JPS592467Y2 - 反射炉の溶湯撹拌装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁ポンプを利用して反射炉内の溶湯を攪拌す
る装置において、電磁ポンプの耐火管に溶湯が残るのを
防止し耐火管の交換作業を容易ならしめた反射炉の溶湯
攪拌装置に関するものである。

アルミニューム及びアルミニューム合金等の溶解、ない
し溶解によって得られる溶湯の保持には重油、ガス等を
燃料とするバーナー装置を備えた反射炉が数多採用され
ている。

このような反射炉の溶湯は次の各項目に掲げる目的のた
めに強制攪拌作用が必要なことは冶金学上よく知られて
いる。

（１）合金成分の一様化 例えば、純アルミインゴットと母合金を使って多数のア
ルミニューム合金を作るような場合、まず反射炉内にイ
ンゴットのような固形金属をチャージし、これを溶解し
て溶湯プールを作りこの溶湯に母合金材を添加して合金
を作るのであるが、固形母合金材の置かれた周囲から次
第に合金成分の溶湯が拡散して合金が形成されていくの
で、速やかに溶湯全体を同一成分にするため強制攪拌を
行い、操業時間の短縮及び拡散を待つ間の保温のための
熱量の減少化を図る。

（２）省エネルギー化 比重の大きい固体相は溶湯プールの下部に沈み、一方、
火炎の熱エネルギーは溶湯の表面に伝達され溶湯の熱伝
達によりプールの下部の固体相に伝達される。

このとき対流伝導は期待できない。その理由は溶湯は高
温はど比重が小であるから下方に向う力が発生し得ない
からである。

その結果、固体金属が熱エネルギーを吸収し溶解してい
く下部に比して溶湯表面の温度が高いということは、熱
輻射によるエネルギーの流れは熱発生源と熱愛源の温度
差の４乗に比例するので、火炎のエネルギー吸収率が悪
く、シたがって溶湯を強制攪拌し溶湯プール表面の温度
を溶湯プールの平均温度に近づけ、火炎の熱エネルギー
の吸収効率を向上させ省エネルギー化を図る。

（３）温度の一様化 反射炉で溶解した溶湯は炉から取出して鋳込の工程へ供
給する。

鋳込温度は一定であることが望ましいが（２）項に記し
た理由により溶湯プールの上部の溶湯が供給される場合
と下部の溶湯が供給される場合とでは温度差を生ずる。

したがって溶湯を強制攪拌してこの温度差をなくし溶湯
の温度の一様化を図る。

（４）酸化の防止 酸化の防止を図るため用いられる火炎しゃ断プール付き
反射炉、いわゆるウェル型炉の場合、火炎の輻射作用に
より熱エネルギーを受ける加熱プールと溶湯のみで通じ
ている溶解プールに溶解金属を沈め、酸素をしゃ断した
状態で熱伝導で溶解するのであるが、この溶解に要する
エネルギーは加熱プールと溶解プールを通じている溶湯
の熱伝導のみによるため、溶解速度はこの熱伝導速度で
規制される。

このため、この加熱プールと溶解プール間の溶湯を強制
攪拌し溶解速度を速め同一装置で生産性の向上を図る。

上記のような目的のために反射炉の溶湯を攪拌する装置
の合理的なものとして電磁ポンプを利用した装置が開発
されている。

このような装置の一例を図示説明すれば次のとおりであ
る。

第１図ないし第３図において、１は反射炉で、図示しな
い火炎放射装置より強力なる熱を受ける加熱部１ａ及び
固型の被溶解金属（アルミインゴット等）を投入するウ
ェル部１ｂからなっている。

２は電磁ポンプで、耐火管２ａとこれを挾んで移動磁界
発生用誘導子２ｂ、２Ｃが配置される。

電磁ポンプ２は耐火管２ａ内に存する溶湯を二次導体と
し、誘導子２ｂ、２Ｃからの移動磁界により上記溶湯に
推力を及ぼす。

３，４は上面が開放した溶湯案内用樋（以下単に樋とい
う）で、それぞれ一端は電磁ポンプ耐火管２ａと他端は
反射炉１の側壁両端部に穿設した開口１Ｃ１開口１ｄと
接続し、溶湯５の通路を形成する。

６，７はそれぞれ反射炉１の開口１Ｃ１開口１ｄの開閉
装置で、溶湯の通過ないししゃ断を規制する作用をなし
、スライドバルブ、ストッパ又は耐火物の挿脱手段等が
用いられる。

上記の構成において、まず反射炉１の加熱部１ａ内にア
ルミインゴット等の固型金属が多数配置され、開閉装置
６，７を閉じた状態にて反射炉１を作動させ固型金属を
強力に加熱すると、徐々に溶湯５が生成され、この溶湯
５のレベルが徐々に増していく。

そして電磁ポンプ耐火管２ａの溶湯通路を満すに足るレ
ベルに達した際、開閉装置６，７を開く。

このとき反射炉１内の溶湯５は雨樋３，４に流れ込み直
ちに電磁ポンプ２の耐火管２ａ内を満すに至る。

このとき電磁ポンプ誘導子２ｂ、２Ｃに交流電力を矢印
Ｘの方向に移動磁界を発生するように供給すると樋４内
の溶湯は樋３に向けて強力に押し出されていく。

このようにして反射炉１内の溶湯５は攪拌作用を受けつ
つ、ウェル部１ｂに固型金属（アルミニューム合金、ア
ルミインゴット等）が投入され溶湯レベルを増しつつ攪
拌作用が継続し、金属の溶解が進行する。

ところで、上記のような従来の装置では、樋３，４は単
に溶湯の流路を形成するのみであるが、これらと比較し
て電磁ポンプ耐火管２ａは外周面より誘導磁束を貫通さ
せ、それに基づき耐火管２ａ内の溶湯に渦電流を発生せ
しめ溶湯に推力を与える作用をなしているので、電磁ポ
ンプのエネルギー効率を高めるため耐火管の形状と厚さ
は制限を受ける。

したがって耐火管２ａの損耗は樋３，４と比較してはな
はだしく、消耗品扱いとされ、耐火管２ａのみを新品と
交換する必要が生ずることが判明した。

この交換作業においては、従来の装置では電磁ポンプ耐
火管２ａ及び流路を形成する樋３，４の内側底面が反射
炉の底面レベル１ｅに等しくなるように設置されている
ので、反射炉にて溶解が終了しこの溶湯をすべて鋳込み
工程に出湯した場合、反射炉内溶湯はなくなっても、攪
拌流路を形成する樋の底面及び耐火管内部に溶湯が少し
残り、これが冷却して薄板状の固型金属となり、消耗品
としての電磁ポンプ耐火管の交換作業を行う場合、上記
固型金属を接合部より除去する作業がかなりの時間を要
し、反射炉の操業能率の低下をもたらす原因となる欠点
があった。

本考案は上記のような従来の装置の欠点を除去すること
を目的とするもので、電磁ポンプ耐火管の内側底面が反
射炉の底面より５０〜３００ ｍｍ高くなるように配設
し、かつ、この耐火管に接続する各樋は内側底面が接続
部より下りこう配を付して配設し、電磁ポンプ耐火管内
に溶湯が残らないようにした反射炉の溶湯攪拌装置を提
供するものである。

以下、本考案を第４図に示す一実施例について説明する
。

同図において、第１図及び第２図と同等の部材に対して
は同一の符号を付して示しである。

図示のように、電磁ポンプ耐火管２ａの内側底面は反射
炉の底面１ｅより５０〜３００ｍｍ高く位置させ、これ
と接続する樋３，４の内側底面は接続部より下りこう配
を付して取り付ける。

上記のような構成において、反射炉内の溶湯をすべて出
湯した場合、電磁ポンプ耐火管内の溶湯は下りこう配の
各樋を流下してすべて反射炉内に戻入し、樋との接続部
には固型金属は残らない。

したがって耐火管の交換作業は容易に短時間に終了する
ことができる。

以上述べたように、本考案に係る反射炉の溶湯攪拌装置
によれば、電磁ポンプ耐火管の位置を反射炉底面より高
く取り付け、これと接続する各樋の通路を下りこう配を
付して配設したので、反射炉内の溶湯がすべて出湯され
たときは溶湯通路の樋及び電磁ポンプ内の溶湯もすべて
出湯されて残り溶湯はなくなり、電磁ポンプ接続部に固
型金属が残らないので、消耗品としての電磁ポンプ耐火
管の交換作業は容易に短時間に終了することができ、反
射炉の操業能率を向上することができるという極めて優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反射炉の溶湯攪拌装置の概略構成を示す
平面図、第２図は第１図の攪拌通路の要部断面図、第３
図は第２図のＡ−Ａ’断面図拡大図、第４図は本考案に
係る反射炉の溶湯攪拌装置の攪拌通路の要部断面図であ
る。 １：反射炉、ＩＣ，ｌｄ：開口、１ｅ：底面、２：電磁
ポンプ、２ａ：耐大管、３，４：溶湯案内用樋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 耐火管２ａ内に存する溶湯を二次導体とし、上記耐火管
   ２ａを挾んで配置される誘導子２ｂ、２Ｃからの移動磁
   界により上記溶湯に推力をもたらす電磁ポンプ２の両端
   に、反射炉１の側壁両端部に穿設した２個の開口ＩＣ，
   ｌｄとそれぞれ接続する溶湯案内雨樋３，４を接続し、
   上記電磁ポンプ２を作動して反射炉内の溶湯を一方の開
   口より流出させ上記溶湯案内雨樋を介して他方の開口へ
   流入させるようにした反射炉の溶湯攪拌装置において、
   電磁ポンプ耐火管２ａを反射炉の底面１ｅより上部に設
   置し、該耐火管２ａの内側底面が反射炉の底面１ｅより
   ５０ｍｍ以上３００ ｍｍまでの高さに位置させるとと
   もに、該耐火管２ａの両端に接続されるそれぞれの溶湯
   案内雨樋の内側底面が接続部より下りこう配となるよう
   に配設したことを特徴とする反射炉の溶湯攪拌装置。