JPS6012148B2 - 溶融金属供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属（以下落陽という）を２次導体として
作用させる電磁ポンプと溶湯を蓄積する容器からなる溶
傷供給装置に関するものである。

従来のこの種の溶湯供給装置の電磁ポンプは効率の良い
推力を溶湯に与えること及び溶湯に伴って通過する非金
属が電磁ポンプ耐火管内壁へ附着することのために、こ
の耐火管の溶湯通路用溝穴の断面積は単位時間当りの溶
傷供給量に応じて規制される断面積よりは大に形成され
ていた。このため、電磁ポンプの推力制御に関しては容
器側及び反容器側のみ閉口している電磁ポンプ耐火管の
反容器側閉口部と容器内の溶湯表面の上下関係によって
のみ考慮されている。すなわち、容器内の溶傷表面が上
言己電磁ポンプの反容器側関口部より上位にあれば電磁
ポンプの推力方向はもっぱら容器方向で、これとは反対
に容器内の溶湯面が電磁ポンプの反容器側開ロレベルよ
り下位にあれば反容器方向に推力を規制しつつ定量供給
を行うものであった。しかるに、単位時間当りの綾湯供
給量を一定に保つためには電磁ポンプに与える電力を容
器内の溶湯レベルに応じて制御する必要がある。この際
、電磁ポンプの溶湯通路の断面積が上記のように大であ
ると、若干の電圧変動によっても電磁ポンプから供給さ
れる単位時間当りの溶湯量が急激なる変化を生じ、定量
供給が実質的に不可能となる欠点があった。また、容器
に対し‘私ま水平方向に電磁ポンプを取付けた溶傷供給
装置においても容器内の港傷レベルが高くなると、綾湯
の定量供給に際して電磁ポンプの逆止力が極めて大とな
り、かつ、ある溶傷レベル以上では磁気飽和を来し、溶
湯の定量供給制御が不可能となるおそれがあった。

一方、電磁ポンプの反容器側の開放端の先で徴量の合金
添加を行うことを冶金学的に要求されることがあり、こ
の際、微粒状の添加剤の迅速かつ一様な混合を得るため
に同一要求単位時間当りの漆湯供給量であるも電磁ポン
プの反容器側開放端での溶湯の大なる流速が要求される
ことがあるが、従来の構成においてこの要求を満すこと
は因難であった。

本発明の目的は、電磁ポンプを容器に対して水平から湯
切れを考慮にやや上向きとなる範囲の方向にて取付けた
溶傷供給装置において、容器が収容し得る最大溶傷レベ
ルと電磁ポンプの反容器側開□レベルとの中間点におい
て電磁ポンプを働らかせない状態で定量供給できるよう
に電磁ポンプ反容器側閉口部にオリフイスを設け、これ
によって電源電圧の若干の変動に対しても単位時間当り
の溶傷供給量の変動を著しく減少させ、かつ定量供給を
担う容器内の溶湯の有効レベルをあげ、併せて特に高い
溶湯レベルの溶湯の定量供給制御に要する電力を減少さ
せることにある。

以下、図示する実施例について具体的に説明する。

第１図は本発明に係る溶湯供給装置の１例を示す断面図
、第２図は制御回路図である。まず、第１図において、
川ま容器で、内部には溶湯２が収納されている。３は電
磁ポンプで、溶湯２の通路３ａを形成する耐火管３ｂの
容器側開〇は容器１の溶湯排出口ｌａに蓮らなり、他の
反容器側の開ロにはオリフィス４が取付けられ、このオ
リフィス４には通路３ａの断面に比して小の関口４ａが
形成され、この閉口４ａは上記通路３ａに蓮らなってお
り、容器１の最大許客溶傷レベルから閉口４ａのレベル
の中間レベル（ほぼ最大許容レベル季〉にて電磁ポンプ
３を働かせない状態にて所望の溶湯の定量供給が得られ
るように形成される。

３ｃは鉄心で、耐火管３ｂの上下に配置され「当該鉄心
３ｃに形成したス。

ット３ｄに対し移動磁界発生用交流巻線３ｅが舷込まれ
ている。なお、第１図に示す実施例において僅かに上方
に傾斜して電磁ポンプ３が容器１に対して取付けられて
いるが、これは溶湯供給を停止した際の溶湯舌端に関連
して低電力にて効率の良い停止動作を得るためである。
次に、第２図に示す電磁ポンプ中の交流巻線３ｅへの電
圧制御回路について説明すると、５は３相交流電源で、
ＮＦＢ６を介して電圧調整器７の１次側に接続される。
そして「この電圧調整器７の２次側は相回転切替器８及
び変圧器９を順次介して交流巻線３ｅに接続される。１
０は接点で、これが開路して三相交流電源５からの電圧
が直接変圧器９を介して交流巻線３ｅに電力を供給し、
容器側への推力を得るように設定されているものとする
。

但し、この接点１０‘ま上記相回転切替器８中の接点と
は同時に閉路しないようにインターロックがとられてい
る。１１‘ま力率改善用コンデンサで、変圧器９の１次
側に△接続にて接続される。

１２は電動機で、上記電圧調整器７を作動し、回転方向
に応じて２次側出力を増減させる。

そして、この電動機１２には３相交流電源５からの電力
が変圧器１３「及び相回転切替器１４を順次介して供給
される。１５は２乗演算回路で、電圧調整器７の２次側
の電圧を変圧器１６で低減したうえ、入力信号として受
ける。

ＩＴはロードセルで、容器１及び電磁ポンプ３はもとよ
り溶湯２をも含めた全重量を測定し、重量に応じた信号
を得て、この信号を増幅器１８「及び調整器１９を順次
介して自動平衡形回転器２８１こ与える。この自動平衡
形回転器２川ま一点を中心に回動する針２０ａトこの針
２８ａの回転に伴って順次この針２０ａに接触し、一円
周上に沿って配置される接点２０ｂからなり適所にリミ
ットスイッチ２１を配置し「 このリミットスイッチ２
１を針２Ｑａが作動するようにする。この際〜リミット
スイッチ２１の作動によって相回転切替器８の制御端子
８ａに指令を供給するものとし「針２０ａの左旋回によ
ってリミットスイッチ２１が作動されるときは相回転切
替器８を電磁ポンプ３の推力方向が容器１側になるよう
に、また右旋回によってリミットスイッチ２１を作動さ
せたときは電磁ポンプ３の推力方向が反容器側になるよ
うに設定する。２２は関数発生器で「一連の可変抵抗素
子から構成され「上記自動平衡形回転器２Ｑの各接点２
０ｂのうち針２０ａが接したものに対応した出力を得る
もので、この関数発生器２２の出力信号と２乗演算回路
１５からの出力を図示の極性にて比較したうえ、相回転
切替器１４の制御端子亀４ａに信号を与える。

すなわち、制御端子１４ａに与えられる信号の極性が十
であれば電圧調整器７の２次側出力電圧を減少させるよ
うに「 また極性が−であれば電圧調整器７の２次側出
力電圧を増加させるように電動機１２を可逆運転制御す
る。この際、可逆運転制御の頻度が高いと相回転切替器
１４がハンチングを起すおそれがあるためある程度の幅
を有して不惑帯を設けている。上記構成において、まず
第３図に示すように容器亀内の最大許容綾湯レベル日か
らオリフィス４の開○４ａにおける溶湯レベルＨｏ間に
おける電磁ポンプ３が働らかない状態での単位時間当り
の出湯量（ｋ９′ｓｅｃ）は溶湯レベルのほぼ平方根で
定められるグラフＡ，で示される。そして、所望の単位
時間当りの出場量が溶湯レベルに拘らずグラフＡ２に示
す値であったとすると、各グラフＡ，、ふの交点におけ
る熔湯レベルＨｐは上記オリフィス４の閉口４ａの設定
によりＨｐ＝日はず望で与えられる。この港傷レベルＨ
ｐは電磁ポンプ３がほぼ水平のときは日。〒〇とみなせ
、Ｈｐ：著で与えられる。さて、グラフＡ，に示す圧頭
を電磁ポンプ３にて補償作用を加え、溶湯レベルいかん
に拘わらず、グラフＡ２に示すように一定量供給するよ
うに補償すればよい。

すなわち電磁ポンプ３の推力がグラフＡ３の特性となる
ように制御すればよい。この補償作用について第２図に
ついて説明すると、まず、ロードセル１７によって溶湯
２を含めた熔湯供給装置の全重量に応じた信号が検出さ
れ、増幅器１８、調整器１９を通じて自動平衡形回転器
２０の針２０ａを実線で示される位置から点線に示され
る位置まで回転する。この際、相回転切替器８は針２０
ａがリミットスイッチ２１を左旋回にて作動することに
より電磁ポンプ３の推力方向は反容器側となるようにな
っている。そこで、今まで開閉器１０の閉路状態におい
て、電磁ポンプ３の交流巻線３ｅに三相交流電源から直
接電圧を与え、強力な逆止力にて出湯を停止している状
態から、相回転切替器８を動作させ、接点ＩＱを関路す
ると、リミットスイッチ２１と針２０ａとの位置関係か
ら交流巻線３ｃには依然として電磁ポンプ３が定量供給
をなすべく容器方向の逆止推力を発生させるような電圧
が供給される。今、電磁ポンプ３の反容器側関口部に取
付けたオリフィス４の開□４ａから溶湯が供給されると
「 しだいに容器内の溶湯２は減少し、このため自動平
衡形回転器２０の針２０ａは左旋回を開始する。この過
程において、針２０ａは順次異なる接点２０ｂに接して
いくことになる。すなわち、容器１内の溶湯２の減少に
伴って溶傷レベルが減少するから、自動平衡形回転器２
川ま溶湯２以外の重量を調整器１９にて補償して容器１
内の溶湯レベルを検出することになる。このように溶湯
レベルに対応して関数発生器２２が作動するが、この関
数発生器２２は電磁ポンプ３が第３図グラフんに示され
る関係を有して推力をもたらすように経験により設定す
る。このための手段として現在交流巻線３ｅに与えられ
ている電力を２案演算回路１５にて検出し、これを関数
発生器２２の出力と比較のうえ、相回転切替器１４を制
御し、電圧調整器７の電圧を電磁ポンプ３用交流巻線に
加えられる電力が関数発生器２２からの出力パターンに
追従するように自動制御する。従って、オリフィス４の
閉口４ａから出湯される溶湯２の単位時間当りの量は容
器１内の溶傷レベルに関係な〈溶湯の圧頭に基づく推力
及び電磁ポンプ３の移動磁界に基づく推力とが加わり全
体として熔湯２の定量供給が行なわれる。なお、この過
程において、容器内の溶湯レベルが最大許客溶湯レベル
日の享、正確には最大溶湯レベルよりオリフイス４の閉
口４ａの中心レベルＨＯにおいて日生亨主に相当する溶
傷レベルＨｐにて自動平衡形回転器２０の針２０ａがＩ
Ｊミットスイッチ２１を動作し相回転切替器８を制御し
、電磁ポンプ３用交流巻線３ｅの移動磁界方向を容器１
方向に的確に切替えるように自動制御がなされる。

一方、オリフィス４がなく、電磁ポンプ３を働かせない
状態での単位時間当りの溶湯量の特性をグラフＡｘにて
示すと、このグラフＡＸと定量供給レベルを示すグラフ
Ａ２との交点に対応する溶傷レベルＨｘにおいてＨｐ一
日ｋ‘こ相当するレベルがオリフィスの作用に基づく有
効ヘッドとなるものである。

以上述べたように、本発明に係る溶傷供給装置は容器に
対して当該容器の側底部より水平から若干上向きとなる
までの範囲の方向に電磁ポンプを配し、この電磁ポンプ
の反容器側の開放端にオリフイスを設け、このオリフィ
スの開□の大きさを容器の最大許客溶湯レベルの約１′
２のレベル詳しくは最大許容溶傷レベルとオリフィスの
中心レベルとの中間点の溶傷レベルにて電磁ポンプを働
かすことなく流出する単位時間当りの溶湯量が所望値に
なるように規制したものである。

このような構成に基づいて、■電源電圧の変動があって
もこれによる影響はオリフィスによって弱められ、定量
供給が殆んと維持される。＠容器内の溶湯に関し、オリ
フィスの存在に基づき有効ヘッドの増加がはかれるから
容器内の溶湯の最大許容レベルを増すことができる。公
定量供給制御を要する電力が特に容器内の溶傷レベルが
高いときに著しく減少させることができる等の優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の１具体例を示す断面図、第
２図は定量供給を行うための１例を示す回路図、第３図
は動作を説明するためのグラフである。 １・・…・容器、２・・・・・・溶湯、３……電磁ポン
プ、３ｅ…・・・交流巻線、４・・・・・・オリフィス
、４ａ・・・・・・閉口、５…・・・交流電源、８，１
４・・・・・・相回転切替器、１５・・・・・・２案演
算器、１７…・・・ロードセル、１９・・・・・・調整
器、２０・・・・・・自動平衡形回転器、２２・・・・
・・関数発生器。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器に対して当該容器の側底部より水平から若干上
   向きとなるまでの範囲の方向に上記容器内の溶湯を２次
   導体として推力をもたらし、両端のみ開口する電磁ポン
   プを、その一方の開口を容器の溶湯排出口に連らねて取
   付け、当該電磁ポンプの反応器側開口に対し、容器が収
   容し得る最大溶湯レベルと電磁ポンプの出湯口レベルと
   の中間点における溶湯レベルの溶湯圧のみによって所望
   の単位時間当りの出湯量を得るようなオリフイスを設け
   、上記中間点における溶湯レベルより大の溶湯レベルに
   おいては容器側の推力を、上記中間点における溶湯レベ
   ルより小の溶湯レベルにおいては反容器側の推力を、そ
   れぞれ電磁ポンプに与え、かつ容器内の溶湯レベルに拘
   らず、溶湯の定量供給を行う手段を備えたことを特徴と
   する溶融金属供給装置。