[go: up one dir, main page]

JP2018534516A - 溶解炉 - Google Patents

溶解炉 Download PDF

Info

Publication number
JP2018534516A
JP2018534516A JP2018516074A JP2018516074A JP2018534516A JP 2018534516 A JP2018534516 A JP 2018534516A JP 2018516074 A JP2018516074 A JP 2018516074A JP 2018516074 A JP2018516074 A JP 2018516074A JP 2018534516 A JP2018534516 A JP 2018534516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten material
melting
melting furnace
burner
temperature adjustment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018516074A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6498843B2 (ja
Inventor
健 梶谷
健 梶谷
一己 吉口
一己 吉口
Original Assignee
健 梶谷
健 梶谷
一己 吉口
一己 吉口
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58518483&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2018534516(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from TH1501006287A external-priority patent/TH160125A/th
Application filed by 健 梶谷, 健 梶谷, 一己 吉口, 一己 吉口 filed Critical 健 梶谷
Publication of JP2018534516A publication Critical patent/JP2018534516A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6498843B2 publication Critical patent/JP6498843B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/04Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/20Arrangements of heating devices
    • F27B3/205Burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • C22B7/003Dry processes only remelting, e.g. of chips, borings, turnings; apparatus used therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/12Working chambers or casings; Supports therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/20Arrangements of heating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/22Arrangements of air or gas supply devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/28Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D13/00Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/10Arrangements for using waste heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0033Heating elements or systems using burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0071Regulation using position sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • F27D21/0028Devices for monitoring the level of the melt
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本発明に記載の溶解炉は、アルミニウム等の非鉄材料の溶解を援助するとともに、後続の鋳造又は射出成形手順のためにその溶融材料を貯留する温度調整部を備える。溶解炉は、一般に溶解部及び加熱部内で溶融材料の最上層に浮かぶ酸化物が温度調整部に流れ込むことを防止することによって、この酸化物を除去する手段を提供する。溶融材料のレベルを検出することができるセンサー又は任意の検出器を用いて、上記溶融材料の液面レベルを測定する。温度調整部の天井部においてフラットフレームタイプの温度調整バーナーを用いて、酸化反応の発生を防止するとともに、温度調整部内の酸素濃度を下げる。【選択図】図4

Description

本発明の分野は、機械工学及び材料科学に関し、特に、本発明は、非鉄金属溶解炉の構成部品及び構造に関する。
一般に、金属溶解炉には、次に述べる主な3つのタイプがある。(1)直接燃料火炎炉(direct fuel fire furnace)は、金属の予熱、金属の溶解、及び温度制御を行うための別個の部分、ゾーン又はチャンバーを備える。この炉は、金属に直に接する火炎を使用し、多くの金属を溶解するのに適している。(2)間接燃料火炎炉(indirect fuel fire furnace)は、円筒形又は鍋形の形状を有し、昇降炉、傾動炉又は回転坩堝炉に細分化することができる。(3)電気炉(electrical powered furnace)は、電気抵抗を利用するものと電磁誘導を利用するものとを含む2つのタイプに細分化される。
本発明は、従来の直接燃料火炎炉内で溶融材料を保持する温度調整部又は保持部内において、除去及び清掃が困難であり、かつ溶融材料の全収率に悪影響を与え得る酸化アルミニウム等の金属酸化物の蓄積に関する問題を解決するのに役立つことができる。従来の溶解炉の1組の例を、図5〜図8に示すことができる。溶解部6は、予熱部5及び斜面15の下方に配置されており、溶解炉の片側にはバーナー9が備えられる。非鉄金属又はアルミニウムは、予熱部5の上に配置される開口17を通して溶解炉内に移送されることができ、次に、バーナー9によって加熱されて、非鉄金属又はアルミニウムは溶融して、溶融材料1bとなる。溶融材料1bは、次に、斜面15上を流れて温度調整部3内に入る。温度調整部3の温度は、バーナー12によって維持又は上昇される。溶融材料又はアルミニウム1bは、次に、隔壁10の延長部である下縁部13を通って流れ、炉出口4へ出る。得られる溶融材料金属又はアルミニウム1cは、次に、外部の鋳造又は成形装置による鋳造又は成形プロセスにおいて使用することができる。アルミニウム等の非鉄材料は、蓋16を含む予熱部5に注入されることができ、溶解部6は、片側に取り付けられる扉23を含む。扉23は、点検及び溶解部6の清掃のために開くことができる。温度調整部3は、点検及び温度調整部3の清掃のために開くことができる扉24を含む。
従来の溶解炉の上述の構成部品及び構造は、バーナー9によって溶解された溶融アルミニウム又は溶融材料1bが、斜面15に接続された温度調整部3に流れ込み、温度調整部3内で酸化物21aと混合する可能性があり、確かな欠点を有する。溶融アルミニウム又は材料1bは、この場合、天井蓋11に取り付けられるバーナー12によって制御される規定の温度に維持される。溶融アルミニウム又は材料1bは、温度調整部3内において高温下に維持されるので、温度調整部3内の空気との酸化反応を起こす可能性があり、それにより、温度調整部3内で集塊を形成して増大し得る酸化物21aが生成される可能性がある。したがって、従来の溶解炉の使用者は、扉24を開くことによって、温度調整部を常に清掃することが必要である。しかしながら、清掃プロセスは高温下で行われるので、温度調整部からの酸化物21bの完全な除去は、多くの場合に困難かつ複雑な作業となる。さらに、長時間除去されず高温下にあった酸化物21bは、コランダム(Al)又は他の形態の結晶化物質に結晶化する場合があり、これは、溶解炉の内壁又は内面に強固に付着する。上述した酸化物21bは、限定はしないが、溶解炉の内壁から上記酸化物21bの欠片が溶融材料に混入し、これにより、鋳造又は成形された製品にハードスポットを生じさせ、最終製品の強度を低下させることを含む問題の根本的な原因である。さらに、酸化物21bは、温度調整部3の内壁及び天井部の内側で増大し、これにより、温度調整部3内の空間を低減させ、温度調整部3内の絶縁層22を変化又は劣化させ、その後、外部環境への熱漏出を引き起こす可能性がある。したがって、製品の品質を向上するためには、溶解炉は、生産時の酸化物21bの生成又は排出量を最小限にする必要がある。
上述した酸化物の蓄積によって生じる問題は、「金属溶解炉」という名称の特許文献1によって予見されている。この発明は、溶解部から温度調整部までを連結する傾斜炉床又は斜面状炉床の間に隔壁を設けることにより、酸化物蓄積の問題を解決することを意図したものである。隔壁は、温度調整部及び傾斜炉床内の溶融材料よりも低い高さにおける接続路を形成し、これにより、金属酸化物が温度調整部に流れ込むことを防止する。しかしながら、上記発明は、温度調整部の半分未満のサイズであるとともに上記温度調整部及び接続路よりも低い床高さを有する溶融金属処理部を含み、これにより、溶解炉の構成部品数が増加するため、システムの複雑性が高まり得る。また、「金属溶解炉」という名称の特許文献2は、溶解部内の更なる加熱板とともに部分隔壁を記載している。また、酸化物の低減は、別の2つの特許出願によって予見されている。1つは、「タワー型アルミニウム溶解保持炉」という名称の特許文献3による、溶解部及び温度調整部の昇温によるものであり、もう1つは、「金属溶解炉」という名称の特許文献4による、投入ポートと、上部通気口と、溶解部内の底部における加熱板とを使用し、バーナーヘッドを温度調整部の側部に配置することによるものである。しかしながら、これらの出願は、いくつかの状況に適さない場合がある複雑な構成部品セットの使用を提案するものである。
上記の従来技術は、システムにおける酸化鉄の生成量を低減するために、溶解炉の構成部品若しくは構造を改良すること、又は、ガスの量若しくは化学プロセスを制御する手段を提供することを意図したものである。しかしながら、従来技術では、加熱板、扉又は隔壁等の複雑な構成部品を溶解炉システムに導入することを必要とせずに、溶解炉からの酸化物の排除に関してアルミニウム炉等の通常は産業用の非鉄金属炉の効率を改善する能力を有する発明は、依然として存在していない。
米国特許第7,060,220号 特開2006−071266号 特開2001−272171号 米国特許出願公開第2015/0042024号
本発明に係る溶解炉は、アルミニウム等の非鉄金属を溶解するとともに、後続の鋳造又は射出成形プロセスのためにその溶融材料を貯留するための温度調整部を特徴とする。本発明は、温度調整部内で生成される酸化物の量を低減し、ひいてはアルミニウム又は非鉄金属の品質を向上させるのに役立つ。本発明は、溶融材料の液面に浮かぶ酸化生成物に対する保護を提供する。溶解炉の溶解部における溶融材料は、センサー又は溶融材料検出装置を用いて溶融材料の液面レベルを制御することによって、隔壁の底縁部の下に沈み、接続路を通って温度調整部に流れる。本発明は、温度調整部の天井部の一部において、火炎を保持する温度調整バーナーを更に用いて、溶融したアルミニウムと温度調整部内のガスとの反応を防止するとともに、温度調整部内の酸素濃度を制御して下げ、溶融材料から酸化物が生成される可能性を回避する。
本発明の溶解炉の平面図である。 本発明の溶解炉の側面断面図Cである。 本発明の溶解炉の側面断面図Aである。 本発明の溶解炉の側面断面図Bである。 従来技術の溶解炉の平面図である。 従来技術の溶解炉の側面断面図Aである。 従来技術の溶解炉の側面断面図Cである。 従来技術の溶解炉の側面断面図Bである。
図1は、本発明に係る溶解炉の1つの実施形態の平面図を示しており、溶解炉は、図2の断面図C、図3の断面図A及び図4の断面図Bに示される種々の構成部品を備える。溶解炉は、材料投入路17及び蓋16を備え、材料は、材料投入路17内に投入されると、加熱部5内に移動される。加熱部5の下方には、溶解部6及び傾斜炉床15がある。傾斜炉床15の上側には、加熱部5の上部に配置されるバーナー9が備えられる。材料は、溶解部6内でバーナー9の火炎の熱によって溶解され、その後、傾斜炉床15上を下方に流れ、溶融材料加熱部7に入る。溶融材料加熱部7は、溶融材料1aの温度を維持及び上昇させるために使用され、酸化物除去扉14a,14bを備える。溶融材料加熱部7は、温度調整部3に溶融材料1aを流し込むための接続路2を更に備える。温度調整部3は、溶融材料1cが出湯口4を通って溶解炉を出る前に溶融材料1bを保持することができる。本発明に係る溶解炉は、特に温度調整部3を備え、温度調整部3は、溶融材料1aを受け入れるための接続路2と、溶融材料1cを放出するための出湯口4とを含む。接続路2は、加熱部5の下部、溶解部6、傾斜炉床15及び溶融材料加熱部7に更に接続する。
接続路2により、一般に、溶解部6及び溶融材料加熱部7から温度調整部3内に移動する溶融材料1aの上に浮かぶ酸化生成物21aから溶解炉を保護することができる。接続路2は、隔壁10の下縁部13の下に位置し、温度調整部3に通じる。接続路2の下底部は、溶融材料加熱部7の表面でもあり、下縁部13の位置よりも低く没する傾斜面で特徴付けられる。溶融材料の検出器又はセンサー8は、出湯口4に近接して又は溶解炉の任意の部分に配置される。検出器8は、最上液面レベルを有効に検出し、ひいては、溶融材料1cを出湯口4から汲み出すまたは放出させずに隔壁10の下縁部13を上回る溶融材料1a、1b、1cの高さを維持することができ、したがって、材料加熱部7からの酸化物21aが温度調整部3内の溶融材料1bに混じることがない。
温度調整部3には、空気を調整するための熱交換器20、又は、溶融材料加熱部7と温度調整部3との間の下縁部13における少なくとも1つの穴、又は、少なくとも1つの穴及び1つの熱交換器20を有し、これらは、燃焼に用いられるエネルギーの低減に効果を有し得る。さらに、温度調整部3の天井蓋11に温度調整バーナー12が配置され、バーナー12は、天井部において帯状のフラットな火炎(フラットフレーム)を放射することが好ましく、このフラットフレームは、溶融材料の品質低下及び炉壁上での酸化物集塊の形成を引き起こし得る酸化物層である上記溶融材料の最上層を除去することによって、溶融材料1bと反応する。また、バーナー12のフラットフレームは、酸素濃度を温度調整部3内の可燃性ガス全体の1%〜5%に、より好ましくは1%未満に制御して、溶融材料1bの厚みを低減することができる。
従来の温度調整部3は、定期的に清掃する必要があり、したがって、図6に示すような溶解炉から金属酸化物を除去するための温度調整扉24を必要とするが、これとは異なり、本発明は、温度調整扉24の設置を必要とせず、代わりに、フラットフレーム式の温度調整バーナー12を使用する。温度調整バーナー12は、溶解炉内の酸素の量を制御することができるとともに、検出器又はセンサーを更に備え、各部内の溶融材料を測定して、生成される酸化物の量を低減する。上述したこのような構成は、溶解炉の重量を低減すると同時に、エネルギー消費及び溶解炉の清掃のための人員を削減することができる。
上記のプロセスは、本発明の実施形態のうちの1つにすぎず、決して上述した記載に制限されるものではない。本発明の意図と一致するのであれば、例えば、バーナー12を温度調整部3の底面19に配置するか、又は、電気若しくは燃料ガスによって加熱される浸漬ヒーター若しくは加熱チューブを設けるか、又は、天井蓋11に金属ベースヒーター若しくはバーナーを設けるか、又は、ファイバーベースヒーター若しくはバーナー、若しくは空気が表面構造を流通することを可能にする構造を与えることができる多孔材料ベースヒーター若しくはバーナーを設けることによって、構成部品を改良又は変更することができる。
温度調整部3内において、浸漬加熱チューブを使用する又は天井蓋11に金属ベースヒーターを使用する例では、溶融材料1bが急激な酸化反応を起こすことを防止又は阻止するために、不活性ガスを噴射して温度調整部3内の酸素濃度を下げることが必要な場合がある。
本発明の分野は、機械工学及び材料科学に関し、特に、本発明は、非鉄金属溶解炉の構成部品及び構造に関する。
一般に、金属溶解炉には、次に述べる主な3つのタイプがある。(1)直接燃料火炎炉(direct fuel fire furnace)は、金属の予熱、金属の溶解、及び温度制御を行うための別個の部分、ゾーン又はチャンバーを備える。この炉は、金属に直に接する火炎を使用し、多くの金属を溶解するのに適している。(2)間接燃料火炎炉(indirect fuel fire furnace)は、円筒形又は鍋形の形状を有し、昇降炉、傾動炉又は回転坩堝炉に細分化することができる。(3)電気炉(electrical powered furnace)は、電気抵抗を利用するものと電磁誘導を利用するものとを含む2つのタイプに細分化される。
本発明は、従来の直接燃料火炎炉内で溶融材料を保持する温度調整部又は保持部内において、除去及び清掃が困難であり、かつ溶融材料の全収率に悪影響を与え得る酸化アルミニウム等の金属酸化物の蓄積に関する問題を解決するのに役立つことができる。従来の溶解炉の1組の例を、図5〜図8に示すことができる。溶解部6は、予熱部5の下方に配置されており、溶解炉の片側にはバーナー9が備えられる。非鉄金属又はアルミニウムは、予熱部5の上に配置される開口17を通して溶解炉内に移送されることができ、次に、バーナー9によって加熱されて、非鉄金属又はアルミニウムは溶融して、溶融材料1bとなる。溶融材料1bは、次に、斜面15上を流れて温度調整部3内に入る。温度調整部3の温度は、バーナー12によって維持又は上昇される。溶融材料1bは、次に、隔壁10の延長部である下縁部13を通って流れ、炉出口4へ出る。得られる溶融材料1cは、次に、外部の鋳造又は成形装置による鋳造又は成形プロセスにおいて使用することができる。アルミニウム等の非鉄材料は、蓋16を含む予熱部5に注入されることができ、溶解部6は、片側に取り付けられる扉23を含む。扉23は、点検及び溶解部6の清掃のために開くことができる。温度調整部3は、点検及び温度調整部3の清掃のために開くことができる扉24を含む。
従来の溶解炉の上述の構成部品及び構造は、バーナー9によって溶解された溶融材料1bが、斜面15に接続された温度調整部3に流れ込み、温度調整部3内で酸化物21aと混合する可能性があり、確かな欠点を有する。溶融材料1bは、この場合、天井蓋11に取り付けられるバーナー12によって制御される規定の温度に維持される。溶融材料1bは、温度調整部3内において高温下に維持されるので、温度調整部3内の空気との酸化反応を起こす可能性があり、それにより、温度調整部3内で集塊を形成して増大し得る酸化物21が生成される可能性がある。したがって、従来の溶解炉の使用者は、扉24を開くことによって、温度調整部を常に清掃することが必要である。しかしながら、清掃プロセスは高温下で行われるので、温度調整部からの酸化物21bの完全な除去は、多くの場合に困難かつ複雑な作業となる。さらに、長時間除去されず高温下にあった酸化物21bは、コランダム(Al)又は他の形態の結晶化物質に結晶化する場合があり、これは、溶解炉の内壁又は内面に強固に付着する。上述した酸化物21bは、限定はしないが、溶解炉の内壁から上記酸化物21bの欠片が溶融材料に混入し、これにより、鋳造又は成形された製品にハードスポットを生じさせ、最終製品の強度を低下させることを含む問題の根本的な原因である。さらに、酸化物21bは、温度調整部3の内壁で増大し、これにより、温度調整部3内の空間を低減させ、温度調整部3内の絶縁層22を変化又は劣化させ、その後、外部環境への熱漏出を引き起こす可能性がある。したがって、製品の品質を向上するためには、溶解炉は、生産時の酸化物21bの生成又は排出量を最小限にする必要がある。
上述した酸化物の蓄積によって生じる問題は、「金属溶解炉」という名称の特許文献1によって予見されている。この発明は、溶解部から温度調整部までを連結する傾斜炉床又は斜面状炉床の間に隔壁を設けることにより、酸化物蓄積の問題を解決することを意図したものである。隔壁は、温度調整部及び傾斜炉床内の溶融材料よりも低い高さにおける接続路を形成し、これにより、金属酸化物が温度調整部に流れ込むことを防止する。しかしながら、上記発明は、温度調整部の半分未満のサイズであるとともに上記温度調整部及び接続路よりも低い床高さを有する溶融金属処理部を含み、これにより、溶解炉の構成部品数が増加するため、システムの複雑性が高まり得る。また、「金属溶解炉」という名称の特許文献2は、溶解部内の更なる加熱板とともに部分隔壁を記載している。また、酸化物の低減は、別の2つの特許出願によって予見されている。1つは、「タワー型アルミニウム溶解保持炉」という名称の特許文献3による、溶解部及び温度調整部の昇温によるものであり、もう1つは、「金属溶解炉」という名称の特許文献4による、投入ポートと、上部通気口と、溶解部内の底部における加熱板とを使用し、バーナーヘッドを温度調整部の側部に配置することによるものである。しかしながら、これらの出願は、いくつかの状況に適さない場合がある複雑な構成部品セットの使用を提案するものである。
上記の従来技術は、システムにおける酸化の生成量を低減するために、溶解炉の構成部品若しくは構造を改良すること、又は、ガスの量若しくは化学プロセスを制御する手段を提供することを意図したものである。しかしながら、従来技術では、加熱板、扉又は隔壁等の複雑な構成部品を溶解炉システムに導入することをせずに、溶解炉からの酸化物の排除に関してアルミニウム炉等の産業用の非鉄金属炉の効率を改善する能力を有する発明は、依然として存在していない。
米国特許第7,060,220号 特開2006−071266号 特開2001−272171号 米国特許出願公開第2015/0042024号
本発明に係る溶解炉は、アルミニウム等の非鉄金属を溶解するとともに、後続の鋳造のためにその溶融材料を貯留するための温度調整部を特徴とする。本発明は、温度調整部内で生成される酸化物の量を低減し、ひいてはアルミニウム又は非鉄金属の品質を向上させるのに役立つ。本発明は、溶融材料の液面に浮かぶ酸化生成物に対する保護を提供する。溶解炉の溶解部における溶融材料は、センサー又は溶融材料検出装置を用いて溶融材料の液面レベルを制御することによって、隔壁の底縁部の下に沈み、接続路を通って温度調整部に流れる。本発明は、温度調整部の天井部の一部において、火炎を保持する温度調整バーナーを更に用いて、溶融したアルミニウムと温度調整部内のガスとの反応を防止するとともに、温度調整部内の酸素濃度を制御して下げ、溶融材料から酸化物が生成される可能性を回避する。
本発明の溶解炉の平面図である。 本発明の溶解炉の側面断面図Cである。 本発明の溶解炉の側面断面図Aである。 本発明の溶解炉の側面断面図Bである。 従来技術の溶解炉の平面図である。 従来技術の溶解炉の側面断面図Aである。 従来技術の溶解炉の側面断面図Cである。 従来技術の溶解炉の側面断面図Bである。
図1は、本発明に係る溶解炉の1つの実施形態の平面図を示しており、溶解炉は、図2の断面図C、図3の断面図A及び図4の断面図Bに示される種々の構成部品を備える。溶解炉は、材料投入路17及び蓋16を備え、材料は、材料投入路17内に投入されると、予熱部5内に移動される。予熱部5の下方には、溶解部6及び傾斜炉床15がある。傾斜炉床15の上側には、バーナー9が備えられる。材料は、溶解部6内でバーナー9の火炎の熱によって溶解され、その後、傾斜炉床15上を下方に流れ、加熱部7に入る。加熱部7は、溶融材料1aの温度を維持及び上昇させるために使用され、酸化物除去扉14a,14bを備える。加熱部7は、温度調整部3に溶融材料1aを流し込むための接続路2を更に備える。温度調整部3は、溶融材料1cが出湯口4を通って溶解炉を出る前に溶融材料1bを保持することができる。本発明に係る溶解炉は、特に温度調整部3を備え、温度調整部3は、溶融材料1aを受け入れるための接続路2と、溶融材料1cを放出するための出湯口4とを含む。接続路2は、予熱部5の下部、溶解部6、傾斜炉床15及び加熱部7に更に接続する。
接続路2により、一般に、溶解部6及び加熱部7から温度調整部3内に移動する溶融材料1aの上に浮かぶ酸化生成物21aから溶解炉を保護することができる。接続路2は、隔壁10の下縁部13の下に位置し、温度調整部3に通じる。接続路2の下底部は、下縁部13の位置よりも低く没する傾斜面で特徴付けられる。溶融材料の検出器又はセンサー8は、出湯口4に近接して又は溶解炉の任意の部分に配置される。検出器8は、最上液面レベルを有効に検出し、ひいては、溶融材料1cを出湯口4から汲み出すまたは放出させずに隔壁10の下縁部13を上回る溶融材料1a、1b、1cの高さを維持することができ、したがって、加熱部7からの酸化物21aが温度調整部3内の溶融材料1bに混じることがない。
温度調整部3には、燃焼に用いる空気の温度を調整するための熱交換器20、又は、加熱部7と温度調整部3との間の下縁部13における少なくとも1つの穴、又は、少なくとも1つの穴及び1つの熱交換器20を有し、これらは、燃焼に用いられるエネルギーの低減に効果を有し得る。さらに、温度調整部3の天井蓋11に温度調整バーナー12が配置され、バーナー12は、天井部において帯状のフラットな火炎(フラットフレーム)を放射することが好ましい。また、バーナー12のフラットフレームは、酸素濃度を温度調整部3内の可燃性ガス全体の1%〜5%に、より好ましくは1%未満に制御して、溶融材料1bの最上層の酸化物の厚みを低減することができる。
従来の温度調整部3は、定期的に清掃する必要があり、したがって、図6に示すような溶解炉から金属酸化物を除去するための温度調整扉24を必要とするが、これとは異なり、本発明は、温度調整扉24の設置を必要とせず、代わりに、フラットフレーム式の温度調整バーナー12を使用する。温度調整バーナー12は、溶解炉の温度調整部3内の酸素の量を制御することができるとともに、検出器又はセンサーを更に備え、温度調整部3内の酸素の量を測定して、生成される酸化物の量を低減する。上述したこのような構成は、溶解炉の酸化物の重量を低減すると同時に、エネルギー消費及び溶解炉の清掃のための人員を削減することができる。
上記のプロセスは、本発明の実施形態のうちの1つにすぎず、決して上述した記載に制限されるものではない。本発明の意図と一致するのであれば、例えば、バーナー12を温度調整部3の底面19に配置するか、又は、電気若しくは燃料ガスによって加熱される浸漬ヒーター若しくは加熱チューブを設けるか、又は、天井蓋11に金属ベースヒーター若しくはバーナーを設けるか、又は、ファイバーベースヒーター若しくはバーナー、若しくは空気が表面構造を流通することを可能にする構造を与えることができる多孔材料ベースヒーター若しくはバーナーを設けることによって、構成部品を改良又は変更することができる。
温度調整部3内において、浸漬加熱チューブを使用する又は天井蓋11に金属ベースヒーターを使用する例では、溶融材料1bが急激な酸化反応を起こすことを防止又は阻止するために、不活性ガスを噴射して温度調整部3内の酸素濃度を下げることが必要な場合がある。

Claims (10)

  1. 溶融材料を貯留する温度調整部(3)であって、材料投入路(17)とともに蓋(16)を備える温度調整部(3)と、
    前記温度調整部(3)の下方の加熱部(5)と、
    前記加熱部(5)の下方の溶解部(6)であって、該溶解部(6)からの溶融材料が前記温度調整部(3)に送られて出湯口(4)から放出される溶解部(6)と、
    バーナー(9)を上部に備える傾斜炉床(15)と、
    前記温度調整部(3)の接続路(2)であって、傾斜又は湾曲した底部を特徴とし、前記加熱部(5)の下部にかつ前記傾斜炉床(15)によって溶融材料加熱部(7)に接続される前記溶解部(6)から前記溶融材料(1a)を受け取る接続路(2)と、
    前記接続路(2)が形成される隔壁(10)であって、前記溶融材料加熱部(7)内の前記溶融材料(1a)及び前記温度調整部(3)内の前記溶融材料(1b)よりも低く位置する下縁部(13)を有する隔壁(10)と、
    を備える、溶解炉。
  2. 前記出湯口(4)、又は前記溶解部(6)、又は前記溶融材料加熱部(7)、又は前記溶融材料(1a)、(1b)若しくは(1c)に接触する前記溶解炉のあらゆる部分は、前記溶融材料(1a)、(1b)又は(1c)の液面レベルを制御又は検出するとともに、酸化物(21a)が前記温度調整部(3)内に又は前記出湯口(4)を通って流れ出ることを防止するようにセンサー(8)を更に備え、
    前記センサー(8)は、前記出湯口(4)に近接して配置される、請求項1に記載の溶解炉。
  3. 前記温度調整部(3)は、天井蓋(11)及び温度調整バーナー(12)を備え、
    前記温度調整バーナー(12)は、フラットフレームバーナーである、請求項1に記載の炉。
  4. 前記温度調整部(3)は、炉壁の一部又は前記天井蓋(11)における熱交換器(20)と、
    前記溶融材料加熱部(7)と前記温度調整部(3)との間で前記下縁部(13)を貫通可能な少なくとも1つの穴と、
    のうちの少なくとも1つを更に備える、請求項1又は3に記載の溶解炉。
  5. 前記温度調整部(3)は、扉を有しない閉システムであり、前記天井蓋(11)又は側壁(18)又は床(19)は、軽量かつ耐火性である、請求項1に記載の溶解炉。
  6. 前記温度調整部(3)は、前記床(19)又は前記側壁(18)又は前記天井蓋(11)に前記温度調整バーナー(12)を備える、請求項1に記載の溶解炉。
  7. 前記温度調整バーナー(12)は、
    ガス又は電気によって加熱される浸漬加熱チューブと、
    金属ベースバーナー又はヒーターと、
    ファイバーベースバーナー又はヒーターと、
    多孔通気バーナー又はヒーターと、
    から選択される、請求項1又は6に記載の溶解炉。
  8. 不活性ガスが前記温度調整部(3)内に噴射されて、酸化反応を防止する、請求項1又は7に記載の溶解炉。
  9. 前記温度調整バーナー(12)は、前記酸素濃度を前記可燃性ガス全体の1%〜5%に、最も好ましくは前記可燃性ガス全体の1%未満に制御する、請求項1に記載の溶解炉。
  10. 前記溶融材料加熱部(7)には、酸化物除去扉(14a)、(14b)が設けられる、請求項1に記載の溶解炉。
JP2018516074A 2015-10-13 2015-11-12 溶解炉 Active JP6498843B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TH1501006287 2015-10-13
TH1501006287A TH160125A (th) 2015-10-13 เตาหลอม
PCT/TH2015/000079 WO2017065701A1 (en) 2015-10-13 2015-11-12 Furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018534516A true JP2018534516A (ja) 2018-11-22
JP6498843B2 JP6498843B2 (ja) 2019-04-10

Family

ID=58518483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018516074A Active JP6498843B2 (ja) 2015-10-13 2015-11-12 溶解炉

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10767929B2 (ja)
EP (1) EP3362755B8 (ja)
JP (1) JP6498843B2 (ja)
KR (1) KR102048318B1 (ja)
CN (1) CN109477685B (ja)
CA (1) CA2999356C (ja)
MX (1) MX2018003567A (ja)
PH (1) PH12018500590B1 (ja)
WO (1) WO2017065701A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024111648A1 (ja) * 2022-11-24 2024-05-30 株式会社ダイキエンジニアリング アルミニウム炉及び溶解アルミニウムの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109341341A (zh) * 2018-10-24 2019-02-15 佛山市旺鼎压铸设备工业炉制造有限公司 一种热空气循环熔保炉
JP6629477B1 (ja) 2019-05-23 2020-01-15 健 梶谷 溶解炉

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49143404U (ja) * 1973-04-10 1974-12-11
JPS5013848Y1 (ja) * 1970-12-30 1975-04-28
JPS5564098U (ja) * 1978-10-26 1980-05-01
JPS599297U (ja) * 1982-07-12 1984-01-20 三井金属鉱業株式会社 可傾反射炉
JPS6262184A (ja) * 1985-09-13 1987-03-18 株式会社正英製作所 金属溶解保持炉
JPH07126770A (ja) * 1993-11-05 1995-05-16 Toho Gas Co Ltd アルミ溶解保持炉
JPH08157978A (ja) * 1994-12-03 1996-06-18 Osaka Gas Co Ltd 反射式アルミ保持炉
JPH11223463A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Hamamatsu Heat Tec Kk 金属溶解保持炉
JP2001324271A (ja) * 2000-03-24 2001-11-22 Hertwich Engineering Gmbh 汚染したアルミニウムスクラップを浸漬溶融させるための双炉
JP2004332948A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Meichuu:Kk 金属溶解炉
JP2008215628A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Meichuu:Kk 金属溶湯保持炉の構造

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013848A (ja) 1973-06-11 1975-02-13
JPS5448642A (en) * 1977-09-27 1979-04-17 Furukawa Electric Co Ltd Continuous meltingganddmaintaininggfurnace for low melting metal material
JPH0361299U (ja) * 1989-10-16 1991-06-17
JP3796617B2 (ja) * 1998-10-23 2006-07-12 日本坩堝株式会社 アルミニウムインゴット等の溶解保持炉
JP2001272171A (ja) 2000-01-19 2001-10-05 Nippon Crucible Co Ltd タワー型アルミニウム溶解保持炉
CN2472173Y (zh) * 2001-04-03 2002-01-16 宜兴市朋盛压铸设备有限公司 一种改进的铝合金液保温炉
JP4357229B2 (ja) 2003-07-01 2009-11-04 東京ファーネス工業株式会社 金属溶解保持炉
JP4352026B2 (ja) 2004-08-04 2009-10-28 株式会社メイチュー 金属溶解炉
CN102121788A (zh) * 2010-09-30 2011-07-13 陈久斌 冶炼熔炉
JP5759518B2 (ja) 2013-08-08 2015-08-05 株式会社メイチュー 金属溶解炉

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013848Y1 (ja) * 1970-12-30 1975-04-28
JPS49143404U (ja) * 1973-04-10 1974-12-11
JPS5564098U (ja) * 1978-10-26 1980-05-01
JPS599297U (ja) * 1982-07-12 1984-01-20 三井金属鉱業株式会社 可傾反射炉
JPS6262184A (ja) * 1985-09-13 1987-03-18 株式会社正英製作所 金属溶解保持炉
JPH07126770A (ja) * 1993-11-05 1995-05-16 Toho Gas Co Ltd アルミ溶解保持炉
JPH08157978A (ja) * 1994-12-03 1996-06-18 Osaka Gas Co Ltd 反射式アルミ保持炉
JPH11223463A (ja) * 1998-02-09 1999-08-17 Hamamatsu Heat Tec Kk 金属溶解保持炉
JP2001324271A (ja) * 2000-03-24 2001-11-22 Hertwich Engineering Gmbh 汚染したアルミニウムスクラップを浸漬溶融させるための双炉
JP2004332948A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Meichuu:Kk 金属溶解炉
JP2008215628A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Meichuu:Kk 金属溶湯保持炉の構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024111648A1 (ja) * 2022-11-24 2024-05-30 株式会社ダイキエンジニアリング アルミニウム炉及び溶解アルミニウムの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017065701A1 (en) 2017-04-20
EP3362755A4 (en) 2019-03-20
PH12018500590B1 (en) 2020-12-04
MX2018003567A (es) 2018-06-18
KR102048318B1 (ko) 2019-11-25
CA2999356A1 (en) 2017-04-20
CA2999356C (en) 2020-04-28
EP3362755B1 (en) 2020-09-09
CN109477685B (zh) 2020-08-11
JP6498843B2 (ja) 2019-04-10
EP3362755A1 (en) 2018-08-22
PH12018500590A1 (en) 2018-09-17
US10767929B2 (en) 2020-09-08
US20190056177A1 (en) 2019-02-21
CN109477685A (zh) 2019-03-15
EP3362755B8 (en) 2020-11-04
KR20180055821A (ko) 2018-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4691710B2 (ja) 廃棄物ガラス固化処理用電気溶融炉
CN104654783B (zh) 一种上部浸入式加热熔化保温炉
JP6498843B2 (ja) 溶解炉
CN106705649A (zh) 一种工业用真空冶炼炉
JP6629477B1 (ja) 溶解炉
TW200606384A (en) Metal melting furnace
KR101669135B1 (ko) 복합 용해로
JP2008116066A (ja) 電気炉の操業方法
ITUD20130148A1 (it) Procedimento per la fusione di minerali contenenti ferro, titanio e vanadio
JP3723100B2 (ja) 炉の窓構造
CN106082589A (zh) 玻璃熔炼设备
JP2009045645A (ja) 溶湯保持炉
JP5065108B2 (ja) 加熱炉
KR20120077399A (ko) 전기로
CN112129112A (zh) 侧吹炉的出烟口水套及出烟口
JP3111330U (ja) 溶湯保持炉
JP3111330U7 (ja)
JP3764641B2 (ja) 電気溶融炉の運転制御方法
JPS6237316B2 (ja)
CN209459414U (zh) 一种高温反应炉
CN207570302U (zh) 液态介质电阻熔铝炉
CN119710511A (zh) 用于镀锌连退锌锅及锌锅及坩埚的加热炉及加热方法
WO2024111648A1 (ja) アルミニウム炉及び溶解アルミニウムの製造方法
KR101368353B1 (ko) 수냉 패널
WO2021116969A1 (en) Melting furnace and melting process

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180622

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20180323

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180622

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180622

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180828

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20181122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6498843

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250