(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に溶湯を保持し上部に溶湯を排出する注出口を有する坩堝と、
前記坩堝を内部に収容する炉体と、
下面が前記炉体の底部上に載置され上面に前記坩堝が載置される坩台と、
前記炉体を支持するとともに前記坩堝内部の溶湯が注出口から排出されるよう前記炉体を傾動させることが可能な支持体と、
前記炉体の炉壁に設置され前記坩堝を加熱するため炉体内に燃焼ガスを噴射するバーナーを有する燃焼装置と、を備え、
前記炉体の炉壁と坩台との間には、前記炉体の傾動時に端面が炉壁に突き当たって坩台の傾動方向への移動を止める位置ずれ防止部材が介在するとともに、前記坩台には、その上面より突き出て前記坩堝の下部外周面に当接しかつ前記炉体の傾動時に坩堝の前記下部外周面を受けて支持するストッパーが設けられており、
前記坩台は中央部に空洞を有する筒状をなし、少なくとも上面には前記バーナーからの燃焼ガスを前記空洞へと導く溝部が凹設されており、
前記ストッパーには、前記坩台の上面に設けられた前記溝部と連通する貫通孔が形成されている傾動式坩堝炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄などの金属を溶解、保持、運搬、出湯する移動式傾動坩堝炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばダイキャスト工場においては、溶解炉で溶解したアルミニウムなどの溶湯を取鍋と呼ぶ耐熱容器に受け、工場内の各鋳造設備などに付帯している保持炉に分配している。しかし、このように溶解炉から取鍋に溶湯を注入するように構成すると、溶湯注入時に溶湯の温度低下を招くとともに、空気などと接触することで溶湯表面に酸化物などの反応性不純物が直ぐに生成され、振動や攪拌によって溶湯に溶け込んでしまう結果、鋳造品の品質劣化の原因ともなる。さらに、溶湯の温度維持のため、取鍋に高度の断熱性能も求められる。
【０００３】
そこで、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄などの金属を溶解後、溶湯を取鍋などに移し替えることなく、各鋳造設備の保持炉に溶湯を注入することが可能な坩堝炉が提案されている。この種の坩堝炉として、坩堝炉の内部に設置された坩堝に保持されているアルミニウムなどの溶湯を容易に出湯することができるように、傾動式の坩堝炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この傾動式の坩堝炉１００は、図７に示すように、支持体１１５に支持された炉体１０１と、炉体１０１の内部に収容されて溶湯を保持する坩堝１０３と、坩堝１０３を支持する坩台１０４と、炉体１０１に取り付けられて坩堝１０３を加熱するバーナー１１０と、バーナー１１０に燃料供給経路１０７およびブロワ１１２を介して燃料および空気を供給する燃料用配管部１１６と、炉体１０１を昇降させる昇降駆動体１１４とを備えている。また、炉体１０１は、回転軸１１３を回転中心として回転自在に支持されている。
【０００５】
このような傾動式の坩堝炉１００によれば、バーナー１１０から炉体１０１の内部に燃焼ガスを噴出し、坩堝１０３を加熱することにより、坩堝１０３内に投入された溶解すべき金属を溶解して溶湯を得る。その後、炉体１０１を昇降駆動体１１４によって持ち上げて、回転軸１１３を中心として回転させて傾けることにより、炉体１０１の内部に収容されている坩堝１０３が傾き、坩堝１０３内に保持された溶湯が注出口から出湯されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４０３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の傾動式の坩堝炉１００は、炉体１０１内部の底面上に設置された坩台１０４の上面に坩堝１０３を設けているだけの構成であるから、坩堝１０３の安定性が悪く、坩堝１０３内の溶湯を排出するために炉体１０１を傾けたときに、坩堝１０２が前方に移動して坩台１０４に対するその設置位置がずれたり、さらには前傾して坩台１０４から転落してしまったりするおそれがある。そのうえ、坩台１０４を炉体１０１の底面上に固定しないと、炉体１０１の傾動時に、坩台１０４も傾動方向である前方に移動してしまって炉体１０１に対するその設置位置がずれてしまうおそれがある。
【０００８】
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、炉体の傾動時に、坩堝が傾くことがないうえ、坩台が傾動方向に位置ずれすることがない移動式傾動坩堝炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の前記目的は、内部に溶湯を保持し上部に溶湯を排出する注出口を有する坩堝と、前記坩堝を内部に収容する炉体と、下面が前記炉体の底部上に載置され上面に前記坩堝が載置される坩台と、前記炉体を支持するとともに前記坩堝内部の溶湯が注出口から排出されるよう前記炉体を傾動させることが可能な支持体と、前記炉体の炉壁に設置され前記坩堝を加熱するため炉体内に燃焼ガスを噴射するバーナーを有する燃焼装置と、を備え、前記炉体の炉壁と坩台との間には、前記炉体の傾動時に端面が炉壁に突き当たって坩台の傾動方向への移動を止める位置ずれ防止部材が介在するとともに、前記坩台には、その上面より突き出て前記坩堝の下部外周面に当接しかつ前記炉体の傾動時に坩堝の前記下部外周面を受けて支持するストッパーが設けられており、前記坩台は中央部に空洞を有する筒状をなし、少なくとも上面には前記バーナーからの燃焼ガスを前記空洞へと導く溝部が凹設されており、前記ストッパーには、前記坩台の上面に設けられた前記溝部と連通する貫通孔が形成されていることを特徴とする傾動式坩堝炉により達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の移動式傾動坩堝炉によれば、従来の取鍋を介さずに金属を溶解して溶湯を得るとともに、溶湯を保持、運搬、出湯できることから、作業を簡素化および効率化（工数低減）を実現できるうえ、溶湯の温度低下や不純物の混入などによる溶湯の品質の低下を極力抑えることができる。そして、炉体の炉壁と坩台との間には、端面が傾動方向側の炉壁に突き当たる位置ずれ防止部材が介在しているので、坩台を炉体内部の所定位置に正しくしかも容易にセットすることができるうえ、溶湯を出湯する際の炉体の傾動時に坩台が傾動方向へ移動することがなく、さらに坩台には、坩堝の傾動方向側の下部外周面を受けて支持するストッパーが設けられているので、炉体の傾動時に坩堝が前傾するおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例である移動式傾動坩堝炉の一部を破断した側面図である。
【図２】図１に示す移動式傾動坩堝炉の正面図である。
【図３】図１に示す移動式傾動坩堝炉の縦断面図である。
【図４】図１に示す移動式傾動坩堝炉の横断面図である。
【図５】坩台の平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】従来例の傾動式の坩堝炉の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である移動式傾動坩堝炉１の側面図を、図２は、この移動式傾動坩堝炉１の正面図を、図３は、この移動式傾動坩堝炉１の縦断面図を、図４は、この移動式傾動坩堝炉１の横断面図を、それぞれ示している。
【００１４】
この移動式傾動坩堝炉１は、図１〜図４に示すように、円筒状の炉体２と、炉体２を支持する支持体３と、炉体２の内部に収容される坩堝４と、炉体２の内部を加熱する燃焼装置５と、坩堝４を支持する坩台（以下、「ストッパー付エコ坩台」という。）６とを備えている。なお、図３および図４においては、支持体３は図示を省略している。
【００１５】
前記炉体２は、鋼鉄などの金属により形成された上部に開口部２３を有するケース２０の内面に、断熱材の層（図示せず）を介して耐火材２１を内張りすることにより形成されている。前記断熱材としては、例えば、断熱煉瓦、セラミックファイバー質のフェルト、断熱ボードおよびモルタルなどを用いることができる。また、前記耐火材２１としては、例えば、耐火煉瓦、キャスタブル耐火物およびプラスチック耐火物などを用いることができる。
【００１６】
炉体２内の耐火層２１で囲まれた空間が加熱室２２であり、この加熱室２２内に坩堝４が収容されている。前記坩堝４は、加熱室２２の床面（炉体２底部２Ａの耐火材２１）上に載置された円筒状のストッパー付エコ坩台６上に載置されている。この坩堝４は、有底で上部が開口しており、その内部に溶融金属からなる溶湯Ａを収容可能である。坩堝４の素材としては、熱伝導性が良好な材料からなることが好ましく、取り扱う溶融金属に応じて、黒鉛坩堝、アルミナ坩堝、ムライト坩堝、ジルコニア坩堝などを適宜選択して使用することができる。
【００１７】
坩堝４の上部には、溶湯Ａを注出するための溶湯注出口４０が形成されている。この溶湯注出口４０により、炉体２ごと坩堝４を傾けて坩堝４から溶湯Ａを排出する際においてその作業性を高めることができる。坩堝４の上方は、炉体２の上部に開閉可能に備えられた炉蓋７により覆われている。
【００１８】
炉蓋７は、炉体２の上部開口部２３を覆う蓋体であり、その中央部には坩堝４内に溶湯を注入するなどの作業に利用される注入口７０が形成されている。炉体２と炉蓋７との間には、密閉性を高めるために、例えば、セラミックファイバー製のブランケットなどの耐火断熱材（図示せず）を介在させている。なお、炉蓋７には、注入口７０を開閉自在に覆う小蓋（図示せず）を設け、運搬時や注湯時などには、前記小蓋によって注入口７０が塞がれるようにすることが好ましい。
【００１９】
炉体２の炉壁２Ｂ下部には、端面が平面状のブロック部２４が突設されている。このブロック部２４は、炉体２内部のストッパー付エコ坩台６とほぼ同じ高さ位置となる（ストッパー付エコ坩台６の周囲に位置する）ように設けられており、その端面には炉体２の内外を連通するガス導入口２５が形成されている。このガス導入口２５に、燃焼ガスを発生可能な燃焼装置５のバーナー５０が着脱可能に取り付けられる。
【００２０】
燃焼装置５は、ガス燃料を空気と混合して燃焼ガスを供給するバーナー５０と、バーナー５０にガス燃料を供給する燃料配管系５１と、バーナー５０に燃焼用の空気を供給するブロワ５２とを備えており、燃料配管系５１は、炉体２とは別体で設置された図示しない燃料供給源に接続されている。
【００２１】
燃焼装置５が炉体２に取り付けられた状態では、バーナー５０はガス導入口２５に挿入されて炉体２に収容されている。燃焼装置５を作動させることにより、バーナー５０から炉体２内部に燃焼ガスが噴出し、この燃焼ガスが炉体２内に行き渡って坩堝４を外周から加熱することにより、坩堝４内の金属が溶解して溶湯Ａを得ることができる。
【００２２】
ブロック部２４の端面には、蓋板２６が開閉可能に取り付けられており、燃焼装置５のバーナー５０を炉体２から取りはずしたときには、ガス導入口２５から外気の進入を防止するために、蓋板２６を閉じることでガス導入口２５が塞がれるようになっている。この蓋板２６を開閉可能とするには種々の態様があるが、例えば、蓋板２６を上下に往復動するようスライド可能に取り付けたり、蓋板２６の一端をヒンジで止めたりすることが挙げられる。
【００２３】
なお、図中、２７は煙突であり、バーナー５０によって炉体２内に噴射された高温の燃焼ガスは、炉壁２Ｂに形成された煙突２７につながる煙道（図示せず）から煙突２７をとおって、外部に排出されるようになっている。
【００２４】
炉体２の炉壁２Ｂには、前記支持体３を構成する左右一対の軸部３０，３０が一体形成されている。支持体３は、炉体２を吊り上げて直立姿勢で支持するとともに、炉体２を傾動可能に支持するものであり、各軸部３０，３０と、左右一対の吊り杆３１，３１と、各吊り杆３１，３１を連結する連結杆３２とを備えている。
【００２５】
各吊り杆３１の下端部には、軸受け３２，３２が固定されており、この軸受け３２，３２に軸部３３，３３が回動自在に支持されている。また、一方の軸部３３上には、減速装置３４を介してハンドル３５が備えられており、ハンドル３５を回動操作することにより、炉体２は軸部３３を回動中心として前方に向けて傾動し（図１および図３に示すＸ方向）、これにより、坩堝４が炉体２とともに前傾する結果、坩堝４内の溶湯Ａが溶湯注出部４０から排出されるようになっている。
【００２６】
また、連結杆３２には吊り輪３５が形成されている。クレーン車（図示せず）などに取り付けられたフックを吊り輪３５に挿入係止することにより、炉体２が支持体３を介してクレーンにより垂直姿勢で吊り下げられる結果、炉体２を鉛直方向に昇降させることができるとともに、炉体２を例えば工場内の各鋳造設備に直接運搬することができる取鍋としての機能も有する。
【００２７】
前記ストッパー付エコ坩台６は、図５および図６に示すように、耐熱性に優れ、かつ、酸化しにくい、例えばシリカ（ＳｉＯ２）などにより形成され、中央部に空洞６０を有する中空筒状のものであり、その下面６１が加熱室２２の床面と当接し、その上面６２が坩堝４の底面と当接することにより坩堝４を支持している。
【００２８】
ストッパー付エコ坩台６の上面６２および下面６１には、それぞれ等角度位置（図示例では９０度毎）に、径方向に沿って延びる複数（図示例では４つ）の溝部６３が凹設されている。各溝部６３は、前記空洞６０とストッパー付エコ坩台６の外部とを連通する連通部として機能しており、燃焼装置５のバーナー５０から炉体２内に噴射された高温の燃焼ガスが前記溝部６３を通ってストッパー付エコ坩台６内部の空洞６０に導入されることにより、坩堝４は外周からだけでなく、その底部からも加熱されるようになる。これにより、溶湯Ａを均一に加熱することができるうえ、加熱効率を大幅に向上することができる。
【００２９】
ストッパー付エコ坩台６の下部前端面には、外周方向、すなわち、炉体２の傾動方向側の炉壁２Ｂに向けて張り出す位置ずれ防止部材８が一体に突設されている。この位置ずれ防止部材８は、所定の厚みを有する平板状のものであり、その基端部８０がストッパー付エコ坩台６の外周面に沿って湾曲するとともに、張り出された先端部８１が炉体２の炉壁２Ｂの内面に沿って湾曲する形態のものである。
【００３０】
ストッパー付エコ坩台６は、炉体２の底部２Ａ上に載置されるときに、この位置ずれ防止部材８が炉体２の炉壁２Ｂとの間に介在し、炉壁２Ｂの内面に先端部８１の端面が突き当たって当接することにより、炉体２内の所定位置に位置決めされる。そして、炉体２が軸部３３回りに前方に傾動した場合でも、前方（炉体２の傾動方向）に向かって移動して位置ずれするのが規制されるようになっている。
【００３１】
また、ストッパー付エコ坩台６の上部前端面には、坩堝４を受けて支持するストッパー９が一体形成されている。このストッパー９は、ストッパー付エコ坩台６の外周面に固着された基部９０と、基部９０上に設けられ、ストッパー付エコ坩台６の上面６２から所定の高さ突き出て坩堝４の傾動方向側の下部外周面と接する受部９１とを備えている。
【００３２】
前記受部９１は、その内面９１Ａが坩堝４と接するように、坩堝４の下部外周面に沿って湾曲しており、これにより、坩堝４はストッパー付エコ坩台６に対して直立した安定な姿勢を保った状態でストッパー付エコ坩台６上に載置されるようになっている。また、炉体２が軸部３３回りに前方に傾動して坩堝４が前傾する場合には、受部９１の内面９１Ａが坩堝４の下部外周面を直接受けて支持するので、坩堝４は前方（炉体２の傾動方向）に向かって移動したり、さらには転倒したりすることもなく、ストッパー付エコ坩台６からの転落を防止できる。
【００３３】
なお、図中、９２は、ストッパー付エコ坩台６の上面６２に設けられた一つの溝部６３と連通するように、ストッパー９の基部９０に形成された貫通孔である。炉体２に導入された燃焼ガスは、この貫通孔９２からストッパー付エコ坩台６の前記溝部６３を通って空洞６０内に導かれるようになっている。
【００３４】
次に、上記した構成の移動式傾動坩堝炉１を用いて溶湯Ａを出湯する方法を説明する。まず、炉体２内にストッパー付エコ坩台６を、位置ずれ防止部材８の先端部８１が炉体２の前方側（炉体２の傾動方向側）の炉壁２Ｂの内面と当接するように載置してストッパー付エコ坩台６を位置決めさせる。そして、坩堝４をストッパー付エコ坩台６の上面６２上に、ストッパー９の受部９１の内面９１Ａが坩堝４の下部外周面に当接するように載置する。
【００３５】
次に、支持体３の吊り杆３１を横に倒した状態で、炉蓋７の注入口７０から坩堝４内に材料となる金属を注入した後、燃焼装置５のバーナー５０を炉体２に取り付けて、燃焼装置５を作動させることにより、バーナー５０から炉体２の内部に燃焼ガスを噴出し、坩堝４を加熱する。このとき、坩堝４は、燃焼ガスにより側部から加熱されるとともに、燃焼ガスがストッパー付エコ坩台６の溝部６３を通って空洞６０内に導入されることにより、その底部からも加熱される。これにより、坩堝４内の金属が溶解して溶湯Ａが得られる。
【００３６】
次に、バーナー５０を炉体２のガス導入口２５から引き抜き燃焼装置５を炉体２から退避させて、蓋板２６によりガス導入口２５を塞いだ後、ハンドル３５操作により、炉体２を軸部３３を中心として回転させて（図１および図３に示すＸ方向）傾ける。これにより、炉体２の内部の坩堝４も傾き、溶湯注出口４０から溶湯Ａが出湯される。
【００３７】
この移動式傾動坩堝炉１では、炉体２の炉壁２Ａとストッパー付エコ坩台６との間に、先端部８１の端面が炉体２の傾動方向側の炉壁２Ｂに突き当たる位置ずれ防止部材８が介在しているので、ストッパー付エコ坩台６を炉体２内部の所定位置に正しくしかも容易にセットすることができるうえ、炉体２の傾動時に、ストッパー付エコ坩台６が前方（炉体２の傾動方向）へ移動することがなく、ストッパー付エコ坩台６の載置位置を維持することができる。さらに、ストッパー付エコ坩台６には、坩堝４の下部外周面を直接受けて支持するストッパー９が設けられているので、炉体２の傾動時に、坩堝４がストッパー付エコ坩台６上を前方（炉体２の傾動方向）に向かって移動したり、さらにはストッパー付エコ坩台６から転倒したりすることがなく、坩堝４のストッパー付エコ坩台６に対する載置位置を維持することもできる。
【００３８】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、本実施例では、位置ずれ防止部材８はストッパー付エコ坩台６に一体形成されているが、必ずしも一体形成されている必要はなく、ストッパー付エコ坩台６と別体であってもよい。
【００３９】
また、ガス導入口２５は、必ずしもストッパー付エコ坩台６とほぼ同じ高さ位置に設ける必要はないが、バーナー５０の燃焼ガスが坩堝４の周囲を旋回するように、坩堝４の外周面の接線方向に沿うように形成されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１    移動式傾動坩堝炉
２    炉体
２Ａ  底部
２Ｂ  炉壁
３    支持体
４    坩堝
５    燃焼装置
６    ストッパー付エコ坩台
８    位置ずれ防止部材
９    ストッパー
４０  注出口
５０  バーナー
６０  空洞
６１  下面
６２  上面
６３  溝部
Ａ    溶湯
【図１】
0005500880.tif 000002
【図２】
0005500880.tif 000003
【図３】
0005500880.tif 000004
【図４】
0005500880.tif 000005
【図５】
0005500880.tif 000006
【図６】
0005500880.tif 000007
【図７】
0005500880.tif 000008