JPS597906B2 - アルミニウム「鎔」解炉の「鎔」湯撹拌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム熔解炉の熔解槽内で加熱熔解させ
た純アルミニウムおよびアルミニウム合金の熔湯攪拌を
自動的に、かつ効率良く行わしめるようにした熔湯攪拌
装置に関するものである。

従来、例えばアルミニウム熔解炉でアルミニウムのイン
ゴットあるいは廃材等を加熱熔解させようとした場合、
熔解槽の熔湯は静止した状態で滞留しており、熔湯の上
下面では実におよそｌＯＯ℃の温度差があり、しかも熔
湯の取出口は一般に熔解槽の底部側面に設けてあるため
に熔湯を取出しても熔解槽内に熔湯の流動は起きない。

このためにアルミニウム熔解には必要以上の多量の熱量
を消費し、しかも対流がないために熔湯の上面が過熱さ
れて酸化アルミニウムの発生が多く歩留りが悪くなり、
丑だ原料投入口付近では熔湯は温度上昇が悪くて熔解速
度を遅くするといったような欠点を有している。

また例えば、アルミニウム合金を製造する場合、アルミ
ニウム熔湯中に配合すべき金属を挿入添加した後この添
加金属をアルミニウム熔湯中に均質に拡散させるために
熔湯の攪拌を行うが、この攪拌作業は一般には鉄製等の
攪拌道具を用いて人為的或いは機械的に行うものであっ
たために、ややもすれば攪拌が不十分となって製品の組
成が不均質となったり、また攪拌労力は多大であるとか
、あるいは攪拌道具に附着したアルミニウムの除去作業
等の手入れに大変手間を要する等の問題があった。

本発明者はこのような欠点を解消するアルミニウム熔解
炉の熔湯攪拌装置をすでに特許出願（特願昭５５−１
８９０３６号）している。

即ちこの特許出願は熔解槽の一側壁に連通させて中空筒
を設け、該中空筒を真空プロワに接続し、間歇的に吸気
することにより熔解槽の熔湯を中空筒内に吸入上昇させ
、この吸入した熔湯を外部から加えた流体圧力により排
出する動作を繰り返し行なわしめることにより熔湯の攪
拌を自動的に行ない労力の削減等に寄与するものである
。

本発明はこのように繰り返し熔湯が吸入される連通路お
よび中空筒を改良したものであって、連通路をアルミナ
約８０％強、二酸化ケイ素約１０係程度を主成分とする
粉状物を加圧焼成して成形した高アルミナ質耐火材によ
り形成し、さらに連通路を介して熔解槽に連なる中空筒
の内壁はアモサイト石綿繊維と珪藻土シリカに無機質バ
インダーを加え、加圧と蒸気養生により成形したボード
状断熱材を下地として、熔湯と接触する内表面にはこの
ボード状断熱材と略同質なるもより微細な粉状物をより
高密度に焼成して表面平滑性を高めた耐熱材を被着して
形成し、これによって連通路および中空筒の断熱および
耐熱効果を高め、この装置の寿命の延長と熱損失の防止
を図ったものである。

さらに本発明は、連通路の熔解槽側聞目端に近い部分を
熔解槽側に向かいやや上向き勾配に形成し、これによっ
て熔湯の攪拌効果をより一層高めるようにしたものであ
る。

以下に本発明を実施例に基づき詳述するに、図中１は耐
火レンガで構築された定置式の炉本体であり、下部に熔
解槽２が設けてある。

３は炉本体１の側壁に挿設されたバーナタイル、４はバ
ーナタイル３に近接させて炉本体１の外方に設置された
バーナであり、調節弁５を介して調節自在に燃料供給管
及び空気供給管（図示せず）が夫々接続してある。

熔解槽２には底部側面に熔湯の取出口６を設けると共に
上部の−１０に原料投入口Ｉを設ける。

原料投入口７は滑車８を介して昇降自在に吊下げられた
扉９により炉内に遮蔽されている。

なお、１０は炉本体１の側壁に貫通させた排気孔であり
、１１は該排気孔１０に連通させて設けられた煙突であ
る。

１２は熔解槽２の一側壁に該熔解槽２内の熔湯と連通す
る湾曲状の連通路で、該熔解槽２側開目端に近い部分は
熔解槽２側に向かい角度θのやや上向き勾配に形成され
る。

なおここに連通路１２は、高アルミナ質のギブラム（旭
硝子■の商品名）と称される耐熱性および断熱性を有し
かつ表面の滑らかな耐火物１３により形成されており、
これはアルミナ約８０％強、二酸化ケイ素約１０％程度
を主成分とする粉状物を加圧焼成して成形させたもので
ある。

１４は熔解槽２の外部において前記連通路１２に連なっ
て設けられた中空筒であり、熔解槽２内の熔湯面より高
位置となるように立設される。

しかして該中空筒１４は鋼板をもって形成された角筒状
外殻体１５内にマリナイト層１６を下地として設け、そ
の内側の熔湯と接触する内表面にはマリメット層１７（
ここに「マリナイト」および「マリメット」とはＪｏｈ
ｎｓ−Ｍａｎｖｉ ｌ ｌｅ 社の四品名である）を
設ける。

その組付けは、先ず断而略正方形の筒状をなす角筒状外
殻体１５の各内面に長方形板状に形成した四枚のマリナ
イト板を当てがい、次いでその内側に両側縁を略４５°
に切欠いて断而略台形状に形晟した長方形状の四枚のマ
リメット板を嵌め込んでなる。

ここにマリナイトと称されるものは一般にアモサイト石
綿繊維と珪藻土シリカに無機質バインダを加え、高圧と
蒸気養生により成形されたボード状の高級断熱材であり
、通常約７３０℃の使用温度に耐える耐熱性の材料であ
る。

またマリメットと称されるものは、マリナイトと略同質
の材料ではあるが、さらに高密度かつ耐熱性を改良した
断熱材であり、通常約９８０℃の使用温度にまで耐える
ことができ、さらに表面が滑らかなことがら熔湯に対す
る漏れ性がないことを特長とする材料である。

１８は中空筒１４の上部に接続した送気管であり、管路
の途中に切換パルブ１９ならびに熱交換器兼アキューム
レータ（チャンバ）２０が夫々接続してあり、さらに送
気管１８を経てその終端にモータ２１によって回転駆動
する真空ブロワ２２が設置してある。

前記切換バルプ１９はタイマのセットによって２〜３秒
間隔で第１図の熱交換器２０に中空筒１４が連通ずる状
態と、図示しないが熱交換器２０との連通が遮断される
と同時に中空筒１４は外気と連通ずる切換え動作が行な
われるようになっている。

また、熱交換器２０は空冷用軸流ファン２３からの強制
送風で内部の通風管路を冷却し、冷却用空気排出口２４
より排出させて熱交換作用を行なわせるようにしてある
。

さらに、該熱交換器２００入口側にダスト回取部２５を
設け、該熱交換器２０の出口側にフィルタ２６を設けて
ある。

２７は負圧計である。

次に本装置の作用を説明する。

原料投入口７よリアルミニウムのインゴット或いは必要
に応じて廃材や添加金属等の原料を炉内に投入して、バ
ーナ４により炉内を加熱して前記原料を熔解させる。

この熔融状態に関連させて真空ブロワ２２を駆動させ、
切換バルプ１９が第１図のように熱交換器２０と中空筒
１４が連通ずる状態のときは吸引負圧力によって熔解槽
２の熔湯は連通路１２を経て中空筒１４内に吸上げられ
ａ位置まで達する。

また、切換バルブ１９が切換えられて外気が送気管１８
を介して中空筒１４に連通されたときは該中空筒１４内
のａ位置まで上昇している熔湯は重力によって押し下げ
られる。

こうした切換バルプ１９の切換動作によって中空筒１４
内を熔湯が激しく上下動し、この運動によって熔湯が中
空筒１４内を吸上げられるときは連通路１２０周辺にあ
る熔湯が吸引され、逆に熔湯が下降するときは重力によ
って加速度を生じて連通路１２より熔解槽２内へ噴出し
周囲の熔湯を巻込んで流動し、熔解槽２を大きく還流運
動をして第２図に矢示するように熔湯を攪拌する。

またこのとき、連通路１２の熔解槽２側開目端に近い部
分は熔解槽２側に向かい角度θのやや上向き勾配に形成
されることにようて、第３図に矢示するように熔湯が上
向きに吹出すため上層部の熔湯と底部の熔湯とが対流し
広範囲に亘って熔湯を攪拌できる。

なおダクト回収部２５は吸引される空気中のスラッジ等
を捕集するため熱交換器２０の管路詰まりを起こさせな
い。

また真空プロワ２２はフィルタ２６で濾過された空気を
吸収するので目詰りがない。

さらに連通路１２を形成するギプラムと称される耐火物
は、高アルミナ質の粉状物を加圧焼成して成形されるも
のであるから、湾曲した筒状に成形することも簡単に行
うことができ、さらにまた中空筒１４は、その角筒状外
殻体１５内にマリナイト板およびマリメット板を嵌め込
むだけで形成されるので、その組付けも簡単に行えるも
のである。

以上説明したように本発明は、連通路を高アルミナ質の
ギプラムにより形成し、さらに中空筒の内壁にマリナイ
ト層を下地とし、熔湯と接触する内表面にはマリメット
層を形成したものであるから、ギブラム、マリナイト層
およびマリメット層ともに熔湯温度以上の温度に対する
耐熱性を有し、かつ断熱性を有することにより、熔解槽
の熔湯髪繰り返し吸入させても長期間の使用に耐え、ま
た中空筒内に吸入される熔湯の温度降下を防ぐことがで
き熱損失も少ない。

また熔湯と直接接触するギブラムおよびマリメット層は
表面が滑らかで熔湯に対する漏れ性がないので、熔湯が
ギプラムあるいはマリメットの表面に付着凝固して、連
通路内あるいは中空筒内に固形物として堆積することも
なく定期的にオーバーホールを行わなければならないと
いうこともない。

さらにまた、連通路の熔解槽側開口端に近い部分は熔解
槽側に向かいやや上向き勾配に形成されているので、中
空筒内に吸上げられた熔湯は連通路より熔解槽内へやや
上向き角度に噴出されて熔解槽内の熔湯中を湯而から底
部まで広範囲に還流し熔湯全体に亘って攪拌でき、熔湯
の上下面における温度差の解消、熔湯の上面の異常過熱
による熔湯酸化に伴う歩留減の阻止、熔解速度の促進、
あるいは合金組成の均質化等の種々の攪拌効果を発揮で
きる等の利点を有する。

なお本発明は、アルミニウムインゴットや廃材等の加熱
熔解における熔湯攪拌について説明したが、アルミニウ
ム製錬において製造される電解メタルを熔湯のまま直接
熔解炉の熔解槽に受け入れて熔湯処理する場合の熔湯攪
拌についても適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に係わるもので第１図は切換バルプ
を吸引状態とした構成図、第２図は熔湯の還流運動を説
明するだめの平面図、第３図は中空筒の部分の拡大縦断
面図、第４図は第３図のＸ−Ｘ線の拡大断面図である。 １・・・・・・炉本体、２・・・・・・熔解槽、１２・
・・・・・連通路、１４・・・・・・中空筒、１６・・
・・・・マリナイト層、１７・・・・・・マリメット層
、１９・・・・・・切換バルブ、２２・・・・・・真空
ブロワ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熔解槽の→則壁の外部に該熔解槽内の熔湯と連通す
   る連通路を上向きに湾曲させて形成し、該連通路に連な
   る中空筒を熔湯而より高位置になるように立設し、該中
   空筒の先端を真空ブロワに接続して間歇的に吸気するこ
   とによって熔湯を中空筒内に吸入し、該中空筒内へ吸入
   した熔湯を外部から加えた流体圧力で排出する動作を順
   次繰り返すことにより攪拌するようにしたアルミニウム
   熔解炉において、前記連通路をアルミナ約８０％強、二
   酸化ケイ素約１０係程度を主成分とする粉状物を加圧焼
   成して成形した高アルミナ質耐火材により形成し、さら
   に前記中空筒の内壁はアモサイト石綿繊維と珪藻シリカ
   に無機質バインダーを加え加圧と蒸気養生により成形し
   たボード状断熱材を下地とし、熔湯と接触する内表面に
   は前記ボード状断熱材と略同質なるもより微細な粉状物
   をより高密度に焼成して表面平滑性を高めた耐熱材を被
   着してなることを特徴とするアルミニウム熔解炉の熔湯
   攪拌装置。 ２ 連通路の熔解槽側聞目端に近い部分を熔解槽側に向
   かいやや上向き勾配に形成してなる特許請求の範囲第１
   項に記載されたアルミニウム熔解炉の熔湯攪拌装置。