JP6767054B2

JP6767054B2 - ワイヤー処理装置

Info

Publication number: JP6767054B2
Application number: JP2017194744A
Authority: JP
Inventors: 竹清渡邊; 山本　展也; 展也山本
Original assignee: 東洋電化工業株式会社
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: JP2019063848A

Description

本発明は、鉄などの金属を溶融して得られる溶湯に対して金属マグネシウムなどの材料を含有する金属ワイヤーを挿入することにより、その溶湯の成分調整などの処理を行うワイヤー処理装置に関するものである。

従来、金属を溶融して得られる溶湯を搬送又は成分調整処理するために、その溶湯を貯留する容器である取鍋が利用されている。

例えば、特許文献１において、溶湯を内部に貯留するために上方に向かって開口する円筒容器状の溶湯用取鍋と、その取鍋の上方に位置する取鍋用蓋とを備え、その取鍋用蓋には、ガイドパイプを挿通された金属ワイヤーが挿通する挿通部と、金属ワイヤーを溶湯に添加したときに発生する煙を排出する煙突がそれぞれ独立して立設されていることが開示されている。

特開２０１６−１３７５０１号公報

しかしながら、特許文献１の溶湯用取鍋において、取鍋用蓋に金属ワイヤーを挿通する挿通部が立設されているが、その上部に位置するガイドパイプとの干渉を回避するために挿通部とガイドパイプとの間に空隙を設ける必要があるため、溶湯用取鍋に取鍋用蓋を取り付けて金属マグネシウムなどの金属ワイヤーを溶湯に挿入して成分調整処理するときに、金属ワイヤーと溶湯との接触による激しい反応により挿通部を通じて溶湯が外部に漏れ出るおそれがあった。

また、特許文献１の溶湯用取鍋において、取鍋用蓋に金属ワイヤーを挿通する挿通部と、金属ワイヤーを溶湯に添加したときに発生する煙を排出する煙突が、それぞれ独立して立設されているため、取鍋に取鍋用蓋を載置して金属ワイヤーを挿通して処理したときに、取鍋と取鍋用蓋の内部空間の圧力を調整することが困難であるという課題もあった。

そこで、本発明は、取鍋本体に蓋体を取り付けて金属マグネシウムなどの材料のみからなるソリッドワイヤーやそれら材料が薄い鋼板などで緊密に被覆されたコワードワイヤーである金属ワイヤーを溶湯に挿入して成分調整処理するときに、金属ワイヤーと溶湯との接触による激しい反応が起こったとしても、金属ワイヤーを挿通する箇所から外部に飛散しないようにし、さらには、取鍋本体に蓋体を載置して金属ワイヤーを挿通して処理したときに、取鍋本体と蓋体の内部空間の圧力を調整することができるワイヤー処理装置を提供することを目的とする。

〔１〕すなわち、本発明は、内部に溶湯（８）を収容する取鍋本体（１）と、前記取鍋本体（１）の開口部（１３）を覆う蓋体（２）を備え、前記蓋体（２）には、前記溶湯（８）に金属ワイヤー（Ｗ）が供給されることにより発生した物質を前記取鍋本体（１）から排出する排気筒（３）が設けられ、前記排気筒（３）の内側には、前記金属ワイヤー（Ｗ）を案内する案内筒（４）が設けられており、前記排気筒（３）が、前記蓋体（２）に立設された第一排気筒（３１）と、前記第一排気筒（３１）とは分離し前記第一排気筒（３１）を内設する第二排気筒（３２）を備えることを特徴とするワイヤー処理装置である。

〔２〕そして、前記金属ワイヤー（Ｗ）を挿入し始める前記案内筒（４）の一端から前記蓋体（２）側に位置する前記案内筒（４）の他端に向かって気体を送る送気部（５）を備えることを特徴とする前記〔１〕又は前記〔２〕に記載のワイヤー処理装置である。

〔３〕そして、前記溶湯（８）に前記金属ワイヤー（Ｗ）が供給されることにより発生した前記物質を、前記排気筒（３）を通じて吸引する集塵機（６）を備えることを特徴とする前記〔１〕から前記〔３〕のいずれかに記載のワイヤー処理装置である。

〔４〕そして、前記溶湯（８）に前記金属ワイヤー（Ｗ）が供給されることにより発生した前記物質を、前記排気筒（３）を通じて吸引する集塵機（６）を備え、前記第一排気筒（３１）と、前記第二排気筒（３２）との間に外気を吸入可能である空隙（３３）を有することを特徴とする前記〔１〕に記載のワイヤー処理装置である。

本発明によれば、取鍋本体に蓋体を取り付けて金属マグネシウムなどの材料のみからなるソリッドワイヤーやそれら材料が薄い鋼板などで緊密に被覆されたコワードワイヤーである金属ワイヤーを溶湯に挿入して成分調整処理するときに、金属ワイヤーと溶湯との接触による激しい反応が起こったとしても、金属ワイヤーを挿通する箇所から外部に飛散しないようにし、さらには、取鍋本体に蓋体を載置して金属ワイヤーを挿通して処理したときに、取鍋本体と蓋体の内部空間の圧力を調整することができる。

本発明のワイヤー処理装置の正面図である。本発明のワイヤー処理装置のＡ−Ａ線部分断面図である。

以下、本発明に係るワイヤー処理装置に関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。また、説明中の上下方向とは、図１及び図２における上下方向である。なお、数値範囲を示す表現は、上限と下限を含むものである。

図１及び図２に示すように、本発明のワイヤー処理装置は、内部に溶湯８を収容する取鍋本体１と、取鍋本体１の上方に向かって開口している開口部１１を覆う蓋体２を備えている。

取鍋本体１は、有底の略円筒状の容器であり、上部には溶湯８を注ぎ入れるなどするための開口部１１が設けられている。また、取鍋本体１は、直接溶湯８と接触するために、特に、内側面及び内底面において、耐火煉瓦、耐火断熱煉瓦など耐火性、耐熱性や耐腐食性などに優れたシリカ、ジルコニア、粘土、アルミナなどの無機化合物を主体とする材料であることが好ましい。また、他の実施形態において、取鍋本体１の上端面に開口部１１を取り囲むように溝を設け、または、取鍋本体１の上端面に当接する蓋体２の下面に溝を設けて、それらの溝に応力により変形することができる柔軟性を有するガスケットを配設して蓋体２を載置したときに取鍋本体１と蓋体２との隙間から溶湯８が外部に噴出、漏洩すること防ぐようにすることができる。なお、それらの溝は、取鍋本体１または蓋体２の少なくとも一方に設けることができる。

蓋体２は、取鍋本体１の開口部１１を覆う部材であり、開口部１１側に向かって空間Ｓを有する箱状の蓋体基部２１と、その蓋体基部２１の周縁に外側に向かって突設された鍔部２２を備えている。蓋体基部２１が内部に空間Ｓを有することにより、取鍋本体１内の
溶湯８に金属ワイヤーが添加されたときに激しく反応が起こり、急激に圧力が増えたとしても空間Ｓにある空気が緩衝して蓋体２を押し上げようとする力を緩和することができる。

また、蓋体２は、外側に位置し板状の蓋体外装部２３と、内側に位置し溶湯８と当接し得る蓋体耐火部２４を有し、蓋体外装部２３及び蓋体耐火部２４の一部で蓋体基部２１を構成し、蓋体外装部２３及び蓋体耐火部２４の他部で鍔部２２を構成している。蓋体外装部２３は、金属などの強度と耐火性を備えた材料であることが好ましい。また、蓋体耐火部２４は、直接溶湯８と接触し得るために、耐火煉瓦、耐火断熱煉瓦など耐火性、耐熱性や耐腐食性などに優れたシリカ、ジルコニア、粘土、アルミナなどの無機化合物を主体とする材料であることが好ましい。

そして、金属ワイヤーＷを取鍋本体１内の溶湯８に添加させるために、蓋体基部２１の上面に内部の空間Ｓと外部を連通する孔が穿設されている。そして、その孔に排気筒３が挿設されている。

排気筒３は、蓋体２に対して立設するように蓋体２の上部に挿設され、溶湯８に金属ワイヤーＷが供給されることにより発生した物質を取鍋本体１から排出する筒状の部材である。排気筒３により、金属ワイヤーＷを溶湯８に添加するときに金属ワイヤーＷと溶湯８とが反応して生じる金属ワイヤーＷ由来の蒸気などの物質を外部に放出させて内圧を高め過ぎないようにすることができる。

そして、排気筒３は、蓋体２に立設された第一排気筒３１と、第一排気筒３１とは物理的に分離し第一排気筒３１を内設する第二排気筒３２などから構成されている。第一排気筒３１は、蓋体２の上部から略垂直に立設され、上端及び下端が開口された筒状の部材である。そして、第二排気筒３２は、第一排気筒３１の外径よりも大きい内径を有することにより、第一排気筒３１を部分的に内設し、下端が開口され、上端において案内筒４を挿通する孔を有する板部材により閉じられた部材である。第二排気筒３２は上下に３０〜２００ｃｍ移動されても、第一排気筒３１を部分的に内設しているため、金属ワイヤーＷを添加することにより発生した揮発成分などの物質をほぼ漏洩せず排気することができる。なお、第一排気筒３１が、第二排気筒３２に内設される上下のストロークの長さは、設置場所などの条件により種々設計することができる。このように、排気筒３を物理的に分離することにより、図１に示すように、取鍋本体１から蓋体２を上下に移動させるときに、第二排気筒３２を移動させることなく、蓋体２に立設され一体となっている第一排気筒３１のみを移動させればよいために、蓋体２を移動させる力が第二排気筒３２と共に移動させるときに比べて少なく済むので、蓋体２を保持する鎖などの保持部材Ｃや電力により駆動するシリンダーなどの駆動源Ｄを小型化することができ、ひいては、ワイヤー処理装置を小型化することができる。なお、本実施形態において、排気筒３は、第一排気筒３１と第二排気筒３２の分離した二つの部材からなるが、他の実施形態において、一つの部材からなる筒状の部材とすることができる。

また、第一排気筒３１と、第二排気筒３２との間には、後述する集塵機６により外気を吸入可能である空隙３３を有している。空隙３３を有することにより、空間Ｓの圧力を必要以上に低下させて金属ワイヤーＷを添加することにより発生した揮発成分などの物質を増やすことなく、第一排気筒３１及び第二排気筒３２の中に浮遊している揮発成分などの物質を集塵機６により吸引することができる。なお、本実施形態において、排気筒３は、第一排気筒３１と第二排気筒３２との間の空隙３３で、通気可能となっているが、他の実施形態において、跳ねた溶湯８の一部が付着したとしても燃焼や劣化が生じないようにシリカ、アルミナやジルコニアのようなセラミックなどの無機材料からなるリング部材を空隙３３に挿嵌することによりほとんど通気できないようにして、排気筒３内の気密性を向上させ、後述する集塵機６の吸引力を弱めて又はあらかじめ吸引力の弱い集塵機６を用いて圧力調整し易いようにすることもできる。

また、第二排気筒３２の側面には、第一排気筒３１及び第二排気筒３２の内側と連通するように筒状の第三排気筒３４が立設されている。第三排気筒３４は、金属ワイヤーＷを添加することにより発生した揮発成分などの物質が、第一排気筒３１及び第二排気筒３２の内側を通過し、集塵機６により回収される連絡路としている。第三排気筒３４の内径は、第一排気筒３１の内径及び第二排気筒３２の内径とは独立して設計することができるので、集塵機６の吸引力などを踏まえて適宜設計することができる。なお、本実施形態において、第一排気筒３１、第二排気筒３２、第三排気筒３４は、円筒形状であるが、他の実施形態において、角筒形状、楕円筒形状などの形状とすることができる。

案内筒４は、排気筒３の内側に設けられ、金属ワイヤーＷを取鍋本体１に案内する細長い筒状の部材である。より具体的には、案内筒４は、その一部が排気筒３のうち第二排気筒３２の内側において第二排気筒３２の長手方向に沿って設けられ、他の部分が排気筒３のうち第一排気筒３１の内側において第一排気筒３１の蓋体２に対する挿通方向である長手方向に沿って設けられている。本実施形態において、案内筒４は、円筒形状を有しているが、他の実施形態において、金属ワイヤーＷを挿通することができる限りにおいて、角筒形状、楕円筒形状などの形状とすることができる。

そして、案内筒４は、第二排気筒３２の上端に設けられた板部材の孔に挿通されるとともに、第二排気筒３２の上端の板部材に固設されている。また、案内筒４は、ステンレス、鉄などの金属や、シリカ、ジルコニア、アルミナのようなセラミックスなどの無機化合物の材料から構成されていることが好ましい。

送気部５は、金属ワイヤーＷを挿入し始める案内筒４の一端から蓋体２側に位置する案内筒４の他端に向かって気体を送る部材である。具体的には、送気部５は、電力等を動力に回転可能であるファンや気体を圧縮する種々の圧縮装置を内包し、一定方向へ気体を送る部材であり、また、空気だけでなく窒素やアルゴンなどの不活性ガスが圧入された高圧ガスボンベなどの部材である。図２に示すように、圧縮装置を内包する送風機である送気部５から、送風管Ｔを介して案内筒４の上方から下方に向かって送風することができる。送気部５により、金属ワイヤーＷを溶湯８に添加するときに金属ワイヤーＷと溶湯８とが反応して生じる金属ワイヤーＷ由来の蒸気などの物質が、案内筒４の内部に流入することを防ぎ、案内筒４の目詰まりを生じさせないため、金属ワイヤーＷを安定して送線することができる。

送気部５としては、市販品などを購入して設置することができ、送風量を調整することができる制御装置を備えていることが好ましい。

集塵機６は、溶湯８に金属ワイヤーＷが供給されることにより発生した物質を、排気筒３を通じて吸引する部材である。具体的には、集塵機６は、電力等を動力に回転可能であるファンや、溶湯８に金属ワイヤーＷが供給されることにより発生した微粒子などの物質を吸着するために微細な孔を複数有するフィルターなどを備えた装置である。そして、集塵機６は、図２に示すように、排気筒３の第三排気筒３４における第二排気筒３２とは反対側の端部に接続されて第一排気筒３１及び第二排気筒３２の内部と連通している。集塵機６により、金属ワイヤーＷを溶湯８に添加するときに金属ワイヤーＷと溶湯８とが反応して生じる金属ワイヤーＷ由来の蒸気などの物質を、第一排気筒３１、第二排気筒３２、そして、第三排気筒３４の内部を通じて、吸引することができる。

集塵機６としては、市販品などを購入して設置することができ、吸引量を調整することができる制御装置を備えていることが好ましい。また、集塵機６は、送気部５の送風量と連動して、一定の風量で送風及び吸引するように制御できることがより好ましい。

送線機７は、図１及び図２に示すように、排気筒３及び案内筒４の上方に位置し、モーターである駆動源７１からの動力により回動する第一ローラー７２と、第一ローラー７２に対向し従動する第二ローラー７３を備える部材である。第一ローラー７２と第二ローラー７３は、相対的にそれらの間隔を調整されることにより、金属ワイヤーＷを挟持し、案内筒４に挿通することができる。図示しない制御装置により、第一ローラー７２の回転速度は調整され、金属ワイヤーＷが所定の速度にて排気筒３及び案内筒４を経て溶湯８へ添加される。

金属ワイヤーＷは、溶湯８の成分等を調整する線状の金属であり、例えば、その成分として、鉄鋼用に、脱酸のためにカルシウム及びシリコンを含有する材料、脱硫のためにカルシウム及びアルミニウムを含有する材料を用いることができる。そして、溶鋼成分を安定させるために、硫黄を含有する材料、溶鉱成分の微調整を行うために、炭素を含有する材料を用いることもできる。さらに、鋳鉄用に、脱硫又は球状化のために、マグネシウム、シリコン、鉄などを含有する材料を用いることもできる。また、金属ワイヤーＷとして、これらの材料のみからなるソリッドワイヤーを用いることができるが、これらの材料が、薄い鋼板などで緊密に被覆されたコアードワイヤーであることが好ましい。金属ワイヤーＷは、目的に応じて、上記材料を１種又は２種以上組み合わせて用いることもできる。

１・・・取鍋本体
１１・・・開口部
２・・・蓋体
２１・・・蓋体基部
２２・・・鍔部
２３・・・蓋体外装部
２４・・・蓋体耐火部
３・・・排気筒
３１・・・第一排気筒
３２・・・第二排気筒
３３・・・空隙
３４・・・第三排気筒
４・・・案内筒
５・・・送気部
６・・・集塵機
７・・・送線機
７１・・・駆動源
７２・・・第一ローラー
７３・・・第二ローラー
８・・・溶湯
Ｓ・・・空間
Ｗ・・・金属ワイヤー

Claims

内部に溶湯を収容する取鍋本体と、
前記取鍋本体の開口部を覆う蓋体を備え、
前記蓋体には、前記溶湯に金属ワイヤーが供給されることにより発生した物質を前記取鍋本体から排出する排気筒が設けられ、
前記排気筒の内側には、前記金属ワイヤーを案内する案内筒が設けられており、
前記排気筒が、前記蓋体に立設された第一排気筒と、前記第一排気筒とは分離し前記第一排気筒を内設する第二排気筒を備える
ことを特徴とするワイヤー処理装置。
前記金属ワイヤーを挿入し始める前記案内筒の一端から前記蓋体側に位置する前記案内筒の他端に向かって気体を送る送気部を備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤー処理装置。
前記溶湯に前記金属ワイヤーが供給されることにより発生した前記物質を、前記排気筒を通じて吸引する集塵機を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤー処理装置。
前記溶湯に前記金属ワイヤーが供給されることにより発生した前記物質を、前記排気筒を通じて吸引する集塵機を備え、
前記第一排気筒と、前記第二排気筒との間に外気を吸入可能である空隙を有することを特徴とする請求項１に記載のワイヤー処理装置。