(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解炉を、支柱に支持された回動軸のまわりに傾動手段により回動可能とした注湯装置の制御方法において、
前記傾動手段による前記回動軸のまわりの回動角を傾動角度検出手段により検出し、
前記溶解炉からタンディッシュへ出湯された溶湯の重量を、前記タンディッシュに組み込まれたロードセルで検出し、
前記傾動角度検出手段及び前記ロードセルの検出信号に基づいて、前記溶解炉が所定の注湯量に対応する傾動角度になるように、前記傾動手段を駆動させ、
前記ロードセルによって検出される前記溶湯の重量が所定値を越えたときは、前記溶解炉からの注湯を停止させる
注湯装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の注湯装置の制御方法であって、
前記傾動手段は油圧装置である
注湯装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の注湯装置の制御方法であって、
前記傾動角度検出手段は、前記回動軸に同心的に設けたロータリエンコーダである
注湯装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の注湯装置の制御方法であって、
前記傾動角度検出手段により検出される値を表示器に表示する
注湯装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶解炉から溶湯を注湯する注湯装置の制御方法及びその制御装置に関し、更に詳しくは、溶解炉の傾動角度を制御して注湯量を制御する注湯装置の制御方法及びその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、本願出願人の出願による特開平５−２３７６３５号公報において開示されている、回転円板状の鋳型に金属や合金の溶湯を注湯して冷却、固化させる鋳造装置１を示す。真空室７内において、誘導加熱式の溶解炉２が支柱５の回動軸５ａのまわりに傾動自在に支持されている。傾動手段は油圧シリンダ１６である。この溶解炉２を加熱するための誘導加熱コイル４は電力ケーブル３によって給電される。そして、形成される溶湯は傾けた溶解炉２から樋６を経由して下方の回転する水冷円板１１に固定された円板状の鋳型９へ注湯して冷却、固化される。
【０００３】
水冷円板１１は、下方で真空室７の外部へ延びる回転軸８によって水平面内で回転される。回転軸８は、駆動モータ１２により、減速機１７、減速機１７のスプロケット１３、チェーン１５、回転軸８のスプロケット１４を介して回転される。水冷円板１１上には図示しない冷却水通路が形成されており、この冷却水通路を塞ぐように円板状の鋳型９を載せてボルトで固定されており、鋳型９の周縁部には環状の鋳型枠１０が取り外し可能に固定されている。
【０００４】
この鋳造装置１によって鋳造する場合には、例えば金属の材料を溶解炉２へ投入し、真空中で誘導加熱コイル４に高周波の交流を通電することによって金属材料は溶解され、溶湯が生成されると油圧シリンダ１６によって溶解炉２を、支柱５の回動軸５ａを支点として傾け鋳型９上へ樋６を介して注湯される。溶湯は鋳型９の回転によってその全面に展開されて冷却固化される。鋳型９内で固化した鋳造品は鋳型枠１０と共に鋳型９から取り外される。
【０００５】
この鋳造装置１のように、回転円板状の鋳型９内で冷却する方式では、溶湯が冷却され固化するまでに時間を要し鋳造サイクルの短時間化の要請に対応し得ないという問題がある。また、樋６を経由させて鋳型９へ注湯しているので鋳型９上において高温度の溶湯の供給される部分が限られ、その部分が損傷を受けやすいという問題もある。
【０００６】
そこで、溶湯の冷却が効果的にかつ均等に行われるようにした、急冷ロール方式の鋳造装置が、例えば本願出願人が先に出願した特願平１０−１９３８０３号に示されている。図２に、この急冷ロール方式の鋳造装置２０を示す。
【０００７】
鋳造装置２０は図３の鋳造装置１と同様真空室内に設置され、誘導加熱式溶解炉２１は支柱２２の回動軸２２ａに支持されており、油圧シリンダ２４によって、実線で示す位置から、順次、一点鎖線で示す位置、二点鎖線で示す位置というように回動可能となっている。そして、溶解炉２１内で溶解された例えば金属材料の溶湯は出湯口２１ａからタンディッシュ２３へ供給され、タンディッシュ２３で整流化されて、水冷の冷却ロール２５へ注湯される。
【０００８】
タンディッシュ２３は、内部に傾斜受板２８を設けた箱形状であり、溶解炉２１から傾斜受板２８の上部へ注がれる溶湯は傾斜受板２８を流下して底板２９に落下し、底板２９のほぼ全長（幅方向）に沿って流れ整流化されて、ノズル状の注湯路２７から、前方へ回転する冷却ロール２５の表面へ注湯され、冷却されてフレーク状の急冷鋳片となる。そして、冷却ロール２５の下流側の面にスクレーパ２６が取り付けられており、急冷鋳片は冷却ロール２５から剥離される。
【０００９】
また、タンディッシュ２３は、架台３１上において高さ調節が可能な支柱３０に支持されており、冷却ロール２５の表面から注湯路２７の先端までの高さを調節し得るようになっている。更に、支柱３０の下端部の両側方に軸支される一対の車輪４０と、架台３１に固定された走行用レール４１とによって、タンディッシュ２３は冷却ロール２５の幅方向に移動できるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この急冷ロール方式では、冷却ロール２５の冷却能力に対応させて冷却ロール２５上へ注湯する溶湯の量をきめ細かく制御する必要がある。従来は、例えばタンディッシュ２３にロードセルを組み込み、タンディッシュ２３と溶湯との総重量を監視して、その重量が所定値を越えると溶解炉２１からタンディッシュ２３への注湯を強制的に停止させるなどしていた。しかし、ロードセルは耐熱性が良くなく、また溶湯の揺動などによって重量が変動したりして、ロードセルによる重量検知は精度良いものではなかった。
【００１１】
溶解炉２１の溶湯が溜められるキャビティ部２１ｃの形状、容積が決まれば、溶解炉２１をどれだけ傾ければどれだけ溶湯が流れるかは決まり、従って溶解炉２１の傾動角を制御することにより出湯量を制御することができる。しかし、従来、溶解炉２１の傾動は、単にポテンショメータを手動にて操作し油圧シリンダ２４の油圧比例弁の電圧を変化させる、またはプログラム設定器のプログラムにより油圧比例弁の電圧を変化させて溶解炉２１を傾動させているだけであり、例えば、傾動角度の現在値を取り込み設定傾動角との比較により、溶解炉２１を所望の傾動角に傾動させるというようなきめ細かなフィードバック制御は行っていない。
【００１２】
そこで、本発明は上述の問題に鑑みてなされ、溶解炉の傾動角を制御することにより溶解炉からの溶湯の出湯量をきめ細かく制御する注湯装置の制御方法及びその制御装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は、傾動手段によって、支柱に支持された回動軸のまわりに回動される溶解炉の回動角を傾動角度検出手段により検出して、溶解炉が所定の注湯量に対応する傾動角度になるように、傾動手段を駆動させるようにしたことを特徴とする注湯装置の制御方法、によって解決される。
【００１４】
または、支柱に支持された回動軸のまわりに傾動手段により回動可能とした溶解炉の回動角を検出する傾動角度検出手段と、溶解炉の傾動角度と注湯量との関係を予め記憶させた傾動角度設定器とを備え、傾動角度検出手段で検出される値を傾動角度設定器に供給し、この傾動角度設定器に予め記憶させた傾動角度と注湯量との関係から所定の注湯量に対応する傾動角度を得るようにしたことを特徴とする注湯装置の制御装置、によって解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
本実施の形態による注湯装置を、従来例と同じ図２を参照して説明するが、急冷ロール方式の装置２０であり、従来と違うのは、溶解炉２１に、傾動角度検出手段としてのロータリエンコーダ３２（例えば、光学式ロータリエンコーダ）が回動軸２２ａに対して同心的に設けられている点である。また、タンディッシュ２３にはロードセルが組み込まれている。ロードセルによりタンディッシュ２３内の溶湯の重量を監視するようにすれば、タンディッシュ２３の詰まりなどにより重量が所定値を越えた場合、溶解炉２１からの注湯を強制的に停止させることができる。
【００１７】
その他の構成については従来例で説明したように、誘導加熱式溶解炉２１は支柱２２の回動軸２２ａに支持されており、油圧シリンダ２４によって、回動軸２２ａまわりに回動可能となっている。そして、溶解炉２１内で溶解された例えば金属材料の溶湯は出湯口２１ａからタンディッシュ２３へ供給され、タンディッシュ２３で整流化されて注湯路２７から、前方へ回転する冷却ロール２５の表面へ注湯され、冷却されてフレーク状の急冷鋳片となる。そして、冷却ロール２５の下流側の面にスクレーパ２６が取り付けられており、急冷鋳片は冷却ロール２５から剥離される。
【００１８】
次に、図１を参照して、溶解炉２１の傾動角度制御について説明する。図１は、本実施の形態による注湯装置２０の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１９】
溶解炉２１には、傾動角度を検出するロータリエンコーダ３２が取り付けられており、ロータリエンコーダ３２は回転角に比例してパルスを発生し、シーケンサ３３へと出力する。シーケンサ３３は、ロータリエンコーダ３２からのカウント値を取り込む高速カウンタユニット３４と、Ｄ／Ａカード３５と、シーケンス制御用のＰＬＣ（programmable logic controller ）ＣＰＵ３６とからなる。高速カウンタユニット３４に取り込まれた現在角度のデジタル値は、Ｄ／Ａカード３５にてアナログ値の現在角度として傾動角度設定器３７へ出力される。（例えば、１８０度〜−１８０度をＤＣ５〜０Ｖに対応させて）。
【００２０】
傾動角度設定器３７には、予め求められた溶解炉２１の傾動角度と注湯量との関係が記憶されている。例えば、水平状態の溶解炉２１（図２の実線で示される状態）のキャビティ部２１ｃに最上面まで溶湯を入れて、ここから徐々に溶解炉２１を傾動させるのであるが、例えば毎分当たりの出湯量が一定となるように傾動させていき、溶湯がなくなるまで続ける。このときの一定の出湯量とこの出湯量を保つべく行う傾動角の変動との関係を予め求めて傾動角度設定器３７にメモリーしておく。
【００２１】
従って、傾動角度設定器３７においては、このメモリーデータと、Ｄ／Ａカード３５より受けた傾動角度の現在値との比較から、今、一定流速で出湯されるためには傾動角度を何度にしなければならないかを、傾動角度指令値として、油圧装置（油圧シリンダ２４と油圧比例弁３８とからなる）の油圧比例弁３８に出力する。これにより、油圧シリンダ２４は、溶解炉２１を所望の一定流速が得られる角度へと傾動させるべく駆動される。
【００２２】
なお、Ｄ／Ａカード３５からは、傾動角度表示器３９へも傾動角度の現在値が出力され表示されており、例えば、いつまで経っても溶解炉２１が傾動しない、過剰な速度で傾動するなどの異常を迅速に検知して安全管理をするようにしている。
【００２３】
また、溶解炉２１の水平時を検出する光電スイッチ（図示省略）を設け、水平時には、高速カウンタユニット３４に取り込まれるロータリエンコーダ３２からのカウント値を補正（リセット）するようにしている。
【００２４】
以上述べたように、本実施の形態では、溶解炉２１の傾動角度の変動を制御することにより、精度良く注湯量を制御することができる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２６】
以上の実施の形態では、傾動手段として油圧装置を用いたが、これに限ることなく、例えば溶解炉に取り付けたワイヤーをモータで巻き上げることで、溶解炉を回動軸を支点として持ち上げて、回動軸まわりに回動させるようにしても良い。この場合には、モータの回転数を制御することで傾動角度を制御する。
【００２７】
また、以上の実施の形態では、溶解炉２１からの注湯をタンディッシュ２３で受けてから、冷却ロール２５へ注湯したが、タンディッシュ２３に代えて、例えば図３で用いた樋６を介して冷却ロール２５へ注湯するようにしても良い。また、冷却ロール２５への注湯に限らず、例えば、図３で示した水冷円板への注湯でも良い。
【００２８】
また、以上の実施の形態では、一定流速で注湯されるように溶解炉２１の傾動を制御したが、これに限らず、例えば、溶解炉２１から注湯されるトータル量が一定となるべく傾動を制御するようにしても良い。この場合には、予め、溶解炉２１をある角度からある角度に傾動させたときはどのくらいの量出るのかという関係を求めておく。
【００２９】
また、以上の実施の形態では、傾動角度検出手段として光学式ロータリエンコーダ３２を用いたが、磁気式のロータリエンコーダでも良く、更にはロータリエンコーダに限らず、例えばポテンショメータにより抵抗値の変化として角度を検出しても良い。
【００３０】
更にまた、以上の実施の形態では、シーケンス制御用としてＰＬＣＣＰＵ３６を用いたが、パーソナルコンピュータ等の機器もしくはトランジスタ等の電子部品で制御しても良い。また、コントロールのための言語はシーケンス用以外でも制御可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、溶解炉の傾動角度を制御することにより、きめ細かな注湯量の制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の注湯装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】急冷ロール方式の注湯装置の概略側面図である。
【図３】水冷円板上に溶湯を流す注湯装置の概略側面図である。
【符号の説明】
２１    溶解炉
２２    支柱
２２ａ  回動軸
２４    油圧シリンダ
３２    傾動角度検出手段（ロータリエンコーダ）
３７    傾動角度設定器
【図１】
0004232878.tif 000002
【図２】
0004232878.tif 000003
【図３】
0004232878.tif 000004