JPH0297890A - 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） 本発明は、アルミニウムを始め各種金属の溶解保持炉の
改良に関する。

（従来の技術とその問題点） 溶解保持炉（八゛）は、アルミニウム原料を材料予熱タ
ワー（ｚｏ’　）から投入し、タワーに続く溶解室（２
１′）で加熱溶解した後、溶解室（２１’　）に連通ず
る保持室（５’　）に移し、保持バーナ（９°）で加熱
しつつ溶融アルミニウムを所定の温度に保ち、保持室（
８′）に連通するウェル（５°）から少量づつ汲み出し
て鋳造を行うと言うものである。

さて、このようなアルミニウム溶解作業に用いられる従
来の溶解保持炉（Ａ′）では、材料予熱タワー（２０″
）と溶解室（２１°）とが別々に設けられていたために
ウェル（５′）を溶解保持炉（Ａ′）に一体化出来ず、
全体形状が大きくなって設置面積が広くなると言う問題
点があった。

又、溶解室（２１°）に設けられた溶解バーナ（４°）
は、赤外線を大量に含む赤色の還元性火炎を細長く且つ
弱い噴出力で噴出するガスバーナであって、水平に配置
されていたために、■成る程還元性火炎であるが故に投
入材料の酸化は少ないものの、火炎噴出側において投入
材料の表面だけをなめるようにして溶解し、背部の投入
材料まで火炎が届かず、火炎の反対側に大量の溶は残り
を発生させており、炉の材料予熱タワー（２０″）の扉
（２２’　）を明けて時々溶は残りを作業員が溶解室（
２１°）内に突き落としてやらねばならないと言う作業
性に関する問題点や、■前述のように溶解バーナ（４°
）の火炎噴出力が弱い事と溶解バーナ（４′）が水平に
配置されている事と相まって、予熱材料に接した熱風は
溶解室（２１’　）で余り乱流を起こさず、静かに上昇
して行くだけであって材料を予熱する事が少なく、熱効
率が悪いと言う問題点や、■溶解バーナ（４゛）の火炎
噴出力の弱さのために溶解速度が遅く作業性が悪いと言
う欠点や、このように溶解までに時間が掛かるため熱効
率の点でも悪いと言う欠点もあった。

尚、従来例と本発明とが同一名称の部分は同一番号を付
し、従来例に付いては区別のために番号に（°）を付す
る。

（発明の目的） 本発明は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
その目的とする処は、装置のコンパクト化によるａ開面
積の減少と作業性並びに熱効率の向上を実現した画期的
な溶解保持炉を提供するにある。

（問題を解決するための手段） 本発明の溶解保持炉（＾）は上記の目的を達成するため
に、第１項では： ■材料投入口（１）を持ち、上部が投入材料を保持予熱
するための予熱タワー部（２ａ）となっており、下部が
予熱された材料を溶解するための溶解部（２ｂ）となっ
ている予熱溶解室（２）と、■予熱溶解室（２）に連通
し溶解部（２ｂ）にて溶解された溶融金属が流入し、所
定の温度に保持される保持室（８）と、 ■保持室（８）に連通し汲み出し用の溶融金属が流入す
るウェル（５）とで構成され、 ■予熱タワー部（２ａ）の下部から溶解部（２ｂ）に向
けて斜め下方に火炎が噴出するように溶解バーナ（４）
を予熱タワー部（２ａ）の下部側面に設置する。

と言う技術的手段を採用しており、第２項では；■保持
室（８）とウェル（５）との間に昇降自在なスキムダン
パ（６）を配設する。

；と言う技術的手段を採用している。

（作　　用） ■まず、溶解材料を材料投入口（１）から投入し、予熱
タワー部（２ａ）と溶解部（２ｂ）とに溶解材料を充填
する。

■溶解バーナ（４）から高速で火炎を溶解材料に向けて
斜め下方に強く噴出する。

■噴出された火炎は溶解部（２ｂ）において溶解材料の
全周を包み込むようにして溶解材料の奥まで回り込み、
底部から急速に溶解して行く。

■溶解部（２ｂ）で溶解された溶湯（３）は溶融点直上
の低温のものであり、これが保持室（８）に流れ込む。

■保持室（８）では保持バーナ（９）で所定温度まで昇
温されるのである。

■流れ込んだ低温の溶湯（３）は、潜堤（１１）がある
場合には保持室（８）の潜堤（１１）に沿って蛇行し、
昇温されつつウェル（５）に向かう。

■この間、析出物は潜堤（１１）に沿って沈澱し吸収ガ
スは放出されて鎮静した溶湯（３）がウェル（５）に供
給される事になる。

■鎮静したウェル（５）内の溶湯（３）は少しづつ汲み
出されて鋳造に使用される。

■一方、溶解部（２ｂ）において溶解材料に接した火炎
は熱風と化して上昇しようとするが、斜め上から強く吹
き込まれる火炎のために容易に上昇出来ず、溶解部（２
ｂ）で激しい乱流となり、然る後、予熱タワー部（２ａ
）を上昇して行き、投入材料を予熱する。

（実　施　例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。

溶解保持炉（＾）は、材料投入口（１）を持ち、上部が
投入材料を保持予熱するための予熱タワー部（２ａ）と
なっており、下部が予熱された材料を溶解するための溶
解部（２ｂ）となっている予熱溶解室（２）と、予熱溶
解室（２）に連通し溶解部（２ｂ）にて溶解された溶融
金属が流入し、所定の温度に保持される保持家（８）と
、保持室（８）に連通し汲み出し用の溶融金属が流入す
るウェル（５）とで構成されている。

これらの配置関係を詳述すると、第２図から分かるよう
に予熱タワー部（２ａ）と溶解部（２ｂ）とは上下に一
体に構成されて予熱溶解室（２）となっており、予熱タ
ワー部（２ａ）がその上部であり、下部が溶解部（２ｂ
）となっている、予熱タワー部（２＆）の上面は開口（
１）シており、この部分が材料投入口（１）であって必
要があれば仮想線で示すように更に上部にカセットタワ
ー部（１３）を継ぎ足せるようになっている。

溶解バーナ（４）は予熱タワー部（２ａ）の下部から溶
解部（２ｂ）に向けて斜め下方に火炎が噴出するように
予熱タワー部（２ａ）の下部側面に設置されている。こ
の溶解バーナ（４）は例えば短くて強い還元炎を噴出す
る高輝炎バーナが用いられる。溶解バーナ（４）の設置
内側面は若干末広がりに形成されている。又、溶解部（
２ｂ）の底部は保持室（８）に向かって下り傾斜してお
り、溶解した金属が自然に保持室（８）に流れ込むよう
になっている。保持室（８）は溶解室（２）の底部より
一段低く造られており、本実施例では溶解部（２ｂ）か
らの流入方向に対してほぼ直角方向に長く延びるように
形成されている。

本実施例では保持室（８）の底部には保持室（８）を横
切る潜堤（！１）が設けられており、その潜堤（１１）
には千鳥に流通口（１２）が設けられている。

この保持室（８）には、保持室（８）に対して溶融金属
の流入側から流出側に向かって火炎を吹き込むように赤
外線を多量に含み還元性の赤い炎を長く噴出する事の出
来る保持バーナ（９）が配設されており、保持室（８）
内の溶湯（３）表面をなめるようにして所定温度に溶湯
（３）を保持するようになっている。

保持室（８）の下流側側面に連通口（７）が設けられて
おり、ウェル（５）に連通するようになっている。

従って、ウェル（５）は保持室（８）に対してほぼ直角
方向に設置される事になり、予熱溶解室（２）、保持室
（８）並びにウェル（５）とが溶解保持炉（＾）の同一
基台（１０）上に設置される事になり、極めてコンパク
トに形成される事になる。保持室（８）からウェル（５
）への連通口（７）は、第４図のように隔壁の底部に湯
面より低い位置に形成しても良いが、仮想線で示すよう
に湯面より高い位置まで開口（１）する連通口（７）を
形成し、操業状態に合わせて昇降出来るスキムダンパ（
６）を配置しても良い、又、ウェル（５）には溶湯（３
）レベル検出装置と温度センサなどが配設され、湯面管
理と溶湯（３）の温度管理を行い次工程品質管理に万全
を期している。

溶解材料は限定されないが通常はアルミニウム、亜鉛又
は銅などのダイカスト金属である。以下、アルミニウム
の溶解作業を例に取って説明する。

勿論、溶解作業はアルミニウムのみに限られるものでは
ない、さて、保持室（８）では保持バーナ（９）から前
述のように赤外線を多量に含む細長い還元性炎を噴き出
して保持室（８）内の溶湯（３）をなめるようにして保
持室（８）内の溶湯（３）を所定の温度に保持する。一
方、予熱タワー部（２ａ）には溶湯（３）の汲み出しに
合わせて適時アルミニウム原材料の投入が材料投入口（
１）から行なわれるが、予熱タワー＃　（２ａ）を上昇
する熱風により予熱される。即ぢ、投入された溶解材料
は前記予熱タワー部（２区）と溶解部（２ｂ）に充填さ
れるが、前記溶解バーナ（４）から噴出された還元性の
高温且つ強力な火炎は溶解部（２ｂ）における溶解材料
の全周を包むようにしてその奥部まで到達し、溶解部（
２ｂ）内の溶解材料を高速溶解していく、そしてこの強
力な火炎は溶解部（２ｂ）に向かって斜め下方に噴射さ
れるものであるから上昇しようとする溶解部（２ｂ）内
の＠風の上昇を妨げ溶解部（２ム）内に強い乱流を発生
させ、溶解材料の高速溶融を促進する。溶解部（２ｂ）
から上昇した熱風は前記溶解部（２ｂ）の乱流の影響を
受けて予熱タワー部（２ａ）を撹拌されつつ上昇して行
き溶解材料との接触機会が増し、多大の予熱効果を発揮
しつつ上昇していく。

このようにして溶解されたアルミニウムは溶解＃（２ｂ
）を流下して保持室（８）に流入し、潜堤（１１）に沿
って保持室（８）内を蛇行し、最終的にはウェル（５）
に流入するが、溶解直後の溶湯（３）には直火溶解又は
浸漬溶解を問わず水素ガスなど大皿のガスを吸蔵してい
るが前記蛇行による保持室（８）内の滞留時間が長いた
め吸蔵ガスの放出が見られ、ウェル（５）流入までに溶
湯（３）の鎮静化が図られる。

又、溶解ｉｆ、ｔ＆の溶湯（３）は溶融点直上の低温で
あるため、保持室（８）の炉床にＦｅ、Ｓｉなどの析出
物が見られるものであるが、潜堤（１１）に遮断されて
ウェル（５）への流入がない、更に、溶解直後の低温溶
湯（３）がウェル（５）樟直ぐに流れ込まず、潜堤（１
１）に沿って蛇行する事により、所定温度までの昇温が
図られ、ウェル（５）内の溶湯（３）温度が低下すると
言うような事態が起こらないものである。

尚、潜堤（１１）が存在する事により、保持室（８）内
の溶湯重量がその分だけ減り、受熱面積を小さく出来る
ものであるが、潜堤（１１）は必ずしも必要でなく要望
に応じて適宜設置出来る事は言うまでもない。

（実施例１） 冷材を用い、従来の溶解保持炉（＾）と本発明に掛かる
溶解保持炉（＾）の性能を比較してみた。

（以下余白） 冷材から 従来の溶解 本発明の溶解 ■ガス　　　３０５，１００ｋｃａ１１５．２５１１２
８０．５００ｋｃａｌ／４．７５Ｈ以上から１本発明に
かかる溶解保持炉（＾）の高速溶解性能と著しい省エネ
ルギ効果が実証された。

又、ウェル（５）まで・一体化した事により、装置全体
の設置面積が従来の溶解保持炉（＾°）番こ比べて２７
３とすこぶるコンパクトになった。

（効　果） 本発明の予熱溶解室は階上のように、材料投入口を持ち
、上部が投入材料を保持予熱するための予熱タワー部と
なっており、下部が予熱された材料を溶解するための溶
解部となっているので、予熱タワー室と溶解室とに分離
していた従来の溶解保持炉に比べてそれだけ予熱、溶解
部分がコンパクトになり、その結果ウェルも同一基台上
に設置出来、装置全体の設置面積が従来に比べて２７３
程度になるという設備上の利点がある。

又、予熱タワー部の下部から溶解部に向けて斜め下方に
火炎が噴出するように予熱タワー部の下部側１ｍに溶解
バーナを設置しであるので、溶解バーナから噴出された
還元性の高温且つ強力な火炎は溶解部における溶解材料
の全周を包むようにしてそのＩＪ部まで到達し、溶解部
内の溶解材料を高速溶解して行くものであり、そしてこ
の強力な火炎は溶解部に向かって斜め下方に噴射される
ものであるから上昇しようとする溶解部内の熱風の上昇
を妨げ溶解部内に強い乱流を発生させ、溶解材料の高速
溶融を促進する事になり、更に、溶解部から上昇した熱
風は前記溶解部の乱流の影響を受けて予熱タワー部を撹
拌されつつ上昇して行き溶解材料との接触機会が増し、
多大の予熱効果を発揮しつつ上昇して行くものであって
熱効率並びに溶解速度の多大の向上を達成する事ができ
、作業能率向上の面でも多大のの利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の溶解保持炉の断面図第２図・・・
第１図のＡ−Ａ断面図 第３１ｆ４−・・第１１７１のｎ−ｎＩｔＪｒ面図第４
図・・・第２図のＣ−Ｃ断面図 第５図・・・従来例の縦断面図 第６図・・・第５図の平断面因 （＾）・・・本発明の溶解保持炉 （Ａ′）・・・従来の溶解保持炉 （１）・・・材料投入口　　　（２）・・・予熱溶解室
（２ａ）・・・予熱タワー部　（２ｂ）・・・溶解部（
３）・・・溶解金属又は溶湯　（４）・・・溶湯バーナ
（５）・・・ウェル　　　　（６）・・・スキムダンパ
（７）・・・連通口　　　　　（８）・・・保持室（９
）・・・保持バーナ　　（１０）・・・基台（１１）・
・・潜堤　　　　　（１２）・・・流通口（１３）・・
・カセットタワー部 （２０°）・・・予熱タワー　（２１’　）・・・溶解
室（２２″）・・・扉 目面の浄ａ（内容に７ｉ″更なし） 第 因 裸−７− 第４５ 菓３山 第 図 手続補正書 （方式） ％式％ 補正の対象 図 面 τ、補正の内容 出願時の図面中、第１゜ ２゜ ３゜ ６図を別紙の 通り補正します。 （内容に変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）材料投入口を有し、上部が投入材料を保持予熱す
   るための予熱タワー部となっており、下部が予熱された
   材料を溶解するための溶解部となっている予熱溶解室と
   、予熱溶解室に連通し溶解部にて溶解された溶融金属が
   流入し、所定の温度に保持される保持室と、保持室に連
   通し汲み出し用の溶融金属が流入するウェルとで構成さ
   れ、予熱タワー部の下部から溶解部に向けて斜め下方に
   火炎が噴出するように予熱タワー部の下部側面に溶解バ
   ーナを設置した事を特徴とする溶解保持炉。
2. （２）保持室とウェルとの間に昇降自在なスキムダンパ
   を配設して成る事を特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の溶解保持炉。