(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を溶解するるつぼ型誘導炉と、開閉手段および排気口を有しるつぼ内を密閉できる前記るつぼ型誘導炉の密閉蓋と、炉内の排ガスを前記排気口を通して排気する排気系とを備えた脱亜鉛誘導溶解方法において、原材料の炉内への投入を完了して密閉蓋を密閉可能な時期までは炉内の排ガスを大気圧中で排気し、密閉蓋を密閉可能な時期以降は減圧下で排気することを特徴とする脱亜鉛誘導溶解方法。
【請求項２】
請求項１記載の脱亜鉛誘導溶解方法において、大気圧中での排気は、密閉蓋を開放して、るつぼ型誘導炉の炉頂の周囲を囲み炉内側の垂直面に一つ以上の排ガス吸い込み口を持つ中空の排ガス路を介して排風機により排気し、減圧下での排気は、密閉蓋を閉鎖して減圧ポンプにより排気することを特徴とする脱亜鉛誘導溶解方法。
【請求項３】
請求項１記載の脱亜鉛誘導溶解方法において、大気圧中での排気は、密閉蓋とるつぼとの間に隙間を設けて排風機により排気し、減圧下での排気は、密閉蓋を閉鎖して減圧ポンプにより排気することを特徴とする脱亜鉛誘導溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を溶解するるつぼ型誘導炉の溶解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を溶解する場合、亜鉛の融点は４２０℃で、蒸発温度が９２０℃であるのに対し鋳鉄の溶解温度は約１５００℃であるので、約２０％の気孔率のるつぼ耐火物中を始めは気体の亜鉛が、浸透するにつれて冷却され液化して液体の亜鉛がるつぼ耐火物の裏側にまで達しやすい。
【０００３】
るつぼ耐火物はまだ健全で溶解した鋳鉄の本来の湯ざしが全くないにもかかわらず亜鉛の浸透により湯漏れ検出センサーが誤動作したり、液体亜鉛が誘導加熱コイルの絶縁を焼損させて耐火物の寿命を短くする問題がある。
又、亜鉛は、酸素と結合し易く、大気に触れると容易に酸化亜鉛（ＺｎＯ）となるが、この酸化亜鉛は耐火物の主成分である珪砂（ＳｉＯ2）と反応して低融点化合物を作り、その結果、耐火物を溶損させてその寿命を短くする原因となる。上記の問題を解決するために種々の発明がなされている。
【０００４】
図４は特開平５ー９９５７６号公報に記載の亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を溶解するるつぼ型誘導炉の例で、１１１は耐火物を、１１２は誘導加熱コイルを示す。
この図４は、るつぼ内の溶湯１３の高さを１２００ｍｍ以下に制限することで亜鉛溶湯または亜鉛ガスが耐火物１１１の気孔に浸透する量を制限して耐火物１１１の寿命が延長できるるつぼ型誘導炉である。
【０００５】
又、図５は、特開平４ー９０４９４号公報に記載の亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料１５を溶解するるつぼ型誘導炉の例で、開閉可能な蓋２０７を備えた有底筒状容器１４にるつぼ型誘導炉２０１を収納し、有底筒状容器１４の上部に排気装置を接続してその容器内部を４００から６５０ヘクトパスカルに減圧して亜鉛を蒸発させ亜鉛溶湯または亜鉛ガスが耐火物２１２の気孔に浸透する量を制限して耐火物２１２の寿命が延長できるるつぼ型誘導炉である。２１１は誘導加熱コイルで、２１２は耐火物である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の亜鉛の耐火物への浸透を制限するために構成された図４の例と図５の例が公知であるが、図４の例では、５トン炉以上の炉容量を持つ炉に適用すると炉内径が同一容量の炉に比較して大きくなる。
炉内径が大きくなると、耐火物の熱膨張及び収縮による縦方向亀裂の発生を少なくするために耐火物厚さを厚くするか、または、炉不使用時にも炉内温度を５００℃から６００℃に保温して耐火物の収縮による縦方向亀裂の発生を少なくする必要がある。
【０００７】
又、図５の例では、嵩比重の少ない亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を数回に分けて前回投入分がほぼ溶落ちてから次回投入分を炉内に投入して全原材料が投入し終わる迄は密閉蓋を閉めないで操業するか、または、一回分の原材料を投入する度に密閉蓋の開閉と真空引きをして操業する。
全原材料が投入し終わる迄は密閉蓋を閉めないで操業する場合は、粉塵が工場内に充満するので、作業環境を悪くする問題がある。
【０００８】
又、一回分の原材料を投入する度に密閉蓋の開閉と真空引きをして操業する場合は、短時間で炉内を４００から６５０ヘクトパスカルに減圧するために真空系の容量を大きく必要がある。
この発明の目的は、排気系を大気圧下の系と減圧下の系の２系統にすることで減圧下の系を亜鉛ガスと溶存ガスの一部分を排気する小容量の系にする脱亜鉛誘導溶解方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、亜鉛メッキ鋼板スクラップを含む原材料を溶解するるつぼ型誘導炉と、開閉手段および排気口を有しるつぼ内を密閉できる前記るつぼ型誘導炉の密閉蓋と、炉内の排ガスを前記排気口を通して排気する排気系とを備えた脱亜鉛誘導溶解方法において、原材料の炉内への投入を完了して密閉蓋を密閉可能な時期までは炉内の排ガスを大気圧中で排気し、密閉蓋を密閉可能な時期以降は減圧下で排気するものとする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の脱亜鉛誘導溶解方法において、大気圧中での排気は、密閉蓋を開放して、るつぼ型誘導炉の炉頂の周囲を囲み炉内側の垂直面に一つ以上の排ガス吸い込み口を持つ中空の排ガス路を介して排風機により排気し、減圧下での排気は、密閉蓋を閉鎖して減圧ポンプにより排気するものとする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１記載の脱亜鉛誘導溶解方法において、大気圧中での排気は、密閉蓋とるつぼとの間に隙間を設けて排風機により排気し、減圧下での排気は、密閉蓋を閉鎖して減圧ポンプにより排気するものとする。
【００１２】
【作用】
るつぼ型誘導炉の溶解過程を、原材料の投入が完了して溶解するまでの溶解期と、溶解した原材料を昇温して成分調整を終わる迄の昇温期と、出湯とに分けると、溶解期には原材料に付着した油とゴミが燃えるために塵埃を含んだ多量のガスが排出される。
【００１３】
又、昇温期には亜鉛が蒸発した亜鉛ガスと溶湯中に含まれる溶存ガスの一部分が排出される。
溶解期に排出されるガスは大気圧下の排気系で排出され、昇温期の排出ガスは減圧下の系に切替えて排出される。
【００１４】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の構成図を示し、図２はこの発明の別の実施例の構成図を示す。この図１及び図２において、従来例と同一の符号を付けた部材はおおよそ同一の機能を有するのでその説明は省略する。
この図１において、１はるつぼ型誘導炉で、２はその炉の炉頂部分に取り付けられて炉内側の垂直面に一つ以上の排ガス吸い込み口を持つ中空の環状排ガス路である。この環状排ガス路２は、炉頂部分に取り付けられて炉内の気密を保持する気密保持部材３を貫通して弁４に繋がる風路に接続されている。
【００１５】
前記弁４は、回転可能にして甘嵌された継ぎ手（図示されていない）に接続されて、集塵機５及び排風機６に接続される。
７はその上部に弁８を持つ開閉可能な密閉蓋であり、炉内の気密を保持する気密保持部材３の上部にシール（図示されていない）を介して配置される。
９は減圧ポンプで、１０は減圧下の系に使用される集塵機である。
【００１６】
このようにこの発明においては集塵排気系は、主に炭素（Ｃ）、鉄（Ｆｅ）分の粉塵を補集する系統と、酸化亜鉛を補集する系統とが設けられている。
次に上記構成の機能を説明する。
原材料を投入し、溶解が完了するまでの溶解期には、即ち、炉内へ原材料を投入し、溶解が完了して密閉蓋を密閉可能な時期になるまでは、密閉蓋７を開放し、そして多量に発生する粉塵を環状排ガス路２を介して弁４、集塵機５を通って排風機６により集塵する。次に、溶解した原材料を昇温して成分調整が終わるまでの昇温期および保温期には、即ち、解落後の密閉蓋を密閉可能な時期以降には、密閉蓋７を閉鎖して路内を気密にし、減圧ポンプ９により集塵機１０および弁８を介して路内を減圧し、積極的に溶湯内の残存亜鉛を補集する。
【００１７】
次に図２に示された実施例が図１に示された実施例と異なる点は、環状排ガス路２を省略し、そして溶解期には密閉蓋７を少し開放して密閉蓋７と気密保持部材３との間に隙間を設け、弁４を介して密閉蓋７の穴（図示されていない）から吸引する際、その隙間から外部空気が炉内に流入するようにして吸引に対する風量を確保すると共に外部空気により流速を高めて吸引を迅速に行うようにしてある。一方、昇温期および保温期には、密閉蓋７を完全に閉鎖して炉内を気密にし、図１の実施例と同様に減圧ポンプ９により集塵機１０および弁８を介して炉内を減圧し、積極的に溶湯内の残存亜鉛を補集する。
【００１８】
図３は各種金属の加熱温度と蒸気圧との関係を現した図で亜鉛は鉄に比べてその蒸気圧がはるかに高く鋳鉄の溶解温度（約１５００℃）では蒸発し易い状態にあることを示している。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、排気系を２系統にしているので減圧下の系の容量を小さくできる効果がある。また通常集塵と亜鉛集塵とに分離したので、減圧下の系で集塵した塵埃はほとんどが亜鉛または酸化亜鉛であるので、再利用が可能である。
更に、通常集塵と亜鉛集塵との２系統とするために、炉内減圧装置は風量が少なくて済み、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の構成図
【図２】この発明の別の実施例の構成図
【図３】各種金属の加熱温度と蒸気圧との関係を現した図
【図４】従来例のるつぼ型誘導炉の断面図
【図５】従来例の別のるつぼ型誘導炉の断面図
【符号の説明】
１…るつぼ型誘導炉、２…環状排ガス路、３…気密保持部材、４…弁、５…集塵機弁、６…排風機、７…密閉蓋、８…弁、９…減圧ポンプ、１０…集塵機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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