JPH1094865A - 炉 - Google Patents

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JPH1094865A
JPH1094865A JP25345096A JP25345096A JPH1094865A JP H1094865 A JPH1094865 A JP H1094865A JP 25345096 A JP25345096 A JP 25345096A JP 25345096 A JP25345096 A JP 25345096A JP H1094865 A JPH1094865 A JP H1094865A
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原 健 次 萩
Hiroshi Tosen
泉 広 東
Shinichi Tsuchiya
屋 真 一 土
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定期的な酸化物の除去作業では、堆積した酸
化物がヒーターに接触してしまったり、まだ除去を必要
としない堆積状態であったりすることがあり、保守管理
性の向上や経費の節減などを図るうえでの改善が要望さ
れていた。 【解決手段】 内部上位側に加熱手段としてのヒーター
6を備えた溶融金属の炉1において、炉内壁に堆積した
酸化物Aを検知する酸化物検知手段を備えたことによ
り、外部において酸化物Aの堆積状態を判断し得るよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、低圧鋳造
装置に用いられる溶融金属の炉に関し、とくに、内壁に
堆積した酸化物の検知機能を備えた炉に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えばアルミニウムを用いた低圧鋳造装
置の炉では、湯面付近において炉内壁に酸化物(アルミ
ナ)が堆積する。とくにアルミナなどの酸化物は、温度
の高い部位に向って成長する特性があり、炉ではその内
部上位側に設けたヒーターに向って成長する。このよう
な酸化物は、成長を放置しておくとヒーターに接触して
穴をあけ、地絡や断線等の故障を起こすこととなり、例
えば断線などが生じると湯温が低下して鋳造品の品質に
大きな影響を及ぼすことになる。また、この種の炉は気
密的に閉じてあることから、酸化物の堆積状態を外部か
ら確認することができない。そこで、従来では、定期的
に炉を開けて酸化物の除去を行うようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
炉における酸化物の除去作業は、炉の冷却、ヒーターの
交換や修理および立ち上げなども行うことから、全体と
してかなりの時間がかかり、当該炉を用いた鋳造装置の
全体の稼働効率などにも大きく影響する。このため、酸
化物の除去作業はヒーター等に不具合が生じる以前に効
率よく行うことが望ましいが、酸化物の堆積状態を予測
することが難しいため、従来のように定期的に酸化物の
除去を行っていても、堆積した酸化物がヒーターに接触
してしまうことがあり、逆に、炉を開けてみたもののま
だ除去を必要としない堆積状態であったりすることもあ
り、保守管理性の向上や経費の節減などを図るうえでの
改善が要望されていた。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、炉内における酸化物の堆積状態を外部か
ら検知することができ、保守管理性の向上や経費の節減
などを実現することができる炉を提供することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる炉は、請
求項1として、内部上位側に加熱手段を備えた溶融金属
の炉において、炉内壁に堆積した酸化物を検知する酸化
物検知手段を備えた構成とし、請求項2として、内部上
位側に加熱手段を備えた溶融金属の炉において、加熱手
段の下部近傍に、炉内壁に堆積した酸化物を検知する酸
化物検知手段を備えた構成とし、請求項3として、酸化
物検知手段が、非接触状態で酸化物を検知する検知部を
備えている構成とし、請求項4として、酸化物検知手段
が、検知部に一方の電極を接続するとともに炉体に他方
の電極を接続しており、酸化物の堆積による接近に伴っ
て検知部に生じた電流を測定する手段である構成とし、
請求項5として、酸化物検知手段が、検知部で測定した
電流値の大きさに基づいて作動する警報手段を備えてい
る構成としており、上記の構成を従来の課題を解決する
ための手段としている。
【0006】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わる炉では、酸化
物検知手段によって炉内壁に堆積した酸化物を検知する
ので、その結果に基づいて酸化物の堆積状態および除去
作業を行う時期を判断し得る。
【0007】本発明の請求項2に係わる炉では、酸化物
が成長しやすい加熱手段の下部において、酸化物検知手
段によって炉内壁に堆積した酸化物を検知するので、そ
の結果に基づいて酸化物の堆積状態および除去作業を行
う時期を判断し得ることとなり、堆積した酸化物による
加熱手段の損傷の発生を防止する。
【0008】本発明の請求項3に係わる炉では、酸化物
検知手段の検知部が非接触状態で酸化物を検知するの
で、検知部が酸化物によって損傷を受けたり、検知部が
融けて溶湯の品質を低下させたりすることがないと共
に、同検知部を繰り返し使用し得る。
【0009】本発明の請求項4に係わる炉では、酸化物
が堆積成長して酸化物検知手段の検知部に接近していく
と、酸化物の表面における金属蒸気を介して検知部に電
流が生じ、酸化物の接近に伴って検知部に生じる電流が
大きくなり、その電流値の変化により酸化物の堆積成長
状態を検知し得る。
【0010】本発明の請求項5に係わる炉では、酸化物
検知手段の検知部で測定した電流値の大きさ、つまり堆
積した酸化物の大きさに基づいて警報手段を作動させる
ので、酸化物の除去作業の時期などを判断するのが容易
になる。
【0011】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わる炉によれば、
酸化物検知手段によって炉内壁に堆積した酸化物を外部
で検知し得ることから、その結果に基づいて酸化物の堆
積状態や除去作業を行う時期を容易に判断し、且つ計画
的な作業を行うことが可能となり、酸化物による加熱手
段の損傷などを未然に防ぐことができ、また、オーバー
メンテナンスも防止されることとなり、保守管理性を著
しく向上させることができると共に、経費の大幅な節減
などを実現することができる。さらに、酸化物による加
熱手段の故障が防止されるので、酸化物の除去の際に行
う加熱手段の交換修理作業が軽減あるいは削減され、酸
化物を除去する際の一連の作業時間を短縮することがで
き、当該炉を用いた鋳造装置の全体的な稼働効率の向上
にも貢献し得る。
【0012】本発明の請求項2に係わる炉によれば、請
求項1と同様の効果を得ることができるうえに、酸化物
が成長しやすい加熱手段の下部において酸化物を検知す
ることから、加熱手段に対する酸化物の堆積状態をより
正確に検知することができ、酸化物による加熱手段の損
傷発生をより確実に防止し得る。
【0013】本発明の請求項3に係わる炉によれば、請
求項1および2と同様の効果を得ることができるうえ
に、酸化物に対して非接触式の検知部を備えた酸化物検
知手段を採用したことから、検知部が酸化物によって損
傷を受けたり、検知部が融けて溶湯の品質を低下させた
りするような事態が生じることがなく、同検知部を繰り
返し使用することができると共に、常に正確な測定を行
うことができ、酸化物検知手段自体の経費節減なども実
現することができる。
【0014】本発明の請求項4に係わる炉によれば、請
求項3と同様の効果を得ることができるうえに、酸化物
検知手段の検知部に生じた電流の値によって酸化物の堆
積成長状態を検知することができ、また、電流を利用す
ることにより、酸化物検知手段の制御系の構造などを簡
単にすることができる。
【0015】本発明の請求項5に係わる炉によれば、請
求項4と同様の効果を得ることができるうえに、検知部
で測定した電流値の大きさに基づいて作動する警報手段
を採用したことにより、酸化物の除去作業の時期などを
容易に且つ明確に判断することができるようになり、こ
のほか、炉の制御系に対して警報手段の出力を炉の稼働
停止信号として用いることも可能である。
【0016】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる炉の
一実施例を説明する。
【0017】図1および図2に示す炉1は、アルミニウ
ムを用いた低圧鋳造装置において溶湯2を蓄えるもので
あって、内側に耐火材3を設けた炉体4と、同じく内側
に耐火材3を設けた蓋体5を備えている。蓋体5は、炉
体4の上側を気密的に閉塞すると共に、炉1の内部上位
側に位置する加熱手段としてのラジアントチューブヒー
ター(以下「ヒーター」とする)6を備えている。ヒー
ター6は、炉外部に露出させた両端部の一方に電源接続
用の端子6a,6bを有しており、この実施例では、図
3に示すように3本のヒーター6が所定間隔で平行に配
置してある。
【0018】蓋体5の上側には、とくに図2に示すよう
に、鋳造用の下型7を載置したプレート8が配置してあ
り、プレート8の下部には、連結部材9やベローズ10
を介して鋳湯管11が垂下した状態で設けてある。この
鋳湯管11は、炉1の蓋体5を貫通しており、上端部は
下型7のキャビティに連通し、下端部は溶湯2内に没し
て炉体4の底部近傍に位置している。
【0019】上記の炉1は、ヒーター6により溶湯2を
加熱保温し、鋳造時には内部に圧力を加えることによ
り、図2(a)に示すように、炉体4内の溶湯2を鋳湯
管11から下型7のキャビティ内に供給し、鋳造終了後
には、図2(b)に示すように、内部を排気して余分な
溶湯2を炉体4内に戻す。したがって、鋳造工程の間に
おいては、図2(a)および(b)の間に矢印Hで示す
ように、湯面の上下動が生じている。
【0020】また、炉1では、溶湯(アルミニウム)2
と酸素との化学反応により、湯面近傍において炉内壁に
酸化物(アルミナ)Aが堆積する。この酸化物Aは、温
度の高い部位に向って成長する特性があり、この炉1で
はその内部上位側に設けたヒーター6に向って成長する
傾向にある。
【0021】そこで、当該炉1は、炉内壁で堆積成長す
る酸化物Aに対して、酸化物Aを検知する酸化物検知手
段を備えている。この酸化物検知手段は、概略として、
炉1に直接取付ける検知体12と、炉外部に設ける制御
器13とで構成してある。
【0022】酸化物検知手段の検知体12は、図4に示
すように、炉1への取付け用ねじ部14を間にして、炉
内側(図4左側)に碍子15を介して連結部16が設け
てあると共に、炉外側碍子17を介して配線接続部18
が設けてあり、且つ連結部16と配線接続部18とが電
気的に接続してあり、連結部16には非接触状態で酸化
物Aを検知する検知部19が取付けてある。この実施例
の検知部19は、ステンレス(SUS316)製の棒材
であって、高熱に対しても変形がきわめて小さく、一端
部がねじ止めにより連結部16に取付けてあり、炉外の
配線接続部18に電気的に接続されている。
【0023】上記の検知体12は、この実施例では炉1
が3本のヒーター6を備えているので、各ヒーター6の
両端部位置に対応して合計6本を用いている。各検知体
12は、蓋体5の側壁を貫通した状態で取付けてあっ
て、図3に示すように、各検知部19をヒーター6の下
側に延出させており、炉外の各配線接続部18には電源
の一方の電極が接続してある。ここで、ヒーター6と検
知部19との上下間隔は、酸化物Aとヒーター6との接
触防止などを考慮し、且つ炉補修対応までの限界値とし
て例えば10mmに設定した。
【0024】酸化物検知手段は、上記の如く検知部19
に電源の一方の電極が接続してあると共に、炉体4には
電源の他方の電極が接続してある。酸化物検知手段の制
御器13は、図1に示すように、各検知体12からの配
線20が接続されるメーターリレー21を備えている。
各配線20とメーターリレー21の間には、各配線20
毎のリレー22や抵抗などが設けてある。また、メータ
ーリレー21には、炉体4からの配線23が整流器30
を介して接続してある。なお、メーターリレー21で測
定される電流値は、例えば3〜20mA程度であって、
作業者や機器に影響を与える心配は全くない。この場
合、酸化物Aと検知部19とが接触した状態において電
流値が最大の20mAとなる。
【0025】さらに、制御器13は、メーターリレー2
1からの電流値が入力されるシーケンサ24を備えてい
ると共に、電流値の大きさに基づいてシーケンサ24か
らの指示により作動する第1および第2の警報手段2
5,26を備えている。第1の警報手段25は、各検知
体12に対応する警報表示用のランプ25a〜25fを
備えている。また、第2の警報手段26は、全検知体1
2に対応するものであって、ブザー27、警報ランプ2
8および稼働停止ランプ29を備えている。
【0026】このとき、第1および第2の警報手段2
5,26において、各ランプ25a〜25f,28,2
9およびブザー27は、測定電流値別に作動時期を設定
することが可能であり、とくに、第2警報手段26にお
ける警報ランプ28は、電流を検知した際、あるいは最
大値よりも小さい電流値を測定した際に点灯するように
し、稼働停止ランプ29は、最大値を測定した際に点灯
するようにしておく。また、制御器13は、炉1の制御
系と接続しておくことにより、最大値を測定した際の出
力を炉1の稼働停止信号として用いることも可能であ
る。
【0027】上記の酸化物検知手段を備えた炉1では、
湯面近傍における炉内壁に酸化物Aが付着し、図5
(a)および(b)に示すように、時間経過とともに酸
化物Aがヒーター6に向って堆積成長する。また、湯面
および酸化物Aの表面には金属蒸気Bが発生している。
この間、酸化物検知手段では、シーケンサ24からの指
令により各検知体12のリレー22を切り替えて、メー
ターリレーにより各検知体12からの電流値を順次測定
している。
【0028】そして、図5(c)に示すように、酸化物
Aが検知体12の検知部19に接近すると、金属蒸気B
を介して検知部19に電流が生じ、その電流をメーター
リレーにより測定する。このとき、例えば、第1警報手
段25において検知体12に該当するランプ25a〜2
5fが点灯し、また、第2警報手段26のブザー27や
警報ランプ28が作動する。
【0029】このようにして、炉1では、酸化物検知手
段により酸化物Aの堆積状態を検知し、外部で認識し得
るようにしてあるので、酸化物Aの除去作業の時期など
を判断することが可能となり、その判断に基づいた除去
作業の実施により、酸化物Aによるヒーター6の損傷が
未然に防止される。また、除去を必要としない程度の堆
積状態で炉1の作動を停止させてしまうような事態もな
くなり、オーバーメンテナンスが防止されることとな
る。
【0030】しかも、酸化物検知手段においては、検知
部19が非接触状態で酸化物Aを検知するので、検知部
19が酸化物Aによって損傷を受けたり、検知部19が
融けて溶湯2の品質を低下させたりすることが全くな
く、警報手段25,26の作動後に速やかに酸化物Aの
除去作業を行うようにすれば、検知部19を繰り返し使
用し得る。
【0031】さらに、検知体12の検知部19に生じる
電流値は、図6に炉の稼働経過日程と電流値との関係を
示すように、堆積成長する酸化物Aの接近に伴って大き
くなり、酸化物Aが検知部19に接触した状態で最大と
なる。このとき、第2警報手段26のブザー27および
稼働停止ランプ29が作動する。
【0032】なお、図6においては、酸化物検知手段の
取付けから4日後に3mAの電流値を測定し、その7日
後に20mAの電流値を測定した。
【0033】最大電流値を測定した場合、当該炉1で
は、後に検知部19に付着した酸化物の除去作業などが
必要になることがあるが、検知部19がヒーター6から
離間して設けてあるので、最大の電流値が測定されたと
きに速やかに値酸化物Aの除去作業を行えば、酸化物A
がヒーター6に接触するような事態は確実に防止され
る。また、酸化物検知手段における検知体12は、ステ
ンレス製の棒材から成る検知部19をねじ止めにより取
付けた構成であるため、検知部19に酸化物Aが付着し
たような場合には、同検知部19を交換することも容易
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる炉の一実施例を示す断面説明図
である。
【図2】図1に示す炉の内部加圧状態(a)および内部
排気状態(b)を説明する各々断面図である。
【図3】図1に示す炉の蓋体を底面側から見た状態の断
面図である。
【図4】酸化物検知手段における検知体を説明する側面
図である。
【図5】炉内における酸化物の堆積成長過程(a)〜
(c)を説明する各々断面図である。
【図6】炉の稼働経過日程と酸化物検知手段により測定
された電流値との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
1 炉 4 炉体 6 ラジアントチューブヒーター(加熱手段) 12 検知体(酸化物検知手段) 13 制御器(酸化物検知手段) 19 検知部 25 第1警報手段 26 第2警報手段 A 酸化物

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部上位側に加熱手段を備えた溶融金属
    の炉において、炉内壁に堆積した酸化物を検知する酸化
    物検知手段を備えたことを特徴とする炉。
  2. 【請求項2】 内部上位側に加熱手段を備えた溶融金属
    の炉において、加熱手段の下部近傍に、炉内壁に堆積し
    た酸化物を検知する酸化物検知手段を備えたことを特徴
    とする炉。
  3. 【請求項3】 酸化物検知手段が、非接触状態で酸化物
    を検知する検知部を備えていることを特徴とする請求項
    1または2に記載の炉。
  4. 【請求項4】 酸化物検知手段が、検知部に一方の電極
    を接続するとともに炉体に他方の電極を接続しており、
    酸化物の堆積による接近に伴って検知部に生じた電流を
    測定する手段であることを特徴とする請求項3に記載の
    炉。
  5. 【請求項5】 酸化物検知手段が、検知部で測定した電
    流値の大きさに基づいて作動する警報手段を備えている
    ことを特徴とする請求項4に記載の炉。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013066896A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Toyota Motor Corp ダイカスト装置
JP2022145750A (ja) * 2022-07-28 2022-10-04 島津産機システムズ株式会社 熱処理装置
CN118705875A (zh) * 2024-08-27 2024-09-27 海瑞克润滑材料(连云港)有限公司 一种电加热石墨熔炼锅

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