JPS641952Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はアルミニウムを重油等の燃焼にて高
速・高熱効率で溶解するアルミニウムの溶解炉に
関するものである。

〔従来の技術〕

アルミニウムは、文献「軽金属」（Vo1.30、No.
３、1980）に記載されている如く非常にエミシビ
テイーが小さく、特に溶けたアルミニウムはメタ
ルミラーとなり熱を吸収しにくいものとして知ら
れている。

従来アルミニウム溶解炉は反射炉として輻射伝
熱を主体としたものであつたが近年溶解率の向上
を目的とし、バーナーの高温燃熱ガスを直接冷材
に当てて伝熱促進を計つたいわゆる対流加熱が注
目されてきている。

この場合燃焼速度を上げるために空気に旋回を
与え、バーナータイルからの噴出速度を速くする
手段が一般的である。但しタイルの寿命、NO_X
濃度の問題などから噴出ガス速度は60〜80ｍ／
sec以下が普通である。

この場合のバーナータイル部噴出ガスの減衰例
を第１図に示す。第１図に示す如く噴出ガスはタ
イル部を離れるにつれて急激な速度低下を起こ
す。

最近の大型溶解炉の場合バーナーから溶湯面ま
で３ｍ以上の距離があり、前述程度の噴出スピー
ドがないと対流伝熱効果は期待できない。一方溶
解炉の温度パターンと制御及びその時の燃料投入
量の例を第２図に示す。同図から明らかなよう
に、サイクルタイム中、炉温制御からアルミニウ
ム溶湯温度制御へ切換えた時、バーナー焚量（燃
料投入率）はスタート時の数分の１となりバーナ
ーのいわゆるターンダウン率は大きなものとな
る。

ターンダウンした場合のバーナーの噴出ガスス
ピードはターンダウン率に略々比例して小さくな
り、燃焼フレームの短炎化と火炎の浮き上がりが
起こり加熱効率の低下と炉温の不均一化が顕著で
ある。

これを第３図に模式的に示す。（図においてｂ
はバーナーを示し、Ｆはフレーム形状を示す。上
段がフル燃焼時、下段がターンダウン時を表す。） 〔考案の目的〕 本考案は以上のような問題を解消しようとする
ものでアルミニウム高速溶解炉の溶解後半から溶
湯温度保持中の加熱効率の低下及び炉温の不均一
を防止することを目的とする。

〔考案の構成〕

本考案の前記の目的はバーナー中心軸に燃料供
給路及びその噴出孔を形成し、一方空気供給路
は、燃料供給路の外周に且つバーナー本体半径方
向に位相をずらした内流及び外流の２層で構成す
ると共に、内流空気の噴出孔は燃料噴出孔の近傍
に、外流空気の噴出孔は該内流空気噴出孔より離
隔した位置に形成して溶解用バーナーを構成し、
該溶解用バーナーを直接被加熱材に指向せしめる
如く配置したことを特徴とするアルミニウム溶解
炉によつて達成される。

次に本考案を図面に示す実施例を基にして説明
する。

まず、溶解用バーナーＢ自体の構成を第４図に
より説明すると、バーナー本体１の軸心に燃料供
給路４と、その噴出孔４′を形成する。８は燃料
オイルの入口で、９は該燃料を霧化するための噴
霧媒体の入口を示す。

本考案にあつては、燃焼用空気の供給路は、上
記燃料供給路４の外周に、内流管３及び外流管２
と位相をずらした２層で形成されている。その
際、内流管３の噴出孔３′は、燃料噴出孔４′の近
傍に位置し、外流管２の噴出孔２′は、上記内流
管用噴出孔３′よりも先方に離隔した位置に形成
されている。なお５は覗き窓、６は点火孔、７は
外流空気のダンパーを示す。

次に、本考案にあつては第５図に示す如く、上
記の如き構造になる溶解用バーナーＢを円形炉本
体１０の側壁に装入材料（被溶解材料）１１に向
けて取付ける。なお１２は溶湯を示し、１３は排
気煙道、１４は扉、１５は天井カバーを示す。

〔考案の作用及び効果〕

本考案の溶解炉の操業の態様について説明す
る。先ず被溶解材の装入は天井カバー１５を取外
しバケツト等の手段でクレーン等の利用により行
なわれる。

材料装入後再びカバー１５を取付けて、バーナ
ーＢを点火することにより溶解作業が開始され
る。点火されたバーナーＢの火炎が装入材料１１
とヒツトし予熱更には溶解が始まる。溶解スター
トから溶解後半にかけてバーナー燃焼量は最大も
しくはそれに近い値を示し火炎は装入材料１１を
ヒツトし対流伝熱及び火炎輻射の相乗効果で高速
溶解が行なわれることになる。

ところが溶解後半から完全溶け落ち更には溶湯
の温度制御域においてはバーナー燃焼量はターン
ダウンし、バーナーフレームは最大燃焼時より短
かくなる。一方装入材料１１も溶けて落ちて小さ
くなつていくためバーナーフレームは装入材料に
届き難くなつていく。その時、エアーダンパー７
を操作して、外流空気を遮断し、内流空気だけを
使用してあたかも小容量のバーナーの最大燃焼に
相当するような直進性のある火炎を形成する（第
６図参照、ａ）からｂ）へ）。こうすることによ
り従来バーナーで問題となつていたターンダウン
時の加熱効率の低下と炉温の不均一性を改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は大気中での噴出ガスの減衰状態を示す
図、第２図は溶解炉の温度制御と燃料投入率の関
係を示す図表、第３図は従来構造のバーナーでタ
ーンダウンした時のフレーム形状の説明図、第４
図は本考案に従つたバーナー構造を示す説明図、
第５図は本考案溶解炉の説明図で、ａは平面図、
ｂは側面図、第６図は本考案におけるバーナーの
最大使用時ａ及びターンダウン時ｂのフレーム形
状の説明図である。 １：バーナー本体、２：外流管、３：内流管、
４：燃料供給路、５：覗き窓、６：点火孔、７：
エアーダンパー、８：燃料オイルの入口、９：噴
霧媒体の入口、１０：円形炉本体、１１：装入材
料、１２：溶湯、１３：排気煙道、１４：扉、１
５：天井カバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バーナー中心軸に燃料供給路及びその噴出孔を
   形成し、一方空気供給路は、燃料供給路の外周に
   且つバーナー本体半径方向に位相をずらした内流
   及び外流の２層で構成すると共に、内流空気の噴
   出孔は燃料噴出孔の近傍に、外流空気の噴出孔は
   該内流空気噴出孔より離隔した位置に形成して溶
   解用バーナーを構成し、該溶解用バーナーを直接
   被加熱材に指向せしめる如く配置したことを特徴
   とするアルミニウム溶解炉。