JP2009045645A - 溶湯保持炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 貯留された溶湯を均一に加熱することができると共に、メンテナンスが容易な溶湯保持炉を提供する。
【解決手段】 ケーシング１１に内張りした耐火材１３により溶湯を貯留する底壁１３ａ及び側壁１３ｂが構成された溶湯保持炉１であって、底壁１３ａは、炉本体１０の外部と連通する挿入孔１３２を備えており、挿入孔１３２の内部に着脱可能に挿入される発熱体３０を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、溶湯保持炉に関する。

ダイカスト鋳造や低圧鋳造などにおいて用いられるアルミニウムや亜鉛などの金属溶湯を加熱、保温する装置として、従来から溶湯保持炉が知られている。

例えば、特許文献１には、保持室内に貯留された溶湯の液面よりも上方の空間部に電気ヒータを配置し、この空間部を密閉するように構成された金属溶解保持炉が開示されている。また、特許文献２には、保持室の下部に電気ヒータを配置し、貯留された溶湯により電気ヒータが浸漬されるように構成された金属鋳造用保持炉が開示されている。
特開平１１−２２３４６３号公報 特開２０００−２７１７２３号公報

ところが、特許文献１に開示された構成は、貯留された溶湯の液面付近が主として加熱されるため、溶湯の上方空間を密閉しても、残留する酸素によって酸化物の成長、付着が避けられないという問題があった。更に、貯留された溶湯の上下で大きな温度差が生じるために、溶湯の温度管理が困難であるという問題もあった。

また、特許文献２に開示された構成は、電気ヒータが溶湯に浸漬されて貯留空間の一部を占めるために、貯留量が減少するという問題があった。また、電気ヒータの交換やメンテナンス時には溶湯を保持室から一旦排出しなければならず、作業が煩雑であると共に、電気ヒータの破損等により溶湯中に異物が混入するおそれがあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、貯留された溶湯を均一に加熱することができると共に、メンテナンスが容易な溶湯保持炉を提供することを目的とする。

本発明の前記目的は、ケーシングに内張りした耐火材により溶湯を貯留する底壁及び側壁が構成された溶湯保持炉であって、前記底壁は、前記炉本体の外部と連通する挿入孔を備えており、前記挿入孔の内部に着脱可能に挿入される発熱体を備える溶湯保持炉により達成される。

この溶湯保持炉において、前記底壁は表面に突部を有することが好ましく、該突部に前記挿入孔が形成されていることが好ましい。この場合、前記突部は、間隔をあけて互いに平行に延びるように複数形成されていることがより好ましい。

また、上述した各溶湯保持炉において、前記側壁の対向面の間に挟持され、貯留された溶湯に浸漬される浸漬部を更に備えることが可能である。この構成において、前記浸漬部は、前記炉本体の外部と連通する補助挿入孔を備えることが好ましく、前記補助挿入孔の内部に着脱可能に挿入される補助発熱体を備えることが好ましい。

本発明によれば、貯留された溶湯を均一に加熱することができると共に、メンテナンスが容易な溶湯保持炉を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、いずれも本発明の一実施形態に係る溶湯保持炉の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面に対応している。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、溶湯保持炉１は、アルミニウムや亜鉛などの金属材料の溶湯Ｍを貯留する炉本体１０と、貯留された溶湯Ｍを加熱する発熱体３０とを備えている。

炉本体１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１の内面に断熱層１２を介して内張りした耐火材１３とを備えている。ケーシング１１は、鉄皮等から構成することができ、断熱層１２としては、断熱ファイバ等を用いることができる。また、耐火材１３は、耐火レンガ、耐火ボード、不定形耐火物（キャスタブル耐火物など）を例示することができ、その材料としては、シリカ系、アルミナ系や、窒化珪素、炭化珪素などの耐熱性、耐食性に優れるものを好ましく例示することができる。

耐火材１３は、ケーシング１１の内面全体を覆うように形成されることで、溶湯Ｍを貯留する底壁１３ａ及び側壁１３ｂを構成しており、内部の貯留空間が仕切板１４によって仕切られて、保持室１５と出湯室１６とに分離されている。保持室１５と出湯室１６との間は、仕切板１４の下方に形成された連通部１７を介して溶湯Ｍが移動可能とされている。

また、炉本体１０の上部は、断熱材２１が充填された蓋体２２ａ，２２ｂにより密閉可能に覆われており、保持室１５及び出湯室１６に個別に対応して開閉できるように構成されている。

上記のように構成された炉本体１０において、底壁１３ａは、平坦な表面上に、リブ状の複数の突部１３１が互いに平行に間隔をあけて設けられている。突部１３１は、円弧状の断面を有しており、長手方向に沿って一端側が炉本体１０の外部と連通する挿入孔１３２が形成されている。

発熱体３０は、本実施形態においては通電式のラジアントヒータからなり、挿入孔１３２の内壁面との間に若干の隙間をあけた状態で、挿入孔１３２の開口部を覆うように嵌合されたブラケット１３３により位置決めされている。発熱体３０の電極板３１ａ，３１ｂは、ブラケット１３３を介して炉本体１０の外部に露出しており、電源装置（図示せず）に接続されて、所望の電力での通電が行われる。ブラケット１３３は、ガイシ等のセラミック系材料から形成することができ、挿入孔１３２から取り外し可能とすることで、発熱体３０が挿入孔１３２に対して着脱自在とされている。

発熱体３０としては、シーズヒータ、セラミックヒータ、ハロゲンヒータなどの他の通電式加熱ヒータを使用することもでき、更には、燃焼バーナの周囲がラジアントチューブにより覆われたバーナ式のラジアントヒータなど燃焼式加熱ヒータを用いることもできる。

以上の構成を備える溶湯保持炉１によれば、底壁１３ａに形成された挿入孔１３２に発熱体３０が挿入されているので、貯留された溶湯Ｍの下部を重点的に加熱することができる。したがって、溶湯Ｍの自然対流により温度分布の均一化を図ることができると共に、溶湯Ｍの液面付近における酸化物の成長を抑制することができる。また、発熱体３０が溶湯Ｍの貯留空間に存在しないため、発熱体３０の損傷に伴う溶湯Ｍへの異物混入を防止できると共に、貯留空間の清掃作業を容易に行うことができる。更に、発熱体３０が貯留空間の容積の減少をもたらさないため、低い貯留高さで必要な溶湯貯留量を確保することができ、例えば低圧鋳造に用いる場合に、低い加圧力で溶湯を鋳型に押し上げることができる。また、発熱体３０が挿入孔１３２に対して着脱自在であり、貯留された溶湯Ｍを排出することなく発熱体３０の交換やメンテナンスを行うことができ、作業効率を高めることができる。

本実施形態においては、底壁１３ａの表面に突部１３１が形成され、この突部１３１に挿入孔１３２が形成されているため、発熱体３０の挿入に伴う底壁１３ａの厚みの増加を防ぐことができると共に、底壁１３ａの高温部と溶湯Ｍとの接触面積を増加させて、溶湯Ｍをより効率よく加熱することができる。突部１３１の形状は、本実施形態ではリブ状としているが、使用する発熱体３０の形状に合わせて種々の形状とすることができる。また、突部１３１の断面形状は、円弧状以外に、先鋭状、矩形状、多角形状など特に限定されない。

また、底壁１３ａの表面から突出する突部１３１への挿入孔１３２の形成は、本実施形態のように、挿入孔１３２の上部のみが突部１３１に位置してもよく、或いは、挿入孔１３２の全体が突部１３１に位置してもよい。

一方、発熱体３０として径の小さいものを使用できる場合には、図２に示すように、突部を有しない底壁１３ａに挿入孔１３２を形成し、この挿入孔１３２に発熱体３０を挿入することもできる。図２（ａ）及び（ｂ）は、いずれも本発明の他の実施形態に係る溶湯保持炉の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面に対応している。図２において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付して、繰り返しの説明を省略する（後述する図３についても同様）。

図２に示す構成は、発熱体３０として両端に電極板３１ａ，３１ｂを備えたものを使用すると共に、挿入孔１３２が炉本体１０の外部と両端において連通するように形成することが好ましく、挿入孔１３２の両端をブラケット１３３，１３３で覆い、それぞれのブラケット１３３，１３３から電極板３１ａ，３１ｂが露出するように構成することができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、図１に示す溶湯保持炉１の構成は、使用目的等に応じて種々の変更が可能であり、低圧鋳造炉として用いる場合には、蓋体に上方からストークを貫通させると共に、仕切板１４の無い構成にすることができる。

また、溶湯Ｍの更なる加熱を促すために、図３に示すような浸漬部４０を設けてもよい。図３（ａ）及び（ｂ）は、いずれも本発明の更に他の実施形態に係る溶湯保持炉の断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ断面に対応している。

図３において、浸漬部４０は、耐火材１３と同様の材料からなり、底壁４１の両側に一対の側壁４２，４２が立設されて樋状に形成されている。底壁４１には、複数の補助挿入孔４１１が貫通して形成されており、側壁４２，４２の間には、断熱材４３が充填されている。浸漬部４０は、炉本体１０における側壁１３ｂの一対の対向面の間に挟持されており、各補助挿入孔４１１の両端は、炉本体１０に形成された開口を介して炉本体１０の外部と連通している。

この補助挿入孔４１１には、炉本体１０の外部から補助発熱体３４が着脱自在に挿入されている。補助発熱体３４は、上述した発熱体３０として例示したものを使用することができ、発熱体３０と同様に、補助挿入孔４１１の両端開口部を覆うように嵌合されたブラケット４１２，４１２により位置決めされ、このブラケット４１２，４１２を介して電極板３５ａ，３５ｂを外部に露出させている。

このような構成によれば、炉本体１０に貯留された溶湯Ｍは、下部における加熱に加えて上部でも加熱されるため、温度分布の更なる均一化を図ることができる。また、補助発熱体３４が溶湯Ｍと直接接触せずに浸漬されるため、酸化物の成長が防止でき、また、補助発熱体３４が破損した時の異物の混入も防止される。更に、溶湯Ｍを貯留した状態で補助発熱体３４の交換が可能であり、メンテナンスも容易である。

尚、図３に示す構成においては、補助挿入孔４１１が貫通孔とされており、両端において補助発熱体３４の電極板３５ａ，３５ｂがそれぞれ露出しているが、図３に示す炉本体１０の挿入孔１３２及び発熱体３０と同様に、挿入孔の一方端から２つの電極板が露出するように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る溶湯保持炉の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る溶湯保持炉の断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る溶湯保持炉の断面図である。

符号の説明

１ 溶湯保持炉
１０ 炉本体
１１ ケーシング
１２ 断熱層
１３ 耐火材
１３ａ 底壁
１３ｂ 側壁
１３１ 突部
１３２ 挿入孔
１３３ ブラケット
３０ 発熱体
３４ 補助発熱体
４０ 浸漬部
４１ 底壁
４１１ 補助挿入孔
４１２ ブラケット

Claims (4)

1. ケーシングに内張りした耐火材により溶湯を貯留する底壁及び側壁が構成された溶湯保持炉であって、
   前記底壁は、前記炉本体の外部と連通する挿入孔を備えており、
   前記挿入孔の内部に着脱可能に挿入される発熱体を備える溶湯保持炉。
2. 前記底壁は表面に突部を有しており、該突部に前記挿入孔が形成されている請求項１に記載の溶湯保持炉。
3. 前記突部は、間隔をあけて互いに平行に延びるように複数形成されている請求項２に記載の溶湯保持炉。
4. 前記側壁の対向面の間に挟持され、貯留された溶湯に浸漬される浸漬部を更に備え、
   前記浸漬部は、前記炉本体の外部と連通する補助挿入孔を備えており、
   前記補助挿入孔の内部に着脱可能に挿入される補助発熱体を備える請求項１から３のいずれかに記載の溶湯保持炉。
   
   

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