JPH0743215B2

JPH0743215B2 - 溶解保持炉及び溶解保持方法

Info

Publication number: JPH0743215B2
Application number: JP63330036A
Authority: JP
Inventors: 肇治吉池; 典夫伊藤
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH02171586A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、地金等の鋳造原料を溶解する溶解炉と、溶解
炉で溶解された溶湯を一定温度で保持する保持炉とを連
続して設けた溶解保持炉と溶解保持方法に関する。

〔従来の技術〕

成形型で型成形される鋳造品材料は、ルツボ炉等の溶解
炉の溶解室の炉床に、地金，母合金，スクラップ等の鋳
造原料を投入し、この鋳造原料にバーナ等の溶解用の熱
源を投射して溶湯となし、この溶湯を貯溜溶湯専用の熱
源による雰囲気下の保持炉で一定温度に貯留しておき、
この保持炉から必要量の溶湯を手許炉に汲んで、さらに
ひしゃく等で成形型に注湯される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したルツボ炉等の溶解炉では、一般
に耐火レンガで形成された炉床上の鋳造原料に、溶解用
の熱源を直接当てて溶かすため、例えば、鋳造原料がア
ルミ合金の場合には、アルミ合金中にレンガ砂が混入し
て、シリカアルミナ等の硬質の酸化物が発生し、これが
キャビティに入って成形されると、製品不良を生じた
り、成形鋳造品を切削加工した場合に、加工刃の折損を
招くことになる。

一方、保持炉では、貯溜溶湯専用の熱源を必要とし、ま
た保持容器となる溶湯の溜部が、表面をコーティングし
た鉄つぼや、耐火レンガ等で形成されるが、鉄つぼで
は、コーティングが剥がれた部分から鉄成分が溶け出し
て鋳造原料に混入し、前述の如く硬質酸化物の発生原因
となり、また耐火レンガでは、目地材に溶湯が浸透して
保持炉の寿命を早め、多大な改修経費を要すると共に長
期間に亙る作業の中断を余儀なくされる。

さらに、保持炉で貯留される溶湯は、安定した鋳造品を
得るために、溶湯の成分と温度とを均一に保持すること
が望ましいが、実際にはこれらの均一化が図りにくく、
製品の歩留りを悪いものにしていた。

本発明は、かかる実情を背景にしてなされたもので、加
熱溶解時の熱源による酸化物の発生を抑止し、また保持
炉の長寿命化を図り、且つ貯溜溶湯専用の熱源を廃止し
て省エネルギー化を図り、さらに保持炉に貯留される溶
湯の温度と成分を均一化すると共に、保持炉中の溶湯に
脱ガス及び脱酸処理を行なう溶解保持炉と溶解保持方法
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本溶解保持炉の第１発明は、溶解室の炉床に投入された
鋳造原料を溶解用の熱源にて溶解する溶解炉と、溶解室
で溶解された溶湯を保持容器に貯留する保持炉とを耐火
性の炉体に連続して設けた溶解保持炉において、前記溶
解炉に前記熱源の溶解熱を炉床へ輻射・対流させる反射
壁を配設して溶解炉内を前記溶解室と煙道とに画成し、
該溶解室に前記熱源を反射壁に向けて配設し、前記保持
容器を、炉床の溶湯排出側の保持炉部と、該保持炉部に
連通する炉体外部側の手許炉部とに成し、前記反射壁を
保持炉部上方まで延出して該保持炉部上方で前記溶解室
と煙道とを連通せしめて該保持炉部を溶解熱雰囲気下に
置くと共に、前記手許炉部の上方に汲出し開口部を設け
たことを特徴としている。

また、第２発明は、第１発明において、前記保持炉に、
溶湯を撹拌する撹拌翼と、溶湯に脱ガス・脱酸用の処理
剤を吹込むフィーダとを配設したことを特徴としてい
る。

さらに、第３発明は、第１発明及び第２発明において、
前記反射壁と、前記保持容器とを、ルツボ材で形成した
ことを特徴としている。

本溶解保持方法の発明は、溶解室の炉床に投入された鋳
造原料を、溶解用の熱源の溶解熱で加熱溶解して溶湯と
なし、該溶湯を保持炉の保持容器に貯留する溶解保持方
法において、炉床へ輻射・対流させる前記熱源の溶解熱
で加熱溶解して保持容器に貯留される溶湯を、溶解雰囲
気下で撹拌して溶湯の温度と成分を均一化すると共に脱
ガス・脱酸用の処理剤を吹込んで脱ガス及び脱酸処理を
行なうことを特徴としている。

〔作用〕

本溶解保持炉の第１発明では、反射壁に向けて投射され
た熱源の溶解熱が、炉床へ輻射・対流して、炉床の鋳造
原料が加熱溶解されて溶湯となり、保持炉の保持容器に
貯溜される。鋳造原料は、上述のようにして間接熱で溶
解されるため、酸化物の発生が極力抑止される。

また、保持容器は、炉床から溶湯を受ける保持炉部が、
炉体内で溶解用の熱源による溶解熱雰囲気下にあるた
め、溶湯は貯溜溶湯専用の熱源を用いずに一定の温度に
保持され、省エネルギー化が図れる。鋳造作業に要する
必要量の溶湯は、保持炉部と連通する手許炉部の汲出し
開口部から汲取られる。

本溶解保持炉の第２発明及び本溶解保持方法の発明で
は、さらに、保持容器に貯留される溶湯は、撹拌翼にて
撹拌され、溶湯の温度と成分とが均一化されると共に、
溶湯中に混濁する酸化物を液面に浮上させると共に、フ
ィーダから吹込まれる処理剤によって脱ガス及び脱酸処
理が行なわれる。

本溶解保持炉の第３発明では、さらに、溶解炉の反射壁
と保持炉の保持容器とをルツボ材で形成することによ
り、シリカアルミナ等の硬質の酸化物の発生が防止され
る。しかも、反射壁では、溶解熱の輻射・対流効率が高
められ、また保持容器では、従来のような溶湯の染み込
みがなくなって、保持炉の長寿命化が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図に基づいて説明す
る。

溶解保持炉１は、キャスタブル，レンガ，シリカライト
ボード等の炉材を積層した耐火性の炉体２に、鋳造原料
M₁を加熱溶解する溶解炉３と、該溶解炉３で溶解された
溶湯M₂を一定温度で貯留する保持炉４とが連続して設け
られている。

前記溶解炉３は、炉体２の一側壁2aに、鋳造原料M₁に投
入する原料投入口５が、炉体２の天井壁2bに排気口６が
夫々設けられ、炉体２に覆われ溶解室７には、原料投入
口５から投入された鋳造原料M₁を載置する炉床８が保持
炉４側に傾斜して配設されている。

前記溶解炉３の一側壁2aには、原料投入口５の上方か炉
床８の上方に沿って反射壁９が配設され、炉床８と反射
壁９との間に溶解室７を、反射壁９と炉体２の天井壁2b
との間に、排気口６と連通する煙道10を夫々画成してい
る。前記溶解炉３の一側壁2aの原料投入口５と反射壁９
との間には、鋳造原料M₁の溶解用の熱源となるバーナ11
が、投射された溶解熱を炉床８へ輻射・対流させるよう
に、反射壁９に向けて配設されている。

前記保持炉４には、溶湯M₂を貯留する保持容器12が設け
られている。この保持容器12は、炉体２の垂壁2cを挟ん
で、炉床８の溶湯排出側の保持炉部12aと、炉体外部側
の手許炉部12bとに成し、保持容器12の内部まで垂下し
て設けられた垂壁2cの下端との間に、保持炉部12aと手
許炉部12bとの連通部12cを設けている。

前記保持炉部12aは、その上方まで延出された前記反射
壁９により、保持炉部12a上方では溶解室７と煙道10と
が連通し、溶解用の熱源であるバーナ11による溶解熱雰
囲気下に置かれ、一定の温度で保持される。前記手許炉
部12bの上方には、溶湯M₂の汲出し開口部12dが設けられ
ている。

前記溶解炉３の反射壁９は、バーナ11の溶射熱を炉床９
へ効率よく輻射・対流させるように、また保持炉４の保
持容器12は、溶湯M₂が浸透して寿命を早めることがない
よう、それぞれルツボ材を用いることが好ましい。この
ルツボ材としては、例えば、黒鉛とシャモット粉を混合
わせた黒鉛ルツボの表面にコーティング処理を施したも
のや、アルミナ，マグネシアのほか、鋳鉄等が挙げられ
る。

本実施例は、上記のように構成されており、溶解炉３の
原料投入口５から炉床８に投入された新地金や再生地
金、或いは母合金やスクラップ，添加金属等の鋳造原料
M₁は、反射壁９に投射されたバーナ11の溶解熱が炉床８
に輻射・対流して溶かされて溶湯M₂になる。

この溶湯M₂は、傾斜した炉床８を流下して保持炉部12a
に落ち、保持容器12に溜められる。保持容器12は、前述
のように、溶解室７に配置される保持炉部12aが、バー
ナ11による溶解熱の雰囲気下にあるため、溶湯M₂は一定
の温度に保持される。そして、保持容器12に貯留される
溶湯M₂は、保持炉部12aと連通して、垂壁2cの外部に設
けられた手許炉部12bの汲出し開口部12dから、必要量が
ひしゃくにて汲取られ、図示しない成形型に鋳込まれ
る。

本実施例は以上のにように、鋳造原料M₁が、バーナ11の
溶解熱を反射壁９で輻射・対流させた間接熱で溶解する
ので、例えば溶湯M₂がアルミ合金であっても、シリカア
ルミナ等の酸化物の発生を極力抑止することができる。
したがって、鋳造品を切削加工した場合にも、酸化物の
混入による加工刃の折損が防止されると共に、切削面が
良好な鋳造品が得られる。

また、保持容器12は、保持炉部12aが、バーナ11による
溶解熱雰囲気下の溶解室７に配置されるので、貯溜溶湯
専用専用の熱源が不要となり、省エネルギー化が図ら
れ、コストダウン及び装置の小型化が可能となる。しか
も、手許炉部12bを一体に有するので、従来保持炉から
の移し替えに用いていた手許炉を省略できる。

さらに、反射壁９と保持容器12とをルツボ材で形成する
と、溶湯M₂中にレンガ砂や鉄等が混入することがなくな
るので、シリカアルミナ等の硬質の酸化物の発生が防止
され、これによって、歩留りが向上すると共に、鋳造品
を切削加工した場合にも、加工刃を折損することがなく
なる。また、個々においては、反射壁９で、溶解熱の輻
射・対流効率が高められ、さらに保持容器12で、従来の
ような溶湯M₂の浸透を防止できて、保持炉４の長寿命化
を図ることができる。

また、反射壁９と保持容器12とが、溶解保持炉１を構成
する他の部材と別体であるため、溶解保持炉１をメンテ
ナンスや部材交換する場合に、これら反射壁９や保持容
器12の脱着を容易に行なうことができる。

第２図は、本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例
と同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明を省
略する。

本実施例の溶解保持炉20は、保持容器12にて貯留される
溶湯M₂中の不純ガスや酸化物を取除く脱ガス・脱酸装置
21を備えている。

この脱ガス・脱酸装置21は、保持容器12の連通部12cに
配置される撹拌用の撹拌翼22と、炉体２の垂壁2dに固設
される処理剤吹込み用のフィーダ23とからなっている。

撹拌翼22は、第１実施例の垂壁2cよりも厚く形成される
垂壁2dを上下方向に貫通し、炉体２の上部に設けた駆動
モータ24にて回転されるモータ軸24aの下端に固設さ
れ、さらに保持炉部12aと手許炉部12bとの連通部12cの
溶湯M₂に浸漬するよう設けられる。また、フィーダ23
は、垂壁2dの外板2eに取付けられ、吹込まれた処理剤が
撹拌によって溶湯全体に拡がるよう、撹拌翼22が配設さ
れる連通部12cへ向けて設けられている。

モータ24に駆動される撹拌翼22の回転は、保持容器12に
貯留される溶湯M₂を撹拌して、溶湯全体の温度と成分と
を均一化させ、さらに溶湯中に混濁する酸化物を液面に
浮上させる。フィーダ23から吹込まれる処理剤は、鋳造
品がアルミ合金の場合には、例えば、脱ガス用として塩
素ガスや窒素ガス、また脱酸用としてフラックスやフラ
ッシングガスで、これら脱ガス用及び脱酸用処理剤は、
フィーダ23から、撹拌翼22にて撹拌される連通部12c
へ、同時に若しくは相前後して吹込まれる。

上記のように構成される本実施例では、溶解室７の炉床
８に投入された鋳造原料M₁を、溶解炉３にて溶解用のバ
ーナ11の溶解熱で加熱溶解して溶湯M₂となして溶解炉３
に連続して設けられた保持炉４の保持容器12に貯溜し、
この溶湯M₂を溶解用のバーナ11による溶解熱雰囲気下で
撹拌翼22により撹拌し、且つフィーダ23から処理剤を吹
込むことにより、溶湯の温度と成分を均一化すると共
に、脱ガス及び脱酸処理を行なうので、手許炉部12bか
ら汲出される溶湯M₂は、第１実施例よりも一層良質とな
り、より高品質な鋳造品を得ることができる。

尚、本発明を構成する反射壁や保持容器の形状、保持容
器の保持炉部，手許炉，汲出し開口部の大きさ、及び撹
拌翼やフィーダの取付け位置は、溶解保持炉の形状や鋳
造原料の種類等の諸条件に合わせて、適宜変更可能であ
る。

また溶解炉の炉床は、溶湯が保持炉の保持炉部へ自然を
流下するように傾斜して設けられるので、溶湯の滞溜に
よる損耗の虞が少ないが、反射壁や保持容器と同様に、
黒鉛ルツボ等のルツボ材を用いると、長寿命化により効
果的である。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、鋳造原料を、反射壁で輻射・対
流させた熱源の間接熱で溶解するので、酸化物の発生を
極力抑止することができ、鋳造品を切削加工した場合に
も、酸化物の混入による加工刃の折損がなく、切削面が
良好な鋳造品が得られる。

また、保持容器は、炉床から溶湯を受ける保持炉部が、
炉体内で溶解用の熱源による溶解熱雰囲気下にあるか
ら、溶湯は貯溜溶湯専用の熱源を用いずに一定の温度に
保持されて、省エネルギー化が図れ、コストダウン及び
装置の小型化が可能となる。

さらに、保持容器は、手許炉部を保持炉部と一体である
ので、従来保持炉からの溶湯の移し替えに用いていた手
許炉を省略できる。

しかも、保持容器に貯留される溶湯を撹拌翼で撹拌する
ことにより、溶湯全体の温度と成分とが均一化されると
共に、溶湯中に混濁する酸化物を分離して液面に浮上さ
せる。さらに、フィーダから吹込まれる処理剤によっ
て、溶湯が脱ガス・脱酸され、より良質な溶湯となるの
で、歩留りが向上し、高品質な鋳造品を安定して得るこ
とができる。

また、反射壁と保持容器とをルツボ材で形成すると、溶
湯中に、レンガ砂や鉄等の混入によるシリカアルミナ等
の硬質の酸化物が発生しないので、歩留りの向上が図
れ、また、鋳造品を切削加工した場合に、加工刃を折損
することがなくなる。

さらに、反射壁をルツボ材で形成すると、溶解熱の輻射
・対流効率が高められ、更に保持容器をルツボ材で形成
することにより、従来のような溶湯の浸透を防止でき
て、保持炉の長寿命化が図れるので、回収サイクルの延
長による回収経費の削減や中断日数の削減等、ランニン
グコストを大幅に低減することができる。

また、反射壁と保持容器とを、溶解保持炉を構成する他
の部材と別体とすることにより、メンテナンスや部材交
換時に、これら反射壁や保持容器の脱着を容易に行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す溶解保持炉の断面正
面図、第２図は第２実施例の溶解保持炉の断面正面図で
ある。１……溶解保持炉、２……炉体、2c……垂壁、３……溶
解炉、４……保持炉、７……溶解室、８……炉床、９…
…反射壁、11……溶解用の熱源であるバーナ、12……保
持容器、12a……保持炉部、12b……手許炉部、12c……
連通部、12d……汲出し開口部、20……溶解保持炉、21
……脱ガス・脱酸装置、22……撹拌翼、23……フィー
ダ、M₁……鋳造原料、M₂……溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解室の炉床に投入された鋳造原料の溶解
用の熱源にて溶解する溶解炉と、溶解室で溶解された溶
湯を保持容器に貯留する保持炉とを耐火性の炉体に連続
して設けた溶解保持炉において、前記溶解炉に前記熱源
の溶解熱を炉床へ輻射・対流させる反射壁を配設して溶
解炉内を前記溶解室と煙道とに画成し、該溶解室に前記
熱源を反射壁に向けて配設し、前記保持容器を、炉床の
溶湯排出側の保持炉部と、該保持炉部に連通する炉体外
部側の手許炉部とに成し、前記反射壁を保持炉部上方ま
で延出して該保持炉部上方で前記溶解室と煙道とを連通
せしめて該保持炉部を溶解熱雰囲気下に置くと共に、前
記手許炉部の上方に汲出し開口部を設けたことを特徴と
する溶解保持炉。
【請求項２】前記保持炉に、溶湯を撹拌する撹拌翼と、
溶湯に脱ガス・脱酸用の処理剤を吹込むフィーダとを配
設したことを特徴とする請求項１記載の溶解保持炉。
【請求項３】前記反射壁と、前記保持容器とを、ルツボ
材で形成したことを特徴とする請求項１または２記載の
溶解保持炉。
【請求項４】溶解室の炉床に投入された鋳造原料を、溶
解用の熱源の溶解熱で加熱溶解して溶湯となし、該溶湯
を保持炉の保持容器に貯留する溶解保持方法において、
炉床へ輻射・対流させる前記熱源の溶解熱で加熱溶解し
て保持容器に貯留される溶湯を、溶解熱雰囲気下で撹拌
して溶湯の温度と成分を均一化すると共に脱ガス・脱酸
用の処理剤を吹込んで脱ガス及び脱酸処理を行なうこと
を特徴とする溶解保持方法。