(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶解物を溶融するるつぼと、誘導加熱コイルと、前記るつぼの傾動機構を備え、前記るつぼを傾動させて出湯口から溶湯を出湯させるようにした誘導加熱溶解炉において、
前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムと、前記制御システムに対し出湯パターンを出力するパターン発生器と、前記出湯パターンを修正する補正装置と、を備え、
前記補正装置は、前記出湯口にスラグが付着したり、前記るつぼ側面にスラグが付着又は滞積したりする挙動に対し、オペレータの操作により、鋳造側で問題のない出湯量を連続的に監視し、出湯の開始から終了までの１サイクルの操作を実施し、そのオペレータの制御によるるつぼの傾動速度、傾動角度と出湯量との関係を電気的なデータ値として、油圧シリンダへの油吐出量を制御できるように、比例流量制御弁への指令値を変化させると共に、予め設定された出湯パターンを、オペレータが前記るつぼの傾動を操作した出湯開始から出湯終了までに前記るつぼの傾動角度と出湯量のデータによる出湯パターンに修正・記憶し、
前記制御システムは、前記補正装置が記憶した出湯パターンに従って、前記るつぼの傾動機構を制御することを特徴とする誘導加熱溶解炉。
【請求項２】
前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムは、
前記るつぼの傾動角度を検出するエンコーダを具備していることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱溶解炉。
【請求項３】
被溶解物を溶融するるつぼと、誘導加熱コイルと、前記るつぼの傾動機構を備え、前記るつぼを傾動させて出湯口から溶湯を出湯させるようにした誘導加熱溶解炉の出湯方法において、
前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムと、前記制御システムに対し出湯パターンを出力するパターン発生器と、前記出湯パターンを修正する補正装置と、を備え、
前記補正装置は、前記出湯口にスラグが付着したり、前記るつぼ側面にスラグが付着又は滞積したりする挙動に対し、オペレータの操作により、鋳造側で問題のない出湯量を連続的に監視し、出湯の開始から終了までの１サイクルの操作を実施し、そのオペレータの制御によるるつぼの傾動速度、傾動角度と出湯量との関係を電気的なデータ値として、油圧シリンダへの油吐出量を制御できるように、比例流量制御弁への指令値を変化させると共に、予め設定された出湯パターンを、オペレータが前記るつぼの傾動を操作した出湯開始から出湯終了までに前記るつぼの傾動角度と出湯量のデータによる出湯パターンに修正・記憶する工程と、
前記制御システムが、前記補正装置が記憶した出湯パターンに従って、前記るつぼの傾動機構を制御する工程を含むことを特徴とする誘導加熱溶解炉の出湯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気又は真空下、或いはガス雰囲気下における、るつぼ型誘導加熱溶解炉に係り、特に、ほぼ定量的に出湯できるようにした誘導加熱溶解炉の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
先ず、従来の誘導加熱溶解炉１００について、図２を用いて説明する。
図２は従来の誘導加熱溶解炉１００の概略構成を示す側面図である。
図２に示すように、従来の誘導加熱溶解炉１００は、誘導加熱コイル１１０、るつぼ１２０、溶湯の出湯口１３０、るつぼの傾動機構１４０、傾動架台１５０、傾動支点１６０を備え、誘導加熱の原理によりるつぼ１２０内の被溶解材料を溶融し、溶融後は、るつぼ１２０を傾動機構１４０により傾動させて、出湯口１３０から溶湯を出湯させるようにしている。
【０００３】
傾動支点１６０を基準として、るつぼ１２０を傾動させる傾動機構１４０としては、大型の誘導加熱溶解炉１００では、図２に示すように、油圧シリンダ１４２を用い、小型の誘導加熱溶解炉では、図示による説明は省略するが、モータを用いている。
【０００４】
次に、従来の誘導加熱溶解炉１００の基本動作について、図２を用い、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、るつぼ１２０の傾動角度と当該るつぼ１２０内の溶湯の出湯量との関係を示す特性曲線である。
図４は、るつぼ１２０の溶湯の目標出湯量を示す特性曲線である。
【０００５】
従来の誘導加熱溶解炉１００では、図３に示すように、るつぼ１２０を傾動させるのに伴い、るつぼ１２０内の溶湯の量にも依存するが、所定の傾動角度（図示のものでは２５゜）に達すると溶湯がるつぼ１２０の上縁部に至り、この状態から更にるつぼ１２０を傾動させると溶湯が流出し始める。
また、傾動角度が増加するに伴い、るつぼ１２０の形状にも依るが、徐々に出湯量が変化し、るつぼの軸線が垂直軸に対して９０゜傾斜すると、総ての溶湯が流出するようになっている。
【０００６】
図３にはるつぼ１２０の傾動角度の相違により、出湯量の変化が大きい特性曲線が描かれているが、一方、出湯された溶湯を受ける側においては、出湯量が時間的に変化すると、鋳造装置の種類によっては支障が生じる可能性がある。
【０００７】
この問題を解決するために、特許文献１に記載されている容器内液状物の傾動流量制御装置が開示されている。
この従来技術は、低コストで誤操作の可能性がきわめて低く、容易に液状物を略一定流量で流出させることができる容器内液状物の傾動流量制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
従来技術の構成上の特徴は、容器の形状寸法、液状物の初期量及び容器の傾斜角度に基づいて、数学的手法により液状物の理論残量を算出し、この理論残量に基づいて、容器がある角度分傾斜した際の流出量を求め、その際一定流量を実現しうる理論傾斜速度を記憶手段に記憶させておき、制御手段がこの傾斜角速度指令値を読み込み、該指令値に従って容器が傾斜するように駆動手段を制御して、液状物を略一定量で流出するようにするものである。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２１２２４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した従来の容器内液状物の傾動流量制御装置を誘導加熱溶解炉に単純に適用するのは非常に困難である。
というのは、上記従来技術では、容器内の液状物の状態は一定であることを想定しているが、誘導加熱溶解炉においては、るつぼ内に誘導加熱により被溶解材が溶融状態、即ち、溶湯になるが、溶解時もしくは溶湯保持中に溶湯が酸化してスラグ状になり、また、不純物などがスラグ状（ドロス）で溶湯上に浮く形になって、溶湯の状態が一定になるとは限らない。
【００１１】
この状態でるつぼを傾動すると、出湯する口部にスラグが付着したり、るつぼ側面に付着又は滞積したりする挙動を取る。
すると、傾動角度と出湯量との関係が不一致となり、上記液状物の状態を一定であると想定した制御手段は、誘導加熱溶解炉には容易には適用できないことになる。
【００１２】
本発明は、上記課題（問題点）を解決し、ほぼ定量的に出湯できるようにした誘導加熱溶解炉及びその出湯方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の誘導加熱溶解炉は、請求項１に記載のものでは、被溶解物を溶融するるつぼと、誘導加熱コイルと、前記るつぼの傾動機構を備え、前記るつぼを傾動させて出湯口から溶湯を出湯させるようにした誘導加熱溶解炉において、前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムと、前記制御システムに対し出湯パターンを出力するパターン発生器と、前記出湯パターンを修正する補正装置と、を備え、前記補正装置は、前記出湯口にスラグが付着したり、前記るつぼ側面にスラグが付着又は滞積したりする挙動に対し、オペレータの操作により、鋳造側で問題のない出湯量を連続的に監視し、出湯の開始から終了までの１サイクルの操作を実施し、そのオペレータの制御によるるつぼの傾動速度、傾動角度と出湯量との関係を電気的なデータ値として、油圧シリンダへの油吐出量を制御できるように、比例流量制御弁への指令値を変化させると共に、予め設定された出湯パターンを、オペレータが前記るつぼの傾動を操作した出湯開始から出湯終了までに前記るつぼの傾動角度と出湯量のデータによる出湯パターンに修正・記憶し、前記制御システムは、前記補正装置が記憶した出湯パターンに従って、前記るつぼの傾動機構を制御する構成とした。
【００１４】
請求項２に記載の誘導加熱溶解炉は、前記前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムは、前記るつぼの傾動角度を検出するエンコーダを具備している構成とした。
【００１５】
請求項３に記載の誘導加熱溶解炉の出湯方法は、被溶解物を溶融するるつぼと、誘導加熱コイルと、前記るつぼの傾動機構を備え、前記るつぼを傾動させて出湯口から溶湯を出湯させるようにした誘導加熱溶解炉の出湯方法において、前記るつぼの傾動機構を制御する制御システムと、前記制御システムに対し出湯パターンを出力するパターン発生器と、前記出湯パターンを修正する補正装置と、を備え、前記補正装置は、前記出湯口にスラグが付着したり、前記るつぼ側面にスラグが付着又は滞積したりする挙動に対し、オペレータの操作により、鋳造側で問題のない出湯量を連続的に監視し、出湯の開始から終了までの１サイクルの操作を実施し、そのオペレータの制御によるるつぼの傾動速度、傾動角度と出湯量との関係を電気的なデータ値として、油圧シリンダへの油吐出量を制御できるように、比例流量制御弁への指令値を変化させると共に、予め設定された出湯パターンを、オペレータが前記るつぼの傾動を操作した出湯開始から出湯終了までに前記るつぼの傾動角度と出湯量のデータによる出湯パターンに修正・記憶する工程と、前記制御システムが、前記補正装置が記憶した出湯パターンに従って、前記るつぼの傾動機構を制御する工程を含む構成とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の誘導加熱溶解炉及びその出湯方法は、上記のように構成したために、鋳造機への出湯量を制御することにより安定的にかつ安全に溶湯供給を行うことができ、操業に適した制御システムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の誘導加熱溶解炉の一実施の形態について、図１を用い、図２乃至図４を参照して説明する。
図１は、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる傾動速度制御装置の基本構成を示すブロック図である。
なお、本発明の誘導加熱溶解炉は、ほぼ定量的に溶湯を出湯できるようにしたことであり、るつぼの傾動速度の制御に特徴を有し、その他の基本構成は従来のもの同様なので、全体構成に関しては、図２を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる傾動速度制御装置１０は、シーケンサ２０、パターン発生器３０、アンプ４０、比例流量制御弁５０とエンコーダ６０を油圧ユニット７０に組み合わせたもので、この構成に、詳細は後述するが、誘導加熱溶解炉のオペレータによる出湯パターンを修正する補正装置８０を付加した点に構成上の特徴を有する。
【００１９】
以上の構成において、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる傾動速度制御装置１０の基本動作を説明する。
図３に示すように、るつぼ１２０を傾動させるのに伴い、所定の角度（図３のものでは２５゜）に達すると溶湯がるつぼ１２０の上縁部に至り、更に、るつぼ１２０を傾動させると溶湯が流出を始める。
【００２０】
ここで、傾動速度制御装置１０は、基本的には、るつぼ１２０の傾斜角度をエンコーダ６０が検出し、パターン発生器３０内に予め設定しておいたパターン（図４中パターン１〜３）の一つをシーケンサ２０が選択し、これをアンプ４０が増幅して信号を比例流量制御弁５０に与え、この比例流量制御弁５０が油圧ユニット７０からの油圧を制御して、るつぼの傾動機構である油圧シリンダ１４０の上昇駆動を最適に調整し、図４に示すように、溶湯の出湯量をほぼ一定に保つようにする。
【００２１】
一方、傾動速度制御装置１０は、溶湯が、上述したように、出湯口にスラグが付着したり、るつぼ１２０側面に付着又は滞積したりする挙動を取った場合は、オペレータの監視下において、先ず、オペレータの操作により、鋳造側で問題のない出湯量を連続的に監視し、出湯の開始から終了までの１サイクルの操作を実施する。
【００２２】
そのオペレータの制御によるるつぼ１２０の傾動速度、傾動角度と出湯量との関係を電気的なデータ値として、補正装置８０により置き換え、油圧シリンダ１４０への油吐出量を制御できるように、比例流量制御弁５０への指令値を変化させると共に、オペレータがるつぼ１２０の傾動を操作した出湯開始から出湯終了までにるつぼ１２０の傾動角度と出湯量のデータを補正装置に記憶する。
【００２３】
次回以降の出湯操作は、上記のオペレータが操作した際に、補正装置に記憶された出湯パターンに従って、傾動速度制御装置１０がるつぼ１２０の傾動速度を制御する。
このようにすると、上述したように、るつぼ１２０内に不純物が付着する形や量が異なった場合でも、補正装置８０によりオペレータが適宜修正し、るつぼ１２０を構成する耐火物を更新するまで、この操作システムを稼働させる。
【００２４】
従って、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる傾動速度制御装置１０により、鋳造機への出湯量を制御することにより安定的にかつ安全に溶湯供給を行うことができ、操業に適した制御システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の誘導加熱溶解炉に用いる傾動速度制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】従来の誘導加熱溶解炉の概略構成を示す側面図である。
【図３】るつぼの傾動角度と当該るつぼ内の溶湯の出湯量との関係を示す特性曲線である。
【図４】るつぼの溶湯の目標出湯量を示す特性曲線である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：傾動速度制御装置
２０：シーケンサ
３０：パターン発生器
４０：アンプ
５０：比例流量制御弁（傾動機構制御装置）
６０：エンコーダ
８０：補正装置
１００：誘導加熱溶解炉
１１０：誘導加熱コイル
１２０：るつぼ
１３０：油圧シリンダ（るつぼの傾動機構）
１４０：出湯口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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