(57)【要約】【課題】表面酸化膜を内部に取り込むことが少なく、高品質な金属溶湯を保持できる金属溶湯保持炉を提供することである。【解決手段】金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスを供給するガス供給手段とを備えてなる金属溶湯保持炉であって、前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスを供給するガス供給手段とを備えてなる金属溶湯処理炉であって、
前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、
しかも、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである
ことを特徴とする金属溶湯処理炉。
【請求項２】
ガス供給手段は、回転式のものであって、金属溶湯内に供給されるガスが四方周囲に放出されるよう構成されてなることを特徴とする請求項１の金属溶湯処理炉。
【請求項３】
加熱手段は、金属溶湯内に浸漬された筒体と、この筒体内に存する熱源とで構成されてなることを特徴とする請求項１の金属溶湯処理炉。
【請求項４】
熱流がスパイラル状に流れるように案内機構を有する坩堝型の出湯室を更に具備することを特徴とする請求項１の金属溶湯処理炉。
【請求項５】
溶解室を更に具備し、出湯室からの排気熱が前記溶解室の加熱に利用されるよう構成されてなることを特徴とする請求項４の金属溶湯処理炉。
【請求項６】
金属溶湯保持部と出湯室との間に複数のフィルター室を具備し、フィルター室を交代使用して連続操業できるようにしたことを特徴とする請求項４の金属溶湯処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属溶湯処理炉に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば、アルミニウム等の金属を溶融して鋳型内に注入し、これによって機械部品等を鋳造することは良く行われている。このような場合、一般的には、溶融金属を溶融炉から取出して直接鋳型内に注入するのでは無く、一旦、金属溶湯を溶融炉から溶湯処理（保持）炉に移し（充填し）、この溶湯保持炉において金属を溶湯の状態で保持している。そして、所定量ずつ溶湯を取出して鋳造を行なうようにしている。
【０００３】
この種の金属溶湯保持炉として、従来から、各種の提案がなされている。例えば、炉の内部を２分割するように垂直にセラミックフィルタを配し、このセラミックフィルタの両側には発熱体を収納した浸漬管（浸漬バーナー）を配したものが提案されている。尚、浸漬バーナーによって溶湯は溶融状態が保持されている。更に、高温多湿、特に夏期のような高温多湿の気象条件下で使用された場合では、空気中の水分と溶湯とが接触すると、溶湯中に水素ガスが漸次増加し、ガスによる製品欠陥が増大することから、溶湯中のガスを除去して鋳型内に注入する必要があり、その為にガス噴射管が設けられ、このガス噴射管から窒素ガスを噴射することによって、脱ガスおよび除滓が行なわれるようになっている。（引用文献１，２）
【引用文献１】
特公昭６３−７３１８号公報
【引用文献２】
特開平５−８０２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような金属溶湯保持炉において、脱ガスや除滓を目的として設けられたガス供給手段（ガス噴射管）として、脱ガスや除滓の一層の向上を目的として、金属溶湯内に供給されるガスが四方周囲に放出されるようにする回転式構造のものが提案されている。
【０００５】
しかしながら、ガス供給手段として回転式構造のものが採用されると、回転によって金属溶湯には渦の発生が特に認められることが判って来た。そして、このような渦の発生は、例えば金属溶湯表面の酸化膜（アルミニウムは酸化され易く、表面に酸化膜が出来易い。）を金属溶湯の内部に取り込んでしまうようになる。そうすると、それだけ不純物が金属溶湯中に混在することになり、このような金属溶湯を用いて鋳造された鋳造品は欠陥品となってしまう。
【０００６】
従って、本発明が解決しようとする課題は、脱ガスや除滓を目的としてガス供給手段が設けられた金属溶湯処理炉において、表面酸化膜を内部に取り込むことが少なく、高品質な金属溶湯を保持できる金属溶湯処理炉を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスを供給するガス供給手段とを備えてなる金属溶湯処理炉であって、
前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、
しかも、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである
ことを特徴とする金属溶湯処理炉によって解決される。
【０００８】
特に、金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスが四方周囲に放出されるよう構成されてなる回転式のガス供給手段とを備えてなる金属溶湯処理炉であって、
前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、
しかも、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである
ことを特徴とする金属溶湯処理炉によって解決される。
【０００９】
すなわち、上記のように構成させていると、ガス供給手段から供給されたガスによって、金属溶湯保持部で保持されている金属溶湯に流れが起きるようになっても、その流れは加熱手段で遮られるようになる。すなわち、金属溶湯が波打ったりし難くなる。言い換えるならば、金属溶湯保持部で保持されている金属溶湯は非常に穏やかな状況が維持され、表面の酸化膜が内部に取り込まれ難くなり、高品質で金属溶湯を保持できる。
【００１０】
尚、上記発明において、加熱手段は、金属溶湯内に浸漬された筒体と、この筒体内に存する熱源とで構成されたものを用いることが出来る。
又、本発明は、熱流がスパイラル状に流れるように案内機構を有する坩堝型の出湯室を具備している。又、溶解室を更に具備し、出湯室からの排気熱が前記溶解室の加熱に利用されるよう構成されている。又、金属溶湯保持部と出湯室との間に複数のフィルター室を具備し、フィルター室を交代に使用して連続操業できるようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明になる金属溶湯処理（保持）炉は、金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスを供給するガス供給手段とを備えてなる金属溶湯処理（保持）炉であって、前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである。特に、金属溶湯保持部と、前記金属溶湯保持部に充填されている金属溶湯にガスが四方周囲に放出されるよう構成されてなる回転式のガス供給手段とを備えてなる金属溶湯処理（保持）炉であって、前記金属溶湯保持部内には複数個の加熱手段が設けられ、前記複数個の加熱手段はガス供給手段の回りで略対称的に設けられたものである。加熱手段は、例えば金属溶湯内に浸漬された筒体と、この筒体内に存する熱源とで構成されたものである。又、熱流がスパイラル状に流れるように案内機構を有する坩堝型の出湯室を金属溶湯保持部の下流側に具備している。又、溶解室を金属溶湯保持部の上流側に具備し、出湯室からの排気熱が前記溶解室の加熱に利用されるよう構成されている。又、金属溶湯保持部と出湯室との間に複数のフィルター室を具備し、フィルター室を交代使用して連続操業できるようにしている。
以下、更に詳しく説明する。
【００１２】
図１〜図４は本発明になる金属溶湯処理炉の説明図であり、図１は全体の概略平面図、図２は図１中Ｘ−Ｘ線断面図、図３は図１中Ｙ−Ｙ線断面図、図４は本発明の要部の概略図である。
【００１３】
各図中、Ａは溶解室、Ｂは保持室（金属溶湯保持室）、Ｃ１，Ｃ２はフィルター室、Ｄは出湯室である。そして、Ａｌ金属塊が溶解室に投入され、溶解室の溶解バーナーで溶解され、この溶解された溶融Ａｌは溶解室Ａから保持室（金属溶湯保持室）Ｂに移され、そして必要に応じてフィルター室Ｃ１又はフィルター室Ｃ２を介して出湯室Ｄから取り出され、鋳造が行われる。尚、このような溶解−保持−出湯−鋳造の一般的な構成は周知であるから、詳細な説明は省略される。
【００１４】
但し、本発明にあっては、金属溶湯保持室Ｂと出湯室Ｄとの間に設けられたフィルター室Ｃは複数個あり、フィルター室を交代使用して連続操業できるようにしている。つまり、一つのフィルター室Ｃ１が都合で使用できない場合には、他方のフィルター室Ｃ２を利用できるようになっている。又、フィルター室Ｃの下流側には出湯室Ｄが設けられており、この出湯室Ｄは坩堝型のものであって、その下側から加熱されるようになっている。尚、坩堝の加熱機構は、坩堝の周囲を下側から上側にスパイラル状に熱流が移動するようスパイラル状の案内機構が設けられたものである。例えば、図３に示される如く、坩堝の外側にスパイラル状の案内壁が設けられていて、ガンバーナーからの熱流が前記案内壁に案内されてスパイラル状に下側から上側に向かって流れ、これによって坩堝内の金属溶湯が間接加熱されるように構成されている。更に、金属溶湯保持室Ｂの上流側には溶解室Ａが設けられており、そして出湯室Ｄからの排気熱が溶解室Ａの加熱に利用されるよう構成されている。すなわち、案内壁に案内されてスパイラル状に下側から上側に向かって流れ出た熱流は、煙道によって溶解室Ａに案内されるようになっている。
【００１５】
１はアルミニウムインゴット等の金属塊を溶解室Ａに投入する投入口、２は溶解室Ａに投入されたＡｌ塊を溶融させる為の溶解バーナーである。尚、前述した通り、Ａｌ塊の溶融には、溶解バーナーからの熱のみでなく、出湯室Ｄからの排気熱も利用される。
【００１６】
３は、金属溶湯保持部に設けられたバブリング装置（ガス供給手段）である。このバブリング装置３は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを金属溶湯保持室Ｂに充填されているＡｌ溶湯内に吹き込む為のものである。そして、吹き込まれた窒素ガスの作用によって、Ａｌ溶湯中に残存している水素ガスは浮上・放出させられる。尚、本発明においては、その効果を一層高いものとする為、バブリング装置３は回転式のものとなっている。すなわち、軸芯の回りでバブリング装置３は回転し、下部先端から放出された窒素ガスは四方周囲に放出されるようになる。そして、四方周囲に窒素ガスが放出されることから、Ａｌ溶湯中に残存している水素ガスは満遍なく随伴浮上させられることになる。
【００１７】
４ａ，４ｂは、バブリング装置３を中心として、左右の等価な位置に設けられた浸漬バーナー又は浸漬ヒーター（加熱手段）である。尚、本実施形態では、浸漬バーナー（又は浸漬ヒーター）を２個しか配設していないが、これは３個でも、４個でも、更にはそれ以上であっても良い。但し、コストの関係から、２個、３個または４個程度が一般的である。浸漬バーナー（又は浸漬ヒーター）を設ける位置は、２個の場合には、バブリング装置３を中心として半径ｒの円周上に１８０°の位相で、３個の場合には、バブリング装置３を中心として半径ｒの円周上に１２０°の位相で、４個の場合には、バブリング装置３を中心として半径ｒの円周上に９０°の位相である。すなわち、浸漬バーナー（又は浸漬ヒーター）４ａ，４ｂはバブリング装置３の回りで略対称的に設けられている。尚、浸漬バーナー４ａ，４ｂは、外筒と内筒とを備えた二重筒構造のものであり、内筒に吹き込まれたガスが燃焼し、この燃焼ガスは外筒を通って排気される構造のものである。そして、内筒で燃焼する際に放出される熱および外筒を通って排気される排気ガスの熱による伝熱作用によって、Ａｌ溶湯は加熱される。
【００１８】
上記のようなバブリング工程を金属溶湯保持室Ｂで受けたＡｌ溶湯は、金属溶湯保持室Ｂに設けられた立設壁５の下端を潜った後、上昇し、立設壁６の上端から溢れ出てフィルター室Ｃ１，Ｃ２に流れ込む。本実施形態において、図１からも判る通り、フィルター室は二つ有る。ここで、金属溶湯保持室Ｂ及び出湯室Ｄに繋がっているフィルター室を複数のものとしたのは、交互に使用することが出来、これによって連続操業が可能なものとなるからである。例えば、フィルター交換をする場合、フィルター交換していないフィルター室を利用すれば、操業をストップしなくても済む。尚、フィルター室Ｃ１，Ｃ２の下方部にはＳｉＣ系等の多孔質セラミックからなるチューブフィルター７が設けられている。従って、フィルター室Ｃ１，Ｃ２に流れ込んで来たＡｌ溶湯はフィルター室Ｃ１，Ｃ２の下方部に設けられたチューブフィルター７を通り抜ける際に濾過作用を受け、この後で出湯室Ｄに流れ込み、流れ込んだＡｌ溶湯が出湯室Ｄから取り出され、鋳造が行われるようになる。
【００１９】
尚、８は、フィルター室Ｃ１，Ｃ２の上部に設けられたＳｉＣ系発熱体を備えた上部ヒーターである。
【００２０】
そして、上記本発明になる装置が用いられた場合（本発明）と、浸漬バーナー（又は浸漬ヒーター）４ａ，４ｂが設けられていない他は上記実施形態と同じ装置が用いられた場合（発明外）とで、出湯室Ｄにおける溶湯中の酸化物量に如何なる相違が有るかを調べた。すなわち、ＬＩＭＣＡ法により２０μｍ以上の大きさの粒子を測定した処、本発明の場合には１個／ｋｇＡｌ以下であったのに対して、発明外のものでは８〜１０個／ｋｇＡｌもあった。又、水素センサーで水素量を調べた処、本発明の場合には０．０５ｍｌ／１００ｇＡｌであったのに対して、発明外のものでは０．４ｍｌ／１００ｇＡｌもあった。この結果から、本発明になる金属溶湯処理炉は高品質な金属溶湯が安定して得られることが判る。
【００２１】
【発明の効果】
高品質な金属溶湯が安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる金属溶湯処理炉全体の概略平面図
【図２】図１中Ｘ−Ｘ線断面図
【図３】図１中Ｙ−Ｙ線断面図
【図４】本発明になる金属溶湯処理炉の要部の概略図
【符号の説明】
Ａ          溶解室
Ｂ          保持室（金属溶湯保持室）
Ｃ１，Ｃ２    フィルター室
Ｄ          出湯室
３          バブリング装置（ガス供給手段）
４ａ，４ｂ  浸漬バーナー（加熱手段）
【図１】
2005052845.tif 000003
【図２】
2005052845.tif 000004
【図３】
2005052845.tif 000005
【図４】
2005052845.tif 000006