(57)【要約】【課題】アルミニウム溶湯、アルミニウム合金溶湯、銅合金溶湯などの非鉄金属溶湯が収容される保持炉、等の非鉄金属溶湯炉に収容されている高温の非鉄金属溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止する。【解決手段】非鉄金属溶湯炉に収容されている非鉄金属溶湯に対して上側から置かれる平板状の不活性ガス導入蓋であって、上面側に不活性ガスの導入口を備えていて、側壁面及び／又は下面側に不活性ガスの排気口を備えている非鉄金属溶湯炉用の不活性ガス導入蓋。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非鉄金属溶湯炉に収容されている非鉄金属溶湯に対して上側から置かれる平板状の不活性ガス導入蓋であって、
上面側に不活性ガスの導入口を備えていて、側壁面及び／又は下面側に不活性ガスの排気口を備えている
非鉄金属溶湯炉用の不活性ガス導入蓋。
【請求項２】
平板状の前記不活性ガス導入蓋は、前記不活性ガスが内部を通過可能な多孔質部材から形成されていて、これによって側壁面及び／又は下面側に備えられている前記不活性ガスの排気口が形成されている
請求項１記載の不活性ガス導入蓋。
【請求項３】
下面側に備えられている不活性ガスの前記排気口は、不活性ガスの前記導入口から伸びる不活性ガス供給管が平板状の前記不活性ガス導入蓋を上下方向に貫通して平板状の前記不活性ガス導入蓋の下側にまで伸びることで形成されている
請求項１又は２記載の不活性ガス導入蓋。
【請求項４】
平板状の前記不活性ガス導入蓋の上側面は前記不活性ガスを通過させない素材で形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の不活性ガス導入蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は金属溶湯炉に収容されている高温の金属溶湯の表面などが金属溶湯炉において酸化してしまうこと等を防止することに適した機構に関する。特に、金属溶湯炉に収容されている高温の金属溶湯に対して上から置かれ、金属溶湯の表面などが金属溶湯炉において酸化してしまうこと等を防止することに適した金属溶湯炉用の不活性ガス導入蓋に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミダイキャストに使用されるアルミニウム、アルミニウム合金が溶解炉で溶解されて所定の処理が行われる処理室まで配湯されていく過程などで、高温のアルミニウム溶湯が保持炉などの溶湯炉に収容されていることがある。
【０００３】
例えば、図１図示のように、高温のアルミニウム溶湯２が、保持炉１を形成している隔壁３、３などに内蔵されているヒータ４、４などによる加熱を受けて高温を維持しながら保持炉１内に収容されていることがある。
【０００４】
このような場合、保持炉１に収容されている高温のアルミニウム溶湯２の表面などが保持炉１において酸化してしまうこと等を防止するべく、保持炉１内にＮ２などの不活性ガスを供給することが知られている。図１図示の例では、保持炉１の上部から保持炉１の内部空間にＮ２ガスなどの不活性ガスを矢印５で示すように導入し、高温のアルミニウム溶湯２の表面が空気に接触しないようにしている。
【０００５】
このように高温の金属溶湯が空気接触することで酸化してしまうことを防止する目的の提案は従来から種々行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２４７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、アルミニウム溶湯、アルミニウム合金溶湯、銅合金溶湯などの非鉄金属溶湯が収容される保持炉、等の非鉄金属溶湯炉に収容されている高温の非鉄金属溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止できるようにすることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］
非鉄金属溶湯炉に収容されている非鉄金属溶湯に対して上側から置かれる平板状の不活性ガス導入蓋であって、
上面側に不活性ガスの導入口を備えていて、側壁面及び／又は下面側に不活性ガスの排気口を備えている
非鉄金属溶湯炉用の不活性ガス導入蓋。
【０００９】
［２］
平板状の前記不活性ガス導入蓋は、前記不活性ガスが内部を通過可能な多孔質部材から形成されていて、これによって側壁面及び／又は下面側に備えられている前記不活性ガスの排気口が形成されている
［１］の不活性ガス導入蓋。
【００１０】
［３］
下面側に備えられている不活性ガスの前記排気口は、不活性ガスの前記導入口から伸びる不活性ガス供給管が平板状の前記不活性ガス導入蓋を上下方向に貫通して平板状の前記不活性ガス導入蓋の下側にまで伸びることで形成されている
［１］又は［２］の不活性ガス導入蓋。
【００１１】
［４］
平板状の前記不活性ガス導入蓋の上側面は前記不活性ガスを通過させない素材で形成されている［１］乃至［３］のいずれかの不活性ガス導入蓋。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、アルミニウム溶湯、アルミニウム合金溶湯、銅合金溶湯などの非鉄金属溶湯が収容される保持炉、等の非鉄金属溶湯炉に収容されている高温の非鉄金属溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のアルミニウム溶湯炉の概略構造を説明する一部を省略した断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態に係る非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋の一例を表す斜視図。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態に係る非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋の一例が使用されている状態を説明する一部を省略した断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態に係る非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋の他の一例が使用されている状態を説明する一部を省略した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋が高温のアルミニウム溶湯炉に使用される場合の実施形態を説明する。
【００１５】
この実施形態の非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂは、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から置かれるもので、図２（ａ）、（ｂ）図示のように平板状である。以下、本明細書で、非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂを単に「不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂ」と表すことがある。
【００１６】
この実施形態の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂは、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から置くことで、アルミニウム溶湯２の表面をシールし、不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂの周囲からアルミニウム溶湯２中に不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）を排出して高温のアルミニウム溶湯２が表面から酸化を受けることを防止するものである。
【００１７】
そこで、不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂは平板状で、そのサイズは、保持炉などのアルミニウム溶湯炉の開口部サイズから若干小さなサイズとすることが望ましい。
【００１８】
例えば、平面視で正方向形状の開口部になっているアルミニウム溶湯炉にこの実施形態の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂを使用する場合には、図２（ａ）、（ｂ）図示のように、平面視で正方形状の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂの縦、横サイズは、それぞれ、平面視で正方向形状の開口部サイズから２０ｍｍ程度小さいサイズにすることができる。
【００１９】
図２（ａ）図示の実施形態では、高温のアルミニウムに対して耐食性を有する耐熱材料製の下部構造体８ａの上側に薄板状のＳＵＳ製の上部板体７が取り付けられて不活性ガス導入蓋６ａが形成されている。
【００２０】
図２（ｂ）図示の実施形態でも、高温のアルミニウムに対して耐食性を有する耐熱材料製の下部構造体８ｂの上側に薄板状のＳＵＳ製の上部板体７が取り付けられて不活性ガス導入蓋６ｂが形成されているが、下部構造体８ｂは、不活性ガスが内部を通過可能な多孔質部材から形成されている。
【００２１】
この実施形態の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂは、上面側に不活性ガスの導入口を備えている。
【００２２】
図２（ａ）図示の実施形態では、ガス導入管９ａが上部板体７、下部構造体８ａを貫通して不活性ガス導入蓋６ａの下まで伸びている。ガス導入管９ａを介して矢印２０のように供給される不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）は、不活性ガス導入蓋６ａの下まで伸びているガス導入管９ａの下端から矢印２１で示すように排出されていく。
【００２３】
図２（ａ）図示の実施形態不活性ガス導入蓋６ａは、上面側に不活性ガスの導入口を備えていて、下面側に不活性ガスの排気口を備えている実施形態である。
【００２４】
図３を参照して図２（ａ）図示の実施形態の不活性ガス導入蓋６ａが使用されている状態を説明する。
【００２５】
アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から不活性ガス導入蓋６ａを置く。
【００２６】
ガス導入管９ａを介して矢印２０のように供給される不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）は、不活性ガス導入蓋６ａの下まで伸びているガス導入管９ａの下端から矢印２１で示すように排出されていく。
【００２７】
ガス導入管９ａの下端から矢印２１で示すように排出されていく不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）１１は、不活性ガス導入蓋６ａの側壁面と、アルミニウム溶湯炉の壁面１ａとの間の隙間を介して矢印２３で示すようにアルミニウム溶湯２の表面上に排出されていく。
【００２８】
図３（ｂ）図示の実施形態は、下部構造体８ａを貫通して不活性ガス導入蓋６ａの下まで伸びていたガス導入管９ａが屈曲してガス導入管９ｃに連続しているものである。基本的なメカニズムは図２（ａ）図示の実施形態と同様である。
【００２９】
この結果、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２の表面のほとんどは不活性ガス導入蓋６ａによってシールされ、シールされていないアルミニウム溶湯２の表面部分は、前記のようにアルミニウム溶湯２の表面上に排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の雰囲気にさらされることになる。これによって、アルミニウム溶湯保持炉のようなアルミニウム溶湯炉に収容されている高温のアルミニウム溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止することができる。
【００３０】
なお、図３（ａ）、（ｂ）図示の例では、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から置かれた不活性ガス導入蓋６ａがアルミニウム溶湯２の表層領域に浮かんでいる状態で説明しているが、不活性ガス導入蓋６ａがアルミニウム溶湯２内に沈降する場合であっても同様である。
【００３１】
この場合、不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の導入を開始する直後は、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２の表面のほとんどを不活性ガス導入蓋６ａによってシールすることはできないが、ガス導入管９ａを介して矢印２０のように供給される不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）が、不活性ガス導入蓋６ａの下まで伸びているガス導入管９ａの下端から矢印２１で示すように排出されていくことでアルミニウム溶湯２の表面部分が、アルミニウム溶湯２の表面上に排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の雰囲気にさらされるようにし、これによって、アルミニウム溶湯保持炉のようなアルミニウム溶湯炉に収容されている高温のアルミニウム溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止することができる。
【００３２】
このように、不活性ガス導入蓋６ａがアルミニウム溶湯２内に沈降する場合もあるので、ガス導入管９ａは高温のアルミニウムに対して耐食性を有する耐熱材料製にしておくことが望ましい。
【００３３】
図２（ｂ）図示の実施形態では、ガス導入管９ｂが上部板体７を貫通し、下部構造体８ｂの途中で終端している。
【００３４】
ガス導入管９ｂを介して矢印２０のように供給される不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）は、下部構造体８ｂの途中で終端しているガス導入管９ｂの下端から排出され、多孔質部材から形成されている下部構造体８ｂ内の連続気泡１０を介して、矢印２２（図２（ｂ））で示すように、下部構造体８ｂの側壁面から排出され、また、下部構造体８ｂの下側面から排出されていく。
【００３５】
図２（ｂ）図示の実施形態の不活性ガス導入蓋６ｂは、上面側に不活性ガスの導入口を備えていて、側壁面側及び下面側に不活性ガスの排気口を備えている実施形態である。
【００３６】
このように、下部構造体８ｂの側壁面及び、底面から排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）１１は、不活性ガス導入蓋６ｂの側壁面と、アルミニウム溶湯炉の壁面１ａとの間の隙間を介して矢印２３で示すようにアルミニウム溶湯２の表面上に排出されていく。
【００３７】
図４（ｂ）図示の実施形態は、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から置かれた不活性ガス導入蓋６ｂが、最初、アルミニウム溶湯２内に沈降した場合である。
【００３８】
この場合も、ガス導入管９ｂを介して矢印２０のように供給された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）が、下部構造体８ｂの途中で終端しているガス導入管９ｂの下端から排出され、多孔質部材から形成されている下部構造体８ｂ内の連続気泡１０を介して、矢印２２（図２（ｂ））で示すように、下部構造体８ｂの側壁面から排出され、また、下部構造体８ｂの下側面から排出されていく。そして、下部構造体８ｂの側壁面及び、底面から排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）１１が、不活性ガス導入蓋６ｂの側壁面と、アルミニウム溶湯炉の壁面１ａとの間の隙間を介して矢印２３で示すようにアルミニウム溶湯２の表面上に排出されていく。
【００３９】
この結果、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２の表面のほとんどは不活性ガス導入蓋６ｂによってシールされ（図４（ａ））、シールされていないアルミニウム溶湯２の表面部分は、前記のようにアルミニウム溶湯２の表面上に排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の雰囲気にさらされることになる。これによって、アルミニウム溶湯保持炉のようなアルミニウム溶湯炉に収容されている高温のアルミニウム溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止することができる。
【００４０】
また、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２に対して上側から置かれた不活性ガス導入蓋６ｂが、最初、アルミニウム溶湯２内に沈降した場合も、上述したように、不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の導入を開始する直後は、アルミニウム溶湯炉に収容されているアルミニウム溶湯２の表面のほとんどを不活性ガス導入蓋６ｂによってシールすることはできないが、ガス導入管９ｂを介して矢印２０のように供給される不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）が、上述したように、下部構造体８ｂの側壁面から排出され、また、下部構造体８ｂの下側面から排出されていくことでアルミニウム溶湯２の表面部分が、アルミニウム溶湯２の表面上に排出された不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の雰囲気にさらされるようになり、これによって、アルミニウム溶湯保持炉のようなアルミニウム溶湯炉に収容されている高温のアルミニウム溶湯が表面から酸化を受けることを効果的に防止することができる。
【００４１】
このように、不活性ガス導入蓋６ｂがアルミニウム溶湯２内に沈降する場合もあるので、ガス導入管９ｂは高温のアルミニウムに対して耐食性を有する耐熱材料製にしておくことが望ましい。
【００４２】
以上に説明した実施形態では、高温のアルミニウムに対して耐食性を有する耐熱材料製の下部構造体８ａ、８ｂの上側に薄板状のＳＵＳ製の上部板体７が取り付けられている構造の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂにしていた。
【００４３】
上述したように、この実施形態の不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂは、非鉄金属溶湯炉に収容されている非鉄金属の溶湯に対して上側から置くことで、非鉄金属の表面をシールするものであり、ときには、非鉄金属溶湯内に沈降することもある。そこで、不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂの上側面を形成する上部板体７は、不活性ガスを通過させない素材で形成されていることが望ましく、また、高温の非鉄金属溶湯に対して耐食性を有する耐熱材料製としておくことが望ましい。
【００４４】
また、このような条件を満たすものであれば、不活性ガス導入蓋６ａ、６ｂを、下部構造体８ａ、８ｂと、上部板体７という二部材が組み合わせられたものとするのでなく、一部材で形成することもできる。一部材で形成する場合、通気性素材の上部に耐熱性のガスシール性コーティング材を施工することもある。
【００４５】
以上、添付図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。
【００４６】
例えば、上述した実施形態では、本発明の非鉄金属溶湯炉用不活性ガス導入蓋が高温のアルミニウム溶湯炉に使用される場合で説明を行ったが、高温のアルミニウム合金の溶湯や、高温の銅合金溶湯が収容されている溶湯炉にも上述したのと同様にして使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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