JP2018511776A - Aluminum melting furnace - Google Patents

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Abstract

本発明に係るアルミニウム溶解炉は、アルミニウム溶湯を加熱する加熱ユニットを備える加熱室；及び溶湯に旋回下降する渦流を生成する渦流ユニット、フラックスを渦流に投入するフラックス供給ユニット、及びアルミニウムスクラップを渦流に投入する原材料供給ユニットを備える溶解室を含む。このような本発明によれば、フラックスが非金属介在物（Inclusions）を選択的に捕獲して生成されたブラックドロスを、渦流を利用し球形に結集して球形のブラックドロスを形成することにより、ブラックドロスに含まれているアルミニウムメタルの量を低減させることができるので、アルミニウムの溶解回収率を増大させることができる。さらに、ドロスに含有されているアルミニウムを回収するための別途のドロスの灰絞り過程が不要なので、ドロスの灰絞りに必要となる費用を節減することができる。An aluminum melting furnace according to the present invention includes a heating chamber provided with a heating unit for heating molten aluminum; a vortex unit that generates a swirl that swirls and descends the molten metal; a flux supply unit that feeds flux into the vortex; It includes a melting chamber with raw material supply units to be charged. According to the present invention, the black dross generated by selectively capturing non-metallic inclusions (inclusions) is gathered into a spherical shape using vortex to form a spherical black dross. Since the amount of aluminum metal contained in black dross can be reduced, the dissolution and recovery rate of aluminum can be increased. Furthermore, since a separate dross ash squeezing process for recovering the aluminum contained in the dross is unnecessary, the cost required for dross ash squeezing can be reduced.

Description

本発明は、アルミニウムスクラップを溶解することができるアルミニウム溶解炉に関する。   The present invention relates to an aluminum melting furnace capable of melting aluminum scrap.

本出願は、2015年3月3日付韓国特許出願第10-2015-0029943号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は本明細書の一部として含まれる。   This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2015-0029943 dated March 3, 2015, and all the contents disclosed in the Korean patent application literature are Included as part.

自動車、家電製品及び建築用資材などに用いられている多くのアルミニウム部品は、アルミニウム鋳造装置を利用して製造する。このようなアルミニウム鋳造装置にアルミニウム溶湯を供給するのがアルミニウム溶解炉である。アルミニウム溶解炉は、一定の大きさに成形されたアルミニウムスクラップを高熱で溶解させる装置である。   Many aluminum parts used in automobiles, home appliances, building materials, and the like are manufactured using an aluminum casting apparatus. An aluminum melting furnace supplies molten aluminum to such an aluminum casting apparatus. The aluminum melting furnace is an apparatus that melts aluminum scrap formed into a certain size with high heat.

従来のアルミニウム溶解炉は、アルミニウム溶湯を加熱するバーナーを備える昇温室、昇温室から排出されたアルミニウム溶湯をポンピングする溶湯ポンプを備える溶湯撹拌室、及び前記溶湯撹拌室から排出されたアルミニウム溶湯にアルミニウム圧縮チップの塊りを装入させる装入室を含む（韓国登録特許公報第10-1425572号、2014.07.31.公告）。   A conventional aluminum melting furnace includes a temperature rising chamber provided with a burner for heating molten aluminum, a molten metal stirring chamber provided with a molten metal pump for pumping molten aluminum discharged from the temperature rising chamber, and aluminum molten aluminum discharged from the molten metal stirring chamber. Includes a loading chamber for loading compressed chips (Korean Registered Patent Publication No. 10-1425572, published on July 31, 2014).

ここで、アルミニウム圧縮チップの塊りは、アルミニウム塊ともいい、アルミニウム製品の生産や加工時に多く発生する多数のアルミニウムチップを圧縮したものである。ところが、アルミニウム圧縮チップの塊りは、アルミニウムチップを圧縮する過程で多数の空隙を含有することになる。よって、従来のアルミニウム溶解炉は、アルミニウム溶湯に投入されたアルミニウム圧縮チップの塊りの中心部まで熱がよく伝達できないので溶解効率が低下し、アルミニウム圧縮チップの塊りがアルミニウム溶湯の表面に浮上されて大気と接触されることにより、アルミニウム酸化物が生成されるという問題点がある。   Here, the lump of aluminum compression chips is also called an aluminum lump, and is a compression of a large number of aluminum chips that frequently occur during the production and processing of aluminum products. However, the lump of aluminum compression tips contains many voids in the process of compressing the aluminum tips. Therefore, in the conventional aluminum melting furnace, heat cannot be transferred well to the center of the aluminum compressed chip lump that has been put into the molten aluminum, so the melting efficiency is lowered, and the lump of aluminum compressed chips floats on the surface of the molten aluminum. Then, there is a problem that aluminum oxide is generated by being brought into contact with the atmosphere.

さらに、従来のアルミニウム溶解炉は、前述した問題点を解決するため、溶湯撹拌室でポンピングされたあと、装入室に伝達されたアルミニウム溶湯にアルミニウム圧縮チップの塊りを投入するところ、このような場合も、アルミニウム圧縮チップの塊りの低い比重により、依然としてアルミニウム圧縮チップの塊りがアルミニウム溶湯に浮遊された状態で溶解が進められる。よって、従来のアルミニウム溶解炉は、溶湯撹拌室でポンピングされたアルミニウム溶湯にアルミニウム圧縮チップの塊りを投入しても依然として溶解効率が低下し、アルミニウム酸化物の発生量が多いため、純粋アルミニウムの溶解回収率が低下するという問題点がある。   Furthermore, in the conventional aluminum melting furnace, in order to solve the above-mentioned problems, after pumping in the molten metal stirring chamber, a lump of aluminum compressed chips is put into the molten aluminum transferred to the charging chamber. Even in this case, due to the low specific gravity of the lump of the aluminum compressed chip, the melting proceeds while the lump of the aluminum compressed chip is still suspended in the molten aluminum. Therefore, in the conventional aluminum melting furnace, even if a lump of aluminum compressed chips is put into the molten aluminum pumped in the molten metal stirring chamber, the melting efficiency is still lowered and the amount of aluminum oxide generated is large. There is a problem that the dissolution recovery rate is lowered.

一方、一般にアルミニウム溶湯に投入されるアルミニウム塊には塗料及びその他の介在物が介在される。このような介在物が増加すれば、アルミニウムの純度が減少する。このような介在物と前述したアルミニウム酸化物による問題点を解決すべく、アルミニウムの酸化を防止し、かつ、介在物の捕獲が可能なフラックスをアルミニウム溶湯に投入している。このようにアルミニウム溶湯をフラックス処理して発生したドロスをブラックドロスという。   On the other hand, generally, paint and other inclusions are interposed in an aluminum lump that is put into molten aluminum. If such inclusions increase, the purity of aluminum decreases. In order to solve the problems caused by such inclusions and the above-described aluminum oxide, a flux capable of preventing the oxidation of aluminum and capturing the inclusions is introduced into the molten aluminum. The dross generated by fluxing the molten aluminum is called black dross.

ところが、アルミニウム溶湯をフラックス処理する場合、ブラックドロスの形成過程で多量のアルミニウムがブラックドロスの内部に含まれる。よって、従来のアルミニウム溶解炉は、フラックス処理をしても相変らず純粋アルミニウムの溶解回収率が低下するという問題点がある。   However, when flux treatment is performed on molten aluminum, a large amount of aluminum is contained in the black dross during the black dross formation process. Therefore, the conventional aluminum melting furnace has the problem that the melting and recovery rate of pure aluminum is not changed even after flux treatment.

韓国登録特許公報第10-1425572号、2014.07.31.公告Korea Registered Patent Gazette No. 10-1425572, 2014.07.31.

本発明は、前述した問題点を解決するためのものであって、アルミニウムスクラップの溶解効率を高めることができるように構造を改善したアルミニウム溶解炉の提供にその目的がある。   The present invention is for solving the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an aluminum melting furnace having an improved structure so that the melting efficiency of aluminum scrap can be increased.

さらに、本発明は、アルミニウム酸化物の発生量を低減させることができるように構造を改善したアルミニウム溶解炉の提供にその目的がある。   Furthermore, the object of the present invention is to provide an aluminum melting furnace having an improved structure so that the amount of aluminum oxide generated can be reduced.

さらに、本発明は、純粋アルミニウムの溶解回収率を高めることができるように構造を改善したアルミニウム溶解炉の提供にその目的がある。   Furthermore, the object of the present invention is to provide an aluminum melting furnace having an improved structure so that the melting recovery rate of pure aluminum can be increased.

前述した課題を解決するための本発明の好ましい実施形態に係るアルミニウム溶解炉は、アルミニウム溶湯を加熱する加熱ユニットを備える加熱室；及び前記溶湯に旋回下降する渦流を生成する渦流ユニット、フラックスを前記渦流に投入するフラックス供給ユニット、及びアルミニウムスクラップを前記渦流に投入する原材料供給ユニットを備える溶解室を含む。   An aluminum melting furnace according to a preferred embodiment of the present invention for solving the aforementioned problems includes a heating chamber including a heating unit that heats the molten aluminum; a vortex unit that generates a vortex that swirls and descends the molten metal; It includes a melting chamber provided with a flux supply unit for charging the vortex and a raw material supply unit for charging aluminum scrap into the vortex.

好ましく、前記フラックス供給ユニットは、前記原材料供給ユニットが前記渦流に前記アルミニウムスクラップを投入する以前に、前記フラックスを前記渦流に予め投入して前記溶湯の表面に溶融フラックス層を形成し、前記原材料供給ユニットは、前記溶融フラックス層が形成された以後に、前記溶融フラックス層を通過するように前記アルミニウムスクラップを前記渦流に投入する。   Preferably, before the raw material supply unit puts the aluminum scrap into the eddy current, the flux supply unit pre-charges the flux into the vortex to form a molten flux layer on the surface of the molten metal, and supplies the raw material The unit throws the aluminum scrap into the vortex so as to pass through the molten flux layer after the molten flux layer is formed.

好ましく、前記フラックス供給ユニットと前記原材料供給ユニットは、前記溶融フラックス層が形成された以後、前記フラックスと前記アルミニウムスクラップを前記渦流に同時または異時にそれぞれ投入する。   Preferably, the flux supply unit and the raw material supply unit respectively supply the flux and the aluminum scrap to the vortex simultaneously or differently after the molten flux layer is formed.

好ましく、前記渦流ユニットは、前記溶湯の介在物が前記フラックスに捕獲されて形成されたブラックドロスを、前記渦流を利用して反復的に下降及び浮上させ、前記ブラックドロスが球形に結集された球形のブラックドロスを形成する。   Preferably, the vortex unit has a spherical shape in which the black dross formed by trapping the melt inclusions in the flux is repeatedly lowered and floated using the vortex, and the black dross is gathered into a spherical shape. Form a black dross.

好ましく、前記溶解室は、球形のブラックドロスを前記渦流から分離する分離ユニットをさらに備える。   Preferably, the dissolution chamber further includes a separation unit for separating the spherical black dross from the vortex.

好ましく、前記渦流ユニットは、前記溶湯に浸漬される一端、及び前記溶湯の外部に延長される他端を有する回転軸；及び前記一端に結合される撹拌インペラーを備える。   Preferably, the vortex unit includes a rotating shaft having one end immersed in the molten metal and the other end extended to the outside of the molten metal; and a stirring impeller coupled to the one end.

好ましく、前記溶湯を加速して前記溶湯に流動力を与える加速ユニットを備え、前記加熱室と前記溶解室の間に設けられる流動力付与室をさらに含む。   Preferably, the apparatus further includes an acceleration unit that accelerates the molten metal and applies a fluid force to the molten metal, and further includes a fluid force imparting chamber provided between the heating chamber and the melting chamber.

好ましく、前記加速ユニットは、前記溶湯をポンピングする溶湯ポンプを備える。   Preferably, the acceleration unit includes a melt pump for pumping the melt.

好ましく、前記加熱室は、前記溶湯を前記流動力付与室に伝達する第1流動通路をさらに備え、前記溶解室は、前記溶湯を前記加熱室に伝達する第2流動通路をさらに備え、前記流動力付与室は、前記溶湯を前記溶解室に伝達する第3流動通路をさらに備える。   Preferably, the heating chamber further includes a first flow passage for transmitting the molten metal to the fluid force applying chamber, and the melting chamber further includes a second flow passage for transmitting the molten metal to the heating chamber, The force applying chamber further includes a third flow passage that transmits the molten metal to the melting chamber.

好ましく、前記加熱室は、前記第1流動通路及び前記第2流動通路と連結された部分を除いた残りの部分が外部と遮断された密閉構造を有する。   Preferably, the heating chamber has a sealed structure in which a remaining portion except a portion connected to the first flow passage and the second flow passage is blocked from the outside.

好ましく、前記アルミニウムスクラップは、少なくとも一部が予め定められた大きさを有するアルミニウムチップである。   Preferably, the aluminum scrap is an aluminum chip having at least a predetermined size.

好ましく、アルミニウムスクラップは、少なくとも一部がアルミニウム廃缶スクラップ（UBCs）である。   Preferably, the aluminum scrap is at least partially waste aluminum can scrap (UBCs).

好ましく、前記フラックスは、塩化ナトリウム（NaCl）と塩化カリウム（KCl）が同一の重量部で混合された混合物93-97重量部及び氷晶石類（Cryolite、Potassium Cryolite）3-7重量部を含む。   Preferably, the flux includes 93-97 parts by weight of a mixture of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) in the same parts by weight and 3-7 parts by weight of cryolite (Cryolite, Potassium Cryolite). .

本発明に係るアルミニウム溶解炉は、次のような効果を有する。   The aluminum melting furnace according to the present invention has the following effects.

第一、本発明は、渦流を利用してアルミニウムスクラップをアルミニウム溶湯に迅速に装入させることにより、アルミニウム酸化物の発生量を減少させることができる。   First, the present invention can reduce the generation amount of aluminum oxide by rapidly charging aluminum scrap into molten aluminum using vortex.

第二、本発明は、フラックスが非金属介在物（Inclusion）を選択的に捕獲して生成されたブラックドロスを、渦流を利用し球形に結集して球形のブラックドロスを形成することにより、ブラックドロスに含まれているアルミニウムメタルの量を低減させて純粋アルミニウムの溶解回収率を増大させることができる。さらに、本発明は、ドロスに含有されているアルミニウムを回収するための別途のドロスの灰絞り過程が不要なので、ドロスの灰絞りに必要となる費用を節減することができる。   Second, the present invention relates to black dross generated by selectively capturing non-metallic inclusions (inclusions) in a spherical shape by using eddy currents to form a spherical black dross. The amount of aluminum metal contained in the dross can be reduced and the recovery rate of pure aluminum can be increased. Furthermore, since the present invention does not require a separate dross ash squeezing process for recovering the aluminum contained in the dross, the cost required for dross ash squeezing can be reduced.

第三、本発明は、球形のブラックドロスが溶解室のアルミニウム溶湯を覆った状態でアルミニウムスクラップの溶解作業を行うことができるので、溶解室のアルミニウム溶湯が球形のブラックドロスにより覆われていない状態でアルミニウムスクラップの溶解作業を行う場合に比べて保温効果に優れるため、アルミニウム溶湯の温度を上昇させることができる。よって、本発明は、アルミニウム溶湯の温度が上昇された状態でアルミニウムスクラップの溶解作業を行うことができるので、アルミニウムスクラップの溶解効率を改善することができる。   Third, since the present invention is capable of melting aluminum scrap while the spherical black dross covers the molten aluminum in the melting chamber, the molten aluminum in the melting chamber is not covered by the spherical black dross. Therefore, the temperature of the molten aluminum can be increased because the heat retention effect is superior to that when the aluminum scrap is melted. Therefore, the present invention can perform the melting operation of the aluminum scrap in a state where the temperature of the molten aluminum is raised, so that the efficiency of melting the aluminum scrap can be improved.

本発明の好ましい実施形態に係るアルミニウム溶解炉の概念図である。It is a conceptual diagram of the aluminum melting furnace which concerns on preferable embodiment of this invention. 図1の溶解室と流動力付与室の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a melting chamber and a fluid force imparting chamber in FIG. 図1の溶解室で球形のブラックドロスが形成される過程を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a process in which spherical black dross is formed in the melting chamber of FIG. 図3の過程を介して形成された球形のブラックドロスの断面を概略的に示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a spherical black dross formed through the process of FIG. 3. 図1の溶解室に収容されたアルミニウム溶湯の表面に球形のブラックドロスが浮遊された状態を示す溶解室の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the melting chamber showing a state where spherical black dross is suspended on the surface of the molten aluminum housed in the melting chamber of FIG.

本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、自身の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即し、本発明の技術的思想に適合する意味と概念として解釈されなければならない。よって、本明細書に記載されている実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点において、これらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。   Terms and words used in the specification and claims should not be construed as limited to ordinary or lexicographic meanings, and the inventor should describe his invention in the best possible manner. In accordance with the principle that the concept of terms can be defined as appropriate, it should be interpreted as meanings and concepts that conform to the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention. It should be understood that at the time, there can be a variety of equivalents and variations that can be substituted for these.

図面において各構成要素またはその構成要素をなす特定部分の大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張または省略されるか、或いは概略的に示された。よって、各構成要素の大きさは、実際の大きさを全的に反映するものではない。関連した公知の機能或いは構成に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不要に濁し得ると判断される場合、かかる説明は省略する。   In the drawings, the size of each component or a specific portion constituting the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience of description and clarity. Therefore, the size of each component does not completely reflect the actual size. If it is determined that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.

図1は、本発明の好ましい実施形態に係るアルミニウム溶解炉の概念図である。   FIG. 1 is a conceptual diagram of an aluminum melting furnace according to a preferred embodiment of the present invention.

図1に示す通り、本発明の好ましい実施形態に係るアルミニウム溶解炉1は、アルミニウム溶湯（M）が加熱される加熱室10、アルミニウムスクラップ（A）とフラックス（F）がそれぞれアルミニウム溶湯（M）に投入される溶解室20、及びアルミニウム溶湯（M）に流動力を与える流動力付与室30を含む。   As shown in FIG. 1, an aluminum melting furnace 1 according to a preferred embodiment of the present invention includes a heating chamber 10 in which molten aluminum (M) is heated, aluminum scrap (A) and flux (F) being molten aluminum (M). And a fluid force imparting chamber 30 for imparting fluid force to the molten aluminum (M).

アルミニウム溶解炉1は、図1に示されているところのように、耐火物材質を有する壁体等によって区切られた多数の空間を備える。加熱室10、溶解室20及び流動力付与室30はそれぞれ、アルミニウム溶解炉1の多数の空間のうちいずれか一つの空間に、他の空間と独立された状態で設けられる。   As shown in FIG. 1, the aluminum melting furnace 1 includes a large number of spaces partitioned by a wall body having a refractory material. Each of the heating chamber 10, the melting chamber 20, and the fluid force imparting chamber 30 is provided in any one of the numerous spaces of the aluminum melting furnace 1 in a state independent of the other spaces.

加熱室10は、アルミニウム溶湯（M）を予め定められた温度に加熱するための空間であり、後述する溶解室20の第2流動通路29と連通されて溶解室20からアルミニウム溶湯（M）の伝達を受ける。   The heating chamber 10 is a space for heating the molten aluminum (M) to a predetermined temperature. The heating chamber 10 communicates with a second flow passage 29 of the melting chamber 20, which will be described later, from the melting chamber 20 to the molten aluminum (M). Receive communication.

加熱室10は、熱損失の最小化ができるよう、後述する第1流動通路16及び第2流動通路29と連結された部分を除いた残りの部分は、外部と遮断された密閉構造で形成される。   In order to minimize heat loss, the heating chamber 10 is formed with a sealed structure that is cut off from the outside except for the portion connected to the first flow passage 16 and the second flow passage 29 described later. The

加熱室10は、図1に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）を加熱する加熱ユニット12、アルミニウム溶湯（M）をアルミニウム溶解炉1の外部へ排出するための出湯口14、及び加熱室10に収容されたアルミニウム溶湯（M）を流動力付与室30に伝達するための第1流動通路16を含む。   As shown in FIG. 1, the heating chamber 10 includes a heating unit 12 for heating the molten aluminum (M), a hot water outlet 14 for discharging the molten aluminum (M) to the outside of the aluminum melting furnace 1, And a first flow passage 16 for transmitting the molten aluminum (M) accommodated in the heating chamber 10 to the fluid force imparting chamber 30.

加熱ユニット12は、アルミニウム溶湯（M）を予め定められた温度に加熱するための装置である。加熱ユニット12の構造は特に限定されない。例えば、図1に示されているところのように、加熱ユニット12は、加熱室10を区切る壁体等に設けられるバーナーであってよい。   The heating unit 12 is a device for heating the molten aluminum (M) to a predetermined temperature. The structure of the heating unit 12 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, the heating unit 12 may be a burner provided on a wall or the like that partitions the heating chamber 10.

アルミニウム溶湯（M）の加熱温度は特に限定されない。アルミニウム溶湯（M）の温度は、加熱室10に設けられた温度センサー（図示省略）によって測定されてよい。加熱ユニット12は、温度センサーからアルミニウム溶湯（M）の温度の入力を受け、アルミニウム溶湯（M）を予め定められた加熱温度に加熱することができる。   The heating temperature of the molten aluminum (M) is not particularly limited. The temperature of the molten aluminum (M) may be measured by a temperature sensor (not shown) provided in the heating chamber 10. The heating unit 12 can receive the temperature of the molten aluminum (M) from the temperature sensor and can heat the molten aluminum (M) to a predetermined heating temperature.

出湯口14は、加熱室10で加熱されたアルミニウム溶湯（M）をアルミニウム溶解炉1の外部へ排出するための出口を提供する。出湯口14は、アルミニウム鋳造物を製造するためのアルミニウム鋳造装置と連結されるか、またはアルミニウム溶湯（M）を移送するための溶湯移送容器と連結されてよい。出湯口14には、出湯口14を選択的に開閉する開閉バルブ18が設けられてよい。   The outlet 14 provides an outlet for discharging the molten aluminum (M) heated in the heating chamber 10 to the outside of the aluminum melting furnace 1. The outlet 14 may be connected to an aluminum casting apparatus for producing an aluminum casting, or may be connected to a molten metal transfer container for transferring molten aluminum (M). The tap 14 may be provided with an open / close valve 18 that selectively opens and closes the tap 14.

第1流動通路16は、加熱室10に収容されたアルミニウム溶湯（M）を流動力付与室30に伝達するための通路を提供する。図1に示されているところのように、第1流動通路16は加熱室10と流動力付与室30を区切る壁体が貫通されて形成され、アルミニウム溶湯（M）は第1流動通路16を通って流動力付与室30に流入される。   The first fluid passage 16 provides a passage for transmitting the molten aluminum (M) accommodated in the heating chamber 10 to the fluid force imparting chamber 30. As shown in FIG. 1, the first flow passage 16 is formed by penetrating a wall that separates the heating chamber 10 and the flow force imparting chamber 30, and the molten aluminum (M) passes through the first flow passage 16. It flows into the fluid force imparting chamber 30 through.

図2は、図1の溶解室と流動力付与室の断面図である。図3は、図1の溶解室で球形のブラックドロスが形成される過程を説明するための図である。図4は、図3の過程を介して形成された球形のブラックドロスの断面を概略的に示した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the melting chamber and the fluid force applying chamber of FIG. FIG. 3 is a view for explaining a process in which spherical black dross is formed in the melting chamber of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a spherical black dross formed through the process of FIG.

溶解室20は、フラックス（F）とアルミニウムスクラップ（A）をアルミニウム溶湯（M）に投入するための空間であり、後述する流動力付与室30の第3流動通路34と連通されて流動力付与室30からアルミニウム溶湯（M）の伝達を受ける。   The melting chamber 20 is a space for charging the flux (F) and the aluminum scrap (A) into the molten aluminum (M), and is communicated with a third flow passage 34 of the fluid force imparting chamber 30 described later to impart fluid force. The aluminum melt (M) is transmitted from the chamber 30.

溶解室20は、フラックス（F）とアルミニウムスクラップ（A）をアルミニウム溶湯（M）に投入することができるよう、上面の少なくとも一部分が開放された開放構造で形成され、ただし、加熱室10より相対的に小さい容積を有するように形成される。つまり、溶解室20は、アルミニウムスクラップ（A）を溶解室20に投入して溶解作業を行うことができるように開放構造で形成され、ただし、熱損失を低減させることができるよう、加熱室10より相対的に小さい容積を有するように形成されるのである。   The melting chamber 20 is formed in an open structure in which at least a part of the upper surface is opened so that the flux (F) and the aluminum scrap (A) can be put into the molten aluminum (M). It is formed so as to have a small volume. That is, the melting chamber 20 is formed in an open structure so that the aluminum scrap (A) can be put into the melting chamber 20 and the melting operation can be performed. However, the heating chamber 10 can be reduced so that heat loss can be reduced. It is formed to have a relatively smaller volume.

溶解室20は、図1及び図2に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）に旋回下降する渦流（V）を生成する渦流ユニット21、フラックス（F）を渦流（V）に投入するフラックス供給ユニット23、アルミニウムスクラップ（A）を渦流（V）に投入する原材料供給ユニット25、及び溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）を加熱室10に伝達するための第2流動通路29を含む。   As shown in FIGS. 1 and 2, the melting chamber 20 has a vortex unit 21 that generates a vortex (V) swirling and descending into the molten aluminum (M), and a flux (F) into the vortex (V). Flux supply unit 23 to be input, raw material supply unit 25 to input aluminum scrap (A) into vortex (V), and second flow to transmit molten aluminum (M) contained in melting chamber 20 to heating chamber 10 Includes passage 29.

渦流ユニット21は、溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）に旋回下降する渦流（V）を形成するための部材であり、少なくとも一部分がアルミニウム溶湯（M）に浸漬されるよう溶解室20に設けられる。渦流ユニット21によって生成された渦流（V）と、第3流動通路34を通って溶解室20に流入されるアルミニウム溶湯（M）との流動が直接的に対面する場合は、アルミニウム溶湯（M）の流動が妨げられる恐れがある。これを防止するため、図1に示されているところのように、渦流ユニット21は、第3流動通路34と一直線上に位置しないように溶解室20の一側に設けられるのが好ましいが、これに限定されるものではない。   The vortex unit 21 is a member for forming a vortex (V) swirling and descending in the molten aluminum (M) accommodated in the melting chamber 20, and at least a part of the vortex unit 21 is immersed in the molten aluminum (M). Provided. When the flow of the vortex (V) generated by the vortex unit 21 and the molten aluminum (M) flowing into the melting chamber 20 through the third flow passage 34 directly faces the molten aluminum (M) May be hindered. In order to prevent this, as shown in FIG. 1, the vortex unit 21 is preferably provided on one side of the dissolution chamber 20 so as not to be aligned with the third flow passage 34, It is not limited to this.

渦流ユニット21は、図2に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）に浸漬される下端と、アルミニウム溶湯（M）の外部に延長されて駆動モーター（図示省略）と軸結合される上端とを有する回転軸21a、及び回転軸21aの下端に軸結合される撹拌インペラー21bを含む。駆動モーターが駆動されると、図1及び図2に示されているところのように、撹拌インペラー21bが回転軸21aを中心に回転されることにより、溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）には回転軸21aを中心に旋回下降する渦流（V）が生成される。   As shown in FIG. 2, the vortex unit 21 is axially coupled to a lower end immersed in the molten aluminum (M) and to the outside of the molten aluminum (M) and to a drive motor (not shown). And a stirring impeller 21b that is axially coupled to the lower end of the rotating shaft 21a. When the drive motor is driven, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the stirring impeller 21b is rotated about the rotation shaft 21a, whereby the molten aluminum contained in the melting chamber 20 (M ) Generates a vortex (V) swirling and descending about the rotating shaft 21a.

フラックス供給ユニット23は、外部のフラックス供給源（図示省略）から供給されたフラックス（F）を、溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）に投入するための装置である。フラックス（F）は、アルミニウムより比重が小さな混合塩であって、アルミニウムスクラップ（A）の非金属介在物との親和力が高い材質で形成される。   The flux supply unit 23 is a device for putting the flux (F) supplied from an external flux supply source (not shown) into the molten aluminum (M) accommodated in the melting chamber 20. The flux (F) is a mixed salt having a specific gravity smaller than that of aluminum, and is formed of a material having a high affinity with the nonmetallic inclusions of the aluminum scrap (A).

フラックス供給ユニット23は、図2に示されているところのように、渦流ユニット21によって生成された渦流（V）にフラックス（F）を投入する。そうすると、フラックス（F）は、渦流（V）によってアルミニウム溶湯（M）に速かに挿入されて溶解されたあと、溶解室20に均等に広がることができる。ただし、これに限定されるのではなく、フラックス供給ユニット23は、渦流（V）ではないアルミニウム溶湯（M）の他の部分にフラックス（F）を投入することもできる。   As shown in FIG. 2, the flux supply unit 23 inputs the flux (F) into the vortex (V) generated by the vortex unit 21. Then, the flux (F) can be spread evenly in the melting chamber 20 after being quickly inserted into the molten aluminum (M) by the vortex (V) and melted. However, the present invention is not limited to this, and the flux supply unit 23 can also supply the flux (F) to other portions of the molten aluminum (M) that are not vortex (V).

フラックス（F）の投入時期は特に限定されない。例えば、フラックス供給ユニット23は、原材料供給ユニット25が渦流（V）にアルミニウムスクラップ（A）を投入する以前に、フラックス（F）を渦流（V）に予め投入することができる。そうすると、フラックス（F）は渦流（V）によって旋回下降しながら、アルミニウム溶湯（M）に浸漬されて溶解される。ところが、フラックス（F）はアルミニウムに比べて相対的に小さな比重を有するので、アルミニウム溶湯（M）に溶解されたフラックス（F）はアルミニウム溶湯（M）の表面に浮上し、アルミニウム溶湯（M）の表面に溶融フラックス層、即ち、塩溶層を形成する。このような溶融フラックス層は、アルミニウム溶湯（M）及びアルミニウム溶湯（M）に投入されたアルミニウムスクリップ（A）が大気中の酸素と接触されることを遮断し、アルミニウム酸化物の発生量を減らすことができる。   There is no particular limitation on the time when the flux (F) is charged. For example, the flux supply unit 23 can put the flux (F) into the vortex (V) in advance before the raw material supply unit 25 puts the aluminum scrap (A) into the vortex (V). Then, the flux (F) is immersed and melted in the molten aluminum (M) while being swirled and lowered by the vortex (V). However, since the flux (F) has a relatively small specific gravity compared to aluminum, the flux (F) dissolved in the molten aluminum (M) floats on the surface of the molten aluminum (M), and the molten aluminum (M). A melt flux layer, that is, a salt solution layer is formed on the surface of the substrate. Such a melt flux layer prevents the aluminum scrip (A) charged in the molten aluminum (M) and the molten aluminum (M) from coming into contact with oxygen in the atmosphere, thereby reducing the amount of aluminum oxide generated. Can be reduced.

このようなフラックス（F）は、介在物を選択的に捕獲可能であるとともに、アルミニウム溶湯（M）の表面に溶融フラックス層を形成可能な組成を有する。好ましく、フラックス（F）は、塩化ナトリウム（NaCl）と塩化カリウム（KCl）が同一の重量部で混合された混合物93-97重量部及び氷晶石類（Cryolite、Potassium Cryolite）3-7重量部を含むことができる。さらに好ましく、フラックス（F）は、塩化ナトリウム（NaCl）47.5重量部、塩化カリウム（KCl）47.5重量部、及びフッ化カリウムアルミニウム（KAlF4）5重量部を含むことができる。 Such a flux (F) can selectively capture inclusions and has a composition that can form a molten flux layer on the surface of the molten aluminum (M). Preferably, the flux (F) is 93-97 parts by weight of a mixture of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) in the same part by weight and 3-7 parts by weight of cryolite (Cryolite, Potassium Cryolite). Can be included. More preferably, the flux (F) can include 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl), and 5 parts by weight of potassium aluminum fluoride (KAlF 4 ).

一方、原材料供給ユニット25によってアルミニウムスクラップ（A）の投入が始まった以後は、フラックス供給ユニット23は、原材料供給ユニット25と同時または異時にフラックス（F）を渦流（V）に投入することができる。つまり、アルミニウムスクラップ（A）の投入が始まった以後も、フラックス（F）はアルミニウムスクラップ（A）の供給推移に合わせて継続的または断続的に供給されるのである。   On the other hand, after the raw material supply unit 25 starts to input the aluminum scrap (A), the flux supply unit 23 can input the flux (F) into the vortex (V) at the same time as or different from the raw material supply unit 25. . That is, even after the introduction of the aluminum scrap (A) starts, the flux (F) is continuously or intermittently supplied according to the supply trend of the aluminum scrap (A).

フラックス（F）は、これを利用して捕獲しようとする非金属介在物の量と同一の量が供給されることが好ましいが、これに限定されるものではない。したがって、フラックス（F）の供給量は、アルミニウムスクラップ（A）の供給量とアルミニウムスクラップ（A）の種類により調節され得る。つまり、アルミニウム廃缶スクラップ（UBCsスクラップ）のように塗料及びその他の多量の非金属介在物を含むアルミニウムスクラップ（A）が供給される場合は、フラックス（F）の供給量が増加し、純度が高いアルミニウムスクラップ（A）が供給される場合は、フラックス（F）の供給量が減少し得る。   The flux (F) is preferably supplied in the same amount as the amount of nonmetallic inclusions to be captured using this, but is not limited thereto. Therefore, the supply amount of the flux (F) can be adjusted by the supply amount of the aluminum scrap (A) and the type of the aluminum scrap (A). In other words, when aluminum scrap (A) containing paint and other large amounts of non-metallic inclusions is supplied, such as aluminum waste can scrap (UBCs scrap), the supply amount of flux (F) is increased and the purity is increased. When high aluminum scrap (A) is supplied, the supply amount of flux (F) can be reduced.

原材料供給ユニット25は、外部の原材料供給源（図示省略）から供給されたアルミニウムフラックス（F）を、溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）に投入するための装置である。   The raw material supply unit 25 is a device for putting the aluminum flux (F) supplied from an external raw material supply source (not shown) into the molten aluminum (M) accommodated in the melting chamber 20.

原材料供給ユニット25は、図2に示されているところのように、渦流ユニット21によって生成された渦流（V）にアルミニウムスクラップ（A）を投入する。そうすると、アルミニウムスクラップ（A）は渦流（V）によって旋回下降しながら、アルミニウム溶湯（M）に迅速に装入されて溶解され得る。これを介し、アルミニウム溶湯（M）に装入されたアルミニウムスクラップ（A）と大気の接触をさらに効果的に遮断させることにより、アルミニウム酸化物の発生量をさらに減らすことができる。   As shown in FIG. 2, the raw material supply unit 25 inputs aluminum scrap (A) into the vortex (V) generated by the vortex unit 21. Then, the aluminum scrap (A) can be quickly charged into the molten aluminum (M) and melted while being swung down by the vortex (V). Through this, the generation amount of aluminum oxide can be further reduced by further effectively blocking the contact between the aluminum scrap (A) charged in the molten aluminum (M) and the atmosphere.

アルミニウムスクラップ（A）の投入時期は特に限定されない。例えば、原材料供給ユニット25は、アルミニウム溶湯（M）の表面に溶融フラックス層が形成された以後にアルミニウムスクラップ（A）の供給を始めることができる。そうすると、アルミニウムスクラップ（A）は、アルミニウム溶湯（M）の表面に溶融フラックス層が形成された状態でアルミニウム溶湯（M）に装入され得る。これにより、アルミニウム溶湯（M）に装入されたアルミニウムスクラップ（A）と大気の接触がさらに効果的に遮断されるので、アルミニウム酸化物の発生量をさらに減らすことができる。   There is no particular limitation on the timing of the aluminum scrap (A). For example, the raw material supply unit 25 can start supplying the aluminum scrap (A) after the molten flux layer is formed on the surface of the molten aluminum (M). Then, the aluminum scrap (A) can be charged into the molten aluminum (M) in a state where a molten flux layer is formed on the surface of the molten aluminum (M). As a result, the contact between the aluminum scrap (A) charged in the molten aluminum (M) and the atmosphere is more effectively blocked, so that the amount of aluminum oxide generated can be further reduced.

アルミニウムスクラップ（A）の直径が大きい場合は、熱伝達率が低下するという問題点がある。よって、アルミニウムスクラップ（A）は、少なくとも一部が5cm以下の直径を有するアルミニウムチップであることが好ましい。アルミニウムスクラップ（A）の直径が大きい場合は熱伝達率が低下するので、相対的に直径が小さいアルミニウムチップが供給されるのである。このようなアルミニウムチップは、例えば、アルミニウム圧縮物のようなアルミニウムスクラップ等を破砕するか加工して製造することができる。   When the diameter of the aluminum scrap (A) is large, there is a problem that the heat transfer coefficient is lowered. Accordingly, the aluminum scrap (A) is preferably an aluminum chip having a diameter of at least a part of 5 cm or less. When the diameter of the aluminum scrap (A) is large, the heat transfer coefficient is lowered, so that an aluminum chip having a relatively small diameter is supplied. Such an aluminum chip can be manufactured, for example, by crushing or processing aluminum scrap such as an aluminum compact.

アルミニウムスクラップ（A）の種類は特に限定されない。例えば、アルミニウムスクラップ（A）は、少なくとも一部がアルミニウム、マグネシウム及びアルミニウム合金を主に含むアルミニウム廃缶スクラップ（UBCs、A 3XXX系列、A 5XXXX系列）であってよい。このようなアルミニウム廃缶スクラップの化学組成は表1の通りである。

Figure 2018511776
The kind of aluminum scrap (A) is not particularly limited. For example, the aluminum scrap (A) may be aluminum waste can scrap (UBCs, A 3XXX series, A 5XXXX series) mainly including at least a part of aluminum, magnesium and an aluminum alloy. The chemical composition of such aluminum waste can scraps is shown in Table 1.
Figure 2018511776

一方、アルミニウムスクラップ（A）の介在物（Inclusions）は、アルミニウムスクラップ（A）がアルミニウム溶湯（M）に装入されて溶解されるとき、溶融アルミニウムと凝集される性質を有する。ところが、溶溶フラックス層、即ち、フラックス（F）は、介在物と溶融アルミニウムの凝集力を弱化させて介在物と溶融アルミニウムを解離させ、溶融アルミニウムと解離された介在物を選択的に捕獲してブラックドロス（B1）を形成する。ブラックドロス（B1）は、前述した形成過程で体積が増加し、溶融アルミニウムより低い比重を有することになることでアルミニウム溶湯（M）の表面に浮上される。 On the other hand, inclusions of aluminum scrap (A) have a property of agglomerating with molten aluminum when aluminum scrap (A) is charged into molten aluminum (M) and melted. However, the melt flux layer, that is, the flux (F), weakens the cohesive force between inclusions and molten aluminum, dissociates inclusions and molten aluminum, and selectively captures the inclusions dissociated from the molten aluminum. Form black dross (B 1 ). The black dross (B 1 ) increases in volume in the above-described formation process and floats on the surface of the molten aluminum (M) by having a specific gravity lower than that of molten aluminum.

さらに、ブラックドロス（B1）は、図2及び図3に示されているところのように、渦流（V）によって旋回下降する途中、渦流（V）の下端に到達すれば渦流（V）から離脱され、その後はアルミニウム溶湯（M）の表面に浮上されてから、再度渦流（V）の吸入力によって渦流（V）に合流される。よって、ブラックドロス（B1）は、このような過程を介し、アルミニウム溶湯（M）の表面で生成された他のブラックドロス（B1）と結合される。このような過程が繰り返されると、図4に示されているところのように、多数のブラックドロス（B1）が球形に結集された球形のブラックドロス（B2）が形成される。つまり、渦流ユニット21は、渦流（V）を介してブラックドロス（B1）を反復的に下降及び浮上させることにより、多数のブラックドロス（B1）が球形に結集された球形のブラックドロス（B2）を形成するのである。このような球形のブラックドロス（B2）の化学組成は特に限定されない。例えば、前述したところのように、アルミニウムスクラップ（A）はアルミニウム廃缶スクラップ（UBCsスクラップ）であり、また、フラックス（F）は塩化ナトリウム（NaCl）47.5重量部、塩化カリウム（KCl）47.5重量部、及びフッ化カリウムアルミニウム（KAlF4）5重量部を含む場合、球形ドロス（B2）の化学組成は表2の通りである。

Figure 2018511776
Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, the black dross (B 1 ) is swirled and lowered by the vortex (V) and reaches the lower end of the vortex (V). After being separated, it floats on the surface of the molten aluminum (M), and then merges with the vortex (V) again by the suction force of the vortex (V). Therefore, the black dross (B 1 ) is combined with other black dross (B 1 ) generated on the surface of the molten aluminum (M) through such a process. When such a process is repeated, a spherical black dross (B 2 ) in which a large number of black dross (B 1 ) are gathered into a spherical shape is formed as shown in FIG. That is, the eddy current unit 21 repeatedly descends and floats the black dross (B 1 ) through the vortex (V), thereby causing a spherical black dross (ball 1 ) in which a large number of black dross (B 1 ) are gathered into a spherical shape. B 2 ) is formed. The chemical composition of such a spherical black dross (B 2 ) is not particularly limited. For example, as described above, aluminum scrap (A) is aluminum waste can scrap (UBCs scrap), and flux (F) is 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl) and 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl). , And 5 parts by weight of potassium aluminum fluoride (KAlF 4 ), the chemical composition of the spherical dross (B 2 ) is as shown in Table 2.
Figure 2018511776

球形のブラックドロス（B2）は、ブラックドロス（B1）がアルミニウム溶湯（M）の下降及び浮上を繰り返しながら漸進的に形成されるので、このような下降及び浮上の過程なしで一回的に形成される一般的なブラックドロスに比べて非金属介在物の除去性能に優れる。これにより、球形のブラックドロス（B2）を形成する場合は、一般的なブラックドロスを形成する場合に比べてドロスのアルミニウム含有率を低減させることができる。つまり、一般的なブラックドロス、例えば、従来のアルミニウム廃缶の溶解工程でホワイトドロスがフラックス処理されて形成されたブラックドロスは約50%以上のアルミニウム含有率を有するが、球形のブラックドロス（B2）は約10%以下のアルミニウムの含有率を有する。したがって、球形のブラックドロス（B2）を形成することにより、純粋アルミニウムの溶解回収率を向上させることができる。さらに、球形のブラックドロス（B2）を形成することにより、発熱剤フラックス及び灰絞り押込器を利用してドロスの灰絞りを行い、ドロスに捕獲されたアルミニウムを回収するドロスの灰絞り過程を省略可能なので、このようなドロスの灰絞りに必要となる費用を節減することができる。 Since the spherical black dross (B 2 ) is formed gradually as the black dross (B 1 ) repeats the descent and rise of the molten aluminum (M), it is possible to perform once without such descent and rise process. Compared to the general black dross formed in this, it is excellent in the removal performance of non-metallic inclusions. Accordingly, when forming a spherical black dross (B 2) is capable of reducing the aluminum content of the dross in comparison with the case of forming a common black dross. That is, a general black dross, for example, a black dross formed by fluxing white dross in a conventional aluminum waste can melting process has an aluminum content of about 50% or more, but a spherical black dross (B 2 ) has an aluminum content of about 10% or less. Therefore, the dissolution recovery rate of pure aluminum can be improved by forming spherical black dross (B 2 ). Furthermore, by forming a spherical black dross (B 2 ), the dross ash squeezing process is performed by using the heat generating agent flux and the ash squeezing pusher to recover the aluminum trapped in the dross. Since it can be omitted, the cost required for such dross ash reduction can be reduced.

第2流動通路29は、アルミニウムスクラップ（A）が溶解されたアルミニウム溶湯（M）を加熱室10に伝達するための通路を提供する。図1に示されているところのように、第2流動通路29は溶解室20と加熱室10を区切る壁体が貫通されて形成され、アルミニウム溶湯（M）は第2流動通路29を通って加熱室10に流入される。   The second flow passage 29 provides a passage for transmitting the molten aluminum (M) in which the aluminum scrap (A) is melted to the heating chamber 10. As shown in FIG. 1, the second flow passage 29 is formed by passing through a wall that separates the melting chamber 20 and the heating chamber 10, and the molten aluminum (M) passes through the second flow passage 29. It flows into the heating chamber 10.

次に、流動力付与室30は、アルミニウム溶湯（M）が加熱室10と溶解室20の間を循環することができるよう、アルミニウム溶湯（M）に流動力を与えるための空間であり、加熱室10の第1流動通路16と連通されて加熱室10からアルミニウム溶湯（M）の伝達を受ける。   Next, the fluid force imparting chamber 30 is a space for applying a fluid force to the molten aluminum (M) so that the molten aluminum (M) can circulate between the heating chamber 10 and the melting chamber 20. The molten aluminum (M) is transmitted from the heating chamber 10 by communicating with the first flow passage 16 of the chamber 10.

流動力付与室30は、図1に示されているところのように、加熱室10の第1流動通路16と溶解室20の間に設けられる。ただし、これに限定されるのではなく、流動力付与室30は、溶解室20の第2流動通路29と加熱室10の間に設けられてもよい。   As shown in FIG. 1, the fluid force imparting chamber 30 is provided between the first flow passage 16 and the melting chamber 20 of the heating chamber 10. However, the present invention is not limited to this, and the fluid force imparting chamber 30 may be provided between the second flow passage 29 of the melting chamber 20 and the heating chamber 10.

流動力付与室30は、図1及び図2に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）を加速してアルミニウム溶湯（M）に流動力を与える加速ユニット32、及び流動力が与えられたアルミニウム溶湯（M）を溶解室20に伝達する第3流動通路34を含む。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid force imparting chamber 30 is provided with an acceleration unit 32 that accelerates the molten aluminum (M) and applies the fluid force to the molten aluminum (M), and the fluid force is applied. A third flow passage 34 for transmitting the molten aluminum melt (M) to the melting chamber 20 is included.

加速ユニット32は、少なくとも一部分がアルミニウム溶湯（M）に浸漬されるように流動力付与室30に設けられる。加速ユニット32の構造は特に限定されない。例えば、加速ユニット32は、図2に示されているところのように、流動力付与室30の外部に設けられた駆動モーター（図示省略）から駆動力の提供を受け、流動力付与室30に収容されたアルミニウム溶湯（M）をポンピングすることができる溶湯ポンプであってよい。   The acceleration unit 32 is provided in the fluid force imparting chamber 30 so that at least a part thereof is immersed in the molten aluminum (M). The structure of the acceleration unit 32 is not particularly limited. For example, the acceleration unit 32 receives a driving force from a driving motor (not shown) provided outside the fluid force imparting chamber 30 as shown in FIG. It may be a molten metal pump capable of pumping the accommodated molten aluminum (M).

第3流動通路34は、加速ユニット32によって流動力が与えられたアルミニウム溶湯（M）を流動室に伝達するための通路を提供する。図1及び図2に示されているところのように、第3流動通路34は、流動力付与室30と溶解室20を区切る壁体の下部が加速ユニット32のインペラーと対面するように貫通されて形成され、アルミニウム溶湯（M）は第3流動通路34を通って溶解室20に流入される。   The third flow passage 34 provides a passage for transmitting the molten aluminum (M) to which the flow force is given by the acceleration unit 32 to the flow chamber. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the third flow passage 34 is penetrated so that the lower part of the wall that separates the fluid force imparting chamber 30 and the melting chamber 20 faces the impeller of the acceleration unit 32. The molten aluminum (M) flows through the third flow passage 34 into the melting chamber 20.

一方、本明細書では、加熱室10と溶解室20の間に加速ユニット32を備えた流動力付与室30が設けられるものと説明したが、これに限定されるものではない。つまり、溶解室20の渦流ユニット21は、渦流（V）を形成することによってアルミニウム溶湯（M）を上昇/下降させるとともに、アルミニウム溶解炉1を循環するための流動力をアルミニウム溶湯（M）に与えることができるので、流動力付与室30とこれに設けられた加速ユニット32は省略可能である。   On the other hand, in the present specification, it has been described that the fluid force imparting chamber 30 including the acceleration unit 32 is provided between the heating chamber 10 and the melting chamber 20, but the present invention is not limited thereto. In other words, the vortex unit 21 of the melting chamber 20 raises / lowers the molten aluminum (M) by forming a vortex (V), and the fluid force for circulating the aluminum melting furnace 1 is applied to the molten aluminum (M). Therefore, the fluid force imparting chamber 30 and the acceleration unit 32 provided in the fluid force imparting chamber 30 can be omitted.

図5は、図1の溶解室に収容されたアルミニウム溶湯の表面に球形のブラックドロスが浮遊された状態を示す溶解室の平面図である。   FIG. 5 is a plan view of the melting chamber showing a state in which a spherical black dross is suspended on the surface of the molten aluminum housed in the melting chamber of FIG.

多くの個数の球形のブラックドロス（B2）が渦流（V）に密集されると、渦流（V）による球形のブラックドロス（B2）の下降及び浮上作用が弱化され、球形のブラックドロス（B2）の形成効率が減少する恐れがある。よって、予め定められた基準直径ほど成長した球形のブラックドロス（B2）は渦流（V）から離脱させ、渦流（V）に位置した球形のブラックドロス（B2）の密度を適正の水準に調節することが好ましい。 When a large number of spherical black dross (B 2 ) is concentrated in the vortex (V), the descending and floating action of the spherical black dross (B 2 ) by the vortex (V) is weakened, and the spherical black dross ( forming efficiency of B 2) is likely to be reduced. Therefore, the spherical black dross (B 2 ) that has grown to a predetermined reference diameter is separated from the vortex (V), and the density of the spherical black dross (B 2 ) located in the vortex (V) is set to an appropriate level. It is preferable to adjust.

球形のブラックドロス（B2）の基準直径は特に限定されない。例えば、アルミニウムスクラップ（A）はアルミニウム廃缶スクラップ（UBCsスクラップ）であり、また、フラックス（F）は塩化ナトリウム（NaCl）47.5重量部、塩化カリウム（KCl）47.5重量部、フッ化カリウムアルミニウム（KAlF4）5重量部を含む場合、球形のブラックドロス（B2）の基準直径は2cmから5cmである。 The reference diameter of the spherical black dross (B 2 ) is not particularly limited. For example, aluminum scrap (A) is aluminum waste can scrap (UBCs scrap), and flux (F) is 47.5 parts by weight of sodium chloride (NaCl), 47.5 parts by weight of potassium chloride (KCl), potassium aluminum fluoride (KAlF) 4 ) When 5 parts by weight are included, the standard diameter of spherical black dross (B 2 ) is 2cm to 5cm.

このように基準直径ほど成長した球形のブラックドロス（B2）を渦流（V）から離脱させるため、溶解室20は、球形のブラックドロス（B2）を渦流（V）から分離する分離ユニット27をさらに含むことができる。 In order to detach the spherical black dross (B 2 ) that has grown to the reference diameter in this way from the vortex (V), the dissolution chamber 20 has a separation unit 27 that separates the spherical black dross (B 2 ) from the vortex (V). Can further be included.

分離ユニット27は、図2に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）の表面に浮遊された球形のブラックドロス（B2）を渦流（V）から遠い方へ引き寄せることができる形状を有する分離板27a、及び分離板27aを移動させるための駆動装置（図示省略）と分離板27aを連結する連結棒27bを含む。ここで、駆動装置は、溶解室20の外部に設けられた作業車であることが好ましいが、これに限定されるものではない。 As shown in FIG. 2, the separation unit 27 has a shape that can draw the spherical black dross (B 2 ) suspended on the surface of the molten aluminum (M) away from the vortex (V). And a drive rod (not shown) for moving the separation plate 27a and a connecting rod 27b for connecting the separation plate 27a. Here, the drive device is preferably a work vehicle provided outside the melting chamber 20, but is not limited thereto.

このように分離ユニット27が設けられることにより、予め定められた基準値以上に大きくなった球形のブラックドロス（B2）を、分離板27aを利用して渦流（V）から遠い方に引き寄せて渦流（V）から離脱させることができる。したがって、球形のブラックドロス（B2）が渦流（V）に密集されることによって球形のブラックドロス（B2）の形成効率が低下することを防止することができる。ここで、分離ユニット27は、球形のブラックドロス（B2）を汲み出して外部に排出する機能もともに行うことができる。 By providing the separation unit 27 in this way, the spherical black dross (B 2 ) that has become larger than a predetermined reference value is drawn away from the vortex (V) by using the separation plate 27a. Can be separated from the vortex (V). Therefore, it is possible to prevent the spherical black dross (B 2) is lowered efficiency of forming the spherical black dross by being clustered in the vortex (V) (B 2). Here, the separation unit 27 can perform the function of pumping out the spherical black dross (B 2 ) and discharging it to the outside.

一方、分離ユニット27を利用して球形のブラックドロス（B2）を渦流（V）から遠い方に引き出した場合は、図5に示されているところのように、アルミニウム溶湯（M）の表面は少なくとも一部分が渦流（V）から離脱された球形のブラックドロス（B2）で覆われる。よって、溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）は、その表面を覆った球形のブラックドロス（B2）によって大気と遮断され、球形のブラックドロス（B2）は開放構造を有する溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）に対する保温効果を有することになる。したがって、球形のブラックドロス（B2）によってアルミニウム溶湯（M）の熱損失が最小化されることから、アルミニウム溶湯（M）が球形のブラックドロス（B2）により覆われていない場合に比べてアルミニウム溶湯（M）の温度が上昇される。 On the other hand, when the spherical black dross (B 2 ) is pulled away from the vortex (V) using the separation unit 27, the surface of the molten aluminum (M) as shown in FIG. Is covered with a spherical black dross (B 2 ) that is at least partially detached from the vortex (V). Therefore, the molten aluminum (M) accommodated in the melting chamber 20 is shielded from the atmosphere by the spherical black dross (B 2 ) covering the surface, and the spherical black dross (B 2 ) is a melting chamber having an open structure. It will have a heat retention effect on the molten aluminum (M) accommodated in 20. Accordingly, since the heat loss of spherical black dross (B 2) by the aluminum melt (M) is minimized, as compared with the case where the aluminum melt (M) is not covered by the spherical black dross (B 2) The temperature of the molten aluminum (M) is raised.

例えば、従来のアルミニウム溶解炉は、一般に溶解室に収容されたアルミニウム溶湯の温度が約700℃以下であるのに対し、アルミニウム溶解炉1は溶解室20に収容されたアルミニウム溶湯（M）の温度が約730℃以上に上昇され得る。これにより、アルミニウム溶解炉1は、従来のアルミニウム溶解炉に比べてアルミニウムスクラップ（A）の溶解効率がさらに向上され得る。   For example, in the conventional aluminum melting furnace, the temperature of the molten aluminum accommodated in the melting chamber is generally about 700 ° C. or less, whereas in the aluminum melting furnace 1, the temperature of the molten aluminum (M) accommodated in the melting chamber 20 Can be raised above about 730 ° C. Thereby, in the aluminum melting furnace 1, the melting efficiency of the aluminum scrap (A) can be further improved as compared with the conventional aluminum melting furnace.

以上で、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されることなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と下記に記載される特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であるのは勿論である。   The present invention has been described with reference to the embodiments and the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited by those skilled in the technical field of the present invention. It goes without saying that various modifications and variations can be made within the technical idea and the equivalent scope of the claims described below.

Claims (13)

アルミニウム溶湯を加熱する加熱ユニットを備える加熱室；及び
前記溶湯に旋回下降する渦流を生成する渦流ユニット、フラックスを前記渦流に投入するフラックス供給ユニット、及びアルミニウムスクラップを前記渦流に投入する原材料供給ユニットを備える溶解室を含むことを特徴とするアルミニウム溶解炉。 A heating chamber provided with a heating unit for heating the molten aluminum; and a vortex unit for generating a swirl that swirls and descends in the molten metal, a flux supply unit for feeding a flux into the vortex, and a raw material supply unit for feeding aluminum scrap into the vortex An aluminum melting furnace comprising a melting chamber provided. 前記フラックス供給ユニットは、前記原材料供給ユニットが前記渦流に前記アルミニウムスクラップを投入する以前に、前記フラックスを前記渦流に予め投入して前記溶湯の表面に溶融フラックス層を形成し、
前記原材料供給ユニットは、前記溶融フラックス層が形成された以後に、前記溶融フラックス層を通過するように前記アルミニウムスクラップを前記渦流に投入することを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。 Before the raw material supply unit throws the aluminum scrap into the vortex, the flux supply unit throws the flux into the vortex in advance to form a molten flux layer on the surface of the molten metal,
2. The aluminum melting furnace according to claim 1, wherein the raw material supply unit throws the aluminum scrap into the vortex so as to pass through the molten flux layer after the molten flux layer is formed. 前記フラックス供給ユニットと前記原材料供給ユニットは、前記溶融フラックス層が形成された以後、前記フラックスと前記アルミニウムスクラップを前記渦流に同時または異時にそれぞれ投入することを特徴とする請求項2に記載のアルミニウム溶解炉。   3. The aluminum according to claim 2, wherein the flux supply unit and the raw material supply unit respectively supply the flux and the aluminum scrap to the vortex simultaneously or differently after the molten flux layer is formed. melting furnace. 前記渦流ユニットは、前記溶湯の介在物が前記フラックスに捕獲されて形成されたブラックドロスを、前記渦流を利用して反復的に下降及び浮上させ、前記ブラックドロスが球形に結集された球形のブラックドロスを形成することを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。   The vortex unit is configured to cause the black dross formed by trapping the molten metal inclusions in the flux to descend and float repeatedly using the eddy current, and the black dross is gathered into a spherical shape. 2. The aluminum melting furnace according to claim 1, wherein dross is formed. 前記溶解室は、前記球形のブラックドロスを前記渦流から分離する分離ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のアルミニウム溶解炉。   5. The aluminum melting furnace according to claim 4, wherein the melting chamber further includes a separation unit that separates the spherical black dross from the vortex. 前記渦流ユニットは、
前記溶湯に浸漬される一端、及び前記溶湯の外部に延長される他端を有する回転軸；及び
前記一端に結合される撹拌インペラーを備えることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。 The vortex unit is
2. The aluminum melting furnace according to claim 1, further comprising: a rotary shaft having one end immersed in the molten metal and the other end extended to the outside of the molten metal; and a stirring impeller coupled to the one end. 前記溶湯を加速して前記溶湯に流動力を与える加速ユニットを備え、前記加熱室と前記溶解室の間に設けられる流動力付与室をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。   The aluminum melting apparatus according to claim 1, further comprising a fluid force imparting chamber provided between the heating chamber and the melting chamber, the acceleration unit including an acceleration unit that accelerates the molten metal and applies a fluid force to the molten metal. Furnace. 前記加速ユニットは、前記溶湯をポンピングする溶湯ポンプを備えることを特徴とする請求項7に記載のアルミニウム溶解炉。   8. The aluminum melting furnace according to claim 7, wherein the acceleration unit includes a melt pump that pumps the melt. 前記加熱室は、前記溶湯を前記流動力付与室に伝達する第1流動通路をさらに備え、
前記溶解室は、前記溶湯を前記加熱室に伝達する第2流動通路をさらに備え、
前記流動力付与室は、前記溶湯を前記溶解室に伝達する第3流動通路をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載のアルミニウム溶解炉。 The heating chamber further includes a first fluid passage that transmits the molten metal to the fluid force imparting chamber,
The melting chamber further includes a second flow passage that transmits the molten metal to the heating chamber,
8. The aluminum melting furnace according to claim 7, wherein the fluid force imparting chamber further includes a third fluid passage that transmits the molten metal to the melting chamber. 前記加熱室は、前記第1流動通路及び前記第2流動通路と連結された部分を除いた残りの部分が外部と遮断された密閉構造を有することを特徴とする請求項9に記載のアルミニウム溶解炉。   10. The aluminum dissolution apparatus according to claim 9, wherein the heating chamber has a sealed structure in which a remaining portion except a portion connected to the first flow passage and the second flow passage is blocked from the outside. Furnace. 前記アルミニウムスクラップは、少なくとも一部が予め定められた大きさを有するアルミニウムチップであることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。   2. The aluminum melting furnace according to claim 1, wherein at least a part of the aluminum scrap is an aluminum chip having a predetermined size. 前記アルミニウムスクラップは、少なくとも一部がアルミニウム廃缶スクラップ（UBCs）であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。   2. The aluminum melting furnace according to claim 1, wherein at least a part of the aluminum scrap is aluminum scrap scrap (UBCs). 前記フラックスは、塩化ナトリウム（NaCl）と塩化カリウム（KCl）が同一の重量部で混合された混合物93-97重量部及び氷晶石類（Cryolite、Potassium Cryolite）3-7重量部を含むことを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム溶解炉。   The flux includes 93-97 parts by weight of a mixture in which sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) are mixed in the same part by weight and 3-7 parts by weight of cryolite (Potassium Cryolite). 2. The aluminum melting furnace according to claim 1, wherein
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