JPH032334A - 金属溶解保持炉 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はアルミ等の金属溶解保持炉に関し、特には手
許炉として使用される連続溶解保持炉に関する。

（従来の技術） 近年１手許炉として、金属材料を溶解しその溶湯を保持
室にて保温し必要に応じて汲出室から鋳型へ汲出すよう
にした金属溶解炉が開発され、末完ＩＩＩ　Ｐｉも日本
特許出願公告昭和８２−２３２３４号ほかの発明を提案
した。これらの炉においては。

溶湯を汲出し鋳型へ供給するための汲出室を有するので
あるが、ここから汲出される溶湯の管理が製品の品質上
ｆｆｉ要な問題となる。

すなわち、まず、溶湯中に含有される水素ガス等を該溶
湯中から有効に除去することが必要である。同時に、汲
出室から供給される溶湯の温度をいかに保持するか、換
言すれば溶湯温度の低下をいかにして防ぐかがｆｆｌ要
な問題となる。これは、製品の品質管理上のみならずエ
ネルギーの有効利用の点からも重要な問題である。

曲者の水素ガス等の除去については、従来から汲出室に
バブリング装ａｔ設けて不活性ガスを溶湯中に噴出する
ことが行なわれているが、汲出室にバブリング装置を設
けた場合にはバブリングのためのスペースが制約され十
分なガス抜き効果が期待できないきらいがあった。

汲出室の温度管理については、従来汲出室の溶湯と保持
室内の溶湯とはおよそ１００℃程度の温度差があり、や
むを得ず、必要な汲出溶湯温度より１００℃高い温度を
保持室の設定温度として温度管理しているのが現状であ
る。しかしながら、このような管理はエネルギー利用上
大きな不利であり、燃費等のコストも高くつく。

（発明が解決しようとする課題） この発明はこのような状況に鑑みて提案されたものであ
っ工、手許炉としての連続溶解が可使なコンパクトな炉
であって、溶湯の品質管理、特に溶湯中のガス抜き効果
を高め、温度管理を有利に行なうことができる新規な手
許連続溶解炉を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、この発明に係る金属溶解保持炉は、金属材料
を溶解しその溶湯を保持室にて保温し汲出室から鋳型へ
供給するようにした手許連続溶解炉において、前記保持
室と連通しかつバブリング装置より不活性ガスを溶湯中
に吹き出すガス処理室を設けるとともに、前記ガス処理
室と連通しかつ前記保持室と保温隔壁を介して隣接する
汲出室を設けたことを特徴とする金属溶解保持炉に係る
。

（実施例） 以下、この発明の実施例を添付の図面に従って説明する
と、第１図はこの発明の一実施例を示すアルミの溶解保
持炉の横断面図、第２図はその縦断面図、ｆｔ５３図は
第１図の３−３線における断面図、第４図は第１図の４
−４線における断面図、第５図は第１図の５−５線にお
ける断面図をそれぞれ表わす。

添付図面に示した金属溶解保持炉はアルミ材料を溶解し
その溶湯を保持室にて保温し汲出室から鋳型へ供給する
ようにした手許連続溶解炉の一実施例であって、第１図
の横断面図に図示したような炉体１０の構造を有する。

すなわち、この炉体１０は強固な耐火物で構築されてい
て、材料を予熱し溶解するための溶解タワー室２０、溶
解した金属材料が加熱されながら流下する傾斜床室３０
、溶湯を貯湯する保持室４０、前記保持室と連通し溶湯
中へ不活性ガスを吹き出すバブリング装置が設けられた
ガス処理室５０、および前記ガス処理室と連通しかつ前
記保持室と保温隔壁を介して隣接する汲出室６０の各部
より構成される。以下各部の構成を説明する。

まず、実施例に示した溶解タワー室２０は、被溶解材で
あるアルミインゴット等のアルミ材料Ａを投入ａ置する
空間であって、金属材料がタワー状に積重ねられるよう
に塔状ないしは筒状に形成される。溶解タワー室２０の
上部には、第２図に図示のように、材料の投入口２１が
設けられている。符号２４は蓋体、２４ａはその車輪、
２４ｂはレール、２５は点検ならびに作業口である。

第２図および第３図に図示したように、溶解タワー室２
０内において、タワー状にＭｆｆｉねられアルミ材料Ａ
のうち下部に位置する材料Ａｌは次述する溶解バーナー
３９の加熱ガス（バーナーフレームを含む、）によって
溶解され、上部に位置する材料Ａ２は該溶解バーナーの
排ガスを含む炉内の燃焼排ガスによって予熱される。

溶解タワー室２０は少なくとも傾斜床室３０に面した前
面下部２０Ｆが開放されていて、溶解した金属材料（流
動性のある半固溶状態のものを含む、）が該傾斜床室３
０へ流出するようになっている。

次に、傾斜床室３０の側壁面３１には前記溶解タワー室
２０の下部に向けて溶解バーナー３９が配置されている
。

また、傾斜床室３０は、前記溶解タワー室２０で溶解さ
れたアルミ材料が１次述する保持室４０へ流下する傾斜
床面３３を有する。傾斜床面３３は実施例では、溶解タ
ワー室前面２０Ｆからまっすぐ前方へ傾斜する第一の傾
斜面３３Ａと、該第−傾斜面から第１図のように左へ直
角に曲がる第二の傾斜面３３Ｂの二つの傾斜面からなっ
ている。

このように、傾斜面を直角方向に曲げたのは、炉体構造
をコンパクトにし溶解バーナー３９の熱効率を良くする
ためと、溶解タワー室２０内の冷材料Ａが万一傾斜面に
転がりこんだ場合でも次述する保持室内に容易に落下し
ないようにするためである。

溶解夕、ワー室３０で溶解されたアルミ材料はこの傾斜
床室３０の傾斜床面３３Ａ、３３Ｂを流下していく間に
も溶解バーナー３９によって加熱。

昇温され良質の溶湯となって次の保持室４０内へ流入し
ていく、符号３４は点検ならびに作業口である。

保持室４０は溶湯Ｍを蓄え保温しておく場所である。す
なわち、保持室４０は前記傾斜床室３０と隔壁４１をも
って隣接しているとともに、該傾斜床室３０を流下する
溶解した金属材料が該保持室４０内に流入することがで
きる連通開口４２を有している。

また、保持室４０の底面４３は前記傾斜床面３３より低
く構成されている。望ましくは第２図の実施例のように
段差４３ａを介して底面４３が形成される。これは、蓄
えられた溶＠Ｍが傾斜床面３３上部に流れ出して傾斜床
面３３の温度の低い溶解した金属材料または場合によっ
ては傾斜床面３３に崩れ出した溶解前の冷材料と接触し
てその湯温が低下したりあるいはガスを発生したりする
こと等を防止するためである。

さらに、この保持室４０には室内の溶湯Ｍを保温する保
持バーナー４９が設けられている。実施例では、この保
持バーナー４９は、保持室天井４４に設けられているが
、保持室の側壁部４５に設置してもよいものである。第
１図の符号４６は点検ならびに作業口である。

ガス処理室５０は、鋳型用の良質の溶湯を供給するため
に、溶湯中に含有される水素ガス等を該溶湯中から除去
するための独立した室である。

このガス処理室５０は、前記保持室４０と隔壁５１をも
って隣接しているとともに、該隔壁５１に下部に連通口
５２を有する。この連通口５２は前記保持室に蓄えられ
る溶湯Ｍの常態における上面Ｓより下方位置に設けられ
る。これは、溶湯表面に浮く酸化物等の不純物をガス処
理室５０および後記汲出室６０に流込ませないためであ
る。また、こうすることによって、保持バーナー４９の
加熱ガスが保持室４０から外部に噴き出すことを防止で
きかつバーナー音による炉内騒音を遮断できるメリット
等がある。

ガス処理室５０においては、溶湯中に含有されるガス、
例えばアルミ溶湯中の水素ガスを溶湯中から排出するた
めに、不活性ガスを吹き出すバブリング装置５５が設け
られる。このバブリング装２１５５は１例えば第２図に
図示の実施例のように、室底面５４に多孔管５６を配し
、この多孔管５６より不活性ガス、例えば窒素ガスやア
ルゴンガス等を溶湯中に吹き出し、溶湯中に存在するガ
スとともに湯表面より外部へ放散させるものである。

このガス放散を有効に行なわしめるために、多孔管５６
を図のように２〜３個設置することもできる。また、高
速回゛転する回転子（ノズル）から不活性ガスを分散噴
出させる回転式のバブリング装置を用いてもよい、符号
５８は不活性ガスのガスボンベ、５９は導管である。

汲出室６０は、鋳型用の良質の溶湯が供給される部分で
１通常汲出し作業のため上部が開放されている。この発
明においては、この汲出室６０は前記のガス処理室５０
と連通しかつ前記保持室４０とは保温隔壁を介して隣接
している。

すなわち、第４図の断面図から理解されるように、汲出
室６０はガス処理室５０と隔壁６１をもって隣接してい
るとともに、該隔壁６１の下部に連通口６２を有する。

この連通口６２は、前記したガス処理室５０における連
通口５２と同様に。

溶湯表面に浮く酸化物等の不純物を汲出室６０に流込ま
せないために、溶湯上面より下方位置に設けることが好
ましい、二つの下部連通口５２，６２によって汲出室６
０の溶湯はよりクリーンなものとなる。

さらに、第５図の断面図のように、汲出室６０は前記保
持室４０と保温隔壁６５を介して隣接している。保温隔
壁６５は、熱伝導率に優れた耐火物より構成され、公知
の窒化珪素結合炭化珪素質耐大物が好ましく用いられる
。この窒化珪素結合炭化珪素質耐大物は窒化珪素の高い
強度と、従来のハイアルミナ系耐火物よりも数倍大きい
熱伝導率（１４，１、（１２００℃）　ｋｃａ　ｌ／ｍ
／ｈｒ　／　”Ｏ）を有する。実施例ではこの保温隔壁
６５の厚みを隔壁−股部（２３０ｍｍ）より５０ｍｍは
ど薄く構成したが、保持室４０内の溶湯温度が７４０℃
とすると、この保温隔壁によって隣接した汲出室６０内
の溶湯温度は７１０℃とわずか３０℃の差しかない、な
お、従来構造により汲出室における溶湯温度は先にも述
べた通り約１００℃の温度低下がある。

なお、第３図の符号７０は燃焼ユニットである。

（作用） 次に、この発明の金属溶解保持炉を用いて実際にアルミ
材料を溶解、保持する場合について説明すると、先ず、
炉内の溶解バーナー３９および保持バーナー４９が点火
され、溶解タワー室２０、傾斜床室３０および保持室４
０が加熱、昇温される。

溶解バーナー３９の加熱ガスは溶解タワー室２０の下部
より排気孔のある上方へ上昇する。一方の保持バーナー
４９の加熱ガスは保持室４０内を一巡した後保持室４０
の連通開口４２より傾斜床室３０内に入り込み溶解タワ
ー室２０の下部より排気孔のある溶解タワー室２０上方
に導かれる。

ここで、溶解タワー室２０上部の投入口２１を開いてア
ルミインゴット等のアルミ材料Ａを該溶解タワー室２０
がほぼ満杯となるように投入する。

溶解タワー室２０に積み重ねられたアルミ材料Ａのうち
、下部に位置する材料Ａｔは前記したように溶解バーナ
ー３９の加熱ガスによって加熱され溶解される。と同時
に、上部に位置する材料Ａ２は該溶解バーナー３９の排
ガスおよび保持バーナー４９の排ガスと接触し熱交換し
て予熱される。

炉内のバーナーの熱エネルギーはこのように有効的な利
用が図られる。

溶解タワー室２０において溶解された材料は該タワー室
２０底面２８より傾斜床室３０の傾斜床面３３に流出す
る。

傾斜床室３０に流れ出した溶解した材料は、溶解バーナ
ー３９のバーナーフレームおよび保持／く一ナー４９の
加熱ガスによって、傾斜床面３３を流下しつつさらに加
熱され昇温される。

そして、十分加熱され完全溶解した材料は連通開口４２
を経て保持室４０内に流入して溶湯として蓄えられる。

保持室４０内では保持バーナー４９によって溶湯の温度
が制御される。

そして、保持室４０と連通口５２によって連通自在にａ
ｒ＆されたガス処理室５０では前記溶湯中に含有される
ガス抜きが行なわれる。この発明のガス抜き処理５０は
バブリングのための専用スペースであるから、十分なガ
ス処理をするために、必要に応じて複数の多孔管等の大
きな他力のバブリング装置を配置するすることができる
。

さらに、ガス処理がなされた溶湯は汲出室６０へ流入す
るのであるが、該汲出室６０は保持室４０と保温隔壁と
隣接しているので保温効果が高く。

高温でかつ良質の溶湯が供給され、必要に応じて鋳型に
汲出される。

（効果） 以上図示し説明したように、この発明によれば、独立し
たガス処理室を設けたものであるから、必要に多じて大
きな他力のバブリング装置を配置でき、溶湯中に含有さ
れる水素ガス等を該溶湯中から有効に除去することがで
きるようになった。さらに、汲出室は前記ガス処理室の
下流側に設けられるのであるが、保持室と保温隔壁を介
して隣接しているので保温効果が高く、良質な溶湯を供
給でさるのみならず、保持室との温度差が少ないので、
保持室の温度を必要以上に高く保つ必要がなく、エネル
ギーの有効利用を図り、燃費等のコストを低減すること
ができる。

このように、この発明は、溶湯の品質管理および温度管
理を極めて有利に行なうことができる手許連続溶解炉を
提供することができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すアルミの溶解保持炉
の横断面図、第２図はその縦断面図、第３図は第１図の
３−３線における断面図、第４図は第１図の４−４線に
おける断面図、第５図は第１図の５−５線における断面
図である。 ２０・・・溶解タワー室、２１・・・材料投入口、３０
・・・傾斜床室、３３，３３Ａ、３３Ｂ・・・傾斜床面
、３９・・・溶解バーナー・、４０・・・保持室。 ４９・・・保持バーナー、５０・・・ガス処理室、５・
・・連通口、６０・・・汲出室、６２・・・連通口、６
・・・保温隔壁、Ａ・・・アルミ材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属材料を溶解しその溶湯を保持室にて保温し汲出室か
   ら鋳型へ供給するようにした手許連続溶解炉において、 前記保持室と連通しかつバブリング装置より不活性ガス
   を溶湯中に吹き出すガス処理室を設けるとともに、前記
   ガス処理室と連通しかつ前記保持室と保温隔壁を介して
   隣接する汲出室を設けたことを特徴とする金属溶解保持
   炉。