JPS5847986A - 溶融非鉄金属の加熱方法及び加熱用伝熱物 - Google Patents
溶融非鉄金属の加熱方法及び加熱用伝熱物Info
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- JPS5847986A JPS5847986A JP14725181A JP14725181A JPS5847986A JP S5847986 A JPS5847986 A JP S5847986A JP 14725181 A JP14725181 A JP 14725181A JP 14725181 A JP14725181 A JP 14725181A JP S5847986 A JPS5847986 A JP S5847986A
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- heating
- heat transfer
- molten
- metal
- transfer material
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、非鉄金属用の溶解炉、保持炉、あるいは溶
解兼保持炉などにおいて、主に溶融状態にある非鉄金属
をその溶融状態を維持するために加熱するような場合に
適用される加熱方法及びその加熱に用いる伝熱物に関す
るものである。
解兼保持炉などにおいて、主に溶融状態にある非鉄金属
をその溶融状態を維持するために加熱するような場合に
適用される加熱方法及びその加熱に用いる伝熱物に関す
るものである。
従来、この種の加熱は溶融非熱金属の液面の上部空間側
から電気ヒータあるいは燃焼ガスにより行うのが一般的
な加熱方法である。この場合の熱源から溶湯への熱の伝
わり方は輻射伝熱である。
から電気ヒータあるいは燃焼ガスにより行うのが一般的
な加熱方法である。この場合の熱源から溶湯への熱の伝
わり方は輻射伝熱である。
その輻射伝熱について考えてみると、加熱効率はその溶
融非鉄金属固有の表面輻射率εにより定まるが、概して
そのεが小さいので非常に悪い。なお、湯の表面が輻射
伝熱によって加熱されると、内部へは伝導により伝わる
。
融非鉄金属固有の表面輻射率εにより定まるが、概して
そのεが小さいので非常に悪い。なお、湯の表面が輻射
伝熱によって加熱されると、内部へは伝導により伝わる
。
このようなことから、この発明は溶融非鉄金属の加熱に
おいて、その大面輻射率εが小さいことによる加熱率の
悪い点を改良して保持炉などにおける消費熱量を低減し
ようとするものであり、この発明の目的は溶融非鉄金属
の加熱方法の改良とその加熱方法に使用する伝熱物の提
供とにある。
おいて、その大面輻射率εが小さいことによる加熱率の
悪い点を改良して保持炉などにおける消費熱量を低減し
ようとするものであり、この発明の目的は溶融非鉄金属
の加熱方法の改良とその加熱方法に使用する伝熱物の提
供とにある。
この発明の方法の概要は、溶融した非鉄金属をその液面
の上部空間側から加熱する加熱方法において、上記溶融
非鉄金属と上記上部空間との間に、少くとも上記上部空
間側に出る部分の表面輻射率が上記溶融非鉄金属よりも
大きい伝熱物を介在させて加熱することを特徴とする。
の上部空間側から加熱する加熱方法において、上記溶融
非鉄金属と上記上部空間との間に、少くとも上記上部空
間側に出る部分の表面輻射率が上記溶融非鉄金属よりも
大きい伝熱物を介在させて加熱することを特徴とする。
すなわち、熱源からの輻射熱を伝熱物で受熱して伝熱物
に受けた熱を畝溝により溶湯へ伝えるのである。これは
非鉄溶融金属が前に述べたようにその輻射率εが小さい
ので、その受熱蓋が少い点を輻射率の大きい物質で形成
した伝熱物で受熱することによって受熱量を増大させ、
その熱を溶湯へ伝えることにより加熱効率を増大させる
のである。輻射伝熱量ＱＢは理論的には次式で表わされ
る。
に受けた熱を畝溝により溶湯へ伝えるのである。これは
非鉄溶融金属が前に述べたようにその輻射率εが小さい
ので、その受熱蓋が少い点を輻射率の大きい物質で形成
した伝熱物で受熱することによって受熱量を増大させ、
その熱を溶湯へ伝えることにより加熱効率を増大させる
のである。輻射伝熱量ＱＢは理論的には次式で表わされ
る。
Ｑｎ ＝ ＡａＬｆｉｕａ （Ｅｌ−Ｅｃ ）二Ａｃφ
０Ｈ（ＥＪＩ−１＋ｏ）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ｉ１１上式における記号は ＱＲ−輻射伝熱量Ｋｃｏｌ／Ｈ ＡＨ−発熱面面積ｄ ＡＯ−受熱面面積ゴ φＨＯ−総括吸収率 ＥＨ子４．８８（ＴＨ／Ｚｏｏ）’ 、 ＴＨ＝発熱面
温度０ＫＥＯ＝ ４．８８（Ｔｏ／Ｚｏｏ）’ 、 Ｔ
Ｑ＝受熱面温度０ＫＦＨａ−反射面を考慮した到達率 ε□−発熱面輻射率 ε。−受熱面輻射率 である。弐ｆｔ、、ｔ２１で示される通り、輻射伝熱量
は輻射率Ｃ６によシ影響される。このε。の値は、例え
ばアルミニ党ムの場−合６００〜７００℃で０．１９〜
０．４であるのに対し、炭化珪素の場合７００℃で０．
８〜０．９である。従って、例えば炭化珪素成型体から
なる伝熱物をアルミ溶湯の液面に浮べてその上側から加
熱するようにすれば、アルミ溶湯の受熱量−が増大する
のである。
０Ｈ（ＥＪＩ−１＋ｏ）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ｉ１１上式における記号は ＱＲ−輻射伝熱量Ｋｃｏｌ／Ｈ ＡＨ−発熱面面積ｄ ＡＯ−受熱面面積ゴ φＨＯ−総括吸収率 ＥＨ子４．８８（ＴＨ／Ｚｏｏ）’ 、 ＴＨ＝発熱面
温度０ＫＥＯ＝ ４．８８（Ｔｏ／Ｚｏｏ）’ 、 Ｔ
Ｑ＝受熱面温度０ＫＦＨａ−反射面を考慮した到達率 ε□−発熱面輻射率 ε。−受熱面輻射率 である。弐ｆｔ、、ｔ２１で示される通り、輻射伝熱量
は輻射率Ｃ６によシ影響される。このε。の値は、例え
ばアルミニ党ムの場−合６００〜７００℃で０．１９〜
０．４であるのに対し、炭化珪素の場合７００℃で０．
８〜０．９である。従って、例えば炭化珪素成型体から
なる伝熱物をアルミ溶湯の液面に浮べてその上側から加
熱するようにすれば、アルミ溶湯の受熱量−が増大する
のである。
この発明の方法に使用する伝熱物の材質としては、前記
炭化珪素のほかに、望化珪素、高アルミナ質、炭素製品
（ファイバを含む）などの耐火物；普通鋼、特殊鋼（例
えば５ＩＪＳ ４１０Ｓ １ＳＵＳ ３０４．５ＵＳ３
１０Ｓ ） 、チタン及びその合金などの金線；さらに
は上記金属によるものに金属（例えばタングステン）や
セラミック（例えば酸化物セラミックステするアルミナ
、ジルコニア、チタニア、炭化物セラミックスであるタ
ングステンカーバイド、シリコンカーバイド）を溶射す
るとか、メクライジング（例えばタロマイジング）する
など表面被覆又は表面処理を行ったものなどがよい。要
は輻射熱を受ける裏面の輻射率が大きいものがよいので
ある。ただし、上記した材質の中で炭素製品などのよう
に大気中で酸化するものは中性あるいは還元性雰囲気中
で使用するものとする。そして、伝熱物の形態は、必ず
しも制限を受けるものではないので、粉状、粒状、塊状
、布状、板状、棒状；筒状、球状、容器状などであって
もよい。しかし、非鉄溶融金属と熱源側の空間との間に
介在させる都合上、伝熱物は溶湯液面に浮上させておく
のが液面の変動に自然に対応できて最もよい。その意味
で、材質的に加熱しようとする非鉄金属の溶湯中で浮上
しないものにあっては浮く形状に形成する必要があり、
中空体あるいは容器状とする。
炭化珪素のほかに、望化珪素、高アルミナ質、炭素製品
（ファイバを含む）などの耐火物；普通鋼、特殊鋼（例
えば５ＩＪＳ ４１０Ｓ １ＳＵＳ ３０４．５ＵＳ３
１０Ｓ ） 、チタン及びその合金などの金線；さらに
は上記金属によるものに金属（例えばタングステン）や
セラミック（例えば酸化物セラミックステするアルミナ
、ジルコニア、チタニア、炭化物セラミックスであるタ
ングステンカーバイド、シリコンカーバイド）を溶射す
るとか、メクライジング（例えばタロマイジング）する
など表面被覆又は表面処理を行ったものなどがよい。要
は輻射熱を受ける裏面の輻射率が大きいものがよいので
ある。ただし、上記した材質の中で炭素製品などのよう
に大気中で酸化するものは中性あるいは還元性雰囲気中
で使用するものとする。そして、伝熱物の形態は、必ず
しも制限を受けるものではないので、粉状、粒状、塊状
、布状、板状、棒状；筒状、球状、容器状などであって
もよい。しかし、非鉄溶融金属と熱源側の空間との間に
介在させる都合上、伝熱物は溶湯液面に浮上させておく
のが液面の変動に自然に対応できて最もよい。その意味
で、材質的に加熱しようとする非鉄金属の溶湯中で浮上
しないものにあっては浮く形状に形成する必要があり、
中空体あるいは容器状とする。
次にこの発明の実施例について説明する。第１図はアル
ミの溶解兼保持炉を示し、ｌは炉本体、２は加熱室、３
は給湯口、４は汲出口、５は電気ヒータ、６は伝熱物で
ある。
ミの溶解兼保持炉を示し、ｌは炉本体、２は加熱室、３
は給湯口、４は汲出口、５は電気ヒータ、６は伝熱物で
ある。
伝熱物６は、鋼製パイプ局面の一部を全長にわたって欠
除させて両端を閉じた丸木舟状の部分６ａに、鋼板製の
フィン６ｂを付け、アルミ溶湯ツの液面上に浮遊させた
とき吃水線が略々バイブロａの直径位置となるようにし
だものである。溶湯液面上方に出るバイブロａは表面輻
射率εが０．８のものである。この伝熱物６は受熱面積
のＡとなるように寸法及び数を定められている。
除させて両端を閉じた丸木舟状の部分６ａに、鋼板製の
フィン６ｂを付け、アルミ溶湯ツの液面上に浮遊させた
とき吃水線が略々バイブロａの直径位置となるようにし
だものである。溶湯液面上方に出るバイブロａは表面輻
射率εが０．８のものである。この伝熱物６は受熱面積
のＡとなるように寸法及び数を定められている。
上記実施例の炉と、その炉から伝熱物６を除去した従来
の炉とについて保熱時と作業時との泗費保熱時とは夜間
の作業休止中の給湯口３及び汲出口４に蓋をした状態で
あり、作業時とは昼間の作業をしている、すなわち給湯
口３を閉じ、汲出口４を開放してダイカストマシンへ自
動給湯機によって給湯をしている状態である。表中の値
はいずれも定常状態になるのを待って測定した値の平均
値である。なお、保持温度は６８０℃、溶湯材質はＡＤ
Ｃ−１２である。
の炉とについて保熱時と作業時との泗費保熱時とは夜間
の作業休止中の給湯口３及び汲出口４に蓋をした状態で
あり、作業時とは昼間の作業をしている、すなわち給湯
口３を閉じ、汲出口４を開放してダイカストマシンへ自
動給湯機によって給湯をしている状態である。表中の値
はいずれも定常状態になるのを待って測定した値の平均
値である。なお、保持温度は６８０℃、溶湯材質はＡＤ
Ｃ−１２である。
上表の結果から明らかなように、この発明の方法を適用
した場合、保熱時では従来よりも１１．マ鳴、作業時で
は従来よりも１２．７％の節電効果がある。
した場合、保熱時では従来よりも１１．マ鳴、作業時で
は従来よりも１２．７％の節電効果がある。
なお、前記式ｔｅｌ、＋２＋を用いて保熱時の消費電力
を計算してみると、上記従来の炉ではｔ、＝ｏ、Ｂ、ε
。＝０．４（この値は溶融アルミの厚い酸化膜の６８０
℃のとき）として消費電力が３．０８ＫＷＨ、上記実施
例の炉ではε□−０，８、受熱面積の棒がε。−０，８
、残シのＡがε。＝ｏ、４＆して消費電力が２．５４Ｋ
ＷＨとなり、節電効果は１７．５％となった。
を計算してみると、上記従来の炉ではｔ、＝ｏ、Ｂ、ε
。＝０．４（この値は溶融アルミの厚い酸化膜の６８０
℃のとき）として消費電力が３．０８ＫＷＨ、上記実施
例の炉ではε□−０，８、受熱面積の棒がε。−０，８
、残シのＡがε。＝ｏ、４＆して消費電力が２．５４Ｋ
ＷＨとなり、節電効果は１７．５％となった。
このように節電効果が得られることによって、炉の加熱
源の加熱容゛量の減少、加熱室の縮小、加熱時間の短縮
などが可能となり、さらに伝熱物の・存在により溶湯の
酸化防止効果も得られる。
源の加熱容゛量の減少、加熱室の縮小、加熱時間の短縮
などが可能となり、さらに伝熱物の・存在により溶湯の
酸化防止効果も得られる。
上記溶湯の酸化防止効果については比較的高価な亜鉛な
どについてはきわめて重要である。例えば、燃焼ガスに
よる表面加熱方式の亜鉛メッキ炉において、受熱面積の
約紬に伝熱物を浮かべる方法を採用した簡単な実験によ
ると、酸化物発生量が従来よりも２３鳴も減少した。こ
れはより以上の酸化物の減少効果を希待てき、亜鉛の無
駄°な消費量を大幅に減少させ得るので、製品コストの
低減にきわめて有効である。
どについてはきわめて重要である。例えば、燃焼ガスに
よる表面加熱方式の亜鉛メッキ炉において、受熱面積の
約紬に伝熱物を浮かべる方法を採用した簡単な実験によ
ると、酸化物発生量が従来よりも２３鳴も減少した。こ
れはより以上の酸化物の減少効果を希待てき、亜鉛の無
駄°な消費量を大幅に減少させ得るので、製品コストの
低減にきわめて有効である。
上−記実施例において使用した伝熱物のほかに、形状例
を図示すると、第２図（ａ）〜（ｊ）のようになる。
を図示すると、第２図（ａ）〜（ｊ）のようになる。
同図（ａ）のものは板状部１０の下面にフィン１１を設
けたものであり、このようなフィンの存在は溶湯に接し
ている面積が大きくなるので熱伝達がよくなる効果があ
る。溶湯の比重よりも大きい比重の材質のもので形成す
る場合は板状部ｌＯを上部が開放された箱形とする。（
ｂ）のものは球形であり、これも必要に応じて（Ｑ）に
示すように中空とし、また（ｄ）に示すように多数の突
起１２を設け、あるいは（６）に示すようにリブ１３を
設ける。（ｆ）に示すものは２個のフィン１４を有する
舟状のものである。（ｇ）に示すものは円柱状のもので
あり、（ｈ）に示すものは両端を閉じた円筒状のもので
あり、これも必要に応じて（１）に示すようにフィン１
５を設け、あるいは（ｊ）に・ 示すようにフィン＋６
を多数設ける。上記（ｂ）、＋０３、（ｄ）、（ｅ）、
す、（ロ）、（ｊ）に示すものは、溶湯中で容易に回転
するので、溶湯の流動により、あるいは熱源にバーナを
使用する場合は燃焼ガスの流れによって回転運動を生じ
て、伝熱物が受けた熱を溶湯へ受は渡す熱伝達が良好と
なる点で秀れている。
けたものであり、このようなフィンの存在は溶湯に接し
ている面積が大きくなるので熱伝達がよくなる効果があ
る。溶湯の比重よりも大きい比重の材質のもので形成す
る場合は板状部ｌＯを上部が開放された箱形とする。（
ｂ）のものは球形であり、これも必要に応じて（Ｑ）に
示すように中空とし、また（ｄ）に示すように多数の突
起１２を設け、あるいは（６）に示すようにリブ１３を
設ける。（ｆ）に示すものは２個のフィン１４を有する
舟状のものである。（ｇ）に示すものは円柱状のもので
あり、（ｈ）に示すものは両端を閉じた円筒状のもので
あり、これも必要に応じて（１）に示すようにフィン１
５を設け、あるいは（ｊ）に・ 示すようにフィン＋６
を多数設ける。上記（ｂ）、＋０３、（ｄ）、（ｅ）、
す、（ロ）、（ｊ）に示すものは、溶湯中で容易に回転
するので、溶湯の流動により、あるいは熱源にバーナを
使用する場合は燃焼ガスの流れによって回転運動を生じ
て、伝熱物が受けた熱を溶湯へ受は渡す熱伝達が良好と
なる点で秀れている。
このほか伝熱物の形状は前述したように、粉状、粒状、
塊状、布状であってもよい。
塊状、布状であってもよい。
また、上記実施例においては電気ヒータで加熱する場合
について説明したが、この発明の方法はガス又は液体燃
料を燃焼させて加熱する場合に適用しても有効である。
について説明したが、この発明の方法はガス又は液体燃
料を燃焼させて加熱する場合に適用しても有効である。
。
上記実施例は溶融した非鉄金属の加熱について説明した
が、保持炉などでは、休業時間が長い場合には、溶湯が
伝熱物を浮かべた状態のままで固化する場合もあシ、次
に作業状態に入る際の加熱において、伝熱物の存在は溶
融するまでの間も加熱効率を高める１−で、溶融状態に
おけると同様に有効である。
が、保持炉などでは、休業時間が長い場合には、溶湯が
伝熱物を浮かべた状態のままで固化する場合もあシ、次
に作業状態に入る際の加熱において、伝熱物の存在は溶
融するまでの間も加熱効率を高める１−で、溶融状態に
おけると同様に有効である。
また、」１記実施例において、伝熱物６は受熱面積の１
／となるようにしたが、この／２の値はド０スを除去す
るために考慮したもので必要に応じて増減すればよ＜１
／、乃至１にすることも可能で以上のようにこの発明に
よれば、非鉄金属の溶解炉、保持炉、溶解兼保持炉など
において適用して省エネルギー効果の大きい溶融非鉄金
属の加熱方法およびその方法に効果的に使用できる伝熱
物を提供できる。
／となるようにしたが、この／２の値はド０スを除去す
るために考慮したもので必要に応じて増減すればよ＜１
／、乃至１にすることも可能で以上のようにこの発明に
よれば、非鉄金属の溶解炉、保持炉、溶解兼保持炉など
において適用して省エネルギー効果の大きい溶融非鉄金
属の加熱方法およびその方法に効果的に使用できる伝熱
物を提供できる。
第１図はこの発明の１実施例のアルミ溶解兼保持炉の概
略縦断面図、第２図（ａ）乃至（ｊ）はこの発明の方法
に使用される伝熱物の形状例を示す斜視図である。 １・・・炉本体、２・・・加熱室、３・・・給湯口、４
・・・汲出口、５・・・電気ヒータ、６・・・伝熱物、
７・・・アルミ溶湯。 特許出願人 株式会社 広 築 代理人、清 水 哲ほか２名
略縦断面図、第２図（ａ）乃至（ｊ）はこの発明の方法
に使用される伝熱物の形状例を示す斜視図である。 １・・・炉本体、２・・・加熱室、３・・・給湯口、４
・・・汲出口、５・・・電気ヒータ、６・・・伝熱物、
７・・・アルミ溶湯。 特許出願人 株式会社 広 築 代理人、清 水 哲ほか２名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１１ 溶融した非鉄金属をその液面の上部空間側か
ら加熱する加熱方法において、−上記溶融非鉄金属と上
記上部空間との間に、少くとも上記上部空間側に出る部
分の表面輻射率が上記溶融非鉄金属よりも大きい伝熱物
を介在させて加熱することを特徴とする溶融非鉄金属の
加熱方法。 （２）加熱する溶浸非鉄金属の液面に浮上するように構
成され、少くともその液面より上方に出る部分の表面が
上記溶融金属よりも表面輻射率の大きい物質で形成され
た溶融）Ｐ鉄金属の加熱用伝熱物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14725181A JPS5847986A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 溶融非鉄金属の加熱方法及び加熱用伝熱物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14725181A JPS5847986A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 溶融非鉄金属の加熱方法及び加熱用伝熱物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847986A true JPS5847986A (ja) | 1983-03-19 |
Family
ID=15425998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14725181A Pending JPS5847986A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 溶融非鉄金属の加熱方法及び加熱用伝熱物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5847986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187544A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-25 | 株式会社興人 | 熱収縮性複合包装材料 |
| JPS6259037A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-14 | 株式会社興人 | 熱収縮性積層包装材料 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4837304A (ja) * | 1971-09-16 | 1973-06-01 | ||
| JPS54118308A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-13 | Tokyo Kokyu Rozai Kk | Metal melting furnace |
-
1981
- 1981-09-17 JP JP14725181A patent/JPS5847986A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4837304A (ja) * | 1971-09-16 | 1973-06-01 | ||
| JPS54118308A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-13 | Tokyo Kokyu Rozai Kk | Metal melting furnace |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187544A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-25 | 株式会社興人 | 熱収縮性複合包装材料 |
| JPS6259037A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-14 | 株式会社興人 | 熱収縮性積層包装材料 |
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