(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非鉄金属を溶解するタワー型の溶解炉であって、溶解材料が投入される略筒状の予熱タワー（１０）と、前記予熱タワーの下流端に連設され，複数の溶解バーナー（２１）を上壁に有すると共に溶け落としバーナーが無く且つ掃除口も無い溶解室（２０）と、前記溶解室の下流側にサイドバーナーを設けることなく連設され，保持バーナー（３１）を有すると共に，下流端に開閉自在な開口部（３２）を設けた保持室（３０）と，を備え、前記複数の溶解バーナーをそれぞれ異なる角度で設置し、前記予熱タワーを，その内径を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した縦断面末広がり形状とし、前記溶解室を，その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した平面末広がり形状としたことを特徴とする非鉄金属溶解炉。
【請求項２】
非鉄金属を溶解するタワー型の溶解炉であって、溶解材料が投入される略筒状の予熱タワー（１０）と、前記予熱タワーの下流端に連設され，複数の溶解バーナー（２１）を上壁に有すると共に溶け落としバーナーが無く且つ掃除口も無い溶解室（２０）と、前記溶解室の下流側にサイドバーナーを設けることなく連設され，保持バーナー（３１）を有すると共に，下流端に開閉自在な開口部（３２）を設けた保持室（３０）と，を備え、前記複数の溶解バーナーをそれぞれ異なる角度で設置し、前記予熱タワーを，その内径を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した縦断面末広がり形状とし、前記溶解室を，その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した平面末広がり形状とし、且つ前記保持室（３０）を、その上流端と前記下流端との距離（Ｄ１）が側端間の距離（Ｄ２）よりも短い平面略楕円形状としたことを特徴とする非鉄金属溶解炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミニウム合金、亜鉛、マグネシウム等の非鉄金属を対象としたタワー型の非鉄金属溶解炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からアルミニウム合金などを溶解するタワー型の非鉄金属溶解炉が多く創案されている（例えば、特許文献１参照）。こうした従来の非鉄金属溶解炉７０の一例を図６および図７に示す。この従来の非鉄金属溶解炉７０は次のようにして使用される。
【０００３】
まず、溶解材料（非鉄金属）を、排気口付属のタワー蓋７２を開いた状態でタワー７１の上部から順次投入する。投入された溶解材料はタワー７１を通過して溶解室７３へ降下する。溶解室７３へ降下した溶解材料は、溶解バーナー７４の火炎（直火）によって溶解状態または半溶解状態となって保持室７５へ流下する。保持室７５へ流下した溶解材料は保持バーナー７６によって昇温されて溶解状態（溶湯）となり、出湯口７７を通過して炉外へ供給される。
【０００４】
なお、この非鉄金属溶解炉７０は、溶解室７３と保持室７５の間部分にサイドバーナー７８を設けており、当該サイドバーナー７８によって溶解材料を昇温させて溶解状態とし、円滑に保持室７５に流下させている。
【０００５】
こうした構成の非鉄金属溶解炉７０は、定期的にその内部を掃除する必要がある。その際、溶解材料の投入を停止して溶解室７３を空状態とし、保持室７５の下流端部に設けた扉付開口部７９からデレッキを挿入して人的に行うが、保持室７５が大きいためデレッキが溶解室７３の上流側まで届かない。
【０００６】
そのため、溶解室７３に溶け落としバーナー８０と扉付掃除口８１を設け、溶け落としバーナー８０を燃焼させることにより、溶解室７３に付着している溶解材料を溶かして流下させ、また、掃除口８１からデレッキを挿入して溶解材料をスケール、ノロ、カスなどと共に保持室７５に送り込んだ後、それらを保持室７５の開口部７９から挿入したデレッキによって炉外に排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１４６４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の非鉄金属溶解炉７０は、次のような解決すべき問題がある。
（甲）溶解室７３と保持室７５との間部分にサイドバーナー７８を設けているので、溶解炉７０の構造が複雑となり、設備費も嵩む。
【０００９】
（乙）溶解室７３から保持室７５へ至る炉床（湯路）に半溶解状態の溶解材料などが滞留してしまうため、サイドバーナー７８の炉内側タイルを閉塞してしまう。そのため、サイドバーナー７８の炉内側バーナータイルが異常に高温となり、当該サイドバーナー７８の燃焼ガスが炉外へバックファイヤーしてしまう。
【００１０】
こうした事態を防止するために、定期的に（約４時間毎）にサイドバーナー７８の本体を取り外して、バーナータイルと炉内の炉床（湯炉）を、デレッキ等を使用して人的に掃除する必要がある。この作業は高温下で行われるため極めて重労働である。
【００１１】
なお、この状態を放置すると、バックファイヤーによる火災が発生するなどの安全上の問題が生じる。また、溶解材料がアルミ合金の場合、炉を構成する耐火物が浸蝕されてコランダム化し膨張拡大し、炉を破壊してしまうという極めて重大な問題が発生する。
【００１２】
（丙）溶解室７３に溶け落としバーナー８０と掃除口８１を設けているので、溶解炉７０の構造が複雑となり設備費も嵩む。また、掃除口８１という大きな開口部分が形成されるので、溶解熱効率が低下する。
【００１３】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、構造が簡易で設備費も廉価であり、安全性と溶解熱効率に優れる非鉄金属溶解炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
図１乃至図５を参照して説明する。請求項１に記載の非鉄金属溶解炉１は、  非鉄金属を溶解するタワー型の溶解炉１であって、溶解材料が投入される略筒状の予熱タワー１０と、前記予熱タワー１０の下流端に連設され，複数の溶解バーナー２１を上壁に有すると共に溶け落としバーナーが無く且つ掃除口も無い溶解室２０と、前記溶解室２０の下流側にサイドバーナーを設けることなく連設され，保持バーナー３１を有すると共に，下流端に開閉自在な開口部３２を設けた保持室３０と，を備え、前記複数の溶解バーナー２１をそれぞれ異なる角度で設置し、前記予熱タワー１０を，その内径を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した縦断面末広がり形状とし、前記溶解室２０を，その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した平面末広がり形状としたものである。
【００１５】
請求項２に記載の非鉄金属溶解炉１は、非鉄金属を溶解するタワー型の溶解炉１であって、溶解材料が投入される略筒状の予熱タワー１０と、前記予熱タワー１０の下流端に連設され，複数の溶解バーナー２１を上壁に有すると共に溶け落としバーナーが無く且つ掃除口も無い溶解室２０と、前記溶解室２０の下流側にサイドバーナーを設けることなく連設され，保持バーナー３１を有すると共に，下流端に開閉自在な開口部３２を設けた保持室３０と，を備え、前記複数の溶解バーナー２１をそれぞれ異なる角度で設置し、前記予熱タワー１０を，その内径を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した縦断面末広がり形状とし、前記溶解室２０を，その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した平面末広がり形状とし、且つ前記保持室３０を、その上流端と前記下流端との距離Ｄ１が側端間の距離Ｄ２よりも短い平面略楕円形状としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の非鉄金属溶解炉１は、予熱タワー１０と溶解室２０と保持室３０を備えるものにおいて、溶解室２０に複数のバーナーをそれぞれ異なる角度で設置したので、火炎の噴射角度を自在に調整することによって溶解室２０の溶解材料の全てを万遍なく均等に溶解することができる。これにより、全ての溶解材料を溶解室２０に滞留させることなく保持室３０へ流下させることができる。その結果、従来必要としていたサイドバーナーを不要とすることができ、設備の簡素化と低廉化を図ることができる。
【００１７】
また、サイドバーナーを不要とすることができるので、従来必要としていた当該サイドバーナーの定期的な清掃が不要となり、また、バックファイヤーが発生しないので安全性にも優れる。
【００１８】
さらに、溶け落としバーナーと掃除口を不要とするので、さらなる設備の簡素化と低廉化を図ることができる。またさらに、掃除口という開口部分を形成しないので溶解熱効率を高めることができる。
【００１９】
請求項１に記載の非鉄金属溶解炉１は、上記したように、設備の簡素化と低廉化を図ることができると共に、安全性と溶解熱効率に優れるという特徴を有する。
【００２０】
また、予熱タワー１０を、その内径を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した縦断面末広がり形状としたので、そこに投入された溶解材料を円滑に溶解室２０に降下させることができる。さらに、溶解室２０を、その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大した平面末広がり形状としたので、従来必要としていたサイドバーナーを設けることなく溶解室２０の溶解材料（溶湯）を円滑に保持室３０に流下させることができる。
【００２１】
請求項２に記載の非鉄金属溶解炉１は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、保持室３０を、その上流端と下流端との距離Ｄ１が側端間の距離Ｄ２をよりも短い平面略楕円形状としたので、下流端に設けた開口部３２から溶解室２０までの距離を、保持室３０の容積を小さくすることなく短くすることができる。
【００２２】
これにより、開口部３２からデレッキを挿入して溶解室２０を容易に掃除することができるので、従来必要としていた溶け落としバーナーと溶解室２０の掃除口を不要とすることができる。その結果、設備の簡素化と低廉化をさらに図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る非鉄金属溶解炉の実施形態を示す要部断面側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】図１に示す溶解炉の背面図である。
【図４】図１に示す溶解炉における複数の溶解バーナーの異なる傾斜を示す側面図である。
【図５】図１に示す溶解炉における溶解バーナーの旋回を示す側面図である。
【図６】従来例に係る非鉄金属溶解炉を示す側面図である。
【図７】図６に示す溶解炉の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る非鉄金属溶解炉１の一実施形態を、図１乃至図５に示す。この非鉄金属溶解炉１は、アルミニウム合金、銅合金、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、鉛、スズなどの非鉄金属を溶解するタワー型の連続溶解炉であり、予熱タワー１０、溶解室２０および保持室３０を備える。
【００２５】
予熱タワー１０は垂直方向に配置された略筒状であり、その上端部に投入蓋１１を備える。この投入蓋１１を解放した状態で、その直上に設けた材料投入装置４０から溶解材料が投入される。この予熱タワー１０は、その内径を上流側（上端）から下流側（下端）に向けて徐々に拡大して縦断面末広がり形状に形成されている。従って、上流側の内径Ｂ１は下流側の内径Ｂ２より小さい（図１参照）。予熱タワー１０の上端部には排気ダクト５０が設けている。
【００２６】
溶け落としバーナーが無く且つ掃除口も無い溶解室２０は、予熱タワー１０の下流端（下端）にサイドバーナーを設けることなく連設され、その上壁に複数（三つ）の溶解バーナー２１を備える。この複数の溶解バーナー２１は、それぞれが異なる角度で溶解室の溶解材料が流下する部分に向けて設置される。なお、異なる角度とは、上下方向に異なる角度（図４参照）の他に左右方向に異なる角度（図示せず）を含む。なお、複数の溶解バーナー２１はそれぞれを旋回（回動）自在とすることもできる。この旋回は上下方向の旋回（図５参照）と左右方向の旋回（図示せず）を含む。
【００２７】
また、溶解室２０は、少なくともその床面が下流側に向かって下降傾斜した状態で配置される。この溶解室２０は、その側壁を上流側から下流側に向けて徐々に拡大して平面末広がり形状に設定されている。従って、上流端の側壁間の距離Ｃ１は、下流端の側壁間の距離Ｃ２よりも短い（図２参照）。
【００２８】
保持室３０は、溶解室２０の下流端に連設され、その上壁に保持バーナー３１を備える。また、保持室３０の下流端に位置する壁部には開口部３２を設け、その開口部３２を開閉扉３３で開閉する。この開口部３２はデレッキを挿入して掃除作業を行うことができる大きさに設定される。この保持室３０は、その上流端と下流端との距離Ｄ１を側端間の距離Ｄ２をよりも短く設定した平面略楕円形状としている（図２参照）。
【００２９】
本実施形態に係る非鉄金属溶解炉１は、次のように稼働する。まず、アルミ合金などの溶解材料を、材料投入装置４０から予熱タワー１０へ、その投入蓋１１を開けた状態で投入する。予熱タワー１０に投入された溶解材料は、予熱タワー１０の温度で予熱されながらその重力によって溶解室２０に降下し、そこで複数（三つ）の溶解バーナー２１から放射される火炎によって直ちに加熱されて溶解する。溶解バーナー２１の燃焼ガスは、予熱タワー１０を加温した後、排気ダクト５０から炉外へ排気される。
【００３０】
複数の溶解バーナー２１は、それぞれが異なる角度で設置されているので、その角度を自在に調節することにより、投入された溶解材料の全てを万遍なく均等に加熱して溶解することができる。なお、複数のバーナーを旋回自在とすることにより、投入された溶解材料をさらに万遍なく溶解することができる。
【００３１】
溶解室２０で溶解された溶解材料（溶湯）は、その自重によって傾斜状態に配置されている溶解室２０を流化して保持室３０に達する。溶解材料（溶湯）は、この保持室３０において保持バーナー３１でさらに加熱されて昇温される。これにより、完全に溶解されていない溶解材料も溶けて溶湯状態となり、出湯口３４を通過して隣接する前炉６０に達する。ここでの保持バーナー３１の排気ガスも予熱タワー１０を加温し、排気ダクト５０を通過して炉外へ排出される。
【００３２】
なお、出湯口３４の近傍には湯温測定部３５が設けられ、当該湯温測定部３５によって溶解材料（溶湯）の温度が測定され、その温度によって保持バーナー３１の火力が調節される。
【００３３】
本実施形態に係る非鉄金属溶解炉１は、次のような作用効果を発揮する。
（イ）溶解室２０に三つの溶解バーナー２１をそれぞれ異なる角度で設置したので、溶解材料の全てを万遍なく均等に溶解して円滑に保持室３０へ流下させることができる。これにより、サイドバーナーを設ける必要がないので、設備の簡素化と低廉化を図ることができる。また、サイドバーナーによるバックファイヤーが発生しないので安全性に優れる。
【００３４】
なお、三つの溶解バーナー２１のそれぞれを旋回自在とすることにより、溶解材料をさらに万遍なく均等に溶解することができる。
【００３５】
（ロ）予熱タワー１０を縦断面末広がり形状としたので、投入された溶解材料を円滑に溶解室２０に降下させることができる。
【００３６】
（ハ）溶解室２０を平面末広がり形状としたので、サイドバーナーを設けることなく、溶解室２０の溶解材料（溶湯）を円滑に保持室３０に流下させることができる。
【００３７】
（ニ）サイドバーナーを不要とするので、従来必要としていた当該サイドバーナーの定期的な清掃が不要となり、また、バックファイヤーが発生しないので安全性に優れる。
【００３８】
（ホ）保持室３０を平面略楕円形状としたので、下流端に設けた開口部３２から溶解室２０までの距離を、保持室３０の容積を小さくすることなく、短くすることができる。これにより、開口部３２からデレッキを挿入して溶解室２０を容易に掃除することができるので、従来必要としていた溶け落としバーナーと溶解室２０の掃除口を不要とすることができる。その結果、設備の簡素化と低廉化をさらに促進することができる。
【００３９】
（へ）溶解室２０に掃除口を設けていないので、開口部分を少なくすることができる。これにより、溶解熱効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１        非鉄金属溶解炉
１０      予熱タワー
１１      投入蓋
２０      溶解室
２１      溶解バーナー
３０      保持室
３１      保持バーナー
３２      開口部
３３      開閉扉
３４      出湯口
３５      湯温測定部
４０      材料投入装置
５０      排気ダクト
６０      前炉
７０      非鉄金属溶解炉
７１      タワー
７２      タワー蓋
７３      溶解室
７４      溶解バーナー
７５      保持室
７６      保持バーナー
７７      出湯口
７８      サイドバーナー
７９      開口部
８０      溶け落としバーナー
８１      掃除口
Ｂ１      上流側の内径
Ｂ２      下流側の内径
Ｃ１      上流端の側壁間の距離
Ｃ２      下流端の側壁間の距離
Ｄ１      上流端と下流端との距離
Ｄ２      側端間の距離
【要約】
【課題】  構造が簡易で設備費も廉価であり、安全性と溶解熱効率に優れる非鉄金属溶解炉を提供する。
【解決手段】  非鉄金属を溶解するタワー型の溶解炉であり、溶解材料が投入される略筒状の予熱タワー１０と、予熱タワー１０の下流端に連設され、複数の溶解バーナー２１を有する溶解室２０と、溶解室２０の下流端に連設され、保持バーナー３１を有すると共に、下流端に開閉自在な開口部３２を設けた保持室３０とで構成する。そして、複数の溶解バーナー２１をそれぞれ異なる角度で設置する。
【選択図】      図１【図１】
0005724025.tif 000002
【図２】
0005724025.tif 000003
【図３】
0005724025.tif 000004
【図４】
0005724025.tif 000005
【図５】
0005724025.tif 000006
【図６】
0005724025.tif 000007
【図７】
0005724025.tif 000008