专利名称：金属熔解炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝等的金属熔解炉。
背景技术：
本发明者先前曾提出图5至图7的金属熔解炉100。这种熔解炉是在上部作为材料投入口121形成、下部具有倾斜炉底130的预热烟道120内插入熔解材料，然后用向着前述预热烟道120下部配设的熔解燃烧器125将前述熔融材料加热熔解，并经由前述倾斜炉底130导入熔融液体保持部135，在熔解液体保持部135用保持燃烧器136将熔融液体M保持在所定温度，其特点是，在前述预热烟道120内，下部敞开的熔解材料保持构件150与该烟道120的与熔解燃烧器125相反一侧的炉壁面122W之间有空隙C(参照专利文献1)。
图中，符号122是构成预热烟道120的炉壁，123是形成于该炉壁122上的作业检查口，124是门，126是预热烟道120与熔融液体保持部135间的分隔壁，127是形成于该分隔壁上的连通开口，155是设于熔解材料保持构件150的上部的凸缘部。关于熔融液体保持部135，137是构成熔融液体保持部的炉壁，138是形成于该炉壁137上的作业检查口，139为门，140为熔融液体吸出部，141为形成于熔融液体保持部135与熔融液体吸出部140间的分隔壁下部的连通口。
该金属熔解炉100通过将预热烟道120内的熔解材料保持构件150配置成与该烟道120的与熔解燃烧器125相反一侧的炉壁面122W之间的留有空隙C，可避免熔解材料保持部150内的熔解材料附在炉壁面122上而残留在烟道120内，从而从根本上消除了此种烟道预热型干燥炉底熔解炉所不可避免的未熔解材料附着和残留于烟道内的问题。从而，不仅是作业者能从除去预热烟道120内的炉壁面122W和炉底130上残留的未熔解材料这种烦杂的日常作业中解放出来，而且炉体的耐久性也能提高，而且，具有对熔解材料的热效率提高、生产增加量的优点。
然而，此种金属熔解炉100还要处理熔融液体保持部135的氧化物等杂质。即，随着熔解材料的熔解，材料中所含的各种金属的氧化物和非金属杂质会混入熔融液体，如果不去除，则无法得到清洁的熔融液体，其后成形品的品质也不能提高。过去的金属熔解炉100是在熔融液体保持部135的熔融液体中导入反应性的添加物(熔剂)，并将此等杂质凝集后作为渣滓去除。
然而，在熔融液体保持部135处理杂质时，要在熔融液体表面散布熔剂，将熔融液体搅拌，并充分静置后，用搅出棒从作业检查口138去除浮渣，作业极其麻烦。熔剂常含有氯或氟等有害成份，在作业时会产生烟(气体)或刺激性臭气，作业环境严酷。
由熔剂进行的杂质处理，通常是每8小时进行一次，可是由于作业的困难性，杂质很难完全去除，一部分流向吸出部140而导致熔融液体的品质降低，并且重金属氧化物沉降在熔融液体保持部135的炉底而堆积，会引起熔融液体保持部135的熔融液体保持量减少。
因此，简化此种熔解保持炉的氧化物等杂质处理作业是业界很久以来的要求，特别是要求改良或减少熔剂的使用。
专利第3225000号公报(第3页，第1-3图)发明内容本发明的目在于提供一种金属熔解炉，能简便地去除熔解所导致的金属氧化物等杂质，并且无须或能减少熔剂的使用，并由此能供给更洁净的熔融液体。
第1方案是一种熔解炉，是在上部作为材料投入口形成、下部具有倾斜炉底的预热烟道内插入熔解材料，用向着前述预热烟道下部配设的熔解燃烧器将前述熔解材料加热熔解并从前述倾斜炉底导入熔融液体保持部，在前述熔融液体保持部用保持燃烧器将熔融液体保温，其特点是，在前述倾斜炉底和熔融液体保持部之间设置分隔壁部并配设熔融液体处理部，在前述分隔壁部下部的比前述熔融液体处理部的底面高的位置上形成与前述熔融液体保持部间的熔融液体连通部，并且在前述分隔壁部的上部形成来自前述熔融液体保持部的排气流通部，同时在面对前述熔融液体处理的炉体壁面设置检查作业口及门。
第2方案是在第1方案的金属熔解炉中，前述熔融液体保持部的底面与前述熔融液体连通部的下边形成大致同一面。
第3方案是在第1或第2方案的金属熔解炉中，在前述预热烟道内，下部敞开的熔解材料保持构件配置成至少与该烟道的与熔解燃烧器相反一侧的炉壁面之间具有空隙。
第4方案是在第1或第2方案的金属熔解炉中，在前述预热烟道内，下部敞开的熔解材料保持构件配置成与全部的烟道炉壁面之间具有空隙。
第5方案是在第3或第4方案的金属熔解炉中，前述熔解材料保持构件由筒状套筒体构成。
第6方案是在第1至第5方案中任一方案的金属熔解炉中，前述烟道下部的倾斜炉底由向着前述熔融液体处理部的单一倾斜面形成。
图1是揭示本发明的一实施例的金属熔解炉的整体概略横断面图。
图2是沿图1的2-2线切断的断面图。
图3是沿图1的3-3线切断的扩大断面图。
图4是沿图2的4-4线切断的断面图。
图5是显示已往的金属熔解炉一例的整体概略横断面图。
图6是图5的整体概略断面图。
图7是图5的预热烟道的纵断面图。
具体实施例方式
以下依照附图详细说明本发明。
图1是显示本发明的一实施例的金属熔解炉的整体概略横断面图，图2是沿图1的2-2线切断的断面图，图3是沿图1的3-3线切断的扩大断面图，图4是沿图2的4-4线切断的断面图。
实施例中的金属熔解炉10是将铝铸造用的铝熔融液体熔解后进行保持的所谓手边熔解炉，如图1至图4所示，在上部作为材料投入口(兼排气口)21形成、下部具有倾斜炉底30的预热烟道20内插入熔解材料后，用向着前述预热烟道20配设的熔解燃烧器25将前述熔解材料加热熔解，并从前述倾斜炉底30导入熔融液体保持部35，在熔融液体保持部35用保持燃烧器36将内部的熔融液体M保持在所定温度。这种熔解炉通常被称为干燥炉底熔解炉(dryhearth furnace)。
图中22及26是构成预热烟道20的炉壁，23是形成于该炉壁的作业检查口，24是门，27为形成于炉壁26的连通开口。关于熔融液体保持部35，33为熔液体保持部35的作业检查口，34为门，37为构成熔融液体保持部的炉壁，吸出部40为熔融液体吸出部，41为形成于熔融液体保持部35与熔融液体吸出部40间的分隔壁下部的连通口。
本发明的金属熔解炉10在前述倾斜炉底30与熔融液体保持部35之间设置分隔壁部60，并配设熔融液体处理部65。并且在前述分隔壁部60下部的比该熔融液体处理部65的底面66高的位置上形成与前述熔融液体保持部35间的熔融液体连通部61，且在分隔壁部60的上部形成来自前述熔融液体保持部35的排气连通部62。在面对熔融液体处理部65的炉体壁面37W上设有检查作业口31及门32。
即，本发明不是使沿倾斜炉底30流下的熔解材料直接流入熔融液体保持部35，而是暂时贮存在熔融液体处理部65，只使洁净的熔融液体M经由在分隔壁部60的下部形成的熔融液体连通部61流入熔融液体保持部35。
伴随熔解材料的熔解发生的各种金属的氧化物等杂质混入熔融液体M中后扩散。前述熔剂用于使这些杂质凝集以便于排出，而本发明是设置熔融液体处理部65，在杂质扩散至熔融液体保持部35的熔融液体M中之前使之集积在该熔融液体处理部65，且容易排出。熔融液体处理部65的面积较小时有利于排出处理，实施例中熔融液体保持部35的长度a为550mm(宽度1000mm)时，熔融液体处理部的长度b为200mm(宽度1000mm)，面积为熔融液体保持部35的一半以下。
有时杂质中重金属的氧化物长期沉降于熔融液体M中而堆积在熔融液体处理部65的底面67上。为此，在比前述熔融液体处理部35的底面66高的位置上，在分隔壁部60上形成熔融液体连通部61。本例中，熔融液体连通部61的下边61d比熔融液体处理部65的底面67高100mm。
并且，为了检查及排出杂质，在面对熔融液体处理部65的炉体壁面37W上设有检查作业口31及门32。在实施例中，形成宽度与前述熔融液体处理部65的长度a相同的检查作业口31，用搅出杆(未图示)很容易沿着融壁部60的内面把金属氧化物等杂质搅出。
形成于分隔壁部60上部的排气流通部62用于使整个炉体流通，以便有效利用来自熔融液体保持部35的排气。配置在熔融液保持部35的保持燃烧器36的热量将该熔融液体保持部35内的熔融液体M保持在一定温度，然后作为排气通过前述分隔壁部60的流通部62而在熔融液体处理部65及预热烟道20内流通，并从兼作排气口的材料投入口21向外部排出。实施例的排气流通部62是直径150mm的圆形，但只要形状及大小适当即可。必要时也可以将分隔壁60上部全部做成开放空间并作为排气流通部62。当然，排气流通部62要在比熔融液体M的液体面高的位置上形成。
如以上所述，通过使沿倾斜炉底30流下的熔融材料暂时通过熔融液体处理部65，能防止杂质直接流入熔融液体保持部35内。特别是，沿倾斜炉底30流下的熔解材料所含有的金属氧化物等杂质集积在熔融液体处理部65的熔融液体M表面，因此能只使洁净的熔融液体M从分隔壁部60下部的熔融液体连通部61流入熔融液体保持部35。结果，能提高溶融液体保持部35内的熔融液体M的洁净度，使从吸出部42供给模具等的熔融液体保持高品质。
集积在熔融液体处理部65的金属氧化物等杂质容易排出。特别是集积在熔融液体M表面的杂质，即使不用熔剂也能排出。在实施例中，是每8小时1次从检查作业口31搅出杂质，而不必使用熔剂。如果严格地定期在熔融液体处理部65搅出杂质，则几乎没有杂质流入熔融液体保持部35，几乎不需要在熔融液体保持部35用熔剂处理。即使达不到这种程度，杂质流入熔融液体保持部35的量也将大幅度减少。因此，熔融液体保持部35只要依需要进行熔剂处理即可，其次数能够大幅减少，例如只须每星期1次左右。
长时间过程中堆积在熔融液体处理部65的底面67上的杂质可以在每隔数个月进行的炉体清扫时去除。为此，在如本发明第2方案那样将熔融液体保持部35的底面66做成与熔融液体连通部61的下边61d大致为同一面时，在清扫该炉时，如果熔融液体保持部35的底面66或熔融液体连通部61的下边61d上也有杂质附着，就很容易清扫及排出此等杂质。并且，如果将熔融液体保持部35的底面66做成与熔融液体连通部61的下边61d大致为同一面，则炉的设计及构造更为简单，分隔壁部60的强度及耐久性也会提高。
实施例的金属熔解炉10如本发明第3方案那样，在预热烟道20内将下部敞开的熔解材料保持构件50配置成至少与该烟道20的与熔解燃烧器25相反一侧的炉壁面22W之间具有空隙A。如前所述，如此构造的炉体能减轻去除预热烟道20内残留的未熔解材料时的作业强度，提高炉体的耐久性，提高熔解材料的热效率，提高生产性，而本发明则进一步提高了这种构造的炉体的有用性。图示的实施例所表示的本发明第4方案的金属熔解炉10，其熔解材料保持构件50与所有烟道炉壁面22之间具有空隙。
最好上述构造的熔解材料保持构件50与熔解燃烧器25的相反侧壁面22W间的空隙A是大约50mm以上，至于与其它壁面间的间隔，虽与炉的大小和燃烧器的能力也有关，不过大到200mm或300mm也无问题，在一定范围内，空隙越大，材料的加热效率越好。
作为熔解材料保持构件50的形状，只要是至少能将金属材料保持在内部即可，如本发明第5方案那样，最好是由筒状套筒体构成。特别是如图所示，如果在上端部设置凸缘部55使之覆盖材料投入口21的材料投入口21的开口端缘，则容易投入材料，并且在材料投入时能够保护该开口21，避免与材料接触而导致损伤，且便于将实施例那样的熔解材料保持构件50吊下安装或者更换，而且便于控制在烟道20的材料投入口21与熔解材料保持构件50的开口之间产生的空隙。实施例中，作为熔解材料保持构件50，采用将厚度约10mm的不锈钢板做成圆筒状后形成的套筒体，不过除了前述圆筒状套筒体外，也可以用多孔材或网状材或栈材。
在图示的熔解材料保持构件50的靠近熔解燃烧器25侧的下端形成有缺口部53，利用该缺口部53，一方面能使熔解燃烧器25的燃烧器火焰直接对熔解材料保持构件50内的材料喷射，另一方面能保护熔解材料保持构件50的靠近熔解燃烧器25侧的下端免受燃烧器火焰的直接喷射，以提高熔解材料保持构件50的耐久性。
如本发明第6方案那样，能够用单一的倾斜面形成从烟道20的下部向着熔融液体处理部65的倾斜炉底30。当将炉底做成单一倾斜面时，将便于炉体的设计，并且便于检查清扫。还能够使炉整体的高度降低，便于使用者。
如上所述，本发明在倾斜炉与熔融液体保持部之间设置分隔壁部并配设熔融液体处理部，故可防止杂质直接流入熔融液体保持部内，并且能只使洁净的熔融液体经由分隔壁部下部的熔融液体连通部而流入熔融液体保持部，能够大幅度地提高熔融液体保持部的熔融液体的洁净度。
另一方面，集积在熔融液体处理部的熔融液体表面的杂质即使不用熔剂也能够排出，几乎没有或极少有流入熔融液体保持部的杂质，几乎不需要或可大幅度地减少在熔融液体保持部进行的熔剂处理。
并且，因将熔融液体连通口形成在比熔融液体处理部的底面高的位置，即使杂质在长期过程中堆积在熔融液体处理部的底面上，也能使洁净的熔融液体流入熔融液体保持部，能够长期维持熔融液体保持部的熔融液体的洁净度。
采用本发明第2方案时，即使在熔融液体保持部的底面或熔融液体连通部的下边也有杂质附着，清扫炉体时也很容易清扫及排出此等杂质，并且简化了炉的设计及构造，还能提高分隔壁部的强度及耐久性。
采用第3方案时，通过改进熔解材料保持部的构成，可减轻去除预热烟道内残留的熔解材料时的作业强度，提高炉体的耐久性，提高对熔解材料的热效率，提高增加生产性，本发明使如此构造的炉体更增加其有用性。
权利要求
1.一种熔解炉，在上部作为材料投入口形成、下部具有倾斜炉底的预热烟道内插入熔解材料，用向着所述预热烟道下部配设的熔解燃烧器将所述熔解材料加热熔解并从所述倾斜炉底导入熔融液体保持部，在所述熔融液体保持部用保持燃烧器将熔融液体保温，其特征在于，在所述倾斜炉底和熔融液体保持部之间设置分隔壁部并配设熔融液体处理部，在所述分隔壁部下部的比所述熔融液体处理部的底面高的位置上形成与所述熔融液体保持部间的熔融液体连通部，并且在所述分隔壁部的上部形成来自所述熔融液体保持部的排气流通部，同时在面对所述熔融液体处理的炉体壁面设置检查作业口及门。
2.如权利要求1所述的金属熔解炉，其特征在于，所述熔融液体保持部的底面与所述熔融液体连通部的下边形成大致同一面。
3.如权利要求1或2所述的金属熔解炉，其特征在于，在所述预热烟道内，下部敞开的熔解材料保持构件配置成至少与该烟道的与熔解燃烧器相反一侧的炉壁面之间具有空隙。
4.如权利要求1或2所述的金属熔解炉，其特征在于，在所述预热烟道内，下部敞开的熔解材料保持构件配置成与全部的烟道炉壁面之间具有空隙。
5.如权利要求3或4所述的金属熔解炉，其特征在于，所述熔解材料保持构件由筒状套筒体构成。
6.如权利要求1至5中任一項所述的金属熔解炉，其特征在于，所述烟道下部的倾斜炉底由向着所述熔融液体处理部的单一倾斜面形成。
全文摘要
一种金属熔解炉，在倾斜炉底(30)与熔融液体保持部(35)之间设置分隔壁部(60)并配设熔融液体处理部(65)，在前述分隔壁部下部的比该熔融液体处理部的底面(66)更高的位置上形成与前述熔融液体保持部间的熔融液体连通部(61)，在前述分隔壁部的上部形成来自于前述熔融液体保持部的排气流通部，并且在前述面对熔融液体处理部的炉体壁面(37W)上设有检查作业口(31)及门(32)。本发明能容易地去除熔解导致的金属氧化物等杂质，无须或可减少熔剂的使用，能提供更洁净的熔融液体。
文档编号F27B3/20GK1724962SQ20041002862
公开日2006年1月25日 申请日期2004年3月9日 优先权日2003年4月30日
发明者中岛光谦 申请人:株式会社名铸