JPH0432314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はアルミ等の金属溶解保持炉に関し、
特には手許炉として使用される連続溶解保持炉に
関する。

（従来の技術） 従来、手許炉の溶湯補給システムとしては、ル
ツボ炉を用いて直接金属材料を連続溶解する方式
と、集中溶解炉で溶解した溶湯を保持炉専用の手
許炉へトリベ等で運搬し配湯する方式がある。

しかるに、前者のルツボ炉を使用する場合に
は、冷材料であるインゴツトをルツボ炉の溶湯中
に直接差込んで連続溶解していくものであるか
ら、溶湯温度にプラスマイナス20〜30℃の温度変
動が生じ良品を鋳造するための溶湯管理上大きな
問題がある。また、温度変動を小さく抑えようと
して材料の投入を少なくすると、溶解効率ならび
に熱効率が悪くなり、もともと小さくないメンテ
ナンスコストがさらに大きくなるという問題を有
している。

これに対して後者の集中溶解方式にあつては、
鋳造機を多数保有し大量の溶解量を必要とする場
合に限られるので、少量多品種化しているアルミ
等の鋳造にはなかなか使用できない事情がある。
のみならず、この集中溶解方式にあつても、配湯
過程において溶湯温度が当然低下するので、その
低下分だけ集中溶解炉からの出湯温度を高くしな
ければならず省エネルギー上の問題ならびに溶湯
管理上の問題が残る。

（発明が解決しようとする課題） この発明はこのような状況に鑑みて提案された
ものであつて、手許炉としての連続溶解が可能な
コンパクトな炉であつて、溶湯の温度管理を容易
かつ確実に行なうことができ、従つて溶湯の品質
が向上し、しかも熱効率を高め溶解能力も向上さ
せることができる新規な手許連続溶解炉を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、この発明に係る金属溶解保持炉は、
タワー状に積重ねられた金属材料のうち下部に位
置する材料が溶解され上部に位置する材料は炉内
の燃焼排ガスによつて予熱されるように構成され
た溶解タワー室と、前記溶解タワー室に向けて溶
解バーナーが配置され、かつ溶解した金属材料が
加熱されながら流下する傾斜床面を有する傾斜床
室と、前記傾斜床室と隔壁をもつて隣接し傾斜床
面を流下する溶解した金属材料が流入することが
できる連通開口を有し、底面は前記傾斜床面より
低く構成されているとともに、室内の溶湯を保温
する保持バーナーが設けられた保持室と、前記保
持室と隔壁をもつて隣接し前記保持室に蓄えられ
る溶湯の常態における上面より下方位置に設けら
れた連通口を有し、かつ前記連通口近傍において
不活性ガスを溶湯中に吹出すガス処理部を有する
汲出室とからなることを特徴とする金属溶解保持
炉に係る。

（実施例） 以下この発明の実施例を添付の図に従つて説明
すると、第１図はこの発明の一実施例を示すアル
ミの溶解保持炉の横断面図、第２図はその縦断面
図である。

この発明の金属溶解保持炉は第１図の横断面図
に図示したような炉体１０の構造を有する。すな
わち、この炉体１０は強固な耐火物で構築されて
いて、材料を予熱し溶解するための溶解タワー室
２０、溶解した金属材料が加熱されながら流下す
る傾斜床室３０、溶湯を貯湯する保持室４０およ
び前記保持室より良質の溶湯が供給される汲出室
５０の各部より構成される。

溶解タワー室２０は、被溶解材であるアルミイ
ンゴツト等のアルミ材料Ａを投入載置する空間で
あつて、金属材料がタワー状に積重ねられるよう
に塔状ないしは筒状に形成される。溶解タワー室
２０の上部には、第２図に図示のように、材料の
投入口２１および排気孔２２が設けられている。
実施例では排気孔２２は材料投入口２１の蓋体２
３に形成されている。符号２４は排気孔の調節用
蓋体、２５は点検ならびに作業口である。

溶解タワー室２０内において、タワー状に積重
ねられアルミ材料Ａのうち下部に位置する材料Ａ
１は次述する溶解バーナー３９の加熱ガス（バー
ナーフレームを含む。）によつて溶解され、上部
に位置する材料Ａ２は該溶解バーナーの排ガスを
含む炉内の燃焼排ガスによつて予熱される。

溶解タワー室２０は少なくとも傾斜床室３０に
面した前面下部が開放されていて、溶解した金属
材料（流動性のある半固溶状態のものを含む。）
が該傾斜床室３０へ流出するようになつている。

傾斜床室３０の側壁面３１には前記溶解タワー
室２０の下部に向けて溶解バーナー３９が配置さ
れている。

また、傾斜床室３０は、前記溶解タワー室２０
で溶解されたアルミ材料が、次述する保持室４０
へ流下する傾斜床面３３を有する。傾斜床室３３
は実施例では、溶解タワー室前面からまっすぐ前
方へ傾斜する第一の傾斜面３３Ａと、該第一傾斜
面から第１図のように左へ直角に曲がる第二の傾
斜面の二つの傾斜面からなつている。このよう
に、傾斜面を直角方向に曲げたのは、炉体構造を
コンパクトにて溶解バーナー３９の熱効率を良く
するためと、溶解タワー室２０内の材料Ａが万一
傾斜面に転がりこんだ場合でも次述する保持室内
に容易に落下しないようにするためである。

溶解タワー室２０で溶解されたアルミ材料はこ
の傾斜床面３０の傾斜床面３３Ａ，３３Ｂを流下
していく間にも溶解バーナー３９によつて加熱、
昇温され良質の溶湯となつて次の保持室４０内へ
流入していく。

符号３４は点検ならびに作業口である。

保持室４０は溶湯Ｍを蓄え保温しておく場所で
ある。すなわち、保持室４０は前記傾斜床室３０
と隔壁４１をもつて隣接しているとともに、該傾
斜床室３０を流下する溶解した金属材料が該保持
室４０内に流下することができる連通開口４２を
有している。

また、保持室４０の底面４３は前記傾斜床室３
０より低く構成されている。望ましくは第２図の
実施例のように段差４４を介して底面４３が形成
される。これは、蓄えられた溶湯Ｍが傾斜床面３
３に流れ出して傾斜床面３３の温度の低い溶解し
た金属材料または場合によつては傾斜床面３３に
崩れ出した溶解前の冷材料と接触してその湯温が
低下したりあるいはガスを発生したりすること等
を防止するためである。

さらに、この保持室４０には室内の溶湯Ｍを保
温する保持バーナー４９が設けられている。この
保持バーナー４９は、好ましくは、炎が溶湯上面
を加熱した後その排ガスが連通開口４２を経て前
記傾斜床室３０および溶解タワー室２０へ流入す
るように、第１図のように連通開口４２と反対側
の保持室内壁４３を曲面によつて構成し、この内
壁４３に向かつて所定の傾斜角度をもつて配置さ
れる。エネルギーの有効利用のためである。第１
図の符号４５は点検ならびに作業口である。

汲出室５０は、鋳型用の良質の溶湯Ｍが供給さ
れる部分で、通常汲出し作業のため上部に開放さ
れている。第２図の想像線で表わす符号５３は上
蓋である。

この汲出室５０は、前記保持室４０と隔壁５１
をもつて隣接しているとともに、該隔壁５１に下
部に連通口５２を有する。この連通口５２は前記
保持室に蓄えられる溶湯Ｍの常態における上面Ｓ
より下方位置に設けられる。これは、溶湯表面に
浮く酸化物等の不純物を汲出室５０に流込ませな
いためである。また、こうすることによつて、保
持バーナー４９の加熱ガスが保持室４０から外部
に噴き出すことを防止できかつバーナー音による
炉内騒音を遮断できるメリツトがある。

さらに、汲出室５０の前記連通口５２近傍にお
いては、溶湯中にしばしば含有されるガス、例え
ばアルミ溶湯中の水素ガスを溶湯中から排出する
ためのガス処理部５５が設けられる。このガス処
理部５５は、図示の実施例のように、連通口５２
近傍の汲出室底面５４に多孔管５６を配し、この
多孔管５６より不活性ガス、例えば窒素ガスやア
ルゴンガス等を溶湯中に吹出し、溶湯中に存在す
るガスとともに湯表面より外部へ放散させるもの
である。このガス放散を有効に行なわしめるため
に、遮断板５７を多孔管５６後部に配し、多孔管
５６によるガス気泡の放出を密にかつスクリーン
状に行なうことが好ましい。符号５８は不活性ガ
スのガスボンベ、５９は導管である。

（作用） 次に、この発明の金属溶解保持炉を用いて実際
にアルミ材料を溶解、保持する場合について説明
すると、先ず、炉内の溶解バーナー３９および保
持バーナー４９が点火され、溶解タワー室２０、
傾斜床室３０および保持室４０が加熱、昇温され
る。

溶解バーナー３９の加熱ガスは溶解タワー室２
０の下部より排気孔２２のある上方へ上昇する。
一方の保持バーナー４９の加熱ガスは保持室４０
内を一巡した後保持室４０の連通開口４２より傾
斜床室３０内に入り込み溶解タワー室２０の下部
より排気孔２２のある溶解タワー室２０上方に導
かれる。

ここで、溶解タワー室２０上部の投入口２１を
開いてアルミインゴツト等のアルミ材料Ａを該溶
解タワー室２０がほぼ満杯となるように投入す
る。

溶解タワー室２０に積み重ねられたアルミ材料
Ａのうち、下部に位置する材料Ａ１は溶解バーナ
ー３９の加熱ガスによつて加熱され溶解される。
と同時に、上部に位置する材料Ａ２は該溶解バー
ナー３９の排ガスおよび保持バーナー４９の排ガ
スと接触し熱交換して予熱される。炉内のバーナ
ーの熱エネルギーはこのように有効的な利用が図
られる。

溶解タワー室２０において溶解された材料は該
タワー室２０底面２８より傾斜床室３０の傾斜床
面３３に流出する。

傾斜床室３０に流れ出した溶解した材料は、溶
解バーナー３９のバーナーフレームおよび保持バ
ーナー４９の加熱ガスによつて、傾斜床面３３を
流下しつつさらに加熱され昇温される。

そして、十分加熱され完全溶解した材料は連通
開口４２を経て保持室４０内に流入して溶湯とし
て蓄えられる。

保持室４０内では保持バーナー４９によつて溶
湯の温度が制御される。

そして、保持室４０と隔壁５１下部の連通口５
２によつて連通自在に構成された汲出室５０に
は、前記したように、溶湯表面に浮く酸化物等の
不純物が無く、しかもガス処理部によつて水素ガ
ス等が除去された極めて良質の溶湯が供給され、
必要に応じて鋳型に汲出される。

（効果） 以上図示し、説明したように、この発明によれ
ば、まず第一に、必要に応じて金属材料を溶解し
保持して鋳型に利用できるという、手許炉として
極めて有用なものを提供することができた。

また、溶解タワー室で溶解した金属材料をさら
に傾斜床室にて加熱、昇温して保持室内に導入す
るので、溶解した金属材料の流入による保持室の
溶湯の温度変化を小さくすることができる。この
ことは、溶湯の湯温の低下による溶解能力の低下
という問題を解消し、炉の溶解能力を大きく高め
る上において極めて有利である。

さらに、この溶解保持炉にあつては、上述した
ことから、保持室における溶湯の温度管理を容易
かつ確実に行なうことができるようになり、ま
た、汲出室から供給される溶湯について言えば、
従来のような溶湯表面に浮く酸化物等の不純物が
一切無く、しかもガス処理部によつて水素ガス等
が除去された極めて良質のものを得ることができ
るようになつた。

加えて、この発明装置では、エネルギーの有効
利用が図られ、熱効率も高く燃費の多幅な向上も
可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すアルミの溶
解保持炉の横断面図、第２図はその縦断面図であ
る。 ２０……溶解タワー室、２１……材料投入口、
２２……排気孔、３０……傾斜床室、３３，３３
Ａ，３３Ｂ……傾斜床室、３９……溶解バーナ
ー、４０……保持室、４１……隔壁、４２……連
通開口、４９……保持バーナー、５０……汲出
室、５１……隔壁、５２……連通口、５５……ガ
ス処理部、Ａ……アルミ材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タワー状に積重ねられた金属材料のうち下部
   に位置する材料が溶解され上部に位置する材料は
   炉内の燃焼排ガスによつて予熱されるように構成
   された溶解タワー室と、 前記溶解タワー室に向けて溶解バーナーが配置
   され、かつ溶解した金属材料が加熱されながら流
   下する傾斜床面を有する傾斜床室と、 前記傾斜床室と隔壁をもつて隣接し傾斜床面を
   流下する溶解した金属材料が流入することができ
   る連通開口を有し、底面は前記傾斜床面より低く
   構成されているとともに、室内の溶湯を保温する
   保持バーナーが設けられた保持室と、 前記保持室と隔壁をもつて隣接し前記保持室に
   蓄えられる溶湯の常態における上面より下方位置
   に設けられた連通口を有し、かつ前記連通口近傍
   において不活性ガスを溶湯中に吹出すガス処理部
   を有する汲出室 とからなることを特徴とする金属溶解保持炉。