JPS5851192B2 - 金属ならびにその合金を溶融する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 燃焼ガスがその流動路上でまず、溶融炉の溶融容器中に
存在する最初の部分材料を溶融し、引続き廃ガスとして
狭められた流動路を通って残熱を、後方に配置されかつ
別個の室中に存在する金属材料に付与する、溶融炉中で
金属および合金を溶融する方法および該方法を実施する
装置に関する。

熱効率を改良するために、該に種々の提案が提示されて
いる。

例えば西ドイツ国特許明細書第４４４５３５号により、
炉廃ガスの流過する予備溶融装置を有する、鋳造用ルツ
ボ溶融炉が開示されている。

このような炉は、炉廃ガスにより連行される汚物粒子が
予熱された金属上に沈積し、材料を再装入する際に溶融
浴の著しい汚染およびガス混入をもたらす限り不利であ
る。

これらの欠点は、西ドイツ国特許公告公報第１２１０１
３２号によれば間接的に加熱される予熱室によって除去
する。

つまりスクラップ塊の加熱に役立つ予熱室がガス密の中
間床板によって廃ガス煙道から分離されているようにす
ることが試みられている。

これによって、予熱すべき金属に対する汚物粒子供給に
関する上記の欠点も除去されたとはいつ゛ても、熱効率
は中間床板の比較的低い熱伝導率のため増大させること
ができないし、殊に溶融物の加熱がたんに一方の側から
（下方から）行なわれ、かつ殊に輻射（上方から）によ
る熱伝導は極めて不十分であるので、まだ完全には利用
することもできない。

本発明の根底をなす課題は、製造された金属融液の蒸発
、過熱および汚染を完全に阻止し、かつ極めて節約され
た燃料消費において全ルツボ壁にわたり均一な温度分布
を有する溶融工程およびそれとともに最高度の熱効率を
つくることを可能ならしめる、冒頭に述べた種類の方法
を記載しかつそのような装置を提供することである。

これは、本発明によれば、金属、殊に軽金属、重金属お
よび貴金属ならびにその合金を特徴する特許請求の範囲
第１項ないしは第２項の前提部による方法および装置に
おいて、それぞれ特徴部に記載された特徴によって達成
される。

即ち、本発明による方法は、廃ガスの流速を溶融炉に後
接された室に入る際に突然に、溶融室内で流動速度が廃
ガス通路から出るときよりも×〜名２小さいように減少
させ、その際廃ガスを放圧させかつ溶融室内に停滞させ
て、溶融容器内で間接的に廃ガスのあたる金属材料を溶
融することを特徴とする。

また、本発明による装置は、熱い燃焼ガスのあたる溶融
容器を備え、廃ガス通路により少なくとも１つの後接さ
れた、加熱すべさ金属材料用の熱絶縁された室と結合さ
れていて、該層の入口横断面が廃ガス通路の横断面より
も大きくかつ該層は煙突に接続されている装置であって
、溶融室ならびにその中へ突出している溶融ルツボは、
廃ガス各方面からあたるように構成かつ配置され、溶融
室はその自由横断面Ｆ２が廃ガス通路の横断面Ｆ１より
も約８〜１２倍大きくかつその内面に付加的な熱放射性
および蓄熱性周壁Ｗを備え、廃ガス通路は閉鎖可能の開
口を有し、かつ溶融室と煙突との間に廃ガスの体積の制
御と同時に廃ガスの温度の制御に役立つスライダが配置
されていることを特徴とする。

この課題の解決に際し本発明によれば、特許請求の範囲
第３項以降に記載されている実施態様が生じた。

さらに、本発明による金属を溶融する方法は公知方法に
比べて、なお有利に、溶融室のルツボ中に装入された金
属分が炉廃ガスと接触せず、比較的短時間に完全に溶融
することによりすぐれている。

この工程は、溶融室内壁を高蓄熱性材料、例えばマグネ
サイドからなる、層により構成し、該層がそれを取巻く
外部空間に対する十分かつ慎重な熱絶縁によって熱損失
に対して保護されていることによって支持される。

引続き、融液は溶融炉に供給するかもしくは溶融室ルツ
ボから直接に鋳込むことができる。

インゴットや銑鉄が供給される、溶融炉のルツボ中へ融
液を入れる場合には、あらかじめルツボ壁と金属との間
に存在する空隙が液体金属で充填され、これにより熱伝
達が改良され、全溶融時間が短縮される。

さらに、本発明方法は、溶融室からの種々の合金の小装
入量を同時に別個に処理することが可能である。

さらに、本発明による金属を溶融する装置は公知装置に
比べてなお、既存の溶融装置にも特別な技術的困難およ
び大きい金融上の消費なしに設置することができること
によって有利にすぐれている。

後接された溶融室の範囲においては、完結燃焼のために
残存酸素含量は溶融炉におけるよりも著しく低い。

さらに、廃ガスの流動速度は溶融炉の流動速度に比べて
低い。

この両者により、溶融室中におけるルツボの耐用年数は
溶融炉中のルツボの耐用年数の数倍にも達しうる。

次に、本発明を、熱源としてオイルバーナーを使用する
１実施例につき詳述する。

オイルバーナー１を用いて作動される溶融炉２は、第１
図および第２図によれば、溶融すべき金属、例えばアル
ミニウムを収容しているルツボ３を備えている。

溶融炉およびルツボ用被覆体としては、蓋４が用いられ
る。

５で表わした、オイルバーナー１の燃料ガスは、接線方
向に燃焼室６中へ導入され、ここでルツボ３のまわりを
めぐり、次いで横断面Ｆ、を有する廃ガス通路７を通り
、引続き横断面Ｆ２を有する溶融室８を通って煙突９に
導かれる。

廃ガスが、溶融室８の比較的大きい横断面を、均一な温
度分布が得られるように擦過するようにするために、案
内部材１０を設けることができる。

煙突通風を制御するために、自体公知の方法で煙突入口
にはスライダ１１が設けられ、これは例えばその下端に
、減圧範囲内での廃ガスの排出を確保する安全開口１２
を有する。

スライダ１１は同時に、廃ガスがそれになお含まれてい
る熱量を周囲に搬出するのに十分なチャンスを有するよ
うにするために、廃ガスの一定の停滞作用を得るために
も役立つ。

スライダ１１の制御は、手でもしくは自体公知の方法で
駆動装置によって行なうことができる。

オイルバーナー１が融液が鋳込み温度に到達した際に常
用の制御装置によって遮断する場合、熱効率の高さを考
慮して、煙突９中に安全スリットを有せず、たんに蓄積
された熱が自然の煙突通風を通って外気に達するように
配慮するもう１つのスライダ１３を取付けるのが有利で
ある。

スライダ１３およびオイルバーナー１は、オイルバーナ
ー１が、スライダ１３の開いているときのみ接続しうる
ようにするため、互いに連動されている。

連動結線は、実線で示した線１３ａによって暗示されて
いる。

図においては溶融室８中に３個のルツボ１４゜１５およ
び１６が図示されており、この場合２つのルツボ１４お
よび１５は、炉の長手方向に見て、炉の長手軸の両側に
配置されていて、スライダ１１に面したルツボは炉の長
手軸の範囲内にある。

溶融工程に望ましい高い蓄熱値を得るためおよび炉の傍
で働く作業員を流出する廃ガスから保護するためには、
スライダ１１を制御して、設置されたバーナー装置の形
式により廃ガス通路Ｔ中に生じる廃ガスの速度を、溶融
室自由横断面Ｆ２を約８〜１２倍拡大することによって
減少させることが必要である。

常温始動の際に供給された燃料の絶対完全燃焼を保証す
ることができるようにするため、溶融室８中へなお流入
した未燃焼炭化水素粒子がこの個所で完全に分解し、蓄
積された熱量により完全に燃焼させる。

常温始動における圧力変動をなくすために、廃ガス通路
７中に出入口１８を設け、その横断面は最も簡単な形で
、例えば被覆レンガ１９をずらすことによって相応に調
節することができる。

溶融室に反射面Ｗを十分に設けるために有利に、溶融室
８中に高蓄熱性材料、例えばマグネサイトからなる付加
的熱反射部材２０が設けられている。

実験で、本発明による装置は、圧力および温度に依存す
る従来常用の全炉装置の制御と関連して、溶融能率のか
なりの向上を得ることができるので、かかる装置に用い
られた投資費用は短期間に償却可能であることが判明し
た。

本発明の装置は若干の方法で、本来の発明思想から逸脱
することなしに変更することができる。

例えば、オイルバーナーの代りに、他の燃料源、例えば
天然ガスもしくは固体燃料を使用することも可能である
。

さらに、図示されたルツボの代りに、殊に大きい装置に
おいて槽を利用することもできる。

さらに、溶融室８の形ないしは寸法を局地的条件に適合
させ、第２図に図示された長方形の代りにこれと異なる
形、例えば煙突の方向に先細となる形を選択することも
可能である。

さらに、装置は、個々の工程、ならびに全作業経過を公
知形式のプログラム制御装置を用いて全自動的に実施す
ることができるように構成されている。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の１実施例を示すもので、第１図は本発明に
よる装置を暗示する正面断面図、第２図は第１図の■−
■線による平面断面図である。 １・・・・・・オイルバーナー、２・・・・・・溶融炉
、３・・・・・・ルツボ、４・・・・・・蓋、５・・・
・・・燃焼ガス、６・・・・・・燃焼室、７・・・・・
・廃ガス通路、８・・・・・・溶融室、９・・・・・・
煙突、１０・・・・・・案内部材、１１・・・・・・ス
ライダ、１２・・・・・・安全開口、１３・・・・・・
スライダ、１４，１５゜１６・・・・・・ルツボ、１８
・・・・・・出入口、１９・・・・・・被覆レンガ、２
０・・・・・・熱反射部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼ガスがその流動路上でまず、溶融炉の溶融容器
   中に存在する最初の部分材料を溶融し、引続き廃ガスと
   して狭められた流動路を通って残熱を、後方に配置され
   かつ別個の室中に存在する金属材料に付与する、溶融炉
   中で金属および合金を溶融する方法において、廃ガス５
   の流速を、溶融炉２に後接された室８に入る際に突然に
   、溶融室８内で流速が廃ガス通路７から出るときよりも
   嵐〜名、小さいように減小させ、その際廃ガス５を放圧
   させかつ室８中に停滞させて、溶融容器１４．１５，１
   ６内で間接的に廃ガスのあたる金属材料を溶融すること
   を特徴とする金属ならびに合金の溶融方法。 ２ 熱い燃焼ガスのあたる溶融容器を備え、廃ガス通路
   により少なくとも１つの後接された、力ロ熱すべき金属
   材料用の熱絶縁された室と結合されていて、該室の入口
   横断面が廃ガス通路の横断面よりも大きくかづ該室は煙
   突に接続されている、金属ならびに合金を溶融するため
   の溶融炉において、溶融室８ならびにその中へ突出して
   いる溶融ルツボ１４，１５，１６は、廃ガスが各方面か
   らあたるように構成かつ配置され、溶融室８はその自由
   横断面Ｆ２が廃ガス通路７の横断面Ｆ１よりも約８〜１
   ２倍大きくかつその内面に付カ目的な熱放射性および蓄
   熱性周壁Ｗを備え、廃ガス通路７は閉鎖可能の開口１８
   を有し、かつ溶融室８と煙突９との間に廃ガスの体積の
   制御と同時に廃ガスの温度の制御に役立つスライダ１１
   が配置されていることを特徴とする金属ならびに合金の
   溶融装置。 ３ 溶融室８の熱放射性および蓄熱性内壁Ｗがマグネサ
   イト等からなる、特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 廃ガス５の流動路中でスライダ１１の後方にもう１
   つのスライダ１３が煙突９内に配置されている、特許請
   求の範囲第２項〜第３項のいずれか１項記載の装置。 ５ スライダ１３がオイルバーナー１との連動結線によ
   って作動可能である、特許請求の範囲第４項記載の装置
   。 ６ 溶融室８内に、たとえばマグネサイトからなる付カ
   ロ的な蓄熱および熱放射部材２０が配置されている特許
   請求の範囲第２項〜第５項のいずれか１項記載の装置。 ７ 溶融室８内に、廃ガス気流用案内部材１０が配置さ
   れている、特許請求の範囲第２項〜第６項のいずれか１
   項記載の装置。 ８ 案内部材１０および熱放射部材２０が調整可能に配
   置されている、特許請求の範囲第６項および第７項のい
   ずれか１項記載の装置。 ９ ルツボ１６が炉の長軸の範囲内に配置されている、
   特許請求の範囲第２項〜第８項のいずれか１項記載の装
   置。