(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022022062
(43)【公開日】2022-02-03
(54)【発明の名称】コアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法
(51)【国際特許分類】
C21C 7/04 20060101AFI20220127BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20220127BHJP
【FI】
C21C7/04 J
B22F1/00 N
B22F1/00 R
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020204564
(22)【出願日】2020-12-09
(62)【分割の表示】P 2020556329の分割
【原出願日】2020-07-22
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】594197285
【氏名又は名称】大阪特殊合金株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100102048
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 光司
(74)【代理人】
【識別番号】100146503
【弁理士】
【氏名又は名称】高尾 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】東 洋一
【テーマコード(参考)】
4K013
4K018
【Fターム(参考)】
4K013EA18
4K018BA07
4K018BA20
(57)【要約】
【課題】 添加剤の充填量や配合比率を均一にでき且つ品質を保証することができるコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法を提供すること。
【解決手段】 添加剤Aは、第一原料m1とこれより比重が小さい第二原料m2とを混合した粉状体である。ホッパー3は、ホッパー全体の重量を計測する重量計測部33を有する。添加剤生成装置4は、筒状の攪拌部と第一投入口と第一排出口とを有し、第一投入口と第一排出口は鉛直方向に沿って配置してある。搬送装置5は、添加剤Aを所定量毎に誘導装置へ搬送する。誘導装置6は、第二投入口と第二排出口とを有し、これらは鉛直方向に沿って配置してある。制御装置7は、重量計測部33の計測値に基づいて被覆材Cへの添加剤Aの充填量及び/又は添加剤Aにおける一方の原料の混合比率を監視する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えたコアードワイヤーの製造装置であって、
前記添加剤は、粉状の第一原料とこの第一原料より比重が小さい粒状の第二原料とを混合した粉状体であり、
前記第一原料及び前記第二原料を各々収容するホッパーを有するホッパー群と、前記ホッパー群から排出された前記第一原料及び前記第二原料を攪拌混合し前記添加剤を生成する添加剤生成装置と、生成された前記添加剤を搬送する搬送装置と、搬送された前記添加剤を前記成形部に誘導する誘導装置と、各装置を制御する制御装置とをさらに備え、
前記ホッパーは、原料を収容する収容部と、前記収容部から収容された原料を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部とを有し、
前記添加剤生成装置は、筒状の攪拌部と、前記攪拌部の上部に位置し前記排出部から排出された前記第一原料及び前記第二原料が投入される第一投入口と、前記攪拌部の下部に位置し生成された前記添加剤を排出する第一排出口とを有し、前記第一投入口と前記第一排出口は、鉛直方向に沿って配置してあり、
前記攪拌部は、その内面に前記第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けてあり、前記第一投入口から投入された前記第一原料及び前記第二原料を前記第一排出口まで前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を生成し、
前記搬送装置は、前記第一排出口より排出された前記添加剤を所定量毎に前記誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有し、
前記誘導装置は、筒状の本体部と、前記本体部の上部に位置し前記バケットから前記添加剤が投入される第二投入口と、前記本体部の下部に位置し前記添加剤を前記成形部に排出する第二排出口とを有し、前記第二投入口と前記第二排出口は、鉛直方向に沿って配置してあり、
前記制御装置は、前記重量計測部の計測値に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤における一方の原料の混合比率を監視するコアードワイヤーの製造装置。
【請求項2】
前記第一原料を収容する第一ホッパーの排出口と前記第二原料を収容する第二ホッパーの排出口とは、前記第一投入口を挟んで対向配置されてあり、前記攪拌部は、角筒状を呈し、前記複数の傾斜面部は、各排出口が位置する前記攪拌部の側面の内面に互い違いに設けてある請求項1記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項3】
前記複数の傾斜面部は、水平面に対する傾斜角度が前記第一原料及び前記第二原料の安息角よりも大きい角度で前記攪拌部の内面に設けられている請求項2記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項4】
前記排出部は、前記収容部の外径より大で且つ前記収容部の下部で隙間を介して連通する受部を形成する外筒部と、前記受部からより収容された材料を前記第一投入口へ排出する排出口と、前記外筒部の底面に回転可能に設けられ前記隙間を介して収容された材料を前記受部の外周部へ送り出すと共に前記排出口に誘導する回転羽部とを有するフィーダーである請求項2又は3記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項5】
前記本体部は、その内面が水平面に対し前記添加剤の安息角よりも大きい角度で中心側へ傾斜してある請求項1~4のいずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項6】
前記第二排出口はテーパー状を呈し、その下端部は前記成形部において前記被覆材の開口に近接してあり、前記本体部に所定量の添加剤を堆積させた状態で前記添加剤を前記被覆材に充填する請求項1~5のいずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記成形速度と前記成形部で成形したコアードワイヤーの成形長さとを記録する成形条件記録部をさらに有し、前記成形条件記録部は、前記成形速度及び前記成形長さから成形時間を算出し、算出した成形時間と前記所定時間に基づいてと対応させることで前記成形したコアードワイヤーの所定の位置における前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤に対する一方の原料の混合割合を推定する請求項1~6のいずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項8】
前記第一原料はFe-Si及びその他合金の粒状混合体であり、前記第二原料はMgの粉状体である請求項1~7のいずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項9】
請求項1~8のいずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置を用いたコアードワイヤーの製造方法であって、
前記第一原料及び前記第二原料を前記ホッパー群の各々のホッパーに収容し、
前記第一原料及び前記第二原料を各ホッパーより一定量で前記第一投入口に排出すると共にホッパー全体の重量を所定時間毎に計測し、
前記第一投入口に投入された前記第一原料及び前記第二原料を前記第一排出口まで前記攪拌部内を前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を生成し、
前記第一排出口より排出された前記添加剤を前記バケットで所定量毎に前記第二投入口へ搬送し、
前記第二投入口に搬送された前記添加剤を前記本体部により前記成形部に誘導すると共に、
前記所定時間毎に計測した前記ホッパー全体の重量に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤における一方の原料の混合比率を監視するコアードワイヤーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法に関する。さらに詳しくは、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えたコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤を被覆材で被覆し長尺のワイヤー状に成形してコアードワイヤーを作製し、例えば特許文献1に記載の如きワイヤーフィーダーを用いてこのコアードワイヤーを溶湯に投入するワイヤーインジェクション法が知られている。この手法により、作業効率及び溶湯の品質を向上させている。
【0003】
しかし、コアードワイヤーの作製の際に、その過程での原料の偏析等によってコアードワイヤーの一部に添加剤の充填量や混合比率に過不足(バラツキ)が生じる場合があり、さらなる品質向上が望まれていた。また、コアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率等が均一であることを保証する手法も存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、粒状の原料の偏析を抑制してコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率を均一にでき且つ品質を保証することができるコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造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】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係るコアードワイヤーの製造装置の特徴は、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えた構成において、前記添加剤は、粉状の第一原料とこの第一原料より比重が小さい粒状の第二原料とを混合した粉状体であり、前記第一原料及び前記第二原料を各々収容するホッパーを有するホッパー群と、前記ホッパー群から排出された前記第一原料及び前記第二原料を攪拌混合し前記添加剤を生成する添加剤生成装置と、生成された前記添加剤を搬送する搬送装置と、搬送された前記添加剤を前記成形部に誘導する誘導装置と、各装置を制御する制御装置とをさらに備え、前記ホッパーは、原料を収容する収容部と、前記収容部から収容された原料を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部とを有し、前記添加剤生成装置は、筒状の攪拌部と、前記攪拌部の上部に位置し前記排出部から排出された前記第一原料及び前記第二原料が投入される第一投入口と、前記攪拌部の下部に位置し生成された前記添加剤を排出する第一排出口とを有し、前記第一投入口と前記第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記攪拌部は、その内面に前記第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、前記第一投入口から投入された前記第一原料及び前記第二原料を前記第一排出口まで前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を生成し、前記搬送装置は、前記第一排出口より排出された前記添加剤を所定量毎に前記誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有し、前記誘導装置は、筒状の本体部と、前記本体部の上部に位置し前記バケットから前記添加剤が投入される第二投入口と、前記本体部の下部に位置し前記添加剤を前記成形部に排出する第二排出口とを有し、前記第二投入口と前記第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記制御装置は、前記重量計測部の計測値に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤における一方の原料の混合比率を監視することにある。
【0007】
上記構成において、添加剤は、粉状の第一原料とこの第一原料より比重が小さい粒状の第二原料とを混合した粉状体である。係る場合、単一のホッパーにこれら全てを収容すると、比重差によって偏析が生じコアードワイヤー成形時に原料の充填比率が不均一となりバラツキが生じる。
上記構成によれば、第一原料及び第二原料をホッパー群のホッパーにそれぞれ収容するので、比重差によって生じる偏析を抑制することができる。また、ホッパーは、収容部から収容された原料を一定量で排出する排出部を有するので、ホッパーからの排出による添加剤における原料の比率のバラツキを抑制できる。
次に、添加剤生成装置は、筒状の攪拌部と、攪拌部の上部に位置し排出部から排出された第一原料及び第二原料が投入される第一投入口と、攪拌部の下部に位置し生成された添加剤を排出する第一排出口とを有し、第一投入口と第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、攪拌部は、その内面に第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、第一投入口から投入された第一原料及び第二原料を第一排出口まで複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより添加剤を生成する。よって、各々のホッパーに収容された各原料を第一投入口から第一排出口まで堆積させることなく攪拌混合でき材料の偏析を抑制する。
また、搬送装置は、第一排出口より排出された添加剤を所定量毎に誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有している。このように、小分けにしてバケット単位で添加剤を搬送するので、搬送時の原料の偏析を最小限に抑制することができる。
そして、誘導装置は、筒状の本体部と、本体部の上部に位置しバケットから添加剤が投入される第二投入口と、本体部の下部に位置し添加剤を成形部に排出する第二排出口とを有し、第二投入口と第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されている。これにより、搬送された添加剤を本体部により成形部に誘導する。すなわち、ホッパー群から成形部までの一連の供給過程において常に第一原料及び第二原料の偏析を抑制するので、成形部に供給される添加剤の充填量及び原料比率はバラツキなく一定にでき、長尺状に形成されるコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率を均一することができる。
しかも、ホッパーは、収容部から収容された原料を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部を有する。これにより、ホッパーの減量重量を計測することで、所定時間毎の第一原料及び第二原料の排出量(切出量)を正確に測定できる。そして、制御装置は、重量計測部の計測値に基づいて被覆材への添加剤の充填量及び/又は添加剤における一方の原料の混合比率を監視するので、長尺状に形成されるコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率の品質を保証することが可能となる。
【0008】
前記第一原料を収容する第一ホッパーの排出口と前記第二原料を収容する第二ホッパーの排出口とは、前記第一投入口を挟んで対向配置されてあり、前記攪拌部は、角筒状を呈し、前記複数の傾斜面部は、各排出口が位置する前記攪拌部の側面の内面に互い違いに設けられているとよい。これにより、攪拌部において第一原料及び第二原料が効率よく攪拌混合され、偏析を抑制することができる。
【0009】
係る場合、前記複数の傾斜面部は、水平面に対する傾斜角度が前記第一原料及び前記第二原料の安息角よりも大きい角度で前記攪拌部の内面に設けられているとよい。これにより、複数の傾斜面部で各原料が堆積することなく第一排出口に向けて落下していくので、原料の偏析を防止攪拌することができる。
【0010】
さらに、前記排出部は、前記収容部の外径より大で且つ前記収容部の下部で隙間を介して連通する受部を形成する外筒部と、前記受部から収容された材料を前記第一投入口へ排出する排出口と、前記外筒部の底面に回転可能に設けられ前記隙間を介して収容された材料を前記受部の外周部へ送り出すと共に前記排出口に誘導する回転羽部とを有するフィーダーであることが望ましい。このような構成の所謂テーブルフィーダーであれば、ブリッジやラットホールが抑制でき、より定量でバラツキなく連続的に原料を排出(切り出す)ことができる。
【0011】
また、前記本体部は、その内面が水平面に対し前記添加剤の安息角よりも大きい角度で中心側へ傾斜してあるとよい。これにより、本体部の内面で添加剤が堆積することなく第二排出口に向けて落下していくので、原料の偏析を防止して添加剤を成形部へ誘導することができる。
【0012】
前記第二排出口はテーパー状を呈し、その下端部は前記成形部において前記被覆材の開口に近接してあり、前記本体部に所定量の添加剤を堆積させた状態で前記添加剤を前記被覆材に充填するとよい。本体部に所定量の添加剤を堆積させた状態で添加剤を被覆材に充填するので、堆積された添加剤の自重が被覆材の内部に充填される添加剤に負荷され、充填密度を均一にすることができると共に被覆材の内部に空洞も生じにくくなる。また、本体部に添加剤を所定量堆積させることで、上流からの添加剤の供給が滞ったとしても、被覆材への充填量のバラツキを抑制することができる。
【0013】
前記制御装置は、前記成形速度と前記成形部で成形したコアードワイヤーの成形長さとを記録する成形条件記録部をさらに有し、前記成形条件記録部は、前記成形速度及び前記成形長さから成形時間を算出し、算出した成形時間と前記所定時間に基づいて前記成形したコアードワイヤーの所定の位置における前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤に対する一方の原料の混合割合を推定するようにしてもよい。これにより、コアードワイヤーの任意の位置(長さ)における添加剤の充填量及び/又は混合比率を把握でき、コアードワイヤーの全長にわたって品質保証を担保することも可能となる。
【0014】
上記いずれかの構成において、例えば、前記第一原料はFe-Si及びその他合金の粒状混合体であり、前記第二原料はMgの粉状体である。
【0015】
上記目的を達成するため、本発明に係るコアードワイヤーの製造方法の特徴は、上記いずれかに記載のコアードワイヤーの製造装置を用いたコアードワイヤーの製造方法において、前記第一原料及び前記第二原料を前記ホッパー群の各々のホッパーに収容し、前記第一原料及び前記第二原料を各ホッパーより一定量で前記第一投入口に排出すると共にホッパー全体の重量を所定時間毎に計測し、前記第一投入口に投入された前記第一原料及び前記第二原料を前記第一排出口まで前記攪拌部内を前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を生成し、前記第一排出口より排出された前記添加剤を前記バケットで所定量毎に前記第二投入口へ搬送し、前記第二投入口に搬送された前記添加剤を前記本体部により前記成形部に誘導すると共に、前記所定時間毎に計測した前記ホッパー全体の重量に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量及び/又は前記添加剤における一方の原料の混合比率を監視することにある。
【発明の効果】
【0016】
上記本発明に係るコアードワイヤーの製造装置及びコアードワイヤーの製造方法の特徴によれば、粒状の原料の偏析を抑制してコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率を均一にでき且つ品質を保証することが可能となった。
【0017】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図1】本発明に係るコアードワイヤーの製造装置を模式的に示す概略図である。
【
図2】ホッパー下部の排出部を模式的に示す図である。
【
図3】添加剤生成装置の攪拌部の内部構造を模式的に示す図である。
【
図5】(a)は、誘導装置を示す概略図であり、(b)は第二排出口近傍における被覆材の供給方向視の部分拡大概略図である。
【
図7A】第二原料の充填率の時間経過の変化の一例を示すグラフである。
【
図7B】コアードワイヤーの成形長さにおける第二原料の充填率の変化の一例を示すグラフである。
【
図8】従来のコアードワイヤーの成形方法における偏析の発生を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に、
図1~7を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係るコアードワイヤーの製造装置1は、
図1に示すように、大略、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤Aが充填された被覆材Cを所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部21を有する成形装置2を備え、後述するホッパー群3、添加剤生成装置4、搬送装置5、誘導装置6及びこれらを制御する制御装置7をさらに備える。
【0020】
本実施形態において、被覆材Cは、例えばFe(鉄)等の溶湯に影響を与えない材料よりなる金属製薄板(フープ)であり、図示省略する送り装置によってコイルCcから成形部21へ所定の速度で供給される。成形部21では、断面略U字状に変形された被覆材Cの内部に後述する誘導装置6より排出された添加剤Aが充填されると共に開口部分を閉塞してチューブ状にし、所定の成形速度で長尺のワイヤー状のコアードワイヤーWに成形する。成形されたコアードワイヤーWはドラムに巻きつけられ、所定長さ(距離)のワイヤーコイルWcとなる。
【0021】
このコアードワイヤーWは、例えば製鋼や鋳鉄の際に用いられ、所謂ワイヤーインジェクション法にとして、ワイヤーコイルWcからワイヤーフィーダーにより所定長さのコアードワイヤーWが溶湯に投入される。添加剤Aは、粉状の第一原料m1とこの第一原料m1より比重が小さい粒状の第二原料m2とを混合した粉状体である。本実施形態において、コアードワイヤーWは、例えばダクタイル鋳鉄の黒鉛球状化処理に用いられるものであり、その添加剤Aの第一原料m1はFe-Si及びその他合金の粉状混合体であり、第二原料m2はMgの粉状体よりなる。
【0022】
ホッパー群3は、
図1に示すように、本実施形態において、上述の第一原料m1及び第二原料m2を各々収容する第一ホッパー30aと第二ホッパー30bを有する。第一ホッパー30aは、第一原料m1を収容する第一収容部31aと、第一収容部31aから収容された第一原料m1を一定量で排出する第一排出部32aと、第一ホッパー30a全体の重量を所定時間毎に計測する第一重量計測部33aとを有する。第二ホッパー30bも第一ホッパー30aと同様の構成であり、第二収容部31bと、第二排出部32bと、第二重量計測部33bとを有する。
【0023】
本実施形態では、比重の異なる第一原料m1と第二原料m2とを分離して各ホッパー30a,30bに収容しているが、第一原料m1と第二原料m2を攪拌混合して添加剤Aを作製した後に1つのホッパーに収容することも考えられる。しかし、係る場合、比重の相違によってホッパー内で偏析が生じ、仮に一定量で収容された添加剤Aを排出できたとしても、排出された添加剤では第一原料m1と第二原料m2の配合比率にバラツキが生じる。よって、比重の異なる第一原料m1と第二原料m2とを分離して収容しておくことで、比重の相違による偏析を抑制し、生成される添加剤Aにおける配合比率を安定化させる。なお、第一、第二ホッパー30a,30bは、後述する添加剤生成装置4を挟んで対向配置されている。
【0024】
第一収容部31aの外面には、複数の支持片31zが設けられている。この支持片31zによる支持によって、第一重量計測部33aが第一ホッパー30a全体の重量を計測する。なお、第二収容部31bも同様の構成である。
【0025】
第一排出部32aは、
図2に示すように、第一収容部31aの外径より大で且つ第一収容部31aの下部で隙間35を介して連通する受部36aを形成する外筒部36と、受部36aから収容された材料を後述する添加剤生成装置4の第一投入口へ排出する排出口37と、外筒部36の底面36bに回転可能に設けられ隙間35を介して収容された材料を受部36aの外周部36cへ送り出すと共に排出口37に誘導する回転羽部38とを有する。この回転羽部38は、モーター39を介して制御される。なお、第二排出部32bも同様の構成である。
【0026】
第一収容部31aにおいて、第一原料m1は、自重により第一収容部31aの下部の全周に設けられた隙間35から受部36aへ移動し、回転羽部38によって受部36aの外周部36cへ切り出され(押し出され)、排出口37へと誘導される。このように、回転羽部38の回転を制御することで、第一原料m1を所定時間毎に一定量を排出することができ、偏析も防止できる。なお、第二排出部32bも同様の構成であり、これら排出部32a,32bは、所謂マスフロー式フィーダーと称される装置の一例である。
【0027】
そして、各重量計測部33a,33bは、上述したように、各ホッパー30a,30b全体の重量を計測するので、所定時間(計測間隔)毎に計測量の減算を行うと、各収容部31a,31bに収容された各原料m1,m2の重量変化(減量)が求まる。よって、所定時間毎の第一原料m1及び第二原料m2の排出量(切出し量)及び原料の配合比率を算出することができる。なお、所定時間は、コアードワイヤーWの要求品質や測定データのデータ容量等に応じて適宜設定できる。
【0028】
添加剤生成装置4は、各ホッパー30a,30bから排出された各原料m1,m2を攪拌混合して添加剤Aを生成する。本実施形態において、この添加剤生成装置4は、筒状の攪拌部41と、攪拌部41の上部に位置し排出部32から排出された第一原料m1及び第二原料m2が投入される第一投入口42と、攪拌部41の下部に位置し生成された添加剤Aを排出する第一排出口43とを有する。この第一投入口42と第一排出口43は、鉛直方向Zに沿って配置されている。
【0029】
図3に示すように、攪拌部41には、その内面に第一排出口43に向けて傾斜させた複数の傾斜面部44が設けられている。本実施形態において、攪拌部41は、角筒状を呈し、複数の傾斜面部44は、鉛直方向Zに互い違いに3箇所に設けられた第一~第三傾斜面44a~44cよりなる。第一傾斜面44aは、第一原料m1を収容する第一ホッパー30aの第一排出部32aが位置する側の第一内側面41aに設けられている。また、第二、第三傾斜面44b,44cは、第二原料m2を収容する第二ホッパー30bの第二排出部32bが位置する側の第二内側面41bに設けられている。そして、これら各傾斜面44a~44cは、水平面Hに対する傾斜角度θ1が第一原料m1及び第二原料m2の安息角よりも大きい角度となるように設けられている。これにより、第一投入口42から投入された各原料m1,m2は、第一排出口43まで落下する間に、第一~第三傾斜面44a~44cに衝突し流れ方向が変化するごとに混合し攪拌される。しかも、第一原料m1及び第二原料m2は、各傾斜面44a~44cに堆積することなく、滑り落ちる。よって、第一原料m1及び第二原料m2の混合比率が一定の添加剤Aを連続的に生成し排出することができる。
【0030】
なお、第一原料m1及び第二原料m2は、その自重によって落下し、攪拌混合されるので、「第一投入口42と第一排出口43が、鉛直方向Zに沿って配置されている」ということは、大略鉛直方向に沿っていれば足りる趣旨である。
【0031】
搬送装置5は、生成された添加剤Aを搬送するものであり、本実施形態では、
図4に示すように、添加剤生成装置4の第一排出口43より排出された添加剤Aを所定量毎に後述する誘導装置6へ搬送する互いに区切られたバケット51を複数有する所謂バケットコンベアである。この搬送装置5は、第一排出口43より排出された添加剤Aを受け入れる受入部52は、誘導装置6の第二投入口61に接続する第一排出シュート53よりも低部に位置し、複数のバケット51を図示省略する駆動部によって鉛直方向Zに上下動させる。なお、この受入部52から排出シュート53までの移動経路は、筐体54に覆われている。
図4において、説明の便宜上、筐体54の一部の記載を省略してある。
【0032】
ここで、各原料m1,m2の配合比率、が搬送中にバケット51内で変化することはない。また、バケット51の収容量(バケット1個あたりの搬送量)は、成形されるコアードワイヤーWへの充填量に対して十分に小さく、例え偏析が生じたとしてもその影響は僅かである。よって、個々独立したバケット51で搬送することで、コアードワイヤーWの全長(ワイヤーコイルWc)において、原料のバラツキを抑制することができる。
【0033】
誘導装置6は、バケット51により搬送された添加剤Aを成形部21に誘導する略円筒状のシュートである。本実施形態において、誘導装置6は、
図5に示すように、筒状の本体部61と、本体部61の上部に位置しバケット51から添加剤Aが投入される第二投入口62と、本体部61の下部に位置し添加剤Aを成形部21に排出する第二排出口63とを有する。第二投入口62には、上述の第一排出シュート53が接続され、第二排出口63には、例えばテーパー状を呈し、下方(被覆材C側)に向かって窄まらせた充填口64が設けられている。この充填口64は例えば漏斗状を呈し、その下端65は被覆材Cの開口Coに近接させてある。また、第二投入口62と第二排出口63は、鉛直方向Zに沿って配置されてある。
【0034】
ここで、本体部61の内面61aは、水平面Hに対し添加剤Aの安息角よりも大きい傾斜角度θ2で中心O側へ傾斜させてあり、第二投入口62側の上部より第二排出口63の側の下部の方が、小径である。また、添加剤Aは、充填口64から本体部61の第二投入口62の近傍まで所定高さで堆積させてある。これにより、添加剤Aを充填する際、堆積された所定量の添加剤Aの自重が被覆材Cの内部に負荷されるので、被覆材C内部の添加剤Aの充填密度を均一にすることができ、また、生成されるコアードワイヤーWでの充填不足による空洞の発生が抑制される。さらに、添加剤Aを所定量(又は所定高さ)を堆積させておくことで、被覆材Cへの充填量(成形部21への排出量)に見合う添加剤Aを第二投入口62から投入させる。
【0035】
なお、充填の際、堆積した添加剤Aの自重が充填される添加剤Aに負荷されるので、「第二投入口62と第二排出口63が、鉛直方向Zに沿って配置されてある」ということは、大略鉛直方向に沿っていれば足りるという趣旨である。
【0036】
制御装置7は、成形装置2、ホッパー群3、添加剤生成装置4、搬送装置5及び誘導装置6から受信した各種信号を処理すると共に各装置の駆動等を制御する。本実施形態において、制御装置7は、第一、第二重量計測部33a,33bの計測値に基づいて成形部21への添加剤Aの充填量及び/又は添加剤Aにおける一方の原料の混合比率を監視する。混合比率として、例えば、添加剤Aにおける第二原料m2の割合(Mgの充填率)を算出する。
【0037】
この制御装置7は、
図6に示すように、大略、各装置での測定データ等のデータ(信号)を受信するデータ受信部71と、各装置の制御データ等を送信するデータ送信部72と、受信したデータを処理する処理部73と、制御条件等の入力信号を受け入れると共に処理したデータ等を出力する入出力部74と、各種データを記憶する記憶部75とを有する。制御装置7は、例えば、パーソナルコンピュータにより構成され、各装置とのデータの送受信は、有線、無線のいずれかを問わない。
【0038】
ここで、処理部73は、表1に示す如く、各重量計測部33a,33bでの計測時間毎に各収容部31a,31bからの第一原料m1及び第二原料m2の各排出量(実流量値)と、添加剤Aにおける第二原料m2の充填率を算出する。このように、重量計測部33の計測値に基づいて成形部21での被覆材Cへの添加剤Aの充填量及び/又は一方の原料(例えば、第二原料m2)の混合比率を監視する。さらに、各重量計測部33a,33bで計測した排出量の積算値とワイヤーコイルWcの全長(成形長さ)から単位長さあたりの添加剤Aの充填量を算出でき、実際に製造されたワイヤーコイルWcの実重量を測定し比較することで、充填量の確認も可能である。この監視(データ計測)は、コアードワイヤーWcの製造開始時点(例えば、各ホッパー30a,30bからの排出開始時点)から製造完了時点(例えば、所望のコアードワイヤー長の充填完了時点)まで行なわれる。なお、表1は、そのデータの一部を抜粋した一例である。
【0039】
【0040】
上述したように、各排出部32a,32bはマスフロー式フィーダーであり、偏析が防止された状態で一定量で排出される。そして、ホッパー群3から添加剤生成装置4、搬送装置5及び誘導装置6を経由し成形装置2までの搬送経路においても、偏析は防止され且つ単位時間あたりの搬送量が変化することもない。よって、重量計測部33でホッパー30の減量重量を連続して測定しておくことで、製造されるコアードワイヤーWの全長(ワイヤーコイルWc)にわたって、ワイヤー内部の添加剤Aの充填量及び一方の原料の配合率を保証することが可能となる。
【0041】
さらに、本実施形態において、処理部73は、成形装置2の成形速度と成形部21で成形したコアードワイヤーWの成形長さとを記録する成形条件記録部73aを有する。上述したように、各重量計測部33a,33bは、所定時間(計測間隔)毎に各排出部32a,32bから排出される第一原料m1及び第二原料m2の排出量及び配合比率を測定している。この計測時刻T0に排出された各原料m1,m2は、搬送経路の通過時間T’後に成形部21に到達する。すなわち、ある測定時刻Tの測定値は、計測時刻T0に通過時間T’を加算した時刻T0+T’に被覆材Cに充填されると見なすことができる。そして、成形条件記録部73aは、コアードワイヤーWの成形速度及び成形長さから成形時間を算出するので、算出した成形時間と所定時間(計測間隔)に基づいてコアードワイヤーWの所定の位置における添加剤Aの充填量及び/又は一方の原料の混合割合を推定することができる。ワイヤーインジェクション法において、製造したワイヤーコイルWcの全てを溶湯に投入するとは限らない。ワイヤーコイルWcの所定位置の添加剤Aの充填量や一方の原料の混合割合が推定できていれば、溶湯処理の品質の確保にも貢献することができる。
【0042】
次に、コアードワイヤーWのコイルWcの製造工程について説明する。
まず、第一原料m1及び第二原料m2を図示省略するブレンダー等の混合装置によって整粒し、ホッパー群3の各々のホッパー30a,30bに収容する。次に、第一原料m1及び第二原料m2を各収容部31a,31bから各排出部32a,32bより一定量で第一投入口42に排出すると共に、各ホッパー30a,30b全体の重量を所定時間毎に各重量計測部33a,33bで計測する。計測されたデータは、データ受信部71へ送信される。
【0043】
第一投入口42に投入された第一原料m1及び第二原料m2を第一排出口43まで攪拌部41内を複数の傾斜面部44a~44cに衝突させながら落下させることにより添加剤Aを生成する。生成された添加剤Aは第一排出口43より排出され、排出された添加剤Aはバケット51で所定量毎に第二投入口62へ搬送され、搬送された添加剤Aは第一排出シュート53より第二投入口62に投入される。本体部61内に堆積した添加剤Aは、充填口64により成形部21に誘導される。そして、成形部21は、コイルCcから所定の成形速度で供給され略U字状に成形された被覆材Cに添加剤Aを充填してワイヤー状に成形し、成形されたコアードワイヤーWはドラムDに巻き取られる。充填の際、堆積した添加剤Aの自重が充填される添加剤Aに負荷されるので、その添加剤Aは被覆材Cの内部に隙間なく行き渡り充填密度もワイヤーの全長にわたって均一となる。
【0044】
コアードワイヤーWの製造中において、例えば、
図7Aに示す如く、第二原料m2の充填量(充填率MV)が設定した目標値SVを含む閾値内(上限Highと下限Lowの間)に収まる否かをリアルタイムで監視することで、成形されたコアードワイヤーWの品質を担保でき、品質保証にもなる。さらに、成形条件記録部73aは、ドラムDに巻き取られたコアードワイヤーWのワイヤーコイルWcの全長(成形長さ)や巻き取り速度(成形速さ)により成形時間を算出し、例えば、
図7Bに示す如く、ワイヤーコイルWcの所定位置における第二原料m2の充填量(配合率MV)も監視する。なお、
図7Aに示す符合ΔTは計測間隔(所定時間)を示す。また、
図7A,Bは、コアードワイヤーWc製造時における計測データの変遷の一部を抜粋した一例である。
【0045】
次に、他の実施形態の可能性について言及する。なお、上記実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。
上記実施形態において、ホッパー群3は、コアードワイヤーWに充填する原料に合わせて2つのホッパー30a,30bを用いた。しかし、ホッパーの数はこれに限られるものではなく、配合する原料に応じて、例えば3つ以上用いてもよい。
【0046】
上記実施形態において、コアードワイヤーWは、例えばダクタイル鋳鉄の黒鉛球状化処理に用いられるものであり、添加剤Aの第一原料m1をFe-Si及びその他合金の粉状混合体、第二原料m2をMgの粉状体とした。しかし、コアードワイヤーWの用途は、これに限られるものではなく、製鋼用や鋳鉄用の各種添加剤として利用され、その目的に応じて添加剤Aの原料も適宜選択される。例えば、比重差のある純金属粉体、合金粉末、溶け込み助剤及びスラグ形成助剤のフラックス等が上げられる。
【0047】
上記実施形態において、排出部32を所謂マスフロー式フィーダーにより構成したが、一定量を連続して排出できる構成・構造のものであれば、これに限られない。スクリューフィーダーや振動式フィーダーも適用可能であるが、排出偏析なく一定量を安定して連続排出できる点で上記実施形態のマスフロー式フィーダーが優れている。
【0048】
上記実施形態において、添加剤生成装置4の攪拌部41を角筒状に形成すると共に、その内面41a,41bに複数の傾斜面部44a~44cを互い違いに設けた。しかし、攪拌部41の形状や傾斜面部44の位置や数等は、内部で原料が効率よく攪拌され偏析が防止されるのであれば、上記実施形態に限られない。また、誘導装置6も添加剤Aの偏析が防止されるのであれば、上記実施形態に限られない。
【0049】
なお、本発明の実施形態は上述の如く構成されるが、さらに包括的には次に列挙するような構成を備えたコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法であってもよい。
【0050】
従来、コアードワイヤーの作製に際し粉状の原料m’をホッパーから排出する場合、
図8に示すように、ホッパー中央部S1の原料m’3と側面近傍S2の原料m’4とでは流下速度が異なるため、排出偏析が生じて、粒度分布や排出量に過不足(バラツキ)が生じる場合があり、コアードワイヤーのさらなる品質向上が望まれていた。また、コアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量が均一であることを保証する手法も存在しなかった。
【0051】
上記従来の実情に鑑みて、以下に示す構成を有する発明は、粒状の原料の偏析を抑制してコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量を均一にでき且つ品質を保証することができるコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法を提供することを目的とする。
【0052】
上記目的を達成するため、コアードワイヤーの製造装置の特徴は、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えた構成において、前記添加剤を収容するホッパーと、前記ホッパーから排出された前記添加剤を攪拌混合する攪拌装置と、前記添加剤を搬送する搬送装置と、搬送された前記添加剤を前記成形部に誘導する誘導装置と、各装置を制御する制御装置とをさらに備え、前記ホッパーは、前記添加剤を収容する収容部と、前記収容部から収容された添加剤を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部とを有し、前記添加剤生成装置は、筒状の攪拌部と、前記攪拌部の上部に位置し前記排出部から排出された前記添加剤が投入される第一投入口と、前記攪拌部の下部に位置し前記添加剤を排出する第一排出口とを有し、前記第一投入口と前記第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記攪拌部は、その内面に前記第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、前記第一投入口から投入された前記添加剤を前記第一排出口まで前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を攪拌し、前記搬送装置は、前記第一排出口より排出された前記添加剤を所定量毎に前記誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有し、前記誘導装置は、筒状の本体部と、前記本体部の上部に位置し前記バケットから前記添加剤が投入される第二投入口と、前記本体部の下部に位置し前記添加剤を前記成形部に排出する第二排出口とを有し、前記第二投入口と前記第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記制御装置は、前記重量計測部の計測値に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量を監視することにある。
【0053】
上記構成によれば、攪拌装置は、筒状の攪拌部と、攪拌部の上部に位置し排出部から排出された添加剤が投入される第一投入口と、攪拌部の下部に位置し添加剤を排出する第一排出口とを有し、第一投入口と第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、攪拌部は、その内面に第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、第一投入口から投入された添加剤を第一排出口まで複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより添加剤を攪拌する。よって、添加剤を第一投入口から第一排出口まで堆積させることなく攪拌混合でき材料の偏析を抑制する。
また、搬送装置は、第一排出口より排出された添加剤を所定量毎に誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有している。このように、小分けにしてバケット単位で添加剤を搬送するので、搬送時の原料の偏析を最小限に抑制することができる。
そして、誘導装置は、筒状の本体部と、本体部の上部に位置しバケットから添加剤が投入される第二投入口と、本体部の下部に位置し添加剤を成形部に排出する第二排出口とを有し、第二投入口と第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されている。これにより、搬送された添加剤を本体部により成形部に誘導する。すなわち、ホッパーから成形部までの一連の供給過程において常に添加剤の偏析を抑制するので、成形部に供給される添加剤の充填量及び原料比率はバラツキなく一定にでき、長尺状に形成されるコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量や配合比率を均一することができる。
しかも、ホッパーは、収容部から収容された原料を偏析なく一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部を有する。これにより、ホッパーの減量重量を計測することで、所定時間毎の添加剤の排出量(切出量)を正確に測定できる。そして、制御装置は、重量計測部の計測値に基づいて被覆材への添加剤の充填量を監視するので、長尺状に形成されるコアードワイヤーの全長にわたって添加剤の充填量を保証することが可能となる。
【0054】
上記構成において、前記制御装置は、前記成形速度と前記成形部で成形したコアードワイヤーの成形長さとを記録する成形条件記録部をさらに有し、前記成形条件記録部は、前記成形速度及び前記成形長さから成形時間を算出し、算出した成形時間と前記所定時間に基づいて前記成形したコアードワイヤーの所定の位置における前記添加剤の充填量を推定するにするとよい。これにより、コアードワイヤーの任意の位置(長さ)における添加剤の充填量を把握でき、コアードワイヤーの全長にわたって品質保証を担保することも可能となる。
【0055】
上記目的を達成するため、本発明に係るコアードワイヤーの製造方法の特徴は、上記記載のコアードワイヤーの製造装置を用いたコアードワイヤーの製造方法において、前記添加剤を前記ホッパーより一定量で前記第一投入口に排出すると共にホッパー全体の重量を所定時間毎に計測し、前記第一投入口に投入された前記添加剤を前記第一排出口まで前記攪拌部内を前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を攪拌し、前記第一排出口より排出された前記添加剤を前記バケットで所定量毎に前記第二投入口へ搬送し、前記第二投入口に搬送された前記添加剤を前記本体部により前記成形部に誘導すると共に、前記所定時間毎に計測した前記ホッパー全体の重量に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量を監視することにある。
【0056】
なお、コアードワイヤーの製造装置における成形装置、搬送装置、誘導装置及び制御装置は、上記実施形態の欄に記載した製造装置1における成形装置2、搬送装置5、誘導装置6、制御装置7と共通する。攪拌装置は、上記実施形態の欄に記載した製造装置1における添加剤生成装置4と同様の構成である。また、ホッパーは、上記実施形態の欄に記載した製造装置1におけるホッパー群3の内の一方のホッパー30のみを使用する。各装置及び方法の詳細は、上述実施形態の欄に記載の通りである。
【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明は、製鋼用や鋳鉄用等の各種溶湯に所望の処理を行うために添加する添加剤を含有するコアードワイヤーの製造装置及びこれを用いたコアードワイヤーの製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【0058】
1:製造装置、2:成形装置、3:ホッパー群、4:添加剤生成装置(攪拌装置)、5:搬送装置(バケットコンベア)、6:誘導装置(シュート)、7:制御装置、21:成形部、30:ホッパー、30a:第一ホッパー、30b:第二ホッパー、31:収容部、31a:第一収容部、31b:第二収容部、31z:支持片、32:排出部(マスフロー式フィーダー)、32a:第一排出部、32b:第二排出部、33:重量計測部、33a:第一重量計測部、33b:第二重量計測部、35:隙間、36:外筒部、36a:受部、36b:底面、36c:外周部、37:排出口、38:回転羽部、39:モーター、41:攪拌部、41a:第一内側面、41b:第二内側面、42:第一投入口、43:第一排出口、44:傾斜面部、44a:第一傾斜面、44b:第二傾斜面、44c:第三傾斜面、51:バケット、52:受入部、53:第一排出シュート、54:筐体、61:本体部、61a:内面、62:第二投入口、63:第二排出口、64:充填口、65:下端、71:データ受信部、72:データ送信部、73:処理部、73a:成形条件記録部、74:入出力部、75:記憶部、A:添加剤、C:被覆材、Cc:被覆材コイル、Co:開口、M:原料、m1:第一原料、m2:第二原料、W:コアードワイヤー、Wc:ワイヤーコイル、V:成形速度、L:成形長さ、T:成形時間
【手続補正書】
【提出日】2021-01-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えたコアードワイヤーの製造装置であって、
前記添加剤を収容するホッパーと、前記ホッパーから排出された前記添加剤を攪拌混合する攪拌装置と、前記添加剤を搬送する搬送装置と、搬送された前記添加剤を前記成形部に誘導する誘導装置と、各装置を制御する制御装置とをさらに備え、
前記ホッパーは、前記添加剤を収容する収容部と、前記収容部から収容された添加剤を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部とを有し、
前記攪拌装置は、筒状の攪拌部と、前記攪拌部の上部に位置し前記排出部から排出された前記添加剤が投入される第一投入口と、前記攪拌部の下部に位置し前記添加剤を排出する第一排出口とを有し、前記第一投入口と前記第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記攪拌部は、その内面に前記第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、前記第一投入口から投入された前記添加剤を前記第一排出口まで前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を攪拌し、
前記搬送装置は、前記第一排出口より排出された前記添加剤を所定量毎に前記誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有し、
前記誘導装置は、筒状の本体部と、前記本体部の上部に位置し前記バケットから前記添加剤が投入される第二投入口と、前記本体部の下部に位置し前記添加剤を前記成形部に排出する第二排出口とを有し、前記第二投入口と前記第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、
前記制御装置は、前記重量計測部の計測値に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量を監視するコアードワイヤーの製造装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記成形速度と前記成形部で成形したコアードワイヤーの成形長さとを記録する成形条件記録部をさらに有し、前記成形条件記録部は、前記成形速度及び前記成形長さから成形時間を算出し、算出した成形時間と前記所定時間に基づいて前記成形したコアードワイヤーの所定の位置における前記添加剤の充填量を推定する請求項1記載のコアードワイヤーの製造装置。
【請求項3】
請求項1又は2記載のコアードワイヤーの製造装置を用いたコアードワイヤーの製造方法であって、
前記添加剤を前記ホッパーより一定量で前記第一投入口に排出すると共にホッパー全体の重量を所定時間毎に計測し、
前記第一投入口に投入された前記添加剤を前記第一排出口まで前記攪拌部内を前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を攪拌し、
前記第一排出口より排出された前記添加剤を前記バケットで所定量毎に前記第二投入口へ搬送し、
前記第二投入口に搬送された前記添加剤を前記本体部により前記成形部に誘導すると共に、前記所定時間毎に計測した前記ホッパー全体の重量に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量を監視するコアードワイヤーの製造方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】
上記目的を達成するため、コアードワイヤーの製造装置の特徴は、溶湯に投入する合金や金属粉等の粉状の添加剤が充填された被覆材を所定の成形速度で長尺のワイヤー状に成形する成形部を有する成形装置を備えた構成において、前記添加剤を収容するホッパーと、前記ホッパーから排出された前記添加剤を攪拌混合する攪拌装置と、前記添加剤を搬送する搬送装置と、搬送された前記添加剤を前記成形部に誘導する誘導装置と、各装置を制御する制御装置とをさらに備え、前記ホッパーは、前記添加剤を収容する収容部と、前記収容部から収容された添加剤を一定量で排出する排出部と、ホッパー全体の重量を所定時間毎に計測する重量計測部とを有し、前記攪拌装置は、筒状の攪拌部と、前記攪拌部の上部に位置し前記排出部から排出された前記添加剤が投入される第一投入口と、前記攪拌部の下部に位置し前記添加剤を排出する第一排出口とを有し、前記第一投入口と前記第一排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記攪拌部は、その内面に前記第一排出口に向けて傾斜させた複数の傾斜面部が設けられてあり、前記第一投入口から投入された前記添加剤を前記第一排出口まで前記複数の傾斜面部に衝突させながら落下させることにより前記添加剤を攪拌し、前記搬送装置は、前記第一排出口より排出された前記添加剤を所定量毎に前記誘導装置へ搬送する互いに区切られたバケットを複数有し、前記誘導装置は、筒状の本体部と、前記本体部の上部に位置し前記バケットから前記添加剤が投入される第二投入口と、前記本体部の下部に位置し前記添加剤を前記成形部に排出する第二排出口とを有し、前記第二投入口と前記第二排出口は、鉛直方向に沿って配置されてあり、前記制御装置は、前記重量計測部の計測値に基づいて前記被覆材への前記添加剤の充填量を監視することにある。