(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解室内の溶湯中にガスを吹き込むためのガスバブリングノズルと、前記溶解室を形成するるつぼを炉底から押し出して解体するための押出プラグとを備えたるつぼ形誘導炉において、
前記ガスバブリングノズルと押出プラグとを同心に配置し、かつ前記押出プラグにノズル挿通孔を設け、この押出プラグを前記るつぼの下側の耐火れんが内に組み込み、前記ガスバブリングノズルを前記ノズル挿通孔を通して前記るつぼの底部に組み込むことを特徴とするるつぼ形誘導炉。
【請求項２】
ノズル挿通孔に筒状のノズル押えを挿入するとともに、押出プラグの下面にフランジを着脱自在に固着し、このフランジにより前記ノズル押えを介して前記ガスバブリングノズルをるつぼの底部に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のるつぼ形誘導炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は誘導加熱により金属を溶解する誘導溶解炉に関し、特に鋳鉄溶湯内にガスを吹き込むためのガスバブリングノズルとるつぼを炉底から押し出して解体するための押出プラグとを備えた鋳造用るつぼ形誘導炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
るつぼ形誘導炉で溶解した鋳鉄溶湯中には、原料として供給されたスクラップ鋼材中のめっき鋼板から生じた亜鉛や鉛などの低融点金属が含まれることが多い。低融点金属は含有量が多くなると鋳鉄の品質を低下させるとともに、特に亜鉛蒸気はるつぼを形成する耐火材中に浸透してこれを溶損したり、その外側の誘導コイルを損傷したりする。この溶湯中の低融点金属を除去する方法の一つとして溶湯中にアルゴンなどの不活性ガスを吹き込み、蒸発した低融点金属をこのガスとともに排出する方法（ガスバブリング）が知られており、溶湯上部よりランスパイプを挿入してガスを吹き込んだり、炉底にガスバブリングノズルをセットしてガスを吹き込む手段が一般に採用されている。
【０００３】
一方、原料の溶解室を形成するるつぼは一般にスタンプ材と呼ばれる粉体の耐火材を突き固めた上、表面を焼成して構築されるが、このるつぼは使用により次第に磨耗するためため、例えば１ヵ月に１回程度の割合で更新する必要がある。その際、使用済みのるつぼを解体する方法として、るつぼの下側の耐火れんが内に押出プラグを組み込んでおき、るつぼ解体時にこの押出プラグを油圧機構で持ち上げてるつぼを炉底から押し出す急速解体法が知られている。
【０００４】
図２は上記ガスバブリングノズルと押出プラグとを備えたるつぼ形誘導炉の従来例を示す縦断面図である。図２において、スタンプ耐火材からなるるつぼ１により溶解室２が形成され、上部に出湯口３が設けられている。るつぼ１の外側にはコイルセメントの絶縁材４を介して誘導コイル５が配置され、その外側には継鉄６が配置されている。上記各部は炉枠７に収容されて炉体を構成し、るつぼ１は耐火れんが８を介して炉枠７上に支持され、またるつぼ１の周囲は上下２箇所で耐火セメント９により炉枠７に固定されている。図示炉体は油圧シリンダを備えた図示しないスタンド上に傾動可能に支持される。
【０００５】
るつぼ１の底部にはポーラスプラグからなるガスバブリングノズル１０が組み込まれ、ガスボンベ１１から配管接続されたガス管１２により流量調整弁１３を介して供給されるアルゴンなどの不活性ガスを溶湯中に吹き込み、含まれる低融点金属の蒸発を促してこれを除去するようになっている。また、るつぼ１の下側の耐火れんが８内には押出プラグ１４が組み込まれ、磨耗したるつぼ１を解体する際には、油圧機構１５で押出プラグ１４を鎖線で示すように持ち上げ、るつぼ１を炉底から押し出すようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来構成において、押出プラグ１４はるつぼ押し出し時のバランス上からるつぼの中心に位置させることが好ましいので、ガスバブリングノズル１０は押出プラグ１４との干渉を避けて、図示の通りるつぼ底部の中心から外れた位置に組み込んでいる。ところが、ガスバブリングノズル１０がるつぼ中心から外れた位置にあると溶湯内へガスを均一に吹き込むことが困難で、中心に設置した場合に比べて低融点金属の除去性能が低下せざるをえなかった。また、ガスバブリングノズル１０を挿通する孔８ａを押出プラグ１４用とは別に耐火れんが８に設けなければならないため、その加工が面倒であった。
この発明の課題は、ガスバブリングノズルと押出プラグとを併設する場合において、均一なガス吹き込みを可能にするとともに、ガスバブリングノズルの設置のための耐火れんがの加工を省けるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、溶解室内の溶湯中にガスを吹き込むためのガスバブリングノズルと、前記溶解室を形成するるつぼを炉底から押し出して解体するための押出プラグとを備えたるつぼ形誘導炉において、前記ガスバブリングノズルと押出プラグとを同心に配置し、かつ前記押出プラグにノズル挿通孔を設け、この押出プラグを前記るつぼの下側の耐火れんが内に組み込み、前記ガスバブリングノズルを前記ノズル挿通孔を通して前記るつぼの底部に組み込むものとする。
【０００８】
これにより、ガスバブリングノズルは押出プラグのノズル挿通孔を通してるつぼ底部に組み込めるので、耐火れんがにガスバブリングノズルを挿通するための孔加工が不要となる。また、ガスバブリングノズルと押出プラグとを上下に重ねて炉底中心などの最適位置に配置し、溶湯内への均一なガス吹き込みと、バランスのよいるつぼの押し出しとを同時に達成することができる。
【０００９】
更に、この発明は、上記るつぼ形誘導炉において、ノズル挿通孔に筒状のノズル押えを挿入するとともに、押出プラグの下面にフランジを着脱自在に固着し、このフランジにより前記ノズル押えを介してガスバブリングノズルをるつぼの底部に固定するものとする。これにより、フランジの着脱だけでガスバブリングノズルを容易に交換できるとともに、ガス管は筒状のノズル押えの中心孔を通せるので配管も簡単となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示するつぼ形誘導炉の要部縦断面図である。図１において、るつぼ１の底部中心には多孔質の中空円錐体からなるスリーブ１６がるつぼ構築時に予め埋設され、その内側にポーラスプラグからなる円錐状のガスバブリングノズル１０が密接して挿入されている。ガスバブリングノズル１０はガスは通過させるが溶湯は保持する例えば高アルミナ質の多孔質材からなり、その底面には図示しないが円板が固着され、その中心の孔にガス管１２が接続されている。
【００１１】
一方、るつぼ１の下側の耐火れんが８内には、ガスバブリングノズル１０と同心に押出プラグ１４が組み込まれている。耐火セメントからなる押出プラグ１４は、耐火れんが８から上方に抜け出し可能に逆円錐状に成形され、その中心にはスリーブ１５の下部内径と同径の円形断面のノズル挿通孔１７が設けられ、また下面にはノズル挿通孔１７と同径の孔が打ち抜かれた環状の補強板１８を有している。補強板１８は鉄板からなり、押出プラグ１４と対向する面の数箇所に溶接されたフック１８ａが押出プラグ１４にインサートされて固定されている。図示実施の形態の場合、補強板１８は炉枠７の底板７ａと同一面に揃えられ、底板７ａには補強板１８部分を逃げるようにその外形よりも一回り大きい内径の円形孔があけられている。
【００１２】
押出プラグ１４の下面には、補強板１８と同径の鉄板からなるフランジ１９が固着されている。フランジ１９は中心にガス管１２を通す小孔を有し、補強板１８に設けられた図示しないねじ孔にねじこまれる図示しない数本のねじにより締付固定されている。このフランジ１９は、押出プラグ１４のノズル挿通孔１７に挿入されたノズル押え２０を介してガスバブリングノズル１０を下から押え、これをスリーブ１６内に固定している。ノズル押え２０は耐火セメントにより中空円筒状に成形され、ガスバブリングノズル１０に接続されたガス管１２はその中空孔とフランジ１９の中心孔を通して外部に引き出される。フランジ１９の下面にはまた、押出プラグ１４の周縁部に押出力を均一に与えるための円環体からなる脚部１９ａが溶接により固着されている。
【００１３】
上述実施の形態において、溶解室２に溶解材を投入し、誘導コイル５に通電すると溶解材は誘導電流による発熱により溶解する。溶解材は１２５０〜１３００℃で溶け落ちるが、更に１５００〜１５５０℃に昇温・保持してから出湯する。その間、溶湯中に含まれる亜鉛や鉛などは鉄分よりもはるかに低い温度で溶解・蒸発するため、ガスバブリングノズル１０から溶湯内にアルゴンガスを吹き込み、それらの蒸気を吹き込みガスと一緒に炉外に排出する。その場合、ガスバブリングノズル１０は押出プラグ１４の存在にも関わらず炉底中心に位置するので、吹き込みガスは溶解室２内に均一に分散し、溶湯内の低融点金属蒸気を万遍なく排出することができる。また、ガスバブリングノズル１０は押出プラグ１０のノズル挿通孔１７を通してるつぼ底部に組み込み可能なので、専用の孔を押出プラグ１４用とは別途に耐火れんが８に設ける必要もない。
【００１４】
ガスバブリングノズル１０は溶湯との接触により消耗するので、るつぼ１よりも高い頻度で交換する必要がある。その場合には、ねじを弛めてフランジ１９を外し、ノズル押え２０と一緒にガスバブリングノズル１０を抜き出す。新たなガスバブリングノズル１０は逆の順序で装着する。
【００１５】
一方、るつぼ１の内壁面は１６００℃近い高温に曝されるとともに電磁力による溶湯攪拌のため機械的な磨耗・衝撃を受け損耗する。そのため、すでに述べたように適宜の間隔で更新する必要があり、その場合には油圧機構１５によりフランジ１９を介して押出プラグ１４を持ち上げ、るつぼ１を上方に抜き出して解体する。その際、円環体からなる脚部１９ａの存在により油圧機構１５からの押上力は押出プラグ１４の周縁に均一に作用し、押上力の偏在による押出プラグ１４の亀裂などが生じない。
【００１６】
【発明の効果】
この発明によれば、ガスバブリングノズルと押出プラグとを併設した場合に、耐火れんがにガスバブリングノズル組み込み用の孔加工をする必要がなく、またガスバブリングノズルと押出プラグとを上下に重ねて炉底の最適位置に配置することができ、更に押出プラグのノズル挿通孔を通して容易にノズル交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示するつぼ形誘導炉の要部縦断面図である。
【図２】従来例を示するつぼ形誘導炉の縦断面図である。
【符号の説明】
１    るつぼ
２    溶解室
５    誘導コイル
８    耐火れんが
１０    ガスバブリングノズル
１４    押出プラグ
１７    ノズル挿通孔
１８    補強板
１９    フランジ
２０    ノズル押え
【図１】
0003891315.tif 000002
【図２】
0003891315.tif 000003