(57)【要約】      （修正有）【課題】交換可能で且つ破損しにくいだけでなく不純物が比較的少ない溶湯を提供することができる金属溶湯保持炉の提供。【解決手段】本発明に係る金属溶湯保持炉は、上方に開口２１３を有すると共に開口２１３に近い側の上方空間と該上方空間の下方にあって該上方空間と連通している下方空間とを含む溶湯受け空間２１４を画成するように形成された本体部２１１と、前記上方空間を左右方向に並ぶ第１のサブ空間および第２のサブ空間とに仕切るように設けられた仕切り板２１２とを有する炉本体２１を具え、前記第１のサブ空間と前記第２のサブ空間とが前記下方空間を介して連通していることを特徴とする。【選択図】図３
2015139822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の溶湯を保持するための保持炉であって、
上方に開口を有すると共に、該開口に近い側の上方空間と該上方空間の下方にあって該上方空間と連通している下方空間とを含む溶湯受け空間を画成するように形成された本体部と、前記上方空間を左右方向に並ぶ第１のサブ空間および第２のサブ空間とに仕切る仕切り板とを有する炉本体を具え、
前記第１のサブ空間と前記第２のサブ空間とが前記下方空間を介して連通していることを特徴とする金属溶湯保持炉。
【請求項２】
前記炉本体は、不定形耐火物から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯保持炉。
【請求項３】
金属から成り、前記炉本体を嵌入させることができるように形成された凹部を有するハウジングを更に具え、
前記炉本体は、前記ハウジングの前記凹部に装脱自在に嵌入されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属溶湯保持炉。
【請求項４】
前記炉本体と前記ハウジングとの間に介在する断熱層を更に具える
ことを特徴とする請求項３に記載の金属溶湯保持炉。
【請求項５】
前記断熱層は、繊維系断熱材から成る
ことを特徴とする請求項４に記載の金属溶湯保持炉。
【請求項６】
請求項１に記載の金属溶湯保持炉を製造するための方法であって、
（ａ）一方に開口を有する収容空間を画成するように桶形に形成されている下型と、前記下型の前記開口と形状が対応するように形成されていると共にインレットが設けられている取り付け部材と該取り付け部材と連結されている延伸部材とを有する上型とを具え、
前記延伸部材は、溝により２つの部分に分けられていると共に前記取り付け部材に密接している上方部を有し、
前記取り付け部材が前記下型の前記開口を覆うと共に前記延伸部材が前記下型の前記収容空間に入り込むように延伸して前記下型と前記延伸部材との間にキャビティが形成されているモールドユニットを用意する工程と、
（ｂ）前記上型の前記取り付け部材に設けられた前記インレットから耐火物材料を注入して前記キャビティと前記溝とを該耐火物材料で満たしてから、該耐火物材料を硬化させる工程と、
（ｃ）硬化した該耐火物材料を焼結することで該耐火物材料によって前記キャビティに対応して形成された前記本体部と前記溝に対応して形成された前記仕切り板とを備える前記金属溶湯保持炉の前記炉本体を形成する工程と、を含む
ことを特徴とする金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項７】
前記耐火物材料として、不定形耐火物を用いる
ことを特徴とする請求項６に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項８】
前記焼結は、６００℃で２４時間行う
ことを特徴とする請求項６に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項９】
（ｄ）形成された前記炉本体を、金属からなるハウジングに装脱自在に嵌入する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項６に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項１０】
前記炉本体と前記ハウジングとの間に断熱層を介在させる
ことを特徴とする請求項９に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融炉に関し、特に溶融した金属の溶湯を保持する金属溶湯保持炉およびその製造方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
ダイキャストマシンに用いられる溶融炉の従来例が、特許文献１（台湾特許第Ｉ２８０１６６号明細書）に示されている。該溶融炉は、金属を溶融してその溶湯を保持することができるように構成されたものであるが、溶湯と接する保持炉の内面が高温などによって損傷を受けると、溶融炉全体を交換する必要があり、メンテナンスコストがかさむ。
【０００３】
図１には、溶融炉の他の従来例が示されている。該溶融炉９は、グラファイト（黒鉛）製の保持炉９３と、保持炉９３を取り囲む金属製のハウジング９１と、ハウジング９１と保持炉９３の間に設けられた断熱材９２と、断熱材９２と保持炉９３の間に設けられた加熱モジュール９４とから構成されている。溶融炉９の稼動時には、保持炉９３が加熱モジュール９４によって加熱されて保持炉９３内に填入されたアルミニウムインゴット（図示せず）が溶融し、アルミニウム溶湯が得られる。該溶融炉９においては、保持炉９３がハウジング９１や断熱材９２と別々に設けられているので、保持炉９３が損傷した際には、炉体９３だけを交換することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ２８０１６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記溶融炉９では、保持炉９３がグラファイトから成っているので、例えば稼動が停止して保持炉９３内の溶湯が冷えて固化すると、金属（アルミニウム）とグラファイトの熱膨張率の差異により、保持炉９３が押し広げられて破損してしまう。しかも、グラファイト製の保持炉９３は使用につれて徐々に溶湯によって侵食されるので、頻繁に交換する必要があり、たとえ保持炉だけを交換することができても、やはりメンテナンスコストがかさむ。
【０００６】
加えて、金属インゴットは通常不純物を含むものであり、従来の溶融炉９では、保持炉９３内で溶融する際に、溶湯よりも比重が軽い不純物が溶湯の液面に浮上する。そこで、インゴットを追加するたびに絶えず液面に浮上した不純物を掬い取らなくてはならず、不便である。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の各問題点に鑑みてなされたものであり、交換可能で且つ破損しにくいだけでなく、不純物が比較的少ない溶湯を提供することができる金属溶湯保持炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する手段として、本発明は、金属の溶湯を保持するための交換可能な保持炉であって、上方に開口（２１３）を有すると共に、該開口（２１３）に近い側の上方空間（２１５）と該上方空間（２１５）の下方において該上方空間（２１５）と連通している下方空間（２１６）とを含む溶湯受け空間（２１４）を画成するように形成された本体部（２１１）と、前記上方空間（２１５）を左右方向に並ぶ第１のサブ空間（２１５１）および第２のサブ空間（２１５２）とに仕切るように設けられた仕切り板（２１２）とを有する炉本体（２１）を具え、前記第１のサブ空間（２１５１）と前記第２のサブ空間（２１５２）とが前記下方空間（２１６）を介して連通していることを特徴とする金属溶湯保持炉（２）を提供する。
【０００９】
本発明に係る金属溶湯保持炉においては、前記炉本体（２１）が、不定形耐火物から成っていることが好ましい。
【００１０】
また、金属から成り、前記炉本体（２１）を嵌入させることができるように形成された凹部（２２１）を有するハウジング（２２）を更に具え、前記炉本体（２１）が、前記ハウジング（２２）の前記凹部（２２１）に装脱自在に嵌入されているように構成することが好ましい。
【００１１】
更に、前記炉本体（２１）と前記ハウジング（２２）との間に介在する断熱層（２３）を更に具えることが好ましく、前記断熱層（２３）としては、繊維系断熱材から成るものを用いることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記金属溶湯保持炉を製造する方法としては以下の方法を提供する。
【００１３】
即ち、（ａ）一方に開口（４１１）を有する収容空間（４１２）を画成するように桶形に形成されている下型（４１）と、前記下型（４１）の前記開口（４１１）と形状が対応するように形成されていると共にインレット（４２１１）が設けられている取り付け部材（４２１）と該取り付け部材（４２１）と連結されている延伸部材（４２２）とを有する上型（４２）とを具えており、前記延伸部材（４２２）は、溝（４２４）により２つの部分（４２５）に分けられていると共に前記取り付け部材（４２１）に密接している上方部（４２３）を有し、前記取り付け部材（４２１）が前記下型（４１）の前記開口を覆うと共に前記延伸部材（４２２）が前記下型（４１）の前記収容空間（４１２）に入り込むように延伸して前記下型（４１）と前記延伸部材（４２２）との間にキャビティが形成されているモールドユニット（４）を用意する工程と、
（ｂ）前記上型（４２）の前記取り付け部材（４２１）に設けられた前記インレット（４２１１）から耐火物材料を注入して前記キャビティと前記溝（４２４）とを該耐火物材料で満たしてから、該耐火物材料を硬化させる工程と、
（ｃ）硬化した該耐火物材料を焼結することで該耐火物材料によって前記キャビティに対応して形成された前記本体部（２１１）と前記溝（４２４）に対応して形成された前記仕切り板（２１２）とを備える前記金属溶湯保持炉の前記炉本体（２１）を形成する工程と、を含むことを特徴とする金属溶湯保持炉の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
上記手段によれば、前記溶湯受け空間の前記上方空間が、前記仕切り板により２つのサブ空間に仕切られている上に、これら２つのサブ空間が前記下方空間を介して連通しているので、金属インゴットを材料として投入し溶湯を形成する際に、一方のサブ空間を材料投入側、他方のサブ空間を溶湯汲出側とした上で、該一方のサブ空間側の溶湯液面にある不純物を除去すれば、その後材料を投入し続けても、該一方のサブ空間側の液面に集中して不純物が留まり、該他方のサブ空間側から不純物をほぼ含まない溶湯を連続的に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の金属溶融炉を示す断面斜視図。
【図２】本発明の一実施形態における金属溶湯保持炉を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施形態における金属溶湯保持炉を示す分解斜視図。
【図４】上記金属溶湯保持炉の炉本体を示す斜視図。
【図５】本発明に係る金属溶湯保持炉を製造する工程を示すフローチャート。
【図６】上記工程で用いるモールドユニットを示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明は、溶融炉において金属の溶湯を保持するための単独で交換可能な金属溶湯保持炉（以下単に保持炉）に関するものであり、図２、図３、図４には、本実施形態における保持炉２がそれぞれ斜視図で示されている。
【００１８】
保持炉２は、図２および図３に示されているように、それぞれ別々に設けられており単独で交換することができる炉本体２１と、ハウジング２２と、断熱層２３とから主に構成されている。
【００１９】
炉本体２１は、上方に開口２１３を有すると共に、溶湯受け空間２１４を画成するように桶型に設けられている本体部２１１と、溶湯受け空間２１４の一部（下述する上方空間２１５）を仕切るように設けられている仕切り板２１２とを有する。溶湯受け空間２１４は、開口２１３に近い側の上方空間２１５と、上方空間２１５の下方にあって上方空間２１５と連通している底側の下方空間２１６とを含んでいる。
【００２０】
仕切り板２１２は、開口２１３側から上方空間２１５に延伸して、上方空間２１５を左右方向に並ぶ第１のサブ空間２１５１と第２のサブ空間２１５２とに仕切るように設けられている。言い換えれば、溶湯受け空間２１４のうち仕切り板２１２により仕切られている部分が上方空間２１５であり、仕切られていない部分が下方空間２１６である。また、仕切り板２１２は上方空間２１５のみを仕切っており下方空間２１６は仕切られていないので、第１のサブ空間２１５１と第２のサブ空間２１５２とは下方空間２１６を介して連通している。
【００２１】
炉本体２１の材料として、本実施形態においては、不定形耐火物を用いた。具体的な例を挙げると、粘土、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびこれらの組み合わせを用いることができる。
【００２２】
仕切り板２１２は、その高さＨ１が、本体部２１１の高さＨ２のおよそ３分の１となるように設けられることが好ましい（図４参照）。
【００２３】
ハウジング２２は、金属から成るものであり、炉本体２１を嵌入させることができるように形成された凹部２２１（図３参照）を有し、炉本体２１はこの凹部２２１に装脱自在に嵌め入れられている。なお、ハウジング２２を形成する方法として、例えば機械加工を用いることができる。
【００２４】
断熱層２３は、本実施形態では繊維系断熱材で構成されており、炉本体２１とハウジング２２との間に介在している。即ち、断熱層２３はハウジング２２の内面に敷設されており、断熱層２３に炉本体２１が着脱自在に連結されている。なお、断熱層２３は場合により省略され得るものであり、この場合は炉本体２１はハウジング２２の内面に直接着脱自在に連結される。
【００２５】
本発明に係る保持炉２は、例えば溶融したアルミニウムを供給するための装置（具体的には台湾登録実用新案第Ｍ４４４２３１号など）に用いることができる。使用に際しては、まず、金属インゴット（例えばアルミニウムインゴット）を炉本体２１の溶湯受け空間２１４内に入れて溶解して金属溶湯を形成する。この際、金属溶湯をその液面が仕切り板２１２の上端と下端の間に来るように、つまり液面が上方空間２１５にあるように形成する。こうすると、金属溶湯はその液面が仕切り板２１２によって第１のサブ空間２１５１側と第２のサブ空間２１５２側とに区切られる。
【００２６】
溶湯形成に際しては、金属インゴット中の不純物が溶湯の液面に浮上するが、本発明に係る保持炉２によれば、上述の構造を有することにより、以下に説明するように、不純物をほぼ含まない溶湯を連続的に提供することができる。
【００２７】
まず、最初に溶湯を形成した際に、第２のサブ空間２１５２側の液面にある不純物を除去する。以降、使用に供する溶湯は第２のサブ空間２１５２側から汲み出すと共に、追加する金属インゴットは第１のサブ空間２１５１側から徐々に投入する。このようにすれば、追加投入された金属インゴットは第１のサブ空間２１５１内であるいは沈降して下方空間２１６における第１のサブ空間２１５１の直下で溶解するので、追加投入された金属インゴットに含まれていた不純物は、ほぼ第１のサブ空間２１５１側の液面にのみ浮上するようになり、第２のサブ空間２１５２側の溶湯は不純物をほぼ含まなくなり、第２のサブ空間２１５２側から不純物をほぼ含まない溶湯を連続的に供給することができる。
【００２８】
なお、本発明に係る保持炉２は、炉本体２１が断熱層２３を介してまたは直接にハウジング２２に装脱自在に嵌入されているので、炉本体２１が損傷した際にはハウジング２２と共にではなく個別に交換され得るものである。しかも、炉本体２１は上述のように不定形耐火物を材料として成るものなので、従来の例えばグラファイトから成る炉本体と比べて、耐熱性が高く損傷し難いので、使用寿命が長い。
【００２９】
（製造方法）
以下、図５および図６を参照に、上述した本発明に係る保持炉２を製造する方法の一実施形態を説明する。図５は該方法のフローチャートであり、図６は、該方法において炉本体２１を形成するために用いるモールドユニット４の構成を示している。
【００３０】
本実施形態における保持炉２を製造する方法は、以下の工程（ａ）〜（ｄ）を含んでいる。
【００３１】
工程（ａ）では、モールドユニット４を用意する。
【００３２】
モールドユニット４は、上下一対の、下型４１と上型４２とから構成される。
【００３３】
下型４１は、一方（図示では上方）に開口４１１を有する収容空間４１２を画成するように桶形に形成されている。
【００３４】
上型４２は、下型４１の開口４１１と形状が対応するように盤状に形成されていると共にインレット４２１１が設けられている取り付け部材４２１と、取り付け部材４２１から下方に延伸するように取り付け部材４２１と連結されている延伸部材４２２とを有する。
【００３５】
延伸部材４２２は、取り付け部材４２１に密接している上方部４２３を有し、上方部４２３は溝４２４により左右方向に並ぶ２つの部分４２５、４２５に分けられている。
【００３６】
上型４２と下型４１とを、上型４２の取り付け部材４２１が下型４１の開口４１１を覆うと共に、上型４２の延伸部材４２２が下型４１の収容空間４１２に入り込むように設置すると、下型４１と延伸部材４２２との間に、溝４２４と連通するキャビティが形成される。
【００３７】
工程（ｂ）では、工程（ａ）で用意されたモールドユニット４に、インレット４２１１から耐火物材料を流し込んで上記キャビティと溝４２４とを満たしてから、耐火物材料を硬化させる。
【００３８】
工程（ｃ）では、硬化した耐火物材料を焼結することで、該耐火物材料によって上記キャビティに対応して形成された本体部２１１と、溝４２４に対応して形成された仕切り板２１２とを具えた上述の炉本体２１を形成する。
【００３９】
工程（ｄ）では、形成された炉本体２１を、間に断熱層２３が介在するようにハウジング２２に装脱自在に嵌め入れる。ハウジング２２としては金属から成るものを用いる。
【００４０】
なお、工程（ａ）では、組立てや分解の便宜を図るため、下型４１および上型４２の延伸部材４２２として、それぞれ複数の構成要素からなったものを用いることができる。また、本実施形態においては、上型４２の取り付け部材４２１と延伸部材４２２とは、互いに引き離すことができるように且つ密接に連結されているが、これらを一体に成形することも可能である。延伸部４２２は、例えば発泡スチロールで構成することができる。
【００４１】
また、工程（ｂ）における耐火物材料として、本実施形態では不定形耐火物材料（例えば粘土やアルミナ質材料）を用い、キャビティに注入後に静置することで自然に硬化させる。
【００４２】
また、工程（ｃ）における焼結は、硬化した耐火物材料を摂氏６００度の環境に２４時間置くことで行う。
【００４３】
また、工程（ｄ）における断熱層２３としては、繊維系断熱材を用いることができる。なお、断熱層２３は省いてもよく、その場合は、形成された炉本体２１をハウジング２２に装脱自在に直接嵌め入れればよい。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る金属溶湯保持炉は、炉本体が単独で交換可能な上に使用寿命も長く、加えて、不純物をほぼ含まない溶湯を連続的に提供することができるので、例えばアルミダイキャストに用いられる溶融炉として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
２            保持炉
２１          炉本体
２１１        本体部
２１２        仕切り板
２１３        開口
２１４        溶湯受け空間
２１５        上方空間
２１５１      第１のサブ空間
２１５２      第２のサブ空間
２１６        下方空間
２２          ハウジング
２２１        凹部
２３          断熱層
４            モールドユニット
４１          下型
４１１        開口
４１２        収容空間
４２          上型
４２１        取り付け部材
４２１１      インレット
４２２        延伸部材
４２３        上方部
４２４        溝
４２５        部分
【図１】
2015139822.tif 000003
【図２】
2015139822.tif 000004
【図３】
2015139822.tif 000005
【図４】
2015139822.tif 000006
【図５】
2015139822.tif 000007
【図６】
2015139822.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月14日(2015.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口を有すると共に、該開口に近い側の上方空間と該上方空間の下方にあって該上方空間と連通している下方空間とを含む溶湯受け空間を画成するように形成された本体部と、前記上方空間を左右方向に並ぶ第１のサブ空間および第２のサブ空間とに仕切る仕切り板とを有する炉本体を具え、前記第１のサブ空間と前記第２のサブ空間とが前記下方空間を介して連通している金属溶湯保持炉を製造するための方法であって、
（ａ）一方に開口を有する収容空間を画成するように桶形に形成されている下型と、前記下型の前記開口と形状が対応するように形成されていると共にインレットが設けられている取り付け部材と該取り付け部材と連結されている延伸部材とを有する上型とを具え、  前記延伸部材は、溝により２つの部分に分けられていると共に前記取り付け部材に密接している上方部を有し、
前記取り付け部材が前記下型の前記開口を覆うと共に前記延伸部材が前記下型の前記収容空間に入り込むように延伸して前記下型と前記延伸部材との間にキャビティが形成されているモールドユニットを用意する工程と、
（ｂ）前記上型の前記取り付け部材に設けられた前記インレットから耐火物材料を注入して前記キャビティと前記溝とを該耐火物材料で満たしてから、該耐火物材料を硬化させる工程と、
（ｃ）硬化した該耐火物材料を焼結することで該耐火物材料によって前記キャビティに対応して形成された前記本体部と前記溝に対応して形成された前記仕切り板とを備える前記金属溶湯保持炉の前記炉本体を形成する工程と、を含むことを特徴とする金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項２】
前記耐火物材料として、不定形耐火物を用いることを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項３】
前記焼結は、６００℃で２４時間行うことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項４】
（ｄ）形成された前記炉本体を、金属からなるハウジングに装脱自在に嵌入する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。
【請求項５】
前記炉本体と前記ハウジングとの間に断熱層を介在させることを特徴とする請求項４に記載の金属溶湯保持炉の製造方法。