JP2008175478A

JP2008175478A - 溶解炉

Info

Publication number: JP2008175478A
Application number: JP2007010041A
Authority: JP
Inventors: Masahide Matsuda; 将英松田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】溶解素材を間接加熱することによって熱伝導の効率向上により燃費の低減が図れると共に、溶湯の酸化発生を防いで品質のよい清浄な溶湯を得ることができる溶解炉を提供する。
【解決手段】下部に溶湯溜まり４が設けられた炉本体２の内部に、下部が炉本体２の溶湯溜まり４に開口して導通する坩堝を伏せた構造の保持炉３を設置し、この保持炉３の外部にバーナ等の加熱源７を設け、前記保持炉３内に投入口から投入した溶解素材Ａを保持炉３の外部から加熱源７で間接加熱して溶解させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、保持炉内に投入された溶解素材を効率よく溶解することができ、酸化の発生を防いで清浄な溶湯を供給することができる溶解炉に関する。

例えば、金属加工によって発生した金属粉や切り粉等のスクラップ金属は、加熱により溶解させて鍛造等の材料に使用することで、資源の有効利用を図ることは既に行われており、このような溶解のために溶解炉が用いられる。

従来の加熱炉は、上下に長い炉本体の内部を上部の予熱部と下部の溶解部とし、前記溶解部の上部にバーナを設け、上部投入口から投入したスクラップ金属を予熱部で予熱した後、溶解部に降下したスクラップ金属をバーナの火炎を用いて直接溶解するようにした構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３１１６８８号公報

上記のような従来の溶解炉は、スクラップ金属をバーナの火炎で直接溶解するので、スクラップ金属は火炎の当たった部分だけが高温に加熱されることになり、直接加熱ではスクラップ金属全体に対する熱伝道効率が悪く、燃費が嵩んで溶解コストが高くつくと共に、炉本体の内部空気によって溶湯が酸化し、溶湯の品質が低下するという問題がある。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決するため、溶解素材を間接加熱することによって熱伝導の効率を高め、溶解効率の向上により燃費の低減が図れると共に、溶湯の酸化発生を防いで品質のよい清浄な溶湯を得ることができる溶解炉を提供することにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、下部に溶湯溜まりが設けられた炉本体の内部に、下部が炉本体の溶湯溜まりに開口して導通する保持炉を設置し、この保持炉の外部に加熱源を設け、前記保持炉内に投入口から投入した溶解素材を保持炉の外部から加熱源で間接加熱することによって溶解させるようにした構成を採用したものである。

上記保持炉に、その内部を貫通して両端が炉本体内に開放する加熱パイプを設け、上記加熱源のバーナによる燃焼ガスで保持炉を外部から加熱して溶解素材を間接加熱すると同時に加熱パイプの内部からも溶解素材を間接加熱するようにした構造とすることができる。

また、上記炉本体は、内部に上記保持炉が納まる容積の空間を有し、その内側下部に溶湯溜まりが設けられ、この炉本体に、排気口と溶湯取出し部が設けられているようにしてもよい。

ここで、炉本体と保持炉は各種耐火材を用いて形成し、特に保持炉は坩堝を伏せた構造になり、溶解素材の材料により材質を選択すればよく、また、加熱源はバーナだけでなく、ヒータや誘電加熱を採用することができる。

上記溶解素材としては、各種金属やそのスクラップのほか塩を挙げることができ、この発明の溶解炉は各種金属の溶解による溶湯を鋳造や鍛造インゴットの製作に用いるだけでなく、塩を溶解してタイル状に固めて成形することで塩板浴に用いる塩板を製作する目的に使用することができる。

この発明によると、炉本体の内部に設けた保持炉を加熱源で外部から加熱し、前記保持炉内に投入口から投入した溶解素材を間接加熱することによって溶解させるようにしたので、保持炉に投入して充満させた溶解素材が保持炉の内周面と接触することで、保持炉と溶解素材の接触面積を広くとることができ、これによって、溶解素材全体に対する熱伝導率が向上し、溶解の効率向上により燃費の低減が図れる。

また、保持炉内に投入口から投入した溶解素材を保持炉内に閉じ込めた状態で間接加熱するので、溶解素材と空気の接触を極端に少なくすることで溶湯の酸化発生を防ぎ、品質のよい清浄な溶湯を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１は、この発明に係る溶解炉の基本構造である第１の実施形態を示し、溶解炉１は、炉本体２とその内部に設置した保持炉３からなり、炉本体２は、内部に前記保持炉３が納まる容積の空間を有し、その内側下部に溶湯溜まり４が設けられ、この炉本体２に、排気口５と溶湯取出し部６が設けられ、前記保持炉３を加熱源７で外部から加熱するようになっている。

上記保持炉３は、坩堝を伏せたような構造を有し、その下部が炉本体２の溶湯溜まり４に向けて開口して導通し、炉本体２の外部からこの保持炉３の内部に達する投入口８が設けられ、できるだけ満杯になるように投入口８から保持炉３内に溶解素材Ａを投入するようになっている。

上記炉本体２と保持炉３は各種耐火材を用いて形成し、特に保持炉３は坩堝を伏せた下部開口状の容器構造になり、その形成に用いる材料には、溶解素材Ａの材料によりレンガ、チッカ珪素、炭化珪素等の材質を選択すればよく、必要に応じて保持炉３の内外面の一方又は両方に黒炭層や磁性体層を設けるようにしてもよい。

また、図示の場合、加熱源７としてバーナを用い、炉本体２の上部に複数のバーナを設け、保持炉３を外部から加熱するようにしたが、バーナの位置は上部だけでなく両側サイドに設けるようにしてもよく、この加熱源７としては、前記したバーナだけでなく、保持炉３の外面に重ねて配置するヒータや誘電加熱方式を採用することができる。

上記炉本体２の周壁には、排気口５と溶湯取出し部６が設けられ、この溶湯取出し部６は、上面に掬い凹部９と流出溝１０を設けた掬い出し具１１は、炉本体２の周壁で溶湯溜まり４の湯面よりも高い位置に設けた開口部に炉本体２の内外に対して揺動可能となるよう枢止し、掬い出し具１１を手動もしくはシリンダ１２等を用いた機械的手段で揺動させることにより、炉本体２の溶湯溜まり４から溶湯ａを汲み出して外部に取出すことができるようにした構造になっている。

図２と図３は、この発明に係る溶解炉の第２の実施形態を示し、保持炉の溶解効率の向上を一段と図るようにしたものである。なお、第１の実施の形態と同一部分に付いては、同一符号を付して説明する。

この第２の実施の形態の溶解炉は、保持炉３を炉本体２の一方端部に片寄って配置し、保持炉３に対する投入口８を炉本体２及び保持炉３の上部に設けるか炉本体２の一方端部に設け、炉本体２の他方端部に排気口５と溶湯取出し部６が設けられ、保持炉３の全体を外部から加熱する加熱源７としてバーナが炉本体２の側面に設けられている。

上記保持炉３に、その内部を水平に貫通して両端が炉本体２内に開放する複数本の加熱パイプ１３を両側側面間に架設して設け、上記加熱源７となるバーナでの燃焼ガスで保持炉３を外部から加熱して溶解素材Ａを間接加熱すると同時に、燃焼ガスを加熱パイプ１３の内部に進入通過させることにより、加熱パイプ１３からも溶解素材Ａを間接加熱するようになっている。

この発明の溶解炉は、上記のような構成であり、保持炉３内に投入口８から各種金属スクラップや塩等の溶解素材Ａを略満杯になるよう投入し、加熱源７で保持炉３をその外部から加熱することにより、溶解素材Ａをその溶解温度までに間接加熱する。

保持炉３は、外部から加熱されることでその周壁が昇温し、保持炉３内の内部空間を加熱することになるが、溶解素材Ａは略満杯になるよう投入されているので、保持炉３の内周面に対して溶解素材Ａの接触面積を広く確保することができ、これにより、保持炉３の周壁の昇温熱を溶解素材Ａに確実に伝達でき、保持炉３の周壁から溶解素材Ａへの熱伝導の向上により溶解素材Ａの全体を効率よく加熱することができる。

また、保持炉３は、坩堝を伏せた構造になり、その内部に溶解素材Ａは略満杯になるよう投入することにより、溶解素材Ａの空気との接触を極力少なくすることができ、溶湯ａの酸化発生を抑えることができる。

上記のように、保持炉３内で溶解温度まで加熱された溶解素材Ａは溶解し、この保持炉３の下部開口から炉本体２の溶湯溜まり４に向けて流出し、溶湯溜まり４に溜まった溶湯ａは掬い出し具１１で汲み出して外部に取出し、鋳造や鍛造インゴットの製造又は塩板の製造に用いることになる。

このように、この発明の溶解炉１は、坩堝を伏せた構造の保持炉３を加熱源７で外部から加熱し、前記保持炉３内に投入口８から略満杯になるよう投入した溶解素材Ａを間接加熱することによって溶解させるので、溶解素材Ａと保持炉３の内周面との接触の接触面積を広く確保することができ、これによって、溶解素材Ａ全体に対する熱伝導率が向上し、溶解の効率向上により燃費の低減が図れるだけでなく、溶解素材Ａを保持炉３内に閉じ込めて間接加熱するので、溶解素材Ａと空気の接触を極端に少なくして溶湯ａの酸化発生を防ぐことができる。

この発明に係る溶解炉の第１の実施形態を示す縦断正面図この発明に係る溶解炉の第２の実施形態を示す縦断正面図溶解炉の第２の実施形態を示す縦断側面図

符号の説明

１溶解炉
２炉本体
３保持炉
４溶湯溜まり
５排気口
６溶湯取出し部
７加熱源
８投入口
９掬い凹部
１０流出溝
１１掬い出し具
１２シリンダ
１３加熱パイプ

Claims

下部に溶湯溜まりが設けられた炉本体の内部に、下部が炉本体の溶湯溜まりに開口して導通する保持炉を設置し、この保持炉の外部に加熱源を設け、前記保持炉内に投入口から投入した溶解素材を保持炉の外部から加熱源で間接加熱することによって溶解させるようにした溶解炉。
上記保持炉に、その内部を貫通して両端が炉本体内に開放する加熱パイプを設け、上記加熱源のバーナによる燃焼ガスで保持炉を外部から加熱して溶解素材を間接加熱すると同時に加熱パイプの内部からも溶解素材を間接加熱するようにした請求項１に記載の溶解炉。
上記炉本体は、内部に上記保持炉が納まる容積の空間を有し、その内側下部に溶湯溜まりが設けられ、この炉本体に、排気口と溶湯取出し部が設けられている請求項１又は２に記載の溶解炉。