JPH0343227Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、アルミニウム合金やマグネシウム合
金等の軽金属を溶解するための軽合金溶解炉に関
し、更に詳しくは、砂型鋳物、金型鋳物、ダイカ
ストその他の鋳物製品を鋳造するため、水素ガス
含有量の少ない溶湯を供給するのに供される軽合
金溶解炉に関するものである。

〔従来技術〕

この種の軽合金溶解炉は、重油バーナまたはガ
スバーナによる輻射熱を利用して軽合金材料を溶
解する反射炉が、従来より主として採用されてい
る。この反射炉では、溶解炉の内部において脱ガ
ス精錬を行わず、フラツクスを使用した除滓処理
のみ行つているのが通例である。そして、水素ガ
ス含有量が少なく清浄度の高い良質の溶湯を得る
ために必要不可欠とされる脱ガス精錬処理につい
ては、反射炉に連設された前炉または保持炉にて
行う用に構成されており、前記反射炉から移送さ
れて来た溶湯を前炉または保持炉で脱ガス精錬を
行い、その後、鋳型や鋳造機等へ給湯するもので
あつた。

また近年には、第５図に示したように、材料の
加熱に輻射熱を利用せず、溶解室３０に装入され
た材料Ａをバーナ３１による直火で加熱して溶解
時間を短縮すると共に、溶解室３０への材料装入
部を煙道と兼用させて、排ガスによる材料Ａの予
熱を行うようにした省エネルギー型の溶解炉３２
が一般に採用されるに至つている。この種の溶解
炉３２においても、溶解速度は速いものの湯量調
節および精錬が困難であることに起因して、溶解
炉３２とは別に前炉３３や図示しない保持炉を具
備しているのが実情である。

アルミニウム合金を精錬する場合、通常は次の
手順により行われている。

(1) 脱滓処理 この処理は溶解炉３２の保持室３４内部で行わ
れる。材料の溶け落ち後、比較的低温の700℃前
後でNac，Kc，NaF等の塩基性フラツクス
を溶湯の１％程度添加し、溶湯Ｂを攪拌しながら
精錬し、浮上した滓を除去することによつて行わ
れる。

(2) 脱ガス処理 この脱ガス処理は、前炉３３若しくは図示しな
い保持炉で行われるのが通例であり、その処理方
法を大別すれば、 ヘキサクロロエタンを含む脱ガスフラツク
スの添加による処理 塩素ガスの吹き込みによる処理 窒素ガスの吹き込みによる処理 等がある。大型溶解炉ではランスを用いて上記
またはの方法で処理することが多い。上記お
よびの処理方法は、脱ガス効果は大きいもの
の、人体に有毒な塩素ガスを発生するので公害防
止の観点から望ましくない、現に用いられなくな
りつつある。また上記の処理方法は、機械的に
溶湯中の水素ガスを窒素ガスの気泡に吸着させて
脱ガスする方法であるため、溶湯中にいかに多く
の気泡をより微細に分散させるかが重要である。

〔考案の目的〕

本考案は、上記従来の問題点を考慮してなされ
たものであつて、溶解後、脱滓処理はもとより脱
ガス処理についも溶解炉の保持室で行い得るよう
に構成して従来の前炉や保持炉をなくし、これに
より溶解炉から鋳型もしくは鋳造機への直接給湯
を可能にすると共に、脱ガス効果についても十分
に奏し得る軽合金溶解炉の提供を目的とするもの
である。

〔考案の構成〕

本考案の軽合金溶解炉は、上記の目的を達成する
ために、溶解室に連通して、炉底部に湯溜部を有
する保持室が形成された溶解炉において、前記保
持室の天井部に不活性ガス供給源に接続された不
活性ガス供給装置が装着され、この不活性供給装
置の下端の不活性ガス供給部が前記保持室内の溶
湯中に浸漬可能となるように昇降自在に設けられ
るとともに、該不活性ガス供給部におけるガス供
給路の送端部に、前記湯溜部内の溶湯に接しうる
多孔質プラグが設けられており、これにより前記
保持室内で脱滓処理および脱ガス処理の精錬を行
えるように構成したことを特徴とするものであ
る。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図乃至第４図に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

溶解炉１には、その内部に、材料装入口２側に
形成された溶解室３と、該溶解室３に連通され、
出湯口４側に形成された保持室５とが備えられて
いる。この溶解室３には溶解室バーナ６が、また
保持室５には保持室バーナ７がそれぞれもうけら
れる一方、保持室５の炉底部には湯溜部８が形成
されている。

前記溶解室３に形成されて材料装入口２は煙道９
と接続可能に設けられていて、保持室５等から発
生した排熱は溶解室３を通じて煙道９に導かれ、
これによつて溶解室３内の装入された材料を予熱
しうるように構成されている。

一方、前記保持室５の天井部には、不活性ガス
供給装置１０が装着されている。この不活性ガス
供給装置１０は第４図に示したように、窒素ガス
等の不活性ガス供給源に接続された不活性ガス導
入パイプ１１と、該導入パイプ１１の下端に連結
され耐熱性かつ可浸漬性をゆうする不活性ガス供
給部１２とを備えている。前記導入パイプ１１及
び供給部１２は、その内部にガス供給路１３が連
通して形成され、前記供給部１２側に形成された
ガス供給路１３の送端部には、湯溜部８内の溶湯
Ｂと接面しうるように多孔質プラグ１４が埋設さ
れている。上記の不活性ガス供給装置１０は保持
室５の天井部に装着され、常時は前記不活性ガス
供給部１２が保持室５の上方に待機し、脱ガス処
理時において不活性ガス供給部１２が降下して保
持室５内の溶湯Ｂ中に浸漬可能となるように昇降
自在に構成されている。

また上記の溶解炉１は、シリンダ１５により傾
動可能に設けられる一方、同溶解炉１の出湯口４
に隣接してトイ予熱用バーナ２１及びトイ保温カ
バー２２を備えた旋回式湯路１６が設置され、該
旋回式湯路１６の送湯端下方には、砂型鋳物機１
７の受湯口１８が３箇所い形成されている。

上記の構成において、本考案の軽合金溶解炉を
使用して溶解・鋳造する手順は次の通りである。

先ずトツプバケツト１９に、アルミニウム合金
等の軽合金材料であるインゴツト及び返り材を収
容し、電動横行機構を備えたホイスト２０を駆動
させて、溶解炉１の材料装入口２から溶解室３内
に材料を装入する、この時点では、保持室５に設
けられた不活性ガス供給部１２は保持室５の天井
側近傍の上昇端に待機されている。

次に、溶解室バーナ６による加熱によつて溶解
室３の材料が溶け落ちて溶解されると、全ての溶
解室バーナ６および保持室バーナ７を停止して、
約700℃の溶湯温度下でフラツクス精錬による脱
滓処理を行う、この脱滓処理は、先述した従来例
と同様の方法によつて行われる。

脱滓処理が終了すると、保持室バーナ７に着火
して、保持室５の湯溜部８に集溜されている溶湯
Ｂを約750〜760℃まで昇温させる。その後、保持
室バーナ７を停止し、不活性ガス供給装置１０の
供給部１２を保持室５の炉床まで降下させて、溶
湯Ｂ中に浸漬する。このときの多孔質プラグ１４
の上面から溶湯表面までの浸漬深さはｈ、450mm
以上に設定することが望ましい。尚、この種の軽
合金溶解炉においては、通常、溶湯の深さが400
〜450mmとなるように構成されているが、本考案
では不活性ガス供給装置１０の浸漬量を考慮し
て、溶湯の深さＨが550〜600mm以上となるように
保持室５の湯溜部８の深さを設定することが好ま
しい。溶湯の深さＨが大きくなると、例えば600
mmの深さで溶湯上部はその下部より20〜30℃程度
高温になるといつた温度分布のアンバランスを生
じるが、これは後述する窒素ガスのバブリングに
より溶湯が攪拌されるで、溶湯の温度分布は均一
化される。

不活性ガス供給装置１０の供給部１２を溶湯Ｂ
中に浸漬して炉床の所定位置に設定した後、不活
性ガス導入パイプ１１を通じて窒素ガスを吹き込
む。この窒素ガスは、ガス供給路１３により多孔
質プラグ１４へと導かれ、該多孔質プラグ１４か
らは窒素ガスの無数の微細な気泡が発生する。こ
の気泡により溶湯Ｂが攪拌されるので、溶湯Ｂの
温度分布が均一になる。また、多孔質プラグ１４
から発生した気泡は、溶湯Ｂの表面に到達するま
での間に溶湯Ｂ中の水素ガスを吸着するので、こ
れによつて脱ガス処理が行われる。かかる脱ガス
処理を約20分間行うことにより、溶湯Ｂ中の水素
ガス含有量は0.12c.c.／100g程度まで減少し、水素
ガス含有量の少ない清浄な溶湯が得られる。

脱ガス処理終了後、溶湯Ｂの表面に浮遊せる残
滓を除去する一方、前記不活性ガス供給部１２を
元の待機位置まで上昇させる。これにより多孔質
プラグ１４は目詰まりを回避され、かつメンテナ
ンスが容易となる、しかる後、シリンダ１５によ
り炉体を所定の傾斜角度まで傾動させ、出湯口４
から旋回式湯路１６へ出湯する。この溶湯は旋回
式湯路１６の上流端から下流端へと流れ、砂型鋳
造機１７の上部に設定され湯溜りとなる各受湯口
１８に供給され、図示しないストツパーを引き抜
くことにより鋳型内のキヤビテイに注湯されるも
のである。

〔考案の効果〕

本考案に係る軽合金溶解炉は以上のように、溶
解室に連通して、炉底部に湯溜部を有する保持室
が形成された溶解炉において、前記保持室の天井
部に、不活性ガス供給源に接続された不活性ガス
供給装置が装着され、この不活性ガス供給装置の
下端の不活性ガス供給部が前記保持室内の溶湯中
に浸漬可能となるように昇降自在に設けられると
ともに、該不活性ガス供給部におけるガス供給路
の送端部に、前記湯溜部内の溶湯に接しうる多孔
質プラグが設けられた構成であるから、溶解炉内
での脱ガス精錬が可能となる。その結果、従来よ
り必要とされていた前炉や保持炉は不要となり、
これによつて製造コストの大幅な低減、小型化、
設置スペースの縮小などを実現すると共に、溶解
炉から鋳型または鋳造機への直接給湯が可能とな
る。また多孔質プラグが溶湯中に深く浸漬してこ
の多孔質プラグから微細な不活性ガスの気泡を発
生するので、溶湯中の水素ガスを効率良く吸着さ
せて脱ガス処理することが出来る等の優れた諸効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す要部縦断側面
図、第２図はその要部縦断正面図、第３図は同平
面図、第４図は本考案の構成部をなす不活性ガス
供給装置の要部縦断した使用状態説明図、第５図
は従来例の縦断面図である。 １は溶解炉、２は材料装入口、３は溶解室、５
は保持室、６は溶解室バーナ、７は保持室バー
ナ、８は湯溜部、９は煙道、１０は不活性ガス供
給装置、１１は不活性ガス導入パイプ、１２は不
活性ガス供給部、１３はガス供給路、１４は多孔
質プラグである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶解室に連通して、炉底部に湯溜部を有する保
   持室が形成された溶解炉において、前記保持室の
   天井部に、不活性ガス供給源に接続された不活性
   ガス供給装置が装着され、この不活性ガス供給装
   置の下端の不活性ガス供給部が前記保持室内の溶
   湯中に浸漬可能となるように昇降自在に設けられ
   るとともに、該不活性ガス供給部におけるガス供
   給路の送端部に、前記湯溜部内の溶湯に接しうる
   多孔質プラグが設けられていることを特徴とする
   軽合金溶解炉。