JP4211069B2

JP4211069B2 - Alloy addition equipment

Info

Publication number: JP4211069B2
Application number: JP34192297A
Authority: JP
Inventors: 泰弘中井; 昌宏田所
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11159972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中又は不活性ガス雰囲気下で、誘導炉或いはコールドクルーシブル炉にて溶解された溶湯に、合金材料を添加する合金添加装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、真空中又は不活性ガス雰囲気下で、誘導炉内の溶湯に種々の合金材料を添加することが行われている。
この誘導炉内の溶湯に合金材料を添加する方法について、図６を用いて説明する。
図６は従来の合金添加の方法を示す概略構成図であるが、同図において、５０は誘導炉、５１は誘導炉５０内のルツボ、５２はルツボ５１内の溶湯、また、５３は合金５４（以下、適宜合金材料という場合がある。）を収納した合金室、５５は円筒状の管を屈曲して形成したシューターである。なお、５６ａ、５６ｂはルツボ５１内に誘導磁場を発生させるための誘導加熱コイルである。
以上の構成で、真空中のルツボ５１内の溶湯５２に合金材料を添加する場合、図６に示すように、合金室５３内の合金５４をシューター５５を介してルツボ５１内の溶湯５２に添加するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の構成によると、上記したように誘導炉のルツボ内の溶湯に合金材料を添加するときに、図６に示すように、誘導炉５０内のルツボ５１の口径に比べてシューター端部５５ａの口径が小さいにもかかわらず、ルツボ５１内の溶湯５２の中央部に合金５４を添加することができない事態が生じるという問題があった。
これは、シューター端部５５ａとルツボ５１内の溶湯５２との間の距離が長いことが原因と考えられる。
【０００４】
また、溶解炉が誘導加熱の原理を利用した誘導炉５０或いはコールドクルーシブル溶解炉の場合には、溶解又は保温のためにルツボ５１内には誘導磁場が発生しており、図６に示すシューター５５から添加される合金５４のような良導体は、誘導磁場から進行方向に垂直の力を受けるので、ルツボ５１外に逸れてしまう恐れがあった。
特に、微量の金属元素を添加する場合に、このような問題があると合金調整が困難となる。
【０００５】
本発明は、上記課題（問題点）を解決し、ルツボ内の溶湯に可能な限り近い位置から合金材料を投下すると共に、合金材料への誘導磁場の影響を抑えることにより溶湯中央部に合金材料を添加するようにした合金添加装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の合金添加装置は、上記課題を解決するために、請求項１に記載のものでは、真空中又は不活性ガス雰囲気下で、誘導炉又はコールドクルーシブル炉にて溶解された溶湯に合金材料を添加する合金添加装置において、略円筒形状の添加バケットと、該添加バケットの下端開口を下方から塞ぐ逆テーパ状蓋体とを備え、前記逆テーパ状蓋体を前記添加バケットに対して上下に移動するようにすると共に、前記添加バケットの外周に該添加バケットの下端開口より下方に伸びて前記添加バケットから落下する合金を案内する耐熱性金属材料製の逆円錐状案内板を取り付けるように構成した。
このようにすることにより、ルツボ内の高温の溶湯に可能な限り近い位置から合金材料を投下できるようになり、また、合金材料への誘導磁場の磁気をシールドして誘導磁場の影響を抑えることにより溶湯中央部に合金材料を添加するようにした合金添加装置とすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の合金添加装置では、上記逆円錐状案内板の勾配にほぼ等しい傾斜角度を有するガイドをルツボ上部に取り付けるように構成した。
このようにすることにより、ルツボ内の溶湯中央に合金添加装置を導くことが容易になるため、より溶湯中央部に合金材料を添加するようにした合金添加装置とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の合金添加装置の一実施の形態について図１乃至図５（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
なお、図１乃至図５（Ａ）〜（Ｄ）において、図６と同一の構成については同一の符号を付して、説明は省略した。
図１は本発明の合金添加装置の一実施の形態を示す縦断側面図で、図２は本合金添加装置を３機（但し１機は隠れている。）、合金添加室内に配置した状態を示す要部縦断側面図で、図３は図２のＡ−Ａ′断面図である。
また、図４は、合金添加装置をルツボ開口部に装着した状態を示す縦断側面図で、図５（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の合金添加装置を用いてルツボ内の溶湯に合金を添加する工程を順次示した縦断側面図である。
【００１０】
本発明の合金添加装置１０は、図１に示すように、先細りの略円筒形状をした添加バケット２０とシャフト４０の先端部に固定ボルト４１を介して取り付けられた逆テーパ状蓋体２１を備え、添加バケット２０の外周下部には、金属質で耐熱性を有した材料で構成した逆円錐状案内板２２を取り付けることにより構成される。
なお、逆テーパ状蓋体２１は、添加バケット２０に対して、図１に示すように、実線の位置から二点鎖線の位置まで上下に移動することができるようになっている。
また、４２ａ〜４２ｄは、逆円錐状案内板２２を添加バケット２０に取り付けるための固定ボルトである。
【００１１】
以上の構成で、本発明の合金添加装置１０を用いて実際に図２及び図４に示す誘導炉５０のルツボ５１内の溶湯５２に合金を添加する方法について、図２乃至図４を用いて説明する。なお、以下に説明する工程は図２に示す、のぞき窓７０から目視しながら行うものである。
先ず、図２の一部切り欠いて示した側面図及び図３の図２のＡ−Ａ′断面図に示すように、合金添加室１１内に３機の合金添加装置１０（１機は図２では見えない。）を回転テーブル１２上に配置し、添加する合金５４の種類によって所望の合金添加装置１０が、先端にフック状の吊り具４３を取り付けた昇降操作機構４４の位置に合うように回転テーブル１２を回転する。
なお、合金添加室１１は、誘導炉の図示しない真空タンクの真空ポンプとは別に、異なる真空ポンプを取り付けることにより、合金添加室１１内を排気できる装置を装備している。
【００１２】
次に、図２に示す上記昇降操作機構４４を用い、合金添加装置１０を吊り具４３に引っかけることにより、当該合金添加装置１０が他の合金添加装置１０と接触しない位置まで上方に引き上げ、回転テーブル１２の開口部１２ａの位置が、合金添加室１１のルツボ５１への開口部１１ａの位置と一致するまで回転テーブル１２を回転させる。
そして、合金添加装置１０を吊り具４３に引っかけたまま、昇降操作機構４４を操作することにより、回転テーブル１２の開口部１２ａから、ルツボ５１への合金添加室１１の開口部１１ａ、溶解タンク６０の開口部６０ａを経て、合金添加装置１０を徐々に下降させて、溶解タンク６０内のルツボ５１中央に設けたガイド３０により、図４に示すようにルツボ開口部５１ａに挿入される。
なお、図４では、本発明の合金添加装置１０をルツボ開口部５１ａに挿入した状態を示す縦断側面図で、同図においては、図面上の煩雑さを避けるため、合金添加室１１や他の合金添加装置１０の図示は省略してある。
【００１３】
次に、図４に示すように合金添加装置１０をルツボ開口部５１ａに挿入した後、合金添加装置１０を用いて溶湯に合金を添加する工程について図５（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
先ず、合金添加装置１０を誘導炉５０のルツボ開口部５１ａへ挿入後、図５（Ａ）に示すように、合金添加装置１０内に合金材料（又は合金）５４を上方の開口部から投下する。
次に、図５（Ｂ）に示すように所定量の合金材料５４が合金添加装置１０内に蓄えられたところで、吊り具４３により吊り下げられていた合金添加装置１０を図５（Ｃ）に示すように下降させると、今まで蓋体となっていた逆テーパ状蓋体２１が下に移動し、添加バケット２０との間に隙間が発生し、合金材料５４が落下を始める。
【００１４】
この合金材料が５４落下する形態としては、図５（Ｃ）に示すように、合金材料５４が添加バケット２０の下部内面２０ａに当たり、次に逆テーパ状蓋体２１の外面、案内板２２に次々に衝突しながら落下する。
これにより、合金材料５４は、最終的には図５（Ｄ）に示すように、逆円錐状案内板２２により案内され、ルツボ５１中央に誘導されて落下することになる。
【００１５】
ここで、案内板２２は、金属質で耐熱性を有した材料で構成するようにしたため、誘導磁場の磁気をシールドする作用が働き、合金材料５４が誘導磁場の影響を受けることを抑えることができる。
また、案内板２２をルツボ５１内部まで侵入させることができるため、合金材料５４の落下距離が小さくなるので、誘導磁場の影響を更に小さくすることができる。
従って、溶湯５２中央に合金材料５４を添加することができ、ルツボ５１壁面に付着して溶解できなくなるという状態を防止できるので、特に、微量の合金材料５４を添加する場合等において効果的である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の合金添加装置は、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように、略円筒形状の添加バケットと、該添加バケットの下端開口を下方から塞ぐ逆テーパ状蓋体とを備え、逆テーパ状蓋体を添加バケットに対して上下に移動するようにすると共に、添加バケットの外周に該添加バケットの下端開口より下方に伸びて前記添加バケットから落下する合金を案内する耐熱性金属材料製の逆円錐状案内板を取り付けるように構成すると、ルツボ内の高温の溶湯に可能な限り近い位置から合金材料を投下できるようになり、また、合金材料への誘導磁場の磁気をシールドして誘導磁場の影響を抑えることにより溶湯中央部に合金材料を添加することができる。
（２）また、ルツボ壁面に付着して溶解できなくなるという状態を防止できるので、特に、微量の金属材料を添加する場合等において効果的である。
（３）更に、合金添加装置内の合金材料を総て完全に落下させることができる。
【００１７】
（４）請求項２に記載したように、逆円錐状案内板の勾配にほぼ等しい傾斜角度を有するガイドをルツボ上部に取り付けるように構成すると、ルツボ内の溶湯中央に合金添加装置を導くことが容易になるために、より溶湯中央部に合金材料を添加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合金添加装置の一実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の合金添加装置を、合金添加室内に配置した状態を示す要部縦断側面図である。
【図３】本発明の合金添加装置を、合金添加室内に配置した状態を示す図２のＡ−Ａ´断面図である。
【図４】本発明の合金添加装置を、ルツボ開口部に装着した状態を示す縦断側面図である。
【図５】本発明の合金添加装置により合金材料を添加する工程を示す縦断側面図で、同図（Ａ）は合金材料を投下している状態を、同図（Ｂ）は所定量の合金材料を蓄積した状態を、同図（Ｃ）は逆テーパ状蓋体を下げた状態を、同図（Ｄ）は合金材料を溶湯に添加している状態を夫々示している。
【図６】従来の合金添加装置を用いて誘導炉のルツボ内の溶湯に合金材料を添加する工程を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１０：本発明の合金添加装置
２０：添加バケット
２１：逆テーパ状蓋体
２２：逆円錐状案内板
３０：ガイド
５０：誘導炉
５１：ルツボ
５２：溶湯
５４：合金（合金材料）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an alloy addition apparatus for adding an alloy material to molten metal melted in an induction furnace or a cold crucible furnace in a vacuum or in an inert gas atmosphere.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various alloy materials have been added to molten metal in an induction furnace in a vacuum or in an inert gas atmosphere.
A method of adding an alloy material to the molten metal in the induction furnace will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional alloy addition method. In FIG. 6, 50 is an induction furnace, 51 is a crucible in the induction furnace 50, 52 is a molten metal in the crucible 51, and 53 is an alloy 54. An alloy chamber 55 (hereinafter also referred to as an alloy material as appropriate) 55 is a shooter formed by bending a cylindrical tube. Reference numerals 56 a and 56 b denote induction heating coils for generating an induction magnetic field in the crucible 51.
When the alloy material is added to the molten metal 52 in the crucible 51 in vacuum with the above configuration, the alloy 54 in the alloy chamber 53 is added to the molten metal 52 in the crucible 51 via the shooter 55 as shown in FIG. Like to do.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the conventional configuration, when the alloy material is added to the molten metal in the crucible of the induction furnace as described above, the end of the shooter is compared with the diameter of the crucible 51 in the induction furnace 50 as shown in FIG. In spite of the small diameter of 55a, there was a problem that the alloy 54 could not be added to the center of the molten metal 52 in the crucible 51.
This is probably because the distance between the shooter end 55a and the molten metal 52 in the crucible 51 is long.
[0004]
In the case where the melting furnace is an induction furnace 50 or a cold crucible melting furnace using the principle of induction heating, an induction magnetic field is generated in the crucible 51 for melting or heat retention, and the shooter 55 shown in FIG. Since a good conductor such as the alloy 54 added from the above receives a force perpendicular to the traveling direction from the induction magnetic field, there is a possibility that the good conductor may escape to the outside of the crucible 51.
In particular, when a trace amount of a metal element is added, it is difficult to adjust the alloy if there is such a problem.
[0005]
The present invention solves the above problems (problems), drops the alloy material from a position as close as possible to the molten metal in the crucible, and suppresses the influence of the induction magnetic field on the alloy material, thereby suppressing the alloy material in the molten metal central portion. An object of the present invention is to provide an apparatus for adding an alloy in which is added.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an alloy addition apparatus according to the present invention is the alloy material according to claim 1, wherein the alloy material is melted in a molten metal in an induction furnace or a cold crucible furnace in a vacuum or in an inert gas atmosphere. In the alloy addition apparatus for adding, a substantially cylindrical addition bucket, and a reverse taper lid that closes a lower end opening of the addition bucket from below , the reverse taper lid vertically with respect to the addition bucket An inverted conical guide plate made of a heat-resistant metal material that guides an alloy that extends downward from the lower end opening of the addition bucket and guides the alloy falling from the addition bucket is attached to the outer periphery of the addition bucket. did.
By doing so, it becomes possible to drop the alloy material from a position as close as possible to the high-temperature molten metal in the crucible, and to suppress the influence of the induced magnetic field by shielding the magnetic field of the induced magnetic field to the alloy material. Thus, an alloy addition apparatus can be provided in which the alloy material is added to the molten metal central portion.
[0007]
In the alloy addition apparatus according to the second aspect, a guide having an inclination angle substantially equal to the inclination of the inverted conical guide plate is attached to the upper part of the crucible.
By doing in this way, since it becomes easy to guide an alloy addition apparatus to the molten metal center in a crucible, it can be set as an alloy addition apparatus which added an alloy material to the molten metal central part more.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of an alloy addition apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 (A) to (D).
In FIGS. 1 to 5A to 5D, the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of the alloy addition apparatus of the present invention, and FIG. 2 shows a state in which three alloy addition apparatuses (one is hidden) are arranged in the alloy addition chamber. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
FIG. 4 is a longitudinal side view showing a state in which the alloy addition device is attached to the crucible opening, and FIGS. 5A to 5D show an alloy added to the molten metal in the crucible using the alloy addition device of the present invention. It is the vertical side view which showed the process to add sequentially.
[0010]
As shown in FIG. 1, the alloy addition device 10 of the present invention includes an addition bucket 20 having a tapered and substantially cylindrical shape, and a reverse taper-shaped lid body 21 attached to a tip end portion of a shaft 40 via a fixing bolt 41. In addition, an inverted conical guide plate 22 made of a metallic material having heat resistance is attached to the lower outer periphery of the addition bucket 20.
As shown in FIG. 1, the reverse tapered lid body 21 can move up and down from the position of the solid line to the position of the two-dot chain line with respect to the addition bucket 20.
Reference numerals 42 a to 42 d denote fixing bolts for attaching the inverted conical guide plate 22 to the adding bucket 20.
[0011]
With the above configuration, a method for actually adding an alloy to the molten metal 52 in the crucible 51 of the induction furnace 50 shown in FIGS. 2 and 4 using the alloy addition apparatus 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. explain. In addition, the process demonstrated below is performed while visually observing from the observation window 70 shown in FIG.
First, as shown in the side view partially cut away in FIG. 2 and the AA ′ cross-sectional view in FIG. 2 in FIG. 3, three alloy addition devices 10 (one in FIG. 2) is arranged on the turntable 12, and the desired alloy addition device 10 is adapted to the position of the lifting / lowering operation mechanism 44 having a hook-like suspension 43 attached to the tip depending on the type of the alloy 54 to be added. The rotary table 12 is rotated.
The alloy addition chamber 11 is equipped with a device that can evacuate the alloy addition chamber 11 by attaching a different vacuum pump in addition to the vacuum pump of a vacuum tank (not shown) of the induction furnace.
[0012]
Next, by using the lifting / lowering operation mechanism 44 shown in FIG. 2, the alloy addition apparatus 10 is hooked on the lifting tool 43, and the alloy addition apparatus 10 is pulled up to a position where it does not come into contact with the other alloy addition apparatus 10. The rotary table 12 is rotated until the position of the opening 12 a of the table 12 matches the position of the opening 11 a to the crucible 51 of the alloy addition chamber 11.
Then, by operating the lifting / lowering operation mechanism 44 while the alloy addition device 10 is hooked on the hanging tool 43, the opening 11 a of the alloy addition chamber 11 from the opening 12 a of the rotary table 12 to the crucible 51, the melting tank 60. The alloy addition apparatus 10 is gradually lowered through the opening 60a and inserted into the crucible opening 51a as shown in FIG. 4 by the guide 30 provided in the center of the crucible 51 in the melting tank 60.
FIG. 4 is a longitudinal side view showing a state in which the alloy addition apparatus 10 of the present invention is inserted into the crucible opening 51a. In FIG. 4, in order to avoid complications in the drawing, the alloy addition chamber 11 and other parts are shown. The illustration of the alloy addition device 10 is omitted.
[0013]
Next, as shown in FIG. 4, the process of adding the alloy to the molten metal using the alloy addition apparatus 10 after inserting the alloy addition apparatus 10 into the crucible opening 51a will be described with reference to FIGS. explain.
First, after inserting the alloy addition apparatus 10 into the crucible opening 51a of the induction furnace 50, as shown in FIG. 5A, the alloy material (or alloy) 54 is dropped into the alloy addition apparatus 10 from the upper opening. .
Next, as shown in FIG. 5 (B), when a predetermined amount of the alloy material 54 is stored in the alloy addition device 10, the alloy addition device 10 suspended by the hanger 43 is shown in FIG. 5 (C). When it is lowered as shown, the reverse tapered lid body 21 which has been a lid body moves down, a gap is generated between the addition bucket 20 and the alloy material 54 starts to fall.
[0014]
As a form in which the alloy material 54 falls, as shown in FIG. 5C, the alloy material 54 hits the lower inner surface 20a of the addition bucket 20, and then the outer surface of the reverse tapered lid 21 and the guide plate 22 one after another. Fall while colliding with.
As a result, the alloy material 54 is finally guided by the inverted conical guide plate 22 as shown in FIG. 5D, and is guided to the center of the crucible 51 and falls.
[0015]
Here, since the guide plate 22 is made of a metallic material having heat resistance, the action of shielding the magnetic field of the induced magnetic field works, and the alloy material 54 can be prevented from being affected by the induced magnetic field. it can.
Moreover, since the guide plate 22 can be penetrated into the crucible 51, the drop distance of the alloy material 54 is reduced, so that the influence of the induced magnetic field can be further reduced.
Therefore, the alloy material 54 can be added to the center of the molten metal 52, and it is possible to prevent the state in which the alloy material 54 adheres to the wall surface of the crucible 51 and cannot be melted. This is particularly effective when a small amount of alloy material 54 is added. .
[0016]
【The invention's effect】
Since the alloy addition apparatus of the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects.
(1) As described in claim 1, it is provided with a substantially cylindrical addition bucket and a reverse tapered lid that closes the lower end opening of the addition bucket from below , and the reverse tapered lid is attached to the addition bucket. An inverted conical guide plate made of a heat-resistant metal material that guides an alloy that extends downward from the lower end opening of the addition bucket and guides the alloy falling from the addition bucket is attached to the outer periphery of the addition bucket. When configuration, from a position as close as possible to the high temperature of the molten metal in the crucible to be dropped the alloy material, also, the molten metal central portion by suppressing the influence of the induced magnetic field by shielding the magnetic induction field to the alloy material An alloy material can be added to.
(2) Further, since it is possible to prevent a state in which the crucible adheres to the wall surface of the crucible and cannot be dissolved, it is particularly effective when a trace amount of metal material is added.
(3) Furthermore, all the alloy materials in the alloy addition apparatus can be dropped completely.
[0017]
(4) As described in claim 2, when a guide having an inclination angle substantially equal to the gradient of the inverted conical guide plate is attached to the upper part of the crucible, the alloy addition device can be guided to the center of the molten metal in the crucible. In order to become easy, an alloy material can be added to the molten metal central part more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of an alloy addition apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a vertical side view of a main part showing a state in which the alloy addition apparatus of the present invention is disposed in an alloy addition chamber.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2 showing a state in which the alloy addition apparatus of the present invention is disposed in the alloy addition chamber.
FIG. 4 is a longitudinal side view showing a state in which the alloy addition device of the present invention is mounted in the crucible opening.
FIG. 5 is a longitudinal side view showing a process of adding an alloy material by the alloy addition apparatus of the present invention, in which FIG. 5 (A) shows a state in which the alloy material is being dropped, and FIG. FIG. 4C shows a state in which the material is accumulated, FIG. 4C shows a state in which the reverse tapered lid is lowered, and FIG. 4D shows a state in which the alloy material is added to the molten metal.
FIG. 6 is a longitudinal side view showing a process of adding an alloy material to a molten metal in a crucible of an induction furnace using a conventional alloy addition apparatus.
[Explanation of symbols]
10: Alloy addition apparatus 20 of the present invention: Addition bucket 21: Inverted tapered lid 22: Inverted conical guide plate 30: Guide 50: Induction furnace 51: Crucible 52: Molten metal 54: Alloy (alloy material)

Claims

In an alloy addition apparatus for adding an alloy material to molten metal melted in an induction furnace or a cold crucible furnace in a vacuum or under an inert gas atmosphere,
A substantially cylindrical addition bucket, and a reverse tapered lid that closes a lower end opening of the addition bucket from below , the reverse tapered lid moving up and down with respect to the addition bucket, and An alloy addition device characterized in that an inverted conical guide plate made of a heat-resistant metal material is attached to the outer periphery of the addition bucket to guide an alloy that extends downward from the lower end opening of the addition bucket and drops from the addition bucket .

2. The alloy addition apparatus according to claim 1, wherein a guide having an inclination angle substantially equal to the inclination of the inverted conical guide plate is provided in the upper part of the crucible.