JP5721527B2 - Furnace structure of aluminum melting furnace - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウムやアルミニウム合金製の部材を機械加工する際に発生するアルミ屑をアルミ溶解原料として溶解するアルミ溶解炉の炉体構造に関する。 The present invention relates to a furnace structure of an aluminum melting furnace that melts aluminum scrap generated when machining a member made of aluminum or an aluminum alloy as an aluminum melting raw material.
アルミニウムやアルミニウム合金などの非鉄金属材料の切削屑、ダライ粉を溶解炉で溶解してインゴットに再生利用する技術として、例えば、特許文献１（特開平６−２０７２３０号公報）には、溶湯を循環しながら投入されたアルミ切粉を溶解炉で溶解するのに際して、アルミ切粉投入口に循環する溶湯の渦室を設け、該渦室の出口に溶解炉の底に向かって溶湯を流出する導入樋を設けることによって、アルミ切粉と循環溶湯とを短時間に混合して溶融するようにしたアルミ切粉溶解装置が開示されている。
さらに、金属スクラップを再生する際に混入した介在物を除去する溶解装置として、特許文献２（特開平６−３４６１６２号公報）には、スクラップ溶解室の下流に複数個の濾過室を持つように区画壁を配し、その底部や側壁部に不活性ガス噴出手段を設けた金属スクラップの溶解装置が記載されている。
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-207230) circulates molten metal as a technique for melting cutting scraps of non-ferrous metal materials such as aluminum and aluminum alloys and dairy powder in a melting furnace and recycling them into an ingot. While melting the aluminum chips introduced in the melting furnace, a vortex chamber for the molten metal circulating in the aluminum chip inlet is provided, and the molten metal flows out toward the bottom of the melting furnace at the outlet of the vortex chamber An aluminum chip melting apparatus is disclosed in which aluminum chips and circulating molten metal are mixed and melted in a short time by providing a ridge.
Further, as a melting device for removing inclusions mixed when recycling metal scrap, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-346162) has a plurality of filtration chambers downstream of the scrap melting chamber. A metal scrap melting apparatus is described in which a partition wall is provided and an inert gas jetting means is provided on the bottom and side walls thereof.
しかしながら、前述したアルミ溶解装置では、外部から供給される切削屑が溶解室や保持室で溶解処理される際に、回転羽根や底吹きガスにより激しく攪拌されるアルミ溶湯の渦流れによってセラミックろ過材などの内張り材の局部的な消耗が大きなる。このため、炉体のメンテナンス頻度が増大したり、溶湯のスムーズな流れや供給バランスが乱されアルミ溶湯の均一化や浄化処理が妨げられたりすることがあり、アルミ溶解処理の効率性と溶湯浄化の確実性に欠けるという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたもので、アルミ溶湯による炉体ライニングの局部的損耗を抑制して、アルミ溶解処理の効率性と溶湯浄化の確実性とに優れたアルミ溶解炉の炉体構造を提供することを目的とする。
However, in the above-described aluminum melting apparatus, when the cutting waste supplied from the outside is melted in the melting chamber or the holding chamber, the ceramic filter medium is caused by the vortex flow of the molten aluminum that is vigorously stirred by the rotating blades or bottom blowing gas. The local consumption of lining materials such as is large. For this reason, the maintenance frequency of the furnace body increases, the smooth flow and supply balance of the molten metal may be disturbed, and the homogenization and purification process of the molten aluminum may be hindered. There was a problem of lack of certainty.
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and suppresses local wear of the furnace lining caused by molten aluminum, and is excellent in the efficiency of aluminum melting treatment and the reliability of molten metal purification. It aims at providing the furnace structure of a melting furnace.
（１）本発明のアルミ溶解炉の炉体構造は、
アルミ溶解原料を溶解する溶解室と、
前記溶解室と第１連通部を介して連通して溶解したアルミ溶湯を加熱及び保持する保持室と、
前記保持室と第２連通部を介して連通してアルミ溶湯に不活性ガスを吹き込んで脱ガス処理を行なう脱ガス室と、
前記脱ガス室と第３連通部を介して連通してアルミ溶湯を清浄化するろ過室と、が一体的に接続されており、
前記ろ過室には、第３連通部のろ過室側に第３連通部から流入するアルミ溶湯を清浄化するセラミックフィルタが立設されており、
前記ろ過室の底部の位置は、
脱ガス室の底部の位置よりも上方に位置するように段差が設けられており、
第３連通部の底部には、脱ガス室の底部からろ過室の底部に向かって上昇するように傾斜床部が形成されていることを特徴とする。
（２）本発明のアルミ溶解炉の炉体構造は、前記（１）において、前記傾斜床部は、その傾斜角度αが、４５〜７５度であることを特徴とする。
(1) The furnace structure of the aluminum melting furnace of the present invention is
A melting chamber for melting aluminum melting raw materials,
A holding chamber for heating and holding the molten aluminum melted in communication with the melting chamber via the first communicating portion;
A degassing chamber that communicates with the holding chamber via the second communication portion and performs degassing treatment by blowing an inert gas into the molten aluminum;
The degassing chamber and the filtration chamber for cleaning the molten aluminum by communicating with each other through the third communication portion are integrally connected,
In the filtration chamber, a ceramic filter for cleaning molten aluminum flowing from the third communication portion is erected on the filtration chamber side of the third communication portion,
The position of the bottom of the filtration chamber is
A step is provided so as to be positioned above the position of the bottom of the degassing chamber,
An inclined floor portion is formed at the bottom of the third communication portion so as to rise from the bottom of the degassing chamber toward the bottom of the filtration chamber.
(2) The furnace structure of the aluminum melting furnace of the present invention is characterized in that, in the above (1), the inclined floor portion has an inclination angle α of 45 to 75 degrees.
本発明によれば、セラミックフィルタを介して隣接する脱ガス室とろ過室の各底床面間に段差を形成させる傾斜床部を設けるとともにその傾斜床部上方にアルミ溶湯の湯面を分割してその下端と傾斜床部との間に開口部を形成する上部堰を設けるので、脱ガス室に配置された溶湯撹拌用の回転子によるアルミ溶湯の渦流がセラミックフィルタに直接当たることがなく、局部通過およびセラミックフィルタの消耗を効果的に防ぐことができる。こうしてアルミ切削屑を溶解処理するに際してアルミ溶解処理の効率性と溶湯浄化の確実性とに優れたアルミ溶解炉の炉体構造を提供することができる。 According to the present invention, there is provided an inclined floor portion that forms a step between the bottom floor surfaces of the adjacent degassing chamber and the filtration chamber via the ceramic filter, and the molten aluminum surface is divided above the inclined floor portion. Since an upper weir that forms an opening is provided between the lower end of the lever and the inclined floor portion, the vortex of the molten aluminum by the molten metal stirring rotor arranged in the degassing chamber does not directly hit the ceramic filter, It is possible to effectively prevent local passage and consumption of the ceramic filter. Thus, it is possible to provide a furnace structure of an aluminum melting furnace excellent in the efficiency of the aluminum melting treatment and the reliability of the molten metal purification when the aluminum cutting waste is melted.
本実施形態のアルミ溶解炉の炉体構造２０を含むアルミ溶解システム１０は、図１の平面配置図に示すように、切削加工機械から発生するアルミ切削屑などのアルミ屑を受け入れる原料ホッパ１１と、原料ホッパ１１からスクリューコンベアなどのアルミ屑供給フィーダ１２を介して投入されるアルミ屑を、回転ドラム、冷風ファンなどを有して脱水処理する予備処理部１３と、予備処理部１３で脱水されたアルミ溶解原料が上部から供給され溶解してアルミ溶湯とする溶解室２１と、溶解室２１と第１連通部２２ａを介して連通して溶解したアルミ溶湯をガスバーナなどの加熱装置により加熱及び保持する保持室２２と、保持室２２と第２連通部２２ｂを介して連通してアルミ溶湯に不活性ガスを吹き込んで回転子２３ａにより撹拌して脱ガス処理を行なう脱ガス室２３と、脱ガス処理された脱ガス室２３内のアルミ溶湯を、第３連通部２４ｂを介して連通してセラミックフィルタ２５を通してろ過して清浄化する溶湯レベルセンサ２３ｂを備えたろ過室２４と、溶湯レベルセンサ２３ｂによって取得される脱ガス室２３内の溶湯レベル情報に基づいてアルミ屑供給フィーダ１２のアルミ屑の供給量を制御する供給制御装置と、を有するように構成される。
これによって、アルミ溶解炉の炉体構造２０におけるアルミ溶湯の流れを適正かつ確実に制御することができ、アルミ溶湯の浄化処理を効率的に行なうことができる。
An aluminum melting system 10 including a furnace body structure 20 of an aluminum melting furnace according to the present embodiment includes a raw material hopper 11 that receives aluminum scraps such as aluminum cutting scraps generated from a cutting machine, as shown in a plan layout view of FIG. The aluminum scrap introduced from the raw material hopper 11 through the aluminum scrap supply feeder 12 such as a screw conveyor is dehydrated by the preliminary processing section 13 having a rotating drum, a cold air fan, etc., and the preliminary processing section 13. The molten aluminum 21 supplied from above is melted to be melted into aluminum melt, and the melted aluminum communicated with the melt chamber 21 via the first communication portion 22a is heated and held by a heating device such as a gas burner. The holding chamber 22 communicates with the holding chamber 22 via the second communicating portion 22b, and an inert gas is blown into the molten aluminum, and the rotor 23a is stirred to remove the inert gas. A degassing chamber 23 that performs the degassing process and a molten metal level sensor 23b that cleans the molten aluminum in the degassing chamber 23 that has been degassed by filtering through the third communication portion 24b and filtering through the ceramic filter 25. And a supply control device for controlling the amount of aluminum scrap supplied from the aluminum scrap supply feeder 12 based on the melt level information in the degassing chamber 23 acquired by the melt level sensor 23b. Configured.
Thereby, the flow of the molten aluminum in the furnace body structure 20 of the aluminum melting furnace can be controlled appropriately and reliably, and the purification treatment of the molten aluminum can be performed efficiently.
アルミ溶解炉の炉体構造２０は、図２の平面説明図に示すように、アルミ溶解原料を溶解する溶解室２１、保持室２２、脱ガス室２３、ろ過室２４により構成されるアルミ溶解装置である。
特に、溶解室２１、保持室２２、脱ガス室２３、ろ過室２４におけるアルミ溶湯の流路や貯留部が耐火材でライニングされ、各室を接続する連通部を介してアルミ溶湯が流動するように全体が一体的に構成された鋼鉄製の枠体からなる構造体である。
すなわち、各室を仕切る仕切壁の下端と底部との間にはアルミ溶湯の流路となる連通部が形成されており、各連通部を介して、溶解室２１、保持室２２、脱ガス室２３及びろ過室２４は一体的に構成され、これらの連通部を介して各室のアルミ溶湯が流動して均一化させることができるようになっている。
また、ろ過室２４内に設けられたセラミックフィルタ２５により、第３連通部２４ｂから流入するアルミ溶湯中の酸化物等の不純物を除去してろ過室２４に貯留されるアルミ溶湯の清浄度を高めることができるようになっている。
The furnace structure 20 of the aluminum melting furnace includes an aluminum melting apparatus including a melting chamber 21, a holding chamber 22, a degassing chamber 23, and a filtration chamber 24 for melting an aluminum melting raw material, as shown in the plan view of FIG. It is.
In particular, the flow path and the reservoir of the molten aluminum in the melting chamber 21, the holding chamber 22, the degassing chamber 23, and the filtration chamber 24 are lined with a refractory material so that the molten aluminum flows through the communication portion that connects the chambers. It is a structure composed of a steel frame that is integrally formed as a whole.
In other words, a communication portion serving as a flow path for molten aluminum is formed between the lower end and the bottom of the partition wall that partitions each chamber, and the melting chamber 21, the holding chamber 22, and the degassing chamber are connected via each communication portion. 23 and the filtration chamber 24 are integrally configured, and the molten aluminum in each chamber can flow and be made uniform through these communicating portions.
Further, the ceramic filter 25 provided in the filtration chamber 24 removes impurities such as oxides in the molten aluminum flowing in from the third communication portion 24b, thereby increasing the cleanliness of the molten aluminum stored in the filtration chamber 24. Be able to.
原料ホッパ１１は、アルミ溶解原料となるアルミ屑を受け入れるための容器体であり、じょうご形の底部に貯留されたアルミ屑をスクリューコンベアなどのアルミ屑供給フィーダ１２を介して取り出すようになっている。そのアルミ屑の種類や形態、挿入量などの条件によっては、原料ホッパ１１内のブリッジやラットホールなどによりシステム自体の性能が左右されることがある。
なお、スクリューコンベア１２は円筒体内で回転するスクリューによりアルミ屑を押し出しながら搬送する装置であり、定量性に優れているので、自動システムの構築に際してその制御性や安定性を高めることができる。
The raw material hopper 11 is a container body for receiving aluminum scraps as aluminum melting raw materials, and takes out the aluminum scraps stored in the bottom of the funnel through an aluminum scrap supply feeder 12 such as a screw conveyor. . Depending on conditions such as the type and form of the aluminum scrap, the amount of insertion, etc., the performance of the system itself may be affected by a bridge, a rathole, etc. in the raw material hopper 11.
Note that the screw conveyor 12 is a device that conveys aluminum scrap while extruding it with a screw that rotates in a cylindrical body, and is excellent in quantitativeness. Therefore, controllability and stability can be improved when an automatic system is constructed.
予備処理部１３は、原料ホッパ１１からアルミ屑供給フィーダ１２を介して投入されるアルミ屑を回転ドラム、冷風ファンにより不純物の分離や脱水処理を行なう部分であり、回転ドラムの遠心力によりアルミ屑に付着した異物や水分などを分離するとともに、冷風ファンを介してドラム内に冷風を吹き込んで残余の水分を乾燥させることができる。
また、必要に応じて、予備処理部１３においてアルミ屑を回転ドラム内に投入して脱水処理した後、熱交換ジャケット１３ｂにより予備加熱しアルミ溶解原料を所定温度に予熱することでシステム全体の熱効率性を高めることもできる。熱交換ジャケット１３ｂは、溶解室２１からの廃熱をアルミ溶解原料供給コンベアの外側のジャケットに導入する公知の設備である。
The preliminary processing unit 13 is a part that performs separation and dehydration treatment of impurities by using a rotary drum and a cold air fan for the aluminum scrap introduced from the raw material hopper 11 through the aluminum scrap supply feeder 12. In addition to separating foreign matter and moisture adhering to the drum, the remaining moisture can be dried by blowing cool air into the drum via the cold air fan.
Further, if necessary, after the aluminum waste is put into the rotating drum and dehydrated in the pretreatment unit 13, the heat efficiency of the entire system is preliminarily heated by the heat exchange jacket 13b and the aluminum melting raw material is preheated to a predetermined temperature. It can also improve sex. The heat exchange jacket 13b is a known facility that introduces waste heat from the melting chamber 21 into a jacket outside the aluminum melting raw material supply conveyor.
溶解室２１は、耐火材で内張りされた溶解炉体部分であり、仕切壁Ｋ及び第１連通部２２ａを介して保持室２２と一体的に構成されている。
この溶解室２１には、予備処理部１３で前処理されたアルミ溶解原料が、溶解原料供給フィーダによって上部から所定の供給速度で供給されるとともに、後段の保持室２２に連通する第１連通部２２ａを介してアルミ溶湯の一部が還流されることでアルミ溶解原料を溶解するようになっている。
The melting chamber 21 is a melting furnace body lined with a refractory material, and is configured integrally with the holding chamber 22 via the partition wall K and the first communication portion 22a.
The melting chamber 21 is supplied with the aluminum melting raw material pretreated in the pretreatment section 13 from the upper portion by the melting raw material supply feeder at a predetermined supply rate, and is connected to the holding chamber 22 in the subsequent stage. A part of the molten aluminum is refluxed through 22a so that the aluminum melting raw material is melted.
保持室２２は、略箱型状に形成された耐火物構造体であって、その天井部や側壁部にガスバーナなどの加熱装置を備え、溶解室２１に連通する第１連通部２２ａから供給されるアルミ溶湯を加熱して、このアルミ溶湯を後段の脱ガス室２３に連通する第２連通部２２ｂを通して流動させるようになっている。
保持室２２に備えるガスバーナはガス燃料を空気中の酸素と混合して燃焼させる燃焼装置であり、温度センサからの信号を受けて溶湯温度を制御できるようになっている。
The holding chamber 22 is a refractory structure formed in a substantially box shape. The holding chamber 22 includes a heating device such as a gas burner on its ceiling or side wall, and is supplied from a first communicating portion 22 a that communicates with the melting chamber 21. The molten aluminum is heated so that the molten aluminum flows through the second communication portion 22b communicating with the degassing chamber 23 at the subsequent stage.
The gas burner provided in the holding chamber 22 is a combustion device that mixes and burns gaseous fuel with oxygen in the air, and can control the molten metal temperature in response to a signal from a temperature sensor.
脱ガス室２３は、耐火材で内張りされた炉体部を備え、保持室２２から供給されるアルミ溶湯を炭化珪素質やアルミナ質などのセラミックス製の回転子２３ａにより攪拌しながら脱ガス処理を行なう装置である。
なお、この回転子２３ａに備えられたパイプを通して、窒素やアルゴンなどの不活性ガスをアルミ溶湯に吹き込むことで、脱ガス処理をさらに促進させることができる。
アルミ屑にはＳｒやＳｂ等の元素が添加されており、これらの酸化物は溶解後のアルミ溶湯中に多く分散し、溶湯の清浄度を低下させる要因となる。
また、機械加工の際に発生するアルミ切削屑は、その表面積が大きいため、酸化物の他にも酸化皮膜も多量に有している。
これら複合酸化物の比重はアルミ溶湯の比重より大きいため、炉底部に堆積しやすく、堆積した酸化物はフラックス処理や脱ガス処理により再びアルミ溶湯中に分散することになる。
よって、アルミ切削屑を原料として用いる場合は、アルミ溶湯の脱ガス処理が極めて重要となる。
The degassing chamber 23 includes a furnace body lined with a refractory material, and performs degassing while stirring the molten aluminum supplied from the holding chamber 22 with a rotor 23a made of ceramic such as silicon carbide or alumina. It is a device to perform.
The degassing process can be further promoted by blowing an inert gas such as nitrogen or argon into the molten aluminum through a pipe provided in the rotor 23a.
Elements such as Sr and Sb are added to the aluminum scrap, and these oxides are largely dispersed in the melted aluminum melt, which causes a decrease in the cleanliness of the melt.
Moreover, since the aluminum cutting waste generated in machining has a large surface area, it has a large amount of oxide film in addition to the oxide.
Since the specific gravity of these composite oxides is greater than the specific gravity of the molten aluminum, it is easy to deposit on the bottom of the furnace, and the deposited oxide is dispersed again in the molten aluminum by flux treatment and degassing treatment.
Therefore, when using aluminum cutting waste as a raw material, degassing treatment of molten aluminum is extremely important.
このような脱ガス処理を適正な条件のもとで行なうためには、炉体内に貯留されるアルミ溶湯の貯留量を確実に制御することが必要である。
保持室２２に連通する第２連通部２２ｂから供給されて脱ガス室２３に貯留されるアルミ溶湯の貯留量は、ろ過室２４に設けられた溶湯レベルセンサ２３ｂにより常時検出することができるようになっている。
溶湯レベルセンサ２３ｂとしては、例えば、ろ過室２４上部からのレーザ照射などによりその反射位置を検出する反射型センサや、ろ過室側壁に設けた接点とアルミ溶湯との導通による電気信号を検出する浸漬型センサなどを適用することができる。
In order to perform such degassing treatment under appropriate conditions, it is necessary to reliably control the amount of molten aluminum stored in the furnace.
The amount of molten aluminum supplied from the second communicating portion 22 b communicating with the holding chamber 22 and stored in the degassing chamber 23 can be always detected by a molten metal level sensor 23 b provided in the filtration chamber 24. It has become.
As the molten metal level sensor 23b, for example, a reflection type sensor that detects the reflection position by laser irradiation from the upper part of the filtration chamber 24, or an immersion that detects an electrical signal due to conduction between a contact point provided on the side wall of the filtration chamber and the molten aluminum. A type sensor or the like can be applied.
ろ過室２４は、略箱型状の耐火物製炉体を備えて脱ガス室２３と第３連通部２４ｂを介して一体的に構成されており、脱ガス処理された脱ガス室２３内のアルミ溶湯を、第３連通部２４ｂの出側に設けたセラミックフィルタ２５を通してろ過してアルミ溶湯中の介在物を除去して貯留する。
ろ過室２４では、溶湯成分が均一化されるとともに、セラミックフィルタ２５で清浄化されたアルミ溶湯が、その出側に設けられた出湯部２４ａからインゴットケースなどに出湯されるようになっている。
The filtration chamber 24 includes a substantially box-shaped refractory furnace body, and is configured integrally with the degassing chamber 23 and the third communication portion 24b. The molten aluminum is filtered through a ceramic filter 25 provided on the outlet side of the third communicating portion 24b to remove inclusions in the molten aluminum and store them.
In the filtration chamber 24, the molten metal components are made uniform, and the molten aluminum cleaned by the ceramic filter 25 is discharged from an outlet portion 24a provided on the outlet side to an ingot case or the like.
供給制御装置は、ろ過室２４に設けられた溶湯レベルセンサ２３ｂを介してろ過室２４内の溶湯レベル情報を取得して、原料ホッパ１１から予備処理部１３にアルミ屑を供給するアルミ屑供給フィーダ１２の回転速度などを制御するためのＩＣデバイスやコンピュータなどからなる制御機器である。
これによって、溶解室２１、保持室２２、脱ガス室２３、ろ過室２４の四者を一体化したアルミ溶解炉の炉体構造２０において、ろ過室２４の溶湯レベルが基準値に対して増減した場合に、溶解原料となるアルミ屑の供給量を的確に制御して、ろ過室２４からの出湯量を基準範囲内に自動制御させることができ、アルミ溶解処理の効率性と溶湯浄化の確実性とに優れるとともに、自動化に有利なアルミ溶解システムを構築することができる。
The supply control device acquires the molten metal level information in the filtration chamber 24 via the molten metal level sensor 23b provided in the filtration chamber 24, and supplies the aluminum scrap from the raw material hopper 11 to the pretreatment unit 13. 12 is a control device composed of an IC device, a computer, and the like for controlling the rotational speed of 12.
Thereby, in the furnace body structure 20 of the aluminum melting furnace in which the melting chamber 21, the holding chamber 22, the degassing chamber 23, and the filtration chamber 24 are integrated, the molten metal level in the filtration chamber 24 is increased or decreased with respect to the reference value. In this case, it is possible to accurately control the supply amount of aluminum scrap as a melting raw material, and automatically control the amount of hot water discharged from the filtration chamber 24 within a reference range, so that the efficiency of the aluminum melting treatment and the certainty of the molten metal purification can be achieved. It is possible to construct an aluminum melting system that is excellent in automation and advantageous for automation.
なお、本実施形態のアルミ溶解炉の炉体構造２０では、図３の断面説明図に示すように、不活性ガスを吹き込んで脱ガス処理を行う脱ガス室２３と、脱ガス室２３から流入するアルミ溶湯をろ過するろ過室２４との間には、第３連通部２４ｂが設けられているとともに、第３連通部２４ｂの出側（ろ過室側）にはセラミックフィルタ２５が備えられている。
そして、ろ過室２４の底部２４ｄの位置は、脱ガス室２３の底部２３ｄの位置よりも上方に位置するように段差Ｄが設けられており、第３連通部２４ｂの底部には、脱ガス室２３の底部２３ｄからろ過室２４の底部２４ｄに向かって上昇するように傾斜床部２６が形成されている。
すなわち、傾斜床部２６の上方には、脱ガス室２３とろ過室２４とを区分する仕切壁Ｋとしての上部堰２７が配設されており、上部堰２７と傾斜床部２６との間に溶湯を送出する第３連通部２４ｂが形成されているので、脱ガス処理され脱ガス室２３の底部２３ｄに貯留するアルミ溶湯は、上方に位置するろ過室２４方向に押し上げられるように、傾斜床部２６に沿って緩やかに上昇して送出されるようになっている。
このため、ろ過室２４内に設けられたセラミックフィルタ２５に、脱ガス室２３内で回転子２３ａで撹拌された渦流は、傾斜床部２６に当接してその勢いを緩和され、速度を緩和された溶湯をセラミックフィルタ２５を通過させるようになるので、セラミックフィルタ２５の局所的な通過および損耗を減少させることができる。
こうして、アルミ溶湯の攪拌に伴って発生したアルミ溶湯中の浮遊酸化物などの介在物は、ろ過室２４内のセラミックフィルタ２５にアルミ溶湯を透過させることで除去される。
In addition, in the furnace body structure 20 of the aluminum melting furnace of the present embodiment, as shown in the cross-sectional explanatory diagram of FIG. A third communication portion 24b is provided between the aluminum melt and the filtration chamber 24 for filtering the molten aluminum, and a ceramic filter 25 is provided on the outlet side (filtration chamber side) of the third communication portion 24b. .
And the level | step difference D is provided so that the position of the bottom part 24d of the filtration chamber 24 may be located upwards rather than the position of the bottom part 23d of the degassing chamber 23, and a degassing chamber is provided in the bottom part of the 3rd communication part 24b. An inclined floor portion 26 is formed so as to rise from the bottom 23 d of 23 toward the bottom 24 d of the filtration chamber 24.
That is, an upper weir 27 as a partition wall K that separates the degassing chamber 23 and the filtration chamber 24 is disposed above the inclined floor portion 26, and between the upper weir 27 and the inclined floor portion 26. Since the third communicating portion 24b for sending the molten metal is formed, the molten aluminum that has been degassed and stored in the bottom 23d of the degassing chamber 23 is inclined so that the molten aluminum is pushed up in the direction of the filtration chamber 24 positioned above. Along the part 26, it rises gently and is sent out.
For this reason, the vortex flow stirred by the rotor 23a in the degassing chamber 23 to the ceramic filter 25 provided in the filtration chamber 24 is brought into contact with the inclined floor portion 26 and its momentum is relieved and the speed is relieved. Since the molten metal is allowed to pass through the ceramic filter 25, local passage and wear of the ceramic filter 25 can be reduced.
In this way, inclusions such as floating oxides in the molten aluminum generated with the stirring of the molten aluminum are removed by permeating the molten aluminum through the ceramic filter 25 in the filtration chamber 24.
なお、傾斜床部２６の傾斜角度αとしては、１０〜８５度であることが望ましく、さらに４５〜７５度とすることが好ましい。
傾斜角度αが１０度以下では、渦流が傾斜床部２６を上昇する間にその勢いが弱まらず、また、傾斜床部２６の距離が長くなり、炉体構造が大きくなり好ましくない。
一方、傾斜角度αが８５度を超える場合は、溶湯の流れに乱流を発生し易く、アルミ溶湯中の浮遊酸化物などの介在物を巻き込み易くなり好ましくない。
また、傾斜角度αを４５〜７５度の範囲にすると、傾斜床部２６に沿って上昇した溶湯がセラミックフィルタ２５全面を使って透過させることができるのでセラミックフィルタ２５の部分的な通過および損耗を減少させることができ好ましい。
In addition, as inclination | tilt angle (alpha) of the inclination floor part 26, it is desirable that it is 10-85 degree | times, and also it is preferable to set it as 45-75 degree | times.
When the inclination angle α is 10 degrees or less, the momentum does not weaken while the vortex flows up the inclined floor portion 26, and the distance of the inclined floor portion 26 increases, and the furnace structure becomes large.
On the other hand, when the inclination angle α exceeds 85 degrees, a turbulent flow is likely to be generated in the molten metal, and inclusions such as floating oxide in the molten aluminum are easily involved.
Further, when the inclination angle α is in the range of 45 to 75 degrees, the molten metal that has risen along the inclined floor portion 26 can be transmitted through the entire surface of the ceramic filter 25, so that partial passage and wear of the ceramic filter 25 are prevented. This can be reduced and is preferable.
なお、脱ガス室２３内の渦流が直接当たらないようにするには、傾斜床部２６を、脱ガス室２３の床面からろ過室２４の床面に向かって下降するように形成させることもできるが、この場合は、ろ過室を深くする必要があり、その深さに応じてセラミックフィルタ２５も大きくなり、セラミックフィルタ２５の表面積の増加に伴う浸食によってアルミ溶湯が汚れる可能性、および深さが深くなることによるセラミックフィルタの交換時のシール性の低下リスクが増して好ましくない。 In order to prevent direct vortex flow in the degas chamber 23, the inclined floor portion 26 may be formed so as to descend from the floor surface of the degas chamber 23 toward the floor surface of the filtration chamber 24. However, in this case, it is necessary to deepen the filtration chamber, and the ceramic filter 25 also becomes larger according to the depth. This is not preferable because the risk of a decrease in sealing performance at the time of exchanging the ceramic filter due to deepening is increased.
以上説明したように本発明のアルミ溶解炉の炉体構造は、脱ガス室の底部とろ過室の底部との間の段差を接続する傾斜床部を設けるとともに、その傾斜床部上方に、アルミ溶湯を仕切る仕切壁の下端と傾斜床部との間に開口された第３連通部を設けるので、脱ガス室に配置された溶湯撹拌用の回転子の回転によって引き起こされるアルミ溶湯の渦流がセラミックフィルタに直接当たることなく、セラミックフィルタの局所的な通過および消耗を効果的に防ぐことができる。
このように、本発明のアルミ溶解炉の炉体構造は、アルミ溶解処理の効率性と溶湯浄化の確実性とに優れ、産業上の利用可能性が極めて高い。
As described above, the furnace body structure of the aluminum melting furnace according to the present invention is provided with the inclined floor portion connecting the step between the bottom portion of the degassing chamber and the bottom portion of the filtration chamber, and the aluminum structure is provided above the inclined floor portion. Since the third communicating portion opened between the lower end of the partition wall for partitioning the molten metal and the inclined floor portion is provided, the vortex flow of the molten aluminum caused by the rotation of the molten metal stirring rotor disposed in the degassing chamber is ceramic. The local passage and consumption of the ceramic filter can be effectively prevented without directly hitting the filter.
As described above, the furnace structure of the aluminum melting furnace of the present invention is excellent in the efficiency of the aluminum melting treatment and the certainty of the molten metal purification, and has extremely high industrial applicability.
１０ アルミ溶解システム
１１ 原料ホッパ
１２ アルミ屑供給フィーダ（スクリューコンベア）
１３ 予備処理部
１３ａ 原料供給フィーダ
１３ｂ 熱交換ジャケット
２０ アルミ溶解炉の炉体構造
２１ 溶解室
２２ 保持室
２２ａ 第１連通部
２２ｂ 第２連通部
２２ｃ 仕切壁
２３ 脱ガス室
２３ａ 回転子
２３ｂ 溶湯レベルセンサ
２３ｄ 脱ガス室の底部
２４ ろ過室
２４ａ 出湯部
２４ｂ 第３連通部
２４ｄ ろ過室の底部
２５ セラミックフィルタ
２６ 傾斜床部
２７ 上部堰
Ｄ 段差
Ｋ 仕切壁
α 傾斜角度
10 Aluminum melting system 11 Raw material hopper 12 Aluminum scrap supply feeder (screw conveyor)
13 Pretreatment section 13a Raw material supply feeder 13b Heat exchange jacket 20 Furnace structure of aluminum melting furnace 21 Melting chamber 22 Holding chamber 22a First communicating section 22b Second communicating section 22c Partition wall 23 Degassing chamber 23a Rotor 23b Molten metal level sensor 23d Degassing chamber bottom 24 Filtration chamber 24a Hot water outlet 24b Third communication portion 24d Filtration chamber bottom 25 Ceramic filter 26 Inclined floor portion 27 Upper weir D Step K Partition wall α Inclination angle
Claims (2)
前記溶解室と第１連通部を介して連通して溶解したアルミ溶湯を加熱及び保持する保持室と、
前記保持室と第２連通部を介して連通してアルミ溶湯に不活性ガスを吹き込んで脱ガス処理を行なう脱ガス室と、
前記脱ガス室と第３連通部を介して連通してアルミ溶湯を清浄化するろ過室と、が一体的に接続されており、
前記ろ過室には、第３連通部のろ過室側に第３連通部から流入するアルミ溶湯を清浄化するセラミックフィルタが立設されており、
前記ろ過室の底部の位置は、
脱ガス室の底部の位置よりも上方に位置するように段差が設けられており、
第３連通部の底部には、脱ガス室の底部からろ過室の底部に向かって上昇するように傾斜床部が形成されていることを特徴とするアルミ溶解炉の炉体構造。 A melting chamber for melting aluminum melting raw materials,
A holding chamber for heating and holding the molten aluminum melted in communication with the melting chamber via the first communicating portion;
A degassing chamber that communicates with the holding chamber via the second communication portion and performs degassing treatment by blowing an inert gas into the molten aluminum;
The degassing chamber and the filtration chamber for cleaning the molten aluminum by communicating with each other through the third communication portion are integrally connected,
In the filtration chamber, a ceramic filter for cleaning molten aluminum flowing from the third communication portion is erected on the filtration chamber side of the third communication portion,
The position of the bottom of the filtration chamber is
A step is provided so as to be positioned above the position of the bottom of the degassing chamber,
A furnace structure for an aluminum melting furnace, wherein an inclined floor is formed at the bottom of the third communication part so as to rise from the bottom of the degassing chamber toward the bottom of the filtration chamber.
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