特許 7529543 るつぼ型誘導炉用炉頂カバー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】るつぼ型誘導炉用炉頂カバー

(51)【国際特許分類】

   F27B 14/12 20060101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

F27B14/12

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020192834

(22)【出願日】2020-11-19

(65)【公開番号】P2022081345

(43)【公開日】2022-05-31

【審査請求日】2023-09-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000220767

【氏名又は名称】東京窯業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100187791

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 晃志郎

(72)【発明者】

【氏名】古田倫靖

(72)【発明者】

【氏名】堀智洋

(72)【発明者】

【氏名】吉村彰記

(72)【発明者】

【氏名】岩元孝史

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５１－１５６００３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１６４３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４９－２７４４４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ １４／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

るつぼ型誘導炉の炉頂を覆うカバーであって、
カバー体と、
前記カバー体の内部に形成され、冷却媒体を循環可能にする流路を備え、
前記カバー体は、
平面視において、一部に切欠きを有し、中心に開口穴を有するＣ型形状であり、
前記炉頂に接触する底面と、前記底面に対向する面である天面と、
内周側を形成する内周側面と、外周側を形成する外周側面と、
前記切欠きを構成する側面であって、一方の端部を形成する第一端部と、他方の端部を形成する第二端部とによって所定の厚みを有する外殻が形成され、
前記流路は、少なくとも内周路を含み、
前記内周路は、前記外周側面よりも前記内周側面に近接し、前記内周側面に沿って管状に形成され、
前記流路は、前記第一端部に隣接する前記外周側面に形成される入口部と、前記第二端部に隣接する前記外周側面に形成される出口部とを繋いで連続して形成される、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項2】

前記流路は、
前記内周路の一部に連続し、外周側面に向かって突出する少なくとも一つの突出部が形成され、
前記内周路のみによって形成される部分と、前記内周路に前記突出部が形成される部分とからなる請求項１に記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項3】

前記カバー体は複数の分割カバー体からなり、
平面視において隣接する前記分割カバー体の間は、前記流路を連結する連結路が形成され、
前記流路は、前記連結路を介して前記入口部から前記出口部まで連続して形成される請求項１又は２に記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項4】

前記流路は、少なくとも、前記内周路と、管状の中間路と、管状の外周路を含み、
前記内周路は、前記入口部から前記第二端部に隣接する位置まで、前記カバー体の内周側面に沿って形成されて前記第二端部に隣接する位置において屈曲し、
前記中間路は、一方の端部が屈曲した前記内周路に連続し、前記内周路に対して前記外周側面の側に沿って少なくとも一つの列に形成され、他方の端部が前記第一端部に隣接する位置において屈曲し、
前記外周路は、屈曲した前記中間路に連続し、前記中間路に対して前記外周側面の側に沿って形成され、前記出口部に繋がる請求項１に記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項5】

前記流路は、平面視において第一流路と第二流路との二列に形成され、
前記入口部は、前記第一流路に繋がる第一入口部と、前記第二流路に繋がる第二入口部からなり、
前記出口部は、前記第一流路に繋がる第一出口部と、前記第二流路に繋がる第二出口部からなり、
前記第二流路は、前記第一流路に対して前記外周側面の側に形成され、
前記第一流路と前記第二流路とは独立して形成される請求項１から４のいずれかに記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項6】

前記流路は、厚み方向において第一流路と第三流路の二段に形成され、
前記入口部は、前記第一流路に繋がる第一入口部と、前記第三流路に繋がる第三入口部からなり、
前記出口部は、前記第一流路に繋がる第一出口部と、前記第三流路に繋がる第三出口部からなり、
前記第一流路と前記第三流路とは独立して形成される請求項１から４のいずれかに記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項7】

前記流路は、前記入口部と前記出口部を除いて前記カバー体の内部に形成され、
前記カバー体は前記流路を含めて一体で形成されるか、又は厚み方向において前記流路を挟んで複数の部材によって形成される請求項１から６のいずれかに記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【請求項8】

前記カバー体の前記天面の一部にカバー体凹部が形成され、
前記流路は、前記カバー体とは別体の流路管によって形成され、
前記流路管は、前記カバー体凹部に対して着脱可能に固定される請求項１から６のいずれかに記載のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、るつぼ型誘導炉の頂部に取り付けられる炉頂カバーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、るつぼ型誘導炉は、るつぼに投入された金属を溶解する際に高熱となることに伴い発生する課題があった。るつぼ内の金属を溶解する際、るつぼが高温となり、炉頂部分も高温となるため、炉頂を覆う炉頂カバーも高温となる。すると、炉頂カバーに反りが発生する、或いは割れが生じることによって、炉頂部分を覆って保護するという機能を果たせなくなるという課題があった。すなわち、炉頂カバーが本来拘束すべきるつぼの炉頂に対して拘束力が不足することになり、るつぼを形成する耐火物に亀裂が発生するという課題があった。

【0003】

この課題を解決するために、るつぼ型誘導炉における炉頂部を冷却するための炉頂カバーが提案されている。例えば、特許文献１によれば、図２２に示すように、炉頂カバー８２０は、空洞８２０ａを有する薄い鋼材からなるリング状体８２１の側部に装着された鋼材からなる筒体８２２とからなる。空洞８２０ａは冷却水の樋水口として用いられるもので、冷却水の入口部８２３、出口部８２４を有し、しかも補強機能を有する仕切板８２５で所定間隔毎に仕切られる。この場合、仕切板８２５は底より所定の高さの位置に二個の樋水口８２６を有している。上記リング状体８２１は、出湯口を覆うごとく延在しており、この延在部の空洞は樋水口８２７を介してリング状体８２１の空洞と連通している。

【0004】

この構成によれば、空洞８２０ａはリング状体８２１の内部全体に広がっており、冷却水は空洞８２０ａ全体に広がる。るつぼ型誘導炉に対し、冷却したい部分は高温になりやすい内周に近い部分であり、この場合耐火れんがも冷却対象に含まれる。なお、説明のため、図２２に記載する符号は特許文献１に記載されている図面の符号と異なっているが、構成要素とその機能は同様である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭５１－１５６００３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来例では空洞８２０ａはるつぼ型誘導炉の内周から遠い外周部にまで広がっており、冷却水が外周部にまで広がる。よって、本来冷却したい部分以外にも冷却水が広がるため、冷却効果の低下が予測される。

【0007】

本発明の目的は、従来の課題を解決すべくなされたものであり、冷却効果を高めたるつぼ型誘導炉用炉頂カバーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の態様に係るるつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、るつぼ型誘導炉の炉頂を覆うカバーであって、カバー体と、前記カバー体の内部に形成され、冷却媒体を循環可能にする流路を備え、前記カバー体は、平面視において、一部に切欠きを有し、中心に開口穴を有するＣ型形状であり、前記炉頂に接触する底面と、前記底面に対向する面である天面と、内周側を形成する内周側面と、外周側を形成する外周側面と、前記切欠きを構成する側面であって、一方の端部を形成する第一端部と、他方の端部を形成する第二端部とによって所定の厚みを有する外殻が形成され、前記流路は、少なくとも内周路を含み、前記内周路は、前記外周側面よりも前記内周側面に近接し、前記内周側面に沿って管状に形成され、前記流路は、前記第一端部に隣接する前記外周側面に形成される入口部と、前記第二端部に隣接する前記外周側面に形成される出口部とを繋いで連続して形成される。

【0009】

これによれば、流路は、少なくとも内周路を含み、内周路は、外周側面よりも内周側面に近接し、内周側面に沿って管状に形成される。よって、るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、るつぼ型誘導炉が高温となる部分に直接的又は間接的に接する内周側面に近接する部分において、冷却媒体を流すことができるので、冷却させたい部分に対して冷却効果を高め、効率的に冷却することができる。

【0010】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記流路が、前記内周路の一部に連続し、外周側面に向かって突出する少なくとも一つの突出部が形成され、前記内周路のみによって形成される部分と、前記内周路に前記突出部が形成される部分とからなものでもよい。

【0011】

この場合、流路は内周側面に近接する部分に加え、外周側面に向かって部分的に突出部が形成されるので、内周側面に近接する部分に加えて外周側面に向かう周辺の領域でも冷却媒体を流すことができる。すなわち、高温になりやすい内周側面に近接する部分は常時冷却媒体を循環させ、内周側面に近接する部分よりも温度が低い周辺部分では、突出部に冷却媒体を滞留させることで冷却させることができる。

【0012】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記カバー体が複数の分割カバー体からなり、平面視において隣接する前記分割カバー体の間は、前記流路を連結する連結路が形成され、前記流路は、前記連結路を介して前記入口部から前記出口部まで連続して形成されてもよい。

【0013】

この場合、るつぼ型誘導炉が大型であり、るつぼ型誘導炉用炉頂カバーが大型になった場合でも、複数個に分割することで、製造及び取扱を容易にすることができる。さらに、連結路によって流路を連結することで、カバー体が分割されても冷却媒体を供給するための装置を増加させる必要が無い。

【0014】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記流路が、少なくとも、前記内周路と、管状の中間路と、管状の外周路を含み、前記内周路は、前記入口部から前記第二端部に隣接する位置まで、前記カバー体の内周側面に沿って形成されて前記第二端部に隣接する位置において屈曲し、前記中間路は、一方の端部が屈曲した前記内周路に連続し、前記内周路に対して前記外周側面の側に沿って少なくとも一つの列に形成され、他方の端部が前記第一端部に隣接する位置において屈曲し、前記外周路は、屈曲した前記中間路に連続し、前記中間路に対して前記外周側面の側に沿って形成され、前記出口部に繋がってもよい。

【0015】

この場合、るつぼ型誘導炉用炉頂カバーの流路は、内周路と中間路と外周路を備えるので、冷却媒体を流すことで、カバー体全体を冷却することができる。内周路は入口部に繋がるので、冷却媒体は温度が低い状態で内周側面に近接する部分を冷却することができる。さらに、冷却媒体は、中間路から外周路へ流れることにより、温度が高くなりながらもカバー体全体を冷却する効果を発揮できる。冷却媒体を効率的に使用して、カバー体を冷却することができる。

【0016】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記流路が、平面視において第一流路と第二流路との二列に形成され、前記入口部は、前記第一流路に繋がる第一入口部と、前記第二流路に繋がる第二入口部からなり、前記出口部は、前記第一流路に繋がる第一出口部と、前記第二流路に繋がる第二出口部からなり、前記第二流路は、前記第一流路に対して前記外周側面の側に形成され、
前記第一流路と前記第二流路とは独立して形成されてもよい。

【0017】

この場合、カバー体は平面視において二列の流路が形成されるので、広い領域に対して冷却媒体を流すことができる。さらに、二列の流路は、それぞれ独立して入口部と出口部とに繋がるので、同時に冷却媒体を流すことができる。特に、二列の流路に対して入口部と出口部とを反対方向に設置すれば、冷却媒体が温度上昇することによって出口部の周辺での冷却効果が下がったとしても、反対側の流路に流される冷却媒体が温度上昇を相殺して冷却することができる。

【0018】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記流路が、厚み方向において第一流路と第三流路の二段に形成され、前記入口部は、前記第一流路に繋がる第一入口部と、前記第三流路に繋がる第三入口部からなり、前記出口部は、前記第一流路に繋がる第一出口部と、前記第三流路に繋がる第三出口部からなり、前記第一流路と前記第三流路とは独立して形成されてもよい。

【0019】

この場合、厚み方向において流路が独立して二段に形成されるので、同時に冷却媒体を流すことができる。平面方向における領域に制限がある場合であっても、流路を二段にすることができるので、より冷却効果を高めることができる。特に、二段の流路に対して、冷却媒体を流す方向を逆にすれば、第一端部の周辺と第二端部の周辺との温度差を小さくすることができる。

【0020】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記流路が、前記入口部と前記出口部を除いて前記カバー体の内部に形成され、前記カバー体は前記流路を含めて一体で形成されるか、又は厚み方向において前記流路を挟んで複数の部材によって形成されてもよい。

【0021】

この場合、流路を形成するために新たな部材を使用する必要が無いので、流路のための部材を準備する必要が無く、コスト低減に寄与することができる。

【0022】

また、前記るつぼ型誘導炉用炉頂カバーは、前記カバー体の前記天面の一部にカバー体凹部が形成され、前記流路は、前記カバー体とは別体の流路管によって形成され、前記流路管は、前記カバー体凹部に対して着脱可能に固定されてもよい。

【0023】

この場合、流路を形成する流路管が交換可能なので、流路に腐食等が発生したときに流路管を交換することでカバー体全体を交換する必要が無いので、製品寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等を装着した状態のるつぼ型誘導炉５０を示した斜視図であり、一部を断面図にした図である。

【図2】図１における正面図に相当し、鉛直方向に対して中心軸Ｃにおいて切断した断面図である。

【図3】図２におけるＡ視図である。

【図4】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等を示した斜視図である。

【図5】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００（１２０）における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図6】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００（１２０）を示した図であり、（ａ）、（ｄ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）、（ｅ）は、図５における断面Ｉ－Ｉのうちカバー体１が流路２を含めて一体で形成される場合を示す断面図であり、（ｃ）、（ｆ）は図５における断面Ｉ－Ｉのうちカバー体１が流路２を挟んで複数の部材によって形成される場合を示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は流路２が厚み方向に一段の場合を示し、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は流路２が厚み方向に二段の場合を示す。

【図7】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００（２２０）における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図8】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００（２２０）を示した図であり、（ａ）、（ｃ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図７における断面ＩＩ－ＩＩを示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、流路２が厚み方向に一段の場合を示し、（ｃ）、（ｄ）は、流路２が厚み方向に二段の場合を示す。

【図9】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００（３２０）における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図10】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００（３２０）を示した図であり、（ａ）、（ｃ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図９における断面ＩＩＩ－ＩＩＩを示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、流路２が厚み方向に一段の場合を示し、（ｃ）、（ｄ）は、流路２が厚み方向に二段の場合を示す。

【図11】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図12】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００を示した図であり、（ａ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）は、図１１における断面ＩＶ－ＩＶを示す断面図である。

【図13】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０（１３０）における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図14】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０（１３０）を示した図であり、（ａ）、（ｃ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図１３における断面ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩを示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、流路２が厚み方向に一段の場合を示し、（ｃ）、（ｄ）は、流路２が厚み方向に二段の場合を示す。

【図15】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４２０を示した図であり、図４におけるＤ視図である。

【図16】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４２０を示した図であり、（ａ）は図１５における断面Ｖ－Ｖを示す断面図であり、（ｂ）は断面ＶＩ－ＶＩを示す断面図である。

【図17】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４２０を示した図であり、図１６（ａ）における断面ＶＩＩ－ＶＩＩを示す断面図である。

【図18】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１５０（１６０）における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図19】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１５０（１６０）を示した図であり、（ａ）、（ｃ）は、図４におけるＤ視図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図１８における断面ＩＸ－ＩＸを示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、流路２が厚み方向に一段の場合を示し、（ｃ）、（ｄ）は、流路２が厚み方向に二段の場合を示す。

【図20】本発明のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１７０における平面図（図２におけるＡ視図に相当）であり、一部は厚み方向における流路２の中心で切断した断面図である。

【図21】図２０における断面Ｘ－Ｘを示す断面図である。

【図22】従来例の炉頂カバー８２０を示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照し、本発明を具現化したるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等を説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。図面に記載されている装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

【0026】

＜るつぼ型誘導炉５０の構成＞
はじめに、図１から図４までを参照して、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等と、るつぼ型誘導炉５０とを合わせて説明する。図１及び図２に示すように、るつぼ型誘導炉５０は、鉛直方向に沿って設置される場合を想定し、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、るつぼ型誘導炉５０の鉛直方向の上側に設置される。また、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等が広がる方向を平面方向とし、るつぼが形成される部分に対して、中心軸Ｃの側を内側、その反対側を外側とする。

【0027】

図１及び図２に示すように、るつぼ型誘導炉５０は、中心軸Ｃの周りにスリーブ材５５が形成され、底の部分に内底材６１が形成されて、材料を入れて溶かし保持するための容器（るつぼ）が形成される。材料は例えば鋳鉄材料等の金属材料である。スリーブ材５５の周りは、バック材５６によって覆われ、さらに外側にコイルセメント５８によって固定されたコイル５７が形成される。コイル５７の周りは継鉄５９に覆われ、さらに鋼板６０によって外殻が形成される。スリーブ材５５は定型材であり、バック材５６は不定型材である。スリーブ材５５の材料は、アルミナ、シリカ、マグネシア等の耐火物である。バック材５６は、粉状のアルミナ、シリカ、マグネシア等であり、スリーブ材５５とコイルセメント５８との間に挿入して固められる。内底材６１は、スリーブ材５５と同等の成分を持つ不定型材であり、材質も同様である。

【0028】

コイルセメント５８の上側はコイル押え５４が形成される。スリーブ材５５及びバック材５６は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等の底面５との間に封止材５３を介して接触する。コイル押え５４は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等の底面５と直接接触する。

【0029】

るつぼ型誘導炉５０は、上側に、るつぼにて溶解した金属を注ぐための出湯口５１が形成される。図３、図４に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、出湯口５１を避けて炉頂７０に設置できるように、一部が切り欠かれたＣ型形状である。

【0030】

内底材６１の下側は、バック材５６と同様の不定形材である基底材６２が形成され、さらに下側は底板レンガ６３が形成される。鋼板６０の上側寄りには、鉄板ステージ６４が平面方向に広がる方向に形成される。図３に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、鉄板ステージ６４又は他の炉頂７０にボルト６５等によって締結される。締結方法は、ボルト６５の他に、コッター等を用いても良い。いずれの場合も、締結される領域は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等において、後述する流路２に干渉しない領域である。

【0031】

るつぼ型誘導炉５０は、スリーブ材５５と内底材６１によって形成されたるつぼに、溶解するための金属材料を投入する。コイル５７に交流電流を流すとるつぼ内に磁場が発生し、電磁誘導によって投入されている金属材料に電流が流れ、金属自体の電気抵抗によって発熱して溶解する。金属が溶解するときの温度は摂氏１５００度程度となる。この発熱によってるつぼ内は高温となり、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等へも伝熱される。特に、るつぼに近い位置の温度上昇が激しく、スリーブ材５５の温度上昇が最も激しい。従って、炉頂７０のうち、スリーブ材５５の上側に相当する領域の温度上昇が激しくなる。封止材５３を介して接触するるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、後述する内周側面７の周辺の温度が上昇するため、内周側面７の周辺において反り、又は割れが発生する恐れがある。従って、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、内周側面７の周辺をより冷却することが求められる。

【0032】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等に共通の構成＞
次に、本発明の態様に係るるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等において、各実施形態に共通の構成を説明する。図４から図６までと他の図を参照して、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００を例にした共通の構成を説明する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、るつぼ型誘導炉５０の炉頂７０を覆うカバーであって、カバー体１と、カバー体１の内部に形成され、冷却媒体２０を循環可能にする流路２を備える。

【0033】

図４及び図５に示すように、カバー体１は、平面視において、一部に切欠き４を有し、中心に開口穴３を有するＣ型形状である。カバー体１は、炉頂７０に接触する底面５と、底面５に対向する面である天面６と、内周側を形成する内周側面７と、外周側を形成する外周側面８を有する。さらに、切欠き４を構成する側面であって、一方の端部を形成する第一端部９と、他方の端部を形成する第二端部１０とによって所定の厚みを有する外殻が形成される。

【0034】

図５等に示すように、流路２は、少なくとも内周路２１を含み、内周路２１は、外周側面８よりも内周側面７に近接し、内周側面７に沿って管状に形成される。流路２は、第一端部９に隣接する外周側面８に形成される入口部１１と、第二端部１０に隣接する外周側面８に形成される出口部１２とを繋いで連続して形成される。この構成は、詳細に後述する図７、図９、図１１、図１３、図１６、図１８、及び図２０に示す例の全てに共通する構成である。なお、図５等において、第一端部９は図面における上側であり、第二端部１０は下側に記載されているが、第一端部９と第二端部１０とが逆の位置であってもよい。

【0035】

図４等に示す例では、流路２は断面形状が円形状であるが、円形状に限らず例えば多角形状でもよい。図５等に示す例では、外周側面８は平面視において円形状であるが、円形状に限らず、多角形状でも良いし、楕円形状その他でもよい。切欠き４は、るつぼ型誘導炉５０における出湯口５１の形状に合わせて切り欠かれているが、図５等に示す例の形状に限定されない。

【0036】

カバー体１を構成する材質は、鋳鉄、鋳鋼、その他の金属材料、或いはその他耐熱材の使用が可能である。図５等に示す例では、カバー体１のうち、流路２が形成されていない領域は、構成材料によって占められているが、例えば空洞が形成されてもよい。或いは、カバー体１を構成する材料以外の材料によって構成される領域があってもよい。

【0037】

流路２を形成するための具体的な製造方法は後述する。流路２に流す冷却媒体２０は、種々の使用が可能である。例として、空気、窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素等の不活性ガス、或いは冷却水その他の液体を使用可能である。流路２は、防腐及び防錆対策として、冷却媒体２０が接する部分に硬質クロムメッキ処理を施してもよい。

【0038】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００の構成＞
次に、図５及び図６（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の態様に係る第一実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００の構成を説明する。なお、すでに説明した共通部分は説明を省略する。流路２は、一列の内周路２１のみが内周側面７に沿ってカバー体１の内の一部に偏って形成される。図５に示すように、内周路２１において冷却媒体２０が矢印のように内部を移動してカバー体１を冷却する。図６（ｂ）に示すように、カバー体１のうち内周路２１以外の領域は金属材料等の構成材料によって構成される。

【0039】

図５、及び図６（ａ）に示す例では、入口部１１、内周路２１、及び出口部１２は断面形状が略同一であるが、それぞれの断面形状が異なっていてもよいし、或いは断面積が異なってもよい。図５及び図６（ａ）において、図面上の上側が入口部１１であり、下側が出口部１２であるが、入口部１１と出口部１２の位置が逆であってもよい。また、図６（ｂ）に示すように、内周路２１は厚み方向の略中心位置に形成されているが、上側或いは下側に偏ってもよい。

【0040】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等に共通の構成による解決課題とその効果＞
以上説明したように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等に共通の構成（第一実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００単独を含む）は種々の効果を奏する。従来の炉頂カバーは、図２２の例に示される。この構成によれば、空洞８２０ａはリング状体８２１の内部全体に広がっており、冷却水は空洞８２０ａ全体に広がる。しかしながら、従来例では空洞８２０ａはるつぼ型誘導炉５０の内周部から遠い外周部にまで広がっており、冷却水が外周部にまで広がる。よって、本来冷却したい部分以外にも冷却水が広がるため、必要な冷却水の量が多くなり、冷却効果の低下が想定される。また、空洞８２０ａは仕切板８２５によって区切られ、冷却水は小さな開口に過ぎない樋水口８２６を通って流れるため、冷却水の流速が遅くなり、冷却速度が遅くなるという課題が想定される。

【0041】

本発明に共通する構成はこれらの課題を解決するものである。図５に示すように、流路２は、少なくとも内周路２１を含み、内周路２１は、外周側面８よりも内周側面７に近接し、内周側面７に沿って管状に形成される。よって、るつぼ型誘導炉５０が高温となる部分に直接的又は間接的に接する内周側面７に近接する部分において、冷却媒体２０を流すことができるので、冷却させたい部分に対して冷却効果を高め、効率的に冷却することができる。また、図５に示すように、内周路２１は内周側面７に沿って一定の流路断面積を維持して形成される。よって、入口部１１から流入された一定量の冷却媒体２０が、内周側面７に沿って流れるので冷却速度を高めることができる。

【0042】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００の構成＞
次に、図７及び図８（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の態様に係る第二実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００の構成を説明する。なお、すでに説明した部分は説明を省略する。図７に示すように、流路２は、内周路２１の一部に連続し、外周側面８に向かって突出する少なくとも一つの突出部２２が形成される。流路２は、内周路２１のみによって形成される部分と、内周路２１に突出部２２が形成される部分とからなる。

【0043】

図７に示す例では、突出部２２は中心軸Ｃを中心として円周方向に略等間隔で形成される。突出部２２が隣接する間隔は角度θであり、例えば角度θは３０度である。図８（ｂ）に示すように、突出部２２は厚み方向において内周路２１と略同一の幅であるが、内周路２１と異なる幅であってもよい。また、図７に示す例では、突出部２２は円周方向において略等間隔で同一の形状で形成されるが、例えば突出部２２の外周側面８との距離が異なってもよいし、間隔が異なってもよいし、さらに形状が異なってもよい。

【0044】

図７に示すように、流路２において冷却媒体２０が矢印のように移動する。冷却媒体２０の一部は、内周側面７に近い部分において、入口部１１から出口部１２に向かって直接的に流れるので、比較的低温状態を維持した状態で内周側面７の周辺を冷却する。また、冷却媒体２０の他の一部は、突出部２２に向かって流れ、突出部２２内に滞留しながら出口部１２に向かって流れていく。突出部２２を経由する冷却媒体２０は、内周側面７の周辺に比べて流れる速度が遅く、温度が高くなる。

【0045】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００等の構成による解決課題とその効果＞
以上説明した、本発明に係る第二実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００の構成は、以下の課題を解決し、効果を奏する。すでに説明したように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００は、内周側面７の周辺において特に冷却効果を発揮することが求められる。さらに、内周側面７に比べて温度上昇は緩やかではあるが、内周側面７から外周側面８に向かう領域においても冷却効果が求められる。その際に、合わせて効率的な冷却効果が求められ、より高温となる内周側面７をより冷却し、外周側面８に向かうに従って冷却効果を低減することで全体の冷却効率を高めることが課題となる。

【0046】

るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００による構成は、この課題を解決するものである。図７を参照して説明したように、流路２は内周路２１のみの部分と、内周路２１に突出部２２が形成される部分とからなる。この構成により、内周側面７に沿って流れる冷却媒体２０は入口部１１から出口部１２に向かって直接的に流れるので、比較的低温状態を維持した状態で内周側面７の周辺を冷却するため、冷却効果が高い。また、突出部２２を経由して流れる冷却媒体２０は、内周側面７の周辺の流れに比べて温度は高くなるが、外周側面８に向かう領域を冷却する。内周側面７から外周側面８に向かう領域は、内周側面７の周辺に比べて温度上昇が緩やかなので、冷却媒体２０が流れる速度を遅くして冷却効率を高める効果を奏する。

【0047】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の構成＞
次に、図９及び図１０（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の態様に係る第三実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の構成を説明する。なお、すでに説明した部分は説明を省略する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００のカバー体１は、複数の分割カバー体１ａ等からなる。例えば、平面視において隣接する分割カバー体１ａと分割カバー体１ｂの間は、流路２を連結する連結路２８が形成され、流路２は、連結路２８を介して入口部１１から出口部１２まで連続して形成される。

【0048】

図９に示す例では、カバー体１は分割カバー体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄまでの四つに分割される。流路２は、内周路２１と、内周路２１から連結路２８に向かうために例えば隣接する分割カバー体１ａと分割カバー体１ｂとが対向するそれぞれの側面に沿って形成される隣接路２９からなり、流路管２５によって形成される。

【0049】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の構成による解決課題とその効果＞
以上説明した、本発明に係る第三実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の構成は、以下の課題を解決し、効果を奏する。るつぼ型誘導炉５０は、種々のサイズがあり、大型のものが存在する。その際、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００のサイズも大きくなり、一体で形成されたものでは取扱が困難となり、合わせて製作上の困難さを有するという課題がある。

【0050】

るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の構成は、この課題を解決するものである。カバー体１は複数に分割されるので、全体のサイズが大きくても、個々に分割された分割カバー体１ａ等は取扱が容易となる。

【0051】

従来、炉頂カバーを複数個のセグメントに分割し、各セグメントに冷却媒体の入口部と出口部を設ける提案がなされている。しかしながら、この構成の場合、少なくともセグメントの数だけ冷却媒体を流入させる装置が必要となり、設備費用の高騰を招くという課題があった。

【0052】

この課題に対し、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００は、隣接する例えば分割カバー体１ａと分割カバー体１ｂとは、流路２が連結路２８によって連結されている。すなわち、カバー体１が複数の分割カバー体１ａ等に分割されても、流路２は入口部１１から出口部１２まで連続して形成される。よって、カバー体１が分割されることに伴って冷却媒体２０を流入させる流入装置（図示せず）を増やす必要が無い。

【0053】

また、冷却効果の点で以下のさらなる効果がある。それぞれの分割カバー体１ａ等において、内周側面７に沿って内周路２１が形成されるので、他の実施形態に共通する効果である、内周側面７の周辺部を冷却する効果がある。さらに、流路２は、連結路２８において一旦るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００の外部に露出する状態となるので、冷却媒体２０が外気によって冷却される効果がある。

【0054】

また、隣接路２９は、例えば隣接する分割カバー体１ａと１ｂとが対向する側面に沿って形成されるので、複数の流路２が近接して対向することになり、互いの流路２に流れる冷却媒体２０によって温度上昇を防ぐ効果もある。

【0055】

また、図９に示すように、それぞれの分割カバー体１ａ等は、例として平面視で略扇形であり、外周側面８を除く三方全ての側面に相当する部分に沿って流路２が形成される。よって、三方の流路２から外周側面８に向かって分割カバー体１ａ等の全体を冷却する効果がある。

【0056】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００の構成＞
次に、図１１及び図１２（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の態様に係る第四実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００の構成を説明する。なお、すでに説明した部分は説明を省略する。図１１に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００は、流路２が少なくとも、内周路２１と、管状の中間路２３と、管状の外周路２４を含む。

【0057】

内周路２１は、入口部１１から第二端部１０に隣接する位置まで、カバー体１の内周側面７に沿って形成されて第二端部１０に隣接する位置において屈曲する。中間路２３は、一方の端部が屈曲した内周路２１に連続し、内周路２１に対して外周側面８の側に沿って形成され、他方の端部が第一端部９に隣接する位置において屈曲する。外周路２４は、屈曲した中間路２３に連続し、中間路２３に対して外周側面８の側に沿って形成され、出口部１２に繋がる。

【0058】

図１１に示す例では、中間路２３は一列の流路２であるが、連続する複数の列が形成されてもよい。すなわち、内周路２１と外周路２４との間に連続する複数列の中間路２３が形成されてもよい。また、流路２の断面積は、内周路２１と中間路２３と外周路２４とが略同一でもよいし、或いは異なっていてもよい。なお、流路２が平面方向に並ぶ場合を列として二列等と称し、厚み方向に並ぶ場合を段として二段等と称することとする。

【0059】

入口部１１から流入した冷却媒体２０は、温度が低い状態でまず内周路２１を流れ、内周側面７の周辺部を冷却する。次に、第二端部１０に至った冷却媒体２０は、中間路２３に流入して内周路２１の外側の領域を冷却する。冷却媒体２０は、内周路２１を流れるときに比べて温度が上昇しているが、中間路２３が形成されるカバー体１の領域は、内周側面７の周辺に比べて温度上昇が緩やかなので、冷却効果を発揮する。さらに、中間路２３から外周路２４に流入する冷却媒体２０は、中間路２３の外周側面８の側に沿ってカバー体１を冷却する。冷却媒体２０は、外周路２４においてさらに温度上昇しているが、カバー体１における外周側面８の側はさらに温度上昇が緩やかなので、冷却効果を発揮する。

【0060】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００の構成による解決課題とその効果＞
以上説明した、本発明に係る第四実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００の構成は、以下の課題を解決し、効果を奏する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００において記載した課題と同様に、内周側面７の周辺部の冷却効果を高めつつ、カバー体１の外周側面８に向かう他の領域においても効率的に冷却したいという課題がある。

【0061】

るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００の構成は、この課題を解決するものである。流路２は、少なくとも、内周路２１と中間路２３と外周路２４を備えるので、流路２に冷却媒体２０を流すことで、カバー体１全体を冷却することができる。内周路２１は入口部１１に繋がるので、冷却媒体２０は温度が低い状態で内周側面７に近接する部分を冷却することができる。

【0062】

さらに、冷却媒体２０は、中間路２３から外周路２４へ流れることにより、温度が高くなりながらもカバー体１全体を冷却する効果を発揮できる。流路２は、内周路２１から中間路２３、外周路２４へと流れる冷却媒体２０の温度が順に上昇するが、カバー体１の温度状況に合わせて適切な温度の冷却媒体２０を流すよう構成される。よって、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００は、効果的かつ効率的にカバー体１を冷却することができる。

【0063】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０の構成＞
次に、図１３及び図１４（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の態様に係る第五実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０の構成を説明する。なお、すでに説明した部分は説明を省略する。図１３に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０は、流路２が、平面視において第一流路２ａと第二流路２ｂとの二列に形成される。入口部１１は、第一流路２ａに繋がる第一入口部１１ａと、第二流路２ｂに繋がる第二入口部１１ｂからなる。出口部１２は、第一流路２ａに繋がる第一出口部１２ａと、第二流路２ｂに繋がる第二出口部１２ｂからなる。第二流路２ｂは、第一流路２ａに対して外周側面８の側に形成される。第一流路２ａと第二流路２ｂとは独立して形成される。

【0064】

図１４（ａ）に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０は、第一端部９に近接する位置の外周側面８に第一入口部１１ａが形成され、第一端部９から離れる方向の位置に第二出口部１２ｂが形成される。第二端部１０に近接する位置の外周側面８には、第一出口部１２ａが形成され、第二端部１０から離れる方向の位置に第二入口部１１ｂが形成される。

【0065】

例えば、図１４（ａ）において、第一入口部１１ａと第二入口部１１ｂ、及び第一出口部１２ａと第二出口部１２ｂとは、図面上で互いの位置が上下逆でもよい。すなわち、図１４（ａ）に示すように、平面方向において、第一入口部１１ａと第二出口部１２ｂとが並んで配置され、第二入口部１１ｂと第一出口部１２ａとが並んで配置されればよい。図１３に示すように、流路２を流れる冷却媒体２０は、矢印で示すように第一流路２ａと第二流路２ｂとでは、互いに逆方向に流れる。

【0066】

図１４（ａ）、（ｂ）に示す例では、第一流路２ａと第二流路２ｂとは、厚み方向において同一の位置に形成されるが、必ずしも同一の位置でなくてもよい。また、第一流路２ａと第二流路２ｂとは、断面積が略同一に記載されているが、異なっていてもよい。

【0067】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０の構成による解決課題とその効果＞
以上説明した、本発明に係る第五実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０の構成は、以下の課題を解決し、効果を奏する。流路２は、第一端部９に隣接して入口部１１が形成され、第二端部１０に隣接して出口部１２が形成されると、冷却媒体２０は入口部１１の周辺で最も温度が低く、出口部１２に近づくに従って温度が上昇する。この場合、カバー体１は平面視において冷却後の温度に偏りが生じることが課題となる場合がある。すなわち、入口部１１の周辺では冷却効果が高いが、出口部周辺では冷却効果が低くなるという課題が発生する場合がある。

【0068】

るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０の構成は、この課題を解決するものである。図１３に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０は、流路２が、平面視において第一流路２ａと第二流路２ｂとの二列に形成され、流路２を流れる冷却媒体２０は、矢印で示すように第一流路２ａと第二流路２ｂとでは、互いに逆方向に流れる。すなわち、第一端部９の周辺では、第一流路２ａにおける冷却媒体２０の温度が低く、第二端部１０の周辺では、第二流路２ｂにおける冷却媒体２０の温度が低くなる。

【0069】

よって、カバー体１は、平面方向において冷却後の温度の偏りを低減することができる。すなわち、第一端部９の周辺と、第二端部１０の周辺とにおいて、冷却後のカバー体１の温度差を低減することができる。

【0070】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等の構成＞
次に、図５、図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、図７、図８（ｃ）、（ｄ）、図９、図１０（ｃ）、（ｄ）、図１３、図１４（ｃ）、（ｄ）、及び図１５から図１７までを参照して、本発明の態様に係る第六実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等の構成を説明する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２２０、３２０、１３０、４２０、１６０も第六実施形態に含まれる。なお、すでに説明した部分は説明を省略する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等は、流路２が、厚み方向において第一流路２ａと第三流路２ｃの二段に形成される。入口部１１は、第一流路２ａに繋がる第一入口部１１ａと、第三流路２ｃに繋がる第三入口部１１ｃからなる。出口部１２は、第一流路２ａに繋がる第一出口部１２ａと、第三流路２ｃに繋がる第三出口部１２ｃからなり、第一流路２ａと第三流路２ｃとは独立して形成される。

【0071】

次に、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０の構成を説明する。図５、及び図６（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０は、第一実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００において、厚み方向に二段の流路２が形成される場合を示す。平面視においては、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００と同様である。なお、図５において冷却媒体２０の流れ方向を示す矢印は、厚み方向の上側の流路２における流れを示すので、下側の流路２では流れ方向が逆になる。以下説明するるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２２０、３２０、１３０、４２０、１６０も同様である。

【0072】

図６（ｄ）に示すように、第一端部９における厚み方向において、上側に第一入口部１１ａ、下側に第三出口部１２ｃが形成される。また、第二端部１０における厚み方向において、上側に第一出口部１２ａ、下側に第三入口部１１ｃが形成される。すなわち、厚み方向において、上側と下側とでは入口部１１と出口部１２とが逆になるように形成される。なお、図６（ｄ）に示す配置に限定されず、第一入口部１１ａと第三出口部１２ｃとが第二端部１０の側にあり、第一出口部１２ａと第三入口部１１ｃとが第一端部９の側にあってもよい。

【0073】

次に、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２２０の構成を説明する。図７、及び図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２２０は、第二実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００において、厚み方向に二段の流路２が形成される場合を示す。平面視においては、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２２０は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００と同様である。また、図８（ｃ）に示すように、第一入口部１１ａ、第一出口部１２ａ、第三入口部１１ｃ、第三出口部１２ｃの位置関係は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０と同様である。

【0074】

次に、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３２０の構成を説明する。図９、及び図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３２０は、第三実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００において、厚み方向に二段の流路２が形成される場合を示す。平面視においては、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３２０は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー３００と同様である。また、図１０（ｃ）に示すように、第一入口部１１ａ、第一出口部１２ａ、第三入口部１１ｃ、第三出口部１２ｃの位置関係は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０と同様である。また、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、連結路２８は厚み方向に並んで二段に形成され、流路管２５も二段に並んで形成される。

【0075】

次に、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１３０の構成を説明する。図１３、及び図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１３０は、第五実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０において、厚み方向に二段の流路２が形成される場合を示す。平面視においては、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１３０は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１１０と同様である。

【0076】

図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、流路２は平面方向に二列と厚み方向に二段であり、第一流路２ａから第四流路２ｄまで四つの流路２がそれぞれに並んで形成される。四つの流路２に対して、入口部１１は、第一入口部１１ａ、第二入口部１１ｂ、第三入口部１１ｃ、及び第四入口部１１ｄが形成される。出口部１２は、第一出口部１２ａ、第二出口部１２ｂ、第三出口部１２ｃ、及び第四出口部１２ｄが形成される。第一端部９における厚み方向において、上側は、内周側面７の側に第一入口部１１ａ、外周側面８の側に第二出口部１２ｂが形成され、下側は、内周側面７の側に第三出口部１２ｃ、外周側面８の側に第四入口部１１ｄが形成される。第二端部１０における厚み方向において、上側は、内周側面７の側に第一出口部１２ａ、外周側面８の側に第二入口部１１ｂが形成され、下側は、内周側面７の側に第三入口部１１ｃ、外周側面８の側に第四出口部１２ｄが形成される。なお、第一端部９の側と第二端部１０の側とで各入口部１１と各出口部１２の位置関係が逆でもよい。

【0077】

次に、図１５から図１７までを参照して、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４２０の構成を説明する。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー４２０は、第四実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー４００において、厚み方向に二段の流路２が形成される場合を示す。第一入口部１１ａ、第一出口部１２ａ、第三入口部１１ｃ、第三出口部１２ｃの位置関係は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０と同様であるが、特に以下のように形成されることが好ましい。

【0078】

図１５に示すように、入口部１１及び出口部１２は、厚み方向における上段と下段とで位置が異なることが好ましい。すでに説明したように、内周側面７の周辺部は温度が高くなるため、優先して冷却させる必要がある。厚み方向において、特に炉頂７０に直接的又は間接的に接触する底面５の側の内周側面７の周辺を冷却する必要がある。そのため、厚み方向の下側は、特に入口部１１を内周側面７に近接させる必要があるため、第一端部９に近接した位置に第三入口部１１ｃが形成される。また、厚み方向の上側においても、第一入口部１１ａが内周側面７に近接することが望ましいので、第二端部１０に近接した位置に形成される。

【0079】

図１６（ａ）は、第三流路２ｃ（厚み方向の下側）の経路を示し、図１６（ｂ）は、第一流路２ａ（厚み方向の上側）の経路を示す。第三流路２ｃと第一流路２ａとは図面に対して上下対称の形態であり、入口部１１と出口部１２の位置関係も上下対称である。図１６（ａ）と図１６（ｂ）に比較して示すように、冷却媒体２０の流れ方向は、第三流路２ｃと第一流路２ａとでは逆方向となる。図１７に示すように、第三流路２ｃと第一流路２ａとは、断面形状及び断面積が略同様であり、厚み方向における位置関係も同様の位置である。

【0080】

なお、第一流路２ａと第三流路２ｃとは図面に対して上下対称の形態であり、入口部１１と出口部１２の位置関係も上下対称である例を示したが、同様の形態でもよいし同様の位置関係でもよい。第一流路２ａと第三流路２ｃとは必ずしも同様の断面形状、断面積である必要は無いし、厚み方向と平面方向における位置が異なっていてもよい。また、厚み方向において、第一入口部１１ａと第三入口部１１ｃ、及び第一出口部１２ａと第三出口部１２ｃとは、異なる位置に形成される例を示したが、同様の位置に形成されてもよい。

【0081】

＜るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等の構成による解決課題とその効果＞
以上説明した、本発明に係る第六実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等の構成は、以下の課題を解決し、効果を奏する。第五実施形態における課題と同様に、入口部１１の周辺では冷却効果が高いが、出口部周辺では冷却効果が低くなることが課題となる場合がある。第六実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等は、この同様の課題を解決するものであり、第五実施形態とは別の構成によって効果を奏するものである。

【0082】

図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、厚み方向において流路２が独立して二段に形成されるので、同時に冷却媒体２０を流すことができる。平面方向における領域に制限がある場合であっても、流路２を二段にすることで冷却媒体２０の流量を増すことができるので、より冷却効果を高めることができる。特に、二段の流路２に対して、冷却媒体２０を流す方向を逆にすれば、第一端部９の周辺と第二端部１０の周辺との温度差を小さくすることができる。この構成は、以上説明した第一実施形態から第五実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等に対して適用されるもので、同様の効果を奏する。

【0083】

＜流路２の第一の構成と効果＞
次に、流路２の構成について複数説明する。第一の構成として、以上説明した第一実施形態から第六実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、流路２がカバー体１の内部に一体的に形成される例を示した。すなわち、流路２は、入口部１１と出口部１２を除いてカバー体１の内部に形成され、カバー体１は流路２を含めて一体で形成されるか、又は流路２を挟んで複数の部材によって形成される。この構成の場合、流路２を形成するために新たな部材を使用する必要が無いので、簡単に製造することができ、コスト低減に寄与することができる。例として、カバー体１を鋳造によって形成する場合、一度の成形によって流路２を形成することができる。

【0084】

また、図６（ｃ）、（ｆ）は、カバー体１を複数の部材で構成する場合を示す。図６（ｃ）に示す例は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００において、厚み方向において流路２を挟んで上側と下側とでそれぞれ別の部材によってカバー体１を構成する。カバー体１を一体で構成する場合、流路２を形成するためには製造方法の一例として、鋳造等のロストワックス法を使用することが考えられる。これに対し、カバー体１が流路２を挟んで二つの部材で構成する場合、カバー体１は例えば単純に上下抜きによる成形で形成することが可能である。

【0085】

図６（ｆ）は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０において、カバー体１を三つの部材で構成する例を示す。厚み方向において流路２が二段に形成されるので、カバー体１は第一流路２ａと第三流路２ｃとをそれぞれ挟むよう三段構成である。この構成の場合、カバー体１は例えば単純な上下抜きによる成型によって形成可能である。よって、製造が容易であり、部品コストを安価にすることができる。

【0086】

＜流路２の第二の構成＞
次に、流路２の第二の構成について説明する。図１８、及び図１９（ａ）、（ｂ）に示するつぼ型誘導炉用炉頂カバー１５０は、第一実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００において、流路２が流路管２５によって形成される例を示す。カバー体１は、天面６の一部にカバー体凹部１３が形成され、流路２は、カバー体１とは別体の流路管２５によって形成される。流路管２５は、カバー体凹部１３に対して着脱可能に固定される。

【0087】

カバー体凹部１３は、例としてカバー体１を鋳造等によって成形する際に形成する。なお、切削等の加工によって形成してもよい。流路管２５は、カバー体凹部１３の形状に合わせた外形形状であり、カバー体凹部１３に対して着脱可能に固定される。例として、流路管２５は、ボルトによってカバー体１に固定される。また、流路管２５の材質は、伝熱効果が高い銅等が使用される。

【0088】

図１９（ｃ）、（ｄ）は、第六実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１２０等と同様に、厚み方向において流路２が二段に形成される場合のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１６０を示す。この場合、図１９（ｄ）の例に示すように、流路管２６は、二段の流路２が一体的に形成される。なお、流路管２６は、図１９（ｂ）に示す流路管２５が厚み方向に二つ重ねられた構造でもよい。

【0089】

＜流路２の第二の解決課題と効果＞
流路２は、直接冷却媒体２０に接するために腐食等が発生しやすい。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００等は、流路２が腐食すると流路２の清掃作業、修理作業が発生するため、作業が中断されて作業効率が低下するという課題が想定される。るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１５０（１６０）の構成は、この課題を解決するものである。流路２を形成する流路管２５（２６）が交換可能なので、腐食等が発生したときにカバー体１全体を交換することなく流路管２５を交換することで補修作業が済むため、作業効率がよい。また、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１５０等の製品寿命を延ばすことができる。

【0090】

なお、流路管２５（２６）による構成は、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００（１２０）を例に説明したが、この例に限らず本発明の実施形態として示した他の全てのるつぼ型誘導炉用炉頂カバー２００等に適用可能である。

【0091】

＜流路２の第三の構成と効果＞
次に、流路２の第三の構成について説明する。図２０、図２１に示すように、るつぼ型誘導炉用炉頂カバー１７０は、第一実施形態のるつぼ型誘導炉用炉頂カバー１００に対して、カバー体１の天面６にカバー体溝部１４を形成し、カバー体溝部１４の上側に流路蓋２７を被せて流路２を形成する。カバー体溝部１４は、カバー体１を鋳造等によって成形するときに一体的に形成してもよいし、機械加工によって形成してもよい。この場合、流路２の配置位置の制限が少なくなるというメリットがある。また、流路蓋２７を着脱可能にすれば、流路２が腐食等したときのメンテナンスが容易である。

【符号の説明】

【0092】

１ カバー体
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 分割カバー体
２ 流路
２ａ 第一流路
２ｂ 第二流路
２ｃ 第三流路
３ 開口穴
４ 切欠き
５ 底面
６ 天面
７ 内周側面
８ 外周側面
９ 第一端部
１０ 第二端部
１１ 入口部
１１ａ 第一入口部
１１ｂ 第二入口部
１１ｃ 第三入口部
１２ 出口部
１２ａ 第一出口部
１２ｂ 第二出口部
１２ｃ 第三出口部
１３ カバー体凹部
２０ 冷却媒体
２１ 内周路
２２ 突出部
２３ 中間路
２４ 外周路
２５、２６ 流路管
２８ 連結路
１００、１１０、１２０、１３０、１５０、１６０、１７０、２００、２２０、３００、３２０、４００、４２０ るつぼ型誘導炉用炉頂カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】