JP2001272172A - 障壁を含む複数炉床装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 精錬炉床へ噴出物および飛散物または望まし
くない混入物が含まれることを防止する、炉床装置を提
供すること。 【解決手段】 チャンバ内の炉床炉装置であって、該装
置は以下：溶解炉床１２；傾斜炉床１３であって、該傾
斜炉床１３は該溶解炉床１２の出口に連結される傾斜炉
床１３；該溶解炉床１２のレベルよりも低いレベルにお
ける精錬炉床１４であって、該精錬炉床１４の入口が該
傾斜炉床１３に連結された、精錬炉床１４；および障壁
２９であって、該障壁２９は該溶解炉床１２の金属のレ
ベルよりも低い底部エッジを有する障壁２９を備える、
炉床炉装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の炉装置に関
し、より詳細には傾斜炉床により互いに連結された溶解
炉床および精錬炉床を含む炉装置であって、ここで障壁
が、障壁のより低いエッジが溶解炉床の溶融レベルの高
さよりも低くなるように設けられ、それにより精錬炉床
へ噴出物および飛散物が進入するのをブロックする、炉
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属を精錬する従来の炉では、水冷却溶
解炉床が、（多くは金属部品の製造からの）スクラップ
からなる金属魂または金属片、または材料の棒（多くは
丸形）から固形金属を供給される。この材料は、固まっ
ていないもろい材料のための重量供給装置、または材料
が電子ビームまたはプラズマ衝突により溶解する炉内で
冷却され伸張された炉床の一端にてバー送り装置（押し
込み器）によって導入される。溶融した材料は、溶解炉
床の対向端から精錬炉床へ、そして鋳型、他の精錬炉床
またはタンデッシュへと流される。鋳型から、インゴッ
トが取り除かれ得、丸型、矩形、または他の形状となり
得る。

【０００３】金属の精錬に用いられる従来の炉床炉で
は、供給材料に塩素および油または水蒸気のような揮発
性混入物を含む場合が多い。このような材料が、例え
ば、炉の溶解領域に導入され、溶融した金属および電子
ビームによって加熱される場合、揮発性混入物が、精錬
される溶融した金属内で比較的激しい爆発を頻繁に生じ
る。このような爆発は、溶解領域からの溶融した材料お
よび溶融していない材料の両方を鋳造領域を含む精錬さ
れたインゴットが鋳型に入れられる炉の他の領域へ飛び
散らせるということが分かっている。その結果、まだ望
ましくない封入物または混入物を含むまだ精錬されてい
ない金属が鋳型に導入され、それにより鋳造インゴット
内、そしてそのインゴットから製造される任意の最終的
な製品へとに取り込まれることが可能である。

【０００４】以前に、このような材料の鋳型への飛散を
ブロックするために、溶融材料の真上にシールドを設け
ることが提示された。精錬炉床の入口部および出口部の
両方の近くにシールドを設けることが提示されたことも
ある。しかし、溶解した材料の表面の真上の材料が衝撃
噴出する可能性がなおあり、そのため不純物が精錬炉床
領域を出て鋳型に入ることが見出され得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの局面に
おいて、チャンバ内の炉床炉装置は、溶解炉床、上記溶
解炉床よりも低い高さにおける精錬炉床、および上記溶
解炉床と上記精錬炉床との間の傾斜炉床を含む。この傾
斜炉床は、上記溶解炉床の出口および上記精錬炉床の入
口に連結される。上記炉床炉装置は障壁を含み、ここで
この障壁は、上記溶解炉床中の液体金属レベルよりも低
い高さにおいて、底部エッジを有する。

【０００６】本発明のなお他の局面に従うと、上記障壁
は上記金属レベルの上方に、そして上記精錬炉床の入口
の近くに配置される。

【０００７】本発明のさらなる局面に従うと、上記障壁
は上記精錬炉床の入口と上記溶解炉床の出口との間の、
上記傾斜炉床の上方に配置される。

【０００８】本発明の他の局面に従うと、上記障壁は、
上記チャンバの側壁の間で側方に、上記チャンバの頂部
壁まで延びる。

【０００９】従って本発明は、溶融金属の高さを低下さ
せる傾斜炉床を含む炉床炉装置を提供し、その結果障壁
はこの溶解炉床の溶融レベルよりも低い高さに載置され
得、一方で傾斜炉床の下方への効果的な金属流のための
金属のスカルを維持する。加えて、この障壁は、いかな
る直接の飛散物または噴出物がこの精錬炉床の出口に近
づく、またはこの出口を通過することをブロックするた
めに充分に大きい。

【００１０】本発明の他の特徴および利点は、図面を参
照するとともに本明細書の以下に見られる、好ましい例
示的な実施形態の詳細な説明を読んで理解すると理解さ
れる。ここで同様の数字は同様の要素を表す。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、チャンバ内の
炉床炉装置であって、該装置は以下：溶解炉床；傾斜炉
床であって、該傾斜炉床は該溶解炉床の出口に連結され
る傾斜炉床；該溶解炉床のレベルよりも低いレベルにお
ける精錬炉床であって、該精錬炉床の入口が該傾斜炉床
に連結された、精錬炉床；および障壁であって、該障壁
は該溶解炉床の金属のレベルよりも低い底部エッジを有
する障壁を備える、炉床炉装置であり、このことにり、
上記課題が解決される。

【００１２】本発明の１つの実施形態によれば、前記障
壁が前記精錬炉床の入口の近くに配置される。

【００１３】本発明の１つの実施形態によれば、前記障
壁が、前記精錬炉床の入口と前記溶解炉床の出口との間
の、前記傾斜炉床の上方に配置される。

【００１４】本発明の１つの実施形態によれば、前記障
壁が前記チャンバの側壁の間で側方に、そして該チャン
バの頂部壁まで延びる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明によれば、炉床精錬装置１
０は、冷却パイプ１１を含む炉床を備え、これを通って
水または別の冷却液体が循環され得る。この炉床は、３
つのコンポーネント、溶解炉床１２，傾斜炉床１３、お
よび精錬炉床１４に分割される。溶解炉床の入口端部１
５において、シュート２０は、精錬されるべき供給材料
の小片を、溶解炉床中に向け、そして必要に応じて、バ
ー２５が押し込まれてもよく、この炉床システムの上に
配置された一連の供給源２１によって溶解され、かつ精
錬される。この供給源は、溶解材料の流れを維持するた
めに傾斜炉床に沿って、かつ精錬炉床中の金属上に、供
給材料を溶解するために溶解炉床の所望の領域に向けら
れ得る、制御可能なエネルギーを生じる。エネルギー供
給源の例は、プラズマトーチおよび電子ビーム銃を包含
する。

【００１６】結果として、炉床中に導入された供給材料
は、溶解炉床１２から傾斜炉床１３に流れる溶融プール
を形成する。炉床べッドは、上記パイプを通って流れる
液体により冷却されるので、このプール中の溶融材料の
固形スカルが、炉床ベッドの内表面上に形成され、溶融
材料からの分解からそれを保護し、そして炉床による汚
染から溶融材料を保護する。

【００１７】この溶融材料は傾斜炉床１３を通って流れ
るので、それは、精錬炉床１４に到達し、そしてそれを
通過して流れ続ける。上記３つの炉床を通って流れる間
に、溶融材料は完全に溶解かつ精錬され、回収るつぼ２
２中に流れる溶融精錬材料の流れを生成する。回収るつ
ぼもまた、冷却パイプを備え、そしてそれ故、回収るつ
ぼ内で冷却される溶融金属は、従来様式で鋳型内で下に
向かって除々に移動するインゴットを形成する。好まし
くは、別のエネルギー供給源２３は、回収るつぼ内の溶
融材料の表面に向かって、所望の様式でインゴットへの
その材料の冷却および固化を制御するように、制御され
た様式でエネルギーを向ける。装置全体は、当該分野で
一般に公知であるように、密閉された囲い（図示せず）
内に含まれ、そして従来様式で制御された雰囲気下に維
持される。

【００１８】原材料が溶解炉床１２中に導入されるの
で、それは、しばしば、それとともに、溶融材料の温度
で揮発性であり、そしてそれ故、精錬プロセスの間に除
去される特定の汚染物を運ぶ。例えば、塩化物がチタン
スポンジ粒子内に含まれ得、そしてオイルおよび水のよ
うな液体が、それらが、シュート２０から溶解炉床１２
中に注がれるとき、チタン合金の構成（ｔｕｒｎｉｎｇ
ｓ）により運ばれ得る。しばしば、このような揮発性材
料の溶融材料中への導入は、溶融材料の表面において
か、またはその下で揮発性材料の急速な気化を引き起
し、すべての方向に、溶融材料および非溶融材料の両方
を跳ね飛ばす噴出を生成する。

【００１９】典型的に、従来の炉床装置において、この
ような噴出は、一般の炉床の溶解領域から回収るつぼへ
直接に未精錬材料を飛び散らし得る。エネルギー源２３
はエネルギーを鋳型内の溶融材料の表面に方向付ける
が、この材料は、一般に炉床内の材料より低い温度であ
り、このエネルギーは、通常、鋳型内の任意の未精錬材
料を精錬するために十分でない。結果として、飛散した
未精錬の金属は、得られるインゴット内に組み込まれ
得、それによってそのインゴットから生成される最終生
成物を汚染し、最終生成物に対して有害な結果を伴う。

【００２０】本発明によれば、図１に見られ得るよう
に、障壁２９は、溶解炉床１２内の溶融材料のレベル３
０より低いであるものが含まれる。これは、インゴット
／鋳型領域の方向に進行する全ての噴出物および飛散物
は、ブロックされるか、またはそれらが処理され得る精
錬炉床１４の開始領域よりさらに下流に入れない下方傾
斜で方向付けられる。好ましくは、この障壁は、炉床装
置を含む密閉した囲い内で両サイドにわたって延びる。
また、この障壁は好ましくは密閉した囲いの頂部に延
び、そして水冷され得る。

【００２１】この障壁は、好ましくは炉床を通して流れ
る金属流から十分高く、これによって、プラズマトーチ
または電子ビームのような溶解源が障害なしに金属流に
達することを可能にする。一般に、この高さＨは、好ま
しくは１〜８インチである。

【００２２】したがって、本発明は、精錬炉床より高い
高さに溶解炉床を含む炉床装置を提供し、ここでこの溶
融炉床および精錬炉床は、互いに連続して傾斜炉床と連
結される。溶融炉床のレベルより低いが精錬炉床のレベ
ルを超える端部を有し、これによって飛散物材料および
飛散物がブロックされ得、そして精錬炉床内に落下し得
る、障壁が提供され、これによって、飛散物材料および
飛散物を溶解し得、任意の混入物が除去され得る。この
傾斜炉床により材料の溶融レベルの高さが下げられ得、
その結果、有効な金属流を傾斜炉床の下方に向かう金属
のスカルを維持しながら、この障壁は溶解炉床の溶融レ
ベルより低い高さにあり得る。さらに、この障壁は、任
意の直接の飛散物または飛散物が回収るつぼ内に入るこ
とをブロックするのに十分大きい。

【００２３】本発明は、特定の例示的な実施形態を参照
して記載されているが、全ての改変物および等価物を添
付の特許請求の範囲内に包含することが意図されること
が理解される。

【００２４】互いに連結した複数の炉床および障壁を備
える、炉床精錬装置を開示する。この炉床精錬装置は、
溶解炉床、傾斜炉床および精錬炉床を備える。障壁が、
精錬炉床への入口の上に配置され、そして溶解炉床内の
溶融物質のレベルより低い底部エッジを有する。

【００２５】

【発明の効果】本発明によると、精錬炉床へ噴出物およ
び飛散物または望ましくない混入物が含まれることを防
止する、炉装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従った障壁を含む複数炉装置
の概略図である。

【符号の説明】

１２ 溶解炉床 １３ 傾斜炉床 １４ 精錬炉床 ２９ 障壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内の炉床炉装置であって、該装
   置は以下：溶解炉床；傾斜炉床であって、該傾斜炉床は
   該溶解炉床の出口に連結される傾斜炉床；該溶解炉床の
   レベルよりも低いレベルにおける精錬炉床であって、該
   精錬炉床の入口が該傾斜炉床に連結された、精錬炉床；
   および障壁であって、該障壁は該溶解炉床の金属のレベ
   ルよりも低い底部エッジを有する障壁を備える、炉床炉
   装置。
2. 【請求項２】 前記障壁が前記精錬炉床の入口の近くに
   配置される、請求項１に記載の炉床炉装置。
3. 【請求項３】 前記障壁が、前記精錬炉床の入口と前記
   溶解炉床の出口との間の、前記傾斜炉床の上方に配置さ
   れる、請求項１に記載の炉床炉装置。
4. 【請求項４】 前記障壁が前記チャンバの側壁の間で側
   方に、そして該チャンバの頂部壁まで延びる、請求項１
   に記載の炉床炉装置。