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冶金学において、取鍋は、溶解した金属を運搬したり注ぎ出したりするために使用されるバケツ型の容器または容器である。[1]取鍋は鋳造所でよく使用され、その大きさは、キッチンの取鍋に似ていて20キログラム（44ポンド）入る小型の手持ち式容器から、最大300トン（295長トン、331短トン）入る大型の製鉄所の取鍋まで様々である。多くの非鉄金属鋳造所では、溶解した金属を運搬したり注ぎ出したりするためにセラミックるつぼも使用しており、これらも取鍋と呼ばれる。
種類
基本用語は、多くの場合、レードルの実際の目的を定義するために接頭辞として付けられます。したがって、基本的なレードルの設計には、特定のタスクでのレードルの使用を改善する多くのバリエーションを含めることができます。例:
- 鋳造取鍋: 鋳物を生産するために溶融金属を鋳型に注ぐために使用される取鍋。
- 移送取鍋: 大量の溶融金属をあるプロセスから別のプロセスに移送するために使用される取鍋。通常、移送取鍋は、溶融金属を一次溶解炉から保持炉または自動注入ユニットに移送するために使用されます。
- 処理用取鍋: 取鍋内で溶融金属の何らかの性質を変える処理が行われるために使用される取鍋。典型的な例としては、取鍋にさまざまな元素を添加して鋳鉄をダクタイル鋳鉄に変換することが挙げられます。
取鍋が融点の非常に低い合金に使用されるのでない限り、取鍋には耐火ライニングも取り付けられます。耐火ライニングは、取鍋が融点の高い金属の輸送に使用される場合に鋼鉄容器が損傷するのを防ぐもので、融解した金属が取鍋のシェルに直接接触すると、シェルを急速に溶かしてしまいます。耐火ライニング材料にはさまざまな形があり、適切な選択は各鋳造所の作業方法に大きく依存します。従来、取鍋はプレキャスト耐火レンガを使用してライニングされていましたが、多くの国で耐火コンクリートがこれに取って代わる傾向にあります。
鋳造取鍋は、通常、物理的なサイズではなく、作業能力によって評価されます。手持ち式取鍋は、通常、ハンドシャンク取鍋と呼ばれ、金属の熱が取鍋を持つ人から遠ざかるように長いハンドルが取り付けられています。その能力は、人が安全に扱える範囲に制限されています。より大きな取鍋は通常、ギア付きクレーン取鍋と呼ばれます。その能力は通常、取鍋の機能によって決まります。小型の手持ち式取鍋は、運搬装置が取り付けられたるつぼである場合もあります。ただし、ほとんどの鋳造所では、鋳造取鍋とは、容器を天井クレーンまたはモノレール システムで運搬できるように持ち上げるベイルが取り付けられた鋼鉄容器を指し、通常はギアボックスの形で容器を回転させる機械的手段も取り付けられています。ギアボックスは、手動で操作することも、電動で操作することもできます。(詳細については、以下の段落を参照してください)。
製鉄所などで非常に大量の溶融金属を輸送する場合、取鍋は車輪や専用の取鍋搬送車で移動したり、天井クレーンから吊り下げて第 2 の天井吊り上げ装置で傾けたりすることができます。
最も一般的な取鍋の形状は垂直の円錐ですが、他の形状も可能です。シェルをテーパー付きの円錐にすると、シェルの強度と剛性が増します。テーパーを付けると、耐火ライニングを除去するときにも役立ちます。ただし、他の形状と同様に、直線の側面を持つシェルも製造されます。
これらの他の形状で最も一般的なのはドラムレードルと呼ばれ、2つの台車の間に吊るされた水平円筒の形をしています。 製鉄所では、容量が100トン（98長トン、110短トン）を超えることが多い大型バージョンが使用され、トルピードレードルと呼ばれることがよくあります。[要出典]トルピードレードルは、溶鉄を高炉から製鉄所の別の場所へ輸送するためによく使用されます。一部のバージョンは、道路または鉄道で輸送できる特別な台車に載せられるように改造されています。
注ぎデザイン
レードルには、「リップ注ぎ口」デザイン、「ティーポット注ぎ口」デザイン、「リップ軸デザイン」、または「底注ぎ口」デザインがあります。
- リップ注ぎ設計では、取鍋が傾いており、溶けた金属が水差しから水が注がれるように取鍋から流れ出ます。
- ティーポットの注ぎ口のデザインは、ティーポットのように、ひしゃくの底から液体を取り出し、口の注ぎ口から注ぎます。溶けた金属の不純物は金属の表面に形成されるため、ひしゃくの底から金属を取り出すことで、不純物が鋳型に流れ込むのを防ぎます。底注ぎのプロセスにも、同じ考え方が採用されています。
- リップ軸取鍋では、容器の旋回点が、可能な限り注ぎ口の先端に近くなります。そのため、取鍋を回転させても、実際の注ぎ口はほとんど動きません。リップ軸注入は、プロセスを可能な限り自動化する必要があり、オペレーターが離れた距離から注入操作を制御する溶融金属注入システムでよく使用されます。
- 底注ぎ取鍋の場合、取鍋の底にある出湯口にストッパー ロッドが挿入されます。金属を注ぐには、ストッパーを垂直に上げて、取鍋の底から金属を流し出します。注ぎを止めるには、ストッパー ロッドを排出口に戻します。製鉄業界の大型取鍋では、出湯口の下にスライド ゲートが使用されることがあります。
ひしゃくは、上部が開いているタイプと蓋付きのタイプがあります。蓋付きのひしゃくには、輻射熱を閉じ込めるためのドーム型の蓋（取り外し可能な場合もあります）が付いており、上部が開いているひしゃくよりも熱が逃げにくくなっています。小型のひしゃくには蓋が付いていないのが一般的ですが、代わりに陶器のブランケットが使用されることもあります（利用可能な場合）。
クレーンから吊り下げられた中型および大型の取鍋には、取鍋をシャフトに固定するトラニオンと呼ばれるベイルが付いています。取鍋を傾けるためにギアボックスが使用され、これは通常ウォームギアです。ギア機構は、大きなホイールで手動で操作することも、電気モーターまたは空気圧モーターで操作することもできます。電動回転により、取鍋のオペレーターは安全な距離に移動して、ペンダントまたは無線リモコンで取鍋の回転を制御できます。電動回転により、取鍋の回転速度も変化し、鋳造プロセス全体にメリットがあります。電動回転により、取鍋のオペレーターの労力も軽減され、オペレーターが疲労することなく、長時間にわたって大量の溶融金属を移送および注入できます。取鍋に手動操作のギアボックスが取り付けられている場合、最も一般的に使用されるギアボックスのタイプはウォームホイール設計です。これは、ほとんどの実用的な状況で、正しくメンテナンスされていれば「セルフロック」と見なすことができ、取鍋の傾斜速度を調整するための内部摩擦ブレーキを必要としないためです。他のタイプのギア システムも使用できますが、オペレーターがハンドルから手を離した場合に取鍋を保持できる追加のブレーキ システムを装備する必要があります。
リップ軸取鍋では、油圧ラムを使用して取鍋を傾けることもあります。最も大きな取鍋にはギアが付いておらず、通常は特殊な 2 ウインチ クレーンを使用して鋳込みが行われます。メイン ウインチで取鍋を運び、2 番目のウインチで取鍋の底にある突起を操作します。2 番目のウインチを上げると、取鍋がトラニオン上で回転します。
取鍋は、溶融金属に合金を加えるなどの特別な目的のために設計されることがよくあります。また、取鍋の底に多孔質のプラグが挿入されている場合もあり、不活性ガスを取鍋に吹き込んで合金化や金属処理の効率を高めることができます。