金属熔炼炉及配料熔炼方法技术

本发明专利技术涉及用于金属熔炼、具备配料装置的熔炼炉，及配料熔炼方法。该金属熔炼炉，能够熔炼合金料Ａ得到金属熔液Ａ的连续式熔炼炉，具有能够熔炼２种以上的纯金属料并得到金属熔液Ａ的配料功能。并提供一种配料熔炼方法，该方法能够使用熔炼炉，熔炼合金料Ａ和／或２种以上纯金属料、得到金属熔液Ａ的配料熔炼方法，包括：求出熔炼炉出熔液量Ｑ＃－［Ｏｕｔ］的第１工序，设定合金料Ａ的投入量Ｑ＃－［ＩＮＡ］、进行熔炼、得到金属熔液Ｙ＃－［Ａ］的第２工序，算出包括在纯金属料组Ｘ＃－［ｎ］中的主原料的纯金属料Ｘ＃－［１］的投入量Ｑ＃－［ＩＮ１］、在金属熔液Ｙ＃－［Ａ］中熔炼、得到金属熔液Ｙ＃－［１］的第３工序，和算出至少１种以上的添加原料的纯金属料的各投入量Ｑ＃－［ＩＮｍ］、在金属熔液Ｙ＃－［１］中熔炼、得到金属熔液Ａ的第４工序。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于金属熔炼、具备配料装置的熔炼炉。更详细地说，是涉及具有能够配合一定的纯金属料得到与熔炼标准料所得的所希望的金属熔液同组成的金属熔液的功能、除了标准料和与标准料大致同组成的回炉料(包括废金属料)外还能将一定的纯金属料作为原料、并且可以将这些料中的任意料作为原料使用的金属熔炼炉，以及配料熔炼方法。一般在流体成型加工中多使用金属料作为原料，将金属料熔炼成称为金属熔液的流体，再倒入金属模成型。此时，大多要求作为原料的金属熔液有一定的标准组成。这是因为，金属熔液组成的变化可能使金属熔液的流动性下降，从而在成型加工品的形状上产生缺陷，或者使成型加工品的机械性能不佳。例如作为制品，举例用铸造法铸造铝轮的情况，作为原料的金属料，多使用按照AA标准的A356铝合金。所谓A356铝合金，是在Al(铝)中含Si(硅)6.5～7.5质量％、Mg(镁)0.30～0.45质量％、Ti(钛)0.20质量％以下的合金，由于构成为这样的组成，能够赋予成型加工得到的制品优良的机械性能和良好的耐腐蚀性，此外，由于铸造性优良，所以容易实现各种设计和美观要求，适宜作为处于严格使用状况下的铝轮原料用的合金料。在使用这样的符合标准的合金料(标准料)作为原料的范围内，能够赋予成型的制品所期望的性能，难以产生问题。另外，例如用铸造法制作制品时，在铸造工序中，在制品形状成型空间的型腔中成型的部分，作为内浇口成型制品，附带着不必要的部分而构成成型品，但该不必要部分在完成制品前被除去，可以作为原料再利用。或者在检查中认定为不合格的制品，变为废金属料，也可以作为原料再利用。由于它们与标准料有大致相同的组成，所以能直接构成原料，通过利用包括废金属料在内的回炉料，能够削减原料费，谋求制品成本的降低。可是，由于最近考虑到抑制废料的排出会对环境更为有利，或者是因为需要者要求进一步降低成本，希望除了上述回炉料外，能将较低成本的、有一定组成的标准料之外的料作为原料使用。例如，如果将纯金属料作为原料使用，与购入符合标准的合金料作为原料相比较，可以谋求使原料费用降低相当一部分成本。更详细地说，在制作铝轮制品时，如果将高纯Al作为主原料以代替上述A356铝合金，并用Si、Mg、Ti作为添加原料进行配料熔炼得到所希望的金属熔液，就能进一步谋求低成本化。由于各种纯金属料优选高纯度的，所以在纯金属料中，也可以采用某些符合一定标准的料，但即便在这种情况下，通常，也是因为具有一定组成的标准料更廉价。如果能够进而在该纯金属料或标准料中使用切屑，则能进一步谋求低成本化，同时废物被再利用，是最为理想的。然而，在连续熔炼炉中，主原料投入量一般不是一定的，由于无法捕捉由熔炼热源熔炼的主原料的量，因此，要混入的添加原料的量也难以把握，要进行配料熔炼并稳定地得到有一定组成的金属熔液是困难的。因而主要将金属锭等定型的标准料作为原料使用。另外，切屑是指机加工产生的切屑，是易氧化、熔炼回收率也差的料。但是，可以设置间歇处理熔炼炉，在这种间歇处理熔炼炉中用各种纯金属料作为原料进行配料熔炼，可作为得到所希望的与标准料相当的金属熔液的手段，但由于间歇处理熔炼炉熔炼效率差，操作时在所运用的方法中损耗也多，处理费用高，因此即使能减低原料费，也难以得到总成本减低的效果。仅仅是取代了标准料的提供者，而结果大致相等，并不能解决问题。在以上基础上，对连续熔炼炉的结构和配料熔炼方法进行了更详细的深入研究，结果发现，采用以下手段就能达成上述目的。即，按照本专利技术，提供了一种金属熔炼炉，其特征在于，是能够熔炼合金料A得到金属熔液A的连续式熔炼炉，具有能够熔炼包括在多种纯金属料构成的纯金属料组Xn中的至少2种以上的纯金属料并得到上述金属熔液A的配料功能。优选的是，具有该配料功能的装置包括求出熔炼炉出熔液量QOUt的第1装置，设定合金料A的投入量QINA、进行熔炼、得到金属熔液YA的第2装置，算出包括在纯金属料组Xn中的主原料的纯金属料X1的投入量QIN1、在金属熔液YA中熔炼、得到金属熔液Y1的第3装置，和算出包括在由纯金属料组Xn的构成要素的至少1种以上的添加原料构成的纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料的投入量QINm、在金属熔液Y1中熔炼、得到金属熔液A的第4装置。QINA也可以为0。另外，QINl和QINm也可以为0。另外，此时第3装置中的纯金属料X1的投入量QINl可以由下式(1)表示QINl＝QOUt-QINA...... (1)此外，包括在第4装置的纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料的投入量QINm，在该纯金属料的含有比为Pm(质量％)时，可以由下式(2)表示QINm＝QINl×Pm/100 ...... (2)在本专利技术的金属熔炼炉中，优选的是，具备包括在纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料熔炼的搅拌装置。另外，在合金料A和/或包括在纯金属料组Xn中的至少2种以上纯金属料中，优选含有切屑。而且，具备该切屑的熔炼搅拌装置对有效熔炼是必须的。本专利技术的金属熔炼炉适用于主主要原料是由铝、锌、镁的任何一种构成的轻金属的金属熔液A的熔炼。更适用于其主主要原料是铝，含硅4～24质量％、含镁0.3～0.5质量％、含钛0.05～0.25质量％的金属熔液A的熔炼。本专利技术的金属熔炼炉，优选具备熔炼的金属熔液A的组成分析装置。另外，优选的是，本专利技术的金属熔炼炉是具备能够熔炼合金料A得到金属熔液A及熔炼纯金属料X1得到金属熔液Y1的熔炼室，能够在金属熔液Y1中熔炼包括在纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料得到金属熔液A的保温室，和能够将合金料A及纯金属料X1装入熔炼室的塔状导入部的塔型熔炼炉，熔炼室和/或保温室的散热结构使废热经塔状导入部排出，藉此能够预热合金料A或纯金属料X1。另外，在本专利技术的金属熔炼炉中，可以将与合金料A大致同组成的回炉料作为原料使用，或与合金料A并用，以代替合金料A、。在本专利技术中，优选的是，具备能够对于定型原料和不定型原料分别对应的至少2种原料投入机。另外，按照本专利技术，提供了一种配料熔炼方法，它是能够使用熔炼炉，熔炼合金料A和/或包括在由多种纯金属料构成的纯金属料组Xn中的至少2种以上纯金属料、得到金属熔液A的配料熔炼方法，其特征在于，包括以下班工序，即，求出熔炼炉出熔液量QOUt的第1工序，设定合金料A的投入量QINA、进行熔炼、得到金属熔液YA的第2工序，算出包括在纯金属料组Xn中的主主要原料的纯金属料X1的投入量QIN1、在金属熔液YA中熔炼、得到金属熔液Y1的第3工序，和算出包括在由纯金属料组Xn的构成要素的至少1种以上的添加原料构成的纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料的投入量QINm、在金属熔液Y1中熔炼、得到金属熔液A的第4工序。在本专利技术的配料熔炼方法中，第3工序中的纯金属料X1的投入量QIN1可以由QINl＝QOUt-QINA表示，此外，第4工序中的包括在纯金属料组Xm中的1种以上纯金属料的投入量QINm，在该纯金属料的含有比为Pm(质量％)时，可以由QINm＝QINl×Pm/100表示。在本专利技术的配料熔炼方法中，优选包括在第4工序之后，进行金属熔液A的组成分析的第5工序。图2是是表示本专利技术的金属熔炼炉一个实施例的图，是表示附图说明图1所示熔炼炉本体的BB剖面的垂直剖面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属熔炼炉，它是熔炼合金料Ａ得到金属熔液Ａ的连续式熔炼炉，其特征在于，具有能够熔炼包括在由多种纯金属料构成的纯金属料组Ｘ↓［ｎ］中的至少２种以上的纯金属料并得到上述金属熔液的配料功能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平冈隆，杉冈真澄，
申请(专利权)人：旭技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]