取鍋の溶湯加熱装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳型に注入する溶湯を、移動可能な取鍋内で加熱する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶湯を鋳型に入れるための取鍋内の溶湯の温度が下がって、その流動性が低下してしまった時には、取鍋内の溶湯を溶解炉に戻して再加熱するか、いったん冷却凝固させたのち溶解炉に戻して再溶解する。これでは、作業性が非常に悪く、特に後者では、再溶解のためにかなりのエネルギ損失を招く。そこで、従来、取鍋内の溶湯の流動性を常時、保持させるために、載置台に対して移動可能に載置する取鍋に取鍋コア（第１コアともいう）を装着し、載置台側に固定コア（第２コアともいう）とコイルとを固定設置するものが特開昭６３−１３７５２１号公報等に知られている。
【０００３】図３は従来例の断面図、図４は図３の要部断面図である。この取鍋の溶湯加熱装置の構成は、取鍋２の鉄皮４で囲まれた耐火断熱材３と、この耐火断熱材３の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コア１５ａ、１５ｂと、前記取鍋２を載置可能な載置台９に装着される固定コア６と、この固定コア６の両端に設けられ前記取鍋コア１５ａ、１５ｂと対向して上下に対をなす磁極部６ａ、６ｂと、前記固定コア６を励磁し上下に絶縁材７ａ、７ｂを持つコイル７とからなる。前記上の取鍋コア１５ａの下端は前記コイル７の上端とほぼ同じ高さで、磁極部６ａより絶縁材７ａの分だけ下方にあるだけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例における磁束を検討すると、固定コア６と上下の取鍋コア１５ａ、１５ｂと溶湯１を通過する磁束Φは、溶湯１を加熱する本来的に有効な磁束である。これに対して、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 や、磁束Φの外側であつて鉄皮４と溶湯１とを通過する外側の漏洩磁束Φ1 が存在する。上の取鍋コア１５ａと下の取鍋コア１５ｂとの間の鉄皮４は、周方向に分割して絶縁材で結合するが、この鉄皮４の存在と磁路が短い分、磁束Φ2 は大きい。上の取鍋コア１５ａの上方の鉄皮４は、トラニオン軸３ａを一体化して取鍋２の重量と傾動の力を受ける機械強度メンバであって分割しにくく、磁路が長いがこの鉄皮４の存在の分、磁束Φ1 は大きい。
【０００５】磁束Φ1 は比較的に小さいが、周方向に１ターンを形成する鉄皮４に渦電流を生じ、これを加熱して赤熱にいたる場合もあり、機械的強度を著しく低下させる。１ターンを形成しないときも事情はあまり変わらない。磁束Φ2 は比較的に大きく、周方向に１ターンを形成しないが鉄皮４に分割されたものごとに渦電流を生じ、これを加熱するだけで溶湯１の加熱になにも貢献しない。
【０００６】この発明の目的は、本来的に有効な磁束の外側や内側の漏洩磁束が、鉄皮を加熱して機械強度を低下させ、エネルギ損失を生じることを防止できる取鍋の溶湯加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明１の取鍋の溶湯加熱装置は、取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置するものである。
【０００８】発明２の取鍋の溶湯加熱装置は、発明１と同一のいわゆる前提部分において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けるものである。このとき発明３は、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とする。
【０００９】
【作用】発明１において、図１を参照する。電気良導体からなる環状体１０は、コイル７の発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、前述の外側の漏洩磁束Φ1 を激減させる。このため上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４の加熱が防止される。
【００１０】発明２において、図１及び２を参照する。上の取鍋コア５ａの下端に前記コイル６の上端より下方に延長した延設部５ｘを設けることにより、前述の漏洩磁束Φ2 は本来の有効な磁束Φに吸収され、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 は激減し、この部分の鉄皮４の温度上昇が低下する。このとき、寸法ｅは５０ｍｍ以上とする。
【００１１】
【実施例】図１は実施例１の断面図、図２は実施例２の要部断面図である。従来例及び各図において、同一符号をつけるものはおよそ同一機能を持ち、重複説明を省くこともある。図１において、この取鍋の溶湯加熱装置の構成は、取鍋２の鉄皮４で囲まれた耐火断熱材３と、この耐火断熱材３の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コア１５ａ、１５ｂと、前記取鍋２を載置可能な載置台９に装着される固定コア６と、この固定コア６の両端に設けられ前記取鍋コア１５ａ、１５ｂと対向して上下に対をなす磁極部６ａ、６ｂと、前記固定コア６を励磁し上下に絶縁材７ａ、７ｂを持つコイル７とからなる。この実施例１の特徴として、前記上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４に閉じた１ターンを形成する銅、アルミニュウム等の電気良導体からなる環状体１０を配置する。実施例１によれば、電気良導体からなる環状体１０は、コイル７の発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、前述の外側の漏洩磁束Φ1 を激減させる。このため上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４の加熱が防止される。銅板の厚さは５〜２０ｍｍ、上下方向の幅は１００〜５００ｍｍ程度がよい。実験による実例では、電力６００ｋＷ、６ｔｏｎの容量の取鍋の溶湯加熱装置において、環状体１０を１０ｍｍ、３００ｍｍ幅の銅板で１ターンを形成して上方の鉄皮４に配置した場合の温度上昇速度は、環状体のないとき、５℃／ｍｉｎであったものが、環状体の配置により、１℃／ｍｉｎと１／５の温度上昇速度に低下した。
【００１２】図２に示す実施例２の特徴として、上の取鍋コア５ａの下端を前記コイル６の上端より下方に延長した延設部５ｘを設ける。この寸法ｅは５０ｍｍ以上とする。延設部５ｘを設けることにより、前述の漏洩磁束Φ2 は本来の有効な磁束Φに吸収され、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 は激減し、この部分の鉄皮４の温度上昇が低下する。実施例１で実験の６ｔｏｎと同一取鍋において、寸法ｅ（ｍｍ）と温度上昇速度（℃／ｍｉｎ）との関係は次のとおりであった。ｅなしで６℃、ｅ＝３０で５℃、ｅ＝５０で２．５℃、ｅ＝７０で２℃、ｅ＝１００で１．５℃。
【００１３】
【発明の効果】発明１の取鍋の溶湯加熱装置は、取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置するものである。そして、発明２の取鍋の溶湯加熱装置は、前記と同一のいわゆる前提部分において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けるものである。このとき発明３は、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とする。
【００１４】このような構成によれば、発明１において、電気良導体からなる環状体は、コイルの発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、本来の有効磁束の外側の漏洩磁束を激減させることとなり、上の取鍋コアの上方の前記鉄皮の加熱が防止されるという効果がある。そして、発明２において、上の取鍋コアの下端に前記コイルの上端より下方に延長した、例えば５０ｍｍ以上の、延設部を設けることにより、内側の漏洩磁束は本来の有効磁束に吸収され、この磁束の内側であつて鉄皮を通過して溶湯を通過しない内側の漏洩磁束は激減することとなり、この部分の鉄皮の温度上昇が低下するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の断面図
【図２】実施例２の要部断面図
【図３】従来例の断面図
【図４】図３の要部断面図
【符号の説明】
１ 溶湯
２ 取鍋
３ 耐火断熱材
３ａ トラニオン軸
４ 鉄皮
５ａ 上の取鍋コア
５ｘ 延設部
６ 固定コア
６ａ 上の磁極部
６ｂ 下の磁極部
７ コイル
７ａ 絶縁材
７ｂ 絶縁材
９ 載置台
１０ 環状体
１５ａ 上の取鍋コア
１５ｂ 下の取鍋コア
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳型に注入する溶湯を、移動可能な取鍋内で加熱する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶湯を鋳型に入れるための取鍋内の溶湯の温度が下がって、その流動性が低下してしまった時には、取鍋内の溶湯を溶解炉に戻して再加熱するか、いったん冷却凝固させたのち溶解炉に戻して再溶解する。これでは、作業性が非常に悪く、特に後者では、再溶解のためにかなりのエネルギ損失を招く。そこで、従来、取鍋内の溶湯の流動性を常時、保持させるために、載置台に対して移動可能に載置する取鍋に取鍋コア（第１コアともいう）を装着し、載置台側に固定コア（第２コアともいう）とコイルとを固定設置するものが特開昭６３−１３７５２１号公報等に知られている。
【０００３】図３は従来例の断面図、図４は図３の要部断面図である。この取鍋の溶湯加熱装置の構成は、取鍋２の鉄皮４で囲まれた耐火断熱材３と、この耐火断熱材３の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コア１５ａ、１５ｂと、前記取鍋２を載置可能な載置台９に装着される固定コア６と、この固定コア６の両端に設けられ前記取鍋コア１５ａ、１５ｂと対向して上下に対をなす磁極部６ａ、６ｂと、前記固定コア６を励磁し上下に絶縁材７ａ、７ｂを持つコイル７とからなる。前記上の取鍋コア１５ａの下端は前記コイル７の上端とほぼ同じ高さで、磁極部６ａより絶縁材７ａの分だけ下方にあるだけである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例における磁束を検討すると、固定コア６と上下の取鍋コア１５ａ、１５ｂと溶湯１を通過する磁束Φは、溶湯１を加熱する本来的に有効な磁束である。これに対して、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 や、磁束Φの外側であつて鉄皮４と溶湯１とを通過する外側の漏洩磁束Φ1 が存在する。上の取鍋コア１５ａと下の取鍋コア１５ｂとの間の鉄皮４は、周方向に分割して絶縁材で結合するが、この鉄皮４の存在と磁路が短い分、磁束Φ2 は大きい。上の取鍋コア１５ａの上方の鉄皮４は、トラニオン軸３ａを一体化して取鍋２の重量と傾動の力を受ける機械強度メンバであって分割しにくく、磁路が長いがこの鉄皮４の存在の分、磁束Φ1 は大きい。
【０００５】磁束Φ1 は比較的に小さいが、周方向に１ターンを形成する鉄皮４に渦電流を生じ、これを加熱して赤熱にいたる場合もあり、機械的強度を著しく低下させる。１ターンを形成しないときも事情はあまり変わらない。磁束Φ2 は比較的に大きく、周方向に１ターンを形成しないが鉄皮４に分割されたものごとに渦電流を生じ、これを加熱するだけで溶湯１の加熱になにも貢献しない。
【０００６】この発明の目的は、本来的に有効な磁束の外側や内側の漏洩磁束が、鉄皮を加熱して機械強度を低下させ、エネルギ損失を生じることを防止できる取鍋の溶湯加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明１の取鍋の溶湯加熱装置は、取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置するものである。
【０００８】発明２の取鍋の溶湯加熱装置は、発明１と同一のいわゆる前提部分において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けるものである。このとき発明３は、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とする。
【０００９】
【作用】発明１において、図１を参照する。電気良導体からなる環状体１０は、コイル７の発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、前述の外側の漏洩磁束Φ1 を激減させる。このため上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４の加熱が防止される。
【００１０】発明２において、図１及び２を参照する。上の取鍋コア５ａの下端に前記コイル６の上端より下方に延長した延設部５ｘを設けることにより、前述の漏洩磁束Φ2 は本来の有効な磁束Φに吸収され、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 は激減し、この部分の鉄皮４の温度上昇が低下する。このとき、寸法ｅは５０ｍｍ以上とする。
【００１１】
【実施例】図１は実施例１の断面図、図２は実施例２の要部断面図である。従来例及び各図において、同一符号をつけるものはおよそ同一機能を持ち、重複説明を省くこともある。図１において、この取鍋の溶湯加熱装置の構成は、取鍋２の鉄皮４で囲まれた耐火断熱材３と、この耐火断熱材３の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コア１５ａ、１５ｂと、前記取鍋２を載置可能な載置台９に装着される固定コア６と、この固定コア６の両端に設けられ前記取鍋コア１５ａ、１５ｂと対向して上下に対をなす磁極部６ａ、６ｂと、前記固定コア６を励磁し上下に絶縁材７ａ、７ｂを持つコイル７とからなる。この実施例１の特徴として、前記上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４に閉じた１ターンを形成する銅、アルミニュウム等の電気良導体からなる環状体１０を配置する。実施例１によれば、電気良導体からなる環状体１０は、コイル７の発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、前述の外側の漏洩磁束Φ1 を激減させる。このため上の取鍋コア１５ａの上方の前記鉄皮４の加熱が防止される。銅板の厚さは５〜２０ｍｍ、上下方向の幅は１００〜５００ｍｍ程度がよい。実験による実例では、電力６００ｋＷ、６ｔｏｎの容量の取鍋の溶湯加熱装置において、環状体１０を１０ｍｍ、３００ｍｍ幅の銅板で１ターンを形成して上方の鉄皮４に配置した場合の温度上昇速度は、環状体のないとき、５℃／ｍｉｎであったものが、環状体の配置により、１℃／ｍｉｎと１／５の温度上昇速度に低下した。
【００１２】図２に示す実施例２の特徴として、上の取鍋コア５ａの下端を前記コイル６の上端より下方に延長した延設部５ｘを設ける。この寸法ｅは５０ｍｍ以上とする。延設部５ｘを設けることにより、前述の漏洩磁束Φ2 は本来の有効な磁束Φに吸収され、磁束Φの内側であつて鉄皮４を通過して溶湯１を通過しない内側の漏洩磁束Φ2 は激減し、この部分の鉄皮４の温度上昇が低下する。実施例１で実験の６ｔｏｎと同一取鍋において、寸法ｅ（ｍｍ）と温度上昇速度（℃／ｍｉｎ）との関係は次のとおりであった。ｅなしで６℃、ｅ＝３０で５℃、ｅ＝５０で２．５℃、ｅ＝７０で２℃、ｅ＝１００で１．５℃。
【００１３】
【発明の効果】発明１の取鍋の溶湯加熱装置は、取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置するものである。そして、発明２の取鍋の溶湯加熱装置は、前記と同一のいわゆる前提部分において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けるものである。このとき発明３は、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とする。
【００１４】このような構成によれば、発明１において、電気良導体からなる環状体は、コイルの発生する交番磁界に対して逆磁界を作り、本来の有効磁束の外側の漏洩磁束を激減させることとなり、上の取鍋コアの上方の前記鉄皮の加熱が防止されるという効果がある。そして、発明２において、上の取鍋コアの下端に前記コイルの上端より下方に延長した、例えば５０ｍｍ以上の、延設部を設けることにより、内側の漏洩磁束は本来の有効磁束に吸収され、この磁束の内側であつて鉄皮を通過して溶湯を通過しない内側の漏洩磁束は激減することとなり、この部分の鉄皮の温度上昇が低下するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の断面図
【図２】実施例２の要部断面図
【図３】従来例の断面図
【図４】図３の要部断面図
【符号の説明】
１ 溶湯
２ 取鍋
３ 耐火断熱材
３ａ トラニオン軸
４ 鉄皮
５ａ 上の取鍋コア
５ｘ 延設部
６ 固定コア
６ａ 上の磁極部
６ｂ 下の磁極部
７ コイル
７ａ 絶縁材
７ｂ 絶縁材
９ 載置台
１０ 環状体
１５ａ 上の取鍋コア
１５ｂ 下の取鍋コア
【特許請求の範囲】
【請求項１】取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置することを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【請求項２】取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けることを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【請求項３】請求項２記載の取鍋の溶湯加熱装置において、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とすることを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【請求項１】取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの上方の前記鉄皮に１ターンを形成する電気良導体からなる環状体を配置することを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【請求項２】取鍋の鉄皮で囲まれた耐火断熱材と、この耐火断熱材の外側に装着されて上下に対をなす取鍋コアと、前記取鍋を載置可能な載置台に装着される固定コアと、この固定コアの両端に設けられ前記取鍋コアと対向して上下に対をなす磁極部と、前記固定コアを励磁するコイルとからなる取鍋の溶湯加熱装置において、前記上の取鍋コアの下端を前記コイルの上端より下方に延長した延設部を設けることを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【請求項３】請求項２記載の取鍋の溶湯加熱装置において、前記延設部の寸法を５０ｍｍ以上とすることを特徴とする取鍋の溶湯加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【特許番号】特許第３０５５２４３号（Ｐ３０５５２４３）
【登録日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）
【発行日】平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２４６３２２
【出願日】平成３年９月２６日（１９９１．９．２６）
【公開番号】特開平５−８４５６５
【公開日】平成５年４月６日（１９９３．４．６）
【審査請求日】平成９年６月１８日（１９９７．６．１８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１７８２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１３７５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−１８７４５９（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１４）
【発行日】平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年９月２６日（１９９１．９．２６）
【公開番号】特開平５−８４５６５
【公開日】平成５年４月６日（１９９３．４．６）
【審査請求日】平成９年６月１８日（１９９７．６．１８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【参考文献】
【文献】特開 平４−１７８２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１３７５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−１８７４５９（ＪＰ，Ａ）
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