JPS6219683A

JPS6219683A - るつぼ炉

Info

Publication number: JPS6219683A
Application number: JP15927685A
Authority: JP
Inventors: 勇次後藤; 行男清水; 博山本; 横山　久男; 木之下　昭
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1987-01-28
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPH0686984B2

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】産業上の利用分野本発明は、たとえば銅合金のような非鉄金属などをるつ
ぼを用いて溶解するるつぼ炉に関する。

ｆ景技術第７図は典型的な先行技術のるつぼ炉１の断面図である
。炉体２内の燃焼室３内に炎を吹込み、燃焼室３で燃焼
させるバーナ４が設けられる。この燃焼室３には、銅合
金などを溶解して貯留するるつぼ５が配置される。るつ
ぼ５の直上方には、開口６を有する蓋７が乗載される。

銅合金などのようなインゴット８を開口６からるつば５
内に挿入し、加熱して溶湯を得る。

発明が解決しようとする問題点このような先行技術では、バーナ４が炉体２の下部に設
けられるため、燃焼室３内の温度分布に不均一が生じ、
るつば５においてその上部と下部との間で温度差が太き
（、るつぽ５内の溶湯５ａ上部の湯温の向上を図ること
が困難であった。

また本先行技術の他の問題点は、バーナ４が炉体２の下
部に設けられているため、バーナ４から燃焼室３内に噴
出され、燃焼する炎および高温排ガスが直ちに開口６か
ら排出されてしまい、燃焼室３におけるこれらの滞留時
間が短く、熱効率を向上することが困難であった。

また本先行技術の第３の問題点は、るつぽ５が損傷など
したとき、るつぽ５に貯留されていた溶湯がこぼれて、
いわゆる湯こぼれが発生し、炉体２の炉床２ａ上を流れ
て、バーナ４を閉塞してしまうという問題点があった。

したがって本発明の目的は、上述の問題点−を解決し、
構成が小形化されるとともに熱効率を格段に向上するこ
とがでさるるつぼ炉を提供することである。

問題点を解決するための手段本発明は、上方に開放した開口を有する収納空間を備え
た炉体と、収納空間内に配置されるるつぼと、るつぼの半径方向外方に間隔をあけてるつぼを外囲し、
かつ前記収納空間を形成する炉体の内壁との間に間隔を
有し、上ｉ部はるつぼの上端部とほぼ同一高さとなって
おり、下端部には厚み方向に貫通した連通孔を有する筒
状隔壁と、るつぼの上端部と隔壁の上端部とを塞ぐ形状
の閉塞部材と、るつぼの上端部と隔壁の上端部との開で、閉塞部材の下
方に配置されるバーナとを備え、隔壁と炉体の収納空間
を形成する内壁との開は、前記開口に連通していること
を特徴とするるつぼ炉である。

本発明の好ましい実施態様は、前記開口を外囲してその
上方に連なり、取外し可能な予熱筒を備えることを特徴
とする。

本発明の他の好ましい実施態様は、前記炉体の収納空間
を形成する炉床上に、表面が溶湯に対して非濡れ性であ
って、溶湯の流動性が良好である耐火材から成る被覆層
を配置したことを特徴とする。

本発明のさらに他の好ましい実施態様は、前記閉塞部材
が上方に開放した環状凹所を有し、その少なくとも凹所
内周面は溶湯に対して非濡れ性であって、溶湯の流動性
が良好である耐火材から成ることを特徴とする。

本発明のさらに他の好ましい実施態様は、隔壁が蓄熱性
を有する材料から成ることを特徴とする。

本発明のさらに好ましい実施態様は、炉体が軽量断熱材
から成ることを特徴とする。

作　　用本発明になるるつぼ炉は、炉体内の収納空間にるつぼを
配置し、このるつぼの半径方向外方に間隔をあけ、かつ
炉体の内壁との間にも間隔をあけて隔壁を設けるにの隔
壁の上端部は、るつぼの上ｙｔｈｌＩＳとほぼ同一高さ
となっており、下端部には厚み方向に貫通した連通孔が
形成される。またるつぼの上端部と隔壁の上端部とを塞
ぐ形状の閉塞部材を設ける。またバーナは、るつぼの上
端部と隔壁の上端部との間で、閉塞部材の下方に配置さ
れる。また前記隔壁と炉体の収納空間を形成する内壁と
の間は、炉体の上方に開放した開口に連通している。

るつぼ炉を上述のように構成したので、バーナから噴出
される炎および排ガスは、るつぼと隔壁との間であって
閉塞部材の下方で噴出される。この噴出された炎および
排ガスは、るつぼと隔壁との間を下方に移動し、隔壁の
連通孔を半径方向外方に移動し、隔壁と炉体内周面との
開を上昇し、炉体の開口から排出される。そのためこの
ような炎および高温の排ガスは、るつぼ炉内に滞留する
時間が艮くなり、熱効率が格段に向上される。また、バ
ーナが収納空間上部に設けられるので、るつぼの温度分
布が均一化され、るつぼ内の溶湯上部の温度を上昇する
ことができる。したがって溶解される材料の溶解速度が
向上され、排ガスなどが溶湯へ吸収される程度を低減す
ることができる。

またバーナが収納空間上部に設けられたので、るつぼが
損傷するなどして溶湯が流出する場合であっても、バー
ナの閉塞が起こることはない。

実施例第１図は本発明の一実施例のるつぼ炉１１の縦断面図で
あり、第２図は第１図の切断面線■−■から見た断面図
であり、第３図は！＠２図の切断面線■−■から見た一
部断面図であり、第４図は第１図の切断面線ｆｆ−４か
ら見た断面図である。第１図〜第４図を参照して、本実
施例のるつぼ炉１゜１の構成を説明する。るつぼ炉１１
の炉体１２内には、収納空間１３が形成されており、収
納空間１３の中央部付近の炉床１４には、乗載台１５が
配置される。この乗載台１５上には、るつぼ１６が乗載
される。収納空間１３内には、炉体１２の内壁１７から
予め定められる長さの間隙を有し、るつぼ１６から予め
定められる間隙を有する位置に、直円筒状の隔！！！　
”が配置される。隔！！１１８は、蓄熱性および耐火性
を有する材料からなる。

また炉床１４は、耐熱性にすぐれた床部材１９と、床部
材１９上に配置された被覆層２０とを含む。床部材１９
は、繊維状セラミックを圧縮した構成を有し、耐火性に
優れており、断熱性が良好であり、しかも比重が小さく
て軽く蓄熱量が小さい。このような材料によって、炉体
１２の側！！！２１も形成されており、したがってこの
ような炉体１２を設けることによって、るつぼ炉１１全
体の蓄熱量が軽減でき、省エネルギー効果を図ることが
できる。

被覆層２０は耐火性に優れており、急熱急冷に対して優
れた耐熱衝撃性を有し、熱伝導率が極めて低い材料から
成る。このような材料としては、例えば日本碍子社ｇＩ
「クリストン」（商品名）として知られており、５ｉＣ
７８，０％、５ｉＯ２３，０％、Ｆ　ｅ２０　ｆｆｏ　
、　４％ならびに５ｉｓＮ−および３ｉ２ＯＮ２との和
が１８．０％である組成を有する炭化ケイ素質耐火材で
ある。

炉体１２には、開口２２を有する炉蓋２３が乗ｒＬされ
る。この開口２２の内径Ｄ１は、炉体１２の内径Ｄ２よ
りも小さく形成される。この炉蓋２３には、開口２２と
ほぼ同一の内径を有する予熱１ｇ１２４が乗載される。

このとき炉蓋２３の下面とるつぼ１６の上端とは、予め
定められる長さの間隙が設けられる。また前記隔壁１８
には、環状であって全周に亘って環状凹所３３が形成さ
れた閉″！Ｊ部材２５が乗載される。閉塞部材２５の上
端は、るつぼ１６の上端とほぼ同一の高さであるように
構成され、また閉塞部材２５の半径方向内方端は、るつ
ぽ６の外周面と可及的に近接し、るつぼ１６と隔Ｓ！１
８とによって形成される燃焼室２６の上方を可及的にｒ
！ｇｉするようにされる。炉体１２に　　□は、環状の
カバ一部材２７が乗載される。

また＋！ｇｇ部材２５の半径方向の外周面は、隔壁１８
の外周面とほぼ同一の円周面をなすように構成され、か
つ前記カバ一部材２７の内周面との開に、予め定められ
る長さの間隙を有するように構成される。

前記隔壁１８の下ｇ＠部には、周方向に間隔をあけて複
数個（本実施例においては６個）の厚み方向に貫通した
連通孔２８ａ〜２８ｒ（総称する参照符を２８とする）
が形成される。炉体１２の側壁２１の下部には、収納空
間１３と連通され、半径方向に延びる取り出し口２９が
形成される。

第５図は隔壁１８の斜視図である。隔壁１８は、同一の
形状を有する直円筒状の隔壁部材３０ａ、３０ｂ、３０
ｃを、それぞれ同軸であるように積み重ねて構成される
。隔壁部材３０ａには、前述したような連通孔２８ａ、
２８ｂ、・・・、２８ｆが形成される。

第６図はｒ！５塞部材２５の一部分の斜視図である。

閉塞部材２５の外周壁３１の高さｈｌは、内周壁３２の
高さｈ２よりも大きく構成される。閉塞部材２５の環状
凹所３３は、上方に解放される。この閉塞部材２５は、
前述した炉床１４の被１ＪＶＩ２０と同一の材料から形
成される。

るつぽ１６と隔壁１８との間であって、閉塞部材２５の
下方にバーナ３４が設けられる。バーナ３４は、燃焼室
２６に接線方向に炎を噴出するように構成され°る。ま
たその設置位置は、るつぽ１６内の溶湯の湯面３５より
も、上方になるように配置される。

ｒ５１図を参照して、本実施例のるつぼ炉１１の動作に
ついて説明する。銅合金などの非鉄合金のインゴット３
６を溶解するにあたっては、炉蓋２３上に予熱筒２４を
乗載し、開口２２からインゴット３６を挿入し、開口３
９を有する蓋３８を乗載する。こうして、バーナ３４か
ら噴出される炎および排ガスは、るつぼ１６を加熱し、
燃焼室２６内を旋回しつつ下降し、隔壁１８の連通孔２
８から矢符Ａ１で示すように、半径方向外方に移動し、
隔壁１８と炉体１２との間の排ガス通路３７を上昇し１
．カバ一部材２７と炉蓋２３と、閉塞部材２５との間の
間隙を、矢符Ａ２で示すように通過し、開口２２から予
熱筒２４を介して開口３９から大気中に排出される。こ
の排ガスによって、開口２２を挿通しているインゴット
３６が予熱される。予熱筒２４は、開口２２からの排ガ
スおよび炎を上方に導き、これによってインゴット３６
が効率良く加熱されることを可能にする。

溶解されるべきインゴット３６は、溶解の進行に伴なっ
て、開口２２の下方になった後には、予熱筒２４を除去
し、炉蓋２３上にＭ３８を乗載、し、収納空間１３内の
炎および排ガスが、開口２２からむやみと排出され、熱
効率が低下することを防ぐ、またインゴット３６の溶解
の進行に伴って、バーナ３４による燃焼量を小さくし、
排ガス損失の増大を防止して、省エネルギーを図るよう
にしてもよい。予熱＠２４および蓋３８によって、排ガ
スの温度が低下され、周囲の作業環境が改善される。こ
のようにしてるつぼ１６内で溶湯が得られる。

このように、炉体１２内の収納空間１３に隔壁１８を設
け、炎および排ガスが前述したように矢符Ａｌ、Ａ２で
示す方向に流過するようにしたので、このような炎お上
り排ガスの収納空間１３内における滞留時間が氏（なり
、るつぼ１６を効率的に加熱することができる。

またこのような隔！！２１８を設け、バーナ３４を隔壁
１８とるつぽ１６との間に配置するようにした。したが
って収納空間１３内における燃焼音は、隔！！！１８と
〃ラス繊維がら成る側壁２１とによって二重に吸収され
、るつぼ炉１１の外部に伝わる燃焼音を格段に低減する
ことができる。

本実施例では、バーナ３４を収納空間１３の上部に設け
、噴出される炎や排ガスを燃焼室２６内で旋回させつつ
降下させ、るつぼ１６を加熱するようにした。したがっ
て収納空間１３内の温度分布が均一化され、るつぼ１６
内の溶湯上部の温度が上昇され、インゴット３６の溶解
速度が向上される。したがって溶湯への排ガスなとの〃
ス吸収の程度を低減することができる。

また隔壁１８を収納空間１３内に設けたので、前述した
ように収納空間１３内の温度分布が均一化され、先行技
術で説明したように、るつぼが局部的に加熱され、るつ
ぼが損傷することを防ぐことができる。

るつぼ１６の上部は、耐熱性に優れた材料から成り、る
つぼ１６の外周面と隔！！１１８の内周面との間隙は、
たとえば１００ｕｎ前後の適切な間隔に設定され、バー
ナ３４からの炎によるるつぼ１６の損傷を可及的に防ぐ
ようにしたので、第７図を参照して説明した先行技術に
おける乗載台９に対応する本実施例の乗載台１５の背丈
を低くすることができる。先行技術ではるつぼ５（第７
図参照）は、耐熱性の比較的低い材料から成り、したが
ってるつば５の損傷を防ぐために、背丈の高い乗載台９
を用いており、したがってるつぼ炉１の構成が大型化し
ていた。

隔壁１８は蓄熱量を有するので、バーナ３４を消火した
後、湯温か急速に低下することを防ぐことができ、溶湯
の汲み出し作業に要する時間を長くできる。

上述の実施例では、乗載台１５はるつぼ炉１１の運転中
において、るつぼ１６から析出するグラス質物質によっ
て、るっぽ１６が炉床１４の被覆層２０に付着してしま
うのを防ぐための働きを果たす程度の背丈であるような
充分低い乗載台１５を用いれば良く、したがって構成を
小型化することが可能になる。この乗載台１５の背丈は
、たとえば５０ＩＩｌ１１１未満でも良い。

またバーナ３４を収納空間１３の上部に設けたので、る
つぼ１６が損傷して内部の溶湯が流出した場合であって
も、バーナ３４が閉塞することはない。

インゴット３６の溶解が終了し、溶湯を汲み出すとき湯
こぼれしても、環状凹所３３を有する閉塞部材２５をる
つぼ１６の外周に亘って設けているので、溶湯が炉床１
４まで落下することを防ぐことができる。またこの閉塞
部材２５は、前述したように溶湯の流動性が良好で、か
ついわゆる湯ばなれが良好な材料から形ｒｌｔされてい
るので、閉塞部材２５中の溶湯または溶湯が固化した合
金も、容易に取り出すことができる。また湯こぼれした
溶湯が炉床１４に落下しても、被覆層２０は閉塞部材２
５と同様の材料で形成されており、したがって落下した
溶湯、または溶湯が固化した合金を容易に炉床１４から
取り出すことかでトる。

前述したように隔壁１８は、隔壁部材３０をたとえば３
段に積み重ねて構成されるので、るつぼ炉１１の保守作
業などにおいても、この隔壁１８を容易に取り出すこと
ができ、るつぼ炉１１全体の保守作業を容易に行なうこ
とができる。

前述の実施例において、隔壁１８を構成するにあたって
、隔壁部材３０が積み重ねられる数は、３段に限るもの
ではない、また溶解されるのはインゴット３６に限らず
、戻り材などであってもよ警１　。

効　　果以上のように本発明に従えば、炉体には上方に解放した
開口を有する収納空間が形成される。また収納空間にる
つぼを配置する。るつぼを半径方向外方に間隔をあけて
外囲し、また炉体の内壁との間に間隔を有し、上端部は
るつぼの上端部とほぼ同一の高さとなっており、下端部
には厚み方向に貫通した連通孔を有する筒状の隔壁を配
置した。

またるつぼの上端部と、隔壁の上端部とを塞ぐ環状の閉
塞部材を設け、るつぼの上端部と隔壁の上端部との間で
、閉塞部材の下方にバーナを配置した。この隔壁と炉体
の内壁との開が、前記開口に連通されるようにした。

このような隔壁を収納空間内に配置することによって、
バーナからの炎および排ガスが、隔壁とるつぼとの開に
滞留する時間を長くでき、このような炎および排ガスの
熱によって、効率的にるつぼを加熱するようにできる。

したがって、いわゆる省エネルギー効果を＠段に向上す
ることができる。

またバーナを収納空間の上部に配置し、バーナから噴出
される炎お上り排ガスを、下方に流過させるようにした
ことによって、収納空間内の温度分布が均一になるよう
にできた。したがってるつぽ内の溶湯も均一に加熱され
、先行技術で指摘した溶湯上部の温度の向上が困難であ
るという問題点が解消される。主たこのような温度分布
の改善によって、溶解速度が向上され、溶湯への排ガス
の吸収の程度を格段に低減することができる。

またバーナを収納空間の上部に設置したことによって、
るつぼが損傷して溶湯が流出した場合であっても、バー
ナが閉塞してしまうことを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のるつぼ炉１１の縦断面図、
第２図は第１図の切断面線■−■から見所面図、第３図
は第２図の切断面線■−■から見た一部分の断面図、第
４図は第１図の切断面線■−ＩＶから見た断面図、第５
図は隔！！！１Ｂの斜視図、　□第６図は閉塞部材２５
の一部分の斜視図、第７図は先行技術のるつぼ炉１の縦
断面図である。１１・・・るつぼ炉、１２・・・炉体、１３・・・収納
空間、１６・・・るつぼ、１８・・・隔壁、２２・・・
開口、２３・・・炉蓋、２４・・・予熱筒、２５・・・
閉塞部材、２８・・・連　　□通孔、３０・・・隔壁部
材、３３・・・環状凹所、３４・・・バーナ代理人　　弁理士　画数　圭一部第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上方に開放した開口を有する収納空間を備えた炉
体と、収納空間内に配置されるるつぼと、るつぼの半径方向外方に間隔をあけてるつぼを外囲し、
かつ前記収納空間を形成する炉体の内壁との間に間隔を
有し、上端部はるつぼの上端部とほぼ同一高さとなつて
おり、下端部には厚み方向に貫通した連通孔を有する筒
状隔壁と、るつぼの上端部と隔壁の上端部とを塞ぐ形状の閉塞部材
と、るつぼの上端部と隔壁の上端部との間で、閉塞部材の下
方に配置されるバーナとを備え、隔壁と炉体の収納空間を形成する内壁との間は、前記開
口に連通していることを特徴とするるつぼ炉。
（２）前記開口を外囲してその上方に連なり、取外し可
能な予熱筒を備えることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のるつぼ炉。
（３）前記炉体の収納空間を形成する炉床上に、表面が
溶湯に対して非濡れ性であつて、溶湯の流動性が良好で
ある耐火材から成る被覆層を配置したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のるつぼ炉。
（４）前記閉塞部材は上方に開放した環状凹所を有し、
その少なくとも凹所内周面は溶湯に対して非濡れ性であ
つて、溶湯の流動性が良好である耐火材から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のるつぼ炉。
（５）隔壁は蓄熱性を有する材料から成ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のるつぼ炉。
（６）炉体は軽量断熱材から成ることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のるつぼ炉。