JP5348975B2 - Metal melting furnace - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム等の金属材料を溶解する金属溶解炉に関する。 The present invention relates to a metal melting furnace for melting a metal material such as aluminum.
従来の金属溶解炉として、例えば、特許文献1に開示された構成が知られている。図7に示すように、この金属溶解炉50は、被溶解材51を溶解する溶解室52と溶湯を貯留する保持室53とが連通部54を介して連通している。被溶解材51は、溶解室52で溶解用加熱バーナ55により加熱され、生成された溶湯が連通部54を介して保持室53に流れ込むように構成されている。保持室53には昇温樋56が設けられており、連通部54から供給される溶湯が、昇温樋56を通過する間に保持用加熱バーナ57により加熱されて昇温される。
特許文献1に開示された金属溶解炉50は、保持用加熱バーナ57によって、保持室53の下部に貯留された溶湯だけでなく昇温樋56を通過する溶湯も加熱されるため、保持室53における溶湯の加熱効率を高めることが可能である。
In the
ところが、保持室53における溶湯は、保持用加熱バーナ57により加熱される以外に、溶解用加熱バーナ55の燃焼ガスが連通部54を介して保持室53に流れ込むことによっても加熱され、しかもこの燃焼ガスの熱エネルギーは、溶解室52における被溶解材51の収容量や内部温度、溶解用加熱バーナ55の燃焼量等によって変動する。このため、保持室53に貯留された溶湯温度の変動が生じ易く、この点において更に改良の余地があった。
However, the molten metal in the
そこで、本発明は、保持される溶湯の温度管理を、省エネルギー化を図りつつ精度良く行うことができる金属溶解炉の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a metal melting furnace capable of accurately controlling the temperature of the molten metal to be held while saving energy.
本発明の前記目的は、溶解室および保持室が隔壁により仕切られており、前記溶解室で生成された溶湯が、前記隔壁に形成された連通部を介して前記保持室に供給される金属溶解炉であって、前記保持室は、前記連通部に接続された貯湯樋を備えており、前記貯湯樋は、前記溶解室から供給された溶湯を、前記連通部の少なくとも一部が溶湯内に埋没するように貯留した状態で、前記保持室の下部に流下させる金属溶解炉により達成される。 The object of the present invention is such that the melting chamber and the holding chamber are partitioned by a partition, and the molten metal generated in the melting chamber is supplied to the holding chamber through a communication portion formed in the partition. The holding chamber is provided with a hot water tank connected to the communication part, and the hot water tank has the molten metal supplied from the melting chamber, and at least a part of the communication part is in the molten metal. This is achieved by a metal melting furnace that flows down to the lower part of the holding chamber in a state of being stored so as to be buried.
この金属溶解炉において、前記溶解室および保持室は、各室内を個別に加熱する加熱手段を有することができる。 In this metal melting furnace, the melting chamber and the holding chamber can have heating means for heating each chamber individually.
また、前記貯湯樋は、断面がU字状に形成されており、前記連通口に接続された側とは反対側の端部に切欠部を有することができる。 Further, the hot water storage tank has a U-shaped cross section, and can have a notch at the end opposite to the side connected to the communication port.
また、前記溶解室と連通するように前記溶解室に対して水平方向に隣接配置され、被溶解材を投入可能な予熱室を更に備えることができる。 In addition, a preheating chamber can be further provided that is disposed adjacent to the melting chamber in the horizontal direction so as to communicate with the melting chamber and into which a material to be melted can be charged.
本発明の金属溶解炉によれば、保持される溶湯の温度管理を、省エネルギー化を図りつつ精度良く行うことができる。 According to the metal melting furnace of the present invention, the temperature control of the molten metal to be held can be accurately performed while saving energy.
以下、本発明の実施の形態について、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金属溶解炉の断面斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of a metal melting furnace according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、金属溶解炉1は、溶解室10と保持室20とが隔壁2で仕切られて構成されており、隔壁2の下部には、溶解室10と保持室20とを連通する連通部4が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
溶解室10は、アルミニウム地金などの被溶解材を加熱して溶解する溶解バーナ12を備え、底面が連通部4に向けて下降する傾斜面10aとされている。溶解バーナ12は、被溶解材を加熱する加熱手段として種々のものを使用可能であるが、例えば、一対の蓄熱式ラジアントチューブバーナを備えるリジェネバーナを好ましく使用することができ、一方のバーナの燃焼中に他方のバーナから燃焼ガスを排出する際に、蓄熱体において燃焼ガスの熱回収を行うことができる。また、溶解室10の内壁面には、開閉可能な作業口14が設けられており、作業口14を介して溶解室10内での作業や点検を行うことができる。
The
連通部4は、本実施形態においてはスリット状に形成されているが、貫通孔であってもよく、被溶解材が固体のまま保持室20に流下しない程度の大きさが好ましい。また、連通部4を構成するスリットや貫通孔は、単一のものだけでなく、複数箇所に形成されていてもよい。
Although the communicating
保持室20は、上部に保持バーナ22を備えており、保持バーナ22の直下には、連通部4に接続された貯湯樋24が配置されている。貯湯樋24は、図2(a)に示すようにU字状の断面を有し、図2(b)に示すように連通部4に接続された側と反対側の端部に切欠部24aが形成されており、連通部4から水平方向に延びるように配置されている。切欠部24aは、貯湯樋24を通過する溶湯の主たる流下部として機能し、切欠部24aの下縁L1が、連通部4の上縁U1よりも上方位置となるように形成されている。
The
保持室20の下部にはタップホール26が形成されており、保持室20の下部に貯留された溶湯は、タップ26aを取り外して、タップホール26を介して出湯することができる。保持室20の内壁面には、開閉可能な作業口28が設けられており、作業口28を介して保持室20内での作業や点検を行うことができる。
A
また、溶解室10には、内部同士が段差なく連通するように予熱室30が接続されており、予熱室30、溶解室10および保持室20は、この順で水平方向に隣接している。予熱室30の側面には、被溶解材を投入するための開閉可能な材料投入口32が設けられている。
Moreover, the
上記の構成を有する金属溶解炉1によれば、まず予熱室30の材料投入口32を介して被溶解材を投入する。本実施形態の予熱室30は、溶解室10に対して水平方向に隣接配置されるため、被溶解材の投入に際して被溶解材を高所に持ち上げる必要がなく、材料投入の作業負荷を軽減することができると共に、溶解バーナ12としてリジェネバーナを使用した場合でも、溶解バーナ12の燃焼熱を予熱室30に伝え易くすることができ、熱効率の高い加熱手段を用いて、被溶解材の予熱を効率良く行うことができる。
According to the
但し、予熱室30の配置は必ずしも本実施形態のものに限定されず、従来の予熱タワーのように、溶解室10の上部に予熱室30を設けても良い。この場合は、溶解バーナ12の燃焼ガスが予熱室30の上部から排出されるように構成し、予熱室30内の被溶解材を燃焼ガスにより予熱することが好ましい。
However, the arrangement of the
予熱室30で予熱された被溶解材は、新たな被溶解材が投入されるに伴い溶解室10に移動し、溶解バーナ12により加熱されて溶解する。こうして溶解室10で生成された溶湯は、傾斜面10aに沿って連通部4に向けて流れ、貯湯樋24を経て保持室20の下部に流下する。
The material to be melted preheated in the preheating
貯湯樋24においては、溶湯を一時的に貯留可能であり、貯湯樋24内の溶湯は、溶湯温度よりも高温である保持バーナ22の燃焼炎または燃焼ガスにより、全周から加熱される。この結果、保持室20における溶湯の加熱を効率良く行うことができ、保持室20に貯留される溶湯を所望の温度まで容易に昇温することができる。本実施形態においては、貯湯樋24の先端側に切欠部24aが形成されており、溶湯が主として切欠部24aから流下することから、貯湯樋24での溶湯の滞留時間を十分に確保することができ、上記の省エネルギー化の効果を高めることができる。
In the
貯湯樋24においては、図3に示すように、切欠部24aの下縁L1と同じ高さまで溶湯Mが貯留されるため、連通部4の上縁U1は貯留された溶湯Mの液面よりも下方となり、連通部4が溶湯M内に埋没する。したがって、溶解室10と保持室20との間における燃焼ガスの流通が遮断されるので、溶解室10および保持室20は、溶解バーナ12および保持バーナ22により各室内が個別に加熱される。すなわち、保持室20に貯留された溶湯の温度は、溶解室10内の加熱状況に影響されないため、保持室20内の溶湯の温度管理を精度良く行うことができ、出湯に適した温度に正確に維持することができる。また、溶解室10における温度管理も精度良く行うことができるので、例えば、被溶解材がアルミと鉄などの複合材である場合に、アルミと鉄とを的確に分離して回収することができる。
In the
図3に示すように、保持室20の下部に貯留された溶湯Mと貯湯樋24の下面との間には、空間部Sが常時形成されることが好ましく、保持バーナ22の燃焼炎や燃焼ガスは、空間部Sを通過することにより貯湯樋24に貯留された溶湯Mを全周から加熱し、保持温度に近い温度まで効率良く昇温することができる。貯湯樋24から流下して保持室20に貯留される溶湯は、排出口(図示せず)を介して外部に排出される。なお、貯湯樋24に貯留される溶湯について、最終的に残湯抜きが必要になる場合には、貯湯樋24の先端部の一部側壁を着脱可能に構成したり、貯湯樋24の底部に耐熱性の密栓を設ける等してもよい。
As shown in FIG. 3, it is preferable that a space S is always formed between the molten metal M stored in the lower part of the
貯湯樋24は、貯留した溶湯内に連通部4を埋没させて、溶解室10および保持室20間の燃焼ガスの流通を遮断することができる限り、形状や長さなどは特に限定されない。例えば、図4(a)に示すように、貯湯樋24の底面が連通部4から上方に延びるように形成し、貯湯樋24の側壁上縁U2が、連通部4の上縁U1よりも上方となるように構成してもよい。また、貯湯樋24は、隔壁2に対向する内壁面まで保持室20の全体にわたって形成される必要はなく、図4(b)に示すように、保持室20の一部のみに設けてもよい。
The shape and length of the hot
また、貯湯樋24は、保持バーナ22からの加熱を受け易いように、本実施形態のように断面をU字状に形成することが好ましい。ここでU字状とは、上方が開放されていればよく、貯湯樋24の底部が湾曲した形状に限定されず、例えば底部が平坦な形状(すなわち、断面コ字状)も含む概念である。但し、貯湯樋24の形状は、断面U字状のものには限定されず、例えば管状に形成してもよい。本実施形態の貯湯樋24は、連通部4と対向する保持室20の内壁面に向けて直線状に延びる形状としているが、波形に湾曲する形状であってもよく、更には、円形状や楕円形状など幅方向に拡がる形状であってもよい。貯湯樋24の配置は、保持バーナ22の直下であることが好ましいが、それ以外の配置も可能であり、例えば保持バーナ22を側面に備える保持室20に、貯湯樋24を設けることも可能である。
Moreover, it is preferable that the hot
また、貯留された溶湯内への連通部4の埋没は、燃焼ガスの流通が遮断される限り、図5に示すように一部のみであってもよい。
Moreover, as shown in FIG. 5, only a part of the
上記各実施形態においては、貯湯樋24に溶湯が貯留されることにより、溶解室10の底部にも溶湯が貯留されるため、被溶解材を、貯留された溶湯内で空気と遮断した状態で溶解することができ、被溶解材の酸化を抑制することができる。溶解室10における溶湯の貯留量を更に高めるために、図6に示すように、溶解室10の底面10aにおける連通部4の近傍に、溶湯を貯留可能な湯溜まり部10bを形成してもよい。この構成によれば、上記効果に加えて、保持室20への被溶解材の落下による貯湯樋24の破損を確実に防止できる。
In each of the above embodiments, since the molten metal is stored in the
1 金属溶解炉
2 隔壁
4 連通部
10 溶解室
12 溶解バーナ
20 保持室
22 保持バーナ
24 貯湯樋
24a 切欠部
30 予熱室
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記保持室は、前記連通部に接続された貯湯樋を備えており、
前記貯湯樋は、前記溶解室から供給された溶湯を、前記連通部の少なくとも一部が溶湯内に埋没するように貯留した状態で、前記保持室の下部に流下させる金属溶解炉。 The melting chamber and the holding chamber are partitioned by a partition, and the molten metal generated by heating the material to be melted in the melting chamber is supplied to the holding chamber through a communication portion formed in the partition. A furnace,
The holding chamber includes a hot water tank connected to the communication portion,
The hot water tank is a metal melting furnace that causes the molten metal supplied from the melting chamber to flow down to the lower part of the holding chamber in a state where at least a part of the communication portion is stored in the molten metal.
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