JPH10206018A

JPH10206018A - 軽金属急速溶解炉

Info

Publication number: JPH10206018A
Application number: JP779997A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Iseda; 佳久伊勢田; Toru Morishita; 徹森下
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的融点の低い軽金属である原料が高温の
炉内に滞留する時間を短縮することによって、酸化ロス
を減少させるようにする。【解決手段】炉体１１内に、炉体１１の傾斜状態に対
応して配置した、溶解すべき被加熱物Ｍを投入載置する
設置台１２を設けると共に、設置台１２に載置した被加
熱物Ｍを加熱するためのバーナ１３を複数配設して、被
加熱物Ｍを急速溶解し、溶融した被加熱物Ｍを設置台１
２に沿って流下させ、炉外へ取り出すように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば比較的融点
の低い軽金属である原料が高温の炉内に滞留する時間を
短縮することによって、酸化ロスを減少させるようにし
た、高効率・酸化ロス逓減型の軽金属急速溶解炉に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的融点の低い軽金属などの原
料を溶解するには、（１）反射炉１（図３参照）、
（２）溶湯に漬け込む方式の炉、（３）間接加熱式溶解
炉、（４）チューブ内間接加熱式溶解炉、等が採用され
ていた。（１）反射炉１では、原料２が溶解されて溶湯となって
からも、溶湯プール３内の溶湯は高温の燃焼ガスに長時
間晒されていた。（２）溶湯に漬け込む方式の炉では、既に溶解した原料
内に原料を漬け込んで時間を掛けゆっくり溶解してい
た。（３）間接加熱式溶解炉では、対流伝熱を利用すること
ができなかった。以上、上記（１）〜（３）の方式の炉
では、いずれも溶湯プールを有し、溶湯表面は高温の燃
焼ガスや空気に晒されていた。一方、（４）チューブ内間接加熱式溶解炉では、原料はチュー
ブからの伝熱と放射によって加熱されていた。かかるチ
ューブ内上部の空間には、原料はほとんどない状態であ
り、また、前記チューブは外側の燃焼室からのみ加熱さ
れる状態であったため、燃焼室の雰囲気温度とチューブ
内面の表面温度では高温時約１００゜Ｃもの温度差が生
じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、前述の（１）
反射炉１では、原料２が高温の燃焼ガスに晒されている
時間が長いことから、原料２の酸化ロスが大きかった。
また、炉温を高温に保つと、酸化ロスが増加するため、
温度をある程度までしか上げることができず、急速溶解
が困難であった。さらに反射炉１でリジェネレイティブ
システムを用いると、蓄熱体にフラックス等が詰まりや
すく、蓄熱体の掃除や交換を頻繁に行う必要があった。
また（２）溶湯に漬け込む方式の炉では、溶湯が空の状
態から溶解を行うと、先ずある程度の量の溶湯をプール
内に作る必要があり、立ち上げに時間がかかり作業効率
が悪かった。また、作業効率を上げるためには、常に溶
湯を保持しておく必要があり、溶湯表面は空気や高温の
燃焼ガスに晒されているため、原料の酸化は避けられ
ず、保持用のエネルギ−も必要とした。また、（３）間
接加熱式溶解炉において、異種材の溶解を行う場合、プ
ール内の溶湯を全て取り出し、掃除を行った後、再溶解
を行うため、炉体構造によっては、異種材の溶解が困難
なものもあり、可能なものであっても、かなりの切替時
間と手間を必要とした。（４）チューブ内間接加熱式溶
解炉では、傾斜したチューブ内で間接加熱を行うタイプ
もあるが、原料の加熱が、チューブからの伝導と放射に
よるところが主であったため以下の理由で加熱効率の向
上が困難であった。１．燃焼室の温度と原料加熱面の温度差が大きく燃焼室
の温度を有効に使いきっていなかった。２．原料がチューブ内に挿入されると、原料を放射加熱
しているチューブの温度が急激に下がり、効率が低下す
る。３．火炎からの高温の放射を直接受けることがない。４．対流伝熱による加熱ができない。また、チューブ内で加熱を行うタイプでは、チューブ内
の上部がデッドスペースとなる。また、原料の酸化防止
のためにチューブ内の雰囲気の置換を防止することは難
しく、不活性ガスを注入する場合でも、ほぼ連続的に注
入を行わねばならなかった。さらに、消耗品であるチュ
ーブは一般にかなり高価なものであり、交換時に費用が
嵩張る。本発明はこのような課題を改善するためになさ
れたものであって、例えば比較的融点の低い軽金属であ
る原料が高温の炉内に滞留する時間を短縮することによ
って、酸化ロスを減少させるようにした、高効率・酸化
ロス逓減型の軽金属急速溶解炉を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、軽金属急速溶解炉において、炉内
に、溶解すべき原料を載置するための設置台を傾斜設置
して、高温の炉内で伝導、放射、対流伝熱により、原料
を急速溶解し、溶解した原料を設置台の傾斜により流下
させ、炉外へ取り出すように構成した。また本発明は、
軽金属急速溶解炉において、傾斜状態に設置した炉体を
有し、炉体内に、炉体の傾斜状態に対応して、溶解すべ
き原料を載置する設置台を設けると共に、設置台に載置
した原料を加熱するためのバーナを配設して、原料を急
速溶解し、溶解した原料を設置台の傾斜により流下さ
せ、炉外へ取り出すように構成した。前述の構成におい
て、設置台を炉体内中央側に炉体長手側に指向して配置
することができる。また、前記設置台を樋形状に構成す
ることができる。また、前記バーナを、燃焼ガスが設置
台周囲を旋回するように設定配置することができる。さ
らに前述の構成において、炉体内において設置台周囲に
複数の蓄熱燃焼バーナを配設し、これら複数の蓄熱燃焼
バーナを交互に動作させて燃焼を行うことで前記原料を
加熱するように構成することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる軽金属急速
溶解炉について、一つの実施の形態を挙げ、添付の図面
に基づいて、以下説明する。図１に軽金属急速溶解炉１
０を示し、この軽金属急速溶解炉１０は、傾斜状態に設
置した炉体１１を有し、炉体１１内に、炉体１１の傾斜
状態に対応して配置した、溶解すべき被加熱物Ｍを投入
載置する設置台１２を設けると共に、設置台１２に載置
した被加熱物Ｍを加熱するためのバーナ１３を複数配設
して、被加熱物Ｍを急速溶解し、溶融した被加熱物Ｍを
設置台１２に沿って流下させ、炉外へ取り出すように構
成している。

【０００６】前記炉体１１は、炉体内が円筒形状に形成
され、炉基台１４によって長手側軸方向を傾斜するよう
に支持している。

【０００７】前記設置台１２は、例えば樋形状のもの
で、炉体１１の長手側中心軸に沿って貫通装着されてい
る。そしてかかる設置台１２の高い位置側、すなわち上
流側の端面を被加熱物Ｍの投入側とする一方、低い位置
側、下流側の端面を溶解した被加熱物Ｍの取り出し側と
している。

【０００８】前記バーナ１３は、炉体１１内の設置台１
２を上下から挟むように、且つ互い違いになるように配
置している。また、これらバーナ１３の噴射方向は図２
に示すように設置台１２の下方側に配置したバーナ１３
と、上方側に配置したバーナ１３とが対向するように設
定している。かかる配置によって、炉体１１内の設置台
１２に対して偏在することなく加熱できるようにしてい
る。

【０００９】そして前記被加熱物Ｍは、インゴット形状
のものであり、設置台１２に投入可能にしている。

【００１０】本発明にかかる軽金属急速溶解炉１０は、
以上のように構成されるものであり、次にかかる軽金属
急速溶解炉１０の作用を説明する。先ず、炉体１１内
の、設置台１２の高い位置側の端面から、溶解すべき被
加熱物Ｍを投入する。被加熱物Ｍは、傾斜した設置台１
２上で、炉体１１内に配設したバーナ１３により、放
射、伝熱、対流放射により加熱されるので、被加熱物Ｍ
は急速に溶解し、流動可能になると設置台１２を流下し
て設置台１２の低い位置側の端面から炉体１１外に取り
出すことができる。このように高温で被加熱物Ｍが急速
溶解されるので、被加熱物Ｍの高温の炉内に滞留する時
間を短縮化することができ、酸化ロスを抑制することが
できる。また、前記炉体１１は傾斜して設置してあるた
め、炉内や設置台１２の清掃は容易であり、容易に異種
材の溶解に転用することができる。

【００１１】また、前記被加熱物Ｍを載置する設置台１
２は、炉体１１内において、長手側中心軸寄りに設置し
た場合、設置台１２下部も高温の燃焼ガスが通過するた
め、設置台１２を満遍なく効果的に加熱することがで
き、熱効率が向上する。さらに、バーナ１３の噴射方向
を、設置台１２の下方側に配置したバーナ１３と、上方
側に配置したバーナ１３とが対向するように設定してい
るので設置台１２の廻りを燃焼ガスが旋回するため、一
層加熱を効果的に行うことができる。なお、前記設置台
１２を交換可能に構成すれば、炉体１１内の酸化スケー
ルの除去が容易である。

【００１２】また、炉体１１内は、チューブ内での間接
加熱方式のようなデッドスペースはなく、空間を有効に
活用することができ、炉体１１を小型化することがで
き、高負荷で運転可能になる。さらに、チューブ内での
間接加熱方式と比較して、被加熱物Ｍに対して直接炉壁
や火炎から高温の放射が得られる、消耗品である樋状の
設置台１２は、チューブと比較して部品コストが低いな
どの利点もある。

【００１３】以上、本発明に係る軽金属急速溶解炉の一
例を挙げて説明したが、加熱手段として、複数の蓄熱式
バーナを設けて、交互に加熱するようにしたリジェネレ
イティブシステム（図示省略）を適用することもでき
る。

【００１４】かかる構成とすれば、酸化物そのものの生
成量が減少し、フラックスも炉内には投入されることは
無いので、従来の反射炉のように溶湯表面に浮いた酸化
物やフラックスが蓄熱体に詰まり蓄熱体の交換や掃除を
頻繁に行うことも無く、蓄熱体に異物が付着するのを抑
制することができ、保守点検作業を大幅に簡略化するこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、（１）高温で被加熱物が急速溶解されるので、被加熱物
の高温の炉内に滞留する時間を短縮化することができ、
酸化ロスを抑制することができる。（２）溶湯保持の必要性はないうえに、立ち上げ時間を
短縮化することができ、作業能率が大いに向上する。（３）炉内に溶解後の金属が留まることはないため、異
種材の溶解を連続的に行うことができる。（４）被加熱物を載置する設置台を、炉内の長手側中心
軸寄りに設置した場合、設置台下部も高温の燃焼ガスが
通過するため、設置台を満遍なく効果的に加熱すること
ができ、熱効率が向上する。（５）バーナを、設置台の廻りを燃焼ガスが旋回するよ
うに配置したため、一層加熱を効果的に行うことができ
る。（６）設置台を交換可能に構成すれば、炉体内の酸化ス
ケールの除去が容易であり、部品コストとしても、従来
のチューブに比較して低い。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における軽金属急速溶解炉の一例を示す
模式的な一側面説明図である。

【図２】図１に示す軽金属急速溶解炉の模式的な他側面
説明図である。

【図３】現行の反射炉の一例を示した、模式的な側面説
明図である。

【符号の説明】

１０軽金属急速溶解炉１１炉体１２設置台１３バーナ１４炉基台Ｍ被加熱物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軽金属急速溶解炉において、炉内に、
溶解すべき原料を載置するための設置台を傾斜設置し
て、高温の炉内で伝導、放射、対流伝熱により、原料を
急速溶解し、溶解した原料を設置台の傾斜により流下さ
せ、炉外へ取り出すように構成したことを特徴とする軽
金属急速溶解炉。
【請求項２】軽金属急速溶解炉において、傾斜状態
に設置した炉体を有し、炉体内に、炉体の傾斜状態に対
応して、溶解すべき原料を載置する設置台を設けると共
に、設置台に載置した原料を加熱するためのバーナを配
設して、原料を急速溶解し、溶解した原料を設置台の傾
斜により流下させ、炉外へ取り出すように構成したこと
を特徴とする軽金属急速溶解炉。
【請求項３】前記設置台を炉体内中央側に炉体長手
側に指向して配置したことを特徴とする請求項１、２記
載の軽金属急速溶解炉。
【請求項４】前記設置台を樋形状に構成したことを
特徴とする請求項１〜３記載の軽金属急速溶解炉。
【請求項５】前記バーナを、燃焼ガスが設置台周囲
を旋回するように設定配置することを特徴とする請求項
２〜４記載の軽金属急速溶解炉。
【請求項６】前記炉体内において設置台周囲に複数
の蓄熱燃焼バーナを配設し、これら複数の蓄熱燃焼バー
ナを交互に動作させて燃焼を行うことで前記原料を加熱
するようにしたことを特徴とする請求項１〜４記載の軽
金属急速溶解炉。