JP2002357387A - 浸漬型金属溶湯保持炉の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保持炉本体内の溶湯の湯面に酸化物が生じに
くく、加熱浸漬管の外面に酸化物が付着しない構造の溶
湯保持炉を提供することを目的とする。また、この発明
は、熱効率がよく、燃費が向上し、この種溶湯の保持作
業を効率よく行うことができる生産性の高い溶湯保持炉
を提供することを目的とする。 【解決手段】 保持炉本体１１内の溶湯Ｍ中に蓋部２０
より加熱浸漬管３０を浸漬して溶湯を加熱保持するよう
にした金属溶湯保持炉１０において、蓋部より加熱浸漬
管の湯面接触位置Ｔ外周を覆う耐火物よりなる垂下部２
１を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、浸漬型金属溶湯
保持炉の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミ等の成型加工に際し、図６
に図示したように、一旦溶解されたアルミ溶湯Ｍを所定
温度に加熱保持するために、保持炉本体７１内の溶湯Ｍ
中に蓋部（天井部）７６より加熱浸漬管８０を浸漬して
溶湯Ｍを加熱するようにした金属溶湯保持炉７０が知ら
れている。図６において、符号７２は溶解されたアルミ
溶湯Ｍの保持炉本体７１への導入部、７３は加熱保持さ
れたアルミ溶湯Ｍの汲み出し部、７４は前記導入部７２
と保持炉本体７１との連通開口、７５は保持炉本体７１
と前記汲み出し部５３との連通開口である。

【０００３】蓋部７６より保持炉本体７１内の溶湯Ｍ中
に浸漬された加熱浸漬管８０は、その内部でガスを燃焼
することによって約９００〜１０００℃に熱せられて溶
湯Ｍを加熱する。しかるに、この加熱浸漬管８０は、溶
湯Ｍが接触する部分では熱交換によって約７００℃とな
り溶湯Ｍの接触しない部分との間に温度差ができて、そ
の湯面接触位置Ｔ近傍にクラックを生じやすい。また、
この温度差を生ずる湯面接触位置Ｔ近傍には、溶湯Ｍの
湯面Ｓに浮遊するアルミの酸化物Ｋが湯面Ｓの変動とと
もに付着することが避けられなかった。この酸化物Ｋの
付着は湯面Ｓの変動が繰り返されるうちに雪だるま式に
大きくなっていく。

【０００４】加熱浸漬管８０の外周に付着した酸化物Ｋ
は該加熱浸漬管８０の熱効率を低下させ、また浸漬管８
０自体の寿命を低下させるので、これを適宜取り除くこ
とが必要である。そこで、従来では、図示のように、保
持炉本体７１の湯面上部空間７９に清掃作業用扉７７を
設けて、作業員が定期的に酸化物Ｋの除去作業を行うよ
うにしているのであるが、この作業は極めて煩雑である
ばかりでなく、加熱浸漬管８０を損傷しないように（特
に、前記したように加熱浸漬管８０にはクラックが生じ
ていることがある）、慎重に行う必要がある。

【０００５】しかしながら、保持炉本体７１内の溶湯Ｍ
の湯面Ｓに酸化物Ｋが生ずる限り、加熱浸漬管８０には
酸化物Ｋが付着するのであって、その除去作業はきりが
ない。一方において、除去を怠ったりあるいは不完全に
すると、加熱浸漬管８０の熱効率が低下するので、燃費
が悪化するばかりでなく、溶湯Ｍの品質低下を招く。の
みならず、加熱浸漬管８０の寿命が短くなって、短期間
に交換する必要が生ずる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
ような問題点に鑑みて提案されたものであって、加熱浸
漬管の外面に酸化物が付着しない構造の溶湯保持炉を提
供することを目的とするものである。また、この発明
は、保持炉本体内の溶湯の湯面に酸化物が生じにくく、
熱効率がよく、燃費が向上し、この種溶湯の保持作業を
効率よく行うことができる生産性の高い溶湯保持炉を提
供することを目的とする。さらに、この発明は、加熱浸
漬管の耐久性を高めることができる構造を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、保持炉本体内の溶湯中に蓋部より加熱浸漬管を浸
漬して溶湯を加熱保持するようにした金属溶湯保持炉に
おいて、前記蓋部より前記加熱浸漬管の湯面接触位置外
周を覆う耐火物よりなる垂下部を形成したことを特徴と
する浸漬型金属溶湯保持炉の構造に係る。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記垂下部がさらに保持炉本体内の溶湯の湯面のほ
ぼ全面に浸漬されるように形成された浸漬型金属溶湯保
持炉の構造に係る。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、前記垂下部が熱伝導率の高い耐火物より形成される
浸漬型金属溶湯保持炉の構造に係る。

【００１０】さらに、請求項４の発明は、請求項１ない
し３のいずれか１項において、前記垂下部を一体に形成
した蓋部が前記保持炉本体に対して着脱自在である浸漬
型金属溶湯保持炉の構造に係る。

【００１１】さらに、請求項５の発明は、請求項１ない
し４のいずれか１項において、前記保持炉本体に溶解炉
が付設されていて、前記加熱浸漬管の排熱が前記溶解炉
へ排出されるように構成されている浸漬型金属溶湯保持
炉の構造に係る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を添付の
図面とともに説明すると、図１は浸漬型金属溶湯保持炉
の一実施例を示す縦断面図、図２は図１の２−２線位置
で切断した状態を表す断面図、図３は加熱浸漬管の一例
を表す縦断面図、図４は浸漬型金属溶湯保持炉に溶解炉
が付設された例を示す縦断面図、図５は図４の溶解炉部
分を横断面で表した一部断面図である。

【００１３】図１及び図２に示す実施例の浸漬型金属溶
湯保持炉１０は、アルミニウム鋳造において使用される
アルミ溶湯保持炉で、保持炉本体１１内のアルミ溶湯Ｍ
中に蓋部２０より加熱浸漬管３０を浸漬して溶湯Ｍを加
熱保持するものである。図において、符号１２は溶解さ
れたアルミ溶湯Ｍの保持炉本体１１への導入部、１３は
加熱保持されたアルミ溶湯Ｍを鋳造型（図示せず）へ出
す汲み出し部、１４は導入部１２と保持炉本体１１との
連通開口、１５は保持炉本体１１と汲み出し部１３との
連通開口である。

【００１４】請求項１に係る発明は、上記浸漬型金属溶
湯保持炉１０において、蓋部２０より前記加熱浸漬管３
０の湯面接触位置Ｔ外周を覆う耐火物よりなる垂下部２
１を形成したものである。

【００１５】すなわち、この種浸漬型金属溶湯保持炉１
０にあっては、保持炉本体内１１の溶湯Ｍの湯面Ｓの上
方に位置する蓋部（天井部）２０から加熱浸漬管３０が
垂設されるのであるが、この発明にあっては、前記蓋部
２０より耐火物よりなる垂下部２１を設けて、前記加熱
浸漬管３０の湯面接触位置Ｔ外周を覆い、これによって
加熱浸漬管３０表面の保護及び酸化物の付着を防止する
ようにしたのである。

【００１６】垂下部２１は加熱浸漬管３０の湯面接触位
置Ｔ外周を覆うものであるから、保持炉本体内１１の溶
湯Ｍの湯面Ｓの変動範囲に亘って形成される。従来技術
の項でも述べたように、酸化物Ｋの付着は湯面Ｓの変動
とともにその変動範囲に生ずるものであるから、少なく
ともこの変動範囲において溶湯Ｍと接触するように垂下
部２１が形成される。一般にこの種溶湯保持炉では、溶
湯Ｍの湯面変動は満杯位置より５ないし１０ｃｍである
ので、この範囲に亘って垂下部２１が設けられる。

【００１７】この垂下部２１によって保持炉本体内１１
の溶湯Ｍの湯面Ｓ上部の空間Ｃは減少し、これによっ
て、溶湯Ｍの湯面Ｓに酸化物が生じにくくなる。そこ
で、さらに、請求項２の発明として規定したように、こ
の垂下部２１が保持炉本体１１の溶湯Ｍの湯面Ｓのほぼ
全面に浸漬されるようにすれば、酸化物の発生をほとん
ど完全に防止することができる。

【００１８】図示の実施例はこの請求項２の発明に係る
もので、垂下部２１と保持炉本体１１の隔壁部１１Ａ，
１１Ｂとは５ｃｍ程度の間隙があるにすぎない（なお、
この間隙は蓋部２０の開閉のためのものである）。この
ような垂下部２１を設けることによって、保持炉本体内
１１の溶湯Ｍの湯面Ｓ上部と蓋部２０との空間Ｃは、図
２の横断面図からもわかるように、大幅に減少化され
る。つまり、前記したように、加熱浸漬管３０の外周が
垂下部２１によって覆われることにより、加熱浸漬管３
０の外周に酸化物が付着せず従って従来のような清掃作
業用の扉（図６の符号７７）を設ける必要がなくなるの
で、垂下部２１を湯面Ｓのほぼ全面に亘って形成するこ
とが可能となる。また、蓋部２０の下面位置も湯面に近
接して下げることができる。このような構造とすること
によって、保持炉本体内１１の溶湯Ｍの湯面Ｓが空気と
接触することが回避されて、酸化物の生成を抑止するこ
とができる。

【００１９】垂下部２１は耐火物より形成されるが、請
求項３の発明として規定したように、この垂下部２１を
熱伝導率の高い耐火物、例えば窒化硅素や炭化硅素を含
む耐火キャスタブルより形成することが、加熱浸漬管３
０の加熱効率上好ましい。ちなみに、図１の例におい
て、保持炉本体１１の導入口１２と連接する隔壁部１１
Ａ、及びくみ出し口１３と連接する隔壁部１１Ｂにも熱
伝導率の高い耐火物、例えば窒化硅素や炭化硅素を含む
耐火キャスタブルを使用することが熱効率上好ましい。

【００２０】ここで、加熱浸漬管３０の構造について図
３とともに説明する。この例の加熱浸漬管３０は、熱伝
導率の高い耐火物よりなる外管３１と耐熱鋼よりなる内
管３２を有するいわゆる二重管タイプのものである。バ
ーナー３３は内管３２内に装置され、内管３２の先端３
２Ａより外管３１内にバーナー炎が噴出され、バーナー
炎は外管３１の下部の先端底部３１Ａから上方へ導かれ
て外管３１を加熱し、排熱部３４から外部へ排出され
る。図の符号３５は加熱装置のケーシングで、３６は外
側チャンバ、３７は内側チャンバ、３８は加熱ガスの注
入部、３９は点火プラグ、４０は一次エアの注入部、４
１は二次エアの注入部である。なお、図１の符号４２は
排熱部３４に接続された排熱管、４３は煙突である。

【００２１】請求項４に係る発明は、前記溶湯保持炉１
０において、垂下部２１を一体に形成した蓋部２０が保
持炉本体１１に対して着脱自在とした構造に係る。図１
に図示したように、垂下部２１を一体に形成した蓋部２
０は、保持炉本体１１の外周壁部１１Ｃ（図２参照。な
お、導入部１２と接する隔壁部１１Ａ及びくみ出し部１
３と接する隔壁部１１Ｂを含む）の上面に対して載せ降
ろし自在に構成されている。図の符号１８は耐火物より
なるクッション材で、２７はクレーンのための吊り下げ
フックである。このような構成とすることにより、垂下
部２１の製作及び加熱浸漬管３０の取付を含むこの発明
の加熱保持炉１０の製作を容易化することができるとと
もに、加熱保持炉１０の点検、清掃、修理等のメンテナ
ンスを容易に行うことができるようになる。なお、蓋部
２０の取り外しにより保持炉本体１１の上部がすべて開
放した状態となり、製作やメンテナンス等の作業は大幅
に簡素化し効率的になる。

【００２２】次に、請求項５の発明について説明する
と、この発明は、前記保持炉本体１１に溶解炉５１が付
設された、いわゆる溶解保持炉５０に係る。図４及び図
５に示したように、この溶解保持炉５０では、溶解炉５
１で加熱溶解された溶湯Ｍは導入部１２を経て直接保持
炉本体１１に導入される。図示の溶解炉５１に関し、符
号５２は溶解部、５３は溶解バーナー、５４は煙道予熱
部、５５は前記煙道予熱部５４を形成する部材であっ
て、ここでは、上部の溶解材料を予熱し下部の材料を溶
解するように溶解材料を吊り下げ保持する筒状スリーブ
体（なお、本発明者による特開平１０−２１３３７８号
参照）、５６は前記筒状スリーブ体５５上部の排気口、
５７は溶解した金属材料が流下する傾斜炉床、５８は点
検用扉である。なお、図の加熱保持炉１０部分に関して
は、先の実施例と同一構成部分は同一符号を付してあ
る。

【００２３】請求項５の発明は、図示のような保持炉本
体１１に溶解炉５１が付設された溶解保持炉５０におい
て、前記加熱浸漬管３０の排熱が溶解炉５１へ排出され
るように構成したものである。この例では、導入部１２
上部の壁部５９に排熱導入部６０を設けて、排熱導入管
６１と前記加熱浸漬管３０の排熱部３４（図３参照）か
らの排熱管６２とを連結部６３で連結している。なお、
これらを連結構造としたのは、請求項４の発明のよう
に、加熱浸漬管３０が設けられた蓋部２０が開閉され壁
部５９と分離する必要があるからである。

【００２４】請求項５に規定した発明にあっては、保持
炉１０の加熱浸漬管３０の排熱を溶解炉５１に導き、溶
解材料の予熱及び溶解に再利用することができる。一般
にこの種炉における熱エネルギーは約５０％が排熱とし
て廃棄されているのであるが、この発明のように加熱保
持炉１０の加熱浸漬管３０の排熱を溶解炉５１で再利用
することにより、溶解炉５１の省エネルギーに大きく寄
与する。特に、図示の溶解炉５１は煙道予熱部５４を有
するものであるので、さらに効果が高い。

【００２５】

【発明の効果】以上図示し説明したように、請求項１の
発明の浸漬型金属溶湯保持炉の構造によれば、蓋部より
加熱浸漬管の湯面接触位置外周を覆う耐火物よりなる垂
下部を形成したものであるから、加熱浸漬管の表面が保
護されて酸化物の付着が防止できる。これによって、従
来のような酸化物の除去作業が不要となるのみならず、
熱効率がよくなり、燃費が向上し、この種溶湯の保持作
業を効率よく行うことができる。その結果、生産性の高
い溶湯保持炉を提供することができる。さらに、加熱浸
漬管の耐久性を高めることができる。

【００２６】また、請求項２の発明として規定した発明
構造によれば、前記垂下部がさらに保持炉本体の溶湯の
湯面のほぼ全面に浸漬されるように形成したものである
から、保持炉本体の溶湯の湯面が空気と接触することが
回避されて、酸化物の発生をほとんど完全に防止するこ
とができ、請求項１に係る発明の前記効果をさらに確実
にすることができる。

【００２７】請求項３の発明によれば、前記垂下部が熱
伝導率の高い耐火物より形成されたものであるので、加
熱浸漬管の加熱効果を妨げることがない。

【００２８】さらに、請求項４の発明によれば、前記垂
下部を一体に形成した蓋部が前記保持炉本体に対して着
脱自在としたものであるため、この種炉の製作及びメン
テナンスを容易にかつ効率良く行うことができる。

【００２９】さらに、請求項５の発明によれば、前記保
持炉本体に溶解炉が付設されていて、前記加熱浸漬管の
排熱が前記溶解炉へ排出されるように構成されたもので
あるから、溶湯保持炉の加熱浸漬管の排熱エネルギーを
有効に再利用することができ、燃費の向上にも寄与し経
済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の浸漬型金属溶湯保持炉の一実施例を
示す縦断面図である。

【図２】図１の２−２線位置で切断した状態を表す断面
図である。

【図３】加熱浸漬管の一例を表す縦断面図である。

【図４】浸漬型金属溶湯保持炉に溶解炉が付設された例
を示す縦断面図である。

【図５】図４の溶解炉部分を横断面で表した一部断面図
である。

【図６】従来の浸漬型金属溶湯保持炉の一例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１０ 浸漬型金属溶湯保持炉 １１ 溶湯保持炉本体 １２ 導入部 １３ 汲み出し部 ２０ 蓋部 ２１ 垂下部 ３０ 加熱浸漬管 ５０ 溶解保持炉 ５１ 溶解炉 ６０ 排熱導入部 Ｍ 金属（アルミ）溶湯 Ｔ 湯面接触位置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持炉本体内の溶湯中に蓋部より加熱浸
   漬管を浸漬して溶湯を加熱保持するようにした金属溶湯
   保持炉において、前記蓋部より前記加熱浸漬管の湯面接
   触位置外周を覆う耐火物よりなる垂下部を形成したこと
   を特徴とする浸漬型金属溶湯保持炉の構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記垂下部がさらに
   保持炉本体内の溶湯の湯面のほぼ全面に浸漬されるよう
   に形成された浸漬型金属溶湯保持炉の構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記垂下部が
   熱伝導率の高い耐火物より形成される浸漬型金属溶湯保
   持炉の構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
   て、前記垂下部を一体に形成した蓋部が前記保持炉本体
   に対して着脱自在である浸漬型金属溶湯保持炉の構造。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
   て、前記保持炉本体に溶解炉が付設されていて、前記加
   熱浸漬管の排熱が前記溶解炉へ排出されるように構成さ
   れている浸漬型金属溶湯保持炉の構造。