JPH03199322A - Method and device for rapid melting and tapping by cold supply of aluminum ingot - Google Patents

Method and device for rapid melting and tapping by cold supply of aluminum ingot

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JPH03199322A
JPH03199322A JP1338450A JP33845089A JPH03199322A JP H03199322 A JPH03199322 A JP H03199322A JP 1338450 A JP1338450 A JP 1338450A JP 33845089 A JP33845089 A JP 33845089A JP H03199322 A JPH03199322 A JP H03199322A
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Japan
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furnace
melting
molten metal
aluminum
aluminum ingot
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Koei Aoki
青木 弘栄
Masaru Nukazuka
糠塚 勝
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Chubu Electric Power Co Inc
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Chubu Electric Power Co Inc
Shinko Electric Co Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

PURPOSE:To make induction coils to a single coil and to reduce the overall height of the device by using an upright hollow pipe-shape furnace which integrally connects a melting chamber and a heating up chamber via a duckboard- like flow regulating plate and using the annular gap between inside and outside furnaces as the tapping path for a molten metal. CONSTITUTION:The ingot of an Al metal is inserted into the melting chamber 14 as a coolant from the upper open end 12 of the inside furnace 2 for inserting and melting and is melted by a melting/heating up coil 18. The generated molten drops are dropped through the lower flow regulating plate 15 into the heating up chamber 17 and are put into the annular gap 4 between the inside furnace 2 and the outside furnace 3 disposed coaxially on the inside furnace 2 through the passage 11 of a block 6 which shuts off the inside of the inside furnace from the aperture at the bottom end of the outside furnace. A molten metal pool is formed and held in the gap 4 and is heated by the coil 18 during this time. The molten metal is risen up to the height exceeding a flange 9 and is tapped by an electromagnetic pump 19. The unnecessary remaining and slag, etc., are discharged from a discharge port 5.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金(以下
、アルミニウム系金属と略称する)インゴットの急速溶
解出湯方法と装置に関し、より具体的にはアルミニウム
系金属の溶湯をダイカストなどにより機械、電気機器な
どの部材として鋳造成形するに際し、ダイカスト機のダ
イスの注湯スロットやその他の鋳造設備の注湯口の直前
でアルミニウム系金属インゴット(アルミインゴット)
の1〜2個を誘導加熱により直接溶解する、いわゆる、
冷材挿入溶解法により溶解し、昇温域に流下させ°C溶
湯とし、昇温された溶湯を電磁ポンプにより上向きに搬
送してダイカスト機のダイス内などに注湯する急速溶解
方法と装置に関するものである。 [従来の技術] 一般機械、特殊機械、車両、電気機器などの構造部材と
しては、アルミニウムが比重が小さく、融点が低いとい
う特性を有し、しかち合金とすれば、かなりの強度を持
たせることができることかも展伸材や鋳造品として多用
されている。 鋳造品としては、通常の金型、砂型鋳物以外にダイカス
ト、シェル型鋳物、遠心鋳物なども使用されるが、その
中でダイカスト法はダイカスト機(ダイカストマシンと
も呼5)を使用して、溶融金属をダイスと呼ばれるタイ
金型内に高圧力で。 しかも高速度で反復注入し精密鋳造品とするのが可能な
ことから、寸法精度と生産性の要求に合致するためます
ます多用されている。 しかしながら、一般にダイカスト機に溶湯を供給するに
は、第3図に示すように、ガスや重油を熱源とする溶解
炉31により大量集中溶解を行ない570〜600℃に
された溶湯を、同じくガスや重油を熱源とする保持炉3
2に移して長時間保持し、さらに台車33などの運搬手
段により手許炉34に移し、注湯するのに適したほぼ7
20℃の温度まで昇温し1人力あるいはロボット351
’J:どによりダイカスト機36のダイスロット37中
に供給する方法を踏襲している。 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような方式は大規模で多数炉を使用
する作業工程を経由するため、広い工場スペースを必要
とし、また複数の炉を使用して長時間に亙り溶融状態に
保持し、更にそれらの複数の炉間を運搬するため、材料
の燃焼、酸化および飛散などのロスによる材料歩留まり
が低い欠点に加え、排熱、放熱などによるエネルギーロ
スが多く物的な面で不経済であった。 また、溶湯の搬送、貯留、汲み出しなどの工程が多く作
業能率が低いのに加え、安全性の面に不安があり労働条
件の点でも欠点があった。 さらに、大容量の炉を所定温度まで昇温させるまでの立
ち上がり時間が長いため、溶解作業員を早出出動させる
必要があることなど労働条件に関する問題もあり解決が
要望されていた。 本発明の発明者は、大容量の溶解炉、中間保持炉、手許
炉などを併用する上記のような溶湯供給装置に対する課
題を解決するため、アルミインゴットをダイカスト機の
ダイやその他の鋳造機の注湯口の直前で直接溶解し、所
定の注湯温度まで昇温してダイに注湯する冷材急速溶解
方式を採用する構想を固めていたが、それには下記の諸
点を解決する必要があった。 ■アルミインゴットの冷材挿入溶解のための加熱エネル
ギーの熱源と溶解室の構造。 ■アルミインゴットを溶解室に挿入するための冷材供給
装置の構造。 ■アルミ溶湯を収容し所定の注湯温度まで昇温するため
の加熱手段と昇温室の構造。 ■溶解室から昇温室まで、さらに昇温室からダイの注湯
スロットなどへの注湯方法。 ■以上に関連した付帯設備。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method and device for rapidly melting and tapping aluminum or aluminum alloy (hereinafter abbreviated as aluminum-based metal) ingots, and more specifically, the present invention relates to a method and device for rapidly melting and tapping aluminum or aluminum alloy (hereinafter abbreviated as aluminum-based metal) ingots. When casting and forming parts for electrical equipment, etc., aluminum-based metal ingots (aluminum ingots) are placed immediately before the pouring slot of the die of a die-casting machine or the pouring hole of other casting equipment.
directly melting one or two of them by induction heating, so-called
Relates to a rapid melting method and device for melting by a cold material insertion melting method, flowing down into a temperature rising region to form °C molten metal, and transporting the heated molten metal upwards by an electromagnetic pump to pour it into the die of a die casting machine, etc. It is something. [Prior Art] Aluminum has the characteristics of low specific gravity and low melting point when used as structural members for general machinery, special machinery, vehicles, electrical equipment, etc. However, when made into an alloy, it has considerable strength. It is also widely used as wrought material and cast products. In addition to ordinary molds and sand castings, die castings, shell castings, centrifugal castings, etc. are also used for casting products. Among these, the die casting method uses a die casting machine (also called a die casting machine5) to melt the The metal is placed under high pressure in a tie mold called a die. Moreover, it is possible to make precision castings by repeating injection at high speed, which meets the requirements for dimensional accuracy and productivity, so it is being used more and more often. However, in general, in order to supply molten metal to a die-casting machine, as shown in Fig. 3, a large amount of molten metal is heated to 570 to 600°C by intensive melting in a melting furnace 31 using gas or heavy oil as a heat source. Holding furnace 3 that uses heavy oil as a heat source
2 and held for a long time, and then transferred to a hand furnace 34 by means of transportation such as a trolley 33, and is suitable for pouring.
Raise the temperature to 20℃ by one person or robot 351
'J: This follows the method of feeding into the die slot 37 of the die casting machine 36. [Problems to be Solved by the Invention] However, such a method involves a large-scale work process that uses multiple furnaces, so it requires a large factory space and requires long hours of work using multiple furnaces. Since the material is kept in a molten state and transported between multiple furnaces, the material yield is low due to losses such as combustion, oxidation, and scattering, and there is also a large amount of energy loss due to waste heat and heat radiation. It was uneconomical in terms of In addition, there were many steps involved in transporting, storing, and pumping out molten metal, resulting in low work efficiency, as well as concerns about safety and poor working conditions. Furthermore, since it takes a long time to heat up a large-capacity furnace to a predetermined temperature, there was a need for a solution to problems related to working conditions, such as the need for melting workers to be dispatched early. In order to solve the problems with the above-mentioned molten metal supply apparatus that uses a large-capacity melting furnace, intermediate holding furnace, hand furnace, etc., the inventor of the present invention has made an effort to transfer aluminum ingots to a die of a die-casting machine or other casting machine. The idea was to adopt a cold material rapid melting method in which the molten metal is melted directly just before the pouring port, heated to a predetermined pouring temperature, and then poured into the die, but in order to do so, the following points needed to be resolved. Ta. ■Structure of the heating energy heat source and melting chamber for cold material insertion and melting of aluminum ingots. ■Structure of a cold material supply device for inserting aluminum ingots into the melting chamber. ■Heating means and heating chamber structure for storing molten aluminum and raising the temperature to the specified pouring temperature. ■How to pour molten metal from the melting chamber to the heating chamber, and from the heating chamber to the pouring slot of the die. ■Ancillary equipment related to the above.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明では、冷材の挿入、溶解、注湯などに関する前記
の諸問題を解決するに当り、炉体の数、誘導加熱コイル
およびMM1ポンプなどを最少にすることを最重要目標
とし、以下のようなアルミインゴットの急速溶解出湯方
法と装置を採用した。 まず、急速溶解出湯装置について具体的に説明すると、
この装置は次の部分から構成される。 (A)上端にアルミニウム系金属のインゴットの挿入口
となる開口と、下端に昇温された溶湯を半径方向外方に
流出させる出口の基部となる開口とを有しアルミインゴ
ットの冷材の溶解、昇温のための冶金容器としての溶解
、昇温用の内炉本体と、この内炉本体の下端寄りの位置
にこの内炉内部を挿入・溶解室と昇温室とに区分すると
ともに前記挿入・溶解室内で溶解された溶湯が通過して
流下することを可能にするスノコ状の整流板とを有する
直立中空円筒形の内炉。 (B)この内炉の外側に同軸に配置されて、前記内炉と
の間に溶湯が通過し流動するに十分な環状空隙を形成す
るだけの内径を有する外堀であって、その上端と前記内
炉上端部との間に前記画制環状空隙に連通ずる溶湯の出
湯口が両割され、下端に余分の残湯、ノロなどを排出す
るための開口を有する直立中空円筒形の外堀。 (C)前記内炉下端の開口内に一部が挿入され残部は前
記外炉下端の開口に向かって突出してこの外炉下端の開
口を閉鎖し通常は前記内炉の内部と前記外炉下端の開口
との間を遮断するが、前記内炉の内部と前記環状空隙と
を連通させるための少なくとも−・つの溶湯通路を有す
るブロック。 (D)前記外堀の外周に配置され前記挿入・溶解室内の
アルミインゴットの冷材を溶解するとともに、前記昇温
室内の溶湯を所定の注湯温度まで昇温する誘導加熱コイ
ル。 (E)前記外堀の外周の前記誘導加熱コイルよりも下方
に配置され、前記昇温室とそれに連通する前記環状空隙
内とに貯留されて所定の注湯温度まで昇温された溶湯に
推力を与えて前記環状空隙内を上向きに流動させ、前記
出湯口から炉外に注湯するための電磁ポンプ。 そして、前記内炉と前記外堀とがそれぞれの上端に半径
方向外方に延在するフランジを有し、前記内炉のフラン
ジが前記竹類のフランジよりも高い位置に配置され、こ
れら上下フランジの間に、環状空隙と連通し出湯口に通
ずる環状出湯路が形成されるものが好適である。 なお、前記内炉が上下2つの部分から成り、それらをい
んろう接手により一体に接続すると便利である。 また、前記ブロックを、鋳鉄などの金属製リングを介し
て内炉の下端に接続すると良い。 次に、本発明の急速溶解出湯方法について以下に説明す
る。 (イ)アルミインゴットを冷材として挿入・溶解用内炉
の溶解室に挿入し、その表面から内部に向かって溶滴を
形成させながら溶解を進行させる。 (ロ)形成された溶滴を昇温室に流下させ、さらに内炉
と竹類との間に画制され内炉下端に連通する環状空隙内
に6流入させて溶湯プールを形成する。 (ハ)溶解兼昇温コイルにより誘導加熱して昇温させて
、その間に溶解中のアルミインゴットが溶解により所定
長さ以下に減少した場合には、次のアルミインゴットを
挿入して補給する。 (ニ)溶湯プール内の溶湯が所定の温度に達したらば電
磁ポンプに通電して、前記昇温室と環状空隙内の溶湯を
環状空隙内を上向きに搬送して、出湯口から出湯する。 なお、前記溶解室に挿入するアルミインゴットは、2個
を1組としそれぞれの平らな底部を互いに接触させ背中
合わにした状態で挿入すると便利である。 [作用] 内炉と竹類の2重管構造とされ、両者の間はブロック下
部に明けられた溶湯通路により連通しているが、溶湯が
重力により自然に外部に流出するような開口は存在しな
いので、昇温の間電磁ポンプを作動させなくても溶湯を
炉内に保持することができる。 溶湯は、内炉の昇温室内と内炉と外炉間の環状空隙内に
連通した状態で貯留されている間に、これと鎖交する溶
解兼昇温用の誘導コイルから磁束により所定の出湯温度
まで昇温される。 中空直管状の溶解・昇温の内炉は、予めカセット式内炉
として外炉内にセットし、または取り外すことが可能に
され、また内炉自体が挿入・溶解室の部分と昇温・注湯
室の2部分に分けて製作されて、いんろう接手で結合さ
れ、損傷した場合には、それぞれが、別個に交換可能に
される。 かくして結合された内炉本体は、外方フランジを有し、
その内部はアルミインゴットの挿入口となる頂部から中
間の整流板までの挿入・溶解室と整流板から溶湯の出口
となる下端までの昇温室との2部分で構成される。 [実施例1 第1図は、本発明の急速溶解出湯装置の好適実施例を示
す側断面図である。 第1図において、1は急速溶解出湯装置全体を示し、2
は溶解・昇温・注湯炉(内炉)本体であり、3は内炉本
体2を挿入してセットし昇温・注湯のための環状空隙4
を画制するための竹類であり、装置全体としては中空直
円筒状2重管構造である。 竹類3は、その内部に内炉2を十分な環状空隙4を保っ
て収容できる底付き直立円筒管として配置され、上部開
口面には外方に張り出したフランジ9を有し底面中央に
は排出孔5が設けられる。 いわゆるカセット式にセットするに当っては、内炉2の
下端に補強用に付設された鋳鉄などの金属製リング7を
介して耐火材料製の直円柱ブロック6を、外部3下端の
上開きテーパとなった開口に着座するように内嵌すれば
心出しもされて結合されるようになっている。 この直円柱ブロック6には、その上面から側面に向かっ
て斜め下方に前記の環状空隙4に通じる溶湯通路11が
開設されている。 内炉2を竹類3にセットしたときに、内炉2の外壁と竹
類3の内壁との間に形成される環状空隙4は、溶湯が逆
噴上昇するときの出湯通路として使用される。 内炉2は、冷材としてのアルミインゴットの挿人口とな
り半径方向外側に弓長り出したフランジ8を有する上部
開放端12から、整流板15までの比較的に長い中空直
円筒状の挿入・溶解室14と、この整流板15から下で
残湯やノロなどの排出口となる下方の端部16までの昇
温室17と、金属製リング7及び円柱ブロック6とから
成る密閉栓部との3部分から構成される。 外堀3の外周で、内炉2の挿入・溶解室14から昇温室
17の上部までの範囲に相当する部分に溶解・昇温用コ
イル18を、それよりも下で外堀3の下端までの範囲に
相当する外堀3の外周に溶湯を噴射するための電磁ポン
プ19を夫々配置する。 内炉2の昇温室17とそれに連通ずる環状空隙4の部分
が溶湯プールとなるとと6に注湯口を有する昇温・注湯
域となり、挿入・溶解室14の部分がアルミインゴット
の挿入と溶解と昇温を兼ねる挿入・溶解域となる。 昇温・注湯域と挿入・溶解域とは、両者の中間に配置さ
れ多数の溝孔(スロット)が明けられたスノコ状整流板
15により仕切られている。 この整流板15は、上部開放端12から挿入されたアル
ミインゴットが重力により昇温室17まで落下するのを
防止して、アルミインゴットを挿入・溶解室14内に拘
束しておくとともに、誘導加熱によりアルミインゴット
の表面から溶融し昇温しつつ滴下するアルミ溶滴を溝孔
(スロット)を通過して昇温室17内に流入させ溶湯プ
ールを形成保持させる。 次に、前記実施例の操作方法について述べる。 なお、昇温、注湯の通常の操業工程は、外堀と内炉の2
つの中空直管部が共に直立して配置された状態で反復さ
れる。 (1)アルミインゴットは無規格で、形状や寸法は規定
されていないが、通常は第2図(A)に示すように、底
面21がほぼ平坦で上面22にはVまたはU字形の溝2
3で仕切られた2〜3個の台形凸部24が形成されてい
る。そして、第2図CB)に示すように2個のアルミイ
ンゴット20の平坦な底面21を背中合わせにして1対
とし、搬送および溶解の際のl単位とし、左右両側にな
る表面22上のU字溝23を図示しない冷材供給装置の
掴み部材の爪を係合させる溝を利用し、冷材搬送装置に
より、第1図で示す上部開口端12まで搬送し、上部開
口端12から挿入・溶解室14に挿入する。 (2)溶解・昇温コイル18に通電し、挿入・溶解室1
4のアルミインゴットを誘導加熱によりその表面から溶
滴として溶融させる。かくして生じた溶滴は、下方の整
流板15を通過して、昇温室17に滴下され、溶湯通路
11を通過し環状空隙4に流入して溶湯プールを形成し
保持され、その間に、溶解・昇温コイル18による誘導
加熱により所定の注湯温度まで昇温される。 (3)所定の湯温度に達したらば、電磁ポンプ19に通
電し、溶湯を環状空隙4の底部から外堀3のフランジ9
を越える高さまで重力に抗して上昇させる。かくして、
昇温室17内の溶湯は溶湯通路11を通過し半径方向外
方に噴射され、外堀3の炉壁内底部に突き当たって流れ
の方向が上向きに変換され、環状空隙4内の溶湯ととも
に外堀3のフランジ9を越える高さまで上昇してダイカ
スト機のグイスロット内に注湯される。 (4)不要な残湯やノロなどを排出する場合、あるいは
内炉2.外堀3の内壁などを補修する場合などには、カ
セット式になっている内炉2を外堀3から取り出し排出
口5を閉鎖している耐火材料製ブロック6を除去し5か
らノロ置場や補修ヤードなどに落下させ排出する。 (5)内炉2全体を交換する場合には、外堀3から損傷
した内炉2を取り出して補修あるいは廃棄し、別の内炉
を外炉3内に挿入する。 なお、内炉2を上、下2部分から構成し、いんろう接手
で結合すれば、それらを個々に分離し交換することも可
能である。 【効果1 以上の説明から理解されるように、ダイカスト機のグイ
スロットの直前にアルミインゴットを挿入し溶解する、
いわゆる冷材挿入溶解を行なうに当り、本発明の装置に
よれば、構造と作用の面で多くの利点が達成される。 (イ)アルミインゴットを溶解し昇温する炉として、溶
解室と昇温室とが、スノコ状整流板を介在させて一体に
連続している直立中空管状内炉を採用して、上部開口か
ら冷材としてのアルミインゴットを挿入し、溶解域でア
ルミインゴットの表面から逐次溶解して多数の溶滴とし
て昇温域に流下させ注湯温度に達するまで昇温させ、ア
ルミインゴットの溶解と昇温は単一の誘導コイルで兼用
する。このように溶解と昇温を単一の内炉と、単一の誘
導加熱コイルにより行なうことができるので構造が簡単
で製作費ち安くて済む。 (ロ)昇温された溶湯を出湯する通路として、外堀と内
炉の間の環状空隙を使用し、電磁ポンプにより溶湯の流
れを上向きに逆転させるので、この環状空隙の高さだけ
装置全体の高さを低くすることができ、比較的低い工場
建屋内に設置することができる。 (ハ)溶解、昇温用の内炉を外堀に対しカセット式に着
脱でき、更に内炉自体を上、下2部分に分離し、いんろ
う接続可能にすれば、それぞれを別個に製作、保管し、
さらに修理、交換することができる。 C二)溶湯を昇温する際、電磁ポンプにより溶湯を重力
に抗して昇温域などに保留する必要がないので、停電時
の溶湯の噴出の懸念がない。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems regarding cold material insertion, melting, pouring, etc., the most important goal is to minimize the number of furnace bodies, induction heating coils, MM1 pumps, etc., and the following: We adopted a rapid melting and tapping method and equipment for aluminum ingots. First, I will explain the rapid melting tap device in detail.
This device consists of the following parts: (A) Melting of cold material in aluminum ingots, with an opening at the upper end that serves as an insertion port for the aluminum-based metal ingot, and an opening at the lower end that serves as the base of the outlet through which the heated molten metal flows outward in the radial direction. , an inner furnace body for melting and temperature raising as a metallurgical container for heating, and inserting the inner furnace at a position near the lower end of the inner furnace body, dividing the interior into a melting chamber and a heating chamber, and inserting the inner furnace. - An upright hollow cylindrical inner furnace with a drainboard-like baffle plate that allows the molten metal melted in the melting chamber to flow down. (B) an outer moat disposed coaxially outside the inner furnace and having an inner diameter sufficient to form an annular gap sufficient for the molten metal to pass through and flow between the inner furnace and the upper end thereof and the outer moat; An upright hollow cylindrical outer moat with a molten metal outlet communicating with the defined annular gap divided into two parts between the upper end of the inner furnace and an opening for discharging excess residual metal, slag, etc. at the lower end. (C) A part is inserted into the opening at the lower end of the inner furnace, and the remaining part protrudes toward the opening at the lower end of the outer furnace to close the opening at the lower end of the outer furnace, and normally the inside of the inner furnace and the lower end of the outer furnace The block has at least one molten metal passage for communicating between the inside of the inner furnace and the annular gap, while blocking the opening of the inner furnace. (D) An induction heating coil disposed around the outer moat to melt the cold material of the aluminum ingot in the insertion/melting chamber and to raise the temperature of the molten metal in the heating chamber to a predetermined pouring temperature. (E) is arranged below the induction heating coil on the outer periphery of the outer moat, and applies a thrust to the molten metal stored in the warming chamber and the annular gap communicating therewith and heated to a predetermined pouring temperature; and an electromagnetic pump for causing the metal to flow upward in the annular gap and pouring the metal out of the furnace from the tap. The inner furnace and the outer moat have flanges extending radially outward at their upper ends, the flange of the inner furnace is disposed at a higher position than the flange of the bamboo, and the upper and lower flanges are It is preferable that an annular tap passageway communicating with the annular gap and leading to the tap opening is formed between the two. Note that it is convenient if the inner furnace consists of two parts, an upper and a lower part, and these parts are connected together by a spigot joint. Further, it is preferable that the block is connected to the lower end of the inner furnace via a ring made of metal such as cast iron. Next, the rapid melting and tapping method of the present invention will be explained below. (a) Insert an aluminum ingot as a cold material into the melting chamber of the inner furnace for insertion and melting, and proceed with melting while forming droplets from the surface to the inside. (b) The formed droplets are allowed to flow down into the heating chamber and further into an annular gap defined between the inner furnace and the bamboos and communicating with the lower end of the inner furnace to form a molten metal pool. (c) The aluminum ingot being melted is heated by induction heating using a melting/heating coil, and if the length of the aluminum ingot being melted decreases to less than a predetermined length due to melting, the next aluminum ingot is inserted to replenish the aluminum ingot. (d) When the molten metal in the molten metal pool reaches a predetermined temperature, the electromagnetic pump is energized to transport the molten metal in the heating chamber and the annular gap upwardly through the tap opening. It is convenient to insert two aluminum ingots into the melting chamber with their flat bottoms in contact with each other and placed back to back. [Function] It has a double tube structure between the inner furnace and bamboo, and the two are communicated through a molten metal passage opened at the bottom of the block, but there is an opening that allows the molten metal to naturally flow outside due to gravity. Therefore, the molten metal can be held in the furnace without operating the electromagnetic pump during temperature rise. While the molten metal is stored in the heating chamber of the inner furnace and the annular gap between the inner furnace and the outer furnace in a communicating state, it is heated by magnetic flux from an induction coil for melting and heating linked to the molten metal. The temperature is raised to the hot water temperature. The hollow straight pipe-shaped inner furnace for melting and heating can be set in advance in the outer furnace as a cassette-type inner furnace, or can be removed. The chamber is made in two parts and joined by a dowel joint, allowing each part to be replaced separately in case of damage. The thus joined inner furnace body has an outer flange,
The interior consists of two parts: an insertion/melting chamber from the top, which serves as an insertion port for aluminum ingots, to an intermediate rectifier plate, and a warming chamber, which extends from the rectifier plate to the bottom end, which serves as an outlet for the molten metal. Embodiment 1 FIG. 1 is a side sectional view showing a preferred embodiment of the rapid melting and tapping device of the present invention. In Fig. 1, 1 indicates the entire rapid melting tap device, and 2
3 is the melting/heating/pouring furnace (inner furnace) body, and 3 is the annular gap 4 into which the inner furnace body 2 is inserted and set for heating/pouring.
The device is made of bamboo for controlling images, and the device as a whole has a hollow, right cylindrical double-tube structure. The bamboo 3 is arranged as an upright cylindrical tube with a bottom that can accommodate the inner furnace 2 while maintaining a sufficient annular space 4. The bamboo 3 has a flange 9 projecting outward at the upper opening surface and a flange 9 at the center of the bottom surface. A discharge hole 5 is provided. When setting in a so-called cassette type, a right cylindrical block 6 made of a refractory material is attached to the lower end of the outer furnace 2 through a ring 7 made of metal such as cast iron attached to the lower end of the inner furnace 2 for reinforcement. If it is inserted into the opening so that it is seated, it will be centered and connected. A molten metal passage 11 communicating with the annular gap 4 is provided in this right circular cylinder block 6 from its upper surface toward the side surface obliquely downward. When the inner furnace 2 is set on the bamboos 3, the annular gap 4 formed between the outer wall of the inner furnace 2 and the inner wall of the bamboos 3 is used as a tap passage when the molten metal is reversely spouted upward. . The inner furnace 2 serves as an insertion point for aluminum ingots as a cold material, and has a relatively long hollow right cylindrical shape extending from an upper open end 12 having a flange 8 extending outward in the radial direction to a straightening plate 15 for insertion and melting. A heating chamber 17 extending from the current plate 15 to a lower end 16 that serves as a discharge outlet for residual hot water and slag, and a sealing stopper portion consisting of a metal ring 7 and a cylindrical block 6. Consists of parts. On the outer periphery of the outer moat 3, a melting/heating coil 18 is installed at a portion corresponding to the range from the insertion/melting chamber 14 of the inner furnace 2 to the upper part of the warming chamber 17, and below that, to the lower end of the outer moat 3. Electromagnetic pumps 19 for injecting molten metal are respectively arranged on the outer periphery of the outer moat 3 corresponding to the molten metal. The heating chamber 17 of the inner furnace 2 and the annular gap 4 that communicates with it become a molten metal pool, and the heating and pouring area with a pouring port at 6 and the insertion and melting chamber 14 serve as a molten metal pool for inserting and melting aluminum ingots. This becomes the insertion/dissolution zone that also serves as temperature rise. The temperature raising/molten metal pouring area and the insertion/melting area are separated by a drainboard-shaped rectifier plate 15 located between the two and having a large number of slots. This rectifying plate 15 prevents the aluminum ingot inserted from the upper open end 12 from falling to the heating chamber 17 due to gravity, and restrains the aluminum ingot in the insertion/melting chamber 14, and also uses induction heating to prevent the aluminum ingot from falling into the warming chamber 17 due to gravity. Aluminum droplets that melt and drip from the surface of the aluminum ingot while being heated pass through slots and flow into the heating chamber 17 to form and hold a molten metal pool. Next, the operating method of the above embodiment will be described. In addition, the normal operation process of heating up and pouring molten metal involves two processes: an outer moat and an inner furnace.
It is repeated with two hollow straight pipe sections arranged together upright. (1) Aluminum ingots are not standardized and their shape and dimensions are not specified, but usually the bottom surface 21 is almost flat and the top surface 22 has a V- or U-shaped groove 2.
Two to three trapezoidal convex portions 24 partitioned by 3 are formed. Then, as shown in Fig. 2 CB), the flat bottom surfaces 21 of the two aluminum ingots 20 are placed back to back to form a pair, and the U-shape on the surfaces 22 on both left and right sides is used as a unit of l during transportation and melting. Using the groove 23 that engages the claw of a gripping member of a cold material supply device (not shown), the cold material is conveyed by the cold material conveying device to the upper open end 12 shown in FIG. 1, and inserted and melted from the upper open end 12. Insert into chamber 14. (2) Electrify the melting/heating coil 18 and insert/melting chamber 1
The aluminum ingot No. 4 is melted as droplets from its surface by induction heating. The thus generated droplets pass through the lower baffle plate 15, drop into the heating chamber 17, pass through the molten metal passage 11, flow into the annular gap 4, form a molten metal pool, and are held there. The temperature is raised to a predetermined pouring temperature by induction heating by the heating coil 18. (3) When the predetermined temperature of the hot water is reached, the electromagnetic pump 19 is energized to pump the molten metal from the bottom of the annular gap 4 to the flange 9 of the outer moat 3.
to rise against gravity to a height exceeding . Thus,
The molten metal in the heating chamber 17 passes through the molten metal passage 11 and is injected outward in the radial direction, hits the inner bottom of the furnace wall of the outer moat 3, and the flow direction is changed upward, and the molten metal in the annular gap 4 and the outer moat 3 are injected. The molten metal rises to a height exceeding the flange 9 and is poured into the die-casting machine's goose slot. (4) When discharging unnecessary residual metal or slag, or when discharging unnecessary residual metal or slag, etc. When repairing the inner wall of the outer moat 3, etc., take out the cassette-type inner furnace 2 from the outer moat 3, remove the block 6 made of refractory material that closes the discharge port 5, and remove it from the slag storage area or repair yard. Drop it onto a surface and eject it. (5) When replacing the entire inner furnace 2, the damaged inner furnace 2 is taken out from the outer moat 3, repaired or discarded, and another inner furnace is inserted into the outer furnace 3. Note that if the inner furnace 2 is composed of two parts, an upper and a lower part, which are connected by a spigot joint, it is also possible to separate and replace them individually. [Effect 1] As understood from the above explanation, the aluminum ingot is inserted just before the die-casting machine's die slot and melted.
In carrying out so-called cold insertion melting, the apparatus of the present invention achieves many advantages in terms of construction and operation. (b) As a furnace for melting and raising the temperature of aluminum ingots, an upright hollow tubular inner furnace is adopted in which the melting chamber and heating chamber are connected to each other with a drainboard-like rectifying plate interposed therebetween, and the furnace is cooled from the upper opening. An aluminum ingot is inserted as a material, and in the melting zone, the aluminum ingot is melted sequentially from the surface and flows down to the temperature raising zone as a large number of droplets, and the temperature is raised until it reaches the pouring temperature. Uses a single induction coil. Since melting and temperature raising can be performed using a single inner furnace and a single induction heating coil in this way, the structure is simple and manufacturing costs are low. (b) The annular gap between the outer moat and the inner furnace is used as a path for tapping the heated molten metal, and the flow of the molten metal is reversed upward by an electromagnetic pump, so the height of the annular gap is equivalent to the height of the entire device. The height can be reduced and it can be installed in a relatively low factory building. (c) If the inner furnace for melting and temperature raising can be attached and detached from the outer moat in a cassette style, and if the inner furnace itself can be separated into upper and lower parts and connected to each other by inlay, each can be manufactured and stored separately. death,
It can also be repaired or replaced. C2) When raising the temperature of the molten metal, there is no need to use an electromagnetic pump to hold the molten metal in a temperature rising region against gravity, so there is no fear of the molten metal spouting out during a power outage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は1本発明の実施例を示す側断面図、第2図(A
)はアルミインゴットの代表的な形状を示す斜視図、第
2図(B)は、アルミインゴット2個を一対とした状態
を示す側面図、第3図は従来の溶解、注湯方式を示す模
式1程図である。 図面中の符号 l:急速溶解出湯装置、2:内炉、 3:外堀、      4:環状空隙、5:排出口、 
     6:ブロック、7:金属製リング、   8
.9:フランジ、ll:溶湯通路、    12:上部
開放端、14:挿入・溶解室  15:整流板、16:
内炉下端部   17:昇温室、18:溶解・昇温コイ
ル、 19:電磁ポンプ、 20ニアルミインゴツト、21:
平らな底面。 第 Il!!
Figure 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention, Figure 2 (A
) is a perspective view showing a typical shape of an aluminum ingot, Figure 2 (B) is a side view showing a pair of two aluminum ingots, and Figure 3 is a schematic diagram showing the conventional melting and pouring method. Figure 1. Code l in the drawing: rapid melting tap device, 2: inner furnace, 3: outer moat, 4: annular gap, 5: discharge port,
6: Block, 7: Metal ring, 8
.. 9: Flange, ll: Molten metal passage, 12: Upper open end, 14: Insertion/melting chamber 15: Current plate, 16:
Lower end of inner furnace 17: Warming chamber, 18: Melting/heating coil, 19: Electromagnetic pump, 20 Ni aluminum ingot, 21:
flat bottom. Chapter Il! !

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アルミニウムとその合金を含むアルミニウム系金属
の溶湯をダイカスト機などの鋳造機に注湯するに際し、
前記鋳造機に近接した位置で前記溶湯に対応する成分の
アルミインゴットを冷材として供給し、急速溶解により
溶湯とし、昇温して注湯するアルミインゴットの冷材供
給による急速溶解出湯装置であって、 上端にアルミニウム系金属のインゴットの挿入口となる
開口と、下端に昇温された溶湯を半径方向外方に流出さ
せる出口の基部となる開口とを有しアルミインゴットの
冷材の溶解、昇温のための冶金容器としての溶解、昇温
用の内炉本体と、この内炉本体の下端寄りの位置にこの
内炉内部を挿入・溶解室と昇温室とに区分するとともに
前記挿入・溶解室内で溶解された溶湯が通過して流下す
ることを可能にするスノコ状の整流板とを有する直立中
空円筒形の内炉と、 この内炉の外側に同軸に配置されて、前記内炉との間に
溶湯が通過し流動するに十分な環状空隙を形成するだけ
の内径を有する外炉であって、その上端と前記内炉上端
部との間に前記画制環状空隙に連通する溶湯の出湯口が
画制され、下端に余分の残湯、ノロなどを排出するため
の開口を有する直立中空円筒形の外炉と、 前記内炉下端の開口内に一部が挿入され残部は前記外炉
下端の開口に向かって突出してこの外炉下端の開口を閉
鎖し通常は前記内炉の内部と前記外炉下端の開口との間
を遮断するが、前記内炉の内部と前記環状空隙とを連通
させるための少なくとも一つの溶湯通路を有するブロッ
クと、 前記外炉の外周に配置され前記挿入・溶解室内のアルミ
インゴットの冷材を溶解するとともに、前記昇温室内の
溶湯を所定の注湯温度まで昇温する誘導加熱コイルと、 前記外炉の外周の前記誘導加熱コイルよりも下方に配置
され、前記昇温室とそれに連通する前記環状空隙内とに
貯留されて所定の注湯温度まで昇温された溶湯に推力を
与えて前記環状空隙内を上向きに流動させ、前記出湯口
から炉外に注湯するための電磁ポンプ、 とを備えて成ることを特徴とするアルミインゴットの冷
材供給による急速溶解出湯装置。2、内炉と外炉とがそ
れぞれの上端に半径方向外方に延在するフランジを有し
、前記内炉のフランジが前記外炉のフランジよりも高い
位置に配置され、これら上下フランジの間に、環状空隙
と連通し出湯口に通ずる環状出湯路が形成されることを
特徴とする請求項1に記載のアルミインゴットの冷材供
給による急速溶解出湯装置。 3、内炉が上下2つの部分から成り、いんろう接手によ
り一体に接続されていることを特徴とする請求項1また
は2に記載のアルミインゴットの冷材供給による急速溶
解出湯装置。 4、ブロックが、鋳鉄などの金属製リングを介して内炉
の下端に接続されていることを特徴とする請求項1から
3のいずれか1項に記載のアルミインゴットの冷材供給
による急速溶解出湯装置。 5、アルミインゴットの冷材を供給し急速溶解により溶
湯とし、昇温して注湯するアルミインゴットの冷材供給
による急速溶解出湯方法であって、アルミインゴットを
冷材として挿入・溶解用内炉の溶解室に挿入し、その表
面から内部に向かって溶滴を形成させながら溶解を進行
させ、形成された溶滴を昇温室に流下させ、さらに内炉
と外炉との間に画制され内炉下端に連通する環状空隙内
にも流入させて溶湯プールを形成し、溶解兼昇温コイル
により誘導加熱して昇温させて、その間に溶解中のアル
ミインゴットが溶解により所定長さ以下に減少した場合
には、次のアルミインゴットを挿入して補給し、溶湯プ
ール内の溶湯が所定の温度に達したらば電磁ポンプに通
電して、前記昇温室と環状空隙内の溶湯を環状空隙内を
上向きに搬送して、出湯口から出湯することを特徴とす
るアルミインゴットの冷材供給による急速溶解出湯方法
。 6、溶解室に挿入されるアルミインゴットが2個を1組
とし、それぞれの平らな底部を互いに接触させ背中合わ
にした状態で挿入されるようになっている請求項5に記
載のアルミインゴットの冷材供給による急速溶解出湯方
法。
[Claims] 1. When pouring molten aluminum-based metal containing aluminum and its alloys into a casting machine such as a die-casting machine,
This rapid melting and tapping device supplies an aluminum ingot with a composition corresponding to the molten metal as a cold material at a position close to the casting machine, rapidly melts the aluminum ingot to form the molten metal, raises the temperature, and pours the aluminum ingot as a cold material. It has an opening at the upper end that serves as an insertion port for the aluminum-based metal ingot, and an opening at the lower end that serves as the base of the outlet through which the heated molten metal flows outward in the radial direction, and melts the cold material of the aluminum ingot. An inner furnace body is used for melting and temperature raising as a metallurgical container for heating, and the inner furnace is inserted near the lower end of the inner furnace body.The interior of the inner furnace is divided into a melting chamber and a heating chamber, and an upright hollow cylindrical inner furnace having a drainboard-like baffle plate that allows the molten metal melted in the melting chamber to pass and flow; an outer furnace having an inner diameter sufficient to form an annular gap sufficient for the molten metal to pass through and flow between the outer furnace and the upper end of the inner furnace, the molten metal communicating with the defined annular gap between the upper end of the outer furnace and the upper end of the inner furnace; an upright hollow cylindrical outer furnace with a defined outlet and an opening at the lower end for discharging excess residual metal, slag, etc., a part of which is inserted into the opening at the lower end of the inner furnace, and the rest of the furnace The opening at the lower end of the outer furnace protrudes toward the opening at the lower end of the outer furnace to close the opening at the lower end of the outer furnace and normally blocks the inside of the inner furnace and the opening at the lower end of the outer furnace. a block having at least one molten metal passage for communicating with the outer furnace; and a block disposed around the outer periphery of the outer furnace to melt the cold material of the aluminum ingot in the insertion/melting chamber, and to pour the molten metal in the heating chamber into a predetermined amount. an induction heating coil that raises the temperature of the hot water to a predetermined pouring temperature; An electromagnetic pump for applying a thrust to the heated molten metal to cause it to flow upward in the annular gap and pouring the molten metal out of the furnace from the tap outlet. Rapid melting tap device by supply. 2. The inner furnace and the outer furnace each have a flange extending radially outward at their upper ends, and the flange of the inner furnace is located at a higher position than the flange of the outer furnace, and there is a space between the upper and lower flanges. 2. The rapid melting and tapping device for aluminum ingots as claimed in claim 1, wherein an annular tapping path communicating with the annular gap and leading to the tapping port is formed. 3. The rapid melting and tapping apparatus for aluminum ingots by supplying cold material according to claim 1 or 2, wherein the inner furnace consists of two parts, upper and lower, which are integrally connected by a spigot joint. 4. Rapid melting of an aluminum ingot by supplying cold material according to any one of claims 1 to 3, wherein the block is connected to the lower end of the inner furnace via a ring made of metal such as cast iron. Hot water supply device. 5. A rapid melting and tapping method by supplying a cold material from an aluminum ingot, which rapidly melts the aluminum ingot into molten metal, raises the temperature, and then pours the aluminum ingot, which is an inner furnace for inserting and melting the aluminum ingot as a cold material The melting chamber is inserted into the melting chamber, and the melting proceeds while forming droplets from the surface to the inside, and the formed droplets flow down into the heating chamber. The molten metal also flows into the annular gap communicating with the lower end of the inner furnace to form a pool, and is heated by induction heating by the melting and heating coil to raise the temperature. During this time, the aluminum ingot being melted is melted to a specified length or less. If the amount decreases, the next aluminum ingot is inserted to replenish the pool, and when the molten metal in the molten metal pool reaches a predetermined temperature, the electromagnetic pump is energized to move the molten metal in the heating chamber and the annular gap through the annular gap. A method for rapidly melting and tapping an aluminum ingot by supplying cold material, which is characterized by transporting the aluminum ingot upward and tapping it from a tap opening. 6. The aluminum ingot according to claim 5, wherein the aluminum ingots are inserted into the melting chamber in a set of two, with their flat bottoms in contact with each other and back to back. Rapid melting and tapping method using cold material supply.
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