JPS60190536A - 溶解炉 - 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】 この発明は溶解炉に関し、さらに詳しくいえば、１次お
よび２次の２つのジインからなる高純度アルミニウムの
連続製造装置にａ５いて、１次ラインで精製して得られ
た高純度アルミニウム塊を２次ラインの原料として使用
づ−るさいに、この高純度塊を再溶融Ｊるのに用いる溶
解炉に関する。

この発明の目的は、簡単な操作で所定ｍかつ所定温度の
溶湯をポンプを用いずに出湯することのできる溶解炉を
提供することにある。

この発明による溶解炉は、溶湯保持室ど、溶湯保持室に
連通した溶解室と、溶解室ど一重部で連通した被溶解物
投入室と、溶湯保持室にのぞませられた保温用バーナと
、被溶解物投入室（のぞませられた溶解用バーナとを備
えてｉＪ３す、溶湯保持室を４Ｒ成する壁に出湯口が設
けられ、被溶解物投入室の上部に被溶解物投入１」が設
番）られるとともに、被溶解物投入室内に、溶解室どの
連通部にのびる下り傾斜路が備えられ、溶解用バーナが
傾斜路上端にのぞんでおり、かつ傾斜路に沿ってその下
端部に向いていることを特徴とするものである。

上記の溶解炉において、溶湯保持室内の湯面が出湯口の
子端と同一レベルとなるように、被溶解物を投入［Ｊが
ら投入し、溶解用バーナで溶解し、溶湯保持室内で保温
用バーナにより所定の温度に保って、１３り。イして、
あるｍの溶湯を出湯する場合には、このｍに相当する被
溶解物を投入１］から投入し、溶解用バーナで溶解Ｊる
。

新たに被溶解物を投入することにより溶湯保持室内の湯
面は１臂し、新たに投入した被溶解物の小に相当する量
の溶湯が出湯１」からオーバー・フローして出湯される
。

この発明の溶解炉によれば、１述のようにして、新たに
投入した■に相当する吊の溶湯だ（−Ｊをポンプを用い
ないで出湯り゛ることができるので、その操作はきわめ
て簡単である。しかも、溶湯保持室内の溶湯は、保温用
バーナににって所定の温度に保たれているので、出湯さ
れる溶湯は所定の温度であり、のちの作業に好都合であ
る。さらに、投入口から投入された溶解物は傾斜路を落
下し、溶湯内に浸されるとともに溶解用バーナで加熱さ
れるので、速やかに溶解づる。

この発明を以下図面を参照しながら説明づる。

第１図および第２図は、この発明の溶解炉を備えた偏析
凝固を利用した高純度アルミニウムの連続製造装置を示
Ｊ０以下の説明において、前後は第１図および第３図を
基準にして前とは同図−ト側を指し、後とは同図上側を
指りものどする。また、左右とは後方に向っていうもの
とＪる。

第１図および第２図において、高純度アルミニウムの連
続製造装置は、１次および２次の２つの製造ラインから
構成されている。１次ラインは、不純物を含む精製すべ
きアルミニウムを溶解りる溶解炉（１）と、この溶解炉
（１）に続いて並べられかつ上端で連結樋（３）によっ
て連通させられた複数のるつぼ（２Ａ）〜（２Ｅ）と、
右端のるつぼ（２Ａ）内に配置された撹拌機（４）と、
他の４つのるつぼ（２Ｂ）〜（２Ｆ）中に１ずつ配置さ
れており、かつ上下動自在である高純度アルミニウムを
晶出するための回転冷却体（５）とを備え−Ｃいる。右
端のるつぼ（２Ａ）に溶解炉（１〉から供給されるアル
ミニウム溶湯を受側）るための受樋（６）か取り付けら
れ、左端のるつは（２Ｅ）に溶湯拮出６ｆｆｉ　（７）
が取り（＝Ｊ＆プられている。２次ラインは１次ライン
と左右逆向きに構成されでおり、１次ラインで製造され
たアルミニウムの精製塊をさらに精製して高純度のアル
ミニウムを製造するためのものである。２次ラインは、
１次ラインで得られた高純度のアルミニウム塊を溶解す
る溶解炉（１１）と、１次ラインと同様な（ｊ４成の複
数のるつぼ（１２Ａ）〜（１２Ｅ）、るつば（１２Ａ）
〜（１２Ｅ）の上端部どうしを連通さＵる連結樋（１３
）、撹拌機（１４）、回転冷却体（１５〉、受ｔｉｔ！
１（１６）および溶湯排出樋（１７）を備えている。

そして、２次ラインの溶解炉（１１）にこの発明の溶解
炉が用いられている。溶解炉（１１）は、第３図ないし
第６図に示ずＪ：うに、溶湯保持室（２１）ど、溶解室
（２２）と、被溶解物投入室（２３）とを備えている。

溶湯保持室（２１）の右側壁（２１ａ　）には出湯口（
２４）が設りられている。出湯Ｉ］（２４）を囲みかつ
頂壁（２１ｂ　）どの間に間隙をおくように、溶湯保持
室（２１）の底ｑｖ（２１０）に上向き仕切壁（３Ｇ）
が設りられている。この仕切り壁（３６）には溶湯通過
孔（３６ａ）が形成されている。また、溶湯保持室（２
１）の右側ｇＢ１ａ）における出湯口（２４）よりも上
方の位置には、溶湯保持室（２１）内にのぞむように保
）品用バーナ（２５）が設けられている。

溶解室（２２）は、溶湯保持室（２１）の左側に連なっ
て設けられている。溶解室（２２）の底面は、溶湯保持
室（２１）の底面よりも上方の高さ位置にある。また、
溶解室（２２）の底面は前方に向って下方に傾斜してい
る。被溶解物投入室（２３）ｋ：設けられている。投入
室（２３）の頂壁（２３ａ：に被溶解物投入口（２７）
が設けられ、この投入口（２７）に開閉扉（２８）が段
【ノられている。また、投入室（２３）内には投入口（
２７）から溶解室（２２）どの連通部にのびる下り傾斜
路（２９）が設けられでいる。傾斜路（２９）のＦ端は
溶解室（２１）と連通している。傾斜路（２９）の上端
にのぞむように投入室（２３）の後側壁（２３ｂ）に溶
解用バーナ（３０）が設【プられている。溶解用バーナ
（３０）は溶解室（２２）との連通部の方を向いている
。図面中（３１）は、外部から溶解炉（１１）内の点検
を行うための点検口で、通常は蓋（３２）ににって閉鎖
されている。（３３）はド［１ス汲出し目で、通常は蓋
（３４）によって閉鎖されている。また、（３５）は高
純度アルミニウムの製造（′１５栗終了後、溶解か（１
１）内に残った溶湯をＪＪＩ出づるための残湯排出口で
ある。

上記のような構成の高純度アルミニウムの連続製造装置
において、１次ラインの溶解炉（１）内で溶融Ｕられた
精製ずべぎアルミニウムは、各るつぼ（２Ａ）〜（２Ｅ
）に送り込まれる。

この溶融アルミニウムには、Ｆｃ、３ｉ、ｃｕ。

Ｍｕなどのアルミニウムと共晶を生成する共晶不純物の
他に王ｉ　、ＶｌＺｒなどのアルミニウムと包晶を生成
する包晶不純物が含まれでいる。

そのため、左端のるつぼ（２Ａ）において、溶湯中にホ
ウ素を添加して撹拌機（４）で攪拌し、ホウ素と包晶不
純物とを反応させてＴ！１３２、ＶＢ２　、Ｚｒ　Ｂ２
等の不溶性金属ホウ化物を４１成させる。

ついで、各るつば（２Ｂ）〜（２Ｅ）における溶湯聞が
所定量に達したどきに、冷却体（５）を下降させて溶湯
中に浸漬し、その内部に冷ＮＪ流体を供給しつつこれを
回転ざける。づ′ると、偏析凝固の原理により回転冷却
体（５）の周面にだけ高純度アルミニウムが晶出し、共
晶不純物Ｊ３よび左端のるつぼ（２Ａ）で添加した余剰
のホウ素は液相中に排出されて金属ホウ化物とともに、
回転冷却体（５）の回転により生じる遠心ツノにより回
転冷却体（５）から遠ざけられるので、回転冷却体（５
）の周面に晶出したアルミニウムは精ｙｔべき元のアル
ミニウムよりも高純度になる。残った溶湯は排出樋（７
）からＨＦ出される。各冷却体によって回収されるアル
ミニウムの合計量の、供給された溶湯の金側ｔｊ１に対
する比（以下、この比を回収率という）を変えることに
よって４９られる全でのアルミニウム中の平均不純物１
１１１１Ｑを変えることができ、回収率が小さいほど上
記平均不純物濃度は低くなる。２Ｌだ、回転冷却体（５
）の周面に晶出づ゛るアルミニウム最は、溶湯の温度、
冷却体の回転数、冷却能、浸漬時間により適宜変更する
ことができる。したがって、各るつぼ（２Ｂ）〜（２［
）にお（）る冷却体（５）の周面に晶出するアルミニウ
ムの量が等しくなるように、溶湯の温度、冷７ＪＩ体（
５）の回転数、冷却能をコントロールづるとともに、各
るつぼ（２Ｂ）〜（２Ｅ）における溶湯量が常に等しく
なるように、溶湯供給量および排出量をコン１〜［Ｊ−
ルし、上記回収率を所定の値とすることによって溶解炉
（１）から供給される元の精製リベきアルミニウムより
も高純度のアルミニウム精’！Ｊ　ｔ５１！が１１１ら
れる。

１次ラインの冷却体（５）の周面に１１着したアルミニ
ウムの精製塊は、図示しない適当な手段により冷却体（
５）の周面から掻落とされて、１つずつ２次ラインの溶
解炉（１１）の投入口（２７）から投入室（２３）に投
入される。この精製塊は傾斜路（２９）を滑って投入室
（２３）の下端部を経て溶Ｆｌｖ室（２２）に到り、溶
解用バーナ（３０）により加熱されて溶解する。この溶
湯は溶湯保持室（２１）内に入る。溶湯は、溶湯保持室
（２１）内の湯面が出湯口（２４）の下端と同一レベル
どなるまで溶湯保持室（２１）に溜まり、保温用バーナ
（２５）で所定の温度に保たれる。

その後、投入口から　１つずつ投入される′ｖＩ製塊は
、傾斜路（２９）を滑って下端部に到る。傾斜路（２つ
）の上端部は溶解室〈２２）と連通し、溶湯は溶解室（
２２）内に流入しているので［製洩の一部は）ｄ渇内に
浸される。また精製塊には溶解用バー＝す（３０）の燃
焼火炎が当たる。したがって、精製曲は速やかに溶解す
る。投入口（２７）から１つずつ投入される精製塊が溶
解づる度毎に、溶湯保持室（２１）内の所定温度に保た
れＬいる溶湯は、出湯口（２４）からＡ−バー・フロー
し、受樋（１Ｇ）に流れ込む。このようにして、２次ラ
インのるつぼ（１２Ａ＞へ、（１２Ｅ）内に所定量のア
ルミニウム溶湯が流入した後、１次ラインの場合と同様
の操作を行なうことによって、冷Ｎ１体（１５）の周面
に、２次ラインの溶解炉（１１）に投入された精製塊よ
りも高純度のアルミニウムを晶出さゼて精製１鬼を１！
することができる。こうして得られたアルミニウムは、
１次ラインの溶解炉（１）に投入された精製−リベきア
ルミニウムよりもはるかに高純度となっている。Ｊ、た
、２次ラインのＪＪＩ　ｉｌ樋（１７）から排出された
溶湯は、１次ラインの溶解炉（１）に戻される。

上記において、１次ラインにＪ５ける」１記回収率（よ
、排出樋（７）から排出される溶湯のハ１とずべての回
転冷却体（５）の周囲に晶出したアルミニウム精製塊の
合計量から決められているので、２次ラインの溶解炉（
１１）に投入される精製塊のｍはすでに分っており、そ
の結果溶解炉（１１）からオーバー・フローして出湯さ
れるアルミニウム溶湯量を測定り−る必要はない。した
がって、２次ラインにおりる上記回１■率は、ザベての
回転冷却体（１５）の周囲に晶出したアルミニウムｆ、
ｉ′１製塊の吊を測定するだけで簡単に知ることができ
、しかも２次ラインで１ξ１られるアルミニウム精製腕
の純度も簡単に知ることができる。さらに、回転冷ｆＪ
Ｉ体（１５）の周面に晶出する精製腕の量を変更するこ
とにより、回収率を簡単に変更することができるので、
回収率および１；１られるアルミニウム精製腕の制御を
容易に行なうことが可能どなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は溶解炉を用い
た高純度アルミニウムの連続製造装置の平面図、第２図
は連続製造装置の２次ラインの垂面断面図、第３図は溶
解炉の水平断面図第４図は１３図のＩＶ　−ＩＶ線にそ
う断面図、第５図は第３図のｖ−■線にそう断面図、第
６図は第３図のＶ［−Ｖｌ線にそう断面図である。 （１１）・・・溶解炉、（２１）・・・ｉ（？渇保持室
、（２１ａ）・・・壁、（２２）・・・溶解至、（２３
）・・・被溶解物投入室、（２４）・・・出湯口、（２
５）・・・保温用バーナ、（２７）・・・被溶解物投入
口、（２９）・・・傾斜路、（３０）・・・溶解用バー
ナ。 以　上 外４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶湯保持室（２１）と、溶湯保持室（２１）に連通した
   溶解室（２２）と、溶解室（２２）と下部で連通した被
   溶解物投入室（２３）と、溶湯保持室（２１）にのぞま
   せられた保温用バーナ（２５）と、被溶解物投入室（２
   ３）にのぞませられた溶解用バーナ（３０）とを備えて
   おり、溶湯保持室（２１）を構成する壁（２１ａ）に出
   湯口（２４）が設けられ、被溶解物投入室（２３）の上
   部に被溶解物投入口（２７）が設けられるとともに、被
   溶解物投入室（２３）内に、溶解室（２２）との連通部
   にのびる下り傾斜路（２９）が備えられ、溶解用バーナ
   （３０）が傾斜路（２９）上端にのぞんでおり、かつ傾
   斜路（２９）に沿ってその下端部に向いていることを特
   徴どする溶解炉。