アルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システム
【課題】二酸化炭素を排出せず、短時間で均一な加熱と熱の有効活用が可能なアルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムを提供する。
【解決手段】アルミニウム鋳造システム１０は、過熱蒸気生成部２０，溶解炉３２及び保持炉７０を備えたアルミニウム溶解炉３０，鋳造装置１００，熱処理装置１１０により構成される。溶解炉３２は、坩堝を囲む加熱室に、過熱蒸気の通路を形成するための螺旋状のフィンを備えている。前記加熱室に導入された過熱蒸気は、坩堝の周囲を回りながら上昇し、坩堝全体を均一に加熱して短時間で高品質の溶湯を得る。溶解炉３２から回収された過熱蒸気は、予備加熱機９０と保持炉７０へ送られる。保持炉７０で利用された過熱蒸気は、回収されて温度調整ユニット９４で加熱され、鋳造装置１００の金型温調器１０２と熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃへ送られ再利用される。
【解決手段】アルミニウム鋳造システム１０は、過熱蒸気生成部２０，溶解炉３２及び保持炉７０を備えたアルミニウム溶解炉３０，鋳造装置１００，熱処理装置１１０により構成される。溶解炉３２は、坩堝を囲む加熱室に、過熱蒸気の通路を形成するための螺旋状のフィンを備えている。前記加熱室に導入された過熱蒸気は、坩堝の周囲を回りながら上昇し、坩堝全体を均一に加熱して短時間で高品質の溶湯を得る。溶解炉３２から回収された過熱蒸気は、予備加熱機９０と保持炉７０へ送られる。保持炉７０で利用された過熱蒸気は、回収されて温度調整ユニット９４で加熱され、鋳造装置１００の金型温調器１０２と熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃへ送られ再利用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムに関し、更に具体的には、過熱蒸気を利用したアルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶解保持炉によってアルミニウム材料を溶解して溶湯を得て、該溶湯を汲み出して鋳造機で製造した後、熱処理を行うことによってアルミニウム成形品が製造されている。アルミニウム溶解炉には、直接加熱（直火焚き）構造と、間接加熱構造のものがある。直接加熱式の溶解炉では、被溶解物（アルミニウム片など）を溶解室に設けた加熱バーナで加熱し、前記加熱バーナから噴射する火炎と溶解室の蓄熱により前記被溶解物を溶かす。前記被溶解物の溶解により得られた溶湯は、保温機能を備えた保持炉に貯留され、必要な時に汲み出しされる。
【０００３】
このような直接加熱式のものとしては、例えば、以下の特許文献１に示すアルミニウム合金溶解炉がある。また、間接加熱式では、炉体内に坩堝を備えた溶解炉があり、加熱バーナで前記坩堝を外側から加熱して内部のアルミニウム固体を溶解する。このような間接加熱式のものとしては、例えば、以下の特許文献２に示す坩堝炉を原型とした低融点金属の連続溶解保持装置が開示されている。更に、アルミニウム鋳造品の製造技術としては、以下の特許文献３に示す鋳造品製造装置，及び鋳造品製造方法がある。
【特許文献１】特開平７−１４６０７３号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２２７２号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような不都合がある。まず、直火加熱式の溶解炉では、酸化物の生成によって溶湯の歩留まりが低下したり、空気中の水分が分解して生成した水素ガスなどが混入したりするため、高品質の溶湯を得るのが難しい。また、間接加熱式の溶解炉では、一般的に加熱バーナの火炎が当たる部分から被溶解物が溶け出すため、坩堝の上方まで均一に熱が回りにくく、溶解するのに時間がかかるという不都合もある。
【０００５】
また、上述した従来のアルミニウム鋳造技術では、保持炉から汲み出したアルミニウム溶湯は、台車やフォークリフトなどの運搬手段を利用して鋳造手段（ダイキャストマシン）まで搬送されることが多い。このため、運搬の手間がかかるという不都合のほか、運搬中に溶湯の容器が転倒すると高温の溶湯が作業者にかかってしまうというおそれがある。鋳造手段の数が多いほど、その不都合は顕著になる。更に、前記特許文献３に記載の技術では、アルミニウムの溶解，鋳造，熱処理にそれぞれ異なる熱源を用いているため設備が複雑になってしまう。また、炉体の内部に充填された粒状体から構成された流動層を、前記炉体内部に熱風を吹き込む加熱部により昇温させることによって、前記流動層中の鋳造品を熱処理することとなっているため、加熱部に近い部分と遠い部分で温度にムラが生じ、鋳造品全体を均一に加熱し難いという不都合もある。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、二酸化炭素を排出することなく、短時間で均一に加熱を行うことができるアルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムを提供することである。他の目的は、アルミニウムの溶解に利用した熱の再利用を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のアルミニウム溶解炉は、水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，被溶解物の投入口及び溶湯の排出口を有する坩堝，該坩堝を囲んでその周囲に加熱室を形成しており、前記過熱蒸気生成手段から得られた過熱蒸気の入口及び出口と、前記溶湯の排出口に接続された出湯管の貫通孔を備えた炉体，を備えるとともに、前記加熱室に送られた過熱蒸気によって、前記坩堝全体を加熱することを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記加熱室内において前記坩堝の周囲に螺旋状に配置されており、前記過熱蒸気の通路を形成する過熱蒸気ガイド手段，を備えるとともに、前記過熱蒸気の入口及び出口を前記通路に設けたことを特徴とする。
【０００９】
他の形態は、前記出湯管から送られた溶湯を貯留する貯留手段と、該貯留手段を加熱してアルミニウムを溶湯のまま保持するための加熱手段を有する保持炉，を備えるとともに、前記加熱手段は、前記過熱蒸気生成手段から送られた過熱蒸気，あるいは、前記加熱室から回収された過熱蒸気を利用して、前記貯留手段を加熱することを特徴とする。
【００１０】
更に他の形態は、前記坩堝に投入する被溶解物を予備加熱する予備加熱手段，を設けるとともに、前記予備加熱手段は、前記加熱室から回収した過熱蒸気を利用することを特徴とする。
【００１１】
本発明のアルミニウム熱処理装置は、鋳造装置により形成されたアルミニウム鋳造品の熱処理を行う熱処理装置であって、前記鋳造品に所望の熱処理を施す処理室を備えるとともに、該処理室に過熱蒸気を供給することによって、前記鋳造品全体に熱処理を施すことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記処理室を複数設けるとともに、各処理室の温度を個別に設定することによって、焼き入れ，焼き戻し，焼きなましのいずれかの熱処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明のアルミニウム鋳造システムは、請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉，金型と該金型の温度調整手段を有しており、前記アルミニウム溶解炉で得られた溶湯から鋳造品を成形する鋳造装置，請求項５又は６記載のアルミニウム熱処理装置，を備えるとともに、前記鋳造装置の温度調整手段及び前記熱処理装置が、前記アルミニウム溶解炉の加熱室又は保持炉から回収された過熱蒸気を利用して加熱を行うことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記アルミニウム溶解炉を、前記鋳造装置に対して近接配置あるいは一体化構成としたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、坩堝と炉体の間に形成された加熱室に過熱蒸気を導入して、前記坩堝全体を均一に加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯を得ることができる。また、アルミニウム鋳造品の熱処理に過熱蒸気を利用することで、あらゆる形状の鋳造品を均一に加熱することができる。更に、アルミニウムの溶解に利用した過熱蒸気の排気熱を、保持炉の加熱，鋳造装置の金型の温度調節，鋳造品の熱処理に利用することにより、熱の有効活用が可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例のアルミニウム鋳造システムの全体構成を示す図である。図２は、本実施例のアルミニウム溶解炉の構成を示す断面図である。図３は、本実施例の変形例を示す図である。図１に示すように、本実施例のアルミニウム鋳造システム１０は、過熱蒸気生成部２０，アルミニウム溶解炉３０，鋳造装置１００，熱処理装置１１０により構成されており、固体状アルミニウム（アルミニウム合金を含む）の溶解から鋳造，熱処理までの一連の処理を行うものである。前記過熱蒸気生成部２０は、水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成するものであって、公知の各種の構造のものが利用可能である。
【００１６】
次に、アルミニウム溶解炉３０について、図２も参照して説明する。本実施例のアルミニウム溶解炉３０は、固体状アルミニウム５２（アルミニウムインゴットなど）を溶解する溶解炉３２と、該溶解炉３２により得られた溶湯５４を溶湯状態のままで貯留するための保持炉７０により構成されている。まず、前記溶解炉３２は、炉体３４の内側に坩堝４０を備えた構成となっている。該坩堝４０の底面４０Ｃは、前記炉体３４の底面３４Ａ上に設けられた耐火性の支持台３８の上に固定されている。前記坩堝４０は、上端４０Ａが開放し、側面４０Ｂの所定の位置に溶湯５４を排出するための排出口４２が設けられている。前記炉体３４は、例えば、外壁３６Ａの内側に断熱材３６Ｂを設けた構造となっている。
【００１７】
このような炉体３４と坩堝４０の間には、過熱蒸気６２を導入するための加熱室４４が形成されている。すなわち、炉体３４と坩堝４０の間に所定の空間を形成するように予め寸法が設定されている。前記加熱室４４には、前記坩堝４０の周囲に螺旋状のフィン６０が設けられている。該フィン６０は、前記加熱室４４に導入された過熱蒸気６２が、前記坩堝４０の周囲を回りながら上昇するような通路を形成するためのものである。前記炉体３４の側面３４Ｂの下方には、前記配管Ｌ１と接続する過熱蒸気の導入口４６が設けられている。また、前記側面３４Ｂの上方側には、前記加熱室４４内の過熱蒸気６２を排出するための配管Ｌ２，Ｌ３を引き出すための排出口４８Ａ，４８Ｂや、前記坩堝４０の排出口４２に接続された出湯管６４を引き出すための開口部が形成されている。
【００１８】
前記溶解炉３２の上部には、前記炉体上端３４Ｃと坩堝上端４０Ａの間を塞ぐための略リング状のシール部材（ないし蓋）５０が設けられており、該シール部材５０によって、前記加熱室４４内の上端が密閉され、蒸気が外部に漏れにくくなっている。また、前記シール部材５０の上には、固体状アルミニウム５２を投入するための投入口５８を備えた略リング状のリング板５６と図示しない蓋が設けられる。なお、前記リング板５６や蓋は、必要に応じて設けるようにすればよく、前記シール部材５０の内径を調節することによって、該シール部材５０が前記リング板５６を兼ねるような構成としてもよい。前記支持台３８，坩堝４０，フィン６０は、例えば鉄により形成されている。
【００１９】
前記過熱蒸気６２が、導入口４６から加熱室４４内に導入されると、フィン６０によって形成された螺旋状の通路に沿って加熱室４４内を上昇する。すなわち、坩堝４０の周囲を回りながら上昇するようになり、前記坩堝４０の全体が均一に加熱されることになる。本実施例では、前記加熱室４４で利用した過熱蒸気６２を、排出口４８Ａ，４８Ｂから回収することとしており、一方の排出口４８Ａに接続された配管Ｌ２は、図１及び図３に示すように保持炉７０に接続されており、加熱室４４から回収された過熱蒸気が、保持炉７０で利用される。また、他方の排出口４８Ｂに接続された配管Ｌ３は、図１に示すように予備加熱機９０に接続されている。該予備加熱機９０は、固体状アルミニウム５２を坩堝４０に投入する前に予備加熱するためのものであって、自動投入機９２に接続されている。前記配管Ｌ３によって予備加熱機９０に送られた過熱蒸気は、固体状アルミニウム５２の予熱に利用される。
【００２０】
次に、保持炉７０について説明する。保持炉７０は、前記溶解炉３２で固体状アルミニウム５２が溶解して得られた溶湯５４を貯留するものであって、断熱性を有する炉体７２の内側に溶湯５４を貯留する坩堝７４が設けられた構成となっている。前記炉体７２と坩堝７４の間には、過熱蒸気が通過するための蒸気室８０が形成されている。また、前記炉体７２と坩堝７４の上端には、前記蒸気室８０の上部を閉塞するための略リング状のシール部材７６が設けられている。前記溶解炉１２の出湯管６４から送られた溶湯５４は、前記シール部材７６に設けられた投入口７８から坩堝７４内に投入される。該坩堝７４に貯留された溶湯５４をその状態のまま維持するためには、所定の温度以上に前記坩堝７４を加熱しておく必要がある。本実施例では、前記炉体７２の側面に、前記配管Ｌ２と接続するための蒸気導入口８２を設けるとともに、過熱蒸気を排出するための蒸気排出口８４が設けられている。該蒸気排出口８４には、配管Ｌ５が接続されており、該配管Ｌ５を介して排出された蒸気が温度調整ユニット９４へ送られる。更に、前記炉体７２の側面の所定位置には、前記坩堝７４に接続された出湯管８６が貫通可能な開口部８８が形成されている。このような構成とすることで、前記溶解炉３２から回収した過熱蒸気が、保持炉７０の加熱に再利用される。
【００２１】
次に、前記鋳造装置１００について説明する。鋳造装置１００は、前記アルミニウム溶解炉３０で得られた溶湯５４を鋳造して所望の形状の鋳造品を成形するための装置であって、図示しない金型と、該金型の温度を調整するための金型温調器１０２を備えている。このような鋳造装置１００は、前記アルミニウム溶解炉３０の保持炉７０と配管Ｌ５により接続されており、前記配管Ｌ５には、過熱蒸気を加熱するための温度調整ユニット９４が設けられている。前記配管Ｌ５は、鋳造装置１００に配管Ｌ６で分岐し、金型温調器１０２に過熱蒸気を供給する。なお、鋳造装置１００の構成は、前記金型温調器１０２に過熱蒸気を供給すること以外は、公知の鋳造装置と基本的に同様である。
【００２２】
前記鋳造装置１００により成形された鋳造品は、コンベア１０４などにより熱処理装置１１０に搬送される。熱処理装置１１０は、本実施例では、３つの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃを備えており、それぞれに、前記配管Ｌ５から分岐した配管Ｌ７ａ〜Ｌ７ｃが接続されている。すなわち、処理室１１２Ａ〜１１２Ｃ内に過熱蒸気を供給することにより、該処理室１１２Ａ〜１１２Ｃ内の鋳造品を均一に加熱して熱処理を施すことができる。なお、前記処理室１１２Ａ〜１１２Ｃは、各室毎に異なる温度に設定が可能となっており、本実施例では、処理室１１２Ａが約５５０℃，処理室１１２Ｂが１２０℃，処理室１１２Ｃが２３０℃に設定されている。これら処理室１１２Ａ〜１１２Ｃで順に加熱を行うと、アルミニウム鋳造品の焼き入れを行うことができる。なお、前記処理室１１２Ａ〜１１２Ｃには、図示しない過熱蒸気の排出口ないし回収口が設けられている。
【００２３】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、過熱蒸気生成部２０により生成した過熱蒸気を、図示しない加熱機で所望の温度に調整してから、溶解炉３２の加熱室４４に送る。そして、加熱室４４を通過した過熱蒸気を二手に分けて、一方を予備加熱機９０に送り、他方を保持炉７０の蒸気室８０に送る。蒸気室８０に送られた過熱蒸気は、配管Ｌ５に回収されたのち、温度調整ユニット９４で温度調整されてから、鋳造装置１００の金型温調器１０２と、熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃへ送られる。このように、過熱蒸気をシステム全体に通した状態としてから、投入口５８から坩堝４０内に、適量の固体状アルミニウム５２を投入する。すると、加熱室４４に導入された過熱蒸気６２が、フィン６０に沿って坩堝４０の周囲を回りながら上昇するため、坩堝４０の全体が均一に加熱される。
【００２４】
固体状アルミニウム５２の溶解により得られた溶湯５４は、坩堝４０の排出口４２から出湯管６４を通って保持炉７０に送られる。坩堝４０内の溶湯５４が一定量以下になったら、必要に応じて固体状アルミニウム５２を追加投入する。一方、前記溶解炉３２から溶湯５４が送られた保持炉７０では、溶湯５４が投入口７８から坩堝７４内に投入されて貯留される。また、保持炉７０の周囲に形成された蒸気室８０には、配管Ｌ２から過熱蒸気６２が送られている。該過熱蒸気６２は、若干温度は低下しているものの、坩堝７４を加熱してアルミニウムを溶湯５４の状態のまま維持できる程度の温度を有している。もちろん、坩堝７４の保温には再利用の過熱蒸気だけではなく、他の加熱手段を併用するようにしてもよいし、図１に点線で示すように、配管Ｌ４によって、過熱蒸気生成部２０で生成した過熱蒸気を、溶解炉３２を経由することなく直接保持炉７０に送るようにしてもよい。前記坩堝７４の保温に利用されて温度が低下した過熱蒸気は、炉体７２の底面近傍の蒸気排出口８４から配管Ｌ５に回収され、温度調整ユニット９４に送られて再加熱される。
【００２５】
そして、前記坩堝７４内の溶湯５４は、必要に応じて出湯管８６から外部に汲み出されて、鋳造機１００まで運ばれ、アルミニウム成形品の鋳造に利用される。なお、鋳造に使用する金型は、前記温度調整ユニット９４で再加熱された過熱蒸気を金型温調器１０２に送ることにより、温度が調整されている。前記鋳造機１００で成形された鋳造品は、次いで、コンベア１０４などにより、熱処理装置１００に運ばれ、３つの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃを順に通過することによって、これらの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃに供給された過熱蒸気により、焼き入れ・焼き戻しが施される。
【００２６】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)溶解炉３２の坩堝４０と炉体３４の間に形成された加熱室４４に過熱蒸気６２を導入して、前記坩堝４０全体を加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯５４を得ることができる。
(2)前記坩堝４０の周囲に、螺旋状のフィン６０を設けて過熱蒸気６２の通路を形成することとしたので、過熱蒸気６２が坩堝４０の周囲を回りながら上昇するため、坩堝４０全体をより均一に加熱することができる。
【００２７】
(3)前記溶解炉３２へ投入する固体状アルミニウム５２を予備加熱する予備加熱機９０に、前記溶解炉３２の加熱室４４から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能となる。
(4)溶湯５４を貯留する保持炉７０を設けるとともに、該保持炉７０の加熱に前記溶解炉３２から回収した過熱蒸気６２を利用することとしたので、熱の有効利用が可能となる。
【００２８】
(5)鋳造機１００の金型温調器１０２に、前記保持炉７０から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能となる。
(6)熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃに、前記保持炉７０から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能になるとともに、複雑な形状の鋳造品についても均一に熱処理を行うことができる。
(7)固体状アルミニウム５２の溶解，溶湯の保温，金型の温度調整，鋳造品の熱処理に炎を使用せずに過熱蒸気を用いることとしたので、高い防爆性を得ることができる。
【００２９】
図３には、本実施例の変形例が示されている。前記図１に示したアルミニウム鋳造システム１０では、アルミニウム溶解炉３０と鋳造装置１００が離れて設置されているため、保持炉７０から汲み出した溶湯５４を、台車やフォークリフトなどの搬送手段により鋳造装置１００まで運ぶ必要がある。これに対して、図３に示す例では、溶解炉３２及び保持炉７０からなるアルミニウム溶解炉３０を、鋳造装置１００に近接配置してユニット化しているため、保持炉７０から汲み出した溶湯５４を長距離搬送する必要がなくなるという効果が得られる。更に、搬送中の安全性向上を図ることが可能になるとともに、溶湯５４の温度低下を抑制することにより、熱量のロスを低減することも可能となる。
【００３０】
なお、本発明は、上述した実施例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内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１における形状，大きさ，材質は一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
(2)前記実施例１における炉体３４，７２も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、炉体３４の下方に過熱蒸気の導入口４６を設け、加熱室４４の下方から過熱蒸気６２を上昇させることとしたが、過熱蒸気は圧力で押し出されるため、上方に設けた導入口から下降させることも可能である。
(3)前記過熱蒸気発生部２０は、過熱蒸気を生成できるものであれば、公知の各種の構成のものを用いてよい。
(4)前記保持炉７０も一例であり、必要に応じて設けるようにすればよい。例えば、アルミニウム５２の溶解後に、溶解炉３２自体を溶湯６０の保持炉として使用する場合には、保持炉７０を省略することが可能である。
(5)本実施例で溶解するアルミニウムは固体状のものであればよく、インゴットに限らずアルミニウム製品などの溶解に適用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、坩堝と炉体の間に形成された加熱室に過熱蒸気を導入して、前記坩堝全体を均一に加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯を得られることから、アルミニウム溶解炉の用途に適用できる。また、アルミニウム鋳造品の熱処理に過熱蒸気を利用することで、鋳造品を均一に加熱することができるため、熱処理装置の用途に適用できる。更に、アルミニウムの溶解に利用した過熱蒸気の排気熱を、保持炉の加熱，鋳造装置の金型の温度調節，鋳造品の熱処理に利用することにより、熱の有効活用が可能になるため、アルミニウム鋳造システムの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１の全体構成を示す図である。
【図２】前記実施例１のアルミニウム溶解炉の構成を示す断面図である。
【図３】前記実施例１の変形例の主要部を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０：アルミニウム鋳造システム
２０：過熱蒸気生成部
３０：アルミニウム溶解炉
３２：溶解炉
３４：炉体
３４Ａ：底面
３４Ｂ：側面
３４Ｃ：上端
３６Ａ：外壁
３６Ｂ：断熱材
３８：支持台
４０：坩堝
４０Ａ：上端
４０Ｂ：側面
４０Ｃ：底面
４２：排出口
４４：加熱室
４６：導入口
４８Ａ，４８Ｂ：排出口
５０：シール部材
５２：固体状アルミニウム
５４：溶湯
５６：リング板
５８：投入口
６０：フィン
６２：過熱蒸気
６４：出湯管
７０：保持炉
７２：炉体
７４：坩堝
７６：シール部材
７８：投入口
８０：蒸気室
８２：蒸気導入口
８４：蒸気排出口
８６：出湯管
８８：開口部
９０：予備加熱機
９２：自動投入機
９４：温度調整ユニット
１００：鋳造装置
１０２：金型温調器
１０４：コンベア
１１０：熱処理装置
１１２Ａ〜１１２Ｃ：処理室
Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ａ〜Ｌ７ｃ：配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムに関し、更に具体的には、過熱蒸気を利用したアルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶解保持炉によってアルミニウム材料を溶解して溶湯を得て、該溶湯を汲み出して鋳造機で製造した後、熱処理を行うことによってアルミニウム成形品が製造されている。アルミニウム溶解炉には、直接加熱（直火焚き）構造と、間接加熱構造のものがある。直接加熱式の溶解炉では、被溶解物（アルミニウム片など）を溶解室に設けた加熱バーナで加熱し、前記加熱バーナから噴射する火炎と溶解室の蓄熱により前記被溶解物を溶かす。前記被溶解物の溶解により得られた溶湯は、保温機能を備えた保持炉に貯留され、必要な時に汲み出しされる。
【０００３】
このような直接加熱式のものとしては、例えば、以下の特許文献１に示すアルミニウム合金溶解炉がある。また、間接加熱式では、炉体内に坩堝を備えた溶解炉があり、加熱バーナで前記坩堝を外側から加熱して内部のアルミニウム固体を溶解する。このような間接加熱式のものとしては、例えば、以下の特許文献２に示す坩堝炉を原型とした低融点金属の連続溶解保持装置が開示されている。更に、アルミニウム鋳造品の製造技術としては、以下の特許文献３に示す鋳造品製造装置，及び鋳造品製造方法がある。
【特許文献１】特開平７−１４６０７３号公報
【特許文献２】特開平１０−３３２２７２号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような不都合がある。まず、直火加熱式の溶解炉では、酸化物の生成によって溶湯の歩留まりが低下したり、空気中の水分が分解して生成した水素ガスなどが混入したりするため、高品質の溶湯を得るのが難しい。また、間接加熱式の溶解炉では、一般的に加熱バーナの火炎が当たる部分から被溶解物が溶け出すため、坩堝の上方まで均一に熱が回りにくく、溶解するのに時間がかかるという不都合もある。
【０００５】
また、上述した従来のアルミニウム鋳造技術では、保持炉から汲み出したアルミニウム溶湯は、台車やフォークリフトなどの運搬手段を利用して鋳造手段（ダイキャストマシン）まで搬送されることが多い。このため、運搬の手間がかかるという不都合のほか、運搬中に溶湯の容器が転倒すると高温の溶湯が作業者にかかってしまうというおそれがある。鋳造手段の数が多いほど、その不都合は顕著になる。更に、前記特許文献３に記載の技術では、アルミニウムの溶解，鋳造，熱処理にそれぞれ異なる熱源を用いているため設備が複雑になってしまう。また、炉体の内部に充填された粒状体から構成された流動層を、前記炉体内部に熱風を吹き込む加熱部により昇温させることによって、前記流動層中の鋳造品を熱処理することとなっているため、加熱部に近い部分と遠い部分で温度にムラが生じ、鋳造品全体を均一に加熱し難いという不都合もある。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、二酸化炭素を排出することなく、短時間で均一に加熱を行うことができるアルミニウム溶解炉，熱処理装置，鋳造システムを提供することである。他の目的は、アルミニウムの溶解に利用した熱の再利用を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のアルミニウム溶解炉は、水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，被溶解物の投入口及び溶湯の排出口を有する坩堝，該坩堝を囲んでその周囲に加熱室を形成しており、前記過熱蒸気生成手段から得られた過熱蒸気の入口及び出口と、前記溶湯の排出口に接続された出湯管の貫通孔を備えた炉体，を備えるとともに、前記加熱室に送られた過熱蒸気によって、前記坩堝全体を加熱することを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記加熱室内において前記坩堝の周囲に螺旋状に配置されており、前記過熱蒸気の通路を形成する過熱蒸気ガイド手段，を備えるとともに、前記過熱蒸気の入口及び出口を前記通路に設けたことを特徴とする。
【０００９】
他の形態は、前記出湯管から送られた溶湯を貯留する貯留手段と、該貯留手段を加熱してアルミニウムを溶湯のまま保持するための加熱手段を有する保持炉，を備えるとともに、前記加熱手段は、前記過熱蒸気生成手段から送られた過熱蒸気，あるいは、前記加熱室から回収された過熱蒸気を利用して、前記貯留手段を加熱することを特徴とする。
【００１０】
更に他の形態は、前記坩堝に投入する被溶解物を予備加熱する予備加熱手段，を設けるとともに、前記予備加熱手段は、前記加熱室から回収した過熱蒸気を利用することを特徴とする。
【００１１】
本発明のアルミニウム熱処理装置は、鋳造装置により形成されたアルミニウム鋳造品の熱処理を行う熱処理装置であって、前記鋳造品に所望の熱処理を施す処理室を備えるとともに、該処理室に過熱蒸気を供給することによって、前記鋳造品全体に熱処理を施すことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記処理室を複数設けるとともに、各処理室の温度を個別に設定することによって、焼き入れ，焼き戻し，焼きなましのいずれかの熱処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明のアルミニウム鋳造システムは、請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉，金型と該金型の温度調整手段を有しており、前記アルミニウム溶解炉で得られた溶湯から鋳造品を成形する鋳造装置，請求項５又は６記載のアルミニウム熱処理装置，を備えるとともに、前記鋳造装置の温度調整手段及び前記熱処理装置が、前記アルミニウム溶解炉の加熱室又は保持炉から回収された過熱蒸気を利用して加熱を行うことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記アルミニウム溶解炉を、前記鋳造装置に対して近接配置あるいは一体化構成としたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、坩堝と炉体の間に形成された加熱室に過熱蒸気を導入して、前記坩堝全体を均一に加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯を得ることができる。また、アルミニウム鋳造品の熱処理に過熱蒸気を利用することで、あらゆる形状の鋳造品を均一に加熱することができる。更に、アルミニウムの溶解に利用した過熱蒸気の排気熱を、保持炉の加熱，鋳造装置の金型の温度調節，鋳造品の熱処理に利用することにより、熱の有効活用が可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例のアルミニウム鋳造システムの全体構成を示す図である。図２は、本実施例のアルミニウム溶解炉の構成を示す断面図である。図３は、本実施例の変形例を示す図である。図１に示すように、本実施例のアルミニウム鋳造システム１０は、過熱蒸気生成部２０，アルミニウム溶解炉３０，鋳造装置１００，熱処理装置１１０により構成されており、固体状アルミニウム（アルミニウム合金を含む）の溶解から鋳造，熱処理までの一連の処理を行うものである。前記過熱蒸気生成部２０は、水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成するものであって、公知の各種の構造のものが利用可能である。
【００１６】
次に、アルミニウム溶解炉３０について、図２も参照して説明する。本実施例のアルミニウム溶解炉３０は、固体状アルミニウム５２（アルミニウムインゴットなど）を溶解する溶解炉３２と、該溶解炉３２により得られた溶湯５４を溶湯状態のままで貯留するための保持炉７０により構成されている。まず、前記溶解炉３２は、炉体３４の内側に坩堝４０を備えた構成となっている。該坩堝４０の底面４０Ｃは、前記炉体３４の底面３４Ａ上に設けられた耐火性の支持台３８の上に固定されている。前記坩堝４０は、上端４０Ａが開放し、側面４０Ｂの所定の位置に溶湯５４を排出するための排出口４２が設けられている。前記炉体３４は、例えば、外壁３６Ａの内側に断熱材３６Ｂを設けた構造となっている。
【００１７】
このような炉体３４と坩堝４０の間には、過熱蒸気６２を導入するための加熱室４４が形成されている。すなわち、炉体３４と坩堝４０の間に所定の空間を形成するように予め寸法が設定されている。前記加熱室４４には、前記坩堝４０の周囲に螺旋状のフィン６０が設けられている。該フィン６０は、前記加熱室４４に導入された過熱蒸気６２が、前記坩堝４０の周囲を回りながら上昇するような通路を形成するためのものである。前記炉体３４の側面３４Ｂの下方には、前記配管Ｌ１と接続する過熱蒸気の導入口４６が設けられている。また、前記側面３４Ｂの上方側には、前記加熱室４４内の過熱蒸気６２を排出するための配管Ｌ２，Ｌ３を引き出すための排出口４８Ａ，４８Ｂや、前記坩堝４０の排出口４２に接続された出湯管６４を引き出すための開口部が形成されている。
【００１８】
前記溶解炉３２の上部には、前記炉体上端３４Ｃと坩堝上端４０Ａの間を塞ぐための略リング状のシール部材（ないし蓋）５０が設けられており、該シール部材５０によって、前記加熱室４４内の上端が密閉され、蒸気が外部に漏れにくくなっている。また、前記シール部材５０の上には、固体状アルミニウム５２を投入するための投入口５８を備えた略リング状のリング板５６と図示しない蓋が設けられる。なお、前記リング板５６や蓋は、必要に応じて設けるようにすればよく、前記シール部材５０の内径を調節することによって、該シール部材５０が前記リング板５６を兼ねるような構成としてもよい。前記支持台３８，坩堝４０，フィン６０は、例えば鉄により形成されている。
【００１９】
前記過熱蒸気６２が、導入口４６から加熱室４４内に導入されると、フィン６０によって形成された螺旋状の通路に沿って加熱室４４内を上昇する。すなわち、坩堝４０の周囲を回りながら上昇するようになり、前記坩堝４０の全体が均一に加熱されることになる。本実施例では、前記加熱室４４で利用した過熱蒸気６２を、排出口４８Ａ，４８Ｂから回収することとしており、一方の排出口４８Ａに接続された配管Ｌ２は、図１及び図３に示すように保持炉７０に接続されており、加熱室４４から回収された過熱蒸気が、保持炉７０で利用される。また、他方の排出口４８Ｂに接続された配管Ｌ３は、図１に示すように予備加熱機９０に接続されている。該予備加熱機９０は、固体状アルミニウム５２を坩堝４０に投入する前に予備加熱するためのものであって、自動投入機９２に接続されている。前記配管Ｌ３によって予備加熱機９０に送られた過熱蒸気は、固体状アルミニウム５２の予熱に利用される。
【００２０】
次に、保持炉７０について説明する。保持炉７０は、前記溶解炉３２で固体状アルミニウム５２が溶解して得られた溶湯５４を貯留するものであって、断熱性を有する炉体７２の内側に溶湯５４を貯留する坩堝７４が設けられた構成となっている。前記炉体７２と坩堝７４の間には、過熱蒸気が通過するための蒸気室８０が形成されている。また、前記炉体７２と坩堝７４の上端には、前記蒸気室８０の上部を閉塞するための略リング状のシール部材７６が設けられている。前記溶解炉１２の出湯管６４から送られた溶湯５４は、前記シール部材７６に設けられた投入口７８から坩堝７４内に投入される。該坩堝７４に貯留された溶湯５４をその状態のまま維持するためには、所定の温度以上に前記坩堝７４を加熱しておく必要がある。本実施例では、前記炉体７２の側面に、前記配管Ｌ２と接続するための蒸気導入口８２を設けるとともに、過熱蒸気を排出するための蒸気排出口８４が設けられている。該蒸気排出口８４には、配管Ｌ５が接続されており、該配管Ｌ５を介して排出された蒸気が温度調整ユニット９４へ送られる。更に、前記炉体７２の側面の所定位置には、前記坩堝７４に接続された出湯管８６が貫通可能な開口部８８が形成されている。このような構成とすることで、前記溶解炉３２から回収した過熱蒸気が、保持炉７０の加熱に再利用される。
【００２１】
次に、前記鋳造装置１００について説明する。鋳造装置１００は、前記アルミニウム溶解炉３０で得られた溶湯５４を鋳造して所望の形状の鋳造品を成形するための装置であって、図示しない金型と、該金型の温度を調整するための金型温調器１０２を備えている。このような鋳造装置１００は、前記アルミニウム溶解炉３０の保持炉７０と配管Ｌ５により接続されており、前記配管Ｌ５には、過熱蒸気を加熱するための温度調整ユニット９４が設けられている。前記配管Ｌ５は、鋳造装置１００に配管Ｌ６で分岐し、金型温調器１０２に過熱蒸気を供給する。なお、鋳造装置１００の構成は、前記金型温調器１０２に過熱蒸気を供給すること以外は、公知の鋳造装置と基本的に同様である。
【００２２】
前記鋳造装置１００により成形された鋳造品は、コンベア１０４などにより熱処理装置１１０に搬送される。熱処理装置１１０は、本実施例では、３つの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃを備えており、それぞれに、前記配管Ｌ５から分岐した配管Ｌ７ａ〜Ｌ７ｃが接続されている。すなわち、処理室１１２Ａ〜１１２Ｃ内に過熱蒸気を供給することにより、該処理室１１２Ａ〜１１２Ｃ内の鋳造品を均一に加熱して熱処理を施すことができる。なお、前記処理室１１２Ａ〜１１２Ｃは、各室毎に異なる温度に設定が可能となっており、本実施例では、処理室１１２Ａが約５５０℃，処理室１１２Ｂが１２０℃，処理室１１２Ｃが２３０℃に設定されている。これら処理室１１２Ａ〜１１２Ｃで順に加熱を行うと、アルミニウム鋳造品の焼き入れを行うことができる。なお、前記処理室１１２Ａ〜１１２Ｃには、図示しない過熱蒸気の排出口ないし回収口が設けられている。
【００２３】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、過熱蒸気生成部２０により生成した過熱蒸気を、図示しない加熱機で所望の温度に調整してから、溶解炉３２の加熱室４４に送る。そして、加熱室４４を通過した過熱蒸気を二手に分けて、一方を予備加熱機９０に送り、他方を保持炉７０の蒸気室８０に送る。蒸気室８０に送られた過熱蒸気は、配管Ｌ５に回収されたのち、温度調整ユニット９４で温度調整されてから、鋳造装置１００の金型温調器１０２と、熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃへ送られる。このように、過熱蒸気をシステム全体に通した状態としてから、投入口５８から坩堝４０内に、適量の固体状アルミニウム５２を投入する。すると、加熱室４４に導入された過熱蒸気６２が、フィン６０に沿って坩堝４０の周囲を回りながら上昇するため、坩堝４０の全体が均一に加熱される。
【００２４】
固体状アルミニウム５２の溶解により得られた溶湯５４は、坩堝４０の排出口４２から出湯管６４を通って保持炉７０に送られる。坩堝４０内の溶湯５４が一定量以下になったら、必要に応じて固体状アルミニウム５２を追加投入する。一方、前記溶解炉３２から溶湯５４が送られた保持炉７０では、溶湯５４が投入口７８から坩堝７４内に投入されて貯留される。また、保持炉７０の周囲に形成された蒸気室８０には、配管Ｌ２から過熱蒸気６２が送られている。該過熱蒸気６２は、若干温度は低下しているものの、坩堝７４を加熱してアルミニウムを溶湯５４の状態のまま維持できる程度の温度を有している。もちろん、坩堝７４の保温には再利用の過熱蒸気だけではなく、他の加熱手段を併用するようにしてもよいし、図１に点線で示すように、配管Ｌ４によって、過熱蒸気生成部２０で生成した過熱蒸気を、溶解炉３２を経由することなく直接保持炉７０に送るようにしてもよい。前記坩堝７４の保温に利用されて温度が低下した過熱蒸気は、炉体７２の底面近傍の蒸気排出口８４から配管Ｌ５に回収され、温度調整ユニット９４に送られて再加熱される。
【００２５】
そして、前記坩堝７４内の溶湯５４は、必要に応じて出湯管８６から外部に汲み出されて、鋳造機１００まで運ばれ、アルミニウム成形品の鋳造に利用される。なお、鋳造に使用する金型は、前記温度調整ユニット９４で再加熱された過熱蒸気を金型温調器１０２に送ることにより、温度が調整されている。前記鋳造機１００で成形された鋳造品は、次いで、コンベア１０４などにより、熱処理装置１００に運ばれ、３つの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃを順に通過することによって、これらの処理室１１２Ａ〜１１２Ｃに供給された過熱蒸気により、焼き入れ・焼き戻しが施される。
【００２６】
このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)溶解炉３２の坩堝４０と炉体３４の間に形成された加熱室４４に過熱蒸気６２を導入して、前記坩堝４０全体を加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯５４を得ることができる。
(2)前記坩堝４０の周囲に、螺旋状のフィン６０を設けて過熱蒸気６２の通路を形成することとしたので、過熱蒸気６２が坩堝４０の周囲を回りながら上昇するため、坩堝４０全体をより均一に加熱することができる。
【００２７】
(3)前記溶解炉３２へ投入する固体状アルミニウム５２を予備加熱する予備加熱機９０に、前記溶解炉３２の加熱室４４から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能となる。
(4)溶湯５４を貯留する保持炉７０を設けるとともに、該保持炉７０の加熱に前記溶解炉３２から回収した過熱蒸気６２を利用することとしたので、熱の有効利用が可能となる。
【００２８】
(5)鋳造機１００の金型温調器１０２に、前記保持炉７０から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能となる。
(6)熱処理装置１１０の処理室１１２Ａ〜１１２Ｃに、前記保持炉７０から回収した過熱蒸気６２を送ることとしたので、熱の有効利用が可能になるとともに、複雑な形状の鋳造品についても均一に熱処理を行うことができる。
(7)固体状アルミニウム５２の溶解，溶湯の保温，金型の温度調整，鋳造品の熱処理に炎を使用せずに過熱蒸気を用いることとしたので、高い防爆性を得ることができる。
【００２９】
図３には、本実施例の変形例が示されている。前記図１に示したアルミニウム鋳造システム１０では、アルミニウム溶解炉３０と鋳造装置１００が離れて設置されているため、保持炉７０から汲み出した溶湯５４を、台車やフォークリフトなどの搬送手段により鋳造装置１００まで運ぶ必要がある。これに対して、図３に示す例では、溶解炉３２及び保持炉７０からなるアルミニウム溶解炉３０を、鋳造装置１００に近接配置してユニット化しているため、保持炉７０から汲み出した溶湯５４を長距離搬送する必要がなくなるという効果が得られる。更に、搬送中の安全性向上を図ることが可能になるとともに、溶湯５４の温度低下を抑制することにより、熱量のロスを低減することも可能となる。
【００３０】
なお、本発明は、上述した実施例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内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１における形状，大きさ，材質は一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
(2)前記実施例１における炉体３４，７２も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、炉体３４の下方に過熱蒸気の導入口４６を設け、加熱室４４の下方から過熱蒸気６２を上昇させることとしたが、過熱蒸気は圧力で押し出されるため、上方に設けた導入口から下降させることも可能である。
(3)前記過熱蒸気発生部２０は、過熱蒸気を生成できるものであれば、公知の各種の構成のものを用いてよい。
(4)前記保持炉７０も一例であり、必要に応じて設けるようにすればよい。例えば、アルミニウム５２の溶解後に、溶解炉３２自体を溶湯６０の保持炉として使用する場合には、保持炉７０を省略することが可能である。
(5)本実施例で溶解するアルミニウムは固体状のものであればよく、インゴットに限らずアルミニウム製品などの溶解に適用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、坩堝と炉体の間に形成された加熱室に過熱蒸気を導入して、前記坩堝全体を均一に加熱することで、二酸化炭素を排出することなく、短時間で不純物の混入が少ない高品質のアルミニウム溶湯を得られることから、アルミニウム溶解炉の用途に適用できる。また、アルミニウム鋳造品の熱処理に過熱蒸気を利用することで、鋳造品を均一に加熱することができるため、熱処理装置の用途に適用できる。更に、アルミニウムの溶解に利用した過熱蒸気の排気熱を、保持炉の加熱，鋳造装置の金型の温度調節，鋳造品の熱処理に利用することにより、熱の有効活用が可能になるため、アルミニウム鋳造システムの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１の全体構成を示す図である。
【図２】前記実施例１のアルミニウム溶解炉の構成を示す断面図である。
【図３】前記実施例１の変形例の主要部を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０：アルミニウム鋳造システム
２０：過熱蒸気生成部
３０：アルミニウム溶解炉
３２：溶解炉
３４：炉体
３４Ａ：底面
３４Ｂ：側面
３４Ｃ：上端
３６Ａ：外壁
３６Ｂ：断熱材
３８：支持台
４０：坩堝
４０Ａ：上端
４０Ｂ：側面
４０Ｃ：底面
４２：排出口
４４：加熱室
４６：導入口
４８Ａ，４８Ｂ：排出口
５０：シール部材
５２：固体状アルミニウム
５４：溶湯
５６：リング板
５８：投入口
６０：フィン
６２：過熱蒸気
６４：出湯管
７０：保持炉
７２：炉体
７４：坩堝
７６：シール部材
７８：投入口
８０：蒸気室
８２：蒸気導入口
８４：蒸気排出口
８６：出湯管
８８：開口部
９０：予備加熱機
９２：自動投入機
９４：温度調整ユニット
１００：鋳造装置
１０２：金型温調器
１０４：コンベア
１１０：熱処理装置
１１２Ａ〜１１２Ｃ：処理室
Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ａ〜Ｌ７ｃ：配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，
被溶解物の投入口及び溶湯の排出口を有する坩堝，
該坩堝を囲んでその周囲に加熱室を形成しており、前記過熱蒸気生成手段から得られた過熱蒸気の入口及び出口と、前記溶湯の排出口に接続された出湯管の貫通孔を備えた炉体，
を備えるとともに、
前記加熱室に送られた過熱蒸気によって、前記坩堝全体を加熱することを特徴とするアルミニウム溶解炉。
【請求項２】
前記加熱室内において前記坩堝の周囲に螺旋状に配置されており、前記過熱蒸気の通路を形成する過熱蒸気ガイド手段，
を備えるとともに、
前記過熱蒸気の入口及び出口を前記通路に設けたことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項３】
前記出湯管から送られた溶湯を貯留する貯留手段と、該貯留手段を加熱してアルミニウムを溶湯のまま保持するための加熱手段を有する保持炉，
を備えるとともに、
前記加熱手段は、前記過熱蒸気生成手段から送られた過熱蒸気，あるいは、前記加熱室から回収された過熱蒸気を利用して、前記貯留手段を加熱することを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項４】
前記坩堝に投入する被溶解物を予備加熱する予備加熱手段，
を設けるとともに、
前記予備加熱手段は、前記加熱室から回収した過熱蒸気を利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項５】
鋳造装置により形成されたアルミニウム鋳造品の熱処理を行う熱処理装置であって、
前記鋳造品に所望の熱処理を施す処理室を備えるとともに、該処理室に過熱蒸気を供給することによって、前記鋳造品全体に熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム熱処理装置。
【請求項６】
前記処理室を複数設けるとともに、各処理室の温度を個別に設定することによって、焼き入れ，焼き戻し，焼きなましのいずれかの熱処理を行うことを特徴とする請求項５記載のアルミニウム熱処理装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉，
金型と該金型の温度調整手段を有しており、前記アルミニウム溶解炉で得られた溶湯から鋳造品を成形する鋳造装置，
請求項５又は６記載のアルミニウム熱処理装置，
を備えるとともに、
前記鋳造装置の温度調整手段及び前記熱処理装置が、前記アルミニウム溶解炉の加熱室又は保持炉から回収された過熱蒸気を利用して加熱を行うことを特徴とするアルミニウム鋳造システム。
【請求項８】
前記アルミニウム溶解炉を、前記鋳造装置に対して近接配置あるいは一体化構成としたことを特徴とする請求項７記載のアルミニウム鋳造システム。
【請求項１】
水，温水または水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，
被溶解物の投入口及び溶湯の排出口を有する坩堝，
該坩堝を囲んでその周囲に加熱室を形成しており、前記過熱蒸気生成手段から得られた過熱蒸気の入口及び出口と、前記溶湯の排出口に接続された出湯管の貫通孔を備えた炉体，
を備えるとともに、
前記加熱室に送られた過熱蒸気によって、前記坩堝全体を加熱することを特徴とするアルミニウム溶解炉。
【請求項２】
前記加熱室内において前記坩堝の周囲に螺旋状に配置されており、前記過熱蒸気の通路を形成する過熱蒸気ガイド手段，
を備えるとともに、
前記過熱蒸気の入口及び出口を前記通路に設けたことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項３】
前記出湯管から送られた溶湯を貯留する貯留手段と、該貯留手段を加熱してアルミニウムを溶湯のまま保持するための加熱手段を有する保持炉，
を備えるとともに、
前記加熱手段は、前記過熱蒸気生成手段から送られた過熱蒸気，あるいは、前記加熱室から回収された過熱蒸気を利用して、前記貯留手段を加熱することを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項４】
前記坩堝に投入する被溶解物を予備加熱する予備加熱手段，
を設けるとともに、
前記予備加熱手段は、前記加熱室から回収した過熱蒸気を利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉。
【請求項５】
鋳造装置により形成されたアルミニウム鋳造品の熱処理を行う熱処理装置であって、
前記鋳造品に所望の熱処理を施す処理室を備えるとともに、該処理室に過熱蒸気を供給することによって、前記鋳造品全体に熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム熱処理装置。
【請求項６】
前記処理室を複数設けるとともに、各処理室の温度を個別に設定することによって、焼き入れ，焼き戻し，焼きなましのいずれかの熱処理を行うことを特徴とする請求項５記載のアルミニウム熱処理装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム溶解炉，
金型と該金型の温度調整手段を有しており、前記アルミニウム溶解炉で得られた溶湯から鋳造品を成形する鋳造装置，
請求項５又は６記載のアルミニウム熱処理装置，
を備えるとともに、
前記鋳造装置の温度調整手段及び前記熱処理装置が、前記アルミニウム溶解炉の加熱室又は保持炉から回収された過熱蒸気を利用して加熱を行うことを特徴とするアルミニウム鋳造システム。
【請求項８】
前記アルミニウム溶解炉を、前記鋳造装置に対して近接配置あるいは一体化構成としたことを特徴とする請求項７記載のアルミニウム鋳造システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１９２１８４（Ｐ２００９−１９２１８４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３５４０４（Ｐ２００８−３５４０４）
【出願日】平成２０年２月１７日（２００８．２．１７）
【出願人】（５９１２７５４０３）サーモ・エレクトロン株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１７日（２００８．２．１７）
【出願人】（５９１２７５４０３）サーモ・エレクトロン株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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