JPH03129286A - ダライ粉の溶解装置 - Google Patents

ダライ粉の溶解装置

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JPH03129286A
JPH03129286A JP1267513A JP26751389A JPH03129286A JP H03129286 A JPH03129286 A JP H03129286A JP 1267513 A JP1267513 A JP 1267513A JP 26751389 A JP26751389 A JP 26751389A JP H03129286 A JPH03129286 A JP H03129286A
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discharge pipe
charging container
container
pipe
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JP1267513A
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Mitoshi Yamashita
山下　三十志
Akira Kinoshita
木之下　昭
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NITSUKAN CHIKURO KOGYO KK
Proterial Ltd
Original Assignee
NITSUKAN CHIKURO KOGYO KK
Hitachi Metals Ltd
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    • C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
    • C22B21/0092—Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B7/003—Dry processes only remelting, e.g. of chips, borings, turnings; apparatus used therefor
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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、アルミニウムなどの溶解炉の溶湯内に、ア
ルミニウムなどのダライ粉などを溶解するためのダライ
粉の溶解装置に関する６［従来の技術］ アルミニウム製品の切削工程等において発生するダライ
粉やキリ粉の有効利用を図るために、従来よりダライ粉
などをアルミニウム溶解炉の溶湯内に浸漬して溶解する
技術が開発されている。
そのような技術としては例えば実開昭６０−１３６３５
２号公報や実開昭６Ｃ）−１３６３５３号公報に開示さ
れたものがあり、これらは略鉛直に配し下端を溶湯内に
浸漬した送入管内にダライ粉を投入し、送入管内に設け
たスクリューコンベアによってダライ粉を強制的に溶湯
内に浸漬する技術である。
また実開昭６２−１６４５９２号公報や実開昭６４−２
２９９７号公報には、溶湯の一部を取出して電磁樋によ
って高所に搬送し、ダライ粉を投入しつつ溶湯内に落下
させて、ダライ粉を溶湯内に浸漬する技術が開示されて
いる。
「発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術ではスクリューコンベアや電磁樋などを
要し、したがって装置全体が大掛がりになるという問題
点があり、また特に電磁樋を用いる技術では、装置の価
格が高価となるという問題点があった。
またスクリューコンベアを用いる技術では、ダライ粉は
下に押されて溶湯中に押込まれるが５ダライ粉自体が浮
遊しゃすいためにダライ粉の溶解効率が低いという問題
点があった。またダライ粉は溶湯と接することの熱によ
り昇温しで溶解するが、ダライ粉と接する溶湯はダライ
粉に熱を奪われて温度が低下する。ダライ粉と接する溶
湯はほとんど流動しないから、結局ダライ粉と接する溶
湯はダライ粉の融点付近にまで温度が低下し、したがっ
てダライ粉の溶解効率はこの点でも悪化し、溶解しない
ダライ粉が湯面上に多く浮遊して空気と接して酸化を招
くという問題点があった。
他方型Ｆｊｉｍを用いる技術では、ダライ粉と接する溶
湯として常に新しい溶湯が供給されているが、溶湯全体
の外表面の形状が大きく崩されているために次の問題点
を生じている。すなわち第１に、溶湯の一部の位置エネ
ルギーを高めるための無駄な動力を要しており、第２に
、電磁樋によって搬送される部分の溶湯はその容積に比
して表面積が著しく大きく、搬送される途中での空気と
の接触が大きく酸化されやすく、無視できない温度の低
下を免れず、したがってスクリューコンベアを用いる技
術と同様にダライ粉の溶解効率が悪化する。
したがって本発明は、溶湯全体の外表面の形状を大きく
崩さずに、しかもダライ粉と接する溶湯として常に新し
い溶湯を供給し、もってダライ粉の溶解効率の向上を図
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために成されたものであり
、すなわち本発明の請求項１は、開口部を湯面よりも上
方に保った投入容器を溶解炉内の溶湯に浸漬し、該投入
容器に溶解炉内の溶湯を流入させる注湯口を設け、投入
容器の湯面以下の部分に流出孔を設け、溶湯を搬送する
ポンプの吐出側に吐出管を取付け、該吐出管の管壁に投
入容器の流出孔と連通ずる流入孔を設けて吐出管より溶
湯を溶解炉内に戻したダライ粉の溶解装置である。
その際請求項２のように、注湯口は投入容器の側壁に設
け、流出孔は投入容器の底壁に設けることができ、請求
項３のように、投入容器を略鉛直な軸芯を有する回転体
例えば円筒状に形成し、該軸芯と投入容器の底壁との略
交点上に流出孔を設けることもできる７また請求項４の
ように、注湯口を投入容器の流出孔を通る鉛直線に対し
て信心する方向に開口することもできる。更に請求項５
のように、吐出管を投入容器の下方に略水平に配し、吐
出管の上壁に流入孔を設けて投入容器の流出孔に当接さ
せることもできる７ 吐出管の流入孔を設けた部分については、請求項６のよ
うにオリフィス、ベンチュリー管などによってその管径
を絞ることも、請求項７のように管径を急拡大すること
もできる。また請求項８のように、管壁に流入孔を設け
一端に栓を設けた外管と、一端をポンプの吐出側に取付
は他端は栓を貫通して流入孔部分に至る内管とによって
吐出管を構成することもできる７また吐出管の吐出端は
。
請求項９のように少なくとも投入容器の外周近傍にまで
延長させることができる。
更に請求項１０のように溶解炉内に仕切手段を付設して
、ポンプの吸入口若しくは投入容器の注湯口又はその両
方に流入する溶湯が、溶解炉の昇温室側より供給される
ように構成することもできる。
［作用］ 溶解炉内の溶湯は投入容器の注湯口を通って投入容器内
に流入するから、投入容器の流出孔付近の溶湯圧は溶解
炉内の溶湯圧と略等しくなる。他方ポンプの運転状態に
おいて吐出管の流入口付近の名湯と、溶解炉内の溶湯と
の間でベルヌーイの定理を適用すると、前者は後者より
も略速度へ・ｙドだけ圧力が低くなるから、結局吐出管
の流入口付近の溶湯圧は、投入容器の流出孔付近の溶湯
圧よりも低くなる。この結果ポンプを通過する溶湯は投
入容器内の溶湯を吸引し、すなわち前者は駆動流となり
後者は被駆動流となり、両者は合流して吐出管より溶解
炉内に戻る６したがって投入容器の開口部よりダライ粉
を投入すると、ダライ粉は投入容器内の溶湯によって搬
送され、更にポンプを通過する溶湯によって搬送されて
溶解炉内に至る。
しかして本溶解装置の導入によっても溶湯全体の外表面
の形状は実質的に変化しておらず、したがって溶湯の部
分的な冷却は生ぜず、また投入容器内に流入する溶湯も
ポンプを通過する溶湯も常に新しい溶湯が供給されるか
ら、投入容器の開口部より投入されたダライ粉は溶解炉
内に至る間に充分に溶融する、 投入容器に設ける注湯口は、溶解炉内の溶湯を投入容器
内に流入させるものであるから、注湯口の少なくとも一
部が湯面以下となるように、投入容器の側壁ないしは底
壁に形成する必要がある。
また投入容器の流出孔については空気の混入を防ぐため
に、その全部を湯面以下に形成することが好ましい、し
たがって請求項２のように注湯口は投入容器の側壁に設
け、投入容器の底壁に流出孔を設けることが好ましい、
またこのように形成した場合には、流出孔より流出する
溶湯はコリオリの力を受けて回転して渦となるから、ダ
ライ粉の溶湯への溶解が促進される。すなわち渦流中で
は溶湯との接触時間も長くなって熱交換が著しく良好と
なり、同時に渦は空気を巻き込まないので酸化も生じな
い。
投入容器としては例えば角筒状に形成し、該角筒の底面
の中心又は中心以外に流出孔を設けることもできるが、
請求項３のように略鉛直な軸芯を有する回転体によって
投入容器を形成し、該軸芯と投入容器の底壁との略交点
上に流出孔を設けるのが簡明である。また注湯口につい
ては請求項４のように、投入容器の流出孔を通る鉛直線
に対して偏心する方向に開口すれば、投入容器内の溶湯
は強制的に渦流となり、ダライ粉の溶湯への溶解が一層
促進されて好ましい。
また流出孔を投入容器の底壁に設けたときには請求項５
のように、吐出管を投入容器の下方に略水平に配し、吐
出管の上壁に流入孔を設けて投入容器の流出孔に当接さ
せることが製造上簡明である、もっとも投入容器の流出
孔と吐出管の流入孔との連通の態様については、両者を
連結する連結管を用いることもできるし、あるいは投入
容器の底壁ないしは側壁が、吐出管の管壁の一部を兼ね
るように形成することもできる。
次に吐出管の流入口付近の溶湯は、ベルヌーイの定理に
よって溶解炉内の溶湯よりも圧力が低くなるが、吐出管
の流入口付近から吐出管の吐出端に至るまでの間には実
際には圧力損失があるから、吐出管として同径管を用い
るのでは、吐出管の流入口付近の溶湯圧を溶解炉内の溶
湯圧よりも充分に低くすることは困難であり、したがっ
て投入容器内の溶湯を吐出管内に強く吸引することは困
難である。
したがって吐出管の流入口付近の溶湯圧を低くするため
に吐出管の流入口付近の溶湯の流速を増大し、しかも吐
出管の流入口付近から吐出管の吐出端に至るまでの間の
圧力損失の増大をもたらさないために、請求項６のよう
に吐出管の流入孔を設けた部分の管径を絞り、あるいは
請求項７のように吐出管の流入孔を設けた部分の管径を
急拡大することが好ましい。また前記請求項８の構成で
は、内管と外管とに挟まれた環状領域の溶湯は実質的に
流動しないから、急拡大管のときと実質的に同一の構成
であり、したがってこの構成によっても投入容器内の溶
湯を吐出管内に強く吸引することができる。
また請求項９のように吐出管の吐出端を少なくとも投入
容器の外周近傍にまで延長させれば、吐出管中でも新鮮
な溶湯と長い時間接触するため、熱交換が著しく良好と
なる。
次に溶解炉又は本溶解装置の配置によっては、吐出管よ
り吐出された溶湯が溶解炉の昇温室側を経由せずに、ポ
ンプの吸入口と投入容器の注湯口とに短絡する小循環流
路を形成することが生じうる。この小循環が継続すると
循環する溶湯の温度は著しく低下し、溶解不能となる。
したがって請求項１０のように溶解炉内に仕切手段を設
けて、吐出管より吐出する溶湯を溶解炉の昇温室側を経
由させてポンプの吸入口と投入容器の注湯口との少なく
ともいずれか一方、好ましくは両方に至らしめれば、溶
解効率の低下を招くことがなくなる６［実施例］ 本発明の実施例を添付図面によって説明する。
第１図は本発明の一実施例の一部正面一部樅断面図、第
２図は第１図中Ａ−Ａ矢視図であり、アルミニウム溶解
炉１内の溶湯２には、開口部１１と注湯口１２と流出孔
１３とを有する投入容器１０が浸漬されている。
投入容器１０は耐火性材料によって形成されており、略
鉛直な軸芯を有する有底円筒状をなし、その上部開口部
１１は、ダライ粉５を投入するためのものであって溶湯
２の湯面３よりも上方に保たれている。投入容器１０の
側壁内面は下方に向かって僅かに縮径しており、また投
入容器１ｏの底壁土面は中心に向かって僅かに下方に傾
斜しており、底壁の中心位１に流出孔１３が形成されて
いる。
注湯口１２は投入容器１０内に溶解炉１内の溶湯２を流
入させるためのものであり、少なくともその一部が湯面
３以下にある必要がある８本実施例では注湯口１２は投
入容器１０の側壁に形成されており、湯面３が最高位置
に上昇したときには注湯口１２はその全部が湯面３以下
となり、湯面３が最低位置に下降したときにはその一部
のみが湯面３以下となる位置に開口されている。なお注
湯口１２は開口部１１より下方に向けて切り込んだスリ
ット状に形成することもできるが、本実施例のように投
入容器ｉｔの側壁に開口するほうが、投入容器の強度上
有利である４また注湯口１２は第２図に示すように、円
筒形をした投入容器１０の軸芯方向を向いてはおらず、
軸芯に対して清心する方向に開口しており、すなわち投
入容器１０の内壁の接線方向に開口しており、投入容器
１０内の溶湯２による渦流の形成を強制的に生じせしめ
ている。
投入容器１０の下方には吐出管２０が略水平に配されて
おり、該吐出管２０の上部管壁には流入孔２４が形成さ
れており、該流入孔２４は投入容器１０の流出孔１３と
連通ずるように当接している。投入容器１０と吐出管２
０との外面には、耐火性材料によって形成された支持容
器１５が囲繞しており、該支持容器１５によって投入容
器１０と吐出管２０とが支持されている。投入容器１０
に設けた注湯口１２に対向する部分の支持容器にも開口
部が形成されており、溶解炉内の溶湯２が投入容器１０
内に流入できるように構成されている。
本実施例の吐出管２０は、セラミック製の外管２１と、
該外管２０の一端（第１図では左端）に取付けな栓２２
と、該栓２２を貫通する内管２３とによって形成されて
おり、投入容器ＩＯの流出孔１３に当接する流入孔２４
は外管２１の上部管壁に形成されている。
また内管２３の一端（第１図では左端）はセラミック製
ポンプ３０の吐出側に取付けられており、他端（右端）
は外管２１に形成した流入孔２４の直下にまで至ってお
り、かつ他端（右端）の内径は縮流を生じて流速を増し
、もって圧力を低下せしめるように管径を縮小したノズ
ル状に形成されている６ボンブ３０の上部には、該ポン
プ３０を駆動するセラミック製エアモータ３１が取付け
られている。
本実施例は以上のように構成されており、溶解炉１内の
溶湯２は、投入容器１０の注湯口１２を通って投入容器
１０内に流入する。その状態でエアモータ３１によって
ポンプ３０を運転すると、該ポンプ３０によって吸入さ
れた溶解炉内の溶湯２は、ポンプ３０の吐出側に取付け
られた吐出管２０の内管２３の他端（第１図では右端）
から外管２１内に吐出され、したがって溶湯２の流速は
外管２１において低下し。
この結果内管２３の他＠（右端）での溶湯圧は著しく低
下し、その部分に投入容器１０の流出孔１３と連通ずる
流入孔２４が形成されているから、結局ポンプ３０を通
過する溶湯２は駆動流となり、投入容器１０を通過する
溶湯２は被駆動流となって、投入容器１０内の溶湯２は
吐出管２０内に強く吸引され、両者は合流して吐出管２
０より溶解炉１内に戻る。
したがって投入容器１０の開口部１１よりダライ粉５を
投入すると、ダライ粉５は投入容器１０内の溶湯２によ
って先ず搬送され、ポンプ３０を通過する溶湯２によっ
て更に搬送されて溶解炉１内に至る。
すなわちダライ粉５は、常に新たに供給される投入容器
１０内の溶湯２によって先ず加熱され、常に新たに供給
されるポンプ３０を通過する溶湯２によって更に加熱さ
れるから２溶解炉１内に至る閏に充分に溶融する。
また注湯口１２は投入容器１０の軸芯に対して偏心する
方向に開口しているから、投入容器１０内の溶湯２によ
る渦流の形成が促進されて、ダライ粉５の溶湯２への溶
解が促進される。
なおもしも溶解しないダライ粉５がそのまま湯面上に浮
上するおそれがあるときには、吐出管２０の流入孔２４
を設けた部分から吐出端に至るまでの長さを長くするこ
とによって対処することができる。吐出管２０の長さは
本実施例のように、少なくとも吐出端が投入容器１０の
外周近傍にまで延長していることが好ましい。
次に第３図は本発明の別の実施例を示す一部平面一部乎
断面図、第４図は第３図中Ｂ−Ｂ断面図であり、この実
施例では第３図に示すように、先の実施例と比べて炉中
面壁３５と仕切壁３６とからなる仕切手段が付設され、
また投入容器１０の注湯口１２の位置を変更している。
炉中面壁３５は１本溶解装置を溶解炉１の昇温室６側と
隔てる位置に設けられ、第４図に示すように略Ｔ字状に
形成されたその中央部は炉床７より炉蓋９に至って炉壁
８と共に炉Ｎ９を支持し、左右両翼の下面は湯面３以下
に保たれている。また仕切壁３６は、その両側が炉壁８
と前記炉中面壁３５とに接し、下端は炉床に接し、上端
は湯面よりも高く保たれ、且つ投入容器１０及び支持容
器１５の外周近傍よりも突出した吐出管２０が、この仕
切壁３６を貫通するように設けられている。溶湯２は溶
解炉１の昇温室６側に設けた加熱バーナ４０によって加
熱される。加熱燃料はガス、オイルまたは伝熱ヒーター
が使用される。
加熱源の取付位置は、炉壁側面、天井のいずれでもよく
、浸漬ヒーターチューブ（図示していない）を使用して
もよい。溶湯２はタップホール４１がら出湯樋４２に出
湯される。４３はスラグの掻き出し用扉である。
本実施例では吐出管２０より吐出された溶湯２がポンプ
３０の吸入口へも投入容器１０の注湯口１２へも短絡せ
ず、必ず昇温室６を経由してからポンプと注湯口とに至
り、したがって本溶解装置には昇温室６の高温の溶湯が
供給されるから、ダライ粉の溶解効率の向上を図ること
ができる。
なお本発明と同様の効果は、投入容器の流出孔に管を接
続し、該管内にポンプの吐出流を吐出させて、環状にダ
ライ粉を吸引する構成とし、あるいは投入容器の下端を
貫通する吐出管を設け、吐出管の上記貫通部分に複数個
の孔を設けて、複数方向よりダライ粉を吸引する構成と
することによっても達成することができる。
［発明の効果］ 本発明によって第１に、ダライ粉は投入容器内の溶湯と
ポンプを通過する溶湯とによって２重に加熱され、いず
れの溶湯も常に新たに供給されるからダライ粉と接する
溶湯の温度低下を招くことがなく、新たに供給される溶
湯は高温のまま供給される。したがってダライ粉の溶解
効率の源著な向上を図ることができる。
第２にダライ粉の浮上は生ぜず、且つ溶湯全体の外表面
の形状は崩されないから、ダライ粉の酸化を招かない６ また第３に、ポンプの動力は溶湯を流動するためにのみ
使われ、溶湯の一部を高所に搬送するのごときエネルギ
ーは要しない。第４に、ポンプは駆動流を駆動し、ダラ
イ粉は被駆動流中に巻き込まれるだけであってポンプを
通過しないから、ポンプインペラーの損耗などを招かな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の一部正面一部縦断面図、第
２図は第１図中Ａ−Ａ矢視図、第３図は本発明の別の実
施例を示す一部平面一部平断面図、第４図は第３図中Ｂ
−Ｂ断面図である。 １・・・溶解炉　２・・・溶湯　３・・・湯面　５・・
・ダライ粉６・・昇温室　７・・・炉床　８・・・炉壁
　９・・・炉蓋ｌＯ・・・投入容器 １３・・・流出孔 ２１・・・外管 ３０・・・ポンプ ３６・・・仕切壁 １１・・・開口部 １５・・・支持容器 ２２・・・栓　２３・・・内管 ３１・・・エアモータ １２・・・注湯口 ２０・・・吐出管 ２４・・・流入孔 ３５・・・炉中開墾

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）開口部を湯面よりも上方に保った投入容器を溶解
    炉内の溶湯に浸漬し、該投入容器に溶解炉内の溶湯を流
    入させる注湯口を設け、前記投入容器の湯面以下の部分
    に流出孔を設け、溶湯を搬送するポンプの吐出側に吐出
    管を取付け、該吐出管の管壁に前記投入容器の流出孔と
    連通する流入孔を設けて吐出管より溶湯を溶解炉内に戻
    したダライ粉の溶解装置。
  2. （２）前記注湯口は投入容器の側壁に設け、前記流出孔
    は投入容器の底壁に設けた請求項１記載のダライ粉の溶
    解装置。
  3. （３）前記投入容器は略鉛直な軸芯を有する回転体によ
    って形成し、該軸芯と投入容器の底壁との略交点上に前
    記流出孔を設けた請求項２記載のダライ粉の溶解装置。
  4. （４）前記投入容器の注湯口を、前記投入容器の流出孔
    を通る鉛直線に対して偏心する方向に開口した請求項２
    又は３記載のダライ粉の溶解装置。
  5. （５）前記吐出管を前記投入容器の下方に略水平に配し
    、該吐出管の上壁に前記流入孔を設けて前記投入容器の
    流出孔に当接させた請求項２、３又は４記載のダライ粉
    の溶解装置。
  6. （６）前記吐出管の流入孔を設けた部分の管径を絞った
    請求項１、２、３、４又は５記載のダライ粉の溶解装置
    。
  7. （７）前記吐出管の流入孔を設けた部分において吐出管
    の管径を急拡大した請求項１、２、３、４又は５記載の
    ダライ粉の溶解装置。
  8. （８）前記吐出管は、管壁に前記流入孔を設け一端に栓
    を設けた外管と、一端を前記ポンプの吐出側に取付け他
    端は前記栓を貫通して前記流入孔部分に至る内管とによ
    つて構成した請求項１、２、３、４又は５記載のダライ
    粉の溶解装置。
  9. （９）前記吐出管の吐出端は、少なくとも前記投入容器
    の外周近傍にまで延長している請求項１〜８のいずれか
    １項に記載のダライ粉の溶解装置。
  10. （１０）前記ポンプの吸入口と前記投入容器の注湯口と
    の少なくともいずれか一方に流入する溶湯が溶解炉の昇
    温室側より供給されるように仕切る仕切手段を、溶解炉
    内に付設した請求項１〜９のいずれか１項に記載のダラ
    イ粉の溶解装置。
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