JP2000035284A

JP2000035284A - 加熱炉構造

Info

Publication number: JP2000035284A
Application number: JP10201953A
Authority: JP
Inventors: Hidesaburo Sekikawa; 秀三郎関川
Original assignee: FURNESS KAKOKI KK
Current assignee: FURNESS KAKOKI KK
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】黒鉛ルツボの寿命を長時間にする加熱炉構造
を提供すること。【解決手段】加熱炉１は、上部の蓋体２と下部の炉体
３に分割されている。円形の蓋体２の上部外周側には、
ガスバーナ５が取付けられている。加熱炉１の下部に設
けている炉体３は容器状の枠体１２の内部に、断熱材１
４を設けている。断熱材１４は溶融金属であるアルミイ
ンゴット２７に対して非浸食性であり、枠体１２の内部
にモルタル状の含水率の高いハイアルミナ性の断熱材１
４を流し込み、乾燥固化させてある。略有底円筒体の断
熱材１４の内側は、黒鉛ルツボ１５の黒鉛層が断熱材１
４に埋め込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱炉に用いる黒
鉛ルツボの寿命を長くすることができる加熱炉構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム及びその他の非鉄金属を溶
融、保持する手段として、熱的経済性、品質の安定性、
作業の利便性、設置スペース及び価格等の面から、ルツ
ボ式間接加熱炉が長年多用されてきた。ルツボ式間接加
熱炉は、黒鉛ルツボの下部や周辺から加熱する構造であ
る。この加熱炉は、直火式溶融炉と比べ熱効率が劣り、
ルツボの耐用限度を越えると消耗により孔があいたり、
思わぬ熱的ショックにより突然亀裂が入り、その結果溶
融金属が炉内外に洩れだし、危険な状態となり、作業の
中断を余儀なくされてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した黒鉛ルツボ
は、使用開始から約２〜３ヶ月で亀裂が入り、溶融金属
が外部に流出する前に、黒鉛ルツボを交換しなければな
らなかった。黒鉛ルツボの単価は高価でコストがかか
り、交換のための手間もかかっていた。本発明は上記事
情に鑑みてなされたもので、黒鉛ルツボが破損してもそ
のまま作業が継続でき、黒鉛ルツボの構成層が無くなる
まで長時間使用できる加熱炉構造を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の加熱炉構造は、金属を溶融させる加熱手段
と、該加熱手段によって溶融される金属を溜める黒鉛ル
ツボを備えた加熱炉構造において、上記黒鉛ルツボを、
溶融金属に対して非浸食性の湿った耐熱断熱材に埋設す
るととともに、上記加熱手段を上記黒鉛ルツボより上部
に配設した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
加熱炉構造について、図面を参照しながら説明する。図
１及び図２は本発明に係る加熱炉１を示す。加熱炉１
は、外形が円柱状であり、蓋体２と下部の炉体３とを備
えている。蓋体２は、主として耐熱レンガで成り、その
上部外周側には、ガス供給源（図示せず）に接続された
ガスバーナ５が、加熱炉１の炉室６に火炎を噴射できる
ように取付けられている。この加熱源は、金属を溶融す
るためのもので、燃料をオイルとする燃焼バーナを使用
してもよい。ガスバーナ５には、燃焼用空気を取り入れ
る導入口７を設けている。

【０００６】蓋体２の上面中央部には、図２に示すよう
に、蓋体２を上下に貫通するインゴット挿入口８ａ〜８
ｃ（なお、８ａ〜８ｃを総称して８とする）が設けら
れ、該挿入口８は、径方向に３列に設けてある。各挿入
口８には、開閉蓋９ａ〜９ｃ（なお、総称して９ａ〜９
ｃを総称して９とする）が取り付けられ、開閉蓋９には
これに併設したエアシリンダ１０のロッドが取付けら
れ、エアシリンダ１０の作動により開閉ができる。な
お、図２中の挿入口８ｃは、開閉蓋９ｃが開いており、
残りは閉じている状態を示す。図１に示すように、蓋体
２の外周部には、蓋体２を貫通する覗き孔１１が設けら
れ、その上端部にはキャップ１３を取り付けてある。

【０００７】炉体３は、容器状の鋼鉄製の枠体１２の内
部に、モルタル状の含水率の高いハイアルミナである断
熱材１４を流し込み、これを乾燥固化させてある。断熱
材１４の内側には、黒鉛ルツボ１５を配置してある。な
お、断熱材１４の材質は、加熱炉１で溶融する金属に対
して非浸食性で耐熱性であるものを用いる。後述するよ
うに本実施の形態では、溶融金属としてアルミインゴッ
ト２７を用いるので、断熱材１４にアルミナ含有量の高
い断熱材であるハイアルミナ（High alumina) を用い
た。その他に、珪酸塩系を使用できる。

【０００８】枠体１２の外側には、燃焼用空気が通るダ
クト１６がスパイラル状に形成され、ダクト１６の下部
には、空気を送るブロアファン（図示せず）に接続され
た空気導入口側の配管１７が接続され、ダクト１６の上
部には、空気排出口側の配管１８が接続され、配管１８
は、上記したガスバーナ５の燃焼用空気の導入口７に連
通させている。炉体３の上側部には、溶融金属の出湯口
１９が設けられ、出湯口１９の上部には、炉室６内に発
生したガスを抜き出す排気用煙突２０を上方に立設させ
る。また、炉体３には、出湯口１９の径方向に対向させ
て、炉室６内の溶融金属の温度を測定する熱電対２１を
配設している。

【０００９】図２に示すように、炉体３の外周部には１
対の支持アーム２２が取付けられ、支持アーム２２は支
持台２３に設けた揺動軸２４に軸支されている。図３に
示すように、炉体３の周側部と支持台２３の床板２３ａ
との間には、油圧シリンダ２５が取付けられ、油圧シリ
ンダ２５のロッド２６が伸長することにより加熱炉１は
傾動することができる。図２に示すように加熱炉１の周
部には、回動軸２８が設けられ、蓋体２は炉体３に対し
て回動し、その開閉が自由である。

【００１０】次に、本実施の形態における加熱炉構造の
作用について、溶融金属をアルミニウムとして説明す
る。図１に示すように、ルツボ１５で溶融するアルミイ
ンゴット２７の形状は、約６００×１５０×２０ｍｍで
あり、細長く薄いいわゆる短冊形である。このアルミイ
ンゴット２７は、図１に示すようにインゴット挿入治具
２９で把持し、炉室６に挿入する。加熱炉１は、本実施
の形態ではアルミニウムを約３５０ｋｇ溶融することで
きる大きさである。

【００１１】初めに加熱炉１のガスバーナ５を燃焼させ
る。この際、燃焼用空気は、図示しないブロア（送風
機）から配管１７，ダクト１６及び配管１８を経てガス
バーナ５の燃焼用空気の導入口７に供給される。燃焼用
空気は配管１７に供給されるときは常温であるが、スパ
イラル状のダクト１６を通過する間に、加熱炉１の内部
で発生する余熱と熱交換してから導入口７に供給され
る。そのため、燃焼用空気の温度が昇温し、ガスバーナ
５の燃焼効率が向上するとともに省エネも達成できる。
アルミインゴット２７の溶融作業は、３つのインゴット
挿入口８の開閉蓋９のうち、例えば真中の開閉蓋９ｂを
エアシリンダ１０を作動させて開き、挿入治具２９を用
いインゴット挿入口８ｂからアルミインゴット２７をゆ
っくりと下降させ、炉室６に挿入する。直接アルミイン
ゴット２７を投下すると、黒鉛ルツボ１５を破壊するお
それがあるからである。

【００１２】炉室６では、ガスバーナ５による熱のため
高温状態が維持され、アルミインゴット２７は溶融する
が、アルミインゴット２７面はガスバーナ５の噴射側に
面しており、熱を受ける面積が広く、かつ厚さを薄くし
てあるので、溶融しやすくなっている。アルミインゴッ
ト２７の溶融速度は、１時間に１００〜２００ｋｇ程度
である。１本のアルミインゴット２７が全て溶融する前
に又は溶融した時点で、別のインゴット挿入口８ｃの開
閉蓋９ｃを開き、順次アルミインゴット２７を１本宛溶
融させる。熱電対２１はルツボ１５内の溶融アルミニウ
ムの温度を常時監視し、余分な高温状態にあれば、ガス
バーナ５の燃焼を絞って省エネを図るとともに、アルミ
インゴット２７の好ましい溶融状態を維持する。覗き孔
１１はアルミインゴット２７の溶融状態及びその溶融レ
ベルを見ることができる。また、炉室６の内部で発生す
るガスは、排気用煙突２０から排気される。

【００１３】溶融アルミニウムが所定量になったとき、
図３に示すように、油圧シリンダ２５を作動させてロッ
ド２６を伸長させ、出湯口１９が下方に向くように、加
熱炉１を傾動させる。本実施の形態では、溶融アルミニ
ウムが約３５０ｋｇになったら炉室６から排出させる
が、排出させる際に溶融アルミニウムを全部排出させな
いで、１００ｋｇ程度残しておく。炉室６の高温状態を
維持させるとともに、次に溶融させるアルミインゴット
２７の先端を浸漬して、アルミインゴット２７を溶融さ
せやすくするためである。溶融アルミニウムを所定量だ
け排出したら、加熱炉１をもとの直立状態に戻す。

【００１４】上記したように、従来、黒鉛ルツボ１５は
２〜３ヶ月で亀裂が入り、溶融アルミの流出が起こっ
た。これによる危険を避けるため、事前に黒鉛ルツボを
交換しなければならなかった。しかし、本実施の形態で
は、黒鉛ルツボ１５を溶融アルミニウムに浸食されにく
いハイアルミナに埋め込んである。そのため、ルツボ１
５に亀裂が入っても、溶融アルミニウムの流出を防ぎ、
溶融アルミニウムに不純物が溶け込み品質の低下を生ず
ることもなく、黒鉛ルツボ１５の構成層が無くなるまで
の長時間の使用が可能になり、極めて経済的である。ま
た、アルミインゴット２７のインゴットは短冊形であ
り、ガスバーナ５からの受熱面が広くなり、ポット炉に
遜色のない溶融加熱性能を得ることができる。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、ガスバーナ５を用いてアルミ
インゴット２７を溶融させたが、加熱手段は燃料バーナ
の代わりに、ニクロム線や炭化珪素系の電気ヒータを蓋
体２側に配設してもよく、ガスバーナと電気ヒータの併
用も、勿論可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の加熱炉構造
によれば、金属を溶融させる加熱手段と、該加熱手段に
よって溶融される金属を溜める黒鉛ルツボを備えた加熱
炉構造において、上記黒鉛ルツボを、溶融金属に対して
非浸食性の耐熱材に埋設するととともに、上記加熱手段
を上記黒鉛ルツボの上部に配設したので、黒鉛ルツボに
亀裂が入っても、溶融金属の加熱炉内及び加熱炉外に流
出することを防ぎ、黒鉛ルツボの構成層が無くなるまで
の長時間の使用が可能になり、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による加熱炉構造を採用し
ている加熱炉の側面図である。

【図２】本発明の実施の形態による加熱炉構造を採用し
ている加熱炉の平面図である。

【図３】図１に示す加熱炉が、シリンダの作動によって
傾動された状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１加熱炉２蓋体３炉体５ガスバーナ７導入口８インゴット挿入口９開閉蓋１０，２５シリンダ１１覗き孔１４断熱材１５黒鉛ルツボ１６ダクト１７，１８配管２１熱電対２７アルミインゴット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属を溶融させる加熱手段と、該加熱手
段によって溶融される金属を溜める黒鉛ルツボを備えた
加熱炉構造において、上記黒鉛ルツボを、溶融金属に対
して非浸食性の耐熱断熱材に埋設するととともに、上記
加熱手段を上記黒鉛ルツボより上部に配設したことを特
徴とする加熱炉構造。
【請求項２】上記溶融金属をアルミニウムとし、上記
耐熱断熱材をハイアルミナ系又は珪酸塩系としたことを
特徴とする請求項１に記載の加熱炉構造。
【請求項３】上記加熱手段は燃料バーナであって、上
記耐熱断熱材の周りを、該燃料バーナの燃焼用空気のダ
クトで取り囲むようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の加熱炉構造。