JPS5828977A - 融解兼保持炉用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は融解兼保持炉に係り、より具体的には、例えば
！イカストに用いられるアルミニウム合金のごとき金属
合金を融解せしめ、ると共ＦＣ＃金属合金の温度を保つ
よう設計され、且つ融解されるべき金属を炉に再充填せ
しめる際に溶融金属の温度が影響を受けないよう設計さ
れた融解兼保持炉に係わる。

成形技術分野においては、成形に用いるための金属を融
解ｆット内で融解させ、金属が溶けた後ｋ、その溶融金
属を成形に用いるために取出すことが一般に行われてい
る。しかしながら、このようにして用いられるよう設計
された融解炉を長期間にわたる連続作業に用いる場合、
様々な問題が生ずる。算１の問題は、金属の再充填を成
る一定期間毎に行なわなければならず、この再充填忙よ
り溶融金属の温度に影等が及ぼされ、そのため、溶融金
属の温度を長期間にゎたり正確な範囲内に保っておくこ
とができないことである。更に、金属を再充填する際、
もちろん溶解金属を取出す際にも、炉を開けなければな
らず、そのために温度損失が高まって温度の低下が生ず
る。また、融解させるべき金属としてスクラップ金属を
用いる場合、このようなスクラップ金属にはおうぉうＫ
してプローホールがあって、これらプローホールに含ま
れていた水分あるいは他の物質が加熱時ガスとなって噴
出するため、このようなスクラップ金属を溶融金属浴内
へ注ぎ入れることは危険である。

即ち、ガスは間欠的に噴出せられるので、溶融金属、換
言すれば液体状の金属が周囲に飛散せしめられてしまう
のである。言うまでもなく、溶融金属がこのように飛散
すれば、その溶融金属によって作業負に危害が加えられ
、また火災の原因ともなる。加えて、アルミニウムの湯
が周囲に飛散して、例えば炉の加熱素子に当った場合、
腐食の危険が大きい。溶融アルミニウムがこのような加
熱素子忙接すれば、加熱素子はすぐに破壊されてしまう
。

かなり多量のアルミニウムを別個の融解炉内でパッチ式
に融解させ、その溶融アルミニウムの温度が量終成形温
度を越えた時にその溶融アルミニウムを取出す方法も曳
く知られている。そのような温度の溶融アルミニウムは
別個の保持炉に運ばれ、使用されるまでその保持炉に保
持される。この方法の最大の欠点は、溶融金属の全必要
量を供給できる容量を備えた溶解炉を２つ準備しなけれ
ば、作業を確実に行えないことである。更に、溶融金属
を運ぶＫは危険が伴い、また、運搬される金属の温度を
制御することは困難である。

従前の炉には酸化という問題もあった。即ち、この酸化
作用により、金属損失が生じ、また、炉の被覆材が炉の
内面を１よじ登る”傾向があり、それによって損傷が生
じてしまう。

本発明の目的は、原材料金属を炉に再充填させる様に溶
融金属の排出温度に影響が及ばされないよう設計された
連続作業用の融解兼保持炉を提供することである。加え
て、本発明の目的は、上述した安定性及び腐食に対する
危険性を除くよう設計された融解炉な提供す不ことであ
る。

本発明によれば、耐熱及び断熱材料から作られていて湯
、特に溶融金属浴内持するように作られたバット（ｖａ
ｔ　）を備え、また、一つの充填部と、一つの排出部と
、一つの放熱素子部とを有している融解兼保持炉のため
の装置において、前記充填部が前記バット内に位置する
下方部とそれの上に位置する上方部とを有しており、前
記充填部が隔ＩＩ＃ＩＣよって炉の他の構成部品から分
離されており、前記隔壁は湯の中まで延びてぃ′ｃ訪湯
場内連通用通路を形成していることを特徴とする融解兼
保持炉用装置によって上記目的は達成される。

本実ｆ１４によれば、上記融解兼保持炉用装置は、前記
充填部の前記上方部Ｋｌ！接した前記隔壁の上方部が熱
伝導性材料で作られており、前記隔壁の下方部が断熱材
料で作られていると共に湯の上方部内へ延びているとい
う４１１黴をも有している。このような特徴を有する構
成によつ【、充填部に供給される冷たい金属材料が前記
隔壁の前記上方部を介しての熱伝達により予熱され、そ
°れによりその金属材料が乾燥せしめられてがスーが放
出され、溶−金属が周囲に飛散するという事態を回避し
得るという効果が得られる。加えて、隔壁の下方部が断
熱材料で作られているので、冷たい金属材料を炉に再充
填させるＩ！！！に、炉の充填部以外の部分の温度レベ
ル−に影響が及ぼされない。

更に、上記融解兼保持炉用装置は、前記隔壁の上方部が
金属製板状部材で作られており、該板状部材が前記熱放
射素子部の熱放射素子に近接して攻付けられていて前記
充填部へ熱を放射せしめているとい５１Ｆ＃徴をも有し
ている。この特徴とする構成によって、充填部に供給さ
れる材料が確実に且つ効果的に予熱される。

以下、本発明の実施例について添附図面を参照してｖＩ
ｆ！Ｒする。

算１図に示されているごとく、炉は一つの上方部１と一
つの下方部２とで構成され、その下方部２は成る平面上
忙設置させるためのペースを備えたバット（ｖａｔ　）
を構成している。図示され【いない装置により、炉の上
方部１は第１図及び第２図に点線で示した軸線のまわり
で矢印３の方向に枢動し得るよう忙なっている。このよ
うに、炉の上方部１を枢動可能ならしめる理由は、必要
な時炉の内部に近付いてその炉の内部を容易に洗浄する
ことを可能ならしめるためである。

炉の作動及び機能に鑑みて、その炉を３個の別別の部位
に分割することができる。即ち、一つの充填部４と、一
つの熱放射素子部５と、一つの排出部６と！ある。これ
ら炉の３個の部位は炉の高さ全体忙わたって延びている
と考えてよ（、これら部位の機能及びこれら部位間の、
境界に関して以下詳述する。

炉の下方部２即ちバットは、重い金属製板状部材を溶接
によって箱状に作ったものでなる外方シャーシ７を備え
ており、この箱状のシャーシ７の内側にはそのシャーシ
内に層状をなして配置されたディスク状断熱材でなる断
熱層８が装備されている。この断熱層８の形式及び品質
は本発明の一部を構成するものでな（、在来のものと見
做すことができる。断熱層８の内側には耐熱レンガ製ラ
イニング９が炉の下方部２において配備され【いる。こ
のライエン／９は耐熱セラミック又はセメント状材料で
なる内側ライニング１０を保持及び支持するための保持
体として作用するものである。

これらライエン／９及び１０の材質及び形式も本発明の
一部Ｖ＊成するものでなく、当技術分野においては全く
在来のものと見做すことができる。

前述した通、す、炉の下方部２はバットを構成し′Ｃお
り、そのバットは湯、具体的には溶融金属１１を保持す
るよう設計され【おり、その溶融金属１１の液位は１２
で示されている。炉を適切に作動させるためｋは、その
バット２の寸法を適正なものとしなければならず、即ち
、溶融金属を炉の排出部６から取出しても、安定した温
度レベルが保たれるよう、そのパット２０寸法を適切に
定めなければならない。経験によれば、バット２は１０
００乃至２０００キ鴛の溶融アルミニウムを保持するよ
う設計しなければならない。

炉の・下方部２の上級に沿って設けられているのは保護
シート１３であり、その保護、シート１３は断熱層８及
びし？ザ製ライニング９の両方及び内側ライエン／１０
の一部を覆っている。第１図に示されるごとく、保護シ
ート１３は折曲げ部を有しており、その折曲げ部はシャ
ーシ７から成る距離だけ離れて位置していると共にスペ
ーサ１４を介してそのシャーシ７に取付けられている。

こうすることにより、保護シート１３はシャーシ７から
熱的に充分分離され、保護シート１３からシャーシ７へ
熱が伝達するのをかなり阻止することができる。

前述した通り、本発明の目的のうちの一つは、原材料金
属を炉に再充填させる際に溶融金属の排出温度が影響を
受けないよう設計された連続作業用の融解炉を提供する
ことである。このような作動条件を満足するよう炉を作
動させるためＫは、その炉を成る要求事項に合致させる
よう設計しなければならない。これに関し、炉の充填部
４をそれ以外の炉の部分から遮蔽してその充填部４で生
ずる温度低下が炉の他の部分に伝播できないようにする
ことが特に重要である。また、炉が充填部４以外の部分
で充分な量の湯を保持し得るようにすることも重要であ
る。

第１図及び第２図に示されているごとく、炉には排゛出
出口１５が備えられていて溶融金属の表面に作業員が近
付（ことができるようＫなっている。

この排出出口１５は断熱隔壁１６によって炉の内部から
分離せられており、この断熱隔壁１６は溶融金属内へ成
る距離だけ突入している。図には示していないけれども
、溶融金属を取出さない時には断熱−蓋でその排出出口
１５を閉じておくことが望ましい。断熱隔壁１６によっ
て、冷たい空気が炉の内部に入るのが阻止され、また、
例えば冷たいトリペを用いて溶融金属を取出す際に炉の
内部が冷えないようＫなっている。

１１１ＥＩ図及び第２図から明らかなごとく、炉には比
較的大きな中央部、即ち熱放射素子部１Ｔが備えられて
おり、その素子部１７には適当数の熱源が配備され、そ
れら熱源は溶融金属１１よりも上の上方空間内に位置し
ていると共に適宜の態様をもって配列され【いる。これ
ら熱源は本発明の一部を構成するものでないので詳しく
説明しないが、これら熱源が溶融金属の液位１２から安
全な距離を保って炉の上方部１内に位置していること、
及びそれら熱源の熱出力が適宜調節されるものであるこ
とだけは述べておく。更に、素子部１７は多量の空気が
入り込まないよう周囲部に密封されている。

第１図に示されている通り、炉の充填部４には上方部１
Ｂが備えられており、その上方部１８は炉の上方部１の
一部、即ちヒンジ止めされたハツチ１９として設計され
た部分によって画定されている。そのハツチ１９０寸法
は炉の端壁全体を覆うよう定められていて、比較的高張
ったスクラップ金属片が炉に供給され得るようＫなって
いる。

ハツチ１９は比較的重いので、そのハツチ１９は炉の上
方部１の、そのハツチ１９以外の部位にヒンジ２０ａに
よってヒンジ止めされていて、図には示されていない装
置によって、ヒンジ２０ａのヒンジをンのまわりで反時
計方向ＶＣハぼ６００乃至９０°枢動して開位置へ移動
可能圧されている。炉の充填部４の下方部２０は炉の中
央部、即ち素子部１７に連通用通路２１を介して連通さ
れており、その通路２１はバットの下方部において溶融
金属内に位置している。充填部４の下方部２０の上方部
分は遮蔽壁即ち隔壁２２によって素子部１７の隣接部分
から分離されており、その隔壁２２は断熱材料で作られ
ていると共和溶融金属１１の内部へ突入していてバット
の底部に前記連通用通路２１形成している。

充填部４の上方部１８は別の遮蔽壁即ち隔壁２３によっ
て素子部１７から分離されており、その隔！’！２３は
溶融金属１１内へ延びている隔壁２２の上方延長体と見
做すことができる。上方の隔壁２３は金属製板状部材、
即ち熱伝導性材料で作られている。加えて、この隔壁２
３を構成している材料の品質は、スケール生成という問
題を生ずることな（高温に耐えられ得るべきものである
のみならず、炉の雰囲気に対し、また、充填部からの液
状金属の飛沫に対し可能な限り耐食性のもの↑なければ
ならない。上方の隔壁２３は充填部４の上方部１８を素
子部１Ｔから完全に分離せしめるよう設計されており、
また、その上方の隔壁２３は炉の上方部１の上方境界壁
圧ヒンジ装置２４によってヒンジ止めされている。上方
の隔壁２３が素子部１７の素子に向って内側に枢動する
のを防止するために、第１図に示された位置を越えてそ
の隔壁２３が内側に枢動するのを阻止する適宜の停止体
によってその隔１１２３は支持されている。隔壁２３を
枢動可能にする理由は、炉の洗浄を容易ならしめるため
である。即ち、必要な時、この隔壁２３を開けることに
より、炉の内部へ容易に近付くことができ、蓄積される
スラブを取り出すことができる。

前述した通り、下方の隔壁２２は断熱材料で作られてい
ると共に、湯１１内へ延出し℃いる。この断熱材料で作
られている下方の隔！１２２はそれの上縁に沿って配備
された金属製マウント内に保持されている。この金属製
マウントの上級は上方の隔壁２３の下縁に密接に接触し
ていて密封部を形成している。加えて、このマウントの
支持面部２５はバット２の内側ライニング１０の上縁Ｖ
ｃｌ！置されていて下方の隔壁２２を設計通りの垂直位
置に保っている。また、下方の隔ｌＩ２２は、上述した
ごと（、上方の隔壁２３の下縁との協働により、正しい
水平位置に保たれている。

前述した通り、上方の隔１１２３は熱伝導材料で作られ
ている。この上方の隔壁２３は素子部１７の複数の熱放
射素子のうちの一つに比較的近接して位置しているので
、その上方の隔壁２３はその熱放射素子からの熱放射を
受けて非常に高温まで加熱される。そして、その加熱さ
れた上方の隔壁２３により充填部４の上方部１８Ｋかな
り多量の熱が放射されることＫなる。このように上方の
隔１１２３から熱を放射させる目的は、充填部４に供給
される、例えばスクラップ金属のごとき原材料をその隔
壁２３からの熱放射によって高温レベルまで加熱、即ち
予熱するためである。このように、供給される原材料を
高温レベルまで予熱することにより、その原材料が充填
部４の下方部２０における溶融金属内に沈められる前に
、その原材料は解体されてその原材料に含まれていた総
べてのガスが放逐される。充填部４に供給される原材料
を□上方の隔壁２３によって予熱させることは重要であ
る。その理由は、充填部４の下方部２０の溶融金属内に
注「込まれる原材料の小孔に水分が残っていると、その
水分かはとんと爆発状態をなして急激に蒸発せしめられ
、液体金属が周囲に飛び散って様々な危険の原因となる
からである。即ち、溶融したアルミニウムが飛散すれば
、当然作業員に危害が加えられ、またこの溶融アルミニ
ウムの飛沫が炉の金属部に厳しい歪を生じせしめ、それ
ら金属部がすぐ腐食して侵食されてしまう。

充填部４に供給された再充填用材料には下からも熱が加
えられる。この熱は主に５通路２１及び下方部２０を通
って上方へ伝達される熱である。

下方の隔壁２２が断熱材料で作られ且つ溶融金属１１の
深さの約１７３の所までその溶融金属内に延び出してい
ることＫより、充填部４の下方部２０には限られた容量
の溶融金属しかないが、通路２１０所の溶融金属を介し
【伝達される熱が加えられるので、この限られた容量の
溶融金属に予熱された原材料が沈められる際にその予熱
された原材料を溶融するのに充分な熱容量がその限られ
た容量の溶融金属に確保される。下方の隔壁２２の高さ
及びその隔１１２３の断熱特性、即ち厚さを注意様く調
節するととにより、充填部４への熱伝達を適正ならしめ
て、炉の素子部５内の湯１１の温度、特に排出部６の温
度が、作業を中断させるような大きな影響を受けないよ
うＫすることが可能である。

隔１１２２及び２３の他の重要な機能は、溶融アルミニ
ウムの飛沫が炉の他の部分に入り込むことを阻止するこ
とであり、特に、溶融アルミニウムの飛沫が素子部１７
の加熱素子に接触するのを阻止することである。このよ
うな溶融金属飛沫は、上述したごと（、供給される原材
料に閉じ込められていたガスや水分によつ【生じせしめ
られるだけでなく、原材料が充填部４の液体金属に投げ
込まれることによっても多少は生じせしめられる。

加えて、隔１１２２及び２３は空気が素子部１７に流入
するのを阻止し、もって酸化作用を低減せしめるという
機能をも有している。

バット２が前述し丸ごとき容量のものである場合、炉は
１時間当り１００乃至１２０キロのアルミニウム溶融容
量を有するよう設計される。炉の全能力を最大限利用す
ることは極めて希である。

このため、炉には溶融能力を、従って、温度を制御する
ための制御装置が備えられておシ、この制御装置はバッ
ト２内に位置決めされた温度センサーと、湯１１よシも
上の空間に位置決めされた温度センサーとを有している
。比較的少量の溶融金属しか必要とされない間は、温度
を適正な所定レベルに維持し得るに足シるだけの熱しか
供給しないよう溶融能力を低減させる。この溶融能力は
新らしい原材料を溶融するのに不充分なものである。

本発明によれば、この溶融能力の低減は、充填部内の総
べての材料が溶融されてその充填部内の湯のレベルが炉
の他の部分の湯のレベルと同じに壜っ九時しか行われな
い。

本発明は特許請求の範囲内で様々に変形され得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、及び第
２図は主として第１図のＡ　−Ａｌｌ！に沿った水平方
向断面図である。 １・・・・・・・・・上方部、２・・・・・・・・・下
方部即ちバット、３・・・・・・・・・矢印、４・・・
・・・・・・充填部、５・・・・・・・・・熱放射素子
部、６・・・・・・・・・排出部、７・・・・・・・・
・シャーシ、８・・・・・・・・・断熱層、９・・・・
・・・・・レンガ製２イニング、１０・・・・・・・・
・内側ライニング、１１・・・・・・・・・湯即ち溶融
金属、１２・・・・・・・・・液位、１３・・・・・・
・・・保護シート、１４・・・・・・・・・スペーサ、
１５・・・・・・・・・排出出口、１６・・・・・・・
・・断熱隔壁、１７・・・・・・・・・素子部、１８・
・・・・・・・・上方部、１９・・・・・・・・・ヒン
ジ止めされたハツチ、２０ａ・・・・・・・・・ヒンジ
、２０・・・・・・・・・下方部、２１・・・・・・・
・・連通用通路、２２．２３・・・・・・・・・隔壁、
２４・・・・・・・・・ヒンジ装置、２５・・・・・・
・・・金属製マウントの支持面部。 手続補正書（方式） 昭和５７年ｅ月３日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第　５；５２５２　　号２、発明の名
称 ＊ＩＫｓ＊＊ａｖｒｅ第ｇ、。 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和タグ年　り月Ｚ７日 ６、補正により増加する発明の数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）耐熱及び断熱材料から作られていて湯（１１）。 ４１に溶融金属を保持するよう作られたバット（２）を
   備えており、また、一つの充填部（４）と、一つの排出
   部（６）と、一つの熱放射素子部（Ｓ）とを有している
   融解兼保持炉のための装置において、前記充填部（４）
   は前記バット（２）内に位置する下方部（２０）とそれ
   の上ＫＧ置する上方部（１８）とを有しており、前記充
   填部は隔１１（２２，２３）ｒよって前記炉の他の構成
   部品（１５，１７）から分離されており、前記隔壁は湯
   （１１）の中まで延びていて該場内に連通用通路（２１
   ）を形成していることを特徴とする融解兼保持炉用装置
   。 （２１＃許請求の範囲ｌｌＫ１項記載の装置において。 前記隔壁は、前記充填部（４）の前記上方部（１８）に
   隣接した一つの上方部（２３）を有しており、皺隔壁の
   該上方部（２３）は熱伝導性材料から作られており、前
   記隔壁は更に一つの下方部（２２）を有しており、該ｉ
   ＊の該下方部（２２）はｉ熱材料から作られていると共
   に湯（１１）の上方部内へ延びていることを特徴とする
   装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において。 前記隔壁の前記上方部（２３）は金属製板状部材で構成
   されており、核板状部材は前記熱放射素子部（１７）に
   おける熱放射素子と近接して配置されていて前記充填部
   （４）へ熱を放射せしめていることを特徴とする装置。 （４）特許請求の範囲第３項記載の装置において。 前記隔壁の前記下方部（２２）は湯（１１）の全深さの
   ほぼｌ／３まで該場内へ延びていることを特徴とする装
   置。 （５）特許請求の範囲第１項からＩＦ５項までのいずれ
   か一つの項に記載の装置において、前記充填部（４）は
   、断熱材料で作られた枢動可能なハツチ（１９）Ｋよっ
   て閉じられており、且つ蚊ハツチと、前ｆｆｉバット（
   ２）と、前記隔ＩＩ（２２，２３）とによって画定され
   ていることを特徴とする装置。