JP2001183067A - コールドクルーシブル誘導溶解装置 - Google Patents

コールドクルーシブル誘導溶解装置

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JP2001183067A
JP2001183067A JP36547599A JP36547599A JP2001183067A JP 2001183067 A JP2001183067 A JP 2001183067A JP 36547599 A JP36547599 A JP 36547599A JP 36547599 A JP36547599 A JP 36547599A JP 2001183067 A JP2001183067 A JP 2001183067A
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tapping
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coil
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Shingo Ninagawa
伸吾 蜷川
Motohiro Nagao
元裕 長尾
Tatsuhiko Sodo
龍彦 草道
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出湯を行っても出湯用ノズルの下方端近傍位
置における凝固物の付着を防止することのできるコール
ドクルーシブル誘導溶解装置を提供する。 【解決手段】 溶解用コイル内に、水冷銅セグメント構
造からなるるつぼを設置すると共に、るつぼ底部に水冷
銅セグメント構造からなる出湯用ノズルを配設し、出湯
用コイルを環装してなるコールドクルーシブル誘導溶解
装置において、上記出湯用ノズルに耐火物製スリーブを
配設する。前記耐火物製スリーブの材料としては、黒
鉛,Y23,CaO,ZrO2のいずれかを用いことが
推奨される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコールドクルーシブ
ル誘導溶解装置に関し、詳細にはるつぼ底部に出湯用ノ
ズルを有するコールドクルーシブル誘導溶解装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図1は代表的なコールドクルーシブル誘
導溶解装置の縦断面図を示す概略説明図である。溶解用
コイル1の内側に、水冷銅セグメント構造からなるるつ
ぼ2を設置し、るつぼの底部には、平坦な底面を有する
リング状の水冷銅底板3と、テーパ面とストレート部を
有する水冷銅セグメント構造からなる出湯用ノズル4を
配設し、その外側に出湯用コイル5を配置したものであ
る。尚、上記溶解用コイル1には溶解用加熱電源6が接
続され、上記出湯用コイル5には出湯用加熱電源7が接
続されている。
【0003】上記コールドクルーシブル誘導溶解装置を
用いて金属材料の溶解を行うにあたっては、初めに原料
をるつぼ内に装入し、溶解用加熱電源6をONにして誘
導溶解を行い、溶解後、溶湯8の温度と、溶湯の表面に
形成された凝固スカル9の形状が定常となるまで一定時
間保持する。次いで、出湯用加熱電源7をONにし、出
湯用ノズル4のテーパ部内の凝固スカル層を溶解させて
出湯を行うものである。
【0004】この様なボトム出湯方式のコールドクルー
シブル誘導溶解装置では、出湯中において、水冷されて
いる底板やノズルの内表面と接触して、溶湯の外表面は
冷却されて凝固スカル9が形成されている。但し、図2
に示す様に、るつぼ底部や出湯用ノズルのテーパ部に形
成される凝固スカル9の厚さは不均一になり易く、出湯
中の出湯用ノズル内で溶湯の偏流が生じて出湯用ノズル
のストレート部内表面にも凝固層11が成長する。この
為、出湯用ノズルから鉛直方向に落下するはずの出湯流
が乱れてしまい、複数の鋳型10などに均一に注湯しよ
うとしても困難な場合が生じていた。
【0005】また、上記の様な出湯流の乱れが原因とな
って、出湯ノズルの下方端に溶湯が回り込み、そのまま
凝固して、凝固付着物として残ることがあった。ボトム
出湯型のコールドクルーシブル誘導溶解装置では、出湯
流が乱れて溶湯が周囲に飛散したとしても出湯用コイル
に付着して破損することがない様に、図2に示す如く、
出湯用ノズル4の下方端が出湯用コイル5の下端よりも
下方に位置する様に構成されている。従って、出湯終了
後の出湯用ノズル下部に、凝固付着物12が存在して
も、出湯用コイル5からの距離が遠くて十分な電磁力が
働かず、出湯用ノズルの下端部の凝固付着物12は出湯
用コイル5による加熱で溶解できないことから、出湯後
に凝固付着物12の除去作業を行うことが必要であっ
た。特に、図3に示す様に、出湯ノズル下端部の凝固付
着物12が、出湯ノズル上部の凝固スカル9とつながっ
た場合には、上記凝固付着物12の取り出しが非常に困
難となり、出湯用ノズルやるつぼ本体の解体作業までも
必要となる場合があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、出湯を行っても出湯用ノ
ズルの下方端近傍位置における凝固物の付着を防止する
ことのできるコールドクルーシブル誘導溶解装置を提供
しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明とは、溶解用コイル内に、水冷銅セグメント構造から
なるるつぼを設置すると共に、るつぼ底部に水冷銅セグ
メント構造からなる出湯用ノズルを配設し、出湯用コイ
ルを環装してなるコールドクルーシブル誘導溶解装置で
あって、上記出湯用ノズルに耐火物製スリーブを配設し
てなることを要旨とするものである。
【0008】上記出湯用ノズルに耐火物製スリーブを配
設するにあたっては、前記出湯用ノズルの下方端に、該
出湯用ノズルの内径と等しい内径を有する耐火物製スリ
ーブを延設してもよく、或いは、前記出湯用ノズルの内
周面に、耐火物製スリーブを挿設してもよく、この場
合、前記出湯用ノズルの下方端を超えて下側まで耐火物
製スリーブを延設すればより望ましい。前記耐火物製ス
リーブの材料としては、黒鉛,Y23,CaO,ZrO
2のいずれかを用いことが推奨される。
【0009】
【発明の実施の形態】るつぼ底部に、出湯用ノズルを有
するコールドクルーシブル誘導溶解装置の場合には、出
湯用ノズルの下方端近傍に形成される凝固付着物の存在
が、出湯流の安定化を阻害していたものであるが、本発
明者らは、耐火物製スリーブを出湯用ノズルに配設すれ
ば出湯ノズルへの凝固物の付着を防止でき、出湯流を安
定化できることを見出し、本発明に想到した。
【0010】出湯用ノズルに対する耐火物製スリーブの
配設位置については、図4〜6の方法が挙げられる。図
4のコールドクルーシブル誘導溶解装置の例では、出湯
用ノズル4の下方端に、出湯用ノズル4の内径と等しい
内径を有する耐火物製スリーブ20を延設するものであ
り、図5のコールドクルーシブル誘導溶解装置の例で
は、前記出湯用ノズルの内周面に、耐火物製スリーブ2
1を挿設してなるものである。この様に、本発明におい
ては、出湯用ノズルに耐火物製スリーブを配設すること
により出湯用ノズル内面における凝固付着物の発生を防
止でき、出湯流を整流化できる。特に図5の例では、出
湯溶湯が、出湯用ノズルのストレート部において直接水
冷銅ノズルと接触することがなくなるため、高温のまま
の溶湯が出湯され、出湯ノズル下方端で凝固付着物の生
成も抑制できる。
【0011】さらに図6に示すように、出湯用ノズル4
の下端を超えて下側まで耐火物製スリーブ22を延設す
れば、出湯用ノズル下端部での凝固付着物の生成を完全
に防止することができるので望ましい。
【0012】耐火物製スリーブの材料として、黒鉛,Y
23,CaO,ZrO2のいずれかを用いることが推奨
され、これらの材料は金属溶湯との濡れ性が低く、溶着
したり反応したりすることがないので、Tiをはじめと
する高融点・活性金属の溶解・出湯を行っても凝固物が
付着することがなく、また出湯後の溶湯に不純物が混入
することもない。
【0013】更に、本発明によれば、凝固スカルを取り
出さずに原料を追加装入して溶解出湯を行う連続操業を
行うことも可能である。
【0014】尚、出湯用コイルの下端位置と出湯ノズル
の下端位置を等しくするか、或いは出湯用コイルの下端
位置を出湯用ノズルの下端位置よりも下にすれば、出湯
用ノズルの下端部に生成する凝固付着物は、出湯用コイ
ルからの誘導発熱により溶解することが可能となるの
で、最終的な出湯終了時に凝固付着物をなくすことがで
きる。従って、出湯用ノズル内の凝固スカルの取り出し
も比較的に行いやすく、溶解用原料を追加投入して連続
的に操業を行うことも可能となる。但し、この場合に
は、出湯流が何らかの原因で乱れた場合に、出湯用コイ
ルに溶湯が付着して、コイル破損や電気的短絡が発生す
ることのない様に、出湯用コイルの保護手段を設けるこ
とが必要である。
【0015】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の主旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲内に含まれるものである。
【0016】
【実施例】実施例1 実際にコールドクルーシブル誘導溶解装置を用いて、出
湯用ノズルに各種の耐火物製スリーブを設置し、出湯流
の乱れ、出湯用ノズル下端部の凝固付着物の有無、また
耐火物による不純物混入の有無を調査した結果を表1に
示す。
【0017】基本条件として、200kgの純Tiを、
溶解用コイル電力1200kWで溶解し、溶解温度・凝
固スカル形状が定常となってから、出湯用コイルへ電力
150kWにて通電を開始し出湯を実施した。
【0018】
【表1】
【0019】従来法であるNo.1では、出湯流の乱れ
と出湯用ノズル下部に凝固物が付着し、連続操業は不可
能であるが、本発明例であるNo.2〜5、No.7〜
8では、出湯流は整流化されると共に、凝固物の付着も
発生していない。尚、No.6では、耐火物としてAl
23を用いたもので、チタン溶湯との反応により、アル
ミニウムや酸素が製品中に混入した。No.2〜5の材
料では、不純物の混入はなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、出湯を行っても出湯用ノズルの下方端近傍位置にお
ける凝固物の付着を防止することができ、出湯流の整流
化が可能となると共に、出湯用ノズル下方端における凝
固付着物の除去を目的とした解体作業を行う必要もない
コールドクルーシブル誘導溶解装置が提供できることと
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】代表的なコールドクルーシブル誘導溶解装置を
示す説明図である。
【図2】従来のコールドクルーシブル誘導溶解装置で発
生していた出湯流の乱れを示す説明図である。
【図3】従来のコールドクルーシブル誘導溶解装置にお
ける出湯終了時の凝固物の付着状況を示す説明図であ
る。
【図4】本発明に係るコールドクルーシブル誘導溶解装
置を示す説明図である。
【図5】本発明に係るコールドクルーシブル誘導溶解装
置の出湯用ノズル部を示す説明図である。
【図6】本発明に係るコールドクルーシブル誘導溶解装
置の出湯用ノズル部を示す説明図である。
【符号の説明】
1 溶解用コイル 2 るつぼ 3 水冷銅底板 4 出湯用ノズル 5 出湯用コイル 6 溶解用加熱電源 7 出湯用加熱電源 8 溶湯 9 凝固スカル 10 鋳型 11 凝固層 12 凝固付着物 20 耐火物製スリーブ 21 耐火物製スリーブ 22 耐火物製スリーブ
フロントページの続き (72)発明者 草道 龍彦 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Fターム(参考) 3K059 AB07 AB09 AB16 AC76 AD07 AD08 CD44 CD48 CD52 CD74 4K046 AA01 BA03 CA01 CD02 CE08 DA01 EA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶解用コイル内に、水冷銅セグメント構
    造からなるるつぼを設置すると共に、るつぼ底部に水冷
    銅セグメント構造からなる出湯用ノズルを配設し、出湯
    用コイルを環装してなるコールドクルーシブル誘導溶解
    装置であって、 上記出湯用ノズルに耐火物製スリーブを配設してなるこ
    とを特徴とするコールドクルーシブル誘導溶解装置。
  2. 【請求項2】 前記出湯用ノズルの下方端に、該出湯用
    ノズルの内径と等しい内径を有する耐火物製スリーブを
    延設してなる請求項1に記載のコールドクルーシブル誘
    導溶解装置。
  3. 【請求項3】 前記出湯用ノズルの内周面に、耐火物製
    スリーブを挿設してなる請求項1に記載のコールドクル
    ーシブル誘導溶解装置。
  4. 【請求項4】 前記出湯用ノズルの下方端を超えて下側
    まで耐火物製スリーブを延設してなる請求項3に記載の
    コールドクルーシブル誘導溶解装置。
  5. 【請求項5】 前記耐火物製スリーブの材料として、黒
    鉛,Y23,CaO,ZrO2のいずれかを用いてなる
    請求項1〜4のいずれかに記載のコールドクルーシブル
    誘導溶解装置。
JP36547599A 1999-12-22 1999-12-22 コールドクルーシブル誘導溶解装置 Withdrawn JP2001183067A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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