JPH11320079A - 坩堝炉式取鍋 - Google Patents

坩堝炉式取鍋

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JPH11320079A
JPH11320079A JP13514098A JP13514098A JPH11320079A JP H11320079 A JPH11320079 A JP H11320079A JP 13514098 A JP13514098 A JP 13514098A JP 13514098 A JP13514098 A JP 13514098A JP H11320079 A JPH11320079 A JP H11320079A
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JP
Japan
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ladle
molten metal
crucible
temperature
heat
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Pending
Application number
JP13514098A
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English (en)
Inventor
Tamio Okada
民雄 岡田
Katsuyuki Shirakawa
克行 白川
Tokuji Asada
篤司 浅田
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Nippon Crucible Co Ltd
Original Assignee
Nippon Crucible Co Ltd
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Publication date
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】受湯した溶湯の温度を殆ど低下せしめる事なし
に搬送し生産ラインに提供することが可能な坩堝炉式取
鍋を提供する。 【解決手段】金属製ケーシング内に耐火材を内張りした
筒状容器内に、黒鉛坩堝を設置した取鍋本体と、該取鍋
本体の上面の略々全域を覆う大きさの金枠内に耐火材を
裏張りした蓋と、取鍋本体及び蓋に装備した燃焼用バー
ナーとを備え、用時に、これら燃焼用バーナーにより取
鍋内設置の黒鉛坩堝を内外両面側から加熱できる構成に
なっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造工場において
溶解炉及び前炉等から出湯した溶湯を生産ラインへ搬送
するための坩堝炉式取鍋に関する。
【0002】
【従来の技術】鋳造工場では、溶解炉及び前炉等から取
鍋に出湯した溶湯は、溶湯処理場へ移されて除滓や脱
硫,脱ガス等の溶湯処理処理が行われたのち生産ライン
に供される。
【0003】ここで使用される取鍋は鋼板製円筒形容器
内に耐火材が裏張りされた方式の物である。この方式の
取鍋を使用した場合、溶解炉及び前炉等での受湯から生
産ラインに至る約10分の所要時間の間に、溶湯温度は
大きく、例えば約100℃程度降下する。
【0004】この温度降下の主な原因は、溶湯表面から
の熱損失とライニングに関わる熱損失であり、前者は全
損失熱の50〜70%、後者は30〜50%といわれて
いる。ここに溶湯表面からの熱損失は放射と対流による
放散熱であり、ライニングに関わる熱損失はライニング
の蓄熱と取鍋表面からの放散熱である。
【0005】これらの熱損失の軽減のため、前者には取
鍋上面に蓋の使用が、後者には断熱強化の対策が有効で
ある。
【0006】しかしながら取鍋用蓋の使用は現在、殆ど
行われていない。その主な理由は次の通りである。
【0007】1.カバーの着脱に手間がかかる。
【0008】2.鋼板製金枠内面にキャスタブルやセラ
ミックファイバーを施工した従来方式の簡便型のもの
は、金物の歪みが大きく実用的ではない。
【0009】3.強固に製作した金枠のカバーは重量が
大きく作業性が極めて悪い。
【0010】一方、ライニングの断熱強化は省エネルギ
ー運動の初期の段階から実施されてきたが、現在では限
界にあると考えられている。従って現在の取鍋方式を採
用する限り、受湯から生産ラインに至る溶湯の搬送中に
おける大幅、例えば100℃程度の温度降下は避けられ
ない。
【0011】いま、鋳造ラインの作業に必要な溶湯温度
を1400℃とすると、上記の温度降下を考慮した溶解
炉や前炉等からの出湯温度は1500℃でなければなら
ない。高温域にある1400℃の溶湯温度を更に150
0℃の出湯温度に上昇せしめるには非常に大きなエネル
ギーが必要であり、またこの温度を維持するため溶解炉
のライニングは非常に苛酷な操業条件下におかれるの
で、更に高級なライニングの品質が要求される。即ち1
500℃の溶湯を得るには過大な操業費が必要となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】鋳鉄業界において現在
使用されている取鍋では溶湯搬送中の温度低下が大き
く、生産ラインで要求される溶湯温度より更に例えば1
00℃程度高い出湯温度の確保が余儀なくされている。
従って業界ではいかにして搬送中の溶湯温度の低下を防
ぎ、溶解炉や前炉等からの出湯温度を下げ得るかという
問題の解決が大きな課題となっている。
【0013】本発明は、上記の従来型取鍋による溶湯温
度の低下の問題点を解決し、作業が容易で且つ温度降下
を確実に防止できる坩堝炉式取鍋を提供することを目的
としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の坩堝炉式取鍋は
従来型取鍋とほぼ同様の取鍋内部に十分な大きさを持つ
黒鉛坩堝を据え付けて固定すると共に、取鍋上面に着脱
又は開閉自在な蓋を設置している。
【0015】取鍋の側面と蓋の上面には夫々燃焼用バー
ナーが装着され、黒鉛坩堝を内外両面から加熱すること
ができる。黒鉛坩堝が所定温度に達すると、カバーを開
けて受湯し、次にカバーを閉にしたのちバーナーを取り
外し、所定位置に搬送の上、溶湯を生産ラインに供す
る。
【0016】本発明坩堝炉式取鍋によれば、受湯した溶
湯の温度を低下せしめることなく搬送し、生産ラインに
提供することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による坩堝炉式取
鍋の一実施形態を添付図面に基づき説明する。
【0018】図1は、従来使用されている最も一般的な
溶湯搬送用取鍋の縦断面を示す。
【0019】取鍋1は、鋼板製円筒状ケーシング2とそ
の内側に裏張りされたライニング3からなり、溶湯4が
その内部に貯留され、取鍋には懸吊装置5が付属してい
る。
【0020】図2は本発明による坩堝炉式取鍋の断面を
示す。
【0021】本発明による坩堝炉式取鍋は取鍋1、蓋1
2及び燃焼用バーナー8、15の主要部から構成され
る。取鍋1は鋼板製円筒状ケーシング2とその内側に断
熱材と耐火材が裏張りされたライニング3からなり、内
部には台7の上に黒鉛坩堝6が設置固定されている。蓋
12は鋼板等により組み立てられた金枠13の内面に耐
火材14が裏張りされている。取鍋1の側面及び蓋12
の上面には夫々燃焼用バーナー8及び15が脱着自在に
装備され、バーナー8及び15には、燃焼エアー用バル
ブ9及び16が、燃料ガス用バルブ10及び17が配管
中に組み込まれている。
【0022】尚、坩堝炉式取鍋には懸吊用装置5が付属
しており、ホイスト又はクレーンにより吊り上げて移行
することができる。
【0023】以下に本発明による坩堝炉式取鍋の具体的
な使用法を説明する。鋳造工場では、取鍋はキュポラや
前炉等から出湯する溶銑を生産ラインに搬送するために
使用される。
【0024】図1に示す取鍋1は最も一般的な構造のも
ので、キュポラや前炉等からの溶銑を受湯するに先立ち
取鍋の上部から燃焼用バーナーにて取鍋内のライニング
3を加熱し、500〜800℃に達すると受湯して生産
ライン迄搬送する。
【0025】取鍋は一般に蓋が使用されず湯面は解放状
態にあるが、溶湯表面からの熱放散は溶湯温度及び溶湯
の表面積に比例するため熱損失は極めて大きく、且つラ
イニング3は予熱されているとは云え熱の流れは非定常
状態であり、取鍋1に受湯した溶湯4は直接ライニング
3に接しているため、溶湯4からライニング3への熱の
移動もまた伝導伝熱により極めて大きなものとなる。こ
のため溶湯4から失われる熱は大きく、約10分の搬送
中に約100℃の温度降下が生じる。
【0026】これに対し、図2に示す本発明の坩堝炉式
取鍋は、取鍋1の内部に溶湯4を貯留するための黒鉛坩
堝6を内蔵し、更に取鍋1の上部には蓋12が積載され
ている。
【0027】本発明の坩堝式取鍋では受湯に先立ちバー
ナー8及び15を取鍋本体1の側面と蓋12の上面に取
り付けたのち、燃焼エアー用バルブ9及び16、燃料ガ
ス用バルブ10及び17を開けて点火する。坩堝6は内
外両面より加熱され所定温度、例えば1300℃に達す
ると、燃焼エアー用バルブ9及び16、燃料ガス用バル
ブ10及び17を閉めて消火し、バーナー8及び15を
取鍋本体1の側面及びカバー12の上面から取り出す。
坩堝6は黒鉛質耐火物から構成され、1300℃以上の
高温加熱に充分に耐えることが出来る。
【0028】次に蓋12を開けて溶解炉又は前炉から受
湯したのち再び蓋12を閉じ、懸吊装置5を使用して取
鍋を吊り上げ、溶湯処理場を経て生産ラインに搬送した
のち、蓋12を取鍋1に積載したまま出湯する。
【0029】尚、蓋12が高重量となり人手による開閉
操作が困難な場合には、自動開閉システムを採用すれば
よい。
【0030】本発明の坩堝炉式取鍋の使用により、搬送
中における溶湯の温度降下を最小限に止めることができ
る。
【0031】従来使用されていた取鍋は、普通500〜
800℃に予熱されたのち溶解炉や前炉から受湯し、溶
湯処理場を経て生産ラインに搬送されるが、この間約1
0分で約100℃の溶湯温度の降下がみられる。
【0032】この温度降下の原因は、先に述べたよう
に、溶湯表面からの熱放散と取鍋ライニングの炉壁損失
である。
【0033】本発明の坩堝炉式取鍋に於いては、蓋12
が備えられているので、蓋が備えられていない従来型取
鍋と比較すると、溶湯表面からの熱放散を約80〜90
%程度節減することが可能になる。
【0034】次に取鍋の炉壁損失は、蓄熱量と取鍋表面
からの熱放散である。溶湯は取鍋内においてライニング
と直接接触しているので、多量の熱が熱伝導により伝達
される。取鍋ライニングの熱容量(重量×比熱×温度)
は非常に大きいので、溶湯は多量の熱を奪われ温度が低
下する。
【0035】そこで取鍋をできるだけ高温に加熱してお
く事が望ましいけれども従来技術では困難であり、現在
は500〜800℃の範囲にとどまっている。この問題
を解決するため、500〜800℃に加熱された取鍋に
1500℃の溶湯を入れてライニング温度の上昇を計
り、この溶湯を捨湯とする方法もあるが経済性等の点か
ら好ましくない。
【0036】これに対し、本発明の坩堝式取鍋によれ
ば、黒鉛坩堝6を内外両面側からバーナー8,15によ
り加熱できる構成になっているので、例えば坩堝6を内
外両面側からのバーナー加熱により予め、例えば130
0℃以上に加熱したのちに受湯するようにすれば、坩堝
6の熱容量は従来型取鍋のライニングに比べて1/10
程度と小さくなり、溶湯の失う熱量は非常に少なくな
る。
【0037】また坩堝は受湯に伴い直ちに溶湯温度と等
しくなるが、坩堝表面からライニングへの伝熱は燃焼室
空間の存在により放射と対流により行われ、ライニング
内面から表面への熱伝達は熱伝導によるという複合的な
伝熱機構をふむため、溶湯の実質的な熱損失は坩堝に吸
収される小熱量と若干の炉壁損失からなり、従来型取鍋
に比べて熱損失は大きく減少する。
【0038】また、ライニングに高フルミナ質煉瓦等の
比重の大きな耐火材を使用しておくと、熱容量即ち蓄熱
量が増大し壁面温度の降下が減速するのでライニング温
度を長時間にわたり初期温度に維持することができる。
【0039】この事は坩堝とライニング表面の温度差が
少なく、坩堝からライニングへの伝熱量が減少し、溶湯
温度の低下が防止できる事をも意味する。
【0040】以上により本発明の坩堝式取鍋では、溶湯
の失う熱量を、例えば従来型取鍋の約30%に減少する
ことが可能になり、溶湯の温度降下防止に寄与できる。
【0041】本発明者らは本発明の坩堝炉式取鍋の効果
を確認するため、500kg用黒鉛坩堝を使用し実験用
取鍋を製作して下記の実験を行った。
【0042】まず実験用取鍋の側面と蓋に上面からバー
ナーを使用して、坩堝の温度が所定温度に達するまで1
00℃/10分の速度で昇熱し、その温度で15分間保
持したのちバーナーを消火し、1500℃の溶銑を50
0kg受湯の上、10分間放置して溶銑温度の変化を測
定した。
【0043】測定結果は次の通りであった。
【0044】 尚、参考のため上記実験と同じ条件で行った従来型取鍋
による実験では、取鍋の予熱温度が800℃の場合、溶
湯の温度降下は103℃であった。
【0045】上表から明らかなように、本発明によれ
ば、黒鉛坩堝を少なくとも1300℃に予熱することに
より、温度降下を22℃以内に納めることができる。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、受湯した溶湯の温度を
殆ど低下せしめる事なしに搬送し生産ラインに提供する
ことが可能な坩堝炉式取鍋を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来使用されている取鍋の概略を示す縦断面図
である。
【図2】本発明による坩堝炉式取鍋の概略を示す縦断面
図である。
【符号の説明】
1 取鍋 2 ケーシング 3 ライニング 4 溶湯 5 懸吊装置 6 坩堝 7 台 8 燃焼用バーナー 9 燃焼エアー用バルブ 10 燃料ガス用バルブ 11 燃焼室 12 カバー 13 金枠 14 ライニング 15 バーナー 16 燃焼エアー用バルブ 17 燃料ガス用バルブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製ケーシング内に耐火材を内張りした
    筒状容器内に、黒鉛坩堝を設置した取鍋本体と、該取鍋
    本体の上面の略々全域を覆う大きさの金枠内に耐火材を
    裏張りした蓋と、取鍋本体及び蓋に装備した燃焼用バー
    ナーとを備え、用時に、これら燃焼用バーナーにより取
    鍋内設置の黒鉛坩堝を内外両面側から加熱できる構成に
    なっていることを特徴とする坩堝炉式取鍋。
  2. 【請求項2】用事に、黒鉛坩堝が燃焼用バーナーによる
    内外両面からの加熱により少なくとも1300℃に加熱
    されることを特徴とする請求項1記載の坩堝炉式取鍋。
JP13514098A 1998-05-18 1998-05-18 坩堝炉式取鍋 Pending JPH11320079A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920977B1 (ko) * 2008-10-01 2009-10-09 (주)디에스리퀴드 용탕 이송 용기 및 이를 이용한 용탕 이송 방법
JP2012250238A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Toyota Motor Corp 取鍋加熱装置及び方法
KR101350454B1 (ko) * 2011-12-27 2014-01-14 주식회사 포스코 레이들

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