(57)【要約】【課題】溶湯の表面を防燃ガスで覆いつつ、溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を集塵することができ、しかも、各種の作業性を損なうことのない溶解炉用集塵装置を提供すること。【解決手段】開口部３ａを上部に有する炉本体３と、防燃ガス供給装置に接続され、開口部３ａの縁部に沿って設置された円環状の防燃ガス供給管６と、集塵装置に接続され、防燃ガス供給管６に沿って同管６より高い位置に設置された円環状の集塵管７と、を備える。防燃ガス供給管６は、防燃ガス供給装置から供給される防燃ガスを下方ないし斜め下方に向けて吐出する防燃ガス吐出口６ａを全周に亘って有し、集塵管７は、円環内のガスを吸入するガス吸入口７ａを全周に亘って有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を上部に有する炉本体と、
防燃ガス供給装置に接続され、前記開口部の縁部に沿って設置された略環状の防燃ガス供給管と、
集塵装置に接続され、前記防燃ガス供給管に沿って同管より高い位置に設置された略環状の集塵管と、
を備え、
前記防燃ガス供給管は、前記防燃ガス供給装置から供給される防燃ガスを下方ないし斜め下方に向けて吐出する防燃ガス吐出口を全周に亘って有し、
前記集塵管は、環内のガスを吸入するガス吸入口を全周に亘って有する、
ことを特徴とする溶解炉用集塵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶解炉用集塵装置において、
前記集塵管は、前記防燃ガス供給管上に直接搭載されており、
前記集塵管の内側面よりも前記防燃ガス供給管の内側面の方が、開口部中心側へ位置していることにより、前記２つの内側面の間に段差部が形成されている、
ことを特徴とする溶解炉用集塵装置。
【請求項３】
請求項２に記載の溶解炉用集塵装置において、
前記段差部に載置される蓋をさらに備える、
ことを特徴とする溶解炉用集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気炉等の溶解炉に適用して溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を吸引回収する溶解炉用集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金は、軽量で高い強度を有し、放熱特性に優れた材料として知られている。このマグネシウム合金の鋳造作業においては、電気炉にマグネシウム合金のインゴットを投入して溶融状態にする工程が含まれる。
【０００３】
電気炉内で溶融状態となったマグネシウム合金の溶湯は、大気中の酸素や水素等と容易に反応して燃焼してしまうため、その燃焼を防止すべく、溶湯の表面に防燃ガスを供給することが行われている。例えば特許文献１には、炉内に配置したノズル先端から防燃ガスを供給することで、溶湯の表面を防燃ガスで覆うようにしている。
【０００４】
また、溶解炉では、溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を作業者が吸引することを防止するための対策が施される。例えば、特許文献２に開示されている電気炉用集塵装置では、炉本体の開口部を包囲するよう吸引口を設け、この吸引口から煤塵、ヒューム等を吸引することで、それらが炉外へ拡散することを抑止している。なお、特許文献２には、防燃ガスに関する記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３４６１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、マグネシウム等の燃焼し易い材料を溶解炉内で溶融状態にする場合、溶湯の表面を防燃ガスで覆いながら、溶湯から発生して上昇する煤塵、ヒューム等を集塵することが必要となる。これら２つの処理を行うために、例えば、特許文献２に開示されている電気炉用集塵装置において、特許文献１に開示されている防燃ガス噴出ノズルを設けることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、溶解炉においては、各種の作業（溶湯の撹拌作業、温度計測作業、内部の目視確認等）を行う必要があり、炉内に防燃ガス噴出ノズルがあると、それが作業の邪魔になって作業性（作業効率）を低下させるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、溶湯の表面を防燃ガスで覆いつつ、溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を集塵することができ、しかも、各種の作業性を損なうことのない溶解炉用集塵装置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】
本発明の溶解炉用集塵装置は、開口部を上部に有する炉本体と、防燃ガス供給装置に接続され、前記開口部の縁部に沿って設置された略環状の防燃ガス供給管と、集塵装置に接続され、前記防燃ガス供給管に沿って同管より高い位置に設置された略環状の集塵管と、を備え、前記防燃ガス供給管は、前記防燃ガス供給装置から供給される防燃ガスを下方ないし斜め下方に向けて吐出する防燃ガス吐出口を全周に亘って有し、前記集塵管は、環内のガスを吸入するガス吸入口を全周に亘って有する、ことを特徴としている。なお、本明細書および特許請求の範囲における「略環状」には、無端環状（完全な環状）のほか、少なくとも一部が途切れた不完全な環状なども含まれる。
【００１０】
かかる構成を備える溶解炉用集塵装置によれば、防燃ガス供給管の防燃ガス吐出口から防燃ガスが吐出供給されることにより溶湯の表面を防燃ガスで覆いつつ、溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を、集塵管のガス吸入口から集塵することができる。しかも、防燃ガス供給管は、炉本体の開口部の縁部に沿って設置され、集塵管は防燃ガス供給管に沿って設置されているため、これらの管が各種の作業の作業性を低下させることがない。
【００１１】
前記集塵管は、前記防燃ガス供給管上に直接搭載されており、前記集塵管の内側面よりも前記防燃ガス供給管の内側面の方が、開口部中心側へ位置していることにより、前記２つの内側面の間に段差部が形成されている、ことが望ましい。
【００１２】
前記段差部に載置される蓋をさらに備える、ことが望ましい。
【００１３】
かかる構成を備える溶解炉用集塵装置によれば、蓋と防燃ガス供給管との隙間より、煤塵、ヒューム等を含んだガスが漏れ出しても、そのガスは、すぐ近傍にある集塵管のガス吸入口に吸入されるため、蓋で開口部を塞いでいるときの集塵効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶湯の表面を防燃ガスで覆いつつ、溶湯から発生する煤塵、ヒューム等を集塵することができ、しかも、各種作業の作業性を損なうことのない溶解炉用集塵装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置等を示す断面図である。
【図２】防燃ガス供給管の防燃ガス吐出口の例を示す底面図である。
【図３】集塵管のガス吸入口の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置等を示す断面図であって、（ａ）は蓋を全開放した状態を示し、（ｂ）は蓋を半開放した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置について図面を参照しつつ説明する。図１は、電気炉２の坩堝３にマグネシウム合金の溶湯４が入った状態を示している。溶解炉用集塵装置１は、炉本体である坩堝３、防燃ガス供給管６、集塵管７などを備えている。
【００１７】
図１に示す坩堝３は、被溶解材であるマグネシウム合金等のインゴットを投入する開口部３ａを上部に有する有底円筒状のものからなり、その開口部３ａの縁部に沿って防燃ガス供給管６が設置されている。図１では、攪拌機１５を使用しているところを例示している。攪拌機１５は、下端部に撹拌翼８を備えたシャフト１４をモータ１７によって回転駆動させることにより、溶湯４を撹拌する。
【００１８】
防燃ガス供給管６は、上から視て円環状に形成された管材で構成されている。この防燃ガス供給管６は、防燃ガス供給装置（不図示）に接続されており、同装置から配管９を介して圧送される防燃ガスの供給を受ける。防燃ガス供給装置から供給され、防燃ガス供給管６内部に流れ込んだ防燃ガスは、防燃ガス供給管６に形成された防燃ガス吐出口６ａより、下方ないし斜め下方に向かって坩堝３内に吐出される。なお、防燃ガスは空気より比重が大きいため、坩堝３内では溶湯４の表面上に容易に滞留する。防燃ガスの成分例としては、ＣＦ３Ｉ（ヨウ化トリフルオロメタン）が挙げられる。
【００１９】
防燃ガス吐出口６ａは、防燃ガス供給管６の下部に形成されており、図２（ａ）に示すように、全周に亘って連続したスリット状のものとされている。図では表現していないが、スリットの幅Ｗは、防燃ガスが坩堝３内に均一に吐出されるように、防燃ガス供給側となる配管９の下流端に近いほど幅狭になっていることが望ましい。また、防燃ガス供給管６の内径が大きい方が、各種の作業を行い易くなるため、防燃ガス供給管６の内径を極力坩堝３の開口部３ａの内径に近づけ（内径を極力大きくし）、防燃ガス吐出口６は、できるだけ防燃ガス供給管６の内径側に形成することが望ましい。
【００２０】
その他の防燃ガス吐出口６ａの例として、図２（ｂ）に示すようなものであってもよい。この防燃ガス吐出口６ａは、全周に亘って形成された多数の穴で構成されている。この場合、図では表現していないが、防燃ガスが坩堝３内に均一に吐出されるように、防燃ガス供給側となる配管９の下流端からの距離に応じて、穴の開口面積、穴間のピッチ等が考慮されることが望ましい。
【００２１】
集塵管７も上から視て円環状に形成された管材で構成されており、防燃ガス供給管６より高い位置に同心円状に設置されている。本実施形態では、集塵管７は防燃ガス供給管６の外径側に沿って同管６上に直接搭載されている。集塵管７には、坩堝３内の溶湯４から発生して上昇する環内のガス（煤塵、ヒューム、防燃ガス等を含む）を吸入するガス吸入口７ａが形成されている。集塵管７は、煤塵、ヒューム等を含むガスを吸引回収する集塵装置（不図示）に配管１１を介して接続されており、集塵管７内のガスが配管１１を通じて集塵装置側に吸引回収される。
【００２２】
ガス吸入口７ａは、集塵管７の内側面７ｂに形成されており、図３（ａ）に示すように、全周に亘って連続したスリット状のものとされている。図では表現していないが、スリットの幅Ｗは、ガスが均一に吸い込まれるように、ガス吸引側となる配管１１の上流端に近いほど幅狭になっていることが好ましい。
【００２３】
その他のガス吸入口７ａの例として、図３（ｂ）に示すようなものであってもよい。このガス吸入口７ａは、集塵管７の内側面７ｂに全周に亘って形成された多数の穴で構成されている。この場合、図では表現していないが、ガスが均一に吸い込まれるように、ガス吸引側となる配管１１の上流端からの距離に応じて、穴の開口面積、穴間のピッチ等が考慮されることが望ましい。
【００２４】
本実施形態では、図１および図４に示すように、集塵管７の内側面７ｂよりも防燃ガス供給管６の内側面６ｂの方が、開口部３ａの中心側へ位置している。つまり、集塵管７の内径の方が防燃ガス供給管６の内径よりも大きくなっている。これにより、防燃ガス供給管６の内側面６ｂと集塵管７の内側面７ｂとの間で全周に亘って段差部１２が形成されている。
【００２５】
上記段差部１２には、図１に示すように、円板状の蓋１３が載置可能となっている。蓋１３には貫通孔１３ａが形成されており、下端部に撹拌翼８を備える攪拌機１５のシャフト１４が挿通されている。また、蓋１３は、半月状に分割可能な２つ割れ構造のものとなっている。
【００２６】
以上の構成を備える溶解炉用集塵装置１において、何らかの作業（例えば攪拌機１５の設置作業、内部の目視確認など）を行うために、蓋１３を開放した場合は、図４（ａ）の矢印Ｑに示す方向に、溶湯４の表面からガス（煤塵、ヒューム、防燃ガス等を含んだガス）が上昇する。このガスは、坩堝３の開口部３ａを少し上の位置で包囲するように設置された集塵管７のガス吸入口７ａより吸入され、集塵機側に回収される。蓋１３を開放した状態では、坩堝３の開口部３ａの中心近傍を上昇するガスは、集塵管７内に回収されることなく、炉外へ拡散してしまい易くなるので、蓋１３の開放時は、集塵機の吸引力を最大設定にするなどして当該拡散を抑制することが望ましい。
【００２７】
また、何らかの作業（例えば、内部の目視確認など）を行うために、蓋１３の半分を開放した場合は、図４（ｂ）の矢印Ｒに示す方向に、溶湯４の表面からガス（煤塵、ヒューム、防燃ガス等を含んだガス）が上昇する。このガスは、主に、蓋１３が開放された側を通過して集塵管７のガス吸入口７ａから吸入され、集塵機側に回収される。この状態でも、坩堝３の開口部３ａの中心近傍を上昇するガスは、集塵管７内に回収されることなく、炉外へ拡散してしまい易くなるので、蓋１３の半分開放時も、集塵機の吸引力を最大設定にするなどして当該拡散を抑制することが望ましい。
【００２８】
坩堝３の開口部３ａを蓋１３で全閉した場合は、図１に示すように、溶湯４の表面から上昇するガス（煤塵、ヒューム、防燃ガス等を含んだガス）は、主に、蓋１３と防燃ガス供給管６の上面との隙間、および、蓋１３の貫通孔１３ａおよびシャフト１４間の隙間から漏れ出す。図１の拡大図の矢印Ｐ１が示すように、蓋１３と防燃ガス供給管６の上面との隙間から漏れ出したガスは、そのすぐ近傍にある集塵管７のガス吸入口７ａに吸入されるため、当該隙間から漏れ出したガスは炉外へ拡散しにくくなっている。また、この場合と比較して回収効率は劣るものの貫通孔１３ａおよびシャフト１４間の隙間から矢印Ｐ２に示すように漏れ出したガスも、集塵管７のガス吸入口７ａに吸入される。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置１においては、防燃ガス供給管６が、坩堝３の開口部３ａの縁部に沿って設置され、集塵管７が、その防燃ガス供給管６に沿って同管６上に設置されている。このため、溶解炉用集塵装置１によれば、防燃ガス供給管６および集塵管７が各種の作業の邪魔になることなく、溶湯４の表面を防燃ガスで覆いつつ、溶湯４から発生する煤塵、ヒューム等を集塵することができる。
【００３０】
また、本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置１によれば、防燃ガス吐出口６ａが防燃ガス供給管６の下部に全周に亘って形成されていることから、坩堝３内の溶湯４の表面に対して均一に防燃ガスを供給することができる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置１によれば、防燃ガス供給管６の吐出口６ａから下方ないし斜め下方に向けて防燃ガスが吐出されるので、吐出された防燃ガスが溶湯４の表面近傍を通過することなく、ダイレクトに集塵管７のガス吸入口７ａに吸入されてしまうことが抑止される。
【００３２】
また、本発明の実施の形態に係る溶解炉用集塵装置１によれば、集塵管７の内径を防燃ガス供給管６の内径より大きくすることにより、坩堝３の開口部３ａを塞ぐ蓋１３を載置可能な段差部１２を形成し、その段差部１２に蓋１３を載置するようにしている。この場合、蓋１３と防燃ガス供給管６の上面との隙間から、煤塵、ヒューム等を含んだガスが漏れ出しても、そのすぐ近傍にある集塵管７のガス吸入口７ａに吸入される。つまり、本装置１によれば、蓋１３で坩堝３の開口部３ａを塞いでいるときの煤塵、ヒューム等の集塵効率を高めることができる。
【００３３】
＜他の実施形態＞
既述の実施形態では、被溶解材としてマグネシウム合金を一例に挙げて説明したが、防燃ガスの使用を必要とするものであれば、被溶解材はマグネシウム合金以外の材料であってもよい。
【００３４】
既述の実施形態では、被溶解材を溶融させるための炉として電気炉を使用したが、電気炉をその他の種類の炉に置き換えることも可能である。
【００３５】
既述の実施形態では、坩堝３の開口部３ａを塞ぐ蓋１３に、攪拌機１５のシャフト１４を貫通させる孔１３ａが設けられていたが、更に、その他の機器（例えば温度計等）貫通させる孔を別途設けてもよい。この場合、別途設けた孔の隙間から漏れ出すガスは、集塵管７のガス吸入口７ａに吸入されることが期待される。
【００３６】
既述の実施形態では、防燃ガス供給管６及び集塵管７は円環状であったが、坩堝３の開口部３ａの形状に応じて、楕円環状、角環状（包囲する領域が多角形を成す環状）など、円環状以外の環状であってもよい。また、防燃ガス供給管６及び集塵管７は開口部３ａを概ね囲う形状であれば、無端環状（完全な環状）でなくてもよい。例えば、少なくとも一部が途切れた不完全な環状であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    溶解炉用集塵装置
３    坩堝（炉本体）
３ａ  開口部
６    防燃ガス供給管
６ａ  防燃ガス吐出口
６ｂ  防燃ガス供給管の内側面
７    集塵管
７ａ  ガス吸入口
７ｂ  集塵管の内側面
１２  段差部
１３  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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