JPS594632B2 - アルミニウム溶融炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無酸素状態にして酸化アルミニウムの生成を
防止できると共に熱効率を顕著に高めたアルミニウム溶
融炉に関する。

従来のアルミニウム溶融炉は炉内に燃焼装置により重油
を噴射燃焼させ、その輻射熱でアルミニウム地金を溶融
し、次いで湯口からの溶融アルミニウムの取出しに伴っ
て断続的に炉内に供給されるアルミニウム地金を重油の
燃焼の輻射熱と溶融アルミニウムの伝熱とで溶融する構
造であり、燃焼火炎が溶融アルミニウムに直接接触する
こととなる為、約２．５係の酸化アルミニウムか生成さ
れることとなっており、従って例えば月産１０００トン
の炉では２５トンもの酸化アルミニウムが生成されてし
まいその廃棄を余儀なくされ美大な費用の損失をみすみ
す蒙っている。

他方、最近開発されているアルミニウム溶融炉には、炉
内に伝熱線を設け、この伝熱線の輻射熱と溶融アルミニ
ウムの伝熱とでアルミニウム地金を溶融する電気炉があ
るが、これはアルミニウム地金を炉内の当初の空気中の
酸素分だけ酸化し尽した後は無酸素状態でアルミニウム
地金を１融できるので酸化アルミニウムの生成量が非常
に少なく約０．３係に抑えられたとして業界に注目され
ているが、電力消費が非常に大きいという欠点があり、
ランニングコストの面を考えると設備することに難点が
ある。

また、従来のアルミニウム溶融炉は一般に排ガスを予熱
に利用する構成でないので熱効率が２０係程度にしか上
らない。

他の用途の炉においても排ガスを予熱に利用すると熱効
率を４０係程度に高められ燃料消費量を半分にすること
ができる。

でアルミニウム溶融炉においても予熱構造とすることが
強く要望されている。

本発明は、炉内に放熱管を設けてこの管内で燃焼を行わ
せて炉内に供給されたアルミニウム地金を無酸素状態で
溶融して酸化アルミニウムの生成量を従来炉の約２．５
係から電気炉の０．３係に近づけるように大幅に低減で
きるガス燃焼式とすると共に、アルミ供給筒を予熱室と
した熱効率が高いアルミニウム溶融炉を提供するもので
ある。

以下に、本発明のアルミニウム溶融炉の実施例を図面を
参照して説明する。

ケーシング１に耐熱ンンガあるいはセラミックファイバ
２をライニングして炉本体３が形成されている。

この炉本体３は、炉床４が炉後部のアルミ供給筒５側が
高く、炉前部の湯口６側が低く設けられ、また炉内７の
輻射熱をアルミ供給筒５’に逃げないように遮断する下
り壁８が設けられ、炉本体３の後壁と炉床４とが曲率半
径の大きい滑らかな曲面で結ばれており、上記湯口６に
は湯栓９が施されている。

上記アルミ供給筒５より炉床４に落し込まれるアルミニ
ウム地金を無酸素状態で溶融する為に、燃焼装置１０に
より管内にガスを噴射され燃焼する輻射熱で炉内に供給
されるアルミニウム地金を溶融し得、排ガスが上記アル
ミ供給・筒５に導かれる放熱管１１が設けられている。

この放熱管１１は１０００℃位でも十分耐え得る高湿耐
熱性の材料から図示の如き直管又はＵ字状もしくは蛇行
状等の曲管とされ必要とされる熱容量に応じて１本又は
２本以上設けられている。

上記燃焼装置１０は各放熱管１１の炉外の一端に取付け
られ、ガス管１２Ａ及び元栓１２Ｂを介してボンベ１３
やタンク室等のガス供給源に接続されている。

また各放熱管１１の他端も炉外に突出しており、この端
部が排ガスヘッダー１４に接続され、この排ガスヘッダ
ー１４の端部がアルミ供給筒５に接続されているから上
述の如く各放熱管１１からの排ガスがアルミ供給筒５に
導かれるように成っている。

上記排ガスヘッダー１４は本発明の必須の構成要件では
ない。

例えば、燃焼装置１０が図示の湯口６と同じ側に来るよ
うに各放熱管１１を方向を変えて配設すると共に、炉本
体３の下り壁８に孔を設けた変形した構成とすれば、こ
の孔を通して各放熱管１１からの排ガスを直接にアルミ
供給筒５に導くことができるから排ガスヘッダー１４は
必要的でない。

炉外の排ガスヘッダー１４等には放熱防止の為断熱材１
５が被覆されている。

上記燃焼装置１０は放熱管１１をアルミニウムの融点６
６０℃より高い７００℃から１０００℃位の範囲で調整
可能に加熱し得る容量とされている。

こうして炉内７に放熱管１１を設け、この管内でガスを
噴射燃焼させるようにすると炉内７は無酸素状態となる
。

なぜなら、炉内７に初期に存在する空気中の酸素分は酸
化アルミニウムの生成によって間もなく消尽し、アルミ
供給筒５の排ガス中の酸素分は炉内７が高圧側となって
いるから炉内Ｉへの拡散が行われ難いからである。

放熱管１１からの排ガスをアルミ供給筒５に導いて、ア
ルミ供給筒５を予熱室とする為には排ガスヘッダー１４
からの排ガスが、アルミニウムの融点６６０℃よりもは
るかに高く、そのままでは予熱に利用できないから排ガ
スを５５０℃位に冷却し得る排ガス冷却装置１６が設け
られている。

この装置１６はアルミニウム地金及び溶融アルミニウム
に悪影響を及ぼさない限りいかなる構成でも良いが、図
示の如く冷風を送風するブロワ−を採用するのが簡便で
ある。

このブロワ−１６は冷風を排ガスと十分に混合できる限
りいかなる位置から排ガスに混合させるように設けても
良く、例えばアルミ供給筒５に送風しても良いが、図示
の如く排ガスヘッダー１４のベンド部より騒音の発生防
止を確保しつつ設けられた冷風送風口１６Ａより送風す
る構成とすることで冷風と排ガスとの十分な混合を図っ
ている。

アルミ供給筒５を予熱室とする為に地金をストックし得
、かつ地金を所望時に炉床４に落し込み得る棚装置１８
が設げられている。

この棚装置１８はアルミ供給筒５内の排ガス人口１１よ
りも上方に設けられ、例えばシャフト１９に棚板２０を
取付けこの棚板２０をシャフト１９の炉外の端部に固定
した開閉ンバー２１をストッパ２２の係止から解除して
半転させることにより地金ＡＡを載置した実線位置から
矢印２３の如く開けて地金を落し込める構成とされてい
る。

またこの棚装置１８は棚板２０に載置された地金の回り
に５５０°Ｃ位の排ガスを十分に流通させる為に、棚板
２０の格子状、網状、あるいは多孔状等の排ガスを流通
し得る形状に形成されている。

棚板２０による通気抵抗が余りに大きいと排ガスが筒内
を極めて上昇し難くなり炉内が異常高圧となってガス燃
Ｊ焼が不完全に行われるので、この点からも棚板２０は
地金を載置し得る役目を持たせて最大限に隙間のある格
子状等にすることが好ましい。

棚装置１８は熱効率を高める点から見て１段でも差支え
ないがアルミ供給筒５における排ガスの予熱としての利
用をより高効率とする為に上記の棚装置１８を図示の如
く通気抵抗を考慮しつつできるだけ多段に設ける。

また、最上段の棚装置１８に所要量毎の地金を供給する
為にパケットコンベアが設置されているものとする。

次に上述のように構成されたアルミニウム溶融炉の作用
を説明する。

先ず、炉内７に所定量のアルミニウム地金その他アルミ
ニウム屑（以下、アルミニウム地金という。

）を供給する。この供給は、図示しないパケットコンベ
アで最上段の棚装置１８に地金を供給し、次々に下段側
の棚装置に落し込んでいくことにより行う。

炉内７への最初の地金の供給が終える時には各段の棚装
置１８にも地金をストックする。

次いで、又はこれに先行して燃焼装置」０により放熱管
１１の管内でガスを噴射燃焼する。

すると、炉内７は放熱管１１が７００℃か、ら１０００
℃位の範囲で調整加熱され、その放熱により地金が溶融
される。

炉内７は当初は空気中の酸素分があって酸化アルミニウ
ムを生成するが、酸素分が酸化し尽′した後は炉内７が
高圧側となるので排ガス中の酸素分、すなわちＣＯやＣ
Ｏ２の炉内７への拡散流入が極めて行われ難く、従って
炉内７が無酸素状態となって酸化アルミニウムの生成が
従来炉の量の２．５係よりも大幅に低減する。

無酸素状態では０．３係程度に抑えられることは伝熱線
の輻射熱で加熱する電気炉において実証されている。

放熱管１１からの排ガスは排ガスヘッダー１４を介して
アルミ供給筒５に導かれる多段の棚装置１８にストック
されている地金を予熱して熱効率を予熱しない時の倍近
くに高めて図示しない煙突より低温となって排出される
。

排ガス中の酸素分はＣＯ２ＣＯ２となっており、排ガス
温度ｊ都５０℃位であるからアルミ供給筒５内にストッ
クされている地金に対して酸化アルミニウムの生成の関
与にそれほど活発でなく予熱を行う。

こうして炉内７に最初に供給される地金は放熱管１１の
輻射熱で無酸素状態で溶融される。

放熱管１１の輻射熱は下り壁８によりアルミ供給筒５に
逃げずに地金の溶融に寄与する。

図示しない覗き窓等により炉内７のアルミニウムの全量
が溶融状態になったことを検知したら、湯栓９を外して
湯口６より溶融アルミニウムをトリベ等によって所要量
だけ取出す。

しがる後：予熱ストックされている最下段の棚装置１８
の地金を炉床４に落し込み、最下段の棚装置１８を復帰
したらその上の棚装置にストックされている地金を落し
込み、こうして次々に上段にストックされている地金を
下段に落し込む。

炉床４に落し込まれた地金は放熱管１１の輻射熱と溶融
アルミニウムの伝熱により溶融されるが、その地金は５
５０℃位に予熱されているから融点の６６０℃にまで迅
速に高められ溶融されることになり、溶融能力は予熱効
率の分だけ高まることになる。

以上の如くして連続的にアルミニウムの溶融が行われる
。

以上説明したように、本発明のアルミニウム溶融炉は、
アルミニウム地金を無酸素状態で溶融する為に炉内に火
炎と溶融アルミニウムとが接触することがない燃焼室と
して放熱管を設け、また供給筒を予熱室と、（熱効率を
高める為に排ガス冷却装置及び棚装置を設けた構成であ
るから炉内に供給された地金を無酸素状態で放熱管の輻
射熱と溶融アルミニウムの伝熱で連続的に溶融でき、従
来の如く重油の火炎が直接アルミニウムと接触するアル
ミニウム溶融炉における酸化アルミニウムの生成量的２
．５係を大幅に低減でき、美大な損失を廻避できると共
に熱効率を予熱しない時の倍近くまで引上げて燃料費を
半分近くに節減でき、従来炉よりも大幅に小形化できる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のアルミニウム溶融炉の実施例に係り、第
１図は縦断側面図、第２図は第１図における■−■断面
図、第３図は第１図における■−■断面図である。 ４・・・・・・アルミ供給筒、７・・・・・・炉内、１
０・・・・・・燃焼装置、１１・・・・・・放熱管、１
６・・・・・・排ガス冷却装置、１８・・・・・・棚装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼装置により管内にガスを噴射され燃焼する輻射
   熱で炉内に供給されるアルミニウム地金を溶融し得、排
   ガスがアルミ供給筒に導かれる１本又は２本以上の放熱
   管を設け、アルミ供給筒に導かれる上記排ガスをアルミ
   ニウムの融点より低い温度に冷却し得る排ガス冷却装置
   を設けると共に、この冷却された排ガスを流通し得アル
   ミニウム地金を載置し得落し込み得る棚装置を設けたこ
   とを特徴とするアルミニウム溶融炉。