WO2014050212A1 - 金属溶解炉用渦室体及びそれを用いた金属溶解炉 - Google Patents

金属溶解炉用渦室体及びそれを用いた金属溶解炉 Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D27/00—Stirring devices for molten material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces

Definitions

  • the present invention relates to a vortex chamber body for a metal melting furnace and a metal melting furnace using the same, for example, Al, Cu, Zn, at least two alloys thereof, or a metal of a conductor (conductor) such as an Mg alloy.
  • the present invention relates to a vortex chamber body used in a melting furnace and a metal melting furnace using the same.
  • the vortex chamber body and the furnace main body may be integrally formed or may be connected by a flange joint method.
  • the vortex chamber body and the furnace main body were connected via the holes for the molten metal inlet and outlet drilled in the furnace wall of the furnace main body. Since the molten metal rotates at high speed inside the vortex chamber body and unmelted material rotates at high speed, the inner wall of the vortex chamber body is heavily worn, and if the management is insufficient, a molten metal leakage accident often occurs. there were.
  • the vortex chamber should be replaced if it has a long service life, and the emergence of a rapid melting furnace vortex chamber that can be safely stopped even if a molten metal leak accident occurs during operation.
  • both the furnace body and the vortex chamber body are equipped with a stirring device for stirring the molten metal inside, and there is a problem of installation space due to its bulk.
  • An object of the present invention is to provide a metal melting furnace vortex chamber body that is small in size, requires less installation space, is inexpensive and easy to maintain, and a metal melting furnace using the same.
  • a metal melting furnace vortex chamber body having a vortex chamber communicating with the storage space of the furnace body having a storage space for storing molten metal of the present invention Comprising a partition plate as a dropping weir erected in the vortex chamber of the vortex chamber body,
  • the partition plate is arranged on the communication side of the vortex chamber with the storage space so that the length direction of the partition plate is along the communication direction, partitions the communication side, and is positioned on both sides of the partition plate.
  • a gap for swirling the molten metal is formed between the tip portion of the partition plate along the length direction and on the vortex chamber side, and the inner wall of the vortex chamber body facing the tip portion. Configured as a thing.
  • the metal melting furnace of the present invention is A furnace body having a storage space for storing molten metal; A vortex chamber body having a vortex chamber communicating with the storage space of the furnace body; With The vortex chamber body includes a partition plate as a drop weir erected in the vortex chamber, The partition plate is arranged on the communication side of the vortex chamber with the storage space so that the length direction of the partition plate is along the communication direction, partitions the communication side, and is positioned on both sides of the partition plate.
  • a gap for swirling the molten metal is formed between the tip portion of the vortex chamber along the length direction of the partition plate and the inner wall of the vortex chamber body facing the tip portion. Configured as a thing.
  • ruptured a part of nonferrous metal melting furnace of embodiment of this invention Front explanatory drawing which fractured
  • (A) (b) (c) is the side view which fractured
  • (A) and (b) are longitudinal explanatory views of a moving magnetic field generator, and an explanatory view of arrangement of magnets. Plane
  • a nonferrous metal melting furnace according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the non-ferrous metal rapid melting furnace of the embodiment of the present invention is a non-ferrous metal of a conductor (conductor) such as Al, Cu, Zn or at least two alloys thereof, or an Mg alloy, or any metal, for example. , And heated by a burner or the like to dissolve.
  • a conductor conductor
  • Mg alloy Mg alloy
  • the furnace body 1 and the vortex chamber body 2 are configured as separate bodies and communicated with each other via an opening 1B formed in the side wall 1A of the furnace body 1. , And mechanically coupled by the fixture 5.
  • the furnace body 1 has a capacity of, for example, several tons to several tens of tons, and heats and melts ingots and the like of nonferrous metals with a burner to make a molten metal M of nonferrous metals and the like.
  • the furnace body 1 has a storage space 1C for storing the molten metal M.
  • the vortex chamber body 2 has a capacity capable of storing, for example, several hundred kilograms of molten metal M. Generally, it is light like aluminum chips and floats on the surface of the molten metal M, and is non-ferrous as a raw material that does not easily melt. It is for melting metal. In this vortex chamber body 2, the molten metal M is rotated at high speed as a vortex while being heated and heated by a burner or the like in the furnace body, and nonferrous metal chips as a raw material are drawn into this vortex and melted It is.
  • the vortex chamber body 2 has a vortex chamber 2C for storing the molten metal M.
  • the vortex chamber body 2 is configured as a channel type having one end as an open end and the other end as a closed end, and the open end is configured to communicate with the storage space 1C.
  • the furnace body 1 and the vortex chamber body 2 are in communication with each other, and the non-ferrous metal melt M melted in each of them goes back and forth so that the liquid level of each other matches.
  • the attachment 5 may be any one as long as it can stably attach the vortex chamber body 2 to the furnace body 1.
  • the fixture 4 includes a so-called channel-like fixture body 4A, a closing plate 4B that closes the channel, and a flange 4C that folds the fixture body 4A outward on the release side.
  • a chamber support space 4D is formed.
  • an opening 4E is formed in the fixture body 4A, as can be seen particularly from FIG.
  • the release end side is a flange 4C used for attachment to the furnace body 1. That is, the fixture 4 includes a vortex chamber body support space 4D that a so-called channel shape inevitably has.
  • the vortex chamber body 2 is accommodated in the vortex chamber body support space 4D of the fixture 4, and in this state, the flange 4A is fastened to the furnace body 1 with bolts 5, 5,. 1 is fixed.
  • the vortex chamber 2C of the vortex chamber body 2 communicates with the storage space 1C of the furnace body 1 through the opening 1B.
  • the vortex chamber body 2 has a drain tap 2D for extracting the molten metal M in an emergency, for example.
  • the opening 4E communicating with the drain tap 2D is formed in the fixture 4.
  • a drop weir portion 6 is formed in the vortex chamber body 2.
  • the dropping weir portion 6 includes a blind dropping weir 7 and an open type dropping weir 8 as two dam plates, which are individually vertically moved in a vertical groove 2B formed inside the side wall 2A of the vortex chamber body 2. It is plugged in. That is, the blind drop weir 7 is disposed on the furnace body 1 side, and the open drop weir 8 is disposed on the opposite side of the furnace body 1.
  • weirs 7 and 8 are not only movable up and down, but are incorporated so that they can be completely extracted from the vortex chamber body 2. Thus, since these weirs 7 and 8 can be removed from the vortex chamber body 2, the maintenance of the furnace body 1 and the vortex chamber body 2 can be performed very easily. In other words, in the furnace body 1 and the vortex chamber body 2, it is inevitable that so-called debris such as oxide accumulates during operation, but it is easy to clean by allowing both the weirs 7 and 8 to be removed. There are advantages.
  • the blind dropping weir 7 and the open type dropping weir 8 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
  • the blind dropping weir 7 has a plate shape as shown in FIG. 5, and a handle 7A is attached to the top.
  • the opening type dropping weir 8 is provided with an inlet opening 8B and an outlet opening 8C as notches on the lower left and right of one plate.
  • the outlet opening 8C and the inlet opening 8B are formed at a predetermined distance on the lower end side of the plate-like dam body 8a of the opening type dropping weir 8.
  • 8A is a handle.
  • these blind drop weir 7 and open drop weir 8 can slide up and down independently of each other so as to be able to stably take down and up positions. It is configured.
  • the vortex chamber body 2 and the furnace body 1 are in a disconnected state, and in the state shown in FIG. 4, the vortex chamber body 2 and the furnace body 1 communicate with each other via the inlet opening 8B and the outlet opening 8C. Take a state.
  • the vertical drive system of the two blind drop weirs 7 and the open type drop weir 8 can be considered as a chain type, a screw type, a manual type, an electric type, etc., but since these weirs 7 and 8 are extremely lightweight, Even if the system is adopted, the drive mechanism is simple. Here, a description of a specific method is omitted.
  • any material can be used as long as it has corrosion resistance to non-ferrous metal and the like and has high thermal conductivity.
  • a commercially available refractory material is desirable and should be as inexpensive as possible.
  • a permanent magnet type moving magnetic field generator 10 is provided below the vortex chamber body 2.
  • the moving magnetic field generator 10 may be of an electromagnet type.
  • this moving magnetic field generator 10 can use what is shown to Fig.8 (a) (b).
  • a rotating magnet body 52 can be provided in a nonmagnetic casing 51.
  • a motor 53 is provided in a case 54, a shaft 53 a of the motor 53 is supported by a bearing 54 a, and a disk-shaped magnet base 55 can be rotated by the motor 53.
  • a plurality of permanent magnets 56, 56,... Are fixed on the magnet base 55 at intervals of 90 degrees. These permanent magnets 56, 56,... Are magnetized so that the upper and lower surfaces are magnetic poles, and the adjacent permanent magnets 56, 56,... Has been.
  • These permanent magnets 56 are covered with a non-magnetic cover 57.
  • the magnetic flux (lines of magnetic force) MF from the permanent magnets 56, 56,... Penetrates the molten metal M in the vortex chamber 6 or the magnetic flux MF that penetrates the molten metal M as shown in FIG. Permanent magnets 56, 56,.
  • the magnetic flux MF also moves in the molten metal M, whereby the molten metal M also rotates by electromagnetic force.
  • Rotational driving of the moving magnetic field generator 10 causes the molten metal M in the vortex chamber body 2 to start rotating at a high speed of, for example, 200 to 300 rpm by winding a so-called vortex by eddy current.
  • the molten metal M that rotates at a high speed is pressed in the outer circumferential direction in the vortex chamber body 2 by centrifugal force.
  • the force is strong in the lower part of the vortex chamber body 2.
  • the molten metal is discharged from the outlet opening 8C of the open type dropping weir 8 and enters the furnace body 1, and the molten metal M in the furnace body 1 returns to the vortex chamber body 2 from the inlet opening 8B.
  • non-ferrous metal chips or the like are introduced into the vortex of the vortex chamber body 2, the chips and the like are drawn into the vortex and can be rapidly dissolved.
  • the furnace body 1 has, for example, a moving magnetic field generator different from the vortex chamber body 2, and thereby the molten metal M is rotated at, for example, 20-30 rpm. Moreover, it is comprised so that the molten metal M as a product can be derived
  • the moving magnetic field generator 10 rotates the molten metal M in the vortex chamber body 2 clockwise as shown in FIG.
  • the liquid level of the molten metal M in the furnace body 1 becomes higher than the liquid level of the molten metal M in the vortex chamber body 2.
  • the molten metal M in the furnace body 1 flows into the vortex chamber body 2 through the inlet opening 8B so that these liquid level levels are the same. That is, a level difference, that is, a head always occurs between the molten metal M levels of the furnace body 1 and the vortex chamber body 2, and the molten metal M circulates.
  • the feature of the embodiment of the present invention is also an emergency measure. That is, generally, in the vortex chamber body 2, the molten metal M rotates at a high speed, and the undissolved material as a raw material also rotates at the same high speed. For this reason, it is inevitable that the undissolved raw material collides with the inner wall of the vortex chamber body 2. As a result, the inner wall of the vortex chamber body 2 is significantly worn, and it is inevitable that the wall becomes light. In addition to this, the inner wall of the vortex chamber body 2 is repeatedly subjected to stress such as expansion and contraction due to heat. Due to this stress, the inner wall of the thinned vortex chamber body 2 may crack, and the molten metal M in the vortex chamber body 2 may leak out. In this case, the molten metal M of the furnace body 1 is also leaked, and in this case, a major accident occurs.
  • the molten metal M remaining in the vortex chamber body 2 after being shut off by the blind drop weir 7 can be quickly extracted to the outside by the drain tap 2D and the opening 4E of the fixture 4. Thereby, it is possible to prevent the molten metal M from remaining in the vortex chamber body 2 and being cooled and solidified in the vortex chamber body 2. If the molten metal M is solidified in the vortex chamber body 2, the vortex chamber body 2 and the furnace body 1 cannot be reused, resulting in a large loss, but this can be prevented.
  • the shape of the vortex chamber body 2 is rectangular (box shape) when viewed from above in the present embodiment, it is needless to say that it may be circular, semicircular, elliptical, or the like.
  • FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 are a plan view, a front view, and a right side view, partially broken away, showing different embodiments of the present invention.
  • 9, 10, and 11 members that are the same as those in FIGS. 1, 2, and 3 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the dropping weir (partition plate) 9 a simple plate-like thing without a notch is used.
  • the left end of the dropping weir 9 in the drawing is arranged to be half the length 2L of the vortex chamber 2C. This is because this half is the center of rotation of the molten metal M.
  • a partition plate 9 is provided as a dropping weir standing in the vortex chamber 2 ⁇ / b> C of the vortex chamber body 2.
  • the partition plate 9 is arranged on the communication side 2C0 with the storage space 1C in the vortex chamber 2C so that the length direction of the partition plate 9 is along the communication direction CD, and partitions the communication side 2C0.
  • a first vortex chamber opening 2C1 that communicates with both the storage space 1C and the vortex chamber 2C, located on both sides of the partition plate 9, and a second that communicates with both the storage space 1C and the vortex chamber 2C.
  • a gap 2F for swirling the molten metal is formed between the front end portion 9a of the partition plate 9 along the length direction and the inner wall 2E of the vortex chamber body 2 facing the front end portion 9a.
  • the tip end portion 9a of the partition plate 9 along the communication direction CD is at a position half the length 2L of the communication direction CD of the vortex chamber 2C.
  • the partition plate 9 is removable from the vortex chamber body 2. Thereby, the maintenance of the partition plate 9 is possible. It can also be replaced with another new partition plate that is not damaged. Moreover, various different plates can be prepared as the partition plate 9 and can be used properly according to the type of the molten metal M, usage conditions, and the like.
  • the molten metal M is driven to rotate clockwise, for example, in the drawing by the same electromagnetic force as described above. Since the flow of the molten metal M in the vortex chamber 2C flows into and out of the furnace main body 1, the molten metal M in the furnace main body 1 is rotationally driven even if the furnace main body 1 does not include an individual electromagnetic stirring device. That is, the furnace body 1 does not necessarily require an electromagnetic stirring device. As a result, the cost can be reduced and the structure can be simply reduced in size, so that it is possible to provide a device that requires only a small installation space and is very easy to use in actual installation.
  • the present invention can be applied not only to the above-mentioned non-ferrous metals but also to other metal melting furnaces.

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Abstract

［課題］小型で設置スペースも少なくてもすみ、安価でメンテナンスも容易なものとする。 ［解決手段］溶湯を収容する収納空間を有する炉本体と、前記炉本体の前記収納空間と連通する渦室を有する渦室体と、を備え、前記渦室体は、前記渦室内に立設された落とし堰としての仕切板を備え、前記仕切板は、前記渦室における前記収納空間との連通側に、前記仕切板の長さ方向が連通方向に沿うように配置されて、前記連通側を仕切って、前記仕切板の両側に位置する、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第１の渦室開口と、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第２の渦室開口と、を形成し、前記仕切板の前記長さ方向に沿った前記渦室内側の先端部分と、前記先端部分と対向する前記渦室体の内壁と、の間に、溶湯旋回用の隙間が形成されているものとして構成される。

Description

金属溶解炉用渦室体及びそれを用いた金属溶解炉
　本発明は金属溶解炉用渦室体及びそれを用いた金属溶解炉に関し、例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はこれらのうちの少なくとも２つの合金、あるいはＭｇ合金等の伝導体（導電体）の金属の溶解炉に用いる渦室体及びそれを用いた金属溶解炉に関する。
　従来、渦室体の外周に電磁コイルを配置したり、渦室体の下方に永久磁石式移動磁界発生装置を配置したりして、渦室体内部に渦を発生させる方式があった。渦室体と炉本体は、一体に構成され、あるいは、フランジ継ぎ手方式で接続したりしたものもあった。
　これらのいずれにあっても、渦室体と炉本体とは、炉本体の炉壁に穿けた溶湯の入り口および出口用の穴を介して接続していた。渦室体の内部では溶湯が高速回転をしており、また未溶解物が高速回転することから、渦室体の内壁の磨耗が激しく、管理不十分の場合は溶湯漏れ事故を起こすことが度々あった。
　これは渦を発生させる原理が、溶湯外周駆動方式のためであり、結果として渦室壁厚を厚くすることが出来なかったからである。この溶湯漏れ事故は炉本体の溶湯を漏出することに直結しており、その場合は大量の溶湯が炉外に出ることから、大変危険であり重大事故に直結していた。
　そこで渦室は耐用年数がくれば交換することは当然と考えられており、万が一運転中溶湯漏れ事故を起こしても安全に作業停止できる急速溶解炉用渦室の出現が待たれていた。
　また、このような急速溶解炉では、炉本体と渦室体の両方が内部の溶湯を攪拌するための攪拌装置を備えており、嵩張るために設置スペースの問題等もあった。
　本発明の目的は、小型で設置スペースも少なくてもすみ、安価でメンテナンスも容易な金属溶解炉用渦室体及びそれを用いた金属溶解炉を提供することにある。
　本発明の、溶湯を収容する収納空間を有する炉本体の前記収納空間と連通する渦室を有する金属溶解炉用渦室体は、
　前記渦室体の前記渦室内に立設された落とし堰としての仕切板を備え、
　前記仕切板は、前記渦室における前記収納空間との連通側に、前記仕切板の長さ方向が連通方向に沿うように配置されて、前記連通側を仕切って、前記仕切板の両側に位置する、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第１の渦室開口と、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第２の渦室開口と、を形成し、
　前記仕切板の前記長さ方向に沿い且つ前記渦室内側にある先端部分と、前記先端部分と対向する前記渦室体の内壁と、の間に、溶湯旋回用の隙間が形成されている、
　ものとして構成される。
　本発明の金属溶解炉は、
　溶湯を収容する収納空間を有する炉本体と、
　前記炉本体の前記収納空間と連通する渦室を有する渦室体と、
　を備え、
　前記渦室体は、前記渦室内に立設された落とし堰としての仕切板を備え、
　前記仕切板は、前記渦室における前記収納空間との連通側に、前記仕切板の長さ方向が連通方向に沿うように配置されて、前記連通側を仕切って、前記仕切板の両側に位置する、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第１の渦室開口と、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第２の渦室開口と、を形成し、
　前記仕切板の前記長さ方向に沿った前記渦室内側の先端部分と、前記先端部分と対向する前記渦室体の内壁と、の間に、溶湯旋回用の隙間が形成されている、
　ものとして構成される。
本発明の実施形態の非鉄金属溶解炉の一部を破断した平面説明図。 図１の非鉄金属溶解炉の一部を破断した正面説明図。 図１の非鉄金属溶解炉の一部を破断した右側面図。 図１の非鉄金属溶解炉の落とし堰部の動作を説明する一部を破断した側面説明図。 図１の非鉄金属溶解炉の落とし堰部の盲落とし堰の正面図。 図１の非鉄金属溶解炉の落とし堰部の開口型落とし堰の正面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は取付具の一部を破断した、側面図、正面図、背面図。 （ａ）（ｂ）は移動磁界発生装置の縦断説明図、磁石の配置説明図。 本発明の異なる実施形態の非鉄金属溶解炉の一部を破断した平面説明図。 図９の非鉄金属溶解炉の一部を破断した正面説明図。 図９の非鉄金属溶解炉の一部を破断した右側面図。
　図１－図７を参照しながら本発明の実施形態の非鉄金属溶解炉について説明する。
　本発明の実施形態の非鉄金属急速溶解炉は、例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ又はこれらのうちの少なくとも２つの合金、あるいはＭｇ合金等の伝導体（導電体）の非鉄金属、あるいは、任意の金属、を投入し、バーナ等で加熱し、溶解するものである。
　この実施形態は、特に図１から分かるように、炉本体１と渦室体２とを別体に構成し、これらを炉本体１の側壁１Ａに穿けた開口１Ｂを介して互いに連通するように、取付具５で機械的に結合したものである。
　炉本体１は例えば数トンから数十トンの容量を持ち、非鉄金属等のインゴット等をバーナで加熱溶融し、非鉄金属等の溶湯Ｍを作るものである。この炉本体１は溶湯Ｍを収納するための収納空間１Ｃを有している。
　渦室体２は例えば数百キログラムの溶湯Ｍを収納可能な容量を持ち、一般にアルミニウムの切粉等のように軽くて溶湯Ｍ中の表面に浮いてしまい、容易には溶融しない原料としての非鉄金属を溶融させるためのものである。この渦室体２においては、炉本体内でバーナ等で加熱昇温しながら溶湯Ｍを渦として高速回転させ、この渦の中に原料としての非鉄金属の切粉等を引き込んで、溶解させるものである。この渦室体２は溶湯Ｍを収納するための渦室２Ｃを有している。
　この渦室体２は、一端を解放端、他端を閉塞端としたチャネル型のものとして構成され、前記解放端は前記収納空間１Ｃと連通させられるものとして構成されている。
　炉本体１と渦室体２とは互いに連通しており、それぞれで溶解させた非鉄金属の溶湯Ｍは、互いの液面レベルが一致するように行き来することになる。
　前記取付具５は、いかなるものであってもよく、前記渦室体２を前記炉本体１に安定的に取り付け得るものであればよい。本実施形態においては、特に図７（ａ）（ｂ）（ｃ）から分かるように、渦室体２と同様に、一端を解放端、他端を閉塞端としたチャネル型のものとして構成されている。より詳しくは、取付具４は、いわゆるチャネル状の取付具本体４Ａと、チャネルを閉塞する閉塞板４Ｂと、解放側において前記取付具本体４Ａを外側に折り返したフランジ４Ｃとを備え、これらによって渦室体支持空間４Ｄが形成されている。さらに、前記取付具本体４Ａには特に図１から分かるように開口４Ｅが形成されている。
　さらに、前記解放端側は炉本体１への取り付けに使用されるフランジ４Ｃとなっている。即ち、この取付具４はいわゆるチャネル形状が必然的に有する渦室体支持空間４Ｄを備える。取付具４の渦室体支持空間４Ｄに渦室体２を収納し、この状態で、炉本体１に前記フランジ４Ａをボルト５，５，・・で留めることにより、渦室体２が炉本体１に固定される。この状態では、前述のように、特に図１から分かるように、渦室体２の渦室２Ｃが開口１Ｂを介して炉本体１の前記収納空間１Ｃと連通している。
　さらに、渦室体２は、特に図１から分かるように、例えば非常時に溶湯Ｍを抜き出すためのドレインタップ２Ｄを有している。このドレインタップ２Ｄと連通する前記開口４Ｅが、取付具４に穿けられている。
　さらに、渦室体２には落とし堰部６が形成されている。この落とし堰部６は、２枚の堰板としての、盲落とし堰７と開口型落とし堰８を備え、これらが渦室体２の側壁２Ａの内側に形成した縦溝２Ｂに、個別に上下動可能に差し込まれている。つまり、盲落とし堰７は炉本体１側に、開口型落とし堰８は炉本体１と反対側に、それぞれ配置されている。
　これらの堰７，８は上下動可能であるだけでなく、渦室体２から完全に抜き出せるように組み込まれている。このように、これらの堰７，８を渦室体２から取り外せるようにしたので、炉本体１と渦室体２のメンテナンスが極めて容易に行うことができる。つまり、炉本体１と渦室体２においては、運転に伴って酸化物等のいわゆるかすが溜まるのが避けられないが、堰７，８を両方とも取り外せるようにすることで、掃除がし易いという利点がある。
　盲落とし堰７と開口型落とし堰８は、それぞれ、図５、図６に示される。
　盲落とし堰７は図５に示すように１枚の板状をしており、頂部に取っ手７Ａが取り付けてある。開口型落とし堰８は図６に示すように１枚の板の下部左右に切欠としての入口開口８Ｂと出口開口８Ｃを備えている。つまり、開口型落とし堰８の板状の堰本体８ａの下端側に所定の距離を置いて出口開口８Ｃと入口開口８Ｂが形成されている。８Ａは取っ手である。
　これらの盲落とし堰７、開口型落とし堰８は、特に図３からわかるように、相互に無関係に独立的に、上下にスライドし、下動位置と上動位置をそれぞれ安定的にとり得るように構成されている。例えば、図３の状態においては渦室体２と炉本体１とは遮断状態にあり、図４の状態においては渦室体２と炉本体１とは入口開口８Ｂと出口開口８Ｃを介して連通状態を採る。
　２枚の盲落とし堰７、開口型落とし堰８の上下駆動方式はチェーン式、スクリュー式、手動式、電動式等いろいろ考えられるが、これらの堰７，８は極めて軽量であるため、いずれの方式をとっても駆動機構は単純なものとなる。ここでは具体的方式の説明は割愛する。また、盲落とし堰７、開口型落とし堰８の材質については非鉄金属等に耐食性を持ち且つ熱伝導性の高い耐火材であれば何でも良い。出来るだけ安価あることが望ましく市販されている耐火材で十分である。
　特に図２から分かるように、渦室体２の外部下方には永久磁石式の移動磁界発生装置１０が設けられている。この移動磁界発生装置１０は電磁石式のものでもよい。例えば、この移動磁界発生装置１０は、図８（ａ）（ｂ）に示すものを用いることができる。この図８（ａ）（ｂ）において、非磁性のケーシング５１の中に回転磁石体５２を設ける形態とすることができる。この回転磁石体５２おいては、ケース５４の中にモータ５３を設け、モータ５３の軸５３ａをベアリング５４ａで軸受し、このモータ５３で円盤状のマグネットベース５５を回転可能としている。このマグネットベース５５上に複数の永久磁石５６、５６，・・・を９０度間隔で固定している。これらの永久磁石５６、５６，・・・は、上下面側が磁極とされており、且つ、図８Ｂからわかるように隣り合う永久磁石５６、５６，・・・は互いの極性が異なるように磁化されている。これらの永久磁石５６、５６，・・・は非磁性のカバー５７で被覆されている。
　以上の構成により、永久磁石５６、５６，・・・からの磁束（磁力線）ＭＦは、図３に示すように、渦室６内の溶湯Ｍを貫き、あるいは、溶湯Ｍを貫いた磁束ＭＦが永久磁石５６、５６，・・・に入る。この状態で永久磁石５６、５６，・・・が回転することにより、磁束ＭＦも溶湯Ｍ内を移動し、これにより電磁力により溶湯Ｍも回転する。
　この移動磁界発生装置１０の回転駆動により、渦室体２内の溶湯Ｍは渦電流によりいわゆる渦を巻いて例えば２００－３００ｒｐｍの高速回転を始める。高速回転する溶湯Ｍは遠心力により渦室体２内で外周方向に押し付けられた状態となる。その力は渦室体２の下部が強い。その結果開口型落とし堰８の出口開口８Ｃより溶湯は排出されて炉本体１内に入り、また、炉本体１内の溶湯Ｍは入口開口８Ｂから渦室体２に戻る。渦室体２のこの渦の中に非鉄金属の切粉等を投入すると、切粉等は渦の中に引き込まれて、急速溶解が可能となる。
　ちなみに、炉本体１は渦室体２とは別の例えば移動磁界発生装置を有し、これによって例えば２０－３０ｒｐｍで溶湯Ｍを回転させている。また、炉本体１から製品としての溶湯Ｍを外部に導出可能に構成されている。
　次に、以上に説明した金属溶解炉の運転動作を説明する。
　渦室体２による溶湯Ｍの溶解の運転開始前には、炉本体１内の溶湯Ｍと渦室体２内の溶湯Ｍの液面レベルは一致している。移動磁界発生装置１０により渦室体２内の溶湯Ｍを、図１に示すように、右回りに回転しておく。
　この状態において、渦室体２に原料の非鉄金属の切粉等を投入する。切粉等は、高速回転する渦室体２内の溶湯Ｍの渦の中に引き込まれ、効率よく溶解しながらさらに回転する。渦室体２内で回転する溶湯Ｍは、出口開口８Ｃから炉本体１内へ流入する。
　これにより、炉本体１の溶湯Ｍの液面レベルが渦室体２内の溶湯Ｍの液面レベルよりも高くなる。これらの液面レベルが同じになるように、炉本体１内の溶湯Ｍは、入口開口８Ｂを介して、渦室体２に流れ込む。つまり、炉本体１と渦室体２の溶湯Ｍレベル間には常にレベル差つまりヘッドが生じ、溶湯Ｍは循環する。
　このように、本発明の実施形態では、移動磁界発生装置１０で渦室体２内の溶湯Ｍを回転駆動するようにしたので、投入原料としての切粉等を渦の中に引き込んで効率よく溶解することができる。
　さて本発明の実施形態の特長は緊急時対策にもある。即ち、一般に、渦室体２内では、溶湯Ｍが高速回転しており、更に原料である未溶解物も同様に高速回転している。このため、未溶解の原料が渦室体２の内壁に衝突するのが避けられない。その結果として渦室体２の内壁は著しく磨耗し、壁がうすくなるのが避けられない。、これに加えて、渦室体２の内壁は常に熱による膨張、収縮等のストレスが繰り返し加えられる。このストレスにより、薄くなった渦室体２の内壁に亀裂が入り、渦室体２内の溶湯Ｍが漏出してしまう虞がある。この場合、炉本体１の溶湯Ｍも漏出することにつながり、この場合は大事故に至る。
　しかるに、本発明の実施形態の装置によればこのような事故を防ぎ得る。つまり、渦室体２が損傷した場合には、瞬時に、盲落とし堰７を下ろし、渦室体２と炉本体１との間を遮断し、炉本体１内の多量の溶湯Ｍの流出口２２を阻止可能である。
　なお、盲落とし堰７による遮断後に、渦室体２内に残った溶湯Ｍはドレインタップ２Ｄ及び取付具４の開口４Ｅにより迅速に外部に抜き出すことができる。これにより、渦室体２内に溶湯Ｍが残りそれが冷却されて渦室体２内で固化するのを防止することができる。
渦室体２内で溶湯Ｍが固化してしまうと、渦室体２及び炉本体１の再利用が不可となり大きな損失となるが、これを防ぐことができる。
　なお、渦室体２の形状は、本実施形態では、上から見て矩形（箱型）としたが、円形、半円形、楕円形等としても良いことは言うまでもない。
　図９、図１０、図１１は本発明の異なる実施形態を示す一部を破断した平面説明図、正面説明図、右側面説明図である。図９、図１０、図１１において図１、図２、図３と同等の部材に同一の符号を付して詳しい説明は省略する。これらの図と図１、図２、図３との比較からわかるように、落とし堰（仕切板）９として、切り欠きのない単純な１枚の板状のものを用いている。図１１からわかるように、落とし堰９の図中左端が渦室２Ｃの長さ２Ｌの半分のところにくるようにしている。この半分のところが溶湯Ｍの回転の中心となるからである。
　以下にさらに詳細に説明する。前記渦室体２の前記渦室２Ｃ内に立設された落とし堰としての仕切板９を備える。前記仕切板９は、前記渦室２Ｃにおける前記収納空間１Ｃとの連通側２Ｃ０に、前記仕切板９の長さ方向が連通方向ＣＤに沿うように配置されて、前記連通側２Ｃ０を仕切り、前記仕切板９の両側に位置する、前記収納空間１Ｃと前記渦室２Ｃとの両方に連通する第１の渦室開口２Ｃ１と、前記収納空間１Ｃと前記渦室２Ｃとの両方に連通する第２の渦室開口２Ｃ２と、を形成している。前記仕切板９の前記長さ方向に沿った先端部分９ａと、前記先端部分９ａと対向する前記渦室体２の内壁２Ｅと、の間に、溶湯旋回用の隙間２Ｆが形成されている。
　前述のように、前記仕切板９の前記連通方向ＣＤに沿った前記先端部分９ａは、前記渦室２Ｃの前記連通方向ＣＤの長さ２Ｌの半分の位置にある。
　さらに、前記仕切板９は前記渦室体２から取り外し可能とされている。これにより、仕切板９のメンテナンスが可能である。また、ダメージのない新しい別の仕切板と交換することもできる。また、仕切板９として異なる種々のものを準備しておいて、溶湯Ｍの種類や使用条件等に応じて使い分けることもできる。
　この実施形態によれば、図９からわかるように、前述と同様の電磁力により溶湯Ｍは、図中例えば右回りに回転駆動される。渦室２Ｃでの溶湯Ｍの流れが炉本体１に流入、流出することから、炉本体１は個別の電磁攪拌装置を備えなくても、炉本体１内の溶湯Ｍは回転駆動される。つまり、炉本体１には必ずしも電磁攪拌装置は必要なくなる。これにより、低コスト化が図れると共に、構造が単純小型化することから、設置スペースが少なくてもすみ且つ実機の設置上非常に使い勝手のよい装置を提供することができる。
　また、本発明は上述の非鉄金属だけでなくその他の金属の溶解炉にも適用できるのは言うまでもない。

Claims (9)

  1. 　溶湯を収容する収納空間を有する炉本体の前記収納空間と連通する渦室を有する金属溶解炉用渦室体であって、
    　前記渦室体の前記渦室内に立設された落とし堰としての仕切板を備え、
    　前記仕切板は、前記渦室における前記収納空間との連通側に、前記仕切板の長さ方向が連通方向に沿うように配置されて、前記連通側を仕切って、前記仕切板の両側に位置する、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第１の渦室開口と、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第２の渦室開口と、を形成し、
    　前記仕切板の前記長さ方向に沿い且つ前記渦室内側にある先端部分と、前記先端部分と対向する前記渦室体の内壁と、の間に、溶湯旋回用の隙間が形成されている、
    　ことを特徴とする金属溶解炉用渦室体。
  2. 　前記仕切板の前記長さ方向に沿った前記先端部分の位置を、前記渦室の前記連通方向に沿った長さの半分の位置に設定した、ことを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉用渦室体。
  3. 　前記仕切板は前記渦室体から取り外し可能とされていることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉用渦室体。
  4. 　前記渦室体の外側下方に、前記渦室体内の溶湯を回転駆動するための磁場を発生させる永久磁石による移動磁界発生装置が配置されていることを特徴とする請求項１記載の金属溶解炉用渦室体。
  5. 　溶湯を収容する収納空間を有する炉本体と、
    　前記炉本体の前記収納空間と連通する渦室を有する渦室体と、
    　を備え、
    　前記渦室体は、前記渦室内に立設された落とし堰としての仕切板を備え、
    　前記仕切板は、前記渦室における前記収納空間との連通側に、前記仕切板の長さ方向が連通方向に沿うように配置されて、前記連通側を仕切って、前記仕切板の両側に位置する、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第１の渦室開口と、前記収納空間と前記渦室との両方に連通する第２の渦室開口と、を形成し、
    　前記仕切板の前記長さ方向に沿った前記渦室内側の先端部分と、前記先端部分と対向する前記渦室体の内壁と、の間に、溶湯旋回用の隙間が形成されている、
    　ことを特徴とする金属溶解炉。
  6. 　前記仕切板の前記長さ方向に沿った前記先端部分の位置を、前記渦室の前記連通方向に沿った長さの半分の位置に設定した、ことを特徴とする請求項５記載の金属溶解炉。
  7. 　前記仕切板は前記渦室体から取り外し可能とされていることを特徴とする請求項５又は６記載の金属溶解炉。
  8. 　前記渦室体には溶湯を抜くためのドレインタップが形成されていることを特徴とする請求項５記載の金属溶解炉。
  9. 　前記渦室体の外側下方に、前記渦室体内の溶湯を回転駆動するための磁場を発生させる永久磁石による移動磁界発生装置が配置されていることを特徴とする請求項５記載の金属溶解炉。
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