JPH0369975B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属融解するための再生装置、より
詳細にはアルミニウムのくず金を溶融するための
改良された反射炉およびこの反射炉を使用するプ
ロセスに関する。

金属の精錬において、燃料で火を入れた炉に融
解すべき固形金属を供給する。その際に前記炉に
くず金を入れてこのくず金から金属を再生するよ
うにすることが経済上望ましい。しかしながら、
くず金を使用することは以下の欠点がある。すな
わち、くず金は可燃物、とりわけ油や塗料、グリ
ース等の炭化水素で汚染されているのが普通であ
り、前記金属が加熱される際にその汚染物質が気
化して、前記金属から望ましくない大気汚染物と
して出ていく欠点がある。

揮発性放出物を取扱うべく考案された装置はい
かなるものであつても、再生を低下させるおそれ
がある金属の酸化をできる限り避けるようにする
ことは重要である。酸化による金属損失は、固体
金属を融解金属に返還するコストに大いに反映さ
れる。米国特許第3933343号明細書に開示された
アプローチが提供する容器型融解炉は、２個の連
通する容器、すなわち、くず金の収容容器と融解
金属の主保持容器と、に分割されている。前記く
ず金収容容器の上方に位置する気化チヤンバによ
つて、くず金から出る可燃蒸気および前記主保持
容器の上方に位置する燃焼チヤンバのバーナの所
で点火するための予熱空気が収集される。前記融
解炉には大量の空気が、前記気化チヤンバの頂部
の開口から供給される。米国特許第3933343号明
細書の融解炉には、内部に発生する可能性のある
過剰量の空気の補整用および前記くず金の蒸気と
バーナのガスとを完全燃焼させるための適正な空
燃比の維持用に特別な制御手段が必要である。し
たがつて、単純かつ効率的にデザインされ燃焼の
制御に複雑な設備をまつたく必要とせず、しかも
燃焼に過剰の空気を利用しないのでくず金の酸化
を最小に抑えることができる融解炉を利用したく
ず金の改良された融解方法が発明されれば、非常
に望ましい。

したがつて、この発明のひとつの目的は、デザ
インおよび製作が比較的に安価で、運転が単純か
つ信頼できるくず金の改良された融解炉を提供す
ることである。

この発明の別の目的は、高純度の金属を生産す
ると同時に金属の酸化を著しく低下させた、金
属、特にくず金、を融解する改良された方法およ
び装置を提供することである。

この発明のさらに別の発明は、加熱された金属
から出る揮発性放出物の熱含有量を融解作業に利
用した、金属、特にくぐ金、を融解する方法およ
び装置を提供することである。

この発明の他の目的は、融解すべく炉内に位置
する金属から外気へ出る汚染放出物を排除するの
に特に適した、特にくず金用の融解炉および融解
方法を提供することである。

この発明のまた別の目的は、排気ガスをより高
度に制御できるとともに、完全に燃焼させてから
炉外に排気する、特にくず金用の改良された融解
炉および融解方法を提供することである。

この発明のさらに別の目的は、融解金属のポン
ド当りに使用される熱エネルギー量が著しく節減
されるような、特にくず金用の改良された融解炉
および融解方法を提供することにある。

この発明のさらに他の目的は、主保持容器と周
囲を囲まれた側方容器とを備えている改良された
炉、および前記側方容器に流入する空気の量と前
記側方容器内での蒸気の発生率とについて高度の
制御を行なうことができる、内部のくず金を融解
する方法を提供することである。

この発明のその他の目的は、同じ数字は同じ要
素を指している添付図面と共にこの開示を読め
ば、当業者には明らかになると思われる。

上記目的を達成するために、この発明の装置お
よび方法では、可燃物で汚染されているくず金か
ら金属を再生する際に、金属を融解すると共に前
記くず金から発生する気化した可燃物を融解プロ
セスに利用している。より詳細には、この発明の
反射融解炉は、２個の連通する容器から構成され
る。この２個の容器のうちの一方は融解中のくず
金用の収容容器となる周囲を囲まれた側方容器で
あり、そして他方は融解金属用の周囲を囲まれた
主保持容器である。主保持容器は、１つまたは複
数の主バーナ・ポートとバーナ手段を備え、主バ
ーナポートから燃料および空気または酸素を取り
込むようになつている。前記主容器のバーナ手段
によつて、前記金属を融解し前記くず金を処理す
る熱が提供される。前記主容器と前記側方容器と
の間を流れる融解金属からの熱で前記くず金の前
記可燃物が気化されて、排気ガスが発生する。

前記融解炉の外部に通路を設け、前記側方容器
から前記主容器へ前記排気ガスを循環させて、前
記主容器のバーナ・手段によつて焼却するように
している。前記循環路は、前記周囲を囲まれてい
る側方容器内の前記融解金属の表面より高い位置
にある出口から前記周囲を囲まれている主保持容
器内の前記融解金属の表面より高い位置にある入
口まで伸びた周囲を囲まれているダクトから構成
されると有利である。前記循環路の前記主保持容
器への入口は前記側方容器の主バーナ・ポートと
それぞれ合致しているのが望ましい。前記循環ダ
クトは、前記排気ガスを前記バーナ手段から伸び
る前記炎路内へ流すように作ることができる。前
記循環ダクトはまた、米国特許第3933343号明細
書に記載されているように、前記ガスを前記バー
ナ手段内へ直接導き、このバーナ手段を通してか
ら、前記主バーナ・ポートを経て前記主容器内へ
流すようにすることもできる。所望であれば、こ
の発明の融解路に上記循環路を１個以上装備する
ことができる。

前記循環路には、前記排気ガスを前記側方容器
から吸引しその前記主容器の方へ向かう流率を増
大させるための吸引手段が設けられている。吸引
手段としては、送風機やインゼクタ・ノズル等の
いろいろなものが使用可能である。好ましい実施
例において、前記排気ガスの吸引を行なうのは、
燃料および空気または酸素をこの炉の外部に位置
する循環炉内に導くために設けられたバーナ手段
である。このような吸引方法には、前記排気ガス
を事前に焼却できる副次的な効果がある。この発
明の前記循環路には前記主容器のバーナ・ポート
と前記循環路の前記吸引手段との間にベンチユリ
部分を配設して、前記循環路内に前記高温ガスの
乱流混合を起こさせるようにした方が有利であ
る。

前記主保持容器は副バーナ・ポートを含んでお
り、そして、前記循環路の一端は前記主バーナ・
ポートおよび前記副バーナ・ポートに連通すると
共に前記両バーナ・ポート間に介置している。前
記主保持容器には、燃料および空気または酸素を
この主容器の内部に導くための補助バーナを設け
ることができる。前記補助バーナは、前記保持容
器内の温度が前記金属を融解すると共に前記くず
金の可燃物を気化するのに十分な所定レベル以下
に降下すると、自動的に点火するように設計され
ている方が有利である。

前記周囲を囲まれている側方容器および前記周
囲を囲まれている主保持容器、この両チヤンバ間
の前記循環路は、くず金を融解すると共にそのく
ず金から出る揮発性放出物を処理してから大気に
排気するための周囲を完全に囲まれている装置を
提供すべく作られている。前記周囲を囲まれてい
るチヤンバの各々およびその間に位置する前記循
環炉は、この炉内の高温の環境に耐えるために耐
火材料で全体を覆つておくのが望ましい。この融
解炉の独創的なデザインにより、流入する空気ま
たは酸素の量を、前記金属を融解すると共に前記
排気ガスを焼却するのに必要な最小量に保てるよ
うになつたので、前記金属の酸化に起因する融解
損失を著しく減少することができる。

この発明の融解炉によつて、前記側方容器の蒸
気の発生率をかつてないものに制御できるように
なつた。前記側方容器は周囲を完全に囲まれてお
り、そして、運転中には、注入および撹拌の目的
のために設けられた側方容器のドアを介してその
制限されかつ制御された入口から容器内部に必要
とされる空気が供給される。注入およびかく拌中
以外は、前記ドアは閉じたままであるので、この
側方容器に流入する空気の量について高度の制御
が行なわれる。このようにして、前記側方容器内
の蒸気発生率を制御することができると同時に前
記側方容器内に燃焼を最小に抑えることができる
のである。

以下に、この発明を添付図面を参照しながら説
明する。

図面をより詳細に検討すると、第１図は、前、
後端１１および１２と側面１３および１４とを備
えたこの発明の反射炉１０の斜視図である。この
炉には、金属外ケーシング１５と耐火材料のライ
ニング１６（第３図）とが設けられている。適当
な性質の断熱材（図示せず）を前記ケーシング１
５とライニング１６との間に挿置した方が有利と
なる。在来のガス・バーナ（図示せず）を後端１
２のバーナ・ポート１７，１８、および１９に装
着する（第２図）。炉１０は２個のチヤンバ、す
なわち、第３図および第６図に明瞭に示されてい
るように、主炉床すなわち主保持容器２０と、周
囲を囲まれている側方容器２１と、に分割されて
いる。炉の側面１３の開口から炉を清掃したり、
かく拌したりすべく主炉床２０の内部にアクセス
するには、第１図に示されている電動プーリ装置
によつて主炉床ドア２２を持上げればよい。炉の
側面１３にも側方容器２１への開口が設けられて
おり、さらに、ドア２３が備えてあつて、このド
ア２３を開くと、前記開口から前記側方容器内部
へアクセスしてかく拌および清掃が行なえるわけ
である。別のドア２４（第１図に半開き状態に示
されている）が炉の前端１１の開口を閉じるよう
に配設されていて、このドア２４を開くと、前記
側方容器にアクセスして供給、清掃等が行なえ
る。ドア２２と同様に、炉のドア２３および２４
の昇降は電動プーリ装置によつて行なう。ドア２
２〜２４の各々は、完全に下まで降ろした位置で
鋳鉄製の下枠の上に載つている。前記ドアの縁は
鋳鉄でそれぞれ適当に包んでおくと共に、前記ド
アには耐火内張りをしておくことが望ましい。

第３〜６図を参照すると、この融解炉の容器セ
クシヨンおよび循環炉の耐火ライニングの配置や
炉の構造がより詳細に判る。炉１０は耐火性の底
壁すなわち床２５を有している。この床２５の大
部分の上方に伸びている主炉床すなわち主保持容
器２０は、床２５の一方の端縁から上向きに突出
した耐火端壁２６と、床２５の一方の側縁から上
向きに突出した耐火側壁２７と、主炉床２０の長
手方向に端壁２６と対向して離間した耐火内壁２
８とを有している。鉛直側壁２７が、床２５の対
応する側縁に沿つて縦方向に伸び、そして、壁２
６と一端で、また、壁２８と他端で、それぞれ当
接している。壁２６〜２８は高さが同じで、しか
も、その終端は炉内の融解金属の表面より十分に
高くなつている。なお、上記融解金属の表面は、
第４図および第６図に破線Ｍで明瞭に示されてい
る。

主炉床２０内の床２５の残つている側縁からは
上向きに耐火側壁２９が突出している（第４図）。
その上縁から側壁２９は、第４図に開示されてい
るように、下向きで内部に向つてそれぞれ鋭角ａ
およびｂだけ傾斜している。上記鋭角ａおよびｂ
の大きさは、たとえば、それぞれ３度および30度
とすることができる。傾斜した耐火壁２９を支持
するために、適当な構造支持体３０が設けられて
いる。側壁２９の頂縁の高さはこの主炉床の周囲
を囲んでいる他の壁２６〜２８の高さよりはるか
に低く、そして、炉のドア２２が閉止位置にある
とき、側壁２９の頂縁の側面が前記ドアの下端の
内面に当接するようになつている（ドア２２のラ
イニング３１は耐火材料が好ましい。）。傾斜した
側壁２９は、床２５の各側縁に沿つて縦方向に伸
び、そして、壁２６と一端で、また、壁２８と他
端で、それぞれ当接している。

主炉床２０の周囲を囲むのは、ほぼ矩形の耐火
性の上壁すなわち屋根３２の３辺を壁２６〜２８
の頂縁の上に固定することで完成される。上壁３
２の残つている側縁は、ドア２２が閉じていると
きに、そのドア２２の上端の内面に当接するよう
にうになつている。ドア２２が閉じると、その対
向する側端の内面が壁２６および２８の対応する
側縁に接触することによりドア２２の両側面が密
閉されると同時に、上述したようにドア２２の頂
面および底面が上壁３２および側壁２９とそれぞ
れ接触することによりドア２２の頂面および底面
が密閉される。ドア２２の閉位置において、側壁
２９の頂縁から上壁３２の被さつている側縁まで
鉛直方向に伸びると共に端壁２６から内壁２８ま
で水平方向に伸びる炉の側面１３のほぼ矩形の開
口がドア２２で閉止される。壁２８の底部にはア
ーチ状の開口（第４図）があつて、主炉床２０と
側方容器２１との間を連通している。しかし、１
個の開口３３の代わりに多数の開口を壁２８の底
部に設けることもできる。

側方容器２１を定めているのは、耐火壁２８
と、対向する２個の耐火側壁３４および３５（第
５図）と、耐火端壁３６とである。側壁３４は、
その頂縁から鉛直下向きに伸び、そして、側方容
器内の前記融解金属の表面より少し高い所から内
向きおよび下向きに傾斜し、床２５の対応する側
縁まで伸びている。側壁３４の傾斜した下部３７
の仰角は鋭角ｃであり、その大きさは、たとえば
45度とすることができる。傾斜した耐火壁部分３
７を支持するために、適当な構造支持体３８が設
けられている。前記側方容器の側壁３４は、床２
５の対応する側縁に沿つて長手方向に伸び、そし
て、壁２８と一端で、また、炉の端壁と他端で、
それぞれ当接している。

端壁３６は、その頂縁から鉛直下向きに伸び、
そして、側方容器２１内の前記融解金属の表面よ
り少し高い所から内向きおよび下向きに傾斜し短
いセクシヨン３９となり、その終端は鉛直下部セ
クシヨン４０となつている（第６図）。前記側方
容器にくず金を搬入するためにこの側方容器にア
クセスするには、端壁３６の開口４１から可能で
ある。開口４１の開閉は、隣接の端壁３６に装備
された側方容器搬入ドア２４の昇降によつて制御
される。搬入ドア２４の内張り４２は、耐火材料
から作られているのが望ましい。ドア２４は、そ
の閉位置において、その上端および対向する側端
が壁３６の対応する外表面に接触すると共に、ド
ア２４の下縁が端壁セクシヨン３９の上縁と接触
することによつて、密封される。端壁３６は、床
２５の前端縁に沿つて横方向に伸びて、側壁３４
と一端で、また、側壁３５と他端で、それぞれ当
接している。側壁３４および端壁３６は同じ高さ
で、そして、第５図および第６図に明瞭に示され
ているように、その終端が前記側方容器内の前記
融解金属の表面より高い位置にある容器となつて
いる。壁３４および３６はまた、壁２６〜２８の
壁より少し高くなつている。内壁２８の上方に位
置する上壁３２の端縁からは、比較的短い耐火壁
セクシヨン４３が上向きに伸びている（第６図）。
壁４３は、炉を横切るように側面から側面まで伸
び、そして、壁３４および３６と同じ高さであ
る。

側方容器２１内で床２５の残つている側縁から
は、耐火側壁３５が上向きに伸びている（第５
図）。側壁３５は、その上縁から下向きおよび内
向きに、第５図に開示されているように、鋭角ａ
およびｂでそれぞれ傾斜している。鋭角ａおよび
ｂは、たとえば、それぞれ３度および30度とする
ことができる。傾斜した耐火壁３５を支持するた
めに、適当な構造支持材４４が設けられている。
側壁３５の頂縁の高さは前記側方容器の周囲を囲
んでいる他の壁２８，３４および３６の高さより
はるかに低く、そして、前記ドアがその閉止位置
にあるとき、側壁３５の頂縁の側面が炉のドア２
３の下端の内面に当接するようになつている。炉
のドア２３の内張り４５は、耐火材料が作られて
いるのが望ましい。傾斜した側壁３５は、床２５
の対応する側縁に沿つて縦方向に伸び、そして、
壁３６と一端で、また、壁２８と他端で、それぞ
れ当接している。

側方容器２１の周囲を囲むのは、ほぼ矩形の耐
火性の上壁すなわち屋根４６の３辺を壁４３，３
４および３６の頂縁の上に固定することで完成さ
れる。上壁４６の残つている側縁４７は、ドア２
３が閉じているときに、そのドア２３の上端の内
面に当接するようになつている。ドア２３が閉じ
ると、その対向する側端の内面が端壁３６と一方
の側面で、また、壁２８および４３の対応する側
縁と他方の側面で接触することによりドア２３の
両側面が密閉されると同時に、上述したようにド
ア２３の頂面および底面が上壁４６および側壁３
５とそれぞれ接触することによりドア２３の頂面
および底面が密閉される。ドア２３の閉止位置に
おいて、側壁３５の頂縁から上壁４６の被さつて
いる側縁４７まで鉛直方向に伸びると共に端壁３
６から壁２８および４３まで水平方向に伸びる炉
の側面１３のほぼ矩形の開口がドア２３で閉止さ
れる。

融解すべき金属を供給するチヤンバである収集
側方容器２１は、壁２８のアーチ形開口３３を介
して主炉床２０と連通している。炉１０の床２５
に隣接した下部全体は、融解金属を収容してお
り、そして、主容器１６と側方容器２１とを含む
一体の融解チヤンバを形成している。壁２８によ
つて前記主炉床は前記側方容器から、前記融解金
属の表面より低い位置に壁２８の底に形成された
開口３３を除いて、完全に密封されている。前記
主炉床を前記側方容器からこのように分離するこ
とにより、高温ガスが前記主炉床から前記側方容
器にやつてきて、この側方容器で発火させること
を防止することができる。

この発明の融解炉には、前記側方容器に供給さ
れた前記くず金から出る排気ガス用に中空の循環
路４８（第６図）が含まれている。循環路４８
は、側方容器２１から炉の後端１２まで伸びて、
前記排気ガスの前記炉の側方容器から前記炉の主
炉床までと循環経路を提供している。循環路４８
は囲繞構造４９によつて周囲を囲まれている。囲
繞構造４９は、吸引バーナ箱５０と、中間セクシ
ヨン５１と、終端チヤンバ５２とを含んでいる。
バーナ箱５０は、側方容器の屋根４６の上に載置
された箱状構造をしている。セクシヨン５１は、
前記バーナ箱の一方の側壁５４の開口５３の周囲
から水平方向に伸び、そして、箱状チヤンバ５２
に通じ、かつ箱状チヤンバ５２内に開いている。
箱状チヤンバ５２の傾斜下部５５は、バーナ・ポ
ート１７，１８の直接上方で前記炉の後端壁を貫
通する開口と整合している。前記循環路の囲繞構
造４９には、金属製の外ケーシング５６と耐火材
料製のライニング５７とが設けられている。適当
な性質の断熱材（図示せず）を前記ケーシングと
ライニングとの間に介置すると有利である。

循環路４８には、前記融解金属の表面より高い
所で側方容器２１と連通している出口ポート５８
が含まれている。側方容器の上壁４６を貫通する
出口５８の位置は、第５図及び第６図から判るよ
うに、側方容器の壁セクシヨン４３と搬入ドア２
３とによつて形成される角の近くである。循環路
４８は、第６図に示されているように、側方容器
２１から上向きに伸び、それから90度左へ折れ曲
つている。循環路４８が側方容器２１の上方で90
度に折れ曲がる所で、この循環路の直径は縮小し
て、ベンチユリ・セクシヨン５９を形成してい
る。吸引手段としての吸引バーナ箱５０によつ
て、循環路４８の上向きセクシヨンと箱の開口５
３からベンチユリ・セクシヨン５９へ通ずる小径
の横方向延出部６０との両方が囲繞されている。
前記バーナ箱の開口と反対向きにバーナ・ポート
６１が前記バーナ箱の側壁６２に位置している。
在来のガス・バーナ（図示せず）をバーナ・ポー
ト６１に載置して、その炎がベンチユリ・セクシ
ヨン５９の軸方向に向ける。このバーナの作用に
よつて、前記排気ガスが前記側方容器から引き出
され、そして、循環路４８を通る蒸気の高速運動
が起こされる。

前記循環路内の前記排気ガスを前記主バーナ・
ポート（１個または複数個）の方へ送り出すのに
使用可能な別の、しかし効果は少ない手段が、米
国特許第4055334号明細書に開示されている。な
お、その開示内容は、引用文献によつてここに取
り入れてある。米国特許第4055334号明細書によ
れば、吸引ノズルが側壁６２を貫通し、前記ベン
チユリ・セクシヨンの軸方向に向かうように装着
されている。燃焼送風機によつて前記吸引ノズル
から押し出される空気は、前記ベンチユリ部分を
通つて下流側へ噴出される。

循環路４８は、囲繞セクシヨン５１内で吸引バ
ーナ箱５０からチヤンバ５２へ主炉床の屋根３２
の上を横切つて伸びている。循環路４８の断面積
は、ベンチユリ・セクシヨン５９からチヤンバ５
２まで漸増している。前記循環路の中は、前記バ
ーナ箱の側壁のひとつに設けられた監視ポート６
３（第４図）とチヤンバ５２の側壁のひとつに設
けられた第２監視ポート６４（第６図）とから見
ることができる。吸引バーナ箱５０およびチヤン
バ５２にアクセス可能とするために、この２個の
チヤンバの頂部には取外し可能な蓋６５および６
６が設けられている。

循環路４８は、中間セクシヨン５１の後方で90
度折れ曲り、チヤンバ５２内を下向きに伸びた
後、テーパ付きチヤンバ部分５５内を主炉床の後
壁２６に向かつて内向きに傾斜している。前記循
環路の終端は、壁２６の外側のバーナ・ポート１
７および１８の内部に位置している短部分６７と
なつている。循環路４８の中の前記排気ガスの経
路は、第６図に矢印で示されている。短部分６７
は、後壁２６を貫通する並列の副バーナ・ポート
すなわち開口６８および６９を介して主路床２０
の内部と連通している。ポート６８および６９の
各円形断面は、第３図および第６図に示すよう
に、壁２６の外側から内側へ進んでいくにつれ
て、初めは短い距離だけ漸減し、その後に、残り
の長い方の距離を炉の内部まで漸増している。短
部分６７はまた、この短部分の外側でテーパ付チ
ヤンバ５５のすぐ下に配設された主バーナ・ポー
ト１７および１８とも連通している。前記排気ガ
スがチヤンバ５２から短部分６７内へ下向きかつ
内向きに流れる所で、前記排気ガスは橋絡構造７
０によつて２つの流れに分流されている。橋絡構
造７０は、チヤンバ・セクシヨン５５の外壁の隣
接する下端から主炉床の後壁２６まで伸びて、端
部分６７の上部を２つに分けている。前記主バー
ナ・ポートの各々は短部分６７を挟んで対応する
前記副バーナ・ポートとは反対方向を向いている
ので、前記主バーナの炎は短部分６７を横切つて
前記副バーナ・ポートへ噴射される。火の付いた
燃料は、短部分６７を通過する際に、循環路４８
を通つてきた高温の前記排気ガスと混合し、その
後、副バーナ・ポート６８および６９から前記主
炉床チヤンバ内へ送り込まれる。明らかなよう
に、前記主バーナの数は、１個とすることも、ま
た、所望であれば、対応するバーナ・ポートの数
と共に２個以上とすることもできる。前記排気ガ
スは主炉床２０から在来の排気煙突７１によつて
排気される。

在来のデザインの補助バーナ１９を主炉床の後
壁２６の開口内に配置して、その炎が炉内の融解
金属の上方を横切るようにしておく。バーナ１９
には天然ガスまたは他の燃料を在来の方法で供給
する。バーナ１９は、主炉床２０内の温度をモニ
タすべく配設されたセンサの信号に応答して自動
的に発火するようにセツトされている。前記主炉
床内の温度が前記金属を融解するのに十分な所定
レベル以下に降下すると、適当な温度に再びなる
までバーナ１９は燃焼する。

汚染されているくず金の処理は、まず、融解状
態か固体状態の金属を所定量炉内に堆積して、バ
ーナ１７および１８を天然ガスまたは同様の燃料
を用いて在来の方法で作動させることによつてそ
の融解温度まで加熱することから始まる。そし
て、開口３３を介して主炉床２０と側方容器２１
との間に融解金属が流れて、この２個のチヤンバ
内に融解金属の池が形成される。続いて、汚染さ
れているくず金を、最初に側方容器２１に供給す
る。同時に、前記くず金の金属成分を融解するの
に十分であり、かつ、いかなる可燃性成分すなわ
ち炭化水素系の成分をも発火させるのに十分な所
定レベルまで上昇させておく。

しかしながら、前記くず金は、その融解前にま
ず側方容器２１内で静置させておかなければなら
ない。側方容器２１の温度は、開口３３を介して
行なわれる主炉床２０内の加熱された金属からの
対流で得られるので、主炉床２０の温度より低
い。この温度は前記可燃物を発火させるには低す
ぎるが、前記くず金の可燃性成分すなわち炭化水
素系の成分を気化させるのには十分高いレベルに
ある。循環路４８のバーナによつて循環路内に吸
引が行なわれ、この結果、前記排気ガスが前記主
バーナ・ポートの方へ送り出される。

側方容器２１内を時々かく拌することによつ
て、側方容器２１内の金属成分の融解を促進する
ことができる。融解が進行していくに従つて、最
初は側方容器２１内に置かれていた前記くず金は
融解し、ついには開口３３を介して主炉床２０内
へ流入する。その間に、前記くず金から前記側方
容器チヤンバの上部へ出てきた蒸気は、前記循環
路のバーナが発生する負圧によつて循環路４８内
へ送り込まれる。前記蒸気は前記バーナによつ
て、さらに、この循環路を通つて前記主バーナ・
ポートまで送られ、そこで前記バーナから送られ
きた火の付いた燃料と混合し、点火される。

融解プロセス中に、前記側方容器内に流入する
空気の量を規制すべくこの側方容器のモータ作動
ドアを慎重に制御する。たとえば、汚染度の高い
くず金を使用している場合には、上記ドアの開き
具合は最小に保たなければならない。上記ドアを
閉じると、この発明の前記側方容器は密閉度の高
い容器となつて、この内部へ流入して燃焼を助け
る空気の量を最小にする。

融解すべきくず金の種類によつて、１回に加え
られるべき量および加える頻度は当然影響され
る。あまりに多量のくず金を前記側方容器に入れ
てこの側方容器内に蒸気および煙を過剰に発生さ
せ、この炉に負担をかけ過ぎることのないように
注意しなければならない。この炉に搬入するに
は、側方容器のドア２４を開ける。そして、くず
金を入れ、ダンプカートを後退させてから、前記
ドアを閉じる。この後に、側方容器のドア２３を
開いて、中を点検する。前記側方容器内に煙が十
分に発生していれば、前記ドアを閉じて、このプ
ロセスを継続するにまかせる。煙の発生が非常に
少なければ、かく拌具を短時間用いて前記側方容
器の中身をかく拌してから、前記かく拌具を取除
いて、ドア２３を閉じる。

前記主炉床に、たとえばインゴツトおよび大型
鋳塊の状態の固体アルミニウムの大塊を搬入した
り、前記主炉床内にかく拌してこの主炉床と前記
側方容器との間に良好な熱伝達をもたらしたりす
るのに、ドア２３は前記主炉床への良好なアクセ
スを提供する。このかく拌によつてもたらされる
前記融解金属を介した熱伝達と前記側方容器のか
く拌とは、この炉の効率の高い融解率の達成に貢
献している。

融解および混合が完成したときに融解金属を保
持炉床に排出するために、排出口７２が炉の後壁
２６に設けられている。後端２６にはまた、たと
えば清掃の目的でこの炉から融解金属を全部排出
すべきときに使用するドレイン７３も設けられて
いる。

この発明の炉には、多数の有利な特徴がある。
米国特許第4055334号明細書記載の再生利用炉の
ように、この発明の炉において、融解過程でくず
金から発生する排気ガスを主バーナ・ポートのバ
ーナ燃料と混合することによつて前記排気ガスの
熱含有量を利用している。また、搬入された汚染
物を、循環路４８および副バーナ・ポート６８お
よび６９を介して前記炉の側方容器から抜き取
り、さらに、炉の燃料として消費することによつ
て、焼却に要する高価なアフタ・バーナおよび追
加燃料を不要としている。しかしながら、米国特
許第4055334号明細書器の再生利用装置とは異な
り、この炉においては、前記排気ガスを搬入物の
上方を横切つて再循環させてから炉外に排気する
ようなことをせずに、前記排気ガスの熱エネルギ
を効率の良い利用を達成している。

この発明は、アルミニウムのくず金用の独創的
デザインの反射融解炉を提供する。前記反射融解
炉は周囲を囲まれている側方容器を備え、そし
て、この側方容器には、くず金を搬入し、その金
属を操作するための適当なアクセス・ドアが設け
られている。開放型側方容器ではアルミニウムの
くず金を融解するのに費用のかゝるバクハウス集
塵装置が普通である汚染制御設備がなければでき
なかつた。この発明の周囲を囲まれている側方容
器は、この高価な装置を不要としている。この側
方容器は、くず金の溶解過程で発生する煙および
蒸気のための単純ではあるが効果的な収容チヤン
バから構成されている。前記煙および蒸気は、前
記側方容器からこの炉の周囲を囲まれている主炉
床へ同じく周囲を囲まれている循環路を通つて流
れる。この炉は周囲が完全に囲まれているから、
前記側方容器のドアを通つて流入する空気とこの
炉のバーナまたは吸引ノズル、送風機等の他の器
具によつて供給される空気また酸素とを適当に調
節することにより、空気を過剰に取り入れること
なく、この炉を運転をすることができる。この炉
内に流入する空気または酸素の量を慎重に制御す
ることにより、この発明は、金属の燃焼すなわち
酸化を大いに避けている。

以上のように、特別な実施例に関してこの発明
を説明してきたが、もちろん、この発明はそれら
に限定されず、多くの修正が可能である。したが
つて、上述した特許請求の範囲の真の精神および
範囲に入るすべての修正がこの出願によつてカバ
ーされていると考えられる。

以上説明したように本願発明では、 第１チヤンバ２１と第２チヤンバ２０とが壁
２８によつて仕切られているので、バーナから
の火災はすべて第２チヤンバ２０内に保持さ
れ、バーナに供給される燃料は完全燃焼される
ことになり、かつ火災からの放射熱はすべて融
解金属に向うので、燃費がよい。

またバーナポート６１に設けられたバーナ手
段には排気ガスが混合されず、その分だけ空気
（酸素）の量を多くすることができ、したがつ
て第１チヤンバ２１から流出する排気ガスを燃
焼するのに必要な空気が充分に得られ、したが
つて排気ガスを燃焼するための空気が不足する
というようなことがない。

さらに前記のごとく第１チヤンバ２１と第２
チヤンバ２０とは壁２８によつて仕切られてい
るので、第１チヤンバ２１内の燃焼ガスが循環
路４８に流入することがなく、循環路４８には
第１チヤンバ２１から発生した汚染物質の排気
ガスおよびバーナポート６１のバーナ手段から
噴出する燃焼ガスだけであるから、循環路４８
の寸法を小さくすることができ、したがつてか
なりのコストダウンが可能になる。

さらに上記のごとく循環路４８を通つて循環
するガスの量は少ないので、仮に循環ガスがリ
ツチ（酸素の量が多い場合）であつても爆発の
危険は大幅に低下することになる。

さらに循環路４８にバーナ手段及びベンチユ
リセクシヨンが設けられているので、前記のご
とく第１チヤンバ２１に対して吸引力を生じさ
せることはもとより、排気ガスの予備燃焼が可
能になるとともに該バーナ手段と第２チヤンバ
２０のバーナとの間のガスが乱流混合されるこ
とになる。

さらに第１チヤンバ２１、第２チヤンバ２０
および循環路４８は完全に密閉されているの
で、排気ガスの漏洩が防止され、また不要な空
気の流入も最小限に抑制されるので、金属の過
剰の酸化が防止されロスの低減が図れることに
なる。

さらに上記のごとく不要な空気の流入が最小
限に抑制されるので、排気ガスの体積を制御レ
ベルに維持することができ、したがつて排気ガ
スを排気システムの容量の範囲内に維持するこ
とができるばかりか循環路４８および第２チヤ
ンバ２０のバーナによる空燃比制御が不要にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による反射融解炉の斜視図
であり、第２図は、第３図の２−２線沿いの反射
融解炉の平面図であり、第３図は、第２図の３−
３線沿いの上から見た断面図であり、第４図は、
第６図の４−４線沿いの縦方向の鉛直断面図であ
り、第５図は、第６図の５−５線沿いの縦方向の
鉛直断面図であり、第６図は、第２図の６−６線
沿いの横方向の鉛直断面図である。 １０……反射融解炉、１７，１８……主バー
ナ・ポート、２０……第２チヤンバ、２１……第
１チヤンバ、３３……開口、４８……循環路、５
８……出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可燃物で汚染されているくず金から金属を再
   生する溶解炉であつて下部がくず金および溶解金
   属を収容する貯留部となつた第１チヤンバ２１
   と、 前記溶解金属の表面よりも上方に設けられた前
   記くず金から発生する排気ガスを廃気する少なく
   とも１つの出口５８と、 下部が溶解金属を収容する貯留部となつた第２
   チヤンバ２０と、 前記第２チヤンバ２０と連通する排気口７１
   と、 少なくとも１つのバーナポート１７，１８およ
   びバーナポートに設けられたバーナ手段であつて
   該バーナポートおよび前記第２チヤンバの溶解金
   属面に沿つてのびる炎炉を形成するものと、 底部を通りかつ前記第１および第２チヤンバ２
   １，２０内の溶解金属の表面よりも下方に位置す
   る少なくとも１つの開口３３を備えた、前記第１
   および第２チヤンバ２１，２０を分離する手段で
   あつて、前記第１および第２チヤンバ２１，２０
   の貯留部の下部を互いに連通させ前記溶解金属を
   介しての対流により前記第２チヤンバ２０から前
   記第１チヤンバ２１へ熱を伝達させて前記第１チ
   ヤンバ２１内で可燃物を気化させかつ前記第１お
   よび第２チヤンバ間で溶解金属の流れを許すとと
   もに前記第２チヤンバ２０から第１チヤンバ２１
   への高温ガスの流れを阻止するものと、 前記第１チヤンバからの前記排気ガスが前記排
   水口７１から排出される前に前記バーナ手段によ
   つて前記排気ガスを燃焼させるため該排気ガスを
   前記第１チヤンバ出口５８から前記第２チヤンバ
   へ循環させるために前記第１チヤンバの出口５８
   に接続されかつ前記第１チヤンバおよび前記第２
   チヤンバの外部に位置する循環手段とを含み、 金属の酸化による炉内の金属溶解ロスを最小に
   するために前記第１および第２チヤンバの各々は
   囲まれた室からなり、また前記循環手段は囲まれ
   た通路４８を備え、さらに前記循環通路４８は該
   通路４８内の前記排気ガスを前記第２チヤンバ２
   ０方向に推進するための吸引バーナ箱５０を有す
   る溶解炉において、 前記第１および第２チヤンバ２１，２０を分離
   する前記手段は両チヤンバ間の高温ガスの流れを
   常時阻止する固定壁からなり、 前記吸引バーナ箱は前記循環路４８内でかつ第
   １チヤンバ出口５８の上方に設けられたベンチユ
   リ排出バーナポート６１と該ポートに設けられた
   ベンチユリに炎を噴出する排出バータ手段とを含
   み、該排出バーナ手段は前記排気ガスを燃焼しか
   つ前記循環路４８内の前記ガスを前記第２チヤン
   バ２０方向に推進するために前記循環路内に前記
   排出バーナポート６１を通る炎路を形成すること
   を特徴とするくず金の溶解炉。 ２ 前記第１チヤンバ出口５８は囲まれた循環路
   ４８によつて前記１つのバーナ手段１７，１８に
   連結され、かつ前記排出バーナ手段は前記通路４
   ８内の前記ガスを前記１つのバーナ手段１７，１
   ８方向に推進する特許請求の範囲第１項の溶解
   炉。 ３ 前記循環路４８は、該循環路４８内の前記排
   気ガスを前記１つのバーナ手段１７，１８方向に
   推進させるため前記１つのバーナ手段１７，１８
   と前記吸引バーナ箱５０との間に位置するベンチ
   ユリ部を含む特許請求の範囲第２項の溶解炉。 ４ 前記第２チヤンバ２０には、前記第２チヤン
   バ２０内の温度が前記金属を溶解するのに適当な
   あらかじめ定めたレベルよりも硬化したときに前
   記第２チヤンバ２０内の前記溶解金属上に自動的
   に炎路を形成する少なくとも１つの補助バーナ手
   段が設けられている特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載の溶解炉。 ５ 前記第２チヤンバは少なくとも１つの第２の
   バーナ手段６８，６９を含みかつ前記循環路４８
   の一端は、前記１つのバーナ手段からの燃焼用燃
   料が前記循環する排気ガスと混合されそして前記
   第２のバーナ手段６８，６９を介して前記第２チ
   ヤンバ２０内に導入されるように前記１つのバー
   ナ手段１７，１８と前記第２のバーナ手段６８，
   ６９との間に連通している特許請求の範囲第１項
   なにし第４項のいずれかに記載の溶解炉。 ６ 前記１つのバーナ手段１７，１８および前記
   循環路４８は、前記排気ガスが直接前記１つのバ
   ーナ手段に流れるようにかつ該１つのバーナ手段
   を介して前記第２チヤンバ２０に導入されるよう
   に連結されている特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のいずれかに記載の溶解炉。 ７ 可燃物で汚染されたくず金から金属を再生す
   る方法であつて、 下部が前記くず金および溶解金属を収容するた
   めの貯留部を形成しかつ前記くず金から発生する
   排気ガスを排気するための前記溶解金属の表面よ
   りも上方に位置する少なくとも１つの出口５８を
   有する囲まれた第１チヤンバ２１に前記くず金を
   供給する工程と、第２チヤンバの溶解金属上に炎
   を噴出し前記くず金を溶解して第２チヤンバの下
   部に溶解金属プールを形成するのに十分な温度に
   第２チヤンバを加熱する工程とを有し、前記第１
   および第２チヤンバ２１，２０は、前記溶解金属
   が両チヤンバ間で流動して前記第１チヤンバ内に
   排気ガスが発生するように前記くず金可燃物を燃
   焼させかつ前記第２チヤンバ内で発生した高温ガ
   スが前記第１チヤンバに流れるのを阻止しうるよ
   うに互いに連結され、 さらに前記第１チヤンバ出口５８からの前記排
   気ガスを囲まれた循環路４８を介して前記第２チ
   ヤンバに循環させかつ前記第１チヤンバからの排
   気ガスを前記第２チヤンバ内の少なくとも１つの
   バーナ手段によつて燃焼させる工程を有し、 前記第１チヤンバ出口５８から前記第２チヤン
   バにのびる前記囲まれた循環路４８を介して前記
   排気ガスを前記第１および第２チヤンバ２１，２
   ０間で循環させる方法において、 前記第１および第２チヤンバは、両チヤンバ間
   の高温ガスの流れが前記循環路内でのみ生ずるよ
   うに連結され、さらに前記排気ガスは前記循環路
   ４８内に設けられたベンチユリおよびベンチユリ
   に炎を噴出するバーナ手段によつて形成された火
   炎により前記循環路４８を介して前記第２チヤン
   バ２０方向に推進させられることを特徴とするく
   ず金再生方法。 ８ 前記第１チヤンバ出口から前記１つのバーナ
   手段にのびる前記囲まれた循環路４８を介して前
   記排気ガスを前記第１および第２チヤンバ間で循
   環させる工程と、 前記循環路４８内に形成された火炎を利用する
   ことにより前記循環路を介して前記排気ガスを前
   記１つのバーナ手段方向に推進させる工程とを含
   む特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 火炎による前記第１チヤンバからの排気ガス
   の排出を容易にするため前記循環路４８内にベン
   チユリ部を設けた特許請求の範囲第８項の方法。 １０ 前記第２チヤンバ２０内の温度があらかじ
   め定めたレベルよりも降下したとき前記第２チヤ
   ンバ内の前記溶解金属上に自動的に炎路が形成さ
   れる特許請求の範囲第７項ないし第９項のいずれ
   かに記載の方法。 １１ 前記第２チヤンバは少なくとも１つの第２
   のバーナ手段を含みかつ前記循環路の一端は前記
   少なくとも１つのバーナ手段と前記第２のバーナ
   手段との間に連通し、前記少なくとも１つのバー
   ナ手段からの燃焼用燃料を、循環される排気ガス
   に混合して前記第２のバーナ手段により前記第２
   チヤンバに導入する特許請求の範囲第７項ないし
   第１０項のいずれかに記載の方法。