JP5078249B2 - 傾動式坩堝炉 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム、銅、亜鉛等の非鉄金属溶解用の傾動式坩堝炉に関する。

坩堝炉の内部に設置された坩堝に収容されている溶湯を容易に出湯することができるものとして、特許文献１に記載されたような傾動式の坩堝炉が知られている。

この傾動式の坩堝炉１００は、図５に示すように、支持体１１５に支持された炉体１０１と、炉体１０１の内部に設置されて溶湯を収容する坩堝１０３と、炉体１０１に装着されて坩堝１０３を加熱するバーナー１１０と、バーナー１１０に燃料供給経路１０７及びブロワ１１２を介して燃料及び空気を供給する燃焼用配管部１１６と、炉体１０１を昇降させる昇降駆動体１１４とを備えている。また、炉体１０１は、回転軸１１３を回転中心として回転自在に支持されている。

このような傾動式の坩堝炉１００によれば、炉体１０１を、昇降駆動体１１４によって持ち上げて、回転軸１１３を中心として回転させることにより傾ける。これにより炉体１０１の内部に設置されている坩堝１０３が傾き、坩堝１０３に収容された溶湯が出湯される。
特開２００５−１４０３５３号公報

しかし、このような傾動式の坩堝炉１００では、バーナー１１０が炉体１０１と一体化されているので、溶湯を出湯する際、炉体１０１の他に、バーナー１１０やバーナー１１０に接続されている燃焼用配管部１１６等も同時に持ち上げて回転させる必要があり、炉体１０１の回転に大きな力が必要となるだけでなく、広いスペースを確保する必要があった。

また、炉体１０１を持ち上げると、燃焼用配管部１１６の燃料供給経路１０７も持ち上げられて回転するので、燃料供給経路１０７と別途設置された燃料供給源からの配管とを、例えばロータリージョイント等のシール性を維持しつつ回転可能に配管を接続する装置によって連結する必要があった。そのため、コストが高くなると共に配管の接続が煩雑になっていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、必要なスペースをコンパクトにしつつ、出湯作業を容易に行うことができる傾動式坩堝炉の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、坩堝を収容する炉体と、前記炉体を回転可能に支持する支持体と、前記坩堝を加熱するバーナーを有する燃焼手段と、前記燃焼手段を前記炉体に装着する取付手段とを備え、前記炉体は、内外を連通する導入口を有し、該導入口を介して前記バーナーを収容しており、前記取付手段は、前記燃焼手段を前記炉体から退避可能に支持する傾動式坩堝炉により達成される。

また、前記取付手段は、前記炉体を回転させる回転軸と平行に移動可能となるように前記燃焼手段を支持することが好ましい。

また、前記取付手段は、前記燃焼手段が固定された移動体と、前記移動体を案内するレール状のガイド部を有する取付台とを備えることが好ましい。

本発明の傾動式坩堝炉によれば、必要なスペースをコンパクトにしつつ、出湯作業を容易に行うことができる。

以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る傾動式坩堝炉１の横断面図（図２のＢ−Ｂ断面）、図２は、この傾動式坩堝炉１の縦断面図（図１のＡ−Ａ断面）、図３は、この傾動式坩堝炉１の要部拡大図である。

図１及び図２に示すように、この傾動式坩堝炉１は、円筒状の炉体２と、炉体２の内部を加熱する燃焼装置５と、炉体２を支持する支持体７と、燃焼装置５を炉体２に装着する取付装置６とを備えている。なお、図１において、燃焼装置５の配管は省略している。

炉体２は、鋼鉄等の金属により形成されたケース２０に、断熱材及び耐火材からなる耐火層２１を内張りすることにより形成されている。断熱材としては、例えば、断熱煉瓦、セラミックファイバー質のフェルト、断熱ボード及びモルタル等を用いることができる。また、耐火材としては、例えば、耐火煉瓦、キャスタブル耐火物及びプラスチック耐火物等を用いることができる。

また、炉体２は、内部に坩堝１１を収容しており、坩堝１１は、炉体２の底部に耐火層２１を介して設置された円筒状の坩堝台１３の上部に設置されている。坩堝１１は、本実施形態では、黒鉛坩堝を使用しており、内部には、溶融金属からなる溶湯ｂが収容される。坩堝１１と耐火層２１の内周面との間には、坩堝１１を保持するための保持ブロック２６が設置されている。保持ブロック２６としては、耐火層２１を構成する耐火材と同様の材質を用いることができる。また、坩堝１１は、溶湯ｂを排出するための溶湯排出部１６を上部に備えている。坩堝１１の上方は、炉体２の上部に備えられた炉蓋１２により覆われている。炉体２と炉蓋１２との間には、密閉性を高めるために、例えば、セラミックファイバー製のブランケット等の耐火断熱材を介在させてもよい。

炉体２の外周面には、一対の張出部１５ａ、１５ｂが溶湯排出部１６の両側において張り出すように設けられている。また、炉体２の側面には、端面が平面状のブロック部２８が設けられており、このブロック部２８の端面により取付面１９が構成されている。ブロック部２８には、炉体２の内外を連通する導入口１８が形成されている。

燃焼装置５は、ガス燃料を空気と混合して燃焼ガスを供給するバーナー５２と、バーナー５２にガス燃料を供給する燃料配管系５４と、バーナー５２に燃焼用の空気を供給するブロワ５３とを備えている。また、燃料配管系５４は、炉体２とは別体で設置された図示しない燃料供給源に接続されている。

支持体７は、上部部材７１と、床面に設置される下部部材７３と、上部部材７１及び下部部材７３を連結する縦部材７２とを備えている。上部部材７１には、軸受７６ａ、７６ｂが固定されており、この軸受７６ａ、７６ｂに挿入された回転軸７５ａ、７５ｂが炉体２の張出部１５ａ、１５ｂに固定されることによって、炉体２が支持体７に回転可能に支持されている。下部部材７３の後方側には、炉体２の底面に当接して炉体２の後方側を支持する支持台７８が設けられている。

取付装置６は、移動体６１と、移動体６１を案内する一対のレール状のガイド部６３、６３を有する取付台６０とを備えており、下部部材７３に固定されている。移動体６１は、複数のローラー６７を備えており、ガイド部６３、６３に沿って移動可能に構成されている。また、移動体６１は、取付面１９に密着する平板状の取付板６２を備えており、取付板６２には、燃焼装置５が図示しないボルト等により固定されている。ガイド部６３、６３は、燃焼装置５のバーナー５２が炉体２の導入口１８に案内されるように延びている。また、ガイド部６３、６３は、移動体６１の移動を規制するためのクランプ６５により狭持されている。クランプ６５は、移動体６１の移動を規制できるものであれば特に限定されず、バネクランプやネジクランプを用いることができる。取付装置６は、移動体６１をガイド部６３、６３に沿って移動させることにより燃焼装置５を炉体２に着脱できるように構成されており、燃焼装置５が炉体２に取り付けられた状態では、バーナー５２が導入口１８に挿入されて炉体２に収容されている。また、取付装置６は、燃焼装置５が炉体２の回転軸と平行に移動可能となるように構成されている。

次に、以上のように構成された傾動式坩堝炉１を用いて溶湯ｂを出湯する方法を説明する。

まず、燃焼装置５が炉体２に取り付けられた状態において、燃焼装置５を作動させることにより、バーナー５２から炉体２の内部に燃焼ガスを噴出し、坩堝１１を加熱する。これにより、坩堝１１内の金属を溶解して溶湯ｂを得る。次に、クランプ６５をガイド部６３、６３から取り外すことにより、移動が規制されている移動体６１を移動可能にする。その後、移動体６１をガイド部６３、６３に沿って図３の矢示Ｔ方向に移動させることにより、バーナー５２を導入口１８から引き抜き、燃焼装置５を炉体２から退避させる。そして、図４に示すように、炉体２を持ち上げることにより、炉体２を回転軸７５ａ、７５ｂを中心として回転させて傾ける。これにより、炉体２の内部の坩堝１１が傾き、溶湯排出部１６から溶湯ｂが出湯される。炉体２を傾ける方法は、チェーンやジャッキなどにより炉体２を持ち上げて傾ける方法や、手動ハンドルを回すことにより炉体２を傾ける機構を用いる方法等、適宜選択可能である。

その後、坩堝１１を加熱する場合は、移動体６１をガイド部６３、６３に沿って移動させることにより、バーナー５２を導入口１８に挿入すると共に、取付板６２を取付面１９に当接させ、燃焼装置５を炉体２に取り付ける。次に、ガイド部６３、６３をクランプ６５で狭持することにより、移動体６１の移動を規制する。そして、燃焼装置５を作動させることにより、バーナー５２から炉体２の内部に燃焼ガスを噴出し、坩堝１１を加熱する。

本実施形態に係る傾動式坩堝炉１は、取付装置６が燃焼装置５を炉体２から退避可能に支持しているので、炉体２を傾ける時に炉体２から燃焼装置５を退避させることにより、炉体２だけを持ち上げるのみで出湯することができ、バーナー５２やそれに接続された燃料配管系５４等を同時に持ち上げて回転させる必要がない。したがって、炉体２の回転に大きな力を必要とせず、容易に出湯作業を行うことができる。また、炉体２の回転スペースのみを確保すればよいので、必要なスペースをコンパクトにすることができる。

また、燃焼装置５を退避させることにより、燃料配管系５４が炉体２から分離されるので、従来技術のように、燃料配管系５４と燃料供給源からの配管とを回転可能に接続するロータリージョイント等の特殊な装置が必要にならず、コストを抑えることができる。

また、取付装置６が、炉体２の回転軸と平行に移動可能となるように燃焼装置５を支持しているので、炉体２を回転させる際に、移動体６１を移動させて炉体２から燃焼装置５を退避させる距離を短くすることができる。したがって、取付装置６の設置面積を小さくすることができる。

また、取付装置６が移動体６１と、移動体６１を案内するガイド部６３、６３を有する取付台６０とを備えているので、燃焼装置５を炉体２に取り付ける際に、移動体６１をガイド部６３、６３に沿って移動させるだけでよく、容易に取り付けることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態において、取付装置６は、炉体２の回転軸と平行に移動可能となるように燃焼装置５を支持してが、導入口１８にバーナー５２が挿入されるように燃焼装置５を炉体２に取り付けることができるのであれば、取付装置６及び燃焼装置５の設置方向は特に限定されない。

また、本実施形態において、取付装置６は、移動体６１にローラー６７が設けられている構成であったが、移動体６１がガイド部６３、６３に沿ってスムーズに移動できるのであれば、特にこの構成は限定されず、ガイド部６３、６３に複数のローラーが設置されている構成であってもよい。

また、本実施形態において、取付装置６は、下部部材７３に設けられて支持体７と一体になっていたが、設置位置は特に限定されず、支持体７とは別体で設けられていてもよい。

また、本実施形態において、移動体６１は、クランプ６５により移動が規制されていたが、ガイド部６３、６３がネジやボルトによって締め付けられることにより、移動が規制される構成であってもよい。

また、本実施形態では、取付装置６の移動体６１を移動させることにより加熱装置５を炉体２に着脱できるように構成されていたが、必ずしも移動体６１を設ける必要はなく、例えば、取付装置６自体を炉体２から退避させるように構成されていてもよい。

また、導入口１８は、バーナー５２の燃焼ガスが坩堝１１の周囲を旋回するように、坩堝１１の外周面の接線方向に沿うように形成されていることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る傾動式坩堝炉の横断面図である。 図１に示す傾動式坩堝炉の縦断面図である。 図１に示す傾動式坩堝炉の要部拡大図である。 図１に示す傾動式坩堝炉を傾けた状態を示す図である。 従来の傾動式の坩堝炉の側面断面図である。

符号の説明

ｂ 溶湯
１ 傾動式坩堝炉
２ 炉体
５ 燃焼装置
６ 取付装置
７ 支持体
１１ 坩堝
１８ 導入口
５２ バーナー
５４ 燃料配管系
７５ａ 回転軸

Claims (2)

1. 坩堝を収容する炉体と、
   前記炉体を回転可能に支持する支持体と、
   前記坩堝を加熱するバーナーを有する燃焼手段と、
   前記燃焼手段を前記炉体に装着する取付手段とを備え、
   前記炉体は、内外を連通する導入口を有し、該導入口を介して前記バーナーを収容しており、
   前記取付手段は、前記燃焼手段を前記炉体から退避可能に支持し、前記炉体を回転させる回転軸と平行に移動可能となるように前記燃焼手段を支持する傾動式坩堝炉。
2. 前記取付手段は、前記燃焼手段が固定された移動体と、前記移動体を案内するレール状のガイド部を有する取付台とを備える請求項１に記載の傾動式坩堝炉。