸心が一致する傾動軸を有する炉枠に取付けられて
おり、この炉枠は前記傾動軸を受ける軸受を備える炉座
に支持され、この炉座には前記炉枠を左右から押し上げ
る油圧シリンダが設けられている。すなわちこれら、炉
枠、炉座、油圧シリンダ等でるつぼ１の傾動装置を構成
している。
【００１１】なお、この実施例では、傾動支点Ｏを出湯
口１ａの先端に一致させているので、図示しない鋳型へ
の定点出湯が可能になり、鋳型の湯口への注湯が容易に
なる。また、同じく、図１（ｂ）に表されるように、る
つぼ１の前後左右の各壁の内面がコーナー部を除き平面
をなしているが、各壁面の内面を外向きに多少湾曲させ
る（膨らませる）ようにすると、耐火物によるるつぼの
成形が容易となる。
口１ａの先端に一致させているので、図示しない鋳型へ
の定点出湯が可能になり、鋳型の湯口への注湯が容易に
なる。また、同じく、図１（ｂ）に表されるように、る
つぼ１の前後左右の各壁の内面がコーナー部を除き平面
をなしているが、各壁面の内面を外向きに多少湾曲させ
る（膨らませる）ようにすると、耐火物によるるつぼの
成形が容易となる。
【００１２】また、同じく、るつぼ１の外周の横断面形
状が湯室Ｔと相似形の四角形をしているが円形にしても
よく、この場合加熱コイル２もるつぼ１の外周に沿って
円形に巻回することができる。図２はこの発明の別の実
施例の主要部の構成図を示す。この図２において、７は
内部を尖端が下向きの円錐形にくり抜き下部に出湯孔を
穿孔して成形した耐火物製の漏斗、８は漏斗７の外周に
卷回した加熱コイル、９は溶湯を鋳込み冷却して鋳物に
する鋳型を示す。その他の構成は図１と同様である。
状が湯室Ｔと相似形の四角形をしているが円形にしても
よく、この場合加熱コイル２もるつぼ１の外周に沿って
円形に巻回することができる。図２はこの発明の別の実
施例の主要部の構成図を示す。この図２において、７は
内部を尖端が下向きの円錐形にくり抜き下部に出湯孔を
穿孔して成形した耐火物製の漏斗、８は漏斗７の外周に
卷回した加熱コイル、９は溶湯を鋳込み冷却して鋳物に
する鋳型を示す。その他の構成は図１と同様である。
【００１３】この図２の構成では、るつぼ１の傾動によ
って出湯された溶湯を一旦漏斗７で受けつつかつ保温し
ながら鋳型９の湯呑み速度に合わせて注湯することがで
きる。すなわち、るつぼ１を急速に傾動させて短時間で
一回分の湯量を一旦漏斗７に出湯させて、出湯時間が長
くなることによる湯温の低下を抑える。また漏斗７は、
鋳型の湯の呑み込み速度に合わせて鋳型へ注湯するよう
になっており、鋳型への注湯の間に漏斗７に滞留してい
る溶湯の温度低下をその外周の加熱コイル８によって補
償するようになっている。したがって鋳型への出湯を湯
の呑み込み速度に合わせてスムースにかつ鋳込み温度を
略一定にして鋳込むことができる。
って出湯された溶湯を一旦漏斗７で受けつつかつ保温し
ながら鋳型９の湯呑み速度に合わせて注湯することがで
きる。すなわち、るつぼ１を急速に傾動させて短時間で
一回分の湯量を一旦漏斗７に出湯させて、出湯時間が長
くなることによる湯温の低下を抑える。また漏斗７は、
鋳型の湯の呑み込み速度に合わせて鋳型へ注湯するよう
になっており、鋳型への注湯の間に漏斗７に滞留してい
る溶湯の温度低下をその外周の加熱コイル８によって補
償するようになっている。したがって鋳型への出湯を湯
の呑み込み速度に合わせてスムースにかつ鋳込み温度を
略一定にして鋳込むことができる。
【００１４】図３は図１（又は図２）のるつぼを傾動し
た際の湯面の変化図を示す。この図３において、符号
Ｏ，１ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃにより囲われた部分は出湯口１ａ
（図１参照）を含めたるつぼ１の湯室Ｔ（図１参照）の
側断面を示す。また、Ｏは傾動支点、１ｂはるつぼと出
湯口１ａ（図１参照）との接点を示す。また、半径Ｒ1
の円弧はるつぼ１が傾動した際の接点１ｂの軌跡を、半
径Ｒ2 は同じくるつぼの後壁１２の円弧状部１２ａの軌
跡を示し、傾動支点Ｏを支点としてるつぼを傾動して、
定格溶湯面が水平を保ちながら上昇してその湯面が接点
１ｂを越えると溶湯が出湯口１ａを伝って出湯される。
た際の湯面の変化図を示す。この図３において、符号
Ｏ，１ｂ，Ａ，Ｂ，Ｃにより囲われた部分は出湯口１ａ
（図１参照）を含めたるつぼ１の湯室Ｔ（図１参照）の
側断面を示す。また、Ｏは傾動支点、１ｂはるつぼと出
湯口１ａ（図１参照）との接点を示す。また、半径Ｒ1
の円弧はるつぼ１が傾動した際の接点１ｂの軌跡を、半
径Ｒ2 は同じくるつぼの後壁１２の円弧状部１２ａの軌
跡を示し、傾動支点Ｏを支点としてるつぼを傾動して、
定格溶湯面が水平を保ちながら上昇してその湯面が接点
１ｂを越えると溶湯が出湯口１ａを伝って出湯される。
【００１５】出湯口１ａは、その先端からるつぼ１との
接点１ｂに向かって水平線に対してγ°の下り勾配にな
っており、前記定格溶湯面が水平を保ちながら上昇して
その湯面が接点１ｂを越えて溶湯６が出湯し始める傾動
角度はγ°以上に設定されるのが一般的である。前記湯
面が接点１ｂを越えて溶湯６が出湯し始める傾動角度を
γ°＋σ°とし、前記湯面が接点１ｂを越えて一回の出
湯量以上の溶湯が出湯可能な角度、例えばα°＋γ°＋
σ°に傾動すると、るつぼと出湯口との接点１ｂは点Ｐ
1 に移動する。その時Ｏから点Ｐ1 を通る延長線から点
Ｐ1 を起点にしてσ°マイナスした線が半径Ｒ2 の円弧
と交わる点をＰ2 とし、Ｐ1 から水平に引いた線が半径
Ｒ2 の円弧と交わる点をＰ3 とするハッチングで囲われ
た面積Ｓ 1 （点Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 で囲われた扇形部の面
積）はα°＋γ°＋σ°傾動したことにより出湯された
溶湯量に比例する。すなわち、傾動角度α°＋γ°＋σ
°の内のγ°＋σ°は溶湯が出湯しない角度であり、α
°に相当する部分（角度α°を挟む線Ｐ1 Ｐ3 ＝Ｘ
1 と、線Ｐ1 Ｐ2 ＝Ｚ（図４参照）とで形成される扇形
部の面積Ｓ1 ）が出湯量に比例する。
接点１ｂに向かって水平線に対してγ°の下り勾配にな
っており、前記定格溶湯面が水平を保ちながら上昇して
その湯面が接点１ｂを越えて溶湯６が出湯し始める傾動
角度はγ°以上に設定されるのが一般的である。前記湯
面が接点１ｂを越えて溶湯６が出湯し始める傾動角度を
γ°＋σ°とし、前記湯面が接点１ｂを越えて一回の出
湯量以上の溶湯が出湯可能な角度、例えばα°＋γ°＋
σ°に傾動すると、るつぼと出湯口との接点１ｂは点Ｐ
1 に移動する。その時Ｏから点Ｐ1 を通る延長線から点
Ｐ1 を起点にしてσ°マイナスした線が半径Ｒ2 の円弧
と交わる点をＰ2 とし、Ｐ1 から水平に引いた線が半径
Ｒ2 の円弧と交わる点をＰ3 とするハッチングで囲われ
た面積Ｓ 1 （点Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 で囲われた扇形部の面
積）はα°＋γ°＋σ°傾動したことにより出湯された
溶湯量に比例する。すなわち、傾動角度α°＋γ°＋σ
°の内のγ°＋σ°は溶湯が出湯しない角度であり、α
°に相当する部分（角度α°を挟む線Ｐ1 Ｐ3 ＝Ｘ
1 と、線Ｐ1 Ｐ2 ＝Ｚ（図４参照）とで形成される扇形
部の面積Ｓ1 ）が出湯量に比例する。
【００１６】同様にして、傾動角度をα°＋γ°＋σ°
＋Δα°にして点Ｐ11、Ｐ21、Ｐ31により囲われた扇形
部の面積Ｓ2 （図４（ｂ）参照）を求めてＳ2 −Ｓ1 ＝
ΔＳを求めると、該ΔＳはα°＋γ°＋σ°においてΔ
α°追加傾動した際の溶湯の出湯量に比例する。なお、
扇形部の面積Ｓ1 、Ｓ2 を求める際にこの面積を三角形
Ｐ1 Ｐ2 Ｐ3 、またはＰ11Ｐ21Ｐ31の面積で代用しても
無視した弓形部分の面積はΔα°に関しては僅かであっ
て殆ど誤差は生じないためＳ1 、Ｓ2 を三角形の面積で
代用する。
＋Δα°にして点Ｐ11、Ｐ21、Ｐ31により囲われた扇形
部の面積Ｓ2 （図４（ｂ）参照）を求めてＳ2 −Ｓ1 ＝
ΔＳを求めると、該ΔＳはα°＋γ°＋σ°においてΔ
α°追加傾動した際の溶湯の出湯量に比例する。なお、
扇形部の面積Ｓ1 、Ｓ2 を求める際にこの面積を三角形
Ｐ1 Ｐ2 Ｐ3 、またはＰ11Ｐ21Ｐ31の面積で代用しても
無視した弓形部分の面積はΔα°に関しては僅かであっ
て殆ど誤差は生じないためＳ1 、Ｓ2 を三角形の面積で
代用する。
【００１７】その三角形の面積Ｓ1 は、図４（ａ）に示
すように、ＯＰ1 間をＲ1 ，ＯＰ2間をＲ2 、傾動角度
の内の出湯量に関係する角度をα°、出湯口１ａが水平
になってから定格湯面が接点１ｂを越える傾動角度をσ
°、線ＯＰ3 が水平線に対して成す角度をβ1 °とする
と、Ｓ1 はＰ2 から下ろした垂線が線Ｐ1 Ｐ3 に交わる
までの距離Ｙ1 を高さとし線Ｐ1 Ｐ3 の長さＸ1 を底辺
とする三角形の面積になる。
すように、ＯＰ1 間をＲ1 ，ＯＰ2間をＲ2 、傾動角度
の内の出湯量に関係する角度をα°、出湯口１ａが水平
になってから定格湯面が接点１ｂを越える傾動角度をσ
°、線ＯＰ3 が水平線に対して成す角度をβ1 °とする
と、Ｓ1 はＰ2 から下ろした垂線が線Ｐ1 Ｐ3 に交わる
までの距離Ｙ1 を高さとし線Ｐ1 Ｐ3 の長さＸ1 を底辺
とする三角形の面積になる。
【００１８】ここでＸ1 はＸ1 ＝Ｒ2 ×COS β1 °−Ｒ
1 ×COS （α°＋γ°）として求められ、また、線Ｐ1
Ｐ2 の長さをＺとすると、Ｙ1 はＹ1 ＝Ｚ×ｓｉｎα°
として求められる。また、Ｚは、Ｏ点を通りＺに平行な
線ＯＱを引くと角Ｐ1 ＯＱはσ°であるので、角Ｐ2 Ｏ
Ｑをε°とすると、
1 ×COS （α°＋γ°）として求められ、また、線Ｐ1
Ｐ2 の長さをＺとすると、Ｙ1 はＹ1 ＝Ｚ×ｓｉｎα°
として求められる。また、Ｚは、Ｏ点を通りＺに平行な
線ＯＱを引くと角Ｐ1 ＯＱはσ°であるので、角Ｐ2 Ｏ
Ｑをε°とすると、
【００１９】
【数１】Ｚ＝Ｒ2 ×ｃｏｓε°−Ｒ1 ×ｃｏｓσ° となる。そして、Ｒ2 ×ｓｉｎε°＝Ｒ1 ×ｓｉｎσ°
であることから、ｓｉｎε°＝Ｒ1 ×ｓｉｎσ°／
Ｒ2 、したがってｃｏｓε°＝［１−（Ｒ1 ×ｓｉｎσ
°／Ｒ2 ）］1/2 となり、これを前式に当てはめた次式
からＺを求めることができる。
であることから、ｓｉｎε°＝Ｒ1 ×ｓｉｎσ°／
Ｒ2 、したがってｃｏｓε°＝［１−（Ｒ1 ×ｓｉｎσ
°／Ｒ2 ）］1/2 となり、これを前式に当てはめた次式
からＺを求めることができる。
【００２０】
【数２】Ｚ＝Ｒ2 ×［１−（Ｒ1 ×ｓｉｎσ°／
Ｒ2 ）］1/2 −Ｒ1 ×ｃｏｓσ° なお、このＺ、すなわち線Ｐ1 Ｐ2 の長さは、Ｏ点から
Ｐ1 を通り半径Ｒ2 の円弧に達する線からＰ1 点を起点
にしてσ°マイナスした線が半径Ｒ2 の円弧と交わる点
までの距離であるので傾動角度に関係なく一定である。
すなわち、図４（ｂ）について後述する線Ｐ11Ｐ21の長
さに等しい。
Ｒ2 ）］1/2 −Ｒ1 ×ｃｏｓσ° なお、このＺ、すなわち線Ｐ1 Ｐ2 の長さは、Ｏ点から
Ｐ1 を通り半径Ｒ2 の円弧に達する線からＰ1 点を起点
にしてσ°マイナスした線が半径Ｒ2 の円弧と交わる点
までの距離であるので傾動角度に関係なく一定である。
すなわち、図４（ｂ）について後述する線Ｐ11Ｐ21の長
さに等しい。
【００２１】したがって、三角形の面積Ｓ1 は、次式に
より求めることができる。
より求めることができる。
【００２２】
【数３】 Ｓ1 ＝Ｙ1 ×Ｘ1 ／２ ＝Ｚ×ｓｉｎα° ×［Ｒ2 ×ｃｏｓβ1 °−Ｒ1 ×ｃｏｓ（α°＋σ°）］／２ 次に同様に、三角形の面積Ｓ2 は、図４（ｂ）に示すよ
うに、ＯＰ11間をＲ1，ＯＰ21間をＲ2 、傾動角度の内
の出湯量に関係する角度をα°＋Δα°、出湯口１ａが
水平になってから定格湯面が接点１ｂを越える傾動角度
をσ°、線ＯＰ 31が水平線に対して成す角度をβ2 °と
すると、Ｓ2 はＰ21から下ろした垂線が線Ｐ11Ｐ31に交
わるまでの距離Ｙ2 を高さとし線Ｐ11Ｐ31の長さＸ2 を
底辺とする三角形の面積になる。
うに、ＯＰ11間をＲ1，ＯＰ21間をＲ2 、傾動角度の内
の出湯量に関係する角度をα°＋Δα°、出湯口１ａが
水平になってから定格湯面が接点１ｂを越える傾動角度
をσ°、線ＯＰ 31が水平線に対して成す角度をβ2 °と
すると、Ｓ2 はＰ21から下ろした垂線が線Ｐ11Ｐ31に交
わるまでの距離Ｙ2 を高さとし線Ｐ11Ｐ31の長さＸ2 を
底辺とする三角形の面積になる。
【００２３】ここでＸ2 はＸ2 ＝Ｒ2 ×COS β2 °−Ｒ
1 ×COS （α°＋γ°＋Δα°）として求められる。ま
た前述したように、線Ｐ11Ｐ21の長さは図４（ａ）中の
線Ｐ 1 Ｐ2 の長さと同じＺであることから、Ｙ2 はＹ2
＝Ｚ×ｓｉｎ（α°＋Δα°）として求められる。した
がって、三角形の面積Ｓ2 は、次式により求めることが
できる。
1 ×COS （α°＋γ°＋Δα°）として求められる。ま
た前述したように、線Ｐ11Ｐ21の長さは図４（ａ）中の
線Ｐ 1 Ｐ2 の長さと同じＺであることから、Ｙ2 はＹ2
＝Ｚ×ｓｉｎ（α°＋Δα°）として求められる。した
がって、三角形の面積Ｓ2 は、次式により求めることが
できる。
【００２４】
【数４】Ｓ2 ＝Ｙ2 ×Ｘ2 ／２ ＝Ｚ×ｓｉｎ（α°＋Δα°）×［Ｒ2 ×ｃｏｓβ2 ° −Ｒ1 ×ｃｏｓ（α°＋γ°＋Δα°）］／２ そして、Ｒ2 ×ｓｉｎβ1 °がＲ1 ×ｓｉｎ（α°＋σ
°）に等しいこと、あるいはＲ2 ×ｓｉｎβ2 °がＲ1
×ｓｉｎ（α°＋σ°＋Δα°）に等しいことを利用し
てβ1 °あるいはβ2 °を求め、かつ、Ｒ1 ＝０．５４
５ｍ，Ｒ2 ＝１．２５１ｍ，Δα°＝１°、として定格
湯量が最初に出湯が開始される角度２０°から定格湯量
が出湯されるまでの傾動角度６０°の間の任意のα°に
対するΔα°＝１°としたＳ2 −Ｓ1 ＝ΔＳを求め、傾
動角２０°のΔＳを基準（１．０）にして他の傾動角度
におけるΔＳを比率表示したものが表１である。
°）に等しいこと、あるいはＲ2 ×ｓｉｎβ2 °がＲ1
×ｓｉｎ（α°＋σ°＋Δα°）に等しいことを利用し
てβ1 °あるいはβ2 °を求め、かつ、Ｒ1 ＝０．５４
５ｍ，Ｒ2 ＝１．２５１ｍ，Δα°＝１°、として定格
湯量が最初に出湯が開始される角度２０°から定格湯量
が出湯されるまでの傾動角度６０°の間の任意のα°に
対するΔα°＝１°としたＳ2 −Ｓ1 ＝ΔＳを求め、傾
動角２０°のΔＳを基準（１．０）にして他の傾動角度
におけるΔＳを比率表示したものが表１である。
【００２５】
【表１】 上記表１のように各傾動角度における単位傾動角度当た
りの出湯量の誤差は最大で±２．４％になり、鋳型に対
する出湯量が、通常要求される±３％の許容誤差範囲に
入る。これは実機でも確認されている。
りの出湯量の誤差は最大で±２．４％になり、鋳型に対
する出湯量が、通常要求される±３％の許容誤差範囲に
入る。これは実機でも確認されている。
【００２６】一方、図５（ａ），（ｂ）に示すように、
るつぼ後壁の円弧状部１２ａの円弧中心を、上記実施例
の出湯口１ａの先端に変えて、るつぼと出湯口との接点
１ｂにすると、るつぼの後壁の円弧は、接点１ｂ（＝Ｐ
1 ＝Ｐ11）を中心とし半径Ｒ 3 ＝Ｒ2 −Ｒ1 とする円弧
になる。したがって、前記の面積Ｓ1 を形成する角α°
を挟む２辺Ｐ1 Ｐ2 とＰ1 Ｐ3 、あるいは面積Ｓ2 を形
成する角α°＋Δα°を挟む２辺Ｐ11Ｐ21とＰ11Ｐ
31は、それぞれＲ3 となって長さが等しくなり、２０〜
６０°のいかなる傾動角度においても誤差は無くなる。
このことは下式より明らかである。
るつぼ後壁の円弧状部１２ａの円弧中心を、上記実施例
の出湯口１ａの先端に変えて、るつぼと出湯口との接点
１ｂにすると、るつぼの後壁の円弧は、接点１ｂ（＝Ｐ
1 ＝Ｐ11）を中心とし半径Ｒ 3 ＝Ｒ2 −Ｒ1 とする円弧
になる。したがって、前記の面積Ｓ1 を形成する角α°
を挟む２辺Ｐ1 Ｐ2 とＰ1 Ｐ3 、あるいは面積Ｓ2 を形
成する角α°＋Δα°を挟む２辺Ｐ11Ｐ21とＰ11Ｐ
31は、それぞれＲ3 となって長さが等しくなり、２０〜
６０°のいかなる傾動角度においても誤差は無くなる。
このことは下式より明らかである。
【００２７】
【数５】 ΔＳ＝π×Ｒ3 2×（α°＋Δα°）／３６０−π×Ｒ3 2×α°／３６０ ＝π×Ｒ3 2×Δα°／３６０ すなわち、Δα°に対するΔＳはα°に無関係であり、
全傾動範囲に渡って傾動角度による誤差は零になる。
全傾動範囲に渡って傾動角度による誤差は零になる。
【００２８】上記から、円弧の支点を出湯口の先端から
出湯口とるつぼの接点までの間のどの一点に選んでも、
すべて前記許容誤差範囲±３％以内にできることがわか
る。すなわち、るつぼ１の後壁１２を、出湯口１ａ先端
からるつぼと出湯口との接点１ｂまでの間の一点を略中
心とする円弧状に形成することにより、単位傾動角度当
たりの出湯量が略一定となり、傾動角度を制御して出湯
量を制御することがきわめて容易になる。
出湯口とるつぼの接点までの間のどの一点に選んでも、
すべて前記許容誤差範囲±３％以内にできることがわか
る。すなわち、るつぼ１の後壁１２を、出湯口１ａ先端
からるつぼと出湯口との接点１ｂまでの間の一点を略中
心とする円弧状に形成することにより、単位傾動角度当
たりの出湯量が略一定となり、傾動角度を制御して出湯
量を制御することがきわめて容易になる。
【００２９】ところで、図３を参照して、るつぼ後壁の
円弧状部１２ａの円弧中心を上記実施例（図１又は図
２）の出湯口１ａの先端にした場合と、るつぼと出湯口
との接点１ｂにした場合とでは、両者の全出湯量すなわ
ち有効出湯量（α°＝２０〜６０°の範囲）は、差ＳD
で示すように後者は前者の約６％減（すなわち有効出湯
量が９４％に減少する）になり、また両者の有効出湯量
を出湯した後の傾動状態における残湯高さすなわちるつ
ぼ高さは、差ＣH で示すように後者は前者の約１０％減
になる。したがって後者の場合、前者と同じ有効出湯量
を確保するためには、るつぼ幅を約６％広げるか、円弧
の半径を約３％大きくする必要がある。
円弧状部１２ａの円弧中心を上記実施例（図１又は図
２）の出湯口１ａの先端にした場合と、るつぼと出湯口
との接点１ｂにした場合とでは、両者の全出湯量すなわ
ち有効出湯量（α°＝２０〜６０°の範囲）は、差ＳD
で示すように後者は前者の約６％減（すなわち有効出湯
量が９４％に減少する）になり、また両者の有効出湯量
を出湯した後の傾動状態における残湯高さすなわちるつ
ぼ高さは、差ＣH で示すように後者は前者の約１０％減
になる。したがって後者の場合、前者と同じ有効出湯量
を確保するためには、るつぼ幅を約６％広げるか、円弧
の半径を約３％大きくする必要がある。
【００３０】また、傾動状態で保温する際に、加熱コイ
ルと対向する溶湯の面積は後者は前者の約１０％減少す
る。すなわち、ただ徒にるつぼ後壁の円弧の径を大きく
することは誤差の増大を招くので好ましくないが、許容
誤差範囲内にできる図１又は図２の実施例のように出湯
口先端を円弧中心とする大きな径の円弧で後壁１２の円
弧状部を形成することにより、るつぼの底から定格湯面
までの高さを高くでき、また、傾動状態で保温する際の
加熱コイルと対向する溶湯の面積を大きくできるので、
同じ残湯量に対して保温電力が投入し易くなり、その分
加熱コイルの電気効率が改善され、ランニングコストを
下げることができる。また、るつぼの開口面積が小さく
でき、その分設置面積を縮小することができる。
ルと対向する溶湯の面積は後者は前者の約１０％減少す
る。すなわち、ただ徒にるつぼ後壁の円弧の径を大きく
することは誤差の増大を招くので好ましくないが、許容
誤差範囲内にできる図１又は図２の実施例のように出湯
口先端を円弧中心とする大きな径の円弧で後壁１２の円
弧状部を形成することにより、るつぼの底から定格湯面
までの高さを高くでき、また、傾動状態で保温する際の
加熱コイルと対向する溶湯の面積を大きくできるので、
同じ残湯量に対して保温電力が投入し易くなり、その分
加熱コイルの電気効率が改善され、ランニングコストを
下げることができる。また、るつぼの開口面積が小さく
でき、その分設置面積を縮小することができる。
【００３１】
【発明の効果】この発明によれば、るつぼの湯室の横断
面形状を略四角形に形成するとともに側断面形状を略扇
形に形成することにより、傾動角度当たりの出湯量が略
一定になるので、出湯量の制御を傾動角度の制御に置き
換えて精度良く出湯でき、自動注湯に際して傾動制御が
きわめて容易となる効果があり、また炉形をるつぼ形と
したことにより溝形炉に比べて高温の溶湯を取り扱える
等の効果がある。
面形状を略四角形に形成するとともに側断面形状を略扇
形に形成することにより、傾動角度当たりの出湯量が略
一定になるので、出湯量の制御を傾動角度の制御に置き
換えて精度良く出湯でき、自動注湯に際して傾動制御が
きわめて容易となる効果があり、また炉形をるつぼ形と
したことにより溝形炉に比べて高温の溶湯を取り扱える
等の効果がある。
【図１】図１はこの発明の実施例の主要部の構成を示
し、（ａ）は炉体の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ
矢視図に出湯口を仮想線で表示した図
し、（ａ）は炉体の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐ
矢視図に出湯口を仮想線で表示した図
【図２】図２はこの発明の別の実施例の主要部の構成図
【図３】図１のるつぼを傾動した際の湯面の変化図
【図４】図３の部分図を示し、（ａ）は傾動角度をα°
＋γ°＋σ°にした際の湯面の変化図、（ｂ）は傾動角
度をα°＋γ°＋σ°＋Δα°にした際の湯面の変化図
＋γ°＋σ°にした際の湯面の変化図、（ｂ）は傾動角
度をα°＋γ°＋σ°＋Δα°にした際の湯面の変化図
【図５】るつぼ後壁の円弧の中心をるつぼと出湯口との
接点１ｂにした場合の湯面の変化図を示し、（ａ）は傾
動角度をα°＋γ°＋σ°にした際の湯面の変化図、
（ｂ）は傾動角度をα°＋γ°＋σ°＋Δα°にした際
の湯面の変化図
接点１ｂにした場合の湯面の変化図を示し、（ａ）は傾
動角度をα°＋γ°＋σ°にした際の湯面の変化図、
（ｂ）は傾動角度をα°＋γ°＋σ°＋Δα°にした際
の湯面の変化図
１ るつぼ １ａ 出湯口 １ｂ るつぼと出湯口との接点 ２ 加熱コイル ３ 継鉄 ４ 炉殻 ５ 炉蓋 ６ 溶湯 ７ 漏斗 ８ 加熱コイル ９ 鋳型 １１ 前壁 １２ 後壁 １２ａ 円弧状部 １３ 底壁 １４ 左側壁 １５ 右側壁 Ｔ 湯室
Claims (3)
- 【請求項１】耐火物で形成されたるつぼと、るつぼ内の
溶湯を出湯するための出湯口と、るつぼの外側に卷回さ
れてるつぼ内の溶湯を電磁誘導加熱する加熱コイルと、
るつぼを傾動する傾動装置とを備え、るつぼを傾動させ
て出湯口から定量出湯するようにしたるつぼ形自動注湯
炉において、るつぼは、その湯室の横断面形状を略四角
形に形成するとともに、少なくとも、定格湯量から傾動
して最初に湯が流れ出る際のるつぼ後壁の湯面位置近辺
から定格湯量が出湯された際の傾動状態におけるるつぼ
後壁の湯面位置近辺までの間のるつぼの後壁を円弧状に
形成して、湯室の側断面形状を略扇形に形成したことを
特徴とするるつぼ形自動注湯炉。 - 【請求項２】請求項１記載のるつぼ形自動注湯炉におい
て、るつぼの後壁の円弧状の部分を、出湯口先端からる
つぼと出湯口との接点までの間の一点を略中心とする円
弧で形成したことを特徴とするるつぼ形自動注湯炉。 - 【請求項３】請求項１又は２記載のるつぼ形自動注湯炉
において、自動注湯炉と、該自動注湯炉から出湯された
湯を鋳込む鋳型との間に誘導加熱式漏斗を設けたことを
特徴とするるつぼ形自動注湯炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3697A JPH10193080A (ja) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | るつぼ形自動注湯炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3697A JPH10193080A (ja) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | るつぼ形自動注湯炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10193080A true JPH10193080A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11463115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3697A Withdrawn JPH10193080A (ja) | 1997-01-06 | 1997-01-06 | るつぼ形自動注湯炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10193080A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006024899A1 (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | University Of Cape Town | Casting method and apparatus |
| JP2012180995A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Toyota Auto Body Co Ltd | シーリング剤の乾燥方法、及び加熱設備 |
| CN111790857A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 国网上海市电力公司 | 一种用于输电高压电缆的浇注熔接装置和方法 |
-
1997
- 1997-01-06 JP JP3697A patent/JPH10193080A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006024899A1 (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | University Of Cape Town | Casting method and apparatus |
| US7775257B2 (en) | 2004-09-02 | 2010-08-17 | University Of Cape Town | Casting method and apparatus |
| JP2012180995A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Toyota Auto Body Co Ltd | シーリング剤の乾燥方法、及び加熱設備 |
| CN111790857A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 国网上海市电力公司 | 一种用于输电高压电缆的浇注熔接装置和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20031210 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20031216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20040216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |