JP6218487B2

JP6218487B2 - トリベ予熱装置

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Publication number: JP6218487B2
Application number: JP2013163957A
Authority: JP
Inventors: 勝也谷口; 可深于; 茂福丸; 洋介村山
Original assignee: NISSEI OVAL CO., LTD.; Ariake Ceramic Constructions Co Ltd
Current assignee: NISSEI OVAL CO., LTD.; Ariake Ceramic Constructions Co Ltd
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-08-07
Also published as: WO2015019508A1; JP2015030036A

Description

本発明は、溶解した金属の溶湯を所定の位置に搬送するトリベを事前に予熱するトリベ予熱装置に関する。

単数または複数条の走行レ−ルに移動可能に載置した走行台車の上に、その走行台車と直角方向に敷設した横行レ−ル上を移動する横行台車を横行移動可能に取り付け、その横行台車上にトリベを収容するブラケットを支持した昇降動装置とトリベを傾動させる傾動装置とを設けた注湯装置を構成し、注湯装置内に設置した制御盤を制御することにより走行台車を左右方向に移動調整して横行台車を前後方向に移動調整するとともに、トリベの昇降動および傾動調整するトリベ注湯装置が開示されている（特許文献１参照）。トリベは、溶解炉で溶解させた金属の溶湯を収容スペースに収容し、その溶湯を所定の位置に搬送するために利用される。トリベは、その頂底壁や周壁が耐熱キャスタおよび断熱キャスタ（不定形耐火物）から作られ、溶湯の冷却固化を防止するため、頂底壁や周壁が事前に所定温度に予熱される。

特開平９−１６８８５８号公報

トリベの予熱には、予熱バーナーが使用される。予熱バーナーは、トリベの頂部開口に着脱可能に設置されるハッチと、ハッチから下方へ延びる燃焼ノズルとを有する。燃焼バーナーでトリベを所定温度に予熱するには、燃焼ノズルをトリベの収容スペースに挿入し、ハッチをトリベの頂部開口に設置した後、燃料に点火して燃焼ガスの炎をノズルの火口からトリベに向かって吹き出し、炎の直火によってトリベの頂底壁や周壁を加熱する。しかし、炎の直火でトリベの頂底壁や周壁を加熱すると、トリベの頂底壁や周壁のうちの炎が直接あたる部分とそれ以外の部分とで温度勾配が生じ、トリベ全域を満遍なく加熱することができない。また、トリベの底壁や周壁のうちの炎が直接あたる部分においてその温度が急上昇して膨張し、炎が直接あたる部分とそれ以外の部分との境界部分の耐熱キャスタにクラックやピンホールが発生する場合がある。トリベの頂底壁や周壁の耐熱キャスタにクラックやピンホールが生じると、トリベの頂底壁や周壁から耐熱キャスタをはつり、新たな耐熱キャスタの層を頂底壁や周壁に形成する改修作業をしなければならず、その間のトリベの使用が不能になるのみならず、トリベの改修作業に時間と費用とを要する。

本発明の目的は、予熱時におけるトリベの部分的な温度の急上昇を防ぐことができ、予熱時のトリベにおけるクラックやピンホールの発生を防ぐことができるトリベ予熱装置を提供することにある。本発明の他の目的は、トリベ全域を満遍なく加熱することができ、トリベ全域の温度を略同一に予熱することができるトリベ予熱装置を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、溶解した金属の溶湯を収容可能な所定容積の収容スペースと溶湯を注入する頂部開口と溶湯を注湯する注湯口とを有するトリベを事前に予熱するトリベ予熱装置である。

前記前提における本発明の特徴は、トリベ予熱装置が、トリベの頂部開口に着脱可能に設置されるハッチと、ハッチの上部に設置されて所定温度の燃焼ガスを作るバーナーと、燃焼ガスの炎を吹き出す火口を有してハッチの下部から下方へ延びる燃焼ノズルと、ハッチの下部に連接されて燃焼ノズルを包被し、トリベの収容スペースに挿脱可能に挿入される放熱ドラムとを備え、放熱ドラムが、トリベの周壁の内周面から径方向内方に位置し、ハッチの下部からトリベの底壁に向かって延びる放熱周壁と、放熱周壁の下端縁に連接されてトリベの底壁の側に位置し、トリベの底壁から上方へ所定寸法離間する放熱底壁と、放熱周壁と放熱底壁とのうちの少なくとも一方に形成されて炎によって作られた所定温度の燃焼排ガスをトリベに向かって放出する放出孔とを有することにある。

本発明の一例としては、放出孔が、放熱周壁に形成されて燃焼排ガスをトリベの周壁に向かって放出する複数の第１放出孔と、放熱底壁に形成されて燃焼排ガスをトリベの底壁に向かって放出する複数の第２放出孔とである。

本発明の他の一例としては、トリベの周壁と放熱ドラムの放熱周壁とが円筒状に成型され、トリベ予熱装置では、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、トリベの周壁の中心軸と放熱ドラムの放熱周壁の中心軸とが略一致し、または、トリベの周壁の中心軸に対して放熱ドラムの放熱周壁の中心軸が径方向へ偏心している。

本発明の他の一例として、トリベ予熱装置では、燃焼ノズルが放熱ドラムの放熱周壁の中央に位置して上下方向へ延び、燃焼ノズルの火口が放熱ドラムの放熱底壁から上方へ所定寸法離間するとともに放熱ドラムの放熱周壁の上下方向の寸法を３等分したときの放熱周壁の下方１／３の範囲内に位置している。

本発明の他の一例として、第１放出孔は、トリベの頂部開口に設置されるハッチの下部からトリベの底壁に向かって上下方向へ延びる放熱周壁のうち、放熱周壁の下端縁に連接された放熱底壁の側に延びる放熱周壁に形成され、放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる。

本発明の他の一例として、第１放出孔は、トリベの頂部開口に設置されるハッチの下部からトリベの底壁に向かって上下方向へ延びる放熱周壁のうち、ハッチの側に延びる放熱周壁に形成され、放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる。

本発明の他の一例としては、第２放出孔が放熱底壁の周縁部に沿って放熱底壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる。

本発明の他の一例として、トリベ予熱装置では、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱底壁がトリベの収容スペースの上下方向の寸法を３等分したときの収容スペースの下方１／３の範囲内に位置する。

本発明の他の一例として、トリベ予熱装置では、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱周壁がトリベの周壁の内周面とトリベの周壁の中心軸との間の径方向の寸法を二等分したときのトリベの周壁の内周面の側の１／２の範囲内に位置する。

本発明にかかるトリベ予熱装置によれば、それがトリベの収容スペースに挿脱可能に挿入される放熱ドラムを有し、燃焼ノズルの火口から吹き出す燃焼ガスの炎が放熱ドラムに遮られ、予熱時に炎がトリベの周壁や頂底壁に直接あたることはなく、トリベの周壁や頂底壁の部分的な温度の急上昇および膨張を防ぐことができ、トリベの周壁や頂底壁におけるクラックやピンホールの発生を防ぐことができる。トリベ予熱装置は、予熱時にトリベの周壁や頂底壁にクラックやピンホールが発生することはないから、トリベの改修作業を行う必要はなく、改修作業にかかる時間や費用を省くことができ、耐用年数の期間、トリベを連続して使用することができる。トリベ予熱装置は、燃焼ガスの炎によって加熱された放熱ドラムの全域からトリベの周壁や頂底壁に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、放熱周壁と放熱底壁とのうちの少なくとも一方に形成された放出孔からトリベに向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベに効率よく伝えることができ、トリベ全域を所定の温度に予熱することができる。

放出孔が放熱周壁に形成された複数の第１放出孔と放熱底壁に形成された複数の第２放出孔とであるトリベ予熱装置は、放熱周壁に形成された第１放出孔からトリベの周壁に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出され、放熱底壁に形成された第２放出孔からトリベの底壁に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、トリベに加熱ムラが生じることはなく、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベに効率よく伝えることができるとともに、トリベ全域を満遍なく均一に加熱することができ、トリベ全域を略同一の温度に予熱することができる。

トリベの周壁と放熱ドラムの放熱周壁とが円筒状に成型され、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、トリベの周壁の中心軸と放熱ドラムの放熱周壁の中心軸とが略一致し、または、トリベの周壁の中心軸に対して放熱ドラムの放熱周壁の中心軸が径方向へ偏心しているトリベ予熱装置は、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに中心軸どうしが略一致する場合、トリベの周壁のすべての箇所においてトリベの周壁と放熱ドラムの放熱周壁との離間寸法が略同一となり、トリベの周壁のすべての箇所に放熱ドラムの放熱周壁から同一の熱エネルギーを伝えることができ、トリベの周壁に加熱ムラが生じることはなく、トリベの周壁全域を満遍なく均一に加熱することができ、トリベ全域を略同一の温度に予熱することができる。また、トリベの周壁の中心軸に対して放熱ドラムの放熱周壁の中心軸が径方向へ偏心する場合、トリベの周壁と放熱ドラムの放熱周壁との離間寸法が異なるが、放熱ドラムの全域からトリベの周壁や頂底壁に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、放出孔からトリベに向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベに効率よく伝えることができ、トリベ全域を所定の温度に予熱することができる。

燃焼ノズルが放熱ドラムの放熱周壁の中央に位置して上下方向へ延び、燃焼ノズルの火口が放熱ドラムの放熱底壁から上方へ所定寸法離間するとともに放熱ドラムの放熱周壁の上下方向の寸法を３等分したときの放熱周壁の下方１／３の範囲内に位置しているトリベ予熱装置は、燃焼ノズルの火口から吹き出す燃焼ガスの熱エネルギーが放熱ドラムの下方から上方に向かってドラムの全域に満遍なく伝わり、燃焼ガスによって放熱ドラムの全域が略均一に加熱されるから、トリベの周壁の全域に放熱ドラムの放熱周壁から熱エネルギーを伝えることができるとともに、トリベの底壁の全域に放熱ドラムの放熱底壁から熱エネルギーを伝えることができ、トリベ全域を満遍なく均一に加熱することができる。

前記第１放出孔が、トリベの頂部開口に設置されるハッチの下部からトリベの底壁に向かって上下方向へ延びる放熱周壁のうち、放熱周壁の下端縁に連接された放熱底壁の側に延びる放熱周壁に形成され、放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいるトリベ予熱装置は、放熱ドラムの放熱底壁の側であって放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並ぶそれら第１放出孔からトリベの周壁に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出され、燃焼排ガスの熱がトリベの周壁全域に確実に伝わるから、トリベの周壁に加熱ムラが生じることはなく、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベの周壁全域に効率よく伝えることができるとともに、トリベの周壁全域を満遍なく均一に加熱することができる。

第１放出孔が、トリベの頂部開口に設置されるハッチの下部からトリベの底壁に向かって上下方向へ延びる放熱周壁のうち、ハッチの側に延びる放熱周壁に形成され、放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいるトリベ予熱装置は、ハッチの側であって放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並ぶそれら第１放出孔からトリベの周壁に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出され、燃焼排ガスの熱がトリベの周壁全域に確実に伝わるから、トリベの周壁に加熱ムラが生じることはなく、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベの周壁全域に効率よく伝えることができるとともに、トリベの周壁全域を満遍なく均一に加熱することができる。

第２放出孔が放熱底壁の周縁部に沿って放熱底壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいるトリベ予熱装置は、放熱底壁の周縁部の周り方向へ所定寸法離間して並ぶそれら第２放出孔からトリベの底壁に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、トリベの底壁に加熱ムラが生じることはなく、放熱ドラムを介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベの底壁全域に効率よく伝えることができるとともに、トリベの底壁全域を満遍なく均一に加熱することができる。

トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱底壁がトリベの収容スペースの上下方向の寸法を３等分したときの収容スペースの下方１／３の範囲内に位置するトリベ予熱装置は、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱底壁がトリベの底壁から上方へ大きく離間すると、放熱ドラムの放熱底壁から放出される熱エネルギーや第２放出孔から放出される燃焼排ガスの熱がトリベの周壁の下部や底壁に伝わり難いが、放熱ドラムの放熱底壁が収容スペースの下方１／３の範囲内に位置するから、放熱ドラムの放熱底壁から放出される熱エネルギーや第２放出孔から放出される燃焼排ガスの熱をトリベの周壁や底壁に確実に伝えることができ、放熱ドラムを介してトリベの周壁全域や底壁全域を満遍なく均一に加熱することができる。

トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱周壁がトリベの周壁の内周面とトリベの周壁の中心軸との間の径方向の寸法を二等分したときのトリベの周壁の内周面の側の１／２の範囲内に位置するトリベ予熱装置は、トリベの収容スペースに放熱ドラムを挿入したときに、放熱ドラムの放熱周壁がトリベの周壁から大きく離間すると、放熱ドラムの放熱周壁から放出される熱エネルギーや第１放出孔から放出される燃焼排ガスの熱がトリベの周壁に伝わり難いが、放熱ドラムの放熱周壁がトリベの周壁の内周面の側の１／２の範囲内に位置するから、放熱ドラムの放熱周壁から放出される熱エネルギーや第１放出孔から放出される燃焼排ガスの熱をトリベの周壁に確実に伝えることができ、放熱ドラムを介してトリベの周壁全域を満遍なく均一に加熱することができる。

一例として示すトリベ予熱装置の斜視図。放熱ドラムの放熱底壁の平面図。トリベの収容スペースへのトリベ予熱装置の挿入を説明する図。図１のトリベ予熱装置によるトリベの予熱を説明する図。他の一例として示すトリベ予熱装置１０Ｂの斜視図。図５のトリベ予熱装置によるトリベの予熱を説明する図。

一例として示すトリベ予熱装置１０Ａの斜視図である図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかるトリベ予熱装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、放熱ドラム２７の放熱底壁の平面図であり、図３は、トリベ１１の収容スペース１６へのトリベ予熱装置１０Ａの挿入を説明する図である。図４は、トリベ予熱装置１０Ａによるトリベ１１の予熱を説明する図である。図１では、上下方向を矢印Ａで示し、周り方向を矢印Ｂで示す。図１では、トリベ予熱装置１０Ａがクレーン（図示せず）で吊り上げられた状態で示す。図３，４では、トリベ１１およびトリベ予熱装置１０Ａを断面図として示す。図３，４は、トリベ１１から蓋を取り外した状態で示す。

トリベ予熱装置１０Ａは、トリベ１１の予熱に使用される。なお、図示のトリベ１１は、土瓶式吊り上げ取鍋であるが、このトリベ予熱装置１０Ａによって予熱可能なトリベ１１には、土瓶式吊り上げ取鍋の他に、杓取鍋や連台式取鍋、ギヤー付き吊り上げ傾注取鍋、円筒式取鍋、ストッパー式取鍋が含まれる。

トリベ１１は、鋳型への溶湯の鋳込み作業に使用される。トリベ１１は、事前に所定温度に予熱された後、溶解した金属（たとえば、アルミや亜鉛等）の溶湯を収容し、その溶湯を鋳型まで搬送する。トリベ１１は、図３に示すように、円形状の頂壁１２および円形状の底壁１３と、円筒状の周壁１４と、円形状の蓋（図示せず）と、注湯筒１５とから形成されている。トリベ１１は、頂底壁１２，１３や周壁１４に囲繞されて溶湯を収容可能な所定容積の収容スペース１６と、頂壁１２に作られた円形状の頂部開口１７と、注湯筒１５の先端に作られて溶湯を鋳型に注湯する注湯口１８とを有する。

頂壁１２および蓋は、所定の厚みを有する耐熱キャスタ１９（不定形耐火物）から作られている。底壁１３や周壁１４、注湯筒１５は、所定の厚みを有する耐熱キャスタ１９と所定の厚みを有する断熱キャスタ２０（不定形耐火物）とから作られ、耐熱キャスタ１９が収容スペース１６の側（内側）に位置し、断熱キャスタ２０が外側に位置する２層構造である。底壁１３には、断熱キャスタ２０から作られた台座２１が取り付けられている。注湯口１８には、耐熱キャスタ１９から作られて注湯口１８を開閉可能な口蓋２２が設置されている。トリベ１１では、溶湯が頂部開口１７から収容スペース１６に注入された後、蓋によって頂部開口１７が気密に密閉される。

トリベ予熱装置１０Ａは、トリベ１１の頂部開口１７（頂壁１２）に着脱可能に設置されるハッチ２３と、ハッチ２３の上部に取り付けられたバーナー２４と、ハッチ２３の下部に取り付けられた燃焼ノズル２５および断熱スリーブ２６と、ハッチ２３の下部に取り付けられた放熱ドラム２７とを備えている。ハッチ２３は、所定の厚みを有する耐熱キャスタ１９から作られ、その平面形状が円形に成形されている。ハッチ２３は、それがトリベ１１の頂部開口１７（頂壁１２）に設置された場合、固定手段（図示せず）を介してトリベ１１の頂壁１２に強固に固定され、頂部開口１７を気密に密閉する。ハッチ２３の周縁部にはフック２８が固定され、それらフック２８に吊りワイヤー２９が取り付けられている。

バーナー２４は、気体燃料（天然ガスや石油分解ガス、液化石油ガス、水素ガス等）または液体燃料（軽油や灯油、重油等）に点火し、それら燃料を燃焼させて所定温度（高温）の燃焼ガスを作る。バーナー２４には、図示はしていないが、燃焼用空気を給気する給気口と、バーナー２４の上流側に設置されてバーナー２４に燃焼用空気を給気するとともに燃焼ガスを燃焼ノズル２５に送る給気ファンとを備えている。気体燃料を使用する場合、ガス栓に連結されたガス供給ホース（図示せず）からバーナー２４に気体燃料（ガス）が供給される。液体燃料を使用する場合、バーナー２４に燃料タンク（図示せず）が設置され、燃料タンクからバーナー２４に液体燃料（油）が供給される。

燃焼ノズル２５は、ステンレスやセラミック、耐熱合金から作られ、円筒状に成形されている。燃焼ノズル２５は、ハッチ２３を貫通してバーナー２４につながるとともに、ハッチ２３の下部から下方へ延びている。燃焼ノズル２５は、ハッチ２３の中央に位置し、その中心軸がハッチ２３の中心に一致している。燃焼ノズル２５は、バーナー２４から送られた燃焼ガスの炎を吹き出す火口３０を有する。

断熱スリーブ２６は、耐熱キャスタ１９から作られ、円筒状に成形されている。断熱スリーブ２６は、ハッチ２３の下部から下方へ延び、燃焼ノズル２５の外周面の全域を包被している。ハッチ２３から下方へ延びる断熱スリーブ２６の長さ寸法は、ハッチ２３から下方へ延びる燃焼ノズル２５のそれよりも長い。断熱スリーブ２６は、燃焼ノズル２５から放出される燃焼ガスの熱が直接ノズル２５に伝わるのを防ぎ、燃焼ガスの熱によるノズル２５の損傷を防ぐ。

放熱ドラム２７は、ハッチ２４の下部に連接されて燃焼ノズル２５の全体および断熱スリーブ２６の全体を包被している。放熱ドラム２７は、トリベ１１の頂部開口１７から収容スペース１６に挿脱可能に挿入される。放熱ドラム２７は、ハッチ２４の下部からトリベ１１の底壁１３に向かって延びる放熱周壁３１と、トリベ１１の底壁１３から上方へ所定寸法離間する放熱底壁３２とを有する。

放熱周壁３１は、ステンレスやセラミック、耐熱合金から作られ、円筒状に成形されている。放熱周壁３１には、それを貫通する円形の複数の第１放出孔３３（放出孔）が作られている。それら第１放出孔３３は、放熱ドラム２７の放熱底壁３３の側に延びる放熱周壁３１に形成され、放熱周壁３１の周り方向へ略等間隔離間（所定寸法離間）して並んでいる。第１放出孔３３は、燃焼ガスの炎によって作られた所定温度の燃焼排ガスを放熱ドラム２７の外側に放出する。第１放出孔３３は、放熱周壁３１の上下方向の寸法Ｌ１を２等分したときの放熱周壁３１の下方１／２の範囲内に形成されている。

放熱底壁３２は、ステンレスやセラミック、耐熱合金から作られている。放熱底壁３２は、円形に成形され、放熱周壁３１の下端縁に連接されている。放熱底壁３２には、それを貫通する円形の複数の第２放出孔３４（放出孔）が作られている。それら第２放出孔３４は、放熱底壁３１の周縁部に沿って形成され、放熱底壁の周り方向へ略等間隔離間（所定寸法離間）して並んでいるとともに、放熱底壁３１の中心を取り囲むように放熱底壁３１の周り方向へ略等間隔離間（所定寸法離間）して並んでいる。したがって、第２放出孔３４は放熱底壁３１の中心部に形成されていない。なお、燃焼ノズル２５の火口３０は、放熱ドラム２７の放熱底壁３２から上方へ所定寸法離間するとともに、放熱ドラム２７の放熱周壁３１の上下方向の寸法Ｌ１を３等分したときの放熱周壁３１の下方１／３の範囲内に位置している。なお、放熱周壁３１に複数の第１放出孔３３が作られ、放熱底壁３２に第２放出孔３４が作られていない場合がある。また、放熱底壁３２に複数の第２放出孔３４が作られ、放熱周壁３１に第１放出孔３３が作られていない場合がある。

トリベ予熱装置１０Ａをトリベ１１の収容スペース１６に挿入する手順の一例は、以下のとおりである。トリベ１１から蓋を取り外すとともに、口蓋２２を旋回させて注湯口１８を開放する。次に、クレーンのフックに吊りワイヤー２９を引っ掛け、クレーンによってトリベ予熱装置１０Ａを吊り上げる。なお、トリベ１１から蓋が取り外されることで、トリベ１１の頂部開口１７が開放されているが、蓋が蝶番を介してトリベ１１の頂壁１２に取り付けられている場合は、蓋を旋回させてトリベ１１の頂部開口１７を開放する。

トリベ予熱装置１０Ａを吊り上げた後、クレーンによって予熱装置１０Ａをトリベ１１の頂部開口１７の直上に移動させる。次に、図３に矢印Ｘ１で示すように、予熱装置１０Ａを次第に下降させ、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を徐々に挿入する。放熱ドラム２７を収容スペース１６に挿入する過程において、トリベ予熱装置１０Ａのハッチ２３がトリベ１１の頂壁１２に当接すると、予熱装置１０Ａのそれ以上の下降が停止するとともに、図４に示しように、放熱ドラム２７全体（燃焼ノズル２５および断熱スリーブ２６）が収容スペース１６に位置する。この状態で固定手段（図示せず）によって予熱装置１０Ａのハッチ２３をトリベ１１の頂壁１２に強固に固定する。ハッチ２３を頂壁１２に固定すると、トリベ１１の頂部開口１７が気密に密閉される。

トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入すると、放熱ドラム２７がトリベ１１の周壁１４の内周面３６から径方向内方に位置し、放熱周壁３１がハッチの下部からトリベ１１の底壁１３に向かって上下方向へ垂直に延びるとともに、放熱底壁３２がトリベ１１の底壁１３の近傍に位置して底壁１３から上方へ所定寸法離間する。また、トリベ１１の周壁１４の中心軸と放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸とが略一致する。

なお、図示はしていないが、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、トリベ１１の周壁１４の中心軸に対して放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸が径方向へ偏心し、トリベ１１の周壁１４の中心軸と放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸とがずれる場合がある。

トリベ予熱装置１０Ａでは、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、ドラム２７の放熱底壁３２がトリベ１１の収容スペース１６の上下方向の寸法Ｌ２を３等分したときの収容スペース１６の下方１／３の範囲内に位置する。また、放熱ドラム２７の放熱周壁３２がトリベ１１の周壁１４の内周面３６とトリベ１１の周壁１４の中心軸との間の径方向の寸法Ｌ３を二等分したときのトリベ１１の周壁１４の内周面３６の側の１／２の範囲内に位置する。

このトリベ予熱装置１０Ａによるトリベ１１の予熱は、以下のとおりである。なお、トリベ１１の収容スペース１６には、溶湯として溶解したアルミが収容されるものとする。また、図示はしていないが、注湯口１８から収容スペース１６に温度センサが挿入されている。温度センサやバーナー２４は、コントローラ（図示せず）に接続されている。温度センサは、トリベ１１の予熱中に収容スペース１６の温度を計測し、計測した実測温度をコントローラに送信する。コントローラは、温度センサから送信された実測温度とあらかじめ設定された設定温度（たとえば、７００〜８００℃）とを比較し、実測温度が設定温度の範囲内に入った場合、予熱が完了したと判断し、バーナー２４のスイッチをＯＦＦにする。

トリベ予熱装置１０Ａ（放熱ドラム２７）をトリベ１１の収容スペース１６に挿入した後、コントローラのテンキーユニットからバーナー２４のスイッチをＯＮして、バーナー２４を起動させる。バーナー２４が起動すると、点火された燃料が燃焼して燃焼ガスが作られ、その燃焼ガスが給気ファンによって燃焼ノズル２５に送られる。燃焼ガスが燃焼ノズル２５を通って火口３０に達し、図４に示すように、火口３０から炎３７が吹き出す。

トリベ予熱装置１０Ａでは、燃焼ガスの炎３７によって放熱ドラム２７が加熱され、放熱ドラム２７全体の温度が約７５０〜８５０℃に上昇する。燃焼ガスの炎３７によって所定温度に加熱された放熱ドラム２７の放熱周壁３１全域からトリベ１１の周壁１４に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、放熱ドラム２７の放熱底壁３２全域からトリベ１１の底壁１３に向かって熱エネルギーが放出される。さらに、図４に矢印Ｘ２で示すように、燃焼ガスの炎３７によって作られた高温の燃焼排ガスが放熱周壁３１に形成された第１放出孔３３からトリベ１１の周壁１４に向かって放出されるとともに、図４に矢印Ｘ３で示すように、燃焼ガスの炎３７によって作られた高温の燃焼排ガスが放熱底壁３２に形成された第２放出孔３４からトリベ１１の底壁１３に向かって放出される。

トリベ１１の周壁１４や頂壁１２は、放熱ドラム２７の放熱周壁３１から放出された熱によって次第に加熱されるとともに、第１放出孔３３から放出された燃焼排ガスによって次第に加熱される。トリベ１１の底壁１３は、放熱ドラム２７の放熱底壁３２から放出された熱によって次第に加熱されるとともに、第２放出孔３４から放出された燃焼排ガスによって次第に加熱される。なお、燃焼排ガスは、放熱ドラム２７とトリベ１１の底壁１３や周壁１４との間の収容スペースを流動した後、図４に矢印Ｘ４で示すように、注湯筒１５に流入し、注湯筒１５を通って注湯口１８からトリベ１１の外部に放出される。実測温度が設定温度の範囲内に入ると、コントローラがバーナー２４のスイッチをＯＦＦにし、トリベ１１の予熱が完了する。

トリベ予熱装置１０Ａによって、トリベ１１を予熱した後、図３に矢印Ｘ５で示すように、クレーンによって予熱装置１０Ａを次第に上昇させ、放熱ドラム２７をトリベ１１の収容スペース１６から徐々に引き抜く。放熱ドラム２７をトリベ１１の頂部開口１７の上方へ吊り上げた後、トリベ予熱装置１０Ａをトリベ１１の外側に移動させ、トリベ１１の収容スペース１６に溶解したアルミ（溶湯）を注入し、蓋によって頂部開口１７を密閉し、トリベ１１を鋳型まで搬送する。

図５は、他の一例として示すトリベ予熱装置１０Ｂの斜視図であり、図６は、トリベ予熱装置１０Ｂによるトリベ１１の予熱を説明する図である。図５では、上下方向を矢印Ａで示し、周り方向を矢印Ｂで示す。図５では、トリベ予熱装置１０Ｂがクレーン（図示せず）で吊り上げられた状態で示す。図６では、トリベ１１およびトリベ予熱装置１０Ｂを断面図として示す。図６は、トリベ１１から蓋を取り外した状態で示す。

このトリベ予熱装置１０Ｂが図１のそれと異なるところは、第１放出孔３３ａが放熱ドラム２７の放熱底壁３２の側に延びる放熱周壁３１に形成されているのみならず、第１放出孔３３ｂがハッチ２３の側に延びる放熱周壁３１に形成されている点にある。なお、トリベ予熱装置１０Ｂのその他の構成は、図１のトリベ予熱装置１０Ａのそれらと同一であるから、図１と同一の符号を付すとともに、図１のトリベ予熱装置１０Ａの説明を援用することで、このトリベ予熱装置１０Ｂにおけるその他の構成の詳細な説明は省略する。

トリベ予熱装置１０Ｂは、図１のそれと同様に、トリベ１１の頂部開口１７（頂壁１２）に着脱可能に設置されるハッチ２３と、ハッチ２３の上部に取り付けられたバーナー２４と、ハッチ２３の下部に取り付けられた燃焼ノズル２５および断熱スリーブ２６と、ハッチ２３の下部に取り付けられた放熱ドラム２７とを備えている。放熱周壁３１には、それを貫通する円形の複数の第１放出孔３３ａと第１放出孔３３ｂとが作られている。

第１放出孔３３ａは、放熱ドラム２７の放熱底壁３３の側に延びる放熱周壁３１に形成され、放熱周壁３１の周り方向へ略等間隔離間して並び、第１放出孔３３ｂは、ハッチ２３の側に延びる放熱周壁３１に形成され、放熱周壁３１の周り方向へ略等間隔離間して並んでいる。第１放出孔３３ａ，３３ｂは、燃焼ガスの炎によって作られた所定温度の燃焼排ガスを放熱ドラム２７の外側に放出する。第１放出孔３３ａは、放熱周壁３１の上下方向の寸法Ｌ１を２等分したときの放熱周壁３１の下方１／２の範囲内に形成されているとともに、第１放出孔３３ｂは、放熱周壁３１の上下方向の寸法Ｌ１を２等分したときの放熱周壁３１の上方１／２の範囲内に形成されている。なお、放熱周壁３１に複数の第１放出孔３３ｂが作られ、放熱周壁３１に第１放出孔３３ａが作られていない場合がある。また、放熱周壁３１に複数の第１放出孔３３ｂが作られ、放熱周壁３１に第１放出孔３３ａが作られておらず、さらに、放熱底壁３２に第２放出孔３４が作られていない場合がある。

トリベ予熱装置１０Ｂをトリベ１１の収容スペース１６に挿入する手順は、トリベ予熱装置１０Ａのそれと同一である。トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入すると、放熱ドラム２７がトリベ１１の周壁１４の内周面３６から径方向内方に位置し、放熱周壁３１がハッチの下部からトリベ１１の底壁１３に向かって上下方向へ垂直に延びるとともに、放熱底壁３２がトリベ１１の底壁１３の近傍に位置して底壁１３から上方へ所定寸法離間する。また、トリベ１１の周壁１４の中心軸と放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸とが略一致する。

トリベ予熱装置１０Ｂでは、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、ドラム２７の放熱底壁３２がトリベ１１の収容スペース１６の上下方向の寸法Ｌ２を３等分したときの収容スペース１６の下方１／３の範囲内に位置する。また、放熱ドラム２７の放熱周壁３２がトリベ１１の周壁１４の内周面３６とトリベ１１の周壁１４の中心軸との間の径方向の寸法Ｌ３を二等分したときのトリベ１１の周壁１４の内周面３６の側の１／２の範囲内に位置する。

トリベ予熱装置１０Ｂ（放熱ドラム２７）をトリベ１１の収容スペース１６に挿入した後、バーナー２４が起動すると、点火された燃料が燃焼して燃焼ガスが作られ、その燃焼ガスが給気ファンによって燃焼ノズル２５に送られる。燃焼ガスが燃焼ノズル２５を通って火口３０に達し、図６に示すように、火口３０から炎３７が吹き出す。燃焼ガスの炎３７によって放熱ドラム２７が加熱され、放熱ドラム２７全体の温度が約７５０〜８５０℃に上昇する。

燃焼ガスの炎３７によって所定温度に加熱された放熱ドラム２７の放熱周壁３１全域からトリベ１１の周壁１４に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、放熱ドラム２７の放熱底壁３２全域からトリベ１１の底壁１３に向かって熱エネルギーが放出される。さらに、図６に矢印Ｘ２で示すように、燃焼ガスの炎３７によって作られた高温の燃焼排ガスが放熱周壁３１に形成された第１放出孔３３ａ，３３ｂからトリベ１１の周壁１４に向かって放出されるとともに、図６に矢印Ｘ３で示すように、燃焼ガスの炎３７によって作られた高温の燃焼排ガスが放熱底壁３２に形成された第２放出孔３４からトリベ１１の底壁１３に向かって放出される。

トリベ１１の周壁１４や頂壁１２は、放熱ドラム２７の放熱周壁３１から放出された熱によって次第に加熱されるとともに、第１放出孔３３ａ，３３ｂから放出された燃焼排ガスによって次第に加熱される。トリベ１１の底壁１３は、放熱ドラム２７の放熱底壁３２から放出された熱によって次第に加熱されるとともに、第２放出孔３４から放出された燃焼排ガスによって次第に加熱される。実測温度が設定温度の範囲内に入ると、コントローラがバーナー２４のスイッチをＯＦＦにし、トリベ１１の予熱が完了する。トリベ１１を予熱した後、トリベ予熱装置１０Ａと同様に、クレーンによってトリベ予熱装置１０Ｂを次第に上昇させ、放熱ドラム２７をトリベ１１の収容スペース１６から徐々に引き抜く。

トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、それらがトリベ１１の収容スペース１６に挿脱可能に挿入される放熱ドラム２７を有し、燃焼ノズル２５の火口３０から吹き出す燃焼ガスの炎３７が放熱ドラム２７に遮られ、予熱時に炎３７がトリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３に直接あたることはなく、トリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３の部分的な温度の急上昇および膨張を防ぐことができ、トリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３におけるクラックやピンホールの発生を防ぐことができる。トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、予熱時にトリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３にクラックやピンホールが発生することはないから、トリベ１１の改修作業を行う必要はなく、改修作業にかかる時間や費用を省くことができ、耐用年数の期間、トリベ１１を連続して使用することができる。

トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、燃焼ガスの炎３７によって加熱された放熱ドラム２７の全域からトリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、放熱周壁３１に形成された第１放出孔３３（３３ａ，３３ｂ）からトリベ１１の周壁１４に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出され、放熱底壁３２に形成された第２放出孔３４からトリベ１１の底壁１３に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、トリベ１１に加熱ムラが生じることはなく、放熱ドラム２７を介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベ１１に効率よく伝えることができるとともに、トリベ１１全域を満遍なく均一に加熱することができ、トリベ１１全域を略同一の温度に予熱することができる。

トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、燃焼ノズル２５の火口３０が放熱ドラム２７の放熱周壁３１の上下方向の寸法Ｌ１を３等分したときの放熱周壁３１の下方１／３の範囲内に位置しているから、燃焼ノズル２５の火口３０から吹き出す燃焼ガスの熱エネルギーが放熱ドラム２７の下方から上方に向かってドラム２７の全域に満遍なく伝わり、燃焼ガスによって放熱ドラム２７の全域を略均一に加熱することができる。

トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、トリベ１１の周壁１４の中心軸と放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸とが略一致するから、トリベ１１の周壁１４のすべての箇所においてトリベ１１の周壁１４と放熱ドラム２７の放熱周壁３１との離間寸法が略同一となり、トリベ１１の周壁１４のすべての箇所に放熱ドラム２７の放熱周壁３１から同一の熱エネルギーを伝えることができる。

なお、トリベ１１の周壁１４の中心軸に対して放熱ドラム２７の放熱周壁３１の中心軸が径方向へ偏心する場合、トリベ１１の周壁１４と放熱ドラム２７の放熱周壁３１との離間寸法が異なるが、放熱ドラム２７の全域からトリベ１１の周壁１４や頂底壁１２，１３に向かって熱エネルギーが放出されるとともに、第１および第２放出孔３３（３３ａ，３３ｂ），３４からトリベ１１に向かって所定温度の燃焼排ガスが放出されるから、放熱ドラム２７を介して燃焼ガスの熱エネルギーをトリベ１１に効率よく伝えることができ、トリベ１１全域を所定の温度に予熱することができる。

トリベ予熱装置１０Ａ，１０Ｂは、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、放熱ドラム２７の放熱底壁３２がトリベ１１の収容スペース１６の上下方向の寸法Ｌ２を３等分したときの収容スペース１６の下方１／３の範囲内に位置するから、放熱ドラム２７の放熱底壁３２から放出される熱エネルギーや第２放出孔３４から放出される燃焼排ガスの熱をトリベ１１の周壁１４や底壁１３に確実に伝えることができる。また、トリベ１１の収容スペース１６に放熱ドラム２７を挿入したときに、放熱ドラム２７の放熱周壁３１がトリベ１１の周壁１４の内周面３６とトリベ１１の周壁１４の中心軸との間の径方向の寸法Ｌ３を二等分したときのトリベ１１の周壁１４の内周面３６の側の１／２の範囲内に位置するから、放熱ドラム２７の放熱周壁３１から放出される熱エネルギーや第１放出孔３３（３３ａ，３３ｂ）から放出される燃焼排ガスの熱をトリベ１１の周壁１４に確実に伝えることができる。

１０Ａトリベ予熱装置
１０Ｂトリベ予熱装置
１１トリベ
１２頂壁
１３底壁
１４周壁
１５注湯筒
１６収容スペース
１７頂部開口
１８注湯口
１９耐熱キャスタ
２０断熱キャスタ
２３ハッチ
２４バーナー
２５燃焼ノズル
２６断熱スリーブ
２７放熱ドラム
３０火口
３１放熱周壁
３２放熱底壁
３３第１放出孔（放出孔）
３３ａ第１放出孔（放出孔）
３３ｂ第１放出孔（放出孔）
３４第２放出孔（放出孔）
３５周縁部
３６内周面
３７炎

Claims

溶解した金属の溶湯を収容可能な所定容積の収容スペースと前記溶湯を注入する頂部開口と該溶湯を注湯する注湯口とを有するトリベを事前に予熱するトリベ予熱装置において、
前記トリベ予熱装置が、前記トリベの頂部開口に着脱可能に設置されるハッチと、前記ハッチの上部に設置されて所定温度の燃焼ガスを作るバーナーと、前記燃焼ガスの炎を吹き出す火口を有して前記ハッチの下部から下方へ延びる燃焼ノズルと、前記ハッチの下部に連接されて前記燃焼ノズルを包被し、前記トリベの収容スペースに挿脱可能に挿入される放熱ドラムとを備え、
前記放熱ドラムが、前記トリベの周壁の内周面から径方向内方に位置し、前記ハッチの下部から前記トリベの底壁に向かって延びる放熱周壁と、前記放熱周壁の下端縁に連接されて前記トリベの底壁の側に位置し、前記トリベの底壁から上方へ所定寸法離間する放熱底壁と、前記放熱周壁と前記放熱底壁とのうちの少なくとも一方に形成されて前記炎によって作られた所定温度の燃焼排ガスを前記トリベに向かって放出する放出孔とを有することを特徴とするトリベ予熱装置。
前記放出孔が、前記放熱周壁に形成されて前記燃焼排ガスを前記トリベの周壁に向かって放出する複数の第１放出孔と、前記放熱底壁に形成されて前記燃焼排ガスを前記トリベの底壁に向かって放出する複数の第２放出孔とである請求項１に記載のトリベ予熱装置。
前記トリベの周壁と前記放熱ドラムの放熱周壁とが、円筒状に成型され、前記トリベ予熱装置では、前記トリベの収容スペースに前記放熱ドラムを挿入したときに、前記トリベの周壁の中心軸と前記放熱ドラムの放熱周壁の中心軸とが略一致し、または、前記トリベの周壁の中心軸に対して前記放熱ドラムの放熱周壁の中心軸が径方向へ偏心している請求項１または請求項２に記載のトリベ予熱装置。
前記トリベ予熱装置では、前記燃焼ノズルが前記放熱ドラムの放熱周壁の中央に位置して上下方向へ延び、前記燃焼ノズルの火口が前記放熱ドラムの放熱底壁から上方へ所定寸法離間するとともに該放熱ドラムの放熱周壁の上下方向の寸法を３等分したときの該放熱周壁の下方１／３の範囲内に位置している請求項１ないし請求項３いずれかに記載のトリベ予熱装置。
前記第１放出孔が、前記トリベの頂部開口に設置される前記ハッチの下部から該トリベの底壁に向かって上下方向へ延びる前記放熱周壁のうち、該放熱周壁の下端縁に連接された前記放熱底壁の側に延びる放熱周壁に形成され、前記放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる請求項２ないし請求項４いずれかに記載のトリベ予熱装置。
前記第１放出孔が、前記トリベの頂部開口に設置される前記ハッチの下部から該トリベの底壁に向かって上下方向へ延びる前記放熱周壁のうち、該ハッチの側に延びる放熱周壁に形成され、前記放熱周壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる請求項２ないし請求項５いずれかに記載のトリベ予熱装置。
前記第２放出孔が、前記放熱底壁の周縁部に沿って該放熱底壁の周り方向へ所定寸法離間して並んでいる請求項２ないし請求項６いずれかに記載のトリベ予熱装置。
前記トリベ予熱装置では、前記トリベの収容スペースに前記放熱ドラムを挿入したときに、該放熱ドラムの放熱底壁が前記トリベの収容スペースの上下方向の寸法を３等分したときの該収容スペースの下方１／３の範囲内に位置する請求項１ないし請求項７いずれかに記載のトリベ予熱装置。
前記トリベ予熱装置では、前記トリベの収容スペースに前記放熱ドラムを挿入したときに、該放熱ドラムの放熱周壁が前記トリベの周壁の内周面と該トリベの周壁の中心軸との間の径方向の寸法を二等分したときの該トリベの周壁の内周面の側の１／２の範囲内に位置する請求項１ないし請求項８いずれかに記載のトリベ予熱装置。