JP5555860B2 - 浸漬ヒーター及び浸漬ヒーターの使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、保持炉に保持された金属の溶湯を加熱又は保温するための浸漬ヒーター及び浸漬ヒーターの使用方法に関する。

従来、金属の溶湯は、鋳型機及び鋳型で使用するまでの間、保持炉に保持されるが、該保持炉内の溶湯を加熱又は保温するために浸漬ヒーターが使用されている。そして、該浸漬ヒーターとしては、溶湯に対して保持炉の深さ方向へ浸漬して使用する上部型のものと、保持炉の底部に配して使用するアンダーヒーター型のものとが挙げられる。
上記の上部型の浸漬ヒーターとしては、例えば特許文献１に示す構成のものが挙げられる。該浸漬ヒーターは、ヒーター本体が上下方向に延びるストレート型のものであり、該ヒーター本体に電圧を印加するための電極が上端に取り付けられている。そして、該浸漬ヒーターは、作業者が所望する位置で上端の電極部分は溶湯外に出したまま、保持炉上部の汲み出し口から溶湯中に突き入れられて使用される。
上記のアンダーヒーター型の浸漬ヒーターとしては、例えば特許文献２及び３に示す構成のものが挙げられる。該浸漬ヒーターは、ヒーター本体がストレート型のものであって一端部に電極が取り付けられた構成は上記の上部型の浸漬ヒーターと略同様であるが、保持炉の側壁の下部に穴を開け、該穴を介して外部から保持炉の内部に差し入れられて使用される。

特開２００８−２６９８０８号公報 特開昭６３−２８６６９１号公報 特開平７−２０８８６６号公報

ところが、上記従来の上部型の浸漬ヒーターは、保持炉を何ら改修することなく作業者が所望する自由な位置に設置することができるという利点を有するものの、溶湯の表面部分を加熱するものであり、保持炉の内部で溶湯の対流が起こりにくいため、熱効率が悪く、また溶湯に混ざり込んだ金属の酸化物や介在物等といった不純物が保持炉の底部に溜まりやすく、こうした不純物が汲み出した溶湯中に混入しやすいという問題を有していた。
一方、上記従来のアンダーヒーター型の浸漬ヒーターは、保持炉の底部に配されるため、加熱された溶湯が保持炉内で対流を起こし、熱効率が良く、また不純物が溶湯表面に浮上しやすく、汲み出した溶湯がきれいなものとなるという利点を有する。しかし、その設置には側壁に穴を開ける等といった現在使用している保持炉の改修を必要としており、また保持炉の側壁の穴から溶湯が漏れ出ないようにするために該穴による隙間を埋めて浸漬ヒーターを保持炉に固定しなければならず、設置コストが嵩む、設置位置の変更ができない、保守点検や修理に多大な手間を要するという問題を有していた。
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、保持炉内における設置位置の自由度が高く、従前の保持炉を改修することなく設置することが出来る浸漬ヒーターを提供することにある。また、既設の保持炉での使用において、保持炉（溶湯）の加熱及び保温に使用される天然ガス等の化石燃料の使用量を低減させることが出来き、熱効率に優れる浸漬ヒーターを提供することにある。

本発明は、以下に示す通りである。
（１）保持炉に保持された金属溶湯に浸漬されて該金属溶湯を加熱又は保温する浸漬ヒーターであって、
形状をストレート型としたヒーター本体と、該ヒーター本体内に配設されたストレート型の熱源体と、該熱源体に通電するべく該熱源体の基端部に取り付けられた電極及び該電極に接続された送電線と、を備え、
上記ヒーター本体の基端部、該ヒーター本体内に収容された上記熱源体の基端部及び上記電極は、セラミックス製の箱体からなる接続体内に収容されており、
上記送電線は、セラミックス製の筒体からなる送電筒の内部に収容されているとともに、
上記送電筒の基端部が上記接続体に接続されることにより、該接続体を介して該送電筒の基端部と上記ヒーター本体の基端部とが略Ｌ字状に繋がっており、全体が略Ｌ次形状であり、
上記送電筒の内部と上記接続体の内部とが連通しており、
該送電筒の内部には冷媒供給管が配されて、該冷媒供給管を介して冷媒が該接続体の内部へ送り込まれるとともに、
該送電筒の先端部には冷媒排出部が設けられて、該接続体の内部で暖められた該冷媒が上記冷媒供給管の外側であって該送電筒の内部を通り、該冷媒排出部から外部へ排出されるように構成されていることを特徴とする浸漬ヒーター。
（２）上記接続体の内面上には断熱材が配されている上記（１）に記載の浸漬ヒーター。
（３）上記電極において上記ヒーター本体の基端部と接触する箇所には、複数の凸部が設けられている上記（１）又は（２）に記載の浸漬ヒーター。
（４）上記（１）に記載の浸漬ヒーターの使用方法であって、
ヒーター本体が保持炉の底面に沿って延びるように、溶湯にヒーター本体、接続体及び送電筒の基端部を浸漬して、該送電筒の先端部を溶湯の外へ突出させるように配置して、
上記熱源体に取り付けられた上記電極に通電して、該熱源体を加熱することを特徴とする浸漬ヒーターの使用方法。
（５）上記送電筒の内部と上記接続体の内部とが連通し、該送電筒の内部には冷媒供給管が配されており、
上記冷媒供給管を介して冷媒を送り込み、
上記電極及び上記送電線を冷却し、暖められた上記冷媒が、上記送電筒の先端部に設けられた冷媒排出部から外部へ排出される上記（４）に記載の浸漬ヒーターの使用方法。
（６）上記接続体の内面上には断熱材が配されている上記（４）又は（５）に記載の浸漬ヒーターの使用方法。
（７）上記電極において上記ヒーター本体の基端部と接触する箇所には、複数の凸部が設けられている上記（４）乃至（６）のうちのいずれかに記載の浸漬ヒーターの使用方法。

ヒーター本体の基端部及び電極がセラミックス製の箱体（中間継手）からなる接続体によって覆われており、送電線がセラミックス製の筒体からなる送電筒の内部に収容されている本発明の浸漬ヒーターによれば、ヒーター本体のみならず、セラミックスからなる接続体及び送電筒も金属溶湯に浸漬することができ、上部型等の浸漬ヒーターとして使用することは言うに及ばず、アンダーヒーター型の浸漬ヒーターとして金属溶湯の保持炉の底部に設置して使用することができ、さらには保持炉内での位置を自由に変更することができるため、保持炉内における設置位置の自由度を高いものとすることができる。また送電筒の基端部が接続体に接続されることにより、該接続体を介して該送電筒の基端部とヒーター本体の基端部とが略Ｌ字状に繋がっており、全体が略Ｌ次形状である本発明の浸漬ヒーターによれば、アンダーヒーター型の浸漬ヒーターとして使用した場合、該ヒーター本体と略Ｌ字状に繋がった送電筒の先端部は、溶湯の表面よりも外部に突き出て配置されるため、電源へ繋がる送電線の一部が溶湯に浸漬されることがなく、側壁に穴を開ける等のような改修を保持炉に施さずとも設置することが出来る。また、本発明の浸漬ヒーターは、保持炉内の溶湯への熱効率が優れており、本発明の浸漬ヒーターを使用することにより、天然ガス等の化石燃料の使用量を約２０〜３０％（好ましくは２５％以上）低減することができる。更には、その化石燃料の使用量低減により、ＣＯ_２の排出を抑制することが出来る。
送電筒の内部と接続体の内部とが連通し、送電筒の内部には冷媒供給管が配され、送電筒の先端部には冷媒排出部が設けられている場合は、接続体の内部に冷媒を送り込むことで溶湯により暖められた電極を冷やすことができ、また電極を冷やすことで暖まった冷媒を効率よく外部へ排出することができる。
接続体の内面上に断熱材が配されている場合は、接続体の内部の電極や送電筒の内部の送電線に溶湯からの熱が伝わることを防止することができ、特に上記のように冷媒で電極を冷やす場合は、冷媒によって溶湯が冷やされることも防止することができる。
電極においてヒーター本体の基端部と接触する箇所に複数の凸部が設けられている場合は、溶湯による高熱雰囲気下における該電極と該ヒーター本体との接触を確かなものとすることができる。
本発明の浸漬ヒーターの使用方法によれば、ヒーター本体が保持炉の底面に沿って延びるように、溶湯にヒーター本体、接続体及び送電筒の基端部を浸漬することで、加熱された溶湯が保持炉の上部へ移動し、またこれまで保持炉の上部に保持されていた冷たい溶湯が保持炉の底部へ移動するというように、保持炉の内部で溶湯を静かに対流させることができるため、溶湯の温度が全体で均等になり、熱効率を良好なものとすることができる。

実施形態の浸漬ヒーターを示す模式的な正面図である。 実施形態のヒーター本体を示す（ａ）は正面模式図、（ｂ）は側面模式図、（ｃ）は電極を示す斜視模式図である。 実施形態の接続体を分解した状態を示す一部を破断した模式的な正面図である。 実施形態の送電筒を示す模式的な断面図である。 図４の符号Ａの円内を拡大し、一部を破断した模式図である。 実施形態の接続体の内部を示す模式的な概念図である。 実施形態の冷媒取入部の周辺を示す模式的な断面図である。 実施形態の浸漬ヒーターを使用する状態を示す模式的な正面図である。 実施形態の浸漬ヒーターを示す模式的な斜視図である。

以下、本発明の浸漬ヒーターを具体化した一実施形態について説明する。
例えば、図１及び図９に示すように、浸漬ヒーター１０は、ヒーター本体１１と、該ヒーター本体１１の基端部（図１中で左端部）に取り付けられた接続体１２と、該接続体１２から延びる送電筒１３と、を備えている。該送電筒１３は、その基端部（図１中で下端部）が該接続体１２に接続されて固定されている（図６参照）。そして、該送電筒１３の基端部と、該ヒーター本体１１の基端部とは、該接続体１２を介して略Ｌ字状に繋がっており、全体が略Ｌ次形状である。また、送電筒１３の基端部（上端部）には配電箱４３が接続されて固定されている。また、該配電箱４３には、冷媒取入部４５が接続された補機体４４の基端部（下端部）が接続されて固定されている。なお、略Ｌ字状及び略Ｌ字形状とは、アルファベットのＬ字状の形状や鉤括弧の形状を意味する。

上記ヒーター本体１１は、発熱することで金属溶湯（以下、単に「溶湯」ともいう）を加熱又は保温するための部分である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態のヒーター本体１１は、熱源体２１と、該熱源体２１をその基端部２１ａ（図２（ａ）中で左端部）を除いて覆うカバー体２２と、を有しており、その形状は棒状のストレート型とされている。
上記熱源体２１は、溶湯を加熱又は保温するための熱エネルギーを発する部分である。該熱源体２１は、通電（電圧を印可）すると抵抗加熱方式によって発熱する材料を用い、棒状に形成されている。該熱源体２１に用いる材料としては、セラミックスヒーター等のセラミックス製発熱体（導電性セラミックス）、あるいはニクロム線等のような電気抵抗値が高い導電性金属が挙げられるが、溶湯の温度が１０００℃以上になる場合はニクロム線等が使用できないため、セラミックス製発熱体を用いることが望ましい。また該熱源体２１の表面にはリング状のガイシ２３が適宜間隔をおいて、複数装着されており、該熱源体２１と上記カバー体２２との間が絶縁されている。そして、該熱源体２１と上記カバー体２２とが直接接触しないようにされている。
上記カバー体２２は、溶湯から上記熱源体２１を保護する部分である。該カバー体２２は、上記熱源体２１からの熱に耐えるべく、その材料にセラミックス（好ましくは耐熱性セラミックス）を用いて筒状に形成されている。該カバー体２２の材料に用いるセラミックスとしては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、チタン酸バリウム等のセラミックスが挙げられるが、これらの中でも窒化ケイ素は気孔率がほぼ０％であるため、溶湯が浸透し難く、また、溶湯に濡れにくく、また溶湯の固化により付着した金属を容易に除去できるため、該カバー体２２の材料として望ましい。
なお上記ヒーター本体１１の形状は、溶湯を加熱又は保温することができる形状であれば特に限定されず、上記した棒状のストレート型の他、Ｕ字型、波型、はしご型とすることが可能である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、上記ヒーター本体１１内に配設された熱源体２１（ヒーター本体の発熱部）の基端部２１ａには電極２４が取り付けられている。該電極２４は、上記ヒーター本体１１の熱源体２１に電圧を印加するための部分である。該電極２４は、アーチ状に形成されており、対向配置された一対がそれらの間に絶縁体２５が介装された状態で上記熱源体２１の基端部を両側方から挟み込むようにして、該ヒーター本体１１内に配設された熱源体２１の基端部に固定されている。
図２（ｃ）に示すように、本実施形態において、１つの電極２４は、熱源体２１側に配される内電極板２４ａと、該内電極板２４ａを外側から覆う外電極板２４ｂと、を重ね合わせて構成されている。また該内電極板２４ａには、パンチング加工やプレス加工などの方法により、熱源体２１に接触することになる曲面部分に、イボ状（半球状）の複数の凸部２４ｃが形成されている。この凸部の大きさは、径が１〜５ｍｍ、高さ（深さ）が０．２〜１ｍｍ程度である。そして該内電極板２４ａは、該凸部２４ｃが外電極板２４ｂと熱源体２１との間に挟み込まれることで、該熱源体２１の基端部２１ａの外周面全体に対して電極２４の接触を均等なものとし、該熱源体２１に対する該電極２４の接触を確かなものとしている。
上記電極２４の材料には、導電性を有し、かつ耐熱性が高い金属が使用されており、このような金属として、ステンレス鋼やインコネルが例示される。
なお上記電極２４は、内電極板２４ａと外電極板２４ｂとからなる上記構成に限定されるものではなく、上記ヒーター本体１１の熱源体２１に電圧を印加可能な構成であれば、例えば一枚の電極板で構成したり、あるいは蒸着や液状にした金属の塗布などによって構成したり、あるいは該熱源体２１の基端部２１ａに埋め込んで構成したりしてもよい。

上記一対の電極２４には、送電線２６がそれぞれ１本ずつ接続されている（図２（ｂ）参照）。該送電線２６は、上記電極２４を介して上記熱源体２１に通電を行うための部分である。該送電線２６の材料としては、既存のものであれば何れを使用してもよいが、耐熱性を有する材料を使用することが望ましい。また特に図示はしないが、該送電線２６を絶縁し、熱から保護するために、該送電線２６をガイシ等で被覆してもよい。

上記接続体１２は、中間継手であり、セラミック製の箱体からなる。上記接続体１２は、上記ヒーター本体１１と上記送電筒１３とを繋ぐための部分であるとともに、上記電極２４を溶湯の熱から保護するための部分である。
図３及び図６に示すように、本実施形態の接続体１２は、上記ヒーター本体１１の基端部１１ａ、上記電極２４、上記送電線２６、上記送電筒１３の基端部１３ａ等を組み付けやすくしつつ、組み付け後は、その内部へ溶湯が浸入しないように密閉するため、分割された４つのブロックを組み合わせることによって構成されている。
すなわち、接続体１２を構成する４つのブロックのうち、第１ブロック３１及び第２ブロック３２は、主として上記ヒーター本体１１の基端部１１ａ及び上記電極２４を収容するための部分であって、それぞれ側方に開口する箱状に形成されており、また該第２ブロック３２には上記ヒーター本体１１の基端部１１ａを挿通するための横挿通穴３２ｂが形成されている。４つのブロックのうち、第３ブロック３３は、相互に組み合わされた第１ブロック３１及び第２ブロック３２をその内部に収容し、外部から覆う部分であって、上方に開口する箱状に形成されている。４つのブロックのうち、第４ブロック３４は、該接続体１２に上記送電筒１３の基端部１３ａを接続するための部分であって、円錐台状に形成されているとともに、該送電筒１３の基端部１３ａを挿通するための縦挿通穴３４ａが形成されている。また第１ブロック３１及び第２ブロック３２の上面には、該第４ブロック３４を組み付けるべく、相互に組み合わされることで平面視円形状をなす凸台３４ｂが形成されており、該凸台３４ｂには該縦挿通穴３４ａと連通する縦穴３４ｃが形成されている。
上記第１〜第４ブロック３１〜３４は、各ブロックにヒーター本体１１の基端部や送電筒１３等を組み付けた後、相互に組み合わせ、各ブロック間の目地をモルタル、（高純度）アルミナ、（高純度）ムライト、（高純度）ジルコン、及び（高純度）ジルコニヤ等で埋めて接合することにより、接続体１２をより一体的に構成している。このようにして構成された接続体１２の内部には、上記電極２４等が収容される収容空間３６が形成されており（図６参照）、また該収容空間３６は、上記縦穴３４ｃを介して上記縦挿通穴３４ａと連通している。
上記接続体１２は、セラミックスを材料に用いて形成されるが、複数のブロックを組み合わせて構成されたものであることから、１０００℃における熱膨張率が０．４以下の材料を用いることが望ましい。このようなセラミックス（好ましくは耐熱性セラミック）としては、シリカ−マグネシア−アルミナ系セラミックス及びシリカ−アルミナ系セラミックス（以下、単に「シリカ−マグネシア−アルミナ系セラミックス等」ともいう）が挙げられ、これらのうちシリカ−マグネシア−アルミナ系セラミックスが好ましい。但し、該シリカ−マグネシア−アルミナ系セラミックス等は、その表面及び／又は内部に気孔を有するものとなり、該気孔を埋めて溶湯による浸透及び濡れを抑制するため、該接続体１２（各ブロック）に含浸処理を施すことが望ましい。含浸処理に用いる処理液としては、アルミナゾル及びリン酸アルミニウム溶液から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。また、含浸処理を施す場合の接続体１２を構成する各ブロックの製造方法としては、例えば、以下の態様が挙げられる。
（１）６００〜８００℃で、６〜１０時間素焼きした後、上記処理液に浸漬し、次いで乾燥した後、１２００〜１４００℃で１５〜２４時間本焼する。
（２）６００〜８００℃で、６〜１０時間素焼きした後、１２００〜１４００℃で１５〜２４時間本焼し、その後上記処理液に浸漬し、乾燥させる。
上記態様のうち、得られるブロックの濡れ抑制がより優れる（１）の態様が好ましい。
上記含浸処理により、シリカ−マグネシア−アルミナ系セラミックス製の接続体１２は、溶湯による浸透及び濡れが抑制され、さらに強度向上を期待できるものとなる。
また、上記接続体１２において、接続体１２の内部に形成された収容空間３６の内面上には断熱材３５が配されている。該断熱材３５は、接続体１２の外部と収容空間３６の内部との熱交換を抑制するためのものであり、具体的には、溶湯の熱が収容空間３６内の電極２４に伝わることを抑制しつつ、電極２４を冷やす冷媒によって溶湯が冷めてしまうことを抑制している。該断熱材３５の材料としては、アルミナ・シリカセラミックスファイバーからなるシート材が例示される。なお、該断熱材３５の厚さとしては、１〜１０ｍｍ程度である。
また、上記接続体１２は、上記のように必ずしも４つのブロックに分割して構成されることに限らず、例えば２つか３つのブロックに分割したり、あるいは５つ以上のブロックに分割したりして構成してもよい。また可能であるならば、例えば電極２４や送電線２６が組み付けられたヒーター本体１１と送電筒１３とを成形型の内部に配置したうえで該成形型の内部に粒状のセラミックスを圧入する等して接続体１２を一体的に成形してもよい。
また、上記接続体１２は、全体表面を、更に、アルミナコーティング材、ジルコニヤコーティング材及びアルミナジルコニヤコーティング材から選ばれる少なくとも１種で被覆してもよい。また、接続体１２が、上記のようにブロックから構成される場合、ジルコン焼付けコーティンやジルコニヤ焼付けコーティングで被覆することにより、溶湯の浸透及び濡れをより防ぐことができる。

上記送電筒１３は、上記送電線２６を溶湯の熱から保護するための部分である。該送電筒１３は、セラミックス（好ましくは耐熱性セラミック）を材料に用いて筒状に形成されている。該セラミックスとしては、上記ヒーター本体１１のカバー体２２と同じものが例示される。
該送電筒１３は、上記接続体１２の第４ブロック３４に形成された縦挿通穴３４ａに挿通されて該接続体１２に接続される、また該縦挿通穴３４ａが上記接続体１２の縦穴３４ｃと連通していることから、該送電筒１３の内部は、上記接続体１２の内部の収容空間３６と連通している。

図４及び図７に示すように、該送電筒１３及び補機体４４の内部には、冷却用媒体（冷媒）供給管４１が配置されている。該冷媒供給管４１は冷媒取入部４５の内部を通して、冷媒取入口５１を備えている。該冷媒供給管４１は、上記接続体１２の収容空間３６に冷媒を供給するためのものである。すなわち、冷媒は、冷媒取入部４５の冷媒取入口５１から取り入れられ、該冷媒取入口５１と連通している該冷媒供給管４１を介して上記接続体１２の収容空間３６に送り込まれ、上記電極２４を冷やしている（図６参照）。ここで該冷媒には、上記電極２４に使用する材料にもよるが、上記電極２４を６００℃以下（より好ましくは５００℃以下）に冷やすことができるものを使用することが望ましく、例えば空気、不活性ガス等が挙げられる。
該送電筒１３の先端部（図４中で上端部）には、冷媒排出部４２が設けられている。該冷媒排出部４２は、上記電極２４を冷やすことで暖まった冷媒を外部へ排出するためのものである。すなわち、該送電筒１３の内部は上記接続体１２の内部の収容空間３６と連通していることから、電極２４を冷やすことで暖まった冷媒は、該収容空間３６から、上記冷媒供給管４１の外側であって該送電筒１３の内部を介して冷媒排出部４２へと上昇し（図６参照）、該冷媒排出部４２から外部へと排出される。

上記送電筒１３の先端（上端）には配電箱４３が接続されている。上記送電線２６は、該配電箱４３内で配電盤等を介して外部の電源等に接続されている。また該配電箱４３の上部には、補機体４４が接続されている。そして、該補機体４４の上部に配設された上記冷媒取入部４５に備えられる冷媒取入口５１から取り入れられた冷媒が、該補機体４４内及び送電筒１３内の冷媒供給管４１に供給され、冷媒供給管４１から供給される冷媒により、接続体１２の収容空間３６を冷やすことができる。
また、上記冷媒としては空気が好ましい。上記冷媒が空気の場合、冷媒の供給方法としては、ブロアー及びコンプレッサー等を用いて、該冷媒を上記冷媒取入口５１から供給することができる。これらの内、ブロアーを用いることが好ましい。このブロアーとしては、保持炉を加熱するバーナーに使用されているブロアーがある場合、そのブロアーを用いることができる。また、冷媒の供給方法としては、ブロアー等に連結するチューブ（管）１０１等を上記冷媒取入口５１に連結して、ブロアー等から放出される空気を冷媒として供給することができる。

図７及び図５に示すように、上記冷媒供給管４１は、冷媒の供給機能と共に、冷媒供給管４１の内部には、熱電対（温度計）６１が備えられている。該熱電対６１は、冷媒供給管４１内に配置され、熱電対６１の上端部は冷媒供給管４１を介して、外部に露出している。そして、熱電対６１の外部に露出している上端部には電線が備えられ、該電線が外部の温度測定機器等（図示略）に接続される。また、熱電対６１の下端部は、送電筒１３の下端部周辺まで延びている。

なお、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で、種々変更した実施例とすることができる。

上記浸漬ヒーター１０の使用方法について説明する（図８参照）。例えば、浸漬ヒーター１０が使用される保持炉１としては、炉壁３０１で囲まれて、バーナー３０３により、保持室３０２が加熱され、それにより溶湯３０４が加熱及び保温されている。また、保持炉１では、上面に開口する溶湯の汲み出し口から、ラドル接続部２０２に接続されたラドル２０１により、溶湯がくみ出される。
そして、溶湯が保持された保持炉１に対して上記浸漬ヒーター１０は、該保持炉１の上面に開口する溶湯の汲み出し口から溶湯内に投入され、該保持炉１の底面に接続体１２を載せるようにして設置される。このようにして設置された該浸漬ヒーター１０は、ヒーター本体１１が保持炉１の底面に沿って延びるように配置されており、この状態で接続体１２及び送電筒１３の基端部が溶湯に浸漬される。そして該浸漬ヒーター１０による加熱を行うと、加熱された溶湯が保持炉１の上部へ移動し、またこれまで保持炉１の上部に保持されていた冷たい溶湯が保持炉１の底部へ移動して、保持炉１の内部で溶湯が静かに対流する。
上記のように溶湯が静かに対流することにより、溶湯中に混じり込んだ酸化物や介在物が溶湯表面に浮き上がるため、きれいな溶湯を選別して汲み出しやすくなる。また溶湯が対流することによって保持炉１内の溶湯の温度が略均一となり、熱効率がよいため、バーナーを使用している場合、バーナーのガス使用量が、２０〜３０％（好ましくは２５％以上）低減することができる。また溶湯が対流することによって保持炉１の内面に金属の酸化物（通称、「おばけ」）が付着しにくくなり、該酸化物の除去などといった保守作業に係る労力が低減される。また保持炉１内の溶湯が静置されず、該溶湯の酸化が抑制されるようになる。
また、浸漬ヒーター１０に供給される冷媒は、ブロアーに連結するチューブ（管）１０１を上記冷媒取入口５１に連結して、ブロアー等から放出される空気を冷媒として用いることができる。

なお、上記浸漬ヒーター１０は、保持炉１内に１基のみを設置することに限らず、２基以上の複数基を設置してもよく、また複数基の浸漬ヒーター１０を設置した場合は、溶湯を加熱するためのバーナーを省略することも可能である。
保持炉１に保持される溶湯は、特に限定されるものではなく、アルミニウム、マグネシウムなど、何れの金属の溶湯であってもよい。また、溶湯の温度は、適宜選択されるが、アルミニウムの場合は、６３０〜７６０℃である。
上記浸漬ヒーター１０は、保持炉１の底に沈めて設置した後、放置してもよく、また溶湯の状況や作業者の所望に応じて適宜動かしてもよい。さらに上記浸漬ヒーター１０のヒーター本体１１のみを溶湯に浸漬して使用してもよい。

本発明は金属関連分野、特に、ダイカスト製造分野において広く用いることができる。

１；保持炉、１０；浸漬ヒーター、１１；ヒーター本体、１２；接続体、１３；送電筒、２１；熱源体、２４；電極、２４ｃ；凸部、２６；送電線、３５；断熱材、４１；冷媒供給管、４２；冷媒排出部、４５；冷媒取入部、５１；冷媒取入口、６１；熱電対。

Claims (7)

1. 保持炉に保持された金属溶湯に浸漬されて該金属溶湯を加熱又は保温する浸漬ヒーターであって、
   形状をストレート型としたヒーター本体と、該ヒーター本体内に配設されたストレート型の熱源体と、該熱源体に通電するべく該熱源体の基端部に取り付けられた電極及び該電極に接続された送電線と、を備え、
   上記ヒーター本体の基端部、該ヒーター本体内に収容された上記熱源体の基端部及び上記電極は、セラミックス製の箱体からなる接続体内に収容されており、
   上記送電線は、セラミックス製の筒体からなる送電筒の内部に収容されているとともに、
   上記送電筒の基端部が上記接続体に接続されることにより、該接続体を介して該送電筒の基端部と上記ヒーター本体の基端部とが略Ｌ字状に繋がっており、全体が略Ｌ次形状であり、
   上記送電筒の内部と上記接続体の内部とが連通しており、
   該送電筒の内部には冷媒供給管が配されて、該冷媒供給管を介して冷媒が該接続体の内部へ送り込まれるとともに、
   該送電筒の先端部には冷媒排出部が設けられて、該接続体の内部で暖められた該冷媒が上記冷媒供給管の外側であって該送電筒の内部を通り、該冷媒排出部から外部へ排出されるように構成されていることを特徴とする浸漬ヒーター。
2. 上記接続体の内面上には断熱材が配されている請求項１に記載の浸漬ヒーター。
3. 上記電極において上記ヒーター本体の基端部と接触する箇所には、複数の凸部が設けられている請求項１又は２に記載の浸漬ヒーター。
4. 請求項１に記載の浸漬ヒーターの使用方法であって、
   ヒーター本体が保持炉の底面に沿って延びるように、溶湯にヒーター本体、接続体及び送電筒の基端部を浸漬して、該送電筒の先端部を溶湯の外へ突出させるように配置して、
   上記熱源体に取り付けられた上記電極に通電して、該熱源体を加熱することを特徴とする浸漬ヒーターの使用方法。
5. 上記送電筒の内部と上記接続体の内部とが連通し、該送電筒の内部には冷媒供給管が配されており、
   上記冷媒供給管を介して冷媒を送り込み、
   上記電極及び上記送電線を冷却し、暖められた上記冷媒が、上記送電筒の先端部に設けられた冷媒排出部から外部へ排出される請求項４に記載の浸漬ヒーターの使用方法。
6. 上記接続体の内面上には断熱材が配されている請求項４又は５に記載の浸漬ヒーターの使用方法。
7. 上記電極において上記ヒーター本体の基端部と接触する箇所には、複数の凸部が設けられている請求項４乃至６のうちのいずれかに記載の浸漬ヒーターの使用方法。

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