JPH0791844A - 金属溶解方法および溶解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リターン材等の比較的細かく小さいものであ
っても、酸化物を巻き込むことなく、効率よく溶解し、
必要により、インゴットに再生したり、あるいは溶湯と
してそのまま鋳造に使用することができる、極めて有用
な金属溶解方法およびその溶解炉を提供する。 【構成】 溶解バーナー１３を有する炉室１１内に、下
部に流出口２１を有する加熱容器２０を設置して、前記
加熱容器に被溶解材料Ｍを導入し加熱して前記下部流出
口より炉室内に溶融流出させ溶解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は金属溶解技術に関し、
特にはアルミや亜鉛等の軽合金鋳物のリターン材の溶解
に最適な金属溶解方法および炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミや亜鉛等の軽合金鋳物のリ
ターン材（スプル、ランナ、ゲート等）を溶解して再生
する場合、坩堝にリターン材を投入して加熱溶解がなさ
れる。しかるに、このスプル、ランナ、ゲート等のリタ
ーン材は比較的細かく小さいものであるので、溶解中に
坩堝の湯面に浮かび上がったり、また被溶解物自体の表
面積が大きいので酸化物が多く発生し、この酸化物の巻
き込みによる不良が多発し、歩留まりが悪いという問題
があった。また、このような比較的細かく小さいリター
ン材を直火で溶解する場合には、今度は酸化が激しくメ
タルロスが多くなるという問題があった。

【０００３】鋳造メーカーでは、従来、このような問題
を解決することが困難であったので、リターン材の処理
はインゴット再生メーカーに依頼しているのが実状であ
る。そのため、リターン材の再生コストは高くならざる
を得なかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な状況に鑑みて提案されたものであって、リターン材等
の比較的細かく小さいものであっても、酸化物を巻き込
みこむことなく、効率よく溶解し、必要により、インゴ
ットに再生したり、あるいは溶湯としてそのまま鋳造に
使用することができる、新規な金属溶解方法およびその
溶解炉を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明によ
る金属溶解方法は、溶解バーナーを有する炉室内に、下
部に流出口を有する加熱容器を設置して、前記加熱容器
に被溶解材料を導入し加熱して前記下部流出口より炉室
内に溶融流出させ溶解することを特徴とする。

【０００６】また、この発明の金属溶解炉の構造は、溶
解バーナーを有する炉室と、前記炉室内に設置され、下
部に流出口を有する加熱容器と、前記炉室と連通して設
けられた溶湯注出部とからなることを特徴とする。

【０００７】さらに、前記溶解炉の改良された炉の構造
は、溶解バーナーを有する炉室空間と、前記炉室空間内
に設置され、下部に流出口を有する加熱容器と、少なく
とも前記炉室底部と連通して設けられ保持バーナーを有
する溶湯保持部と、前記溶湯保持部と連通して設けられ
た溶湯注出部とからなることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下添付の図面に従ってこの発明の実施例を
説明する。図１はこの発明の第一実施例を示す金属溶解
炉の中央縦断面図、図２は図１の２−２線の断面図、図
３は加熱容器の異なった例を示す金属溶解炉の中央縦断
面図、図４はこの発明の第二実施例を示す金属溶解炉の
中央縦断面図、図５は図４の５−５線における断面図、
図６はこの発明の第三実施例を示す金属溶解炉の中央縦
断面図、図７は図６の７−７線における断面図、図８は
加熱容器の異なった例を示す第三実施例の金属溶解炉の
中央縦断面図である。

【０００９】まず、第一実施例を、この発明方法ととも
に説明する。図１および図２はこの発明の第一実施例の
金属溶解炉１０を表わすもので、符号１１は炉室、１１
Ｂは炉室底部、１２は炉体、１３は溶解バーナー、１４
は煙突（排気部）、１５は点検口、１６はその扉、２０
は加熱容器、２１は流出口、２５は溶湯注出部で、２６
は溶湯注出口、２７はインゴット用型等の溶湯受け部、
Ｍはスプル、ランナ、ゲート等のリターン材その他の被
溶解材料である。

【００１０】炉体１２は公知の耐火物によって所定形状
の炉室１１が形成されるように構築される。実施例では
図２のように断面円形の炉室１１が形成されるように円
筒形状に構成される。そして、炉室１１の下部に溶解バ
ーナー１３が配置され、該バーナーによる燃焼ガスが該
円形状炉室１１を周回した後排気されるように、該溶解
バーナー１３に隣接する炉体１２上部に煙突１４が設け
られる。

【００１１】加熱容器２０はいわゆるルツボに相当し被
溶解材料Ｍを溶解するための容器である。溶解温度の低
い場合には鋳鉄製のものが使用され、溶解温度の高い場
合や鉄分の混入が問題となる場合には、黒鉛、アルミナ
等の耐火物が使用されることが多い。加熱容器２０は図
のような丸い底部２２を有する円筒形状を有し適宜の手
段によって炉室１１内に保持される。この例では上部鍔
部２３を炉体１２上部に係着することによって炉室１１
内に吊設されている。なお、図１の符号２４は加熱容器
の保温蓋である。

【００１２】加熱容器２０の下部、この実施例では底部
２２に、流出口２１が設けられていて、溶解バーナー１
３の加熱ガスによって溶解された被溶解材料Ｍが該加熱
容器２０から炉室１１内に流出するようになっている。

【００１３】炉室１１内に流出した溶解された材料はが
溶解バーナー１３の加熱ガスによってさらに昇温されて
溶湯Ｍｍとなる。

【００１４】そして、炉室１１には溶湯注出部２５が形
成されていて、溶湯Ｍｍは該溶湯注出部２５より炉室１
１外へ送出される。この実施例では、炉室底部１１Ｂが
傾斜面にて形成され、この傾斜面下方に溶湯注出口２６
が形成されていて、該溶湯注出口２６より溶湯受け部２
７へ流入する。この溶湯受け部２７はインゴット用型に
なっていて溶湯Ｍｍはここで冷却されインゴットに再生
される。

【００１５】図３はこの第一実施例に関し、加熱容器の
異なった例を示す金属溶解炉１０Ａの中央縦断面図であ
る。この例では、加熱容器２０Ａとして黒鉛、アルミナ
等の耐火物を用いたもので、この加熱容器２０Ａはその
底部２２Ａが置台１９によって支持されることによって
炉室１１内に保持されている。底部２２Ａが置台１９と
接触している関係で、流出口２１Ａは該置台１９と接触
しない下部に設けられる。

【００１６】図３の金属溶解炉１０Ａに関し、図１と同
一符号は同一構成を表わす。なお、図３では煙突１４の
位置が図１とは異なっている。

【００１７】このように、この発明は、溶解バーナー１
３を有する炉室１１内に、下部に流出口２１を有する加
熱容器２０を設置して、前記加熱容器２０に被溶解材料
Ｍを導入し加熱することによって、前記下部流出口２１
より炉室１１内に溶融流出させ溶湯Ｍｍに溶解するもの
である。

【００１８】このような溶解方法によれば、加熱容器２
０内の被溶解材料Ｍは昇温されて流動物（半溶解状態を
含む）となったもののみがその下部流出口２１より炉室
１１内流出し、炉室１１内でさらに加熱されて溶湯Ｍｍ
に溶解される。従って、温度の低い被溶解材料（冷材）
が溶湯と接触したり、あるいは軽い細かい材料が溶湯中
に浮き上がったりすることがなくなり、これに伴う溶湯
温度の変動あるいは酸化物の巻き込み等のトラブルは全
く解消され、良質の溶湯が得られる。さらに、加熱容器
２０内の被溶解材料Ｍは下部から上部へ徐々に熱せられ
その廃熱による予熱効果が生じ、エネルギーの有効利用
が図れるのである。

【００１９】上の溶解原理に基づいて、他の実施例が以
下に例示される。図４および図５に示す第二実施例の金
属溶解炉３０は、溶湯注出部４５として溶湯汲出部４６
が形成されたものである。すなわち、図示のように、溶
湯注出部４５は炉室３１の底部３１Ｂと連通して設けら
れ、図示しないトリベまたは汲出ポンプ等によって外部
へ汲み出される溶湯汲出部４６として構成される。４７
は保温用の蓋である。

【００２０】この例のような溶湯汲出部４６を設けた炉
のタイプにおいては、図４の点線Ｌのように溶湯Ｍｍを
炉室３１内に蓄積することができる。なお、蓄積された
溶湯Ｍｍの蓄積面Ｌが加熱容器４０の底部４２と接触す
るようにしてもよい。

【００２１】なお、この第二実施例における符号３２は
炉体、３３は溶解バーナー、３４は煙突、３５は点検
口、３６は扉、４１は加熱容器４０の流出口であって、
第一実施例と同一名称は同一構成部分であるので説明を
省略する。

【００２２】さらに、図６および図７に示す第三実施例
の金属溶解炉５０は、溶湯保持部７０が付設された例に
係る。この第三実施例の金属溶解炉５０にあっては、炉
室５１内に溶湯Ｍｍを蓄積するとともに、蓄積された溶
湯Ｍｍのための保持バーナー７１が設けられる。すなわ
ち、図６からよく理解されるように、加熱容器６０が設
置された炉室５１の底部５１Ｂと連通して溶湯保持部７
０が設けられ、該溶湯保持部７０の上部（側壁部でもよ
い）には保持バーナー７１が取り付けられている。この
溶湯保持部７０は溶解された溶湯Ｍｍを一定温度に保持
蓄積するものである。

【００２３】この第三実施例における符号５２は炉体、
５３は溶解バーナー、５４は煙突、５５は点検口、５６
は扉、６１は加熱容器６０の流出口であって、これらに
関しては、前記と同様第一実施例と同一名称は同一構成
部分であるので説明を省略する。

【００２４】また、溶湯注出部に関しては、図７の断面
図から明らかなように、溶湯保持部７０と連通して設け
られた溶湯注出口７５が同図の上方に示される。符号７
６は該注出口７５を開閉するタップ栓である。また、同
図の下部に示すように、溶湯注出部を溶湯汲出部７７と
して構成することもできる。溶湯汲出部７７は図４の第
二実施例で説明したところと同様であるので説明を省略
する。なお、上の溶湯注出口７５と溶湯汲出部７７は選
択的に設けることも重複して設けることもできる。

【００２５】図８はこの第三実施例に関し、加熱容器の
異なった例を示す金属溶解炉５０Ａの中央縦断面図であ
る。この例では、前記したように、加熱容器６０Ａとし
て黒鉛、アルミナ等の耐火物を用いたものである。符号
６１Ａは加熱容器６０Ａに形成された流出口で、６９は
該加熱容器６０Ａの底部６２Ａを支持する置台である。
なお、図８の金属溶解炉６０Ａに関し、図６と同一符号
は同一構成を表わす。なお、図８では溶湯汲出部７７の
位置が図６とは異なっている。

【００２６】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明に
よれば、加熱容器内の被溶解材料を加熱して温度の高い
溶解流動物（半溶解状態を含む）となったもののみがそ
の下部流出口より炉室内流出し、炉室内でさらに加熱溶
解されるものであるから、温度の低い被溶解材料（冷
材）が溶湯と接触したり、あるいは軽い細かい材料が溶
湯中に浮き上がったりすることがなくなり、これに伴う
溶湯温度の変動あるいは酸化物の巻き込み等のトラブル
は全く解消され、良質の溶湯が得られるという優れた効
果を有する。

【００２７】また、加熱容器内に蓄積された被溶解材料
は下部から上部へ徐々に熱せられその廃熱による予熱効
果が生ずるものであるから、効率良く溶解が行なわれる
と同時にエネルギーの有効利用を図ることができる。

【００２８】このように、この発明によれば、リターン
材等の比較的細かく小さいものであっても、酸化物を巻
き込みこむことなく、効率よく溶解し、必要により、イ
ンゴットに再生したり、あるいは溶湯としてそのまま鋳
造に使用することができる、極めて有用な金属溶解方法
およびその溶解炉を提供することができたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示す金属溶解炉の中央
縦断面図である。

【図２】図１の２−２線の断面図である。

【図３】加熱容器の異なった例を示す金属溶解炉の中央
縦断面図である。

【図４】この発明の第二実施例を示す金属溶解炉の中央
縦断面図である。

【図５】図４の５−５線における断面図である。

【図６】この発明の第三実施例を示す金属溶解炉の中央
縦断面図である。

【図７】図６の７−７線における断面図である。

【図８】加熱容器の異なった例を示す第三実施例の金属
溶解炉の中央縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 金属溶解炉 １１ 炉室 １１Ｂ 炉室底部 １２ 炉体 １３ 溶解バーナー １４ 煙突 ２０ 加熱容器 ２１ 流出口 ２５ 溶湯注出部 ２６ 溶湯注出口 ４６ 溶湯汲出部 ７０ 溶湯保持部 ７１ 保持バーナー ７５ 溶湯注出口 ７７ 溶湯汲出部 Ｍ 被溶解材料 Ｍｍ 溶湯

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解バーナーを有する炉室内に、下部に
   流出口を有する加熱容器を設置して、前記加熱容器に被
   溶解材料を導入し加熱して前記下部流出口より炉室内に
   溶融流出させ溶解することを特徴とする金属溶解方法。
2. 【請求項２】 溶解バーナーを有する炉室と、 前記炉室内に設置され、下部に流出口を有する加熱容器
   と、 前記炉室と連通して設けられた溶湯注出部とからなるこ
   とを特徴とする金属溶解炉。
3. 【請求項３】 請求項１において、溶湯注出部が炉室底
   部と連通して設けられた溶湯注出口である金属溶解炉。
4. 【請求項４】 請求項１において、溶湯注出部が炉室底
   部と連通して設けられた溶湯汲出部である金属溶解炉。
5. 【請求項５】 溶解バーナーを有する炉室空間と、 前記炉室空間内に設置され、下部に流出口を有する加熱
   容器と、 少なくとも前記炉室底部と連通して設けられ保持バーナ
   ーを有する溶湯保持部と、 前記溶湯保持部と連通して設けられた溶湯注出部とから
   なることを特徴とする金属溶解炉。
6. 【請求項６】 請求項５において、溶湯注出部が溶湯保
   持部と連通して設けられた溶湯注出口である金属溶解
   炉。
7. 【請求項７】 請求項５において、溶湯注出部が溶湯保
   持部と連通して設けられた溶湯汲出部である金属溶解
   炉。