(57)【要約】【課題】大型の溶解装置を用いることなく、複数の金属インゴットを効率的に溶解することのできる金属インゴットの溶解方法と溶解装置を提供する。【解決手段】第１の金属インゴットＷ１の上に第２の金属インゴットＷ２を載置しておき、第１の金属インゴットＷ１を加熱して少なくともその一部を溶解させ、第１の金属インゴットＷ１を上方から加圧して潰し、第１の金属インゴットＷ１の加熱を続けてその全体を溶解させ、第２の金属インゴットＷ２を加熱して少なくともその一部を溶解させ、第２の金属インゴットＷ２を上方から加圧して潰し、第２の金属インゴットＷ２の加熱を続けてその全体を溶解させる金属インゴットの溶解方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属インゴットの上に第２の金属インゴットを載置しておき、該第１の金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させ、該第１の金属インゴットを上方から加圧して潰し、該第１の金属インゴットの加熱を続けてその全体を溶解させ、
前記第２の金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させ、該第２の金属インゴットを上方から加圧して潰し、該第２の金属インゴットの加熱を続けてその全体を溶解させる、金属インゴットの溶解方法。
【請求項２】
前記第１の金属インゴットが完全に溶解する前に前記第２の金属インゴットの上に第３の金属インゴットを載置しておき、該第２の金属インゴットの全体を溶解させた後に該第３の金属インゴットの加熱に移行する、請求項１に記載の金属インゴットの溶解方法。
【請求項３】
金属インゴットを加熱する加熱部、
前記加熱部によって少なくとも一部が溶解された前記金属インゴットを上方から潰す加圧部、
前記加熱部による継続的な加熱によって前記金属インゴットが溶解してなる溶湯を回収する回収部、を備えている金属インゴットの溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属インゴットの溶解方法と溶解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやマグネシウム等からなる金属インゴットを加熱し、溶解させて溶湯を生成し、生成された溶湯をダイカストマシン等の鋳造設備に供給する金属インゴットの溶解装置が一般に適用されている。
【０００３】
従来の金属インゴットの溶解装置では、比較的小型の溶解装置に金属インゴットを収容し、加熱し、溶解させて溶湯を生成して回収し、次の金属インゴットを溶解装置に収容して加熱し、溶解させるといった具合に、金属インゴットを溶解装置に一つずつ収容し、溶解して溶湯を得る作業を繰り返しおこなっている。
【０００４】
したがって、このように小型の溶解装置を適用する場合は複数の金属インゴットを全て溶湯とするまでに多くの時間を要し、また、小型の溶解装置ゆえに溶解能力も比較的低いために、溶湯回収効率の点で問題があった。
【０００５】
そこで、比較的大型の溶解装置を用いて、複数の金属インゴットを重ね、束（ロット）にした状態で当該溶解装置に収容し、金属インゴットの束を一度に加熱して溶解させ、溶湯を得る方法もあるが、この場合には大型の溶解装置を必要とすることから設備コストがかかり、溶解装置の設置スペースの問題も生じ得る。
【０００６】
ここで、特許文献１には、予熱装置で予熱した金属インゴットを局所加熱装置である加熱体、あるいは高周波誘導加熱装置で溶解して溶湯とする際に、保持炉に配した溶湯量センサによって保持炉の溶湯量が常に一定となるように溶解量を制御装置で制御する金属溶解装置が開示されている。
【０００７】
この金属溶解装置によれば、予熱した金属インゴットを押出装置で加熱体に押し付けることにより、加熱体の高熱と摩擦熱にて高速溶解させることができるとしている。また、射出スリーブへ供給する鋳造装置の一回の成形サイクルに必要な量の溶湯を、成形サイクル毎に溶解すことによって保持炉内の溶湯の量を最小限に抑えることができるとしている。
【０００８】
ここで、特許文献１で記載される金属溶解装置は、上記するように金属インゴットを押出装置で加熱体に押し付ける構成を適用しているが、この押出装置はあくまでも金属インゴットを加熱体に接触させる手段に過ぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２２４８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１で開示の金属溶解装置を適用したとしても、上記する課題、すなわち、大型の溶解装置を用いることなく、複数の金属インゴットを効率的に溶解させて溶湯を得ることはできない。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、大型の溶解装置を用いることなく、複数の金属インゴットを効率的に溶解することのできる金属インゴットの溶解方法と溶解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】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明による金属インゴットの溶解方法は、第１の金属インゴットの上に第２の金属インゴットを載置しておき、該第１の金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させ、該第１の金属インゴットを上方から加圧して潰し、該第１の金属インゴットの加熱を続けてその全体を溶解させ、前記第２の金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させ、該第２の金属インゴットを上方から加圧して潰し、該第２の金属インゴットの加熱を続けてその全体を溶解させるものである。
【００１３】
本発明による金属インゴットの溶解方法は、金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させつつ上方から加圧して潰すことにより、金属インゴットが潰れてできたスペースに別の金属インゴットを位置決めし、潰された金属インゴットを完全に溶解して溶湯とした後に次の金属インゴットを加熱し、さらに潰して完全に溶解させることにより、大型の溶解装置を用いることなく、複数の金属インゴットを効率的に加熱溶融させ、効率的に溶湯を得ることができるものである。
【００１４】
ここで、溶解される金属インゴットとしては、アルミニウム製もしくはアルミニウム合金製のインゴットや、マグネシウム製もしくはマグネシウム合金製のインゴットを挙げることができる。
【００１５】
バーナーや誘導式電磁コイル等で金属インゴットを加熱することで直接加熱される部位は溶解し、金属インゴットの他の部位には伝熱され、当該他の部位はたとえば半溶解状態となる。
【００１６】
「少なくともその一部を溶解させ」とは、このように直接加熱される部位が溶解されることを意味している。
【００１７】
一部が溶解し、他の部位が半溶解状態の金属インゴットは当初の形状を保持した状態となっている。
【００１８】
本発明の溶解方法では、たとえば２つの金属インゴット（下方から順に、第１の金属インゴット、第２の金属インゴット）を積層した状態で、下方に位置する第１の金属インゴットを最初に加熱する。
【００１９】
すなわち、下方にある第１の金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させた段階（たとえば一部は溶解し、他の部位は半溶解状態）で、上方にある第２の金属インゴットのさらに上方から加圧することにより、全く溶解していない第２の金属インゴットは潰れないものの、下方にある第１の金属インゴットは溶解部位を中心に潰れる。
【００２０】
このように第１の金属インゴットを潰した後、第１の金属インゴットの半溶解状態の部位をさらに加熱することでこの部位も溶解させることができ、第１の金属インゴットの全体を溶解させて溶湯を生成することができる。このように生成された溶湯は、金属インゴットが加熱されている箇所の下方で回収することができる。
【００２１】
このように第１の金属インゴットが溶湯となって回収されることで最下段には第２の金属インゴットが位置決めされ、したがって、第２の金属インゴットの上に次の第３の金属インゴットを載置することができる。
【００２２】
第２の金属インゴットも同様に加熱することでその一部が溶解し、他の部位が半溶解状態となった段階で第３の金属インゴットの上方から加圧することにより、全く溶解していない第３の金属インゴットは潰れないものの、下方にある第２の金属インゴットは溶解部位を中心に潰れる。
【００２３】
第２の金属インゴットの半溶解状態の部位をさらに加熱することでこの部位も溶解させることができ、第２の金属インゴットの全体を溶解させて溶湯とし、下方で溶湯を回収することができる。
【００２４】
上記溶解方法を繰り返すことで、大型でない溶解装置を適用した場合でも、複数の金属インゴットを効率的に溶解させ、溶湯を得ることが可能になる。
【００２５】
上記溶解方法では、直接加熱される金属インゴットの上に絶えず次に加熱される金属インゴットが載置されることから、下方の金属インゴットの加熱の際に上方の金属インゴットにも伝熱し、上方の金属インゴットが予熱されることで、上方の金属インゴットが加熱される段階では既にその全体に熱が伝わっており、したがって加熱時間の短縮に繋がる。
【００２６】
なお、溶解装置の金属インゴット収容スペースに余裕がある場合は、３つ以上の金属インゴットを積層させた状態で最下段にある第１の金属インゴットの加熱をおこなう形態であってもよい。
【００２７】
また、本発明は金属インゴットの溶解装置にも及ぶものであり、この溶解装置は、金属インゴットを加熱する加熱部、加熱部によって少なくとも一部が溶解された金属インゴットを上方から潰す加圧部、加熱部による継続的な加熱によって金属インゴットが溶解してなる溶湯を回収する回収部、を備えているものである。
【００２８】
本発明の溶解装置によれば、加熱部にて金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させた段階で加圧部によって金属インゴットを潰すことにより、別途の金属インゴットの収容スペースを形成することができる。すなわち、限られた金属インゴット収容スペースの中に複数の金属インゴットを収容し、順次溶解させて溶湯とすることから、比較的小型の溶解装置にて複数の（もしくは多数の）金属インゴットを効率的に溶解し、溶湯を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の説明から理解できるように、本発明の金属インゴットの溶解方法と溶解装置によれば、金属インゴットを加熱して少なくともその一部を溶解させつつ上方から加圧して潰すことにより、金属インゴットが潰れてできたスペースに別の金属インゴットを位置決めし、潰された金属インゴットを完全に溶解して溶湯とした後に次の金属インゴットを加熱し、さらに潰して完全に溶解させることにより、大型の溶解装置を用いることなく、複数の金属インゴットを効率的に加熱溶融させ、効率的に溶湯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の金属インゴットの溶解装置を説明した模式図であって、かつ、本発明の金属インゴットの溶解方法を説明した図である。
【図２】図１に続いて、金属インゴットの溶解方法を説明した図である。
【図３】図２に続いて、金属インゴットの溶解方法を説明した図である。
【図４】図３に続いて、金属インゴットの溶解方法を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の金属インゴットの溶解方法と溶解装置の実施の形態を説明する。なお、図示例の溶解装置はバーナーからなる加熱部を備えたものであるが、加熱部としてはバーナー以外にも誘導式電磁コイルなどであってもよい。また、図示する溶解方法では、２つの金属インゴットを積層させた状態で下方の金属インゴットを加熱し、潰して完全溶解させる形態であるが、予め３つ以上の金属インゴットを積層させた状態で最下段の金属インゴットを加熱し、潰して完全溶解させる形態であってもよいことは勿論のことである。
【００３２】
（金属インゴットの溶解方法と溶解装置の実施の形態）
図１は本発明の金属インゴットの溶解装置を説明した模式図であって、かつ、本発明の金属インゴットの溶解方法を説明した図であり、図２〜４は順に、図１に続いて金属インゴットの溶解方法を説明した図である。
【００３３】
図１で示す溶解装置１０は、バーナーからなる加熱部２を内蔵する中空の炉体１、炉体１の中空の下方にあって金属インゴットＷ１等を載置する載置台６、炉体１の中空の下部と載置台６の間に形成されて生成された溶湯を回収する回収部４、載置台６の上に金属インゴットＷ１等を設置するとともに設置姿勢を保持するガイド部材３、金属インゴットＷ１等を上方から加圧するプレス機等からなる加圧部５、から大略構成されている。
【００３４】
図１で示すように、載置台６に第１の金属インゴットＷ１を載置した際に、その適所にバーナー２の先端が位置決めされるようになっており、かつ、第１の金属インゴットＷ１の少なくとも上部がガイド部材３に係止されるようになっている。なお、金属インゴットＷ１，Ｗ２としては、アルミニウム製もしくはアルミニウム合金製のインゴットや、マグネシウム製もしくはマグネシウム合金製のインゴットが適用できる。
【００３５】
また、第１の金属インゴットＷ１を加熱する前に、図１で示すように第１の金属インゴットＷ１の上に第２の金属インゴットＷ２を載置しておき、第２の金属インゴットＷ２の上面にプレス機５が当接している。
【００３６】
図２で示すように、バーナー２を稼働させて第１の金属インゴットＷ１を加熱し、少なくともその一部を溶解させることで溶解部Ｙが生成される。
【００３７】
また、このように第１の金属インゴットＷ１の一部に溶解部Ｙが生成された段階では、第１の金属インゴットＷ１の他の部位にも伝熱しており（Ｘ１方向）、他の部位はたとえば半溶解状態となっている。
【００３８】
さらに、半溶解状態の他の部位を介して上方にある第２の金属インゴットＷ２にも伝熱しており（Ｘ２方向）、したがって、第２の金属インゴットＷ２の加熱前の段階において第２の金属インゴットＷ２は予熱される。したがって、第２の金属インゴットＷ２が加熱される段階では既にその全体に熱が伝わっていることから、第２の金属インゴットＷ２の加熱時間を短縮することができる。なお、以降に積層される第３の金属インゴット等も同様に予熱が実行され、それらの加熱時間も短縮される。
【００３９】
第１の金属インゴットＷ１を加熱して少なくともその一部に溶解部Ｙを生成した段階で、図３で示すように、上方にある第２の金属インゴットＷ２のさらに上方からプレス機５にて加圧することにより（Ｚ方向）、全く溶解していない第２の金属インゴットＷ２は潰れないものの、下方にある第１の金属インゴットＷ１は溶解部位を中心に潰れる（潰された第１の金属インゴットＷ１’の生成）。
【００４０】
このように潰された第１の金属インゴットＷ１’を生成した後、第１の金属インゴットＷ１’の半溶解状態の部位をさらに加熱することでこの部位も溶解させ、第１の金属インゴットＷ１’の全体が溶解することで溶湯Ｍが生成され、図４で示すように、回収部４に溶湯Ｍが収容される。
【００４１】
このように第１の金属インゴットＷ１’が溶湯Ｍとなって回収されることで最下段には図４で示すように第２の金属インゴットＷ２が位置決めされ、第２の金属インゴットＷ２の上に次の第３の金属インゴットＷ３が載置される。
【００４２】
第２の金属インゴットＷ２も同様に加熱することでその一部が溶解し、他の部位が半溶解状態となった段階で第３の金属インゴットＷ３の上方からプレス機５で加圧することにより、全く溶解していない第３の金属インゴットＷ３は潰れないものの、下方にある第２の金属インゴットＷ２は溶解部位を中心に潰れる。
【００４３】
第２の金属インゴットＷ２の半溶解状態の部位をさらに加熱することでこの部位も溶解させ、第２の金属インゴットＷ２の全体が溶解することで溶湯Ｍが生成され、回収部４に収容される。
【００４４】
以上の溶解方法を繰り返すことにより、大型でない溶解装置１０を適用しながらも、複数の金属インゴットＷ１、Ｗ２、・・・を効率的に溶解させ、溶湯Ｍを得ることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。たとえば、各処理室へワークを順次搬送する場合だけでなく、時間が掛かる熱処理工程の処理室を複数個並列に設け、並行して同時に同じ処理を行うというような場合も本発明に包含される。
【符号の説明】
【００４６】
１…炉体、２…加熱部（バーナー）、３…ガイド部材、４…回収部、５…加圧部（プレス機）、６…載置台、１０…溶解装置、Ｗ１…金属インゴット（第１の金属インゴット）、Ｗ１’…（潰された）第１の金属インゴット、Ｗ２…金属インゴット（第２の金属インゴット）、Ｗ３…金属インゴット（第３の金属インゴット）、Ｙ…溶解部、Ｍ…溶湯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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