JPH09176754A - 溶解方法と溶解装置 - Google Patents

溶解方法と溶解装置

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JPH09176754A
JPH09176754A JP35047695A JP35047695A JPH09176754A JP H09176754 A JPH09176754 A JP H09176754A JP 35047695 A JP35047695 A JP 35047695A JP 35047695 A JP35047695 A JP 35047695A JP H09176754 A JPH09176754 A JP H09176754A
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JP
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melting
heating
pool
temperature
melted
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JP35047695A
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English (en)
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Yoshimasa Maejima
吉雅 前島
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Tokai Corp
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Tokai Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶湯保持部内における溶融金属の温度の不用
意な低下を防止し、それによって、溶湯温度保持用加熱
手段に対する負荷を軽減させることが可能な溶解方法と
溶解装置を提供すること。 【解決手段】 固相の溶解対象材料を加熱・溶解させ、
加熱・溶解された液相の材料を材料加熱プール内に導入
して加熱し、加熱された液相の材料を材料温度保持プー
ル内に導入して加熱することによりその温度を保持する
ようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、インゴッ
ト状のアルミニウム合金等の固相溶解対象材料を投入し
てこれを加熱・溶解し、且つ、所定温度でその溶解状態
を保持するための溶解方法と溶解装置に係り、特に、材
料温度保持プールの手前に溶解材料加熱プールを配置
し、該溶解材料加熱プールにおいて溶解された液相材料
を所定温度迄加熱するようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の溶解装置としては、例えば、特開
平7−252544号公報に示すようなものがあり、そ
の構成を図10に示す。図10は、特開平7−2525
44号公報に記載されている溶解装置の構成を示す断面
図である。まず、溶解装置本体101がある。上記溶解
装置本体101内は中空状になっていて、図10中左上
には材料投入口103が設けられている。又、溶解装置
本体101内であって、図10中左下には湯溜り部10
5が形成されているとともに、図10中その右側には隔
壁107を介して溶湯保持部109が形成されている。
又、上記溶湯保持部109の図10中右側には溶湯取出
口111が設けられている。
【0003】又、溶解装置本体101の上記湯溜り部1
05の略上方位置には、火炎照射用バーナー113が設
置されているとともに、上記溶湯保持部109の上方位
置には、溶湯温度保持用バーナー115が設置されてい
る。尚、上記材料投入口103の上には排熱ダクト11
7が取り付けられている。
【0004】上記構成において、まず、固相溶解対象材
料、具体的には、過共晶Al −Si系合金(A)を材料
投入口103より溶解装置本体101内に投入する。上
記過共晶Al −Si 系合金(A)は、図示するように塊
状になっていて、そのような塊状の過共晶Al −Si 系
合金(A)が、湯溜り部105内に浸漬された状態とな
る。そして、この湯溜り部105においては火炎照射用
バーナー113による直接的な加熱・溶解が行われてお
り、それによって、上記塊状の過共晶Al −Si 系合金
(A)は徐々に溶解していくことになる。但し、図示す
るように、湯溜り部105内においては、完全に溶解し
た過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)と、高融点で且つ
高Si 含有量の未溶解材(B)と、未だ全く溶解してい
ない過共晶Al −Si 系合金(A)の3種類が混在した
状態となっている。
【0005】そして、上記湯溜り部105内において溶
解した過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)は、隔壁10
7を越流して溶湯保持部109内に流入し、そこに溜め
られることになる。又、この溶湯保持部109内では、
溶湯温度保持用バーナー115による加熱が行われてい
て、過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)の温度を一定に
保持するようにしている。後は、溶湯取出口111より
過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)を適宜取り出して、
例えば、鋳造材料として使用することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。すなわち、上記従来の構成
の場合には、湯溜り部105内にて過共晶Al −Si 系
合金(A)の溶解を行う構成になっており、その際、湯
溜り部105内に、完全に溶解した過共晶Al −Si 系
合金溶湯(C)と、高融点で且つ高Si 含有量の未溶解
材(B)と、未だ全く溶解していない過共晶Al −Si
系合金(A)の3種類が混在した状態となる。そのた
め、一旦、溶解した過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)
の温度が所定温度まで上昇しないおそれがあった。つま
り、一旦、溶解した過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)
の温度が、未だ完全に溶解していない高融点で且つ高S
i 含有量の未溶解材(B)と、未だ全く溶解していない
過共晶Al −Si 系合金(A)の2種類によって、低下
してしまうからである。このように、一旦、溶解した過
共晶Al −Si 系合金溶湯(C)の温度が所定温度まで
上昇しない状態で、溶湯保持部109内に流入した場合
には、当然のことながら、溶湯保持部109内の温度も
低下してしまうことになり、その為、溶湯温度保持用バ
ーナー115による加熱に大きな負担が掛かってしまう
という問題があった。又、溶湯温度保持用バーナー11
5の稼働率も高くなり、その結果、溶湯保持部109内
の雰囲気温度も上昇し、酸化物の発生が促進されてしま
うという問題もあった。又、その関係で、溶湯保持部1
09内における保持量についても、溶解量の略3倍は必
要となり、それによって、溶湯保持部109ひいては装
置全体の大型化を誘発していた。すなわち、低温の過共
晶Al −Si 系合金溶湯(C)が流れ込むんだ場合、溶
湯保持部109内における保持量が少ないと、全体の温
度が急激に低下してしまうことになり、そこで、上記し
たように、溶解量の略3倍程度の保持量を必要としてし
まうことになる。
【0007】又、湯溜り部105内にて溶解する際、い
わゆる「ノロ」及び「不純物」が発生する。そのような
「ノロ」及び「不純物」は、隔壁107が存在するもの
の、過共晶Al −Si 系合金溶湯(C)と共に溶湯保持
部109内に流入してしまうこともあり、それによっ
て、溶湯保持部109内の過共晶Al −Si 系合金溶湯
(C)が汚れを含んだ品質の悪いものになってしまうと
いう問題もあった。又、従来の火炎照射用バーナー11
3による加熱は一方向からの直接加熱であるために、い
わゆる「柵つり」の発生が懸念されていた。
【0008】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、材料温度保持プール内
における溶解した液相材料の温度の不用意な低下を防止
し、それによって、材料温度保持用加熱手段に対する負
荷を軽減させることができ、材料温度保持プールにおけ
る材料の品質を向上させ、且つ、装置全体のコンパクト
化を図ることが可能な溶解方法と溶解装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による溶解方法は、固相溶解対象材料を加熱・
溶解させ、加熱・溶解された液相材料を溶解材料加熱プ
ール内に導入して所定温度迄加熱し、加熱された液相材
料を溶解材料温度保持プール内に導入して加熱すること
によりその温度を保持するようにしたことを特徴とする
ものである。
【0010】又、本願発明による溶解装置は、材料投入
口を備えた溶解装置本体と、上記溶解装置本体内に設け
られ上記材料投入口より投入された固相溶解対象材料を
溶解させるための材料溶解部と、上記溶解装置本体内に
設けられ上記材料溶解部にて加熱・溶解された液相材料
を収容して所定温度迄加熱するための溶解材料加熱プー
ルと、上記溶解材料加熱プールにて所定温度迄加熱され
た液相材料を収容して加熱することによりその温度を保
持するための溶解材料温度保持プールと、上記溶解装置
本体に取り付けられ溶解材料加熱プール内に導入された
液相材料を直接加熱するとともに上記材料溶解部におい
て固相溶解対象材料を間接加熱により加熱・溶解させる
材料加熱手段と、上記溶解装置本体に取り付けられ溶解
材料温度保持プール内に導入された液相材料を加熱して
その温度を保持する材料温度保持用加熱手段と、を具備
したことを特徴とするものである。
【0011】すなわち、本願発明による溶解方法は、固
相の溶解対象材料を材料溶解部にて溶解させた後、これ
を溶解材料加熱プール内に導入し、そこで所定温度まで
加熱する。そして、所定温度まで加熱した状態の液相の
溶解材料を、溶解材料温度保持プール内に導入し、そこ
で、温度保持を行うようにしたものである。それによっ
て、溶解材料温度保持プール内に低温の液相溶解材料が
流入することを防止し、低温の液相溶解材料の流入によ
る各種不具合をなくさんとするものである。
【0012】又、本願発明による溶解装置は、上記溶解
方法を実施するための装置を示したものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図9を参照して本
発明の一実施の形態を説明する。まず、溶解装置本体1
があり、この溶解装置本体1内は、図4に示すように、
中空状に形成されている。上記溶解装置本体1の図4中
左上には、固相材料投入口3が形成されていて、この固
相材料投入口3の上には、図1乃至図3に示すように、
固相材料投入シュート5が取り付けられている。又、図
2及び図3に示すように、固相材料投入シュート5の近
傍には、固相材料投入機7が設置されている。これら固
相材料投入機7、固相材料投入シュータ5、固相材料投
入口3を介して、固相溶解対象材料が溶解装置本体1内
に投入されることになる。
【0014】図4に示すように、溶解装置本体1内であ
って、材料投入口3の下方位置には、材料溶解部9が設
けられている。この材料溶解部9は緩やかな傾斜面11
を備えていて、材料溶解部9において溶解した材料は、
この傾斜面11に沿って、図4中右側に流下していくこ
とになる。溶解装置本体1内であって、上記材料溶解部
9の図4中右側には、溶解材料加熱プール13が設けら
れており、さらにその右側には、隔壁15を介して、溶
解材料温度保持プール17が設けられている。又、図6
に示すように、上記溶解材料温度保持プール17には、
溶解材料取出口19が設けられているとともに、図4に
示すように、点検口21が設けられている。
【0015】又、上記溶解材料加熱プール13の略上方
位置には、材料加熱手段としての溶解材料加熱用バーナ
ー23が設置されているとともに、上記溶解材料温度保
持プール17の上方位置には、溶解材料温度保持用加熱
手段としての溶解材料温度保持用加熱バーナー25が設
置されている。又、上記溶解材料加熱用バーナー23の
向きは、溶解装置の仕様に応じて適宜設定して取り付け
るようになっている。尚、溶解装置本体1内の壁、天井
には、酸化物の剥離を促進させるコーティング剤が塗布
されている。この種のコーティング剤としては、例え
ば、ペースト状の「ヒロポンド(商品名、日本碍子株式
会社製)」がある。
【0016】以上の構成に基づいてその作用を説明す
る。図3に示すように、固相材料投入機7、固相材料投
入シュート5、固相材料投入口3より、固相溶解対象材
料、例えば、過共晶Al −Si 系合金(a)を投入す
る。この過共晶Al −Si 系合金(a)は、図7に示す
ように、所定形状の塊、いわゆる「インゴット」として
成形されており、そのようなインゴット状のものを投入
するものである。一方、固相材料投入口3の近傍より材
料溶解部9にかけての領域においては、材料加熱用バー
ナー23による放射熱や輻射熱や対流伝熱等の間接加熱
によって溶解可能な雰囲気になっており、それによっ
て、投入された過共晶Al −Si 系合金(a)は徐々に
溶解されていく。
【0017】そして、材料溶解部9の領域において、完
全に溶解して過共晶Al −Si 系合金溶湯(c)とな
る。又、その上部においては、高融点で且つ高Si 含有
量の未溶解材(b)が存在することになる。つまり、固
相材料投入口3から下方部分においては、全く溶解して
いない過共晶Al −Si 系合金(a)、未だ完全には溶
解していない高融点で且つ高Si 含有量の未溶解材
(b)、完全に溶解した過共晶Al −Si 系合金溶湯
(c)の3種類が混在した状態となっているが、材料溶
解部9の部分においては、完全に溶解した過共晶Al −
Si 系合金溶湯(c)のみが存在するような状態となっ
ている。
【0018】材料溶解部9において溶解した過共晶Al
−Si 系合金溶湯(c)は、傾斜面11を介して、溶解
材料加熱プール13方向に流下していき、溶解材料加熱
プール13内に流入する。この溶解材料加熱プール13
においては、材料加熱用バーナー23による直接加熱が
行われているので、過共晶Al −Si 系合金溶湯(c)
は加熱され所定の高温度になる。そして、所定温度迄加
熱された過共晶Al −Si 系合金溶湯(c)は、隔壁1
5を越流して、溶解材料温度保持プール17内に流入す
る。この溶解材料温度保持プール17内においては、溶
解材料温度保持用加熱バーナー25による加熱が行われ
ており、それによって、過共晶Al −Si 系合金溶湯
(c)の温度を所定の高温に保持する。
【0019】以下、同様の作用を連続的に行い、溶湯取
出口19を介して、所定の高温状態の過共晶Al −Si
系合金溶湯(c)を適宜取り出し、使用に供することに
なる。
【0020】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、溶解材料加熱プール13にお
いて、溶解された材料、すなわち、過共晶Al −Si 系
合金溶湯(c)を所定温度まで加熱するようにしている
ので、溶解材料温度保持プール17内には、所定温度迄
加熱された過共晶Al −Si 系合金溶湯(c)のみが導
入されることになる。よって、溶解材料温度保持プール
17内の温度が不用意に低下してしまうようなことはな
く、溶解材料温度保持プール17における温度保持のた
めの加熱、すなわち、溶解材料温度保持用加熱バーナー
25による加熱が軽減されることになり、エネルギー消
費量の低減を図ることができる。又、確実に高温の溶湯
を保持できるので、高温出湯に対しても容易に対応する
ことができる。又、低温の過共晶Al −Si 系合金溶湯
(c)の流入がないので、溶解材料温度保持プール17
内における保持量を最小限に抑えることができる。つま
り、低温の過共晶Al −Si 系合金溶湯(c)が流入し
た場合、保持量が少ないと、全体の温度が急激に低下し
てしまうが、そのような流入がないので、保持量を少な
くすることができる。それによって、溶解材料温度保持
プール17ひいては装置全体の小型化を図ることができ
る。又、材料溶解部9における溶解により発生する「ノ
ロ」、「不純物」の溶解材料温度保持プール17内への
流入は、溶解材料加熱プール13、隔壁15によって確
実に防止されるので、溶解材料温度保持プール17内の
溶湯の品質を高めることができる。又、既に説明したよ
うに、溶解材料温度保持プール17内における温度保持
のための加熱が軽減されることにより、付着する酸化物
の量も減少することになる。
【0021】尚、本発明は前記一実施の形態に限定され
るものではない。まず、材料加熱プール13の容量等に
ついては仕様に応じて適宜決定すればよい。又、各加熱
手段とてしはガスバーナーに限定されず、その他のもの
であってもよい。又、溶解対象の材料としては、過共晶
Al −Si 系合金に限定されることはない。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による溶解方
法と溶解装置によると、まず、溶解材料加熱プールにお
いて、溶解された材料を所定温度まで加熱するようにし
ているので、溶解材料温度保持プール内には、所定温度
迄加熱された溶解材料のみが導入されることになる。よ
って、溶解材料温度保持プール内における温度保持のた
めの加熱が軽減されることになり、エネルギー消費量の
低減を図ることができる。 又、溶解材料温度保持プー
ル内における保持量を最小限に抑えることができ、それ
によって、溶解材料温度保持プールひいては装置全体の
小型化を図ることができる。又、確実に高温の溶湯を保
持できるので、高温出湯に対しても容易に対応すること
ができる。又、材料溶解部における溶解により発生する
「ノロ」、「不純物」の溶解材料温度保持プール内への
流入は、溶解材料加熱プールによって確実に防止される
ので、溶解材料温度保持プール内の溶湯の品質を高める
ことができる。又、溶解材料温度保持プール内における
温度保持のための加熱が軽減されることにより、付着す
る酸化物の量も減少することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図で溶解装置の側
面図である。
【図2】本発明の一実施の形態を示す図で溶解装置の平
面図である。
【図3】本発明の一実施の形態を示す図で溶解装置の側
面図である。
【図4】本発明の一実施の形態を示す図で溶解装置本体
の縦断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態を示す図で溶解装置本体
の平面面図である。
【図6】本発明の一実施の形態を示す図で図4のV−V
断面図である。
【図7】本発明の一実施の形態を示す図で材料が投入さ
れた様子を示す溶解装置本体の縦断面図である。
【図8】本発明の一実施の形態を示す図で図4のVII-VI
II断面図である。
【図9】本発明の一実施の形態を示す図で図4のIX-IX
断面図である。
【図10】従来例を示す図で溶解装置の断面図である。
【符号の説明】
1 溶解装置本体 3 固相材料投入口 5 固相材料投入ホッパー 7 固相材料投入機 9 材料溶解部 11 傾斜面 13 溶解材料加熱プール 15 隔壁 17 溶解材料温度保持プール 19 溶解材料取出口 21 点検口 23 材料加熱用バーナー(材料加熱手段) 25 溶解材料温度保持用加熱バーナー(溶解材料温度
保持用加熱手段) a 過共晶Al −Si 系合金(固相の溶解対象材料) b 高融点で且つ高Si 含有量の未溶解材 c 溶融した過共晶Al −Si 系合金溶湯(液相の溶解
材料)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固相溶解対象材料を加熱・溶解させ、加
    熱・溶解された液相材料を溶解材料加熱プール内に導入
    して所定温度迄加熱し、加熱された液相材料を溶解材料
    温度保持プール内に導入して加熱することによりその温
    度を保持するようにしたことを特徴とする溶解方法。
  2. 【請求項2】 材料投入口を備えた溶解装置本体と、上
    記溶解装置本体内に設けられ上記材料投入口より投入さ
    れた固相溶解対象材料を溶解させるための材料溶解部
    と、上記溶解装置本体内に設けられ上記材料溶解部にて
    加熱・溶解された液相材料を収容して所定温度迄加熱す
    るための溶解材料加熱プールと、上記溶解材料加熱プー
    ルにて所定温度迄加熱された液相材料を収容して加熱す
    ることによりその温度を保持するための溶解材料温度保
    持プールと、上記溶解装置本体に取り付けられ溶解材料
    加熱プール内に導入された液相材料を直接加熱するとと
    もに上記材料溶解部において固相溶解対象材料を間接加
    熱により加熱・溶解させる材料加熱手段と、上記溶解装
    置本体に取り付けられ溶解材料温度保持プール内に導入
    された液相材料を加熱してその温度を保持する材料温度
    保持用加熱手段と、を具備したことを特徴とする溶解装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310571A (ja) * 2001-04-16 2002-10-23 Nippon Crucible Co Ltd タワー型アルミニウム溶解炉
JP2007285679A (ja) * 2006-04-20 2007-11-01 The Tokai:Kk 溶解装置と溶解方法
JP2016118342A (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 ダイハツ工業株式会社 金属溶解炉
US9545667B2 (en) 2013-03-28 2017-01-17 Denso Corporation Casting machine

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