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公開番号2025009495
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112536
出願日2023-07-07
発明の名称溶湯保持炉
出願人株式会社トウネツ
代理人弁理士法人永井国際特許事務所
主分類F27B 3/20 20060101AFI20250110BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】金属溶湯MMを溶湯保持炉1内で保持する際に、金属溶湯MMの加熱を効率的に行い、また、金属酸化物の発生と水素ガスの気泡の放出とを抑制すること。
【解決手段】前記課題を解決する溶湯保持炉1は、金属溶湯MMを収容し、保温する保持室13、受湯室11、出湯室16を備え、前記保持室13の内部には前記金属溶湯MMを加熱する細長状の溶湯加熱体2を備え、前記溶湯加熱体2は前記保持室13の側壁部13Dsから下方DSへ向かって延出して設けられており、前記溶湯加熱体2の下方DSに位置する前記保持室13の底面13Db1は、前記溶湯加熱体2と所定の間隔を空けながら、前記溶湯加熱体2と同方向に傾斜している。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
金属溶湯を保持する保持室と、
前記保持室の上方開口部を閉塞する保持室蓋と、
前記保持室の側壁部から斜め下方に向かって延出して設けられ、前記保持室の内部の前記金属溶湯を加熱する細長状の溶湯加熱体と、を有し、
前記溶湯加熱体の下方に位置する前記保持室の底面は、前記溶湯加熱体と所定の間隔を空けながら、前記溶湯加熱体と同方向に傾斜する傾斜床面を有し、
前記溶湯加熱体と前記傾斜床面との間に易加熱空間が形成されており、
前記易加熱空間にある前記金属溶湯が前記溶湯加熱体の表面と接触することによって前記溶湯加熱体の熱が前記金属溶湯に伝えられる構成とした、
ことを特徴とする溶湯保持炉。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
金属溶湯が供給される受湯室と、
前記受湯室と連通され、前記受湯室から流れ込んだ前記金属溶湯を保持する保持室と、
前記保持室と連通され、前記保持室から流れ込んだ前記金属溶湯を出湯する出湯室と、
前記保持室の内部の前記金属溶湯の液面との間に空間を作ることなく前記保持室の上方開口部を閉塞する保持室蓋と、
前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さが前記保持室蓋の下面のうちの最も高い位置以上の高さに設定された下限レベルに下がったことを検出する液面レベルセンサと、を有し、
前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さが前記下限レベルに下がったことを検知した際に前記受湯室に前記金属溶湯を供給し、前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さを常時前記保持室蓋の下面のうちの最も高い位置以上の高さに保つ溶湯保持炉であり、
前記保持室の側壁部から斜め下方に向かって延出して設けられ、前記保持室の内部の前記金属溶湯を加熱する細長状の溶湯加熱体を有し、
前記溶湯加熱体の下方に位置する前記保持室の底面は、前記溶湯加熱体と所定の間隔を空けながら、前記溶湯加熱体と同方向に傾斜する傾斜床面を有し、
前記溶湯加熱体と前記傾斜床面との間に易加熱空間が形成されており、
前記易加熱空間にある前記金属溶湯が前記溶湯加熱体の表面と接触することによって前記溶湯加熱体の熱が前記金属溶湯に伝えられる構成とされ、
前記保持室の側壁部と前記溶湯加熱体の接続部分の位置が前記下限レベルよりも低い、
ことを特徴とする溶湯保持炉。
【請求項３】
前記溶湯加熱体の傾斜角度および前記傾斜床面の傾斜角度はともに２０～４５度の範囲内にある、請求項１または２記載の溶湯保持炉。
【請求項４】
前記保持室蓋のうちの前記溶湯加熱体の上方に位置する部分の下面が前溶湯加熱体と所定の間隔を空けながら前記溶湯加熱体と同方向に傾斜している請求項１または２記載の溶湯保持炉。
【請求項５】
金属溶湯を保持する保持室と、
前記保持室の上方開口部を閉塞する保持室蓋と、
前記保持室の側壁部から斜め下方に向かって延出して設けられ、前記保持室の内部の前記金属溶湯を加熱する細長状の溶湯加熱体と、を有し、
前記保持室蓋のうちの前記溶湯加熱体の上方に位置する部分の下面が前溶湯加熱体と所定の間隔を空けながら前記溶湯加熱体と同方向に傾斜している、
ことを特徴とする溶湯保持炉。
【請求項６】
金属溶湯が供給される受湯室と、
前記受湯室と連通され、前記受湯室から流れ込んだ前記金属溶湯を保持する保持室と、
前記保持室と連通され、前記保持室から流れ込んだ前記金属溶湯を出湯する出湯室と、
前記保持室の内部の前記金属溶湯の液面との間に空間を作ることなく前記保持室の上方開口部を閉塞する保持室蓋と、
前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さが前記保持室蓋の下面のうちの最も高い位置以上の高さに設定された下限レベルに下がったことを検出する液面レベルセンサと、を有し、
前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さが前記下限レベルに下がったことを検知した際に前記受湯室に前記金属溶湯を供給し、前記出湯室の内部の前記金属溶湯の液面の高さを常時前記保持室蓋の最下面以上の高さに保つ溶湯保持炉であり、
前記保持室の側壁部から斜め下方に向かって延出して設けられ、前記保持室の内部の前記金属溶湯を加熱する細長状の溶湯加熱体を有し、
前記保持室蓋のうちの前記溶湯加熱体の上方に位置する部分の下面が前溶湯加熱体と所定の間隔を空けながら前記溶湯加熱体と同方向に傾斜しており、
前記保持室の側壁部と前記溶湯加熱体の接続部分の位置が前記下限レベルよりも低い、
ことを特徴とする溶湯保持炉。
【請求項７】
前記保持室蓋のうちの前記溶湯加熱体の上方に位置する部分の下面の傾斜角度と前記溶湯加熱体の傾斜角度はともに２０～４５度の範囲内にある、請求項５または６記載の溶湯保持炉。
【請求項８】
溶湯加熱体の基端部の下端が、前記保持室蓋の下面のうちの最も高い位置よりも高い位置にある、
請求項１、請求項２、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の溶湯保持炉。
【請求項９】
前記保持室蓋の下面表面の少なくとも一部が上方に窪んだ構造をなす、請求項１、請求項２、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の溶湯保持炉。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム、アルミニウム合金などの非鉄金属を溶解した金属溶湯を保持する溶湯保持炉に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウム、アルミニウム合金などの非鉄金属の金属溶湯を加熱保持するため、従来から溶湯保持炉が使用されている。
【０００３】
特許文献１には、溶解保持炉の炉体の天井部に支持板を介して取付けられた浸漬式バーナと、浸漬用バーナより下流側に配置され、金属溶湯中の介在物を金属溶湯の上部へ浮上分離するための介在物浮上分離装置と、前記介在物を濾取するためのセラミックフィルタ等を備えた溶解保持炉が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、溶解炉本体と、溶解炉本体に金属溶湯を供給する材料投入機構とを備え、溶解炉本体が、溶解室と、受湯室と、汲出室と、溶湯加熱機構とを備え、溶解室が、溶解室蓋を備えた溶解保持炉が開示されている。前記材料投入機構は、汲出室において溶解室蓋の下面高さ位置より上に設定された下限レベルに汲出室の金属溶湯の液面高さ位置が下がったことを検出する液面レベルセンサＳを備え、液面レベルセンサで汲出室の液面高さ位置が下限レベルに下がったことを検出した際、受湯室に金属溶湯及び金属塊の少なくとも一方を、汲出室の液面高さ位置が溶解室蓋の下面高さ位置より、常時、上の位置を保つように供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１１－３２００８３号公報
特許第６６３８１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属溶解炉から溶解保持炉に金属溶湯を移した後、時間が経過するにつれて金属溶湯の流動性が低下する。そのため溶解保持炉内にもバーナやヒータ等の溶湯加熱体を設けるのが好ましい。
【０００７】
特許文献１では、溶解保持炉の炉体の天井部に支持板を介して取り付けられた浸漬式バーナを用いている。
【０００８】
しかしながら、このような縦型の浸漬式バーナでは、金属溶湯を加熱する部分がすべて金属溶湯内に浸漬されていないため、必ずしも金属溶湯を効率的に加熱しているとはいえないことを本願発明者は知見した。また、特許文献１でいう天井部と金属溶湯との間に空気の存在する空間があると、縦型の浸漬式バーナの加熱する部分の一部が空気の存在する空間に触れるため、金属溶湯の湯面近傍で、酸化物が付着形成されやすくなる恐れがある。
【０００９】
特許文献２の溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）では、溶解室蓋を上部から貫通した状態で加熱する部分がすべて金属溶湯に浸漬した配置をしている。この場合は、必ずしも金属溶湯を効率的に加熱しているとはいえないことを本願発明者は知見した。例えば、略立方体や略直方体等の特定の大きさの溶解室内の金属溶湯に、溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）を浸漬させ、特定の出力の溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）が金属溶湯を加熱する場合を考える。この場合、溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）と金属溶湯とがいかに広く接触するかで、金属溶湯を加熱する効率が変わってくる。すなわち、金属溶湯に接触する溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）の表面積が大きいほど金属溶湯を加熱する効率がよい。したがって、特許文献２の溶解室蓋を上部から貫通した状態で加熱する部分がすべて金属溶湯に浸漬した配置でも、必ずしも金属溶湯を効率的に加熱しているとはいえない。また、特許文献２の溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）は、横浸漬型として溶解室の底部近傍に溶解室の外部側壁部から貫通した状態で配置している場合もある。
【００１０】
しかしながら、前記特許文献２の溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）の横浸漬型として溶解室の底部近傍に溶解室の外部側壁部から貫通した状態の配置では、浸漬バーナ又は浸漬ヒータを覆うセラミックチューブが割れるような破損の場合、浸漬バーナ又は浸漬ヒータを通じて、それぞれのバーナユニットやヒータボックスまで金属溶湯が侵入してくる恐れがあることを本願発明者は知見した。また、横浸漬型として溶解室の底部近傍に溶解室の外部側壁部から貫通した状態の配置は、前述のような破損が生じた場合、溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）の配置高さより低い高さまで金属溶湯を抜いた上で、溶湯加熱機構（浸漬バーナ又は浸漬ヒータ）の交換作業を行わないといけないという作業上の問題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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