JP7736626B2 - 溶湯保持炉用の蓋 - Google Patents

Description

本開示は、溶湯保持炉用の蓋に関する。

一般的に溶湯保持炉は、例えば、アルミニウムなどの金属の溶湯を鋳造する際に当該溶湯を保温保持するために用いられている。このような溶湯保持炉の開口部は、溶湯保持炉内の断熱性を向上させるために蓋によって閉塞される。

例えば、特許文献１には、溶湯保持炉の内部に挿入され、溶湯の湯面に接するように浮遊しつつ当該湯面の上下動に追従可能な落とし蓋が開示されている。特許文献１の蓋は、溶湯保持炉における炉壁の上側部分に形成されたテーパー部と対応するテーパー部を備えており、溶湯保持炉における側壁部にテーパー部が形成された上側部分に対して下方に移動しない構成とされている。これにより、特許文献１では、溶湯保持炉の下側部分に配置されたヒータへの蓋の接触を防いでいる。

特開２０１８－５８１０１号公報

本出願人は、以下の課題を見出した。特許文献１の蓋は、溶湯の湯面に接するように浮遊する構成であるので、蓋を開放する際に溶湯保持炉の内部から当該蓋を拾い上げる必要があり、蓋の開放作業が繁雑である。

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、蓋の開放作業が容易な溶湯保持炉用の蓋を実現する。

本開示の一態様に係る溶湯保持炉用の蓋は、溶湯保持炉の開口部を閉塞するための蓋であって、
前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記溶湯保持炉における前記開口部周辺の炉壁に載置されるベース部と、
前記ベース部から突出し、前記開口部に挿入される凸部と、
を備え、
前記凸部は、前記溶湯保持炉の上側に向かうのに従って前記炉壁の幅寸法が広がるように当該溶湯保持炉の炉壁に形成された拡幅部と対応する面取り部を有する。

上述の溶湯保持炉用の蓋において、前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記ベース部における前記開口部周辺の炉壁に載置される部分が前記開口部周辺の炉壁と面接触し、前記凸部の面取り部が前記溶湯保持炉の拡幅部と面接触することが好ましい。

上述の溶湯保持炉用の蓋において、前記蓋が水平方向に延在する回転軸を中心に回転する場合、前記蓋が前記溶湯保持炉の炉壁に干渉しないように、前記凸部の側面に前記面取り部が形成されていることが好ましい。

上述の溶湯保持炉用の蓋において、前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記凸部は、前記溶湯保持炉の上下方向から見て矩形状であり、
前記凸部における矩形状の一辺は、当該一辺と平行に配置され、且つ水平方向に延在する回転軸に連結され、
前記凸部における矩形状の前記一辺と対向する辺に沿って前記面取り部が配置されていることが好ましい。

上述の溶湯保持炉用の蓋において、前記凸部の側面全域に前記面取り部が形成されていることが好ましい。

上述の溶湯保持炉用の蓋において、前記面取り部は、前記拡幅部に対応する傾斜面であることが好ましい。

本開示によれば、蓋の開放作業が容易な溶湯保持炉用の蓋を実現することができる。

実施の形態の蓋を用いて溶湯保持炉の保持室の開口部が閉塞された状態をＸ軸＋側から見た断面図である。 実施の形態の蓋を用いて溶湯保持炉の保持室の開口部が閉塞された状態をＺ軸＋側から見た図である。 図１のIII部分の拡大図である。 実施の形態の蓋を開放する途中の当該蓋の状態をＸ軸＋側から見た断面図である。 実施の形態の蓋を開放した状態をＸ軸＋側から見た断面図である。 異なる実施の形態の蓋を用いて溶湯保持炉の保持室の開口部が閉塞された状態をＺ軸＋側から見た図である。

以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

先ず、本実施の形態の蓋の構成を説明する。なお、以下の蓋の構成は、溶湯保持炉の保持室の開口部を蓋が閉塞した状態を前提として説明する。ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。ちなみに、Ｚ軸＋側が溶湯保持炉の上側であり、Ｚ軸－側が溶湯保持炉の下側に該当する。

図１は、本実施の形態の蓋を用いて溶湯保持炉の保持室の開口部が閉塞された状態をＸ軸＋側から見た断面図である。図２は、本実施の形態の蓋を用いて溶湯保持炉の保持室の開口部が閉塞された状態をＺ軸＋側から見た図である。図３は、図１のIII部分の拡大図である。なお、図１では、溶湯保持炉の保持室のＺ軸＋側の部分周辺を抽出して示している。

本実施の形態の蓋１は、図１及び図２に示すように、溶湯保持炉２の開口部を閉塞するために用いられる。溶湯保持炉２は、具体的な図示を省略するが、溶湯が注ぎ入れられる受湯室、溶湯を保温保持する保持室、及び溶湯が汲み出される汲出室を備えており、各々の部屋を区切る炉壁のＺ軸－側の部分に形成された連通部によってＹ軸方向で隣接する部屋が連通している。そして、受湯室、保持室及び汲出室のＺ軸＋側の端部は、開口部を備えている。

図１及び図２の例示では、蓋１は、溶湯保持炉２の保持室２１の開口部２１ａを閉塞するために用いられる。但し、蓋１は、溶湯保持炉２の受湯室の開口部を閉塞するために用いてもよく、また、溶湯保持炉２の汲出室の開口部を閉塞するために用いてもよい。

このとき、図１及び図２に示すように、溶湯保持炉２の保持室２１は、Ｚ軸方向から見て炉壁２１ｂで囲まれた略矩形状であり、Ｙ軸＋側の炉壁２１ｂにおけるＹ軸－側の壁面２１ｃのＺ軸＋側の部分には、開口部２１ａ（即ち、保持室２１のＺ軸＋側の部分）のＹ軸方向の幅寸法を広げる拡幅部２１ｄが形成されている。

つまり、図２に示すように、保持室２１を囲む壁面２１ｃで形成する四辺においてＹ軸＋側の辺に沿って拡幅部２１ｄが配置されている。拡幅部２１ｄは、例えば、図１に示すように、Ｚ軸＋側に向かうのに従ってＹ軸＋側に向かって傾斜する傾斜面である。

蓋１は、図１及び図２に示すように、断熱部１１及びカバー部１２を備えており、Ｘ軸方向に延在する回転軸ＡＸ１を中心に回転可能である。断熱部１１は、断熱材で形成されており、例えば、アルミナ断熱材やセラミック断熱材などで形成することができる。但し、断熱部１１は、溶湯保持炉の開口部を閉塞するために用いられる一般的な蓋の材質を適用することができる。

断熱部１１は、図１及び図２に示すように、ベース部１３及び凸部１４を備えている。ベース部１３は、図１に示すように、蓋１で溶湯保持炉２の保持室２１の開口部２１ａを閉塞した状態で、開口部２１ａ周辺の炉壁２１ｂに載置される。ベース部１３は、図２に示すように、開口部２１ａに対して広い板形状であり、例えば、Ｚ軸方向から見て略矩形状である。

凸部１４は、図１に示すように、蓋１で溶湯保持炉２の保持室２１の開口部２１ａを閉塞した状態で、当該開口部２１ａに挿入されるように、ベース部１３からＺ軸－側に突出している。凸部１４は、図１及び図２に示すように、溶湯保持炉２の保持室２１のＺ軸＋側の部分、即ち、保持室２１を囲む壁面２１ｃのＺ軸＋側の部分の形状に対応する形状である。

詳細には、凸部１４は、例えば、図１及び図２に示すように、Ｚ軸方向から見て保持室２１を囲む壁面２１ｃのＺ軸＋側の部分に対応する略矩形状である。そして、凸部１４のＹ軸＋側の側面には、保持室２１のＹ軸＋側の炉壁２１ｂの壁面２１ｃに形成された拡幅部２１ｄと対応する面取り部１４ａが形成されている。

面取り部１４ａは、例えば、図１乃至図３に示すように、保持室２１のＹ軸＋側の炉壁２１ｂの壁面２１ｃに形成された拡幅部２１ｄと対応する傾斜面である。そのため、凸部１４は、Ｘ軸方向から見て直角台形柱状である。

つまり、凸部１４は、Ｘ軸方向から見て直角台形状であって、且つＹＺ平面と略平行なＸ軸＋側の面、Ｘ軸＋側の面と略等しい形状であって、且つＹＺ平面と略平行なＸ軸－側の面、Ｙ軸方向から見て略矩形状であって、且つＸＺ平面と略平行なＹ軸－側の面、Ｙ軸方向から見て略矩形状であって、且つＺ軸＋側に向かうのに従ってＹ軸＋側に向かって傾斜するＹ軸＋側の面、及びＸＹ平面と略平行であって、且つＸ軸＋側の面、Ｘ軸－側の面、Ｙ軸－側の面並びにＹ軸＋側の面のＺ軸－側の辺で形成される略矩形状のＺ軸－側の面を備えている。これらのベース部１３と凸部１４とは、一体形成されているとよい。

カバー部１２は、断熱部１１のベース部１３におけるＺ軸－側の面を除く面を覆う。カバー部１２は、例えば、Ｚ軸方向から見て略矩形状であって、Ｚ軸－側に開口部を有する箱形状である。カバー部１２は、例えば、金属製であるが、断熱部１１を固定可能な材質であればよい。

なお、カバー部１２は、蓋１を開閉した際に断熱部１１が損傷しない十分な剛性を有する場合、省略してもよい。また、カバー部１２の形状は、断熱部１１のベース部１３の形状に応じて、適宜、変更することができる。

カバー部１２の内部に断熱部１１のベース部１３が配置された状態で、断熱部１１とカバー部１２とが固定されている。例えば、図示を省略するが、カバー部１２の天井部１２ａからＺ軸－側に突出する棒ネジを断熱部１１に形成された貫通孔に通し、当該棒ネジのＺ軸－側の端部にナットをねじ込むことによって、断熱部１１とカバー部１２とを固定することができる。但し、断熱部１１とカバー部１２とを固定する手法は、特に限定されない。

カバー部１２のＹ軸－側であって、且つＺ軸＋側の端部は、回転軸ＡＸ１を中心として蓋１を回転駆動させる駆動装置（図示を省略）に連結されている。つまり、断熱部１１において、凸部１４の面取り部１４ａが配置された側（即ち、Ｙ軸＋側）に対してＹ軸方向で対向する側（即ち、Ｙ軸－側）の部分が回転軸ＡＸ１に連結されている。

このとき、Ｚ軸方向から見て、断熱部１１の凸部１４のＹ軸－側の辺と回転軸ＡＸ１とは略平行に配置されている。これにより、駆動装置を駆動させることで、蓋１が回転軸ＡＸ１を中心として回転する構成を実現することができる。

次に、本実施の形態の蓋の開閉動作について説明する。図４は、本実施の形態の蓋を開放する途中の当該蓋の状態をＸ軸＋側から見た断面図である。図５は、本実施の形態の蓋を開放した状態をＸ軸＋側から見た断面図である。なお、図４及び図５では、溶湯保持炉の保持室のＺ軸＋側の部分周辺を抽出して示している。

図１に示すように、溶湯Ｍが注ぎ入れられた溶湯保持炉２の保持室２１の開口部２１ａを蓋１で閉塞した状態から駆動装置を駆動させて、図４に示すように、回転軸ＡＸ１を中心に蓋１を矢印Ａ方向に回転させる。

これにより、蓋１が開放される。このとき、Ｚ軸方向から見て、断熱部１１の凸部１４において、回転軸ＡＸ１に連結された側の辺（即ち、Ｙ軸－側の辺）に対してＹ軸方向で対向する辺（即ち、Ｙ軸＋側の辺）に沿って面取り部１４ａが配置されているため、蓋１が矢印Ａ方向に回転した際に断熱部１１の凸部１４が溶湯保持炉２の保持室２１のＹ軸＋側の炉壁２１ｂなどに接触することを抑制できる。

しかも、蓋１を開放する際に、蓋１における断熱部１１のベース部１３が溶湯保持炉２の保持室２１を囲む炉壁２１ｂに載置されているため、特許文献１の蓋のように蓋を開放する際に溶湯保持炉の内部から蓋を拾い上げる必要がなく、特許文献１の蓋に比べて蓋１の開放作業が容易である。

そして、図５に示すように、駆動装置をさらに駆動させて蓋１を矢印Ａ方向に回転させ、蓋１を所定の開放姿勢にすると、蓋１の開放動作が終了する。

一方、図５に示すように蓋１が開放した状態から駆動装置を駆動させて、蓋１を矢印Ｂ方向（図４を参照）に回転させ、図１に示すように、蓋１における断熱部１１の凸部１４を溶湯保持炉２の保持室２１の開口部２１ａに挿入しつつ、断熱部１１のベース部１３を当該開口部２１ａ周辺の炉壁２１ｂに載置する。

これにより、蓋１が閉塞される。このとき、Ｚ軸方向から見て、断熱部１１の凸部１４において、回転軸ＡＸ１に連結された側の辺に対してＹ軸方向で対向する辺に沿って面取り部１４ａが配置されているため、蓋１が矢印Ｂ方向に回転した際も断熱部１１の凸部１４が溶湯保持炉２の保持室２１のＹ軸＋側の炉壁２１ｂなどに接触することを抑制できる。

しかも、蓋１の断熱部１１は、凸部１４を備えているので、断熱部１１が凸部１４を備えていない場合に比べて、断熱部１１のＺ軸＋側の端部が溶湯Ｍの湯面近傍に配置されるため、溶湯Ｍと断熱部１１との間の空気層を減らすことができ、溶湯Ｍの断熱性を向上させることができる。

ここで、図１及び図３に示すように、蓋１が閉塞した状態で、ベース部１３のＺ軸－側の面が溶湯保持炉２の保持室２１を囲む炉壁２１ｂのＺ軸＋側の面に略面接触し、凸部１４の側面が溶湯保持炉２の保持室２１を囲む炉壁２１ｂの壁面２１ｃに略面接触するとよい。これにより、溶湯Ｍの断熱性を向上させることができる。

このとき、蓋１の凸部１４に面取り部１４ａが形成されているため、凸部１４に面取り部１４ａが形成されていない場合に比べて、断熱部１１とＹ軸＋側の炉壁２１ｂとの接触面積を広くすることができる。これにより、溶湯Ｍの断熱性をより向上させることができる。

このように本実施の形態の蓋１は、Ｚ軸方向から見て、断熱部１１の凸部１４において、回転軸ＡＸ１に連結された側の辺に対してＹ軸方向で対向する辺に沿って面取り部１４ａが配置されているため、蓋１が回転した際に断熱部１１の凸部１４が溶湯保持炉２の保持室２１のＹ軸＋側の炉壁２１ｂなどに接触することを抑制できる。

しかも、蓋１を開放する際に、蓋１における断熱部１１のベース部１３が溶湯保持炉２の保持室２１を囲む炉壁２１ｂに載置されているため、特許文献１の蓋のように蓋を開放する際に溶湯保持炉の内部から拾い上げる必要がなく、特許文献１の蓋に比べて蓋１の開放作業が容易である。

また、蓋１の断熱部１１は、凸部１４を備えているので、断熱部１１が凸部１４を備えていない場合に比べて、断熱部１１のＺ軸＋側の端部が溶湯Ｍの湯面近傍に配置されるため、溶湯Ｍと断熱部１１との間の空気層を減らすことができ、溶湯Ｍの断熱性を向上させることができる。

本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記実施の形態の蓋１の面取り部１４ａは、断熱部１１の凸部１４のＹ軸＋側の面に形成しているが、図６に示すように、凸部１４の側面全域に形成してもよい。これにより、ベース部１３と凸部１４との境界部の角部への応力集中が低減され、断熱部１１の損傷を抑制することができる。

例えば、凸部１４の形状は、溶湯保持炉２の保持室２１の形状に応じて、適宜、変更することができ、例えば、Ｚ軸方向から見て円形状であってもよい。この場合、凸部１４の側面全域に面取り部１４ａが形成されているとよい。

また、上記実施の形態の面取り部１４ａは、傾斜面であるが、湾曲面などであってもよい。要するに、面取り部１４ａは、例えば、蓋１を回転させた際に当該蓋１が溶湯保持炉２の開口部周辺に接触しないように形成されていればよい。

上記実施の形態の蓋１は、回転軸ＡＸ１を中心に回転する構成とされているが、蓋１の開閉動作は限定されず、蓋１をＺ軸方向に移動させてもよく、また、蓋１の凸部１４が溶湯保持炉２に干渉しない高さまでＺ軸＋側に移動させ、その後、蓋１をＹ軸方向に移動させて蓋１を開放してもよい。

１ 蓋
１１ 断熱部
１２ カバー部、１２ａ 天井部
１３ ベース部
１４ 凸部、１４ａ 面取り部
２ 溶湯保持炉
２１ 保持室、２１ａ 開口部、２１ｂ 炉壁、２１ｃ 壁面、２１ｄ 拡幅部
ＡＸ１ 回転軸
Ｍ 溶湯

Claims (5)

1. 溶湯保持炉の開口部を閉塞するための蓋であって、
   前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記溶湯保持炉における前記開口部周辺の炉壁に載置されるベース部と、前記ベース部から突出し、前記開口部に挿入される凸部と、を有し、アルミナ断熱材又はセラミック断熱材で形成される断熱部と、
   前記断熱部のベース部を上側から覆い、前記断熱部に固定されるカバー部と、
   を備え、
   前記凸部は、前記溶湯保持炉の上側に向かうのに従って前記開口部の幅寸法が広がるように当該溶湯保持炉の炉壁に形成された拡幅部と対応する面取り部を有し、
   前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記ベース部における前記開口部周辺の炉壁に載置される部分が前記開口部周辺の炉壁と面接触し、前記凸部の面取り部が前記溶湯保持炉の拡幅部と面接触する、溶湯保持炉用の蓋。
2. 前記蓋が水平方向に延在する回転軸を中心に回転する場合、前記蓋が前記溶湯保持炉の炉壁に干渉しないように、前記凸部の側面に前記面取り部が形成されている、請求項１に記載の溶湯保持炉用の蓋。
3. 前記開口部を前記蓋で閉塞した状態で、前記凸部は、前記溶湯保持炉の上下方向から見て矩形状であり、
   前記凸部における矩形状の一辺は、当該一辺と平行に配置され、且つ水平方向に延在する回転軸に連結され、
   前記凸部における矩形状の前記一辺と対向する辺に沿って前記面取り部が配置されている、請求項１又は２に記載の溶湯保持炉用の蓋。
4. 前記凸部の側面全域に前記面取り部が形成されている、請求項１又は２に記載の溶湯保持炉用の蓋。
5. 前記面取り部は、前記拡幅部に対応する傾斜面である、請求項１又は２に記載の溶湯保持炉用の蓋。