JP2003156286A - 溶解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶解炉において、溶解材料の溶解を容易にす
ること。 【解決手段】 筒形内に貯留する溶湯１１に電磁力によ
り回転力を与え、その回転力により溶湯１１を側壁内面
２１にそって回転させる溶解室２０を備えた溶解炉１０
において、溶解室２０の側壁内面２１の溶湯１１に接す
る位置に突起部２５を設けたこと。さらに、横断面が三
角形状の突起部２５が溶解室２０の側壁内面２１の上部
か横ら下部にわたって設けられていること。さらに、溶
湯吸入口２３が突起部２５の回転する溶湯１１の下流側
に形成され、溶湯排出口２４が突起部２５の回転する溶
湯１１の上流側に形成されていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は溶解炉に関し、特
に、アルミニウム合金の廃材等の溶解を容易に行うこと
ができる溶解炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアルミニウム溶解炉の例が特開平
６−１７１６４号公報に記載されている。図９は、この
公報に記載された従来のアルミニウム溶解炉の概略の縦
断面を示す。図９において、溶解炉５０は、溶解室５１
および溶湯保持室５７を備えている。溶解室５１の壁面
５１ａの上部には、環状突条５２が形成されている。溶
解室５１内の溶湯６１を回転させる移動磁界発生装置５
５（図１０参照）が溶解室５１の外側に設けられてい
る。通孔５３が溶解室５１の下部と溶湯保持室５７の下
部との間に形成されている。溶解材料投入部５４が溶解
室５１の上側に設けられ、材料投入樋５４ａが溶解材料
投入部５４に配置されている。

【０００３】このため、溶解室５１内の溶湯６１が溶解
室５１の壁面５１ａに沿って回転すると、回転による遠
心力により溶湯６１が壁面５１ａ側に集まるので、その
液面６１ａが放物面６１ｂになる。この放物面６１ｂが
環状突条５２にまで達すると、溶湯６１が矢印６１ｃの
方向に落下することになる。この状態にて、材料投入樋
５４ａからアルミニウム合金の廃材等の溶解材料６２を
溶解室５１に投入すると、溶解材料６２は液面６１ａに
浮く。このため、液面６１ａに浮いている溶解材料６２
に前記落下した溶湯６１が降りかかるため、溶解材料６
２の溶解が容易になる。

【０００４】図１０は、図９の変形例となる従来例を示
す。図１０は、図９のX−X断面において、上記環状突条
５２の代わりに、溶解室５１の底面５１ｂに放射状に３
本の突起条５６を形成したものである。この場合は、上
述のように回転する溶湯６１が突起条５６により遮られ
るので、その液面６１ａ（図９参照）が乱れて、図９の
場合と同様に、液面６１ａに浮いている溶解材料６２の
溶解が容易になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図９の場
合では、液面６１ａが上昇して環状突条５２に達する必
要があるので、溶湯６１の回転による遠心力を大きくす
るため、溶湯６１の回転速度を速くする必要があるとい
う問題がある。また、上記図１０の場合では、突起条５
６が溶解室５１の底面５１ｂに形成されているので、こ
の突起条５６が液面６１ａに与える影響が少ないため、
液面６１ａを充分に波立たせることができないという問
題がある。そこで、本願発明が解決しようとする課題
は、溶解材料の溶解を容易に行うことができる溶解室を
備えた溶解炉を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第１の発明は、請求項１記載のとおりであ
る。上記第１の発明は、溶解室内に貯留する溶湯に電磁
力により回転力を与え、その回転力により溶湯を溶解室
の側壁内面に沿って回転させる溶解室にて、前記溶解室
の側壁内面の溶湯に接する位置に設けられた突起部がこ
の突起部の上流側の溶湯の回転の妨げになるため、この
突起部により前記側壁内面に沿って回転する溶湯の前記
突起部より上流側の液面を盛り上げることができる。

【０００７】さらに、第２の発明は、請求項２記載のと
おりである。上記第２の発明により、上記第１の発明に
よる作用とともに、前記溶解室の側壁内面の上部から下
部にわたって突起部が設けられているので、前記突起部
による溶湯の回転阻止作用が幅広く行われるため、前記
回転する溶湯の前記突起部より上流側の液面を確実に盛
り上げることができる。

【０００８】さらに、第３の発明は、請求項３記載のと
おりである。上記第３の発明により、上記第２の発明に
よる作用とともに、前記突起部のうち上側の部分が下側
の部分よりも前記溶湯の回転方向に傾斜しているので、
前記突起部の傾斜が溶湯の液面を盛り上げるため、一層
容易に前記回転する溶湯の前記突起部より上流側の液面
を盛り上げることができる。

【０００９】さらに、第４の発明は、請求項４記載のと
おりである。上記第４の発明により、上記第１、第２ま
たは第３の発明による作用とともに、前記突起部の横断
面が三角形状であるので、前記突起部の下流側に溶湯の
流れの澱みができ易くなり、この澱みにスラグが溜ま
る。このため、スラグを溶湯から分離除去することが容
易になる。

【００１０】さらに、第５の発明は、請求項５記載のと
おりである。上記第５の発明により、上記第１、第２ま
たは第３の発明による作用とともに、溶解室の溶湯吸入
口が突起部の下流側（回転する溶湯の下流側）に形成さ
れているので、溶湯吸入口の湯圧が低くなるため、溶湯
の吸入が容易になる。また、溶解室の溶湯排出口が前記
突起部の上流側（回転する溶湯の上流側）に形成されて
いるので、溶湯排出口の湯圧が高くなるため、溶湯の排
出が容易になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本願発明における実施の形
態を図面に基づいて説明する。図１は、本願発明の実施
の形態に係る溶解炉の平面を示す。図１において、溶解
炉１０は、溶解室２０および溶湯保持室４０を備えてい
る。後述するように溶解室２０で形成された溶湯１１
は、溶湯保持室４０で蓄えられる。溶湯保持室４０は、
図示しないバーナ、ヒータ等の熱源を備えているので、
この熱源により溶湯保持室４０内の溶湯１１を加熱して
その温度を所定の値に保つことができる。このため、溶
湯保持室４０内の溶湯１１の温度が低下して溶湯状態で
なくなることはない。

【００１２】溶解室２０は、投入された図示しない溶解
材料を溶解する。この溶解材料は、たとえばアルミニウ
ム合金の廃材を破砕したものである。溶解室２０の側壁
内面２１は円筒状であり、突起部２５は側壁内面２１の
溶湯１１に接する位置に設けられている。移動磁界発生
装置３１は、溶解室２０に隣接して配置され、溶解室２
０内の溶湯１１を矢印１２の方向に回転させるような移
動磁界を発生する。なお、移動磁界発生装置３１は、図
示しないコイルを有し、このコイルに三相交流を印加す
ると、移動磁界が発生し、この移動磁界により、溶湯１
１に起電力が発生して誘導電流が流れる。この誘導電流
が前記移動磁界と作用し、溶湯１１を上述のように回転
させる。

【００１３】溶湯保持室４０の壁４１は、耐火物の壁で
あり、断熱ボード４２が壁４１の周囲を取り巻くように
配置されている。溶湯保持室４０の下部と溶解室２０の
下部の間には両者を連通する溶湯吸込口２３および溶湯
排出口２４が形成されている。溶湯吸込口２３は、溶湯
保持室４０内の溶湯１１を溶解室２０に導く（矢印１３
の方向に導く）通路であり、溶湯排出口２４は、溶解室
２０内の溶湯１１を溶湯保持室４０に排出する（矢印１
４の方向に排出する）通路である。

【００１４】溶湯吸込口２３は、突起部２５の下流側
（回転する溶湯１１の下流側）に形成されているので、
溶湯吸入口２３の湯圧（溶湯１１の圧力）が低くなるた
め、溶湯１１の吸入が容易になる。また、溶湯排出口２
４は、突起部２５の上流側（回転する溶湯１１の上流
側）に形成されているので、溶湯排出口２４の湯圧が高
くなるため、溶湯１１の排出が容易になる。

【００１５】図２は図１のII−II断面を示す。図２にお
いて、１１ａは溶湯１１の液面である。２２は、溶解室
２０の底部内面である。架台４３が断熱ボード４２の下
面を支えている。移動磁界発生装置３１の冷却用空気の
ダクト３２が移動磁界発生装置３１の下部に隣接して配
置されている。

【００１６】図３は、図１の溶解室２０を拡大して示
す。図４は、図３のIV−IV断面である。図４において、
突起部２５の上端部２５ａから下端部２５ｂは、溶解室
２０の側壁内面２１の上部から下部にわたって設けられ
ている。このため、突起部２５が、回転する溶湯１１の
突起部２５の上流側の液面１１ａを二点鎖線で示すよう
に盛り上げることができる。なお、実線で示す液面１１
ａは溶湯１１が回転しない状態の液面である。また、突
起部２５の図示横方向断面は、二等辺三角形等の三角形
状である。このため、この三角形の辺に突き当たる溶湯
１１の流れが遮られるので、溶湯１１の流れの向きが突
起部２５を迂回するように変わるため、突起部２５の下
流側に溶湯１１の流れの澱みができ易くなる。

【００１７】図５は、図３の第１の変形例を示す。図５
において、溶解室２０ａは、図３の溶解室２０に相当し
ている。溶解室２０ａの側壁内面２１ａには、突起部２
６が設けられている。突起部２６の図示横方向断面は、
三角形状であるが、突起部２５の図示横方向断面とは異
なり、二等辺三角形ではない。突起部２６の横断面の三
角形の頂点２６ｘより下流側（矢印１２の方向に位置す
る。）の辺２６ｚは図３の場合よりも長く形成されてい
る。このため、溶湯１１の流れの抵抗が図３の場合より
も少なくなるので、溶湯１１の上記回転が容易になる。

【００１８】なお、突起部２６の図示横方向断面の三角
形の頂点２６ｘより上流側（矢印１２と反対方向に位置
する。）の辺２６ｙは図３の場合と同様に形成されてい
る。図６は、図５のVI−VI断面を示す。図６において、
突起部２６の上端部２６ａから下端部２６ｂは、溶解室
２０ａの側壁内面２１ａの上部から下部にわたって設け
られている。突起部２６が、回転する溶湯１１の突起部
２６の上流側の液面１１ａを二点鎖線で示すように盛り
上げることができる。なお、実線で示す液面１１ａは溶
湯１１が回転しない状態の液面である。

【００１９】図７は、図３の第２の変形例を示す。図７
において、溶解室２０ｂは、図３の溶解室２０に相当し
ている。溶解室２０ｂの側壁内面２１ｂには、突起部２
７が設けられている。図８は、図７のVIII−VIII断面を
示す。図８において、突起部２７の上端部２７ａから下
端部２７ｂは、溶解室２０ｂの側壁内面２１ｂの上部か
ら下部にわたって設けられている。また、突起部２７の
図示横方向断面は、三角形状であるが、突起部２７のう
ち下側の部分から順に上側の部分になるほど、図１に示
す矢印１２の方向（溶湯１１の回転方向）に傾斜してい
る。突起部２７の傾斜が突起部２７より上流側の液面１
１ａを盛り上げるため、一層容易に回転する溶湯１１の
液面１１ａに乱れを作ることができる。

【００２０】なお、上記実施の形態において、溶解室の
側壁内面は円筒状であるが、これに限らず、たとえば、
楕円の筒状、多角形の筒状等の種々の形状をとることが
できる。また、溶解室の突起部の横方向断面は、三角形
状に形成されているが、これに限定されず、突起部の横
方向断面を種々の形状にすることができる。

【００２１】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、溶解炉の溶
解室の溶湯の液面に容易に乱れを作るので、溶解室に投
入された溶解材料の溶解が容易になる。特に、細かい溶
解材料の溶解が容易になる。また、溶湯の攪拌により、
溶湯の温度分布が均一になるので、溶湯の温度管理が容
易になる。

【００２２】さらに、第２の発明によれば、上記第１の
発明の効果とともに、前記溶解室内で回転する溶湯の液
面を盛り上げることが容易になるので、一層容易に溶解
室の投入された溶解材料の溶解が容易になる。

【００２３】さらに、第３の発明により、上記第２の発
明の効果とともに、前記突起部の傾斜が一層容易に前記
回転する溶湯の液面を盛り上げることができる。このた
め、一層容易に溶解室の投入された溶解材料の溶解が容
易になる。

【００２４】さらに、第４の発明により、上記第１、第
２または第３の発明の効果とともに、溶解室内のスラグ
を溶湯から除去することが容易になる。このため、溶湯
の純度を向上させることが容易になる。

【００２５】さらに、第５の発明により、上記第１、第
２または第３の発明の効果とともに、溶解室に溶湯を吸
引することおよび溶解室内の溶湯を排出することが容易
になる。このため、溶解室内の溶湯の循環を良くし、溶
解室の溶湯を入れ替えることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る溶解炉を示す平面
図である。

【図２】図１のII−II断面を示す断面図である。

【図３】図１の溶解炉の溶解室を拡大して示す部分図で
ある。

【図４】図３のIV−IV断面を示す断面図である。

【図５】図３の第１の変形例を示す部分図である。

【図６】図５のVI−VI断面を示す断面図である。

【図７】図３の第２の変形例を示す部分図である。

【図８】図７のVIII−VIII断面を示す断面図である。

【図９】従来例の概略を示す断面図である。

【図１０】図９の変形例となる従来例を示す部分図であ
る。

【符号の説明】

１０ 溶解炉 １１ 溶湯 １２ 矢印 ２０、２０ａ、２０ｂ 溶解室 ２１、２１ａ、２１ｂ 側壁内面 ２３ 溶湯吸入口 ２４ 溶湯排出口 ２５ 突起部 ２５ａ 突起部の上端部 ２５ｂ 突起部の下端部 ２６ 突起部 ２６ａ 突起部の上端部 ２６ｂ 突起部の下端部 ２７ 突起部 ２７ａ 突起部の上端部 ２７ｂ 突起部の下端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K045 AA03 AA04 BA03 RA01 RB05 4K056 AA05 BB07 CA04 EA13 EA16 4K063 AA04 AA12 BA03 CA01 CA03 CA06 FA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解室内に貯留する溶湯に電磁力により
   回転力を与え、その回転力により溶湯を前記溶解室の側
   壁内面に沿って回転させる溶解炉において、 前記溶解室の側壁内面の溶湯に接する位置に突起部を設
   けたことを特徴とする溶解炉。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された溶解炉において、 前記突起部が前記溶解室の側壁内面の上部から下部にわ
   たって設けられていることを特徴とする溶解炉。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された溶解炉において、 前記突起部のうち上側の部分が下側の部分よりも前記溶
   湯の回転方向に傾斜していることを特徴とする溶解炉。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３に記
   載された溶解炉において、 前記突起部の横断面が三角形状であることを特徴とする
   溶解炉。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２または請求項３に記
   載された溶解炉において、 前記溶解室の溶湯吸入口が前記突起部の下流側に形成さ
   れ、 前記溶解室の溶湯排出口が前記突起部の上流側に形成さ
   れていることを特徴とする溶解炉。