JPH07218154A - 原料予熱投入装置及び該装置を用いた溶解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶解炉の廃熱を次に投入する原料の予熱に効
率的に利用できると共に、予熱された原料を溶解炉へ直
接、スムーズにかつ計画的に投入できる原料予熱投入装
置を備えた溶解炉を提供する。 【構成】 複数の原料収納用のバケット２２を備えた回
転基板２０が予熱室１１内に回転自在に配設された原料
予熱投入装置１０を２基の溶解炉４０ａ，４０ｂの上に
載置する。各バケットは、予熱室の原料供給口の下方及
び各溶解炉の原料投入口４１ａの上方を通過するような
位置関係で回転基板に固定される。各溶解炉と予熱室は
それぞれ二重管構造の排気管５０ａ，５０ｂにより連通
され、溶解炉内の高温雰囲気が予熱室に導入され、バケ
ット内に収納されている原料を予熱する。予熱後、原料
は原料投入口を通して溶解炉に投入され、溶解される。
各溶解炉への原料投入及び溶解は所定の時間間隔を置い
て行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶解炉の廃熱を次に投
入する原料の予熱に効率よく利用し、しかも予熱された
原料の投入をスムーズにかつ計画的に行うことができる
原料予熱投入装置及び該原料予熱投入装置を備えた溶解
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶解炉において原料溶解時に発生
する廃ガスを利用して次に投入する原料を予熱するシス
テムとしては、例えば特開平４−３０９７８９号に記載
のものが知られている。特開平４−３０９７８９号に記
載の廃ガスを利用した原料予熱塔を有する溶解炉は、溶
解炉上部に、下方から上方へ向って段階的に予熱室を設
けた予熱塔を立設し、溶解炉からの廃熱を予熱塔の下方
から上方へ向け通過させ、溶解炉に近い予熱室に保持さ
れた原料から順に高温に予熱するというものである。こ
のため、各予熱室下部には下方へ向って観音開き状に開
閉自在な原料保持ダンパーを設け、随時下方へ原料を供
給するという構成が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平４−３０９
７８９号に記載の廃ガスを利用した原料予熱塔を有する
溶解炉においては、各予熱室下部に設けられた下方に観
音開き状に開閉自在な原料保持ダンパーは、閉じた際に
も原料保持ダンパー同士の間に隙間があくように配設さ
れ、溶解炉で発生した廃熱を原料予熱塔に直接送り込
み、予熱塔の下方から上方へ向けて通過するように構成
されている。従って、原料予熱塔の最下部の予熱室内に
保持されている原料は溶解炉の高温の廃熱に直接曝され
るので、原料の一部が溶け、予熱室内や原料保持ダンパ
ーに溶着することがある。これにより、原料保持ダンパ
ーの開閉が困難になり原料投入量に変動をきたしたり、
また廃熱による原料への熱伝導効率が悪くなり、最悪の
場合、原料保持ダンパーが開かず原料を溶解炉へ投入で
きなくなったり、溶解炉からの廃熱を上方へ逃がすこと
ができなくなったりするという問題がある。

【０００４】また、前記のような構成の溶解炉において
は、原料を予熱塔の各予熱室を順次降下させ、溶解炉に
投入するものであるため、合金を作製するためには、投
入される複数種の原料を予熱塔に投入する前に予め混合
しておく必要がある。さらに、原料の溶解中に、予熱室
で溶けた原料が廃熱を通過させる原料保持ダンパー同士
の間の隙間から溶解炉内へ滴下し、作製される合金の組
成を変化させるという問題もある。さらに、溶解炉の廃
熱は原料予熱塔の下方から上方へ向けて通過するように
構成されているため、予熱室内の温度の管理が困難であ
り、前記のような問題を解消することは困難である。

【０００５】従って、本発明の基本的な目的は、前記の
ような従来の廃熱利用システムの問題を解決し、溶解炉
の廃熱を次に投入する原料の予熱に効率的に利用できる
と共に、予熱された原料を溶解炉へ直接、スムーズにか
つ計画的に投入できる原料予熱投入装置を備えた溶解炉
を提供することにある。さらに本発明の目的は、予熱室
から溶解炉への原料の投入を自動的に行うことができ、
特に合金作製の場合に、予め複数種の原料を混合せずと
も、予熱室から溶解炉への原料の投入段階で所定の合金
組成となるように原料投入を行うことができる原料予熱
投入装置及び該原料予熱投入装置を備えた溶解炉を提供
することにある。さらに本発明の他の目的は、原料の予
熱を熱効率よく行えると共に、原料の連続的な予熱・投
入及び連続的な溶解を可能とする原料予熱投入装置及び
該原料予熱投入装置を備えた溶解炉を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記基
本的な目的を達成するために、溶解炉と予熱室を別体と
し、溶解炉の高温雰囲気を排気管を介して予熱室に導
き、しかも予熱室内で予熱された原料を予熱室より溶解
炉へ直接投入できるようにした溶解炉が提供される。す
なわち、本発明に係る溶解炉の基本的な構成は、上部に
原料投入口を有する溶解炉と、該溶解炉の原料投入口を
施蓋する仕切蓋と、該溶解炉の上部に配置され、かつ上
記仕切蓋の開操作時に溶解炉の原料投入口に連通する下
部開口を有する予熱室と、該予熱室内に配置され、予熱
室より原料を溶解炉へ直接投入できるように上記原料投
入口の上方に位置し、下部に開閉自在な原料保持ダンパ
ーを備えた原料収納用のバケットと、上記溶解炉と予熱
室との間を接続し、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入
するための排気管とからなる。

【０００７】また、本発明によれば、原料の予熱及び予
熱室から溶解炉への原料の投入を自動的に、特に合金作
製の場合には予め複数種の原料を混合せずとも所定の合
金組成となるように原料の予熱・投入を行うことができ
る第二の態様の溶解炉も提供される。この態様の溶解炉
は、上部に原料投入口を有する溶解炉と、該溶解炉の原
料投入口を施蓋する仕切蓋と、該溶解炉の上部に配置さ
れ、かつ上記仕切蓋の開操作時に溶解炉の原料投入口に
連通する下部開口を有する予熱室と、該予熱室内に回転
自在に配設された回転基板と、該回転基板に取り付けら
れ、かつ下部に開閉自在な原料保持ダンパーを備えた少
なくとも２つの原料収納用のバケットと、上記溶解炉と
予熱室との間を接続し、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に
導入するための排気管とからなり、上記原料収納用のバ
ケットを、上記回転基板の上記溶解炉の原料投入口の上
方を通る円形線上に所定間隔で配設し、原料投入時に上
記基板の間歇的回転によってバケットを溶解炉の原料投
入口の上方に位置せしめるように構成される。

【０００８】さらに本発明によれば、連続的な溶解・鋳
造を可能とする第三の態様の溶解炉も提供される。この
態様の溶解炉は、上部に原料投入口を有する複数の溶解
炉と、各溶解炉の原料投入口を施蓋する仕切蓋と、これ
らの溶解炉の上部に配置され、かつ上記仕切蓋の開操作
時に各溶解炉の原料投入口にそれぞれ連通する複数の下
部開口を有する予熱室と、該予熱室内に回転自在に配設
された回転基板と、該回転基板に取り付けられ、かつ下
部に開閉自在な原料保持ダンパーを備えた複数の原料収
納用のバケットと、上記各溶解炉と予熱室との間を接続
し、各溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するための排
気管とからなり、上記複数の原料収納用のバケットを、
上記回転基板の上記複数の溶解炉の各原料投入口の上方
を通る円形線上に所定間隔で配設し、原料投入時に上記
基板の間歇的回転によってバケットを複数の溶解炉の各
原料投入口の上方に順次位置せしめるように構成され
る。好適な態様においては、予熱室で予熱された原料の
複数の溶解炉への投入は所定の時間間隔を置いて順次行
われるように制御される。

【０００９】また、本発明によれば、前記のような溶解
炉に好適に用いられるロータリー式の原料予熱投入装置
も提供される。この原料予熱投入装置は、仕切蓋で開閉
される原料投入口を有する溶解炉の上部に配置され、か
つ上記原料投入口と対応する底壁部に下部開口を有する
予熱室と、該予熱室に貫通して回転自在に立設された支
柱と、上記予熱室内に配置され、かつその中心部が上記
支柱に固定されている回転基板と、該回転基板の上記溶
解炉の原料投入口の上方を通る円形線上に所定間隔で配
設され、かつ下部に開閉自在な原料保持ダンパーを備え
た複数の原料収納用のバケットと、上記基板を回転させ
るための駆動装置と、上記溶解炉と予熱室との間を接続
し、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するための排気
管とからなる。

【００１０】

【発明の作用及び態様】前記のように、本発明の基本的
構成は、溶解炉と予熱室を別体とし、溶解炉の高温雰囲
気を排気管を介して予熱室に導き、予熱室内の原料を予
熱するように構成されている。従って、従来のように予
熱室内の原料が溶解炉の高温雰囲気に直接曝されること
がなく、予熱室内の原料が溶解してバケット下部の原料
保持ダンパーに付着し、原料保持ダンパーの開閉を妨げ
るといった問題はなく、また合金作製の場合にも、予熱
室内の原料が溶解・滴下して溶解炉内に混入することが
ないため、作製される合金の組成が変化するという問題
もない。また、溶解炉の高温雰囲気は排気管を介して溶
解炉と区画された予熱室に導入されるため、予熱室内で
の原料の予熱温度を比較的容易に管理できる。特に、排
気管を、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するための
内管と、該内管を囲繞する外管とからなる二重管構造と
し、該外管には、外気吸入管及び内管と外管との間の空
間を溶解炉に連通する外気供給管を接続し、予熱室に導
入される溶解炉の廃熱と溶解炉に導入される空気との間
で熱交換を行うことにより、溶解炉の高温雰囲気温度よ
り低いより適度な高温雰囲気を予熱室に導入できると共
に、溶解炉に高温の空気を導入できるため、溶解炉内の
温度をより短い時間で上昇でき、従って溶解に要する時
間を短縮でき、溶解炉の廃熱をより効率的に利用でき
る。しかも、熱交換の程度を制御することによって、予
熱室に導入される高温雰囲気の温度を管理することも可
能となる。

【００１１】また、予熱室は仕切蓋の開操作時に溶解炉
の原料投入口に直に連通するような下部開口を有し、一
方、下部に開閉自在な原料保持ダンパーを備えた原料収
納用バケットは溶解炉の原料投入口の上方に位置して上
記予熱室内に配置されている。そのため、溶解炉の原料
投入口を施蓋する仕切蓋の開操作後に上記原料保持ダン
パーの開操作を行うように制御することにより、バケッ
ト内に収容されている予熱された原料は予熱室から溶解
炉へ直接投入され、その際、溶解炉内の高温雰囲気が直
接外部へ放出されることがなく、溶解炉の原料投入口か
らの熱損失も殆どなく、廃熱を効率的に原料の予熱のた
めに使用できると共に、作業環境も改善される。

【００１２】本発明の溶解炉の第二の態様によれば、予
熱室内に回転基板が回転自在に配設され、該回転基板の
前記溶解炉の原料投入口上方を通る円形線上に所定間隔
で複数の原料収納用のバケットが配設され、即ち回転基
板が回転するに伴ってバケットにより形成される軌跡が
溶解炉の原料投入口上方を通るように回転基板の周辺部
に所定間隔で複数のバケットが配設されている。従っ
て、上記回転基板を間歇的に回転させることによって各
バケットを溶解炉の原料投入口の上部に順次位置せしめ
ることができ、原料の予熱及び予熱室から溶解炉への原
料の投入を自動的に行うことができる。また、合金作製
の場合、合金組成に応じた複数種の原料を個別に各バケ
ットに収納し、予熱室内で保持して予熱した後、回転基
板を間歇的に回転させて各原料を順次溶解炉に投入す
る。従って、予熱室から溶解炉への原料の投入段階で所
定の合金組成となるように原料投入を行うことができ、
事前に混合する必要はない。

【００１３】本発明の溶解炉の第三の態様においては、
前記第二の態様の構成に加えて、一つの予熱室に対して
複数の溶解炉を組み合わせて構成するものである。すな
わち、複数の溶解炉の上部に共通の予熱室を配置し、予
熱室の底壁部には各溶解炉の原料投入口と対応する位置
に複数の下部開口を形成し、また各溶解炉と予熱室との
間を接続し、各溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入する
ように排気管を配管する。このような構成とすることに
より、共通の予熱室で予熱された原料を各溶解炉に連続
的に投入することができる。また、複数の溶解炉への原
料投入及び溶解を所定の時間間隔を置いて交互に行うこ
とにより、各溶解炉からの出湯が連続的に行われるよう
になり、連続的な溶解・鋳造が可能となる。なお、共通
の予熱室と組み合わせる溶解炉の数は好適には２基であ
るが、予熱室のサイズを大きくすることによってそれ以
上の数の溶解炉を組み合わせることもできる。

【００１４】前記第二及び第三の態様の溶解炉において
は、原料収納用の複数のバケットを保持する回転基板が
用いられるが、この回転基板は、最もシンプルで好適な
形態は回転円盤状のものであるが、その他にも回転コン
ベア方式、回転軸に複数本のアーム状のバケット保持部
が側方に突出している放射状基板を取り付けたものなど
種々の形態のものを採用でき、また予熱室の平面形状も
回転基板に応じて変えることができる。回転基板として
円盤や放射状基板を用いる場合には、回転基板の中心部
に貫通して取り付けられた支柱もしくは回転軸を予熱室
を貫通するように回転自在に立設し、該支柱もしくは回
転軸を回転させることによって回転基板を回転させるよ
うに構成してもよく、また、支柱もしくは支軸を固定立
設し、該支柱もしくは支軸に回転基板を回転自在に装着
し、回転基板自体を回転駆動させる構成としてもよい。
また、回転基板の駆動システムとしても、歯車機構、チ
ェーン駆動機構など任意の駆動機構を用いることができ
る。好適な原料予熱投入装置においては、予熱室に貫通
して回転自在に支柱が立設され、また回転基板は予熱室
内に位置してその中心部が上記支柱に固定される。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例を説明しつつ、
本発明についてより具体的に説明する。図１乃至図４に
示す実施例は、共通の原料予熱投入装置１０に２基の溶
解炉（第１溶解炉４０ａ，第２溶解炉４０ｂ）が組み合
わされた例を示し、原料予熱投入装置１０の予熱室１１
は周壁部１２と天板１３及び底壁部１４とから構成さ
れ、２基の溶解炉４０ａ，４０ｂの上に載置されてお
り、溶解炉４０ａ，４０ｂに載置されていない他側部は
図２に示すように支持脚１９により支持されている。予
熱室１１の底壁部１４には、各溶解炉４０ａ，４０ｂの
上部に形成された原料投入口４１ａ，４１ｂ（図１にお
いては４１ｂは図示せず）と対応する位置に対称的に、
かつ原料投入口の大きさとほぼ等しいサイズの一対の下
部開口１５が形成されている（図４参照）。また、予熱
室１１の天板１３には原料供給口１７が形成されてお
り、該原料供給口１７はヒンジ機構で開閉される天蓋１
８により施蓋されている。

【００１６】符号２０は円盤状の回転基板であり、該回
転基板２０は、２基の溶解炉４０ａ，４０ｂの間に回転
自在に立設されかつその上半部が予熱室１１の天板１３
と底壁部１４に形成された中央開口部１３ａ，１４ａに
適当な軸受シール手段（図示せず）を介して挿入された
支柱２１に、予熱室１１内に配置されるような高さ位置
でその中心部が固定されている。回転基板２０の周辺部
には、複数（図示の実施例では６個）の筒状の原料収納
用のバケット２２が、予熱室１１の原料供給口１７の下
方及び溶解炉４０ａ，４０ｂの各原料投入口４１ａ（４
１ｂ）の上方を通る円形線Ｌ（図３参照）上に等間隔で
貫通固定されている。すなわち、各バケット２２は、回
転基板２０の回転に伴って各バケット２２の中心が描く
軌跡（Ｌ）が予熱室１１の原料供給口１７の下方及び溶
解炉４０ａ，４０ｂの各原料投入口４１ａ，４１ｂの上
方を通るような位置関係で回転基板２０に取り付けられ
ている。各バケット２２は、下端部に観音開き状に開閉
される原料保持ダンパー２３を有し、該原料保持ダンパ
ー２３の開閉動作によってバケット２２の下部が開閉さ
れるようになっている。床面に埋設された軸受（図示せ
ず）上に回転自在に立設された支柱２１は、その基部に
かさ歯車３４が装着され、該かさ歯車３４にはモーター
３１の回転軸３２先端に装着されたかさ歯車３３が噛み
合っており、該モーター３１及び一対のかさ歯車３３，
３４により駆動装置３０を構成している。該駆動装置３
０を作動させ、支柱２１及びそれに固定された回転基板
２０を間歇的に回転させることによって、バケット２２
が原料供給時には原料供給口１７の下方に、溶解炉４０
ａ，４０ｂへの原料投入時には溶解炉４０ａ，４０ｂの
各原料投入口４１ａ，４１ｂの上方に順次位置せしめら
れるように構成されている。

【００１７】第１溶解炉４０ａ及び第２溶解炉４０ｂ
は、それぞれ上部に原料投入口４１ａ，４１ｂ（図１に
おいては第２溶解炉４０ｂの原料投入口４１ｂは図示さ
れていない）を有し、図３に示すように、該原料投入口
４１ａ，４１ｂを施蓋する仕切蓋４２ａ，４２ｂ及び該
仕切蓋を移動させて原料投入口４１ａ，４１ｂの開閉操
作を行うためのシリンダー４４ａ，４４ｂが対称的に配
設されており、各シリンダー４４ａ，４４ｂのピストン
ロッド４３ａ，４３ｂの先端は各仕切蓋４２ａ，４２ｂ
の基端に固着されている。また、第１溶解炉４０ａ及び
第２溶解炉４０ｂの前面にはそれぞれ加熱器４５ａ，４
５ｂが装着されており、また対向する側面下部には出湯
口４６ａ，４６ｂ（図１においては第１溶解炉４０ａの
出湯口４６ａは図示されていない）が対向するように形
成され、各出湯口４６ａ，４６ｂには共通の湯道４７が
接続されている。なお、共通の湯道とせずに各溶解炉４
０ａ，４０ｂの出湯口４６ａ，４６ｂにそれぞれ別個の
湯道を接続することもでき、この場合には各溶解炉の出
湯口を図示のように対向して配設する必要はない。

【００１８】また、各溶解炉４０ａ，４０ｂの前面と予
熱室１１の天板１３の前側との間は排気管５０ａ，５０
ｂによりそれぞれ接続され、予熱室１１の天板１３の後
側には略Ｌ字形の外部排気管５５が接続されている。各
排気管５０ａ，５０ｂは、図３から明らかなように、内
管５１ａ，５１ｂと外管５２ａ，５２ｂの二重管構造を
有する。内管５１ａ，５１ｂは、各溶解炉４０ａ，４０
ｂと予熱室１１を連通し、各溶解炉４０ａ，４０ｂの高
温雰囲気を予熱室１１に導入するためのものであり、下
方の各溶解炉４０ａ，４０ｂの高温の雰囲気は上方のよ
り低い温度の予熱室１１内に自然に流れる。また、各外
管５２ａ，５２ｂの上部にはそれぞれ外気吸入管５３
ａ，５３ｂが接続され、各外管５２ａ，５２ｂの下部と
各加熱器４５ａ，４５ｂとの間は外気供給管５４ａ，５
４ｂにより接続されている。従って、各外気吸入管５３
ａ，５３ｂから内管５１ａ，５１ｂと外管５２ａ，５２
ｂとの間の空間を経て外気供給管５４ａ，５４ｂから各
溶解炉４０ａ，４０ｂに導入される空気と、各内管５１
ａ，５１ｂを通して予熱室１１に流入する各溶解炉４０
ａ，４０ｂの高温雰囲気との間で熱交換が行われ、各溶
解炉４０ａ，４０ｂに高温の空気が導入されると共に、
予熱室１１には各溶解炉４０ａ，４０ｂの高温雰囲気温
度より低い予熱に適度な高温雰囲気が導入される。な
お、弁機構など適当な調整手段によって各溶解炉４０
ａ，４０ｂに導入される空気量を調整することにより、
予熱室１１に各内管５１ａ，５１ｂを通して導入される
高温雰囲気の温度管理を行うことも可能である。

【００１９】次に、各溶解炉４０ａ，４０ｂの原料投入
口４１ａ，４１ｂと予熱室１１の各下部開口１５との仕
切りを図４を参照しながら説明する。図４に示すよう
に、予熱室１１の下部開口１５は溶解炉の原料投入口４
１ａの真上に連続するように形成されているが、該下部
開口１５の原料投入口４１ａに接する下端周縁部から予
熱室１１の周壁部１２にかけて溝部１６が形成されてい
る。仕切蓋４２ａは該溝部１６内を摺動して原料投入口
４１ａの開閉を行うので、仕切蓋４２ａが図３に示すよ
うに原料投入口４１ａに施蓋されたときには、溶解炉の
原料投入口４１ａと予熱室１１の下部開口１５との間の
連通は完全に遮断される。原料Ａの溶解炉への投入は、
バケット２２が原料投入口４１ａの上方に位置した状態
で、まずシリンダー４４ａを作動させて仕切蓋４２を後
退させ、原料投入口４１ａを開いた後、バケット２２の
原料保持ダンパー２３を開いて原料Ａを溶解炉４０ａに
投入する。

【００２０】以下、図示の実施例の装置の作動について
説明する。なお、説明の便宜上、以下の説明においては
第１溶解炉４０ａに対する操作として示す。まず、予熱
室１１上部に設けた天蓋１８を開き、予熱室１１の原料
供給口１７より原料Ａ，Ｂを予熱室１１内へ供給する。
原料供給はクレーンやコンベア等により行われる。原料
供給口１７の下方には、回転基板２０に取り付けられた
複数個のバケットのうちの１つのバケット２２が待機し
ていて、原料供給口１７から自重落下により供給される
原料を一時、収納する。次に、支柱２１の下端部に配し
た駆動装置３０により支柱２１を回転させ、原料供給口
１７の下方に別のバケット２２を待機させ、つぎなる原
料を収納させる。この操作を繰り返し、すべてのバケッ
ト２２が原料を収納した状態にする。この時点で、各バ
ケット２２は原料を溶解炉へ投入する待機状態にある。
また、各バケットには異なる原料Ａ，Ｂが個別に収納さ
れている。

【００２１】次いで、加熱器４５ａを作動させ、溶解炉
４０ａ内を温める。溶解炉４０ａ内の雰囲気は高温とな
り、この高温の雰囲気は接続された排気管５０ａを通過
して予熱室１１内へ送り込まれる。排気管５０ａは二重
管構造となっており、内管５１ａ内を溶解炉４０ａから
の高温の雰囲気が、内管５１ａと外管５２ａとの間の空
間を外気吸入管５３ａより吸い込まれた空気が通過し、
これにより高温雰囲気は適度の予熱温度に冷却されて予
熱室１１へ送り込まれる。外気吸入管５３ａより吸い込
まれた空気は、排気管５０ａの内管５１ａと外管５２ａ
との間の空間を通る間に熱交換され、高温状態で外気供
給管５４ａを通過して加熱器４５ａへと送られる。溶解
炉４０ａより送られた高温の雰囲気により予熱室１１内
の温度も上昇し、バケット２２内に収納されている原料
Ａ，Ｂが温められ、予熱状態となる。予熱室１１内を循
環した高温の雰囲気は、予熱室１１内や原料Ａ，Ｂを温
めたことにより、温度が下がり、外部排気管５５より排
出される。

【００２２】溶解炉４０ａ内が十分に温まり、原料溶解
の準備が整った時点で、溶解炉４０ａ上部に設けた仕切
蓋４２ａがシリンダー４４ａの作動により移動し、溶解
炉４０ａの原料投入口４１ａを開口する。投入する原料
を収納するバケット２２は、原料投入口４１ａの開操作
以前にその真上に移動し待機状態にあり、原料投入口４
１ａが開口するとバケット下部に設けた原料保持ダンパ
ー２３が開き、原料は自重により原料投入口４１ａを通
り溶解炉４０ａ内へ落下する。原料投入後、バケット２
２の原料保持ダンパー２３は閉まり、シリンダー４４ａ
が作動して仕切蓋４２ａにより原料投入口４１ａを塞
ぐ。

【００２３】合金作製のためにさらに異種原料の投入を
行う場合には、駆動装置３０が作動し支柱２１及びそれ
に固定された回転基板２０を回転させ、別のバケット２
２を仕切蓋４２ａにより塞がれた原料投入口４１ａ上へ
移動させる。再度原料投入を行い、溶解炉４０ａ内にて
混合原料の溶解を行う。空になったバケット２２は、支
柱２１及びそれに固定された回転基板２０の回転により
予熱室１１の原料供給口１７の下へ移動し、再度、原料
の供給を受ける。溶解炉４０ａで発生した高温の雰囲気
は常に排気管５０ａから予熱室１１へと送られ、待機状
態にある原料を予熱し続ける。溶解の終了した原料は溶
解炉４０ａの出湯口４６ａより出て湯道４７を通って図
示しない保持炉へと送られる。保持炉は、溶解湯の成分
を検査し、不足する成分を付加し、調整するところで、
成分調整終了後、鋳造工程へと移る。

【００２４】図示の実施例では、共通の予熱室１１に２
基の溶解炉４０ａ，４０ｂを組み合わせ、図５に示すよ
うに各溶解炉への原料の投入タイミングをずらして溶解
を行っている。このように、第１溶解炉４０ａへの原料
投入及び溶解と第２溶解炉４０ｂへの原料投入及び溶解
を時間的にずらして行うことにより、予熱室１１を熱効
率よく運転でき、また鋳造の生産性も向上させることが
できる。また、各バケット２２内に収納されている原料
は、金属の地金Ａと、一度合金を作製した後、加工や不
良などのために屑材となったものＢである。各溶解炉４
０ａ，４０ｂへの原料投入においては、屑材Ｂを先に投
入し、後に地金Ａを投入することが好ましい。このよう
に投入することにより、先に投入された屑材Ｂが地金Ａ
投入時のクッションの役割を果たし、炉床を傷め難くな
る。

【００２５】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、
種々の応用、変更が可能である。前記実施例では共通の
予熱室と２基の溶解炉の組合せ例を示したが、それ以上
の数の溶解炉との組合せあるいは１つの予熱室を溶解炉
１基と組み合わせることもできる。また、バッチ方式の
場合、回転基板を使用することなく、原料を収納するバ
ケットを予熱室内に固定配置することもできる。この場
合、予熱室内に直に原料を収納する形態よりも、本発明
のようにバケットに収納して予熱室内に配置すること
が、原料の予熱及び原料投入口の仕切蓋の開閉操作性等
の点において好ましい。また、本発明が種々の形式の溶
解炉に適用できることは明らかであろう。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の原料予熱投入装
置及びそれを用いた溶解炉によれば、以下のような種々
の効果・利点が得られる。 （イ）本発明の基本的構成は、溶解炉と予熱室を別体と
し、溶解炉の高温雰囲気を排気管を介して予熱室に導
き、予熱室内の原料を予熱するものであるため、従来の
ように予熱室内の原料が溶解炉の高温雰囲気に直接曝さ
れることがなく、予熱室内の原料が溶解してバケット下
部の原料保持ダンパーに付着して原料保持ダンパーの開
閉を妨げるといった問題はなく、また合金作製の場合に
も、予熱室内の原料が溶解・滴下して溶解炉内に混入す
ることがないため、作製される合金の組成が変化すると
いう問題もない。 （ロ）バケット内に収容されている予熱された原料は予
熱室から溶解炉へ直接投入されるため、溶解炉内の高温
雰囲気が直接外部へ放出されることがなく、溶解炉の原
料投入口からの熱損失も殆どなく、熱を効率的に原料の
予熱のために使用できると共に、作業環境も改善され
る。

【００２７】（ハ）本発明の第二態様のように、回転基
板を間歇的に回転させることによって各バケットを溶解
炉の原料投入口の上部に順次位置せしめる構成とするこ
とにより、原料の予熱及び予熱室から溶解炉への原料の
投入を自動的に行うことができる。また、合金作製の場
合、合金組成に応じた複数種の原料を個別に各バケット
に収納し、予熱室内で保持して予熱した後、回転基板を
間歇的に回転させて各原料を順次溶解炉に投入すること
ができるので、予熱室から溶解炉への原料の投入段階で
所定の合金組成となるように原料投入を行うことがで
き、事前に混合する必要はない。

【００２８】（ニ）本発明の第三態様のように一つの予
熱室に対して複数の溶解炉を組み合わせた構成とするこ
とにより、共通の予熱室で予熱された原料を各溶解炉に
連続的に投入することができる。また、複数の溶解炉へ
の原料投入及び溶解を所定の時間間隔を置いて交互に行
うことにより、各溶解炉からの出湯が連続的に行われる
ようになり、連続的な溶解・鋳造が可能となる。

【００２９】（ホ）また、溶解炉の高温雰囲気は排気管
を介して溶解炉と区画された予熱室に導入されるため、
予熱室内での原料の予熱温度を比較的容易に管理でき
る。特に、排気管を、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導
入するための内管と、該内管を囲繞する外管とからなる
二重管構造とし、予熱室に導入される溶解炉の廃熱と溶
解炉に導入される空気との間で熱交換を行うことによ
り、溶解炉の高温雰囲気温度より低いより適度な高温雰
囲気を予熱室に導入できると共に、溶解炉に高温の空気
を導入できるため、溶解炉内の温度をより短い時間で上
昇でき、従って溶解に要する時間を短縮でき、溶解炉の
廃熱をより効率的に利用できる。しかも、熱交換の程度
を制御することによって、予熱室に導入される高温雰囲
気の温度を管理することも可能となる。本発明の他の効
果及び各実施態様の具体的な他の利点は、前記した説明
から当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原料予熱投入装置を２基の溶解炉と組
み合わせた実施例の斜視図である。

【図２】図１に示す装置の縦断側面図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視断面図である。

【図４】図１に示す装置の予熱室内に配置されたバケッ
トを示す部分拡大断面図である。

【図５】図１に示す装置の溶解−鋳造工程の一例を示す
工程図である。

【符号の説明】

１０ 原料予熱投入装置、 １１ 予熱室、 １２ 周
壁部、 １３ 天板、１４ 底壁部、 １５ 下部開
口、 １６ 溝部、 １７ 原料供給口、 １８ 天
蓋、 ２０ 回転基板、 ２１ 支柱、 ２２ バケッ
ト、 ２３ 原料保持ダンパー、 ３０ 駆動装置、
４０ａ 第１溶解炉、 ４０ｂ 第２溶解炉、 ４１
ａ，４１ｂ 原料投入口、 ４２ａ，４２ｂ 仕切蓋、
４４ａ，４４ｂ シリンダー、 ４５ａ，４５ｂ 加
熱器、 ４６ａ，４６ｂ 出湯口、４７ 湯道、 ５０
ａ，５０ｂ 排気管、 ５１ａ，５１ｂ 内管、 ５２
ａ，５２ｂ 外管、 ５３ａ，５３ｂ 外気吸入管、
５４ａ，５４ｂ 外気供給管、 ５５ 外部排気管

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に原料投入口（４１ａ）を有する溶
   解炉（４０ａ）と、該溶解炉の原料投入口を施蓋する仕
   切蓋（４２ａ）と、該溶解炉（４０ａ）の上部に配置さ
   れ、かつ上記仕切蓋（４２ａ）の開操作時に溶解炉の原
   料投入口（４１ａ）に連通する下部開口（１５）を有す
   る予熱室（１１）と、該予熱室内に配置され、予熱室
   （１１）より原料を溶解炉（４０ａ）へ直接投入できる
   ように上記原料投入口（４１ａ）の上方に位置し、下部
   に開閉自在な原料保持ダンパー（２３）を備えた原料収
   納用のバケット（２２）と、上記溶解炉（４０ａ）と予
   熱室（１１）との間を接続し、溶解炉の高温雰囲気を予
   熱室に導入するための排気管（５０ａ）とからなる溶解
   炉。
2. 【請求項２】 上部に原料投入口（４１ａ）を有する溶
   解炉（４０ａ）と、該溶解炉の原料投入口を施蓋する仕
   切蓋（４２ａ）と、該溶解炉（４０ａ）の上部に配置さ
   れ、かつ上記仕切蓋（４２ａ）の開操作時に溶解炉の原
   料投入口（４１ａ）に連通する下部開口（１５）を有す
   る予熱室（１１）と、該予熱室内に回転自在に配設され
   た回転基板（２０）と、該回転基板に取り付けられ、か
   つ下部に開閉自在な原料保持ダンパー（２３）を備えた
   少なくとも２つの原料収納用のバケット（２２）と、上
   記溶解炉（４０ａ）と予熱室（１１）との間を接続し、
   溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するための排気管
   （５０ａ）とからなり、上記原料収納用のバケット（２
   ２）を、上記回転基板（２０）の上記溶解炉（４０ａ）
   の原料投入口（４１ａ）の上方を通る円形線（Ｌ）上に
   所定間隔で配設し、原料投入時に上記基板の間歇的回転
   によってバケット（２２）を溶解炉の原料投入口（４１
   ａ）の上方に位置せしめるようにした溶解炉。
3. 【請求項３】 上部に原料投入口（４１ａ，４１ｂ）を
   有する複数の溶解炉（４０ａ，４０ｂ）と、各溶解炉の
   原料投入口を施蓋する仕切蓋（４２ａ，４２ｂ）と、こ
   れらの溶解炉（４０ａ，４０ｂ）の上部に配置され、か
   つ上記仕切蓋（４２ａ，４２ｂ）の開操作時に各溶解炉
   の原料投入口（４１ａ，４１ｂ）にそれぞれ連通する複
   数の下部開口（１５）を有する予熱室（１１）と、該予
   熱室内に回転自在に配設された回転基板（２０）と、該
   回転基板に取り付けられ、かつ下部に開閉自在な原料保
   持ダンパー（２３）を備えた複数の原料収納用のバケッ
   ト（２２）と、上記各溶解炉（４０ａ，４０ｂ）と予熱
   室（１１）との間を接続し、各溶解炉の高温雰囲気を予
   熱室に導入するための排気管（５０ａ，５０ｂ）とから
   なり、上記複数の原料収納用のバケット（２２）を、上
   記回転基板（２０）の上記複数の溶解炉（４０ａ，４０
   ｂ）の各原料投入口（４１ａ，４１ｂ）の上方を通る円
   形線（Ｌ）上に所定間隔で配設し、原料投入時に上記基
   板の間歇的回転によってバケット（２２）を複数の溶解
   炉（４０ａ，４０ｂ）の各原料投入口（４１ａ，４１
   ｂ）の上方に順次位置せしめるようにした溶解炉。
4. 【請求項４】 前記排気管（５０ａ，５０ｂ）が二重管
   構造を有し、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するた
   めの内管（５１ａ，５１ｂ）と、該内管を囲繞する外管
   （５２ａ，５２ｂ）とからなり、該外管には、外気吸入
   管（５３ａ，５３ｂ）及び内管と外管との間の空間を溶
   解炉に連通する外気供給管（５４ａ，５４ｂ）が連結さ
   れている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の溶解
   炉。
5. 【請求項５】 前記複数のバケット（２２）が配設され
   ている回転基板（２０）は、その中心部が、予熱室（１
   １）に貫通された回転自在な支柱（２１）に固定されて
   いる請求項２乃至４のいずれか一項に記載の溶解炉。
6. 【請求項６】 前記仕切蓋（４２ａ，４２ｂ）及びその
   上方に位置するバケット（２２）の原料保持ダンパー
   （２３）の開閉は、仕切蓋の開操作後に上記原料保持ダ
   ンパーの開操作が行われるように制御される請求項１乃
   至５のいずれか一項に記載の溶解炉。
7. 【請求項７】 予熱室（１１）で予熱された原料の複数
   の溶解炉（４０ａ，４０ｂ）への投入が所定の時間間隔
   を置いて順次行われるように制御される請求項３乃至６
   のいずれか一項に記載の溶解炉。
8. 【請求項８】 仕切蓋（４２ａ）で開閉される原料投入
   口（４１ａ）を有する溶解炉（４０ａ）の上部に配置さ
   れ、かつ上記原料投入口と対応する底壁部（１４）に下
   部開口（１５）を有する予熱室（１１）と、該予熱室に
   貫通して回転自在に立設された支柱（２１）と、上記予
   熱室（１１）内に配置され、かつその中心部が上記支柱
   に固定されている回転基板（２０）と、該回転基板の上
   記溶解炉の原料投入口（４１ａ）の上方を通る円形線
   （Ｌ）上に所定間隔で配設され、かつ下部に開閉自在な
   原料保持ダンパー（２３）を備えた複数の原料収納用の
   バケット（２２）と、上記回転基板（２０）を回転させ
   るための駆動装置（３０）と、上記溶解炉と予熱室との
   間を接続し、溶解炉の高温雰囲気を予熱室に導入するた
   めの排気管（５０ａ）とからなる原料予熱投入装置。
9. 【請求項９】 前記予熱室（１１）が複数の溶解炉（４
   ０ａ，４０ｂ）の上部に配置され、かつ各溶解炉の原料
   投入口（４１ａ，４１ｂ）と対応する底壁部（１４）に
   複数の下部開口（１５）を有し、予熱室（１１）と各溶
   解炉（４０ａ，４０ｂ）との間がそれぞれ二重管構造の
   排気管（５０ａ，５０ｂ）により連通されている請求項
   ８に記載の原料予熱投入装置。