CN103712443B - 金属熔融炉用涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型且设置空间少也没关系，廉价且容易维护的金属熔融炉用涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉。金属熔融炉包括：炉主体，具有容纳熔融金属的容纳空间；和涡流室体，具有与炉主体的容纳空间连通的涡流室，涡流室体具有作为竖直设置在涡流室内的插板堰的隔板，隔板以隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在涡流室内的与容纳空间连通的连通侧，将连通侧隔开，形成位于隔板两侧的与容纳空间和涡流室两者连通的第一涡流室开口和与容纳空间和涡流室两者连通的第二涡流室开口，在隔板沿着长度方向的涡流室内侧的前端部分和与前端部分相对的涡流室体的内壁之间，形成有熔融金属旋流用的间隙。

Description

金属熔融炉用涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉

技术领域

本发明涉及金属熔融炉用涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉，涉及例如Al、Cu、Zn或它们之中至少两种的合金，或Mg合金等导体（导电体）的金属的熔融炉中使用的涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉。

背景技术

现有技术中存在如下方式：在涡流室体的外周配置电磁线圈，或在涡流室体的下方配置永久磁铁式移动磁场产生装置，从而使涡流室体的内部产生涡流。涡流室体与炉主体构成为一体，或通过凸缘接头的方式连接。

在其中任何一种方式中，涡流室体与炉主体均通过穿过炉主体炉壁的熔融金属入口及出口用的孔连接。在涡流室体的内部使熔融金属高速旋转，并且未熔融物也高速旋转，因此涡流室体的内壁磨损剧烈，管理不充分的情况下，往往会引起熔融金属泄漏事故。

这是由于产生涡流的原理是熔融金属外周驱动方式，结果导致无法使涡流室的壁厚变厚。该熔融金属泄漏事故直接关系到炉主体的熔融金属漏出，在该情况下，由于大量的熔融金属流到炉体外部，因此非常危险，直接关系到重大事故。

因此，认为涡流室的使用寿命到期则将其更换是理所当然的，期待出现一种万一运行中发生熔融金属泄漏事故也能够安全停止工作的急速熔融炉用涡流室。

另外，在这种急速熔融炉内，炉主体与涡流室体都具有用于搅拌内部熔融金属的搅拌装置，由于庞大而存在设置空间的问题等。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种小型且设置空间少也没关系，廉价且容易维护的金属熔融炉用涡流室体及使用该涡流室体的金属熔融炉。

本发明具有与具有容纳熔融金属的容纳空间的炉主体的所述容纳空间连通涡流室的金属熔融炉用涡流室体构成为：

包括作为竖直设置在所述涡流室体的所述涡流室内的插板堰（落とし堰）的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口和第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向且位于所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有熔融金属旋流用的间隙。

本发明的金属熔融炉构成为：

包括：炉主体，具有容纳熔融金属的容纳空间；以及

涡流室体，具有与所述炉主体的所述容纳空间连通的涡流室，

所述涡流室体包括作为竖直设置在所述涡流室内的插板堰的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口和第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向且位于所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有熔融金属旋流用的间隙。

附图说明

图1是截取了本发明实施方式的非铁金属熔融炉的一部分的平面说明图；

图2是截取了图1的非铁金属熔融炉的一部分的正视图；

图3是截取了图1的非铁金属熔融炉的一部分的右视图；

图4是截取了对图1的非铁金属熔融炉的插板堰部的操作进行说明的一部分的侧视说明图；

图5是图1的非铁金属熔融炉的插板堰部的封闭插板堰（盲落とし堰）的正视图；

图6是图1的色金属熔融炉的插板堰部的开口型插板堰的正视图；

图7（a）（b）（c）是截取了安装用具的一部分的侧视图、正视图和后视图；

图8（a）（b）是移动磁场产生装置的纵截面说明图和磁铁配置说明图；

图9截取了本发明的不同实施方式的非铁金属熔融炉的一部分的平面说明图；

图10是截取了图9的非铁金属熔融炉的一部分的正视说明图；

图11是截取了图9的非铁金属熔融炉的一部分的右视图。

符号说明

2L长度

M熔融金属

1炉主体

1C容纳空间

2涡流室体

2C涡流室

2C0连通侧

2C1第一涡流室开口

2C2第二涡流室开口

2F间隙

6插板堰部

7封闭插板堰

8开口型插板堰

8B、8C切口

9隔板（插板堰）

9a前端部分

具体实施方式

参照图1至图7，对本发明的实施方式的非铁金属熔融炉进行说明。

本发明实施方式的非铁金属急速熔融炉例如是投入Al、Cu、Zn或它们之中至少两种的合金、或Mg合金等导体（导电体）的非铁金属、或任意金属，并用燃烧器等进行加热、熔融的熔融炉。

特别是从图1中可以看出，该实施方式使炉主体1与涡流室体2以不同形式构成，用安装用具进行机械接合，以使它们通过穿过炉主体1的侧壁1A的开口1B互相连通。

炉主体1具有数吨至数十吨的容量，用燃烧器加热熔融非铁金属等铸块等，制作非铁金属等的熔融金属M。该炉主体1具有用于容纳熔融金属M的容纳空间1C。

涡流室体2例如具有可容纳数百公斤的熔融金属M的容量，一般用来熔融作为如铝切削粉那样浮在熔融金属M中的表面而不容易熔融的原料的非铁金属。在该涡流室体2中，在炉主体内利用燃烧器等进行加热升温，同时使熔融金属M高速旋转为涡流，在涡流中吸入作为原料的有些金属的切削粉等，并将其熔融。该涡流室体2具有用于容纳熔融金属M的涡流室2C。

该涡流室体2构成为使一端为开放端，而另一端为堵塞端的通道型，所述开放端构成为与所述容纳空间1C连通。

炉主体1与涡流室体2互相连通，各自熔融的非铁金属的熔融金属M以彼此的液位水平一致的方式来往。

所述安装用具5可以是任何用具，只要能够将所述涡流室体2稳定地安装于所述炉主体1即可。在本实施方式中，特别是从图7（a）（b）（c）中可以看出，与涡流室体2一样，构成为使一端为开放端，而另一端为堵塞端的通道型。更详细而言，安装用具4包括所谓通道状的安装用具主体4A、堵塞通道的堵塞板4B以及在开放侧将所述安装用具主体4A弯折至外侧的凸缘4C，由它们形成涡流室体支撑空间4D。进而，特别是从图1中可以看出，在所述安装用具主体4A上形成有开口4E。

进而，在所述开放端侧构成用于安装至炉主体1的凸缘4C。即，安装用具4具有所谓通道形状必然具有的涡流室体支撑空间4D。在安装用具4的涡流室体支撑空间4D内容纳涡流室体2，在该状态下，通过使用螺栓5、5···将所述凸缘4A对接于炉主体1，从而涡流室体2固定于炉主体1。在该状态下，如上所述，特别是从图1中可以看出，涡流室体2的涡流室2C通过开口1B与炉主体1的所述容纳空间1C连通。

进而，特别是从图1中可以看出，涡流室体2具有例如用于在应急时排出熔融金属M的排出阀2D。与该排出阀2D连通的所述开口4E穿过安装用具4。

进而，在涡流室体2中形成有插板堰部6。该插板堰部6具有作为两张堰板的封闭插板堰7与开口型插板堰8，它们单独地可上下移动地插入到在涡流室体2的侧壁2A的内侧形成的纵槽2B内。即，封闭插板堰7配置在炉主体1侧，开口型插板堰8配置在炉主体1的相对侧。

这些堰7、8不仅可上下移动，而且还可以以从涡流室体2中完全拔出的方式装入。这样，由于将这些堰7、8从涡流室体2中取出，因此能够极其容易地进行炉主体1与涡流室体2的维护。即，在炉主体1与涡流室体2中，无法避免氧化物等所谓残渣随着运行而积聚，但通过取出堰7、8两者，具有易于进行清洁的优点。

封闭插板堰7和开口型插板堰8分别如图5和图6所示。

如图5所示，封闭插板堰7为一张板状，在顶部安装有把手7A。如图6所示，开口型插板堰8在一张板子的下部左右具有作为切口的入口开口8B与出口开口8C。即，在开口型插板堰8的板状堰主体8a的下端侧隔开规定的距离形成有出口开口8C与入口开口8B。8A是把手。

特别是从图3中可以看出，这些封闭插板堰7、开口型插板堰8构成为互相无关地独立上下滑动，能够分别稳定地取得下移位置与上移位置。例如，在图3的状态下，涡流室体2与炉主体1处于隔断状态，在图4的状态下，涡流室体2与炉主体1通过入口开口8B与出口开口8C而采取连通状态。

两张封闭插板堰7和开口型插板堰8的上下驱动的方式可想出链条式、螺旋式、手动式、电动式等各种方式，但这些堰7、8由于极其轻量，因此即使采用任何一种方式，驱动机构都较为简单。这里省略具体方式的说明。另外，封闭插板堰7、开口型插板堰8的材质只要是对非铁金属等具有抗腐蚀性且导热性高的耐火材料即可。希望尽可能廉价，市场上销售的耐火材料已经足够。

特别是从图2中可以看出，在涡流室体2的外部下方设有永久磁铁式的移动磁场产生装置10。该移动磁场产生装置10也可以是电磁铁式。例如，该移动磁场产生装置10能够使用图8（a）（b）所示的装置。在该图8（a）（b）中，能够设为在非磁性外壳51中设置旋转磁铁体52的形态。在该旋转磁铁体52中，在壳体54中设置电动机53，利用轴承54a支撑电动机53的轴53a，利用该电动机53能够旋转圆盘状的磁性基座55。在该磁性基座55上以90度间隔固定多个永久磁铁56、56···。这些永久磁铁56、56···将上下面侧作为磁极，并且从图8B中可以看出，相邻的永久磁铁56、56···被磁化为彼此不同的极性。这些永久磁铁56、56···由非磁性盖子57所覆盖。

根据以上结构，使得来自永久磁铁56、56···的磁束（磁力线）MF如图3所示贯穿涡流室体6内的熔融金属M，或者贯穿熔融金属M的磁束MF进入永久磁铁56、56···。在该状态下，通过永久磁铁56、56···旋转，使磁束MF也在熔融金属内移动，由此通过电磁力使熔融金属M也发生旋转。

由于该移动磁场产生装置10的旋转驱动，使得涡流室体2内的熔融金属M通过涡电流而卷起所谓的涡流并开始例如200至300rpm的高速旋转。高速旋转的熔融金属M由于离心力而构成为在涡流室体2内向外周方向挤压的状态。该力在涡流室体2的下部较强。其结果，熔融金属通过开口型插板堰8的出口开口8C排出并进入炉主体1内，另外，炉主体1内的熔融金属M从入口开口8B返回到涡流室体2内。当在涡流室体2的该涡流中投入非铁金属的切削粉等时，切削粉等被吸入到涡流中，能够急速熔融。

顺便说一下，炉主体1具有与涡流室体2不同的例如移动磁场产生装置，由此以例如20至30rpm旋转熔融金属M。另外，构成为可将作为产品的熔融金属M从炉主体1导出到外部。

接着，对上述金属熔融炉的运行操作进行说明。

在利用涡流室体2使熔融金属M熔融的运行开始之前，炉主体1内的熔融金属M与涡流室体2内的熔融金属M的液位水平一致。利用移动磁场产生装置10将涡流室体2内的熔融金属M如图1所示的那样顺时针旋转。

在该状态下，向涡流室体2内投入作为原料的有些金属切削粉等。切削粉等被吸入到高速旋转的涡流室体2内的熔融金属M的涡流中，并高效熔融，同时进一步旋转，涡流室体2内旋转的熔融金属M从出口开口8C流入炉主体1内。

由此，炉主体1的熔融金属M的液位水平相比涡流室体2内的熔融金属M的液位水平增高。炉主体1内的熔融金属M通过入口开口8B流入涡流室体2内，以使这些液位水平相同。即，在炉主体1与涡流室体2的熔融金属M的液位水平之间，通常产生液位差，即压差，熔融金属M循环。

这样，在本发明的实施方式中，由于利用移动磁场产生装置10旋转驱动涡流室体2内的熔融金属M，因此能够将作为投入原料的切削粉等吸入到涡流中进行高效熔融。

本发明的实施方式的特长也存在于应急时的对策中。即，一般在涡流室体2内，熔融金属M高速旋转，并且作为原料的未熔融物也同样高速旋转。因此，无法避免未熔融物的原料碰撞涡流室体2的内壁。其结果，涡流室体2的内壁显著磨损，无法避免壁变薄。除此之外，涡流室体2的内壁通常被反复施加因热而造成的膨胀、收缩等的应力。由于该应力，变薄的涡流室体2的内壁出现龟裂，可能会导致涡流室体2内的熔融金属M漏出。此时，关系到炉主体1的熔融金属M也漏出，此情况将导致重大事故。

然而，根据本发明实施方式的装置能够防止这种事故。即，在涡流室体2损伤时，瞬间放下封闭插板堰7，将涡流室体2与炉主体1之间隔断，能够阻止炉主体1内的大量熔融金属M的流出口22。

另外，在利用封闭插板堰7进行隔断后，残留在涡流室体2内的熔融金属M能够通过排出阀2D及安装用具4的开口4E迅速排出到外部。由此，能够防止熔融金属M残留在涡流室体2内，冷却并在涡流室体2内固化。当熔融金属M已在涡流室体2内固化时，涡流室体2及炉主体1不能再次利用，造成很大损失，但能够防止该情况。

另外，涡流室体2的形状在本实施方式中从上方看为矩形（箱型），但毫无疑问也可以是圆形、半圆形、椭圆形等。

图9、图10、图11是截取了表示本发明的不同实施方式的一部分的平面说明图、正视说明图、右视说明图。在图9、图10、图11中，与图1、图2、图3相同的部件赋予相同的符号，并省略详细说明。从这些图与图1、图2、图3的对比中可以看出，作为插板堰（隔板）9，使用简单没有切口的单张板状插板堰。从图11中可以看出，插板堰9在图中左端到达涡流室体2C的长度2L的一半位置。因为该一半的位置将成为熔融金属M的旋转中心。

下面进一步详细说明。包括作为竖直设置在所述涡流室体2的所述涡流室2C内的插板堰的隔板9。所述隔板9以所述隔板9的长度方向沿着连通方向CD的方式配置在所述涡流室2C内的与所述容纳空间1C的连通侧2C0，并将所述连通侧2C0隔开，形成位于隔板9两侧的第一涡流室开口2C1与第二涡流室开口2C2，该第一涡流室开口2C1与所述容纳空间1C与所述涡流室2C两者连通，该第二涡流室开口2C2与所述容纳空间1C与涡流室2C两者连通。在所述隔板9沿着所述长度方向的前端部分9a和与所述前端部分9a相对的所述涡流室体2的内壁2E之间，形成有熔融金属旋流用的间隙2F。

如上所述，所述隔板9沿着的所述连通方向CD的所述前端部分9a位于所述涡流室2C的所述连通方向CD的长度2L的一半位置。

并且，所述隔板9可从所述涡流室体2中取下。由此，能够进行隔板9的维护。另外，也能够更换为无损伤的另一新隔板。另外，也可以准备不同的隔板作为隔板9，根据熔融金属M的种类或使用条件等分开使用。

根据该实施方式，从图9中可以看出，通过与上述相同的电磁力，熔融金属M在图中例如以顺时针旋转驱动。涡流室2C内的熔融金属M的液流流入炉主体1内，并从炉主体1流出，因此即使炉主体1不具有单独的电磁搅拌装置，炉主体1内的熔融金属M也会被旋转驱动。即，在炉主体1中不一定需要电磁搅拌装置。由此，从实现低成本化，同时结构简单小型化上来看，能够提供一种设置空间少也没关系并且在实际机器的设置上非常容易使用的好装置。

另外，本发明不仅适用于上述非铁金属熔化炉，当然还可以适用于其他金属熔融炉。

Claims (13)

1.一种金属熔融炉用涡流室体，具有涡流室，所述涡流室与具有容纳熔融金属的容纳空间的炉主体的所述容纳空间连通，其特征在于，

所述涡流室体具有在侧壁形成的连通开口，通过所述连通开口，所述涡流室体的涡流室与所述炉主体的所述容纳空间连通，

进而，所述涡流室体包括竖直设置在所述涡流室体的所述涡流室内的由平板构成的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口与第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向且位于所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有连通所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口的间隙，

进而，所述隔板可从所述涡流室体中取下，在所述隔板的取下状态中，所述连通开口再现，并通过分别与所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口相比的大口径的所述连通开口，所述涡流室体的涡流室与所述炉主体的所述容纳空间连通。

2.一种金属熔融炉用涡流室体，具有涡流室，所述涡流室与具有容纳熔融金属的容纳空间的炉主体的所述容纳空间连通，其特征在于，

所述涡流室体包括竖直设置在所述涡流室体的所述涡流室内的由平板构成的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口与第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向且位于所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有连通所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口的间隙，

所述涡流室体形成有用于排出熔融金属的排出阀。

3.根据权利要求1所述的金属熔融炉用涡流室体，其特征在于，所述隔板沿着所述长度方向的所述前端部分的位置设定在所述涡流室沿着所述连通方向的长度的一半位置。

4.根据权利要求2所述的金属熔融炉用涡流室体，其特征在于，所述隔板沿着所述长度方向的所述前端部分的位置设定在所述涡流室沿着所述连通方向的长度的一半位置。

5.根据权利要求2所述的金属熔融炉用涡流室体，其特征在于，所述隔板可从所述涡流室体中取下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属熔融炉用涡流室体，其特征在于，在所述涡流室体的外侧下方配置有移动磁场产生装置，所述移动磁场产生装置通过永久磁铁产生用于旋转驱动所述涡流室体内的熔融金属的磁场。

7.一种金属熔融炉，其特征在于，包括：

炉主体，具有容纳熔融金属的容纳空间；和

涡流室体，具有与所述炉主体的所述容纳空间连通的涡流室，

所述涡流室体具有在侧壁形成的连通开口，通过所述连通开口，所述涡流室体的涡流室与所述炉主体的所述容纳空间连通，

所述涡流室体包括竖直设置在所述涡流室内的由平板构成的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口和第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向的所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有连通所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口的间隙，

进而，所述隔板可从所述涡流室体中取下，在所述隔板的取下状态中，所述连通开口再现，并通过分别与所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口相比的大口径的所述连通开口，所述涡流室体的涡流室与所述炉主体的所述容纳空间连通。

8.一种金属熔融炉，其特征在于，包括：

炉主体，具有容纳熔融金属的容纳空间；和

涡流室体，具有与所述炉主体的所述容纳空间连通的涡流室，

所述涡流室体包括竖直设置在所述涡流室内的由平板构成的隔板，

所述隔板以所述隔板的长度方向沿着连通方向的方式配置在所述涡流室内的与所述容纳空间连通的连通侧，并将所述连通侧隔开，形成位于所述隔板两侧的第一涡流室开口和第二涡流室开口，所述第一涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，所述第二涡流室开口与所述容纳空间和所述涡流室两者连通，

在所述隔板沿着所述长度方向的所述涡流室内侧的前端部分和与所述前端部分相对的所述涡流室体的内壁之间，形成有连通所述第一涡流室开口和所述第二涡流室开口的间隙，

所述涡流室体形成有用于排出熔融金属的排出阀。

9.根据权利要求7所述的金属熔融炉，其特征在于，所述隔板沿着所述长度方向的所述前端部分的位置设定在所述涡流室沿着所述连通方向的长度的一半位置。

10.根据权利要求8所述的金属熔融炉，其特征在于，所述隔板沿着所述长度方向的所述前端部分的位置设定在所述涡流室沿着所述连通方向的长度的一半位置。

11.根据权利要求8所述的金属熔融炉，其特征在于，所述隔板可从所述涡流室体中取下。

12.根据权利要求7所述的金属熔融炉，其特征在于，所述涡流室体形成有用于排出熔融金属的排出阀。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的金属熔融炉，其特征在于，在所述涡流室体的外侧下方配置有移动磁场产生装置，所述移动磁场产生装置通过永久磁铁产生用于旋转驱动所述涡流室体内的熔融金属的磁场。