JP2001289568A - 誘導加熱溶解炉 - Google Patents
誘導加熱溶解炉Info
- Publication number
- JP2001289568A JP2001289568A JP2000111902A JP2000111902A JP2001289568A JP 2001289568 A JP2001289568 A JP 2001289568A JP 2000111902 A JP2000111902 A JP 2000111902A JP 2000111902 A JP2000111902 A JP 2000111902A JP 2001289568 A JP2001289568 A JP 2001289568A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- melted
- induction heating
- main body
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな熱伝導率の被溶解金属２０を溶解した
ときでも大部分を溶湯として得ることを可能にする。 【解決手段】 複数の導電性セグメント８を円周方向に
相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁を
有し、被溶解金属２０を冷却可能に収容する炉本体１
と、側面壁の外周側に配置され、炉本体１に収容された
被溶解金属２０を誘導加熱する誘導加熱コイル１１と、
炉本体１の側面壁の内側面に沿って配設され、炉本体１
の冷却能力を低減するカーボン等の隔壁部材１２とを備
えている。
ときでも大部分を溶湯として得ることを可能にする。 【解決手段】 複数の導電性セグメント８を円周方向に
相互に絶縁して配列することにより形成された側面壁を
有し、被溶解金属２０を冷却可能に収容する炉本体１
と、側面壁の外周側に配置され、炉本体１に収容された
被溶解金属２０を誘導加熱する誘導加熱コイル１１と、
炉本体１の側面壁の内側面に沿って配設され、炉本体１
の冷却能力を低減するカーボン等の隔壁部材１２とを備
えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱により金
属を溶解する誘導加熱溶解炉に関するものである。
属を溶解する誘導加熱溶解炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘導加熱溶解炉は、図２に示すよ
うに、互いに電気的に絶縁された縦割り状の導電性セグ
メント５１を円周方向に配列することにより形成された
容器状の炉本体５２と、炉本体５２の周囲に配置された
誘導加熱コイル５３とを備えている。そして、炉本体５
２は、冷却水により効率良く冷却されるように、導電性
セグメント５１の内部に冷却水路５１ａが形成されてい
ると共に、大きな熱伝導率の銅により形成されている。
うに、互いに電気的に絶縁された縦割り状の導電性セグ
メント５１を円周方向に配列することにより形成された
容器状の炉本体５２と、炉本体５２の周囲に配置された
誘導加熱コイル５３とを備えている。そして、炉本体５
２は、冷却水により効率良く冷却されるように、導電性
セグメント５１の内部に冷却水路５１ａが形成されてい
ると共に、大きな熱伝導率の銅により形成されている。
【０００３】上記の構成によれば、炉本体５２に対して
塊状や粉状等の被溶解金属を投入した後、誘導加熱コイ
ル５３に交流電力を供給することによって、炉本体５２
内の被溶解金属を交番磁場により誘導加熱して溶解させ
ることができる。そして、このときに、冷却水の供給に
より炉本体５２を冷却しておくことによって、溶解され
た被溶解金属を冷却固化して炉本体５２の壁面に沿って
膜状のスカルを生成させることができる。これにより、
炉本体５２の冷却により炉本体５２と被溶解金属とを反
応させないようにすることによって、炉本体５２の不純
物が溶湯に移行することによる汚染を防止することが可
能になっている。また、被溶解金属による導電性セグメ
ント５１・５１間の短絡をスカルにより防止することが
できるため、被溶解金属の溶解が進行した場合でも、強
度の交番磁場を被溶解金属に付与し続けることが可能に
なり、結果として被溶解金属を十分に撹拌しながら溶解
した溶湯を得ることが可能になっている。
塊状や粉状等の被溶解金属を投入した後、誘導加熱コイ
ル５３に交流電力を供給することによって、炉本体５２
内の被溶解金属を交番磁場により誘導加熱して溶解させ
ることができる。そして、このときに、冷却水の供給に
より炉本体５２を冷却しておくことによって、溶解され
た被溶解金属を冷却固化して炉本体５２の壁面に沿って
膜状のスカルを生成させることができる。これにより、
炉本体５２の冷却により炉本体５２と被溶解金属とを反
応させないようにすることによって、炉本体５２の不純
物が溶湯に移行することによる汚染を防止することが可
能になっている。また、被溶解金属による導電性セグメ
ント５１・５１間の短絡をスカルにより防止することが
できるため、被溶解金属の溶解が進行した場合でも、強
度の交番磁場を被溶解金属に付与し続けることが可能に
なり、結果として被溶解金属を十分に撹拌しながら溶解
した溶湯を得ることが可能になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、炉本体５２が溶湯を冷却する際に、例え
ば溶湯である被溶解金属が大きな熱伝導率の銅等である
と、溶湯から熱量を取り去る冷却能力が誘導加熱による
加熱能力を上回り易くなる。従って、溶湯が炉本体５２
の側面壁に接触し、この側面壁からも冷却されるように
なると、溶湯に対する冷却能力が非常に大きなものとな
って、殆どがスカルになってしまうという問題がある。
そして、この問題は、炉本体５２を大型化する程、炉本
体５２と溶湯との接触面積（伝熱面積）が拡大すること
により顕著となる。この結果、１バッチ分の処理量を増
やそうとして炉本体５２を大型化しても、銅等の大きな
熱伝導率の被溶解金属に対しては冷却能力が過剰となっ
て殆ど溶湯を得ることができないものとなる。
来の構成では、炉本体５２が溶湯を冷却する際に、例え
ば溶湯である被溶解金属が大きな熱伝導率の銅等である
と、溶湯から熱量を取り去る冷却能力が誘導加熱による
加熱能力を上回り易くなる。従って、溶湯が炉本体５２
の側面壁に接触し、この側面壁からも冷却されるように
なると、溶湯に対する冷却能力が非常に大きなものとな
って、殆どがスカルになってしまうという問題がある。
そして、この問題は、炉本体５２を大型化する程、炉本
体５２と溶湯との接触面積（伝熱面積）が拡大すること
により顕著となる。この結果、１バッチ分の処理量を増
やそうとして炉本体５２を大型化しても、銅等の大きな
熱伝導率の被溶解金属に対しては冷却能力が過剰となっ
て殆ど溶湯を得ることができないものとなる。
【０００５】従って、本発明は、大きな熱伝導率の被溶
解金属を溶解したときでも大部分を溶湯として得ること
ができる誘導加熱溶解炉を提供するものである。
解金属を溶解したときでも大部分を溶湯として得ること
ができる誘導加熱溶解炉を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、複数の導電性セグメントを円周
方向に相互に絶縁して配列することにより形成された側
面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容する炉本体
と、前記側面壁の外周側に配置され、前記炉本体に収容
された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前
記炉本体の側面壁の内側面に沿って配設され、前記炉本
体の冷却能力を低減する隔壁部材とを備えたことを特徴
としている。
に、請求項１の発明は、複数の導電性セグメントを円周
方向に相互に絶縁して配列することにより形成された側
面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容する炉本体
と、前記側面壁の外周側に配置され、前記炉本体に収容
された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前
記炉本体の側面壁の内側面に沿って配設され、前記炉本
体の冷却能力を低減する隔壁部材とを備えたことを特徴
としている。
【０００７】上記の構成によれば、炉本体の側面壁にお
ける冷却能力を隔壁部材により低減することができるた
め、大きな熱伝導率の被溶解金属を誘導加熱して溶解さ
せた結果、溶湯が隔壁部材を介して炉本体の側面壁に接
触した場合でも、溶湯が冷却されてスカルとなる量を必
要最小限に抑制することができる。これにより、被溶解
金属の大部分を溶湯の状態に確実に維持することができ
ることになり、例えば１バッチで多量の溶湯を得るよう
に炉本体を大型化することもできる。
ける冷却能力を隔壁部材により低減することができるた
め、大きな熱伝導率の被溶解金属を誘導加熱して溶解さ
せた結果、溶湯が隔壁部材を介して炉本体の側面壁に接
触した場合でも、溶湯が冷却されてスカルとなる量を必
要最小限に抑制することができる。これにより、被溶解
金属の大部分を溶湯の状態に確実に維持することができ
ることになり、例えば１バッチで多量の溶湯を得るよう
に炉本体を大型化することもできる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の誘導
加熱溶解炉であって、前記隔壁部材は、カーボンからな
ることを特徴としている。上記の構成によれば、加工性
および高純度化が容易なカーボンを隔壁部材に使用する
ことによって、安価に隔壁部材を準備することができる
と共に、隔壁部材による被溶解金属（溶湯）への汚染を
低減することができる。
加熱溶解炉であって、前記隔壁部材は、カーボンからな
ることを特徴としている。上記の構成によれば、加工性
および高純度化が容易なカーボンを隔壁部材に使用する
ことによって、安価に隔壁部材を準備することができる
と共に、隔壁部材による被溶解金属（溶湯）への汚染を
低減することができる。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の誘導加熱溶解炉であって、前記被溶解金属は、純銅
や銅合金、金、銀、アルミニウムから選ばれた大きな熱
伝導率を有した金属であることを特徴としている。上記
の構成によれば、大きな熱伝導率により溶湯の状態を維
持することが困難な被溶解金属であるが、本発明の炉本
体内で溶解することによって、確実に溶湯の状態に維持
することができる。
載の誘導加熱溶解炉であって、前記被溶解金属は、純銅
や銅合金、金、銀、アルミニウムから選ばれた大きな熱
伝導率を有した金属であることを特徴としている。上記
の構成によれば、大きな熱伝導率により溶湯の状態を維
持することが困難な被溶解金属であるが、本発明の炉本
体内で溶解することによって、確実に溶湯の状態に維持
することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に基づ
いて以下に説明する。本実施の形態に係る誘導加熱溶解
炉は、図１に示すように、被溶解金属２０を収容する銅
製の炉本体１を有している。尚、炉本体１は、純銅や銅
合金からなる銅製の他、電気抵抗率の低い金や銀、場合
によってはステンレス等を用いることができる。また、
被溶解金属２０としては、純銅や銅合金の他、金や銀、
アルミニウム、これら各金属の合金等の大きな熱伝導率
を有した金属を挙げることができると共に、鉄やコバル
ト、チタン、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、ク
ロム、ニオブ、タンタル、モリブデン、ウラン、希土類
金属、トリウム、これらの合金等を挙げることができ
る。
いて以下に説明する。本実施の形態に係る誘導加熱溶解
炉は、図１に示すように、被溶解金属２０を収容する銅
製の炉本体１を有している。尚、炉本体１は、純銅や銅
合金からなる銅製の他、電気抵抗率の低い金や銀、場合
によってはステンレス等を用いることができる。また、
被溶解金属２０としては、純銅や銅合金の他、金や銀、
アルミニウム、これら各金属の合金等の大きな熱伝導率
を有した金属を挙げることができると共に、鉄やコバル
ト、チタン、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、ク
ロム、ニオブ、タンタル、モリブデン、ウラン、希土類
金属、トリウム、これらの合金等を挙げることができ
る。
【００１１】上記の炉本体１は、炉本体１の底面壁を構
成するように形成されたベース体２と、炉本体１の側面
壁を構成するように、ベース体２上に円周方向に配設さ
れた複数の導電性セグメント８とを有している。ベース
体２は、円柱形状に形成された柱状部３と、柱状部３の
下縁部から外周方向に突設されたフランジ部４とを有し
ている。一方、フランジ部４には、上下方向に貫設され
た複数の締結穴４ａが導電性セグメント８の配列位置に
対応して形成されていると共に、冷却水路４ｂが形成さ
れている。
成するように形成されたベース体２と、炉本体１の側面
壁を構成するように、ベース体２上に円周方向に配設さ
れた複数の導電性セグメント８とを有している。ベース
体２は、円柱形状に形成された柱状部３と、柱状部３の
下縁部から外周方向に突設されたフランジ部４とを有し
ている。一方、フランジ部４には、上下方向に貫設され
た複数の締結穴４ａが導電性セグメント８の配列位置に
対応して形成されていると共に、冷却水路４ｂが形成さ
れている。
【００１２】上記の各締結穴４ａには、ボルト部材６が
挿通されている。ボルト部材６は、ナット部材７とで導
電性セグメント８をフランジ部４に固定している。導電
性セグメント８は、上下方向に立設され、内側面が柱状
部３の側周面に当接された側壁部９と、側壁部９の下端
部から直角方向に曲折され、下面がフランジ部４の上面
に当接された取付部１０とを有している。取付部１０に
は、締結穴１０ａが形成されており、締結穴１０ａは、
フランジ部４の締結穴４ａに対応するように配置され、
ボルト部材６が挿通されている。
挿通されている。ボルト部材６は、ナット部材７とで導
電性セグメント８をフランジ部４に固定している。導電
性セグメント８は、上下方向に立設され、内側面が柱状
部３の側周面に当接された側壁部９と、側壁部９の下端
部から直角方向に曲折され、下面がフランジ部４の上面
に当接された取付部１０とを有している。取付部１０に
は、締結穴１０ａが形成されており、締結穴１０ａは、
フランジ部４の締結穴４ａに対応するように配置され、
ボルト部材６が挿通されている。
【００１３】上記の導電性セグメント８は、隣接するセ
グメント８・８同士が互いに電気的に絶縁状態にされて
いる。また、各導電性セグメント８における幅方向の中
心部には、上端部を残して縦方向にスリット８ａが形成
されている。スリット８ａは、導電性セグメント８を縦
方向に二分割しており、導電性セグメント８の側壁部９
と取付部１０とは、スリット８ａを介して互いに電気的
に絶縁状態にされている。
グメント８・８同士が互いに電気的に絶縁状態にされて
いる。また、各導電性セグメント８における幅方向の中
心部には、上端部を残して縦方向にスリット８ａが形成
されている。スリット８ａは、導電性セグメント８を縦
方向に二分割しており、導電性セグメント８の側壁部９
と取付部１０とは、スリット８ａを介して互いに電気的
に絶縁状態にされている。
【００１４】また、各導電性セグメント８の内部には、
冷却水路８ｂと連通路８ｃとが形成されている。冷却水
路８ｂは、スリット８ａで二分割された一方の側壁部９
と他方の側壁部９とにそれぞれ形成されている。また、
連通路８ｃは、導電性セグメント８の上端部に形成され
ており、両側壁部９・９における冷却水路８ｂ・８ｂの
上端部同士を連通している。また、各冷却水路８ｂの下
端は、上述のフランジ部４の冷却水路４ｂに連通されて
おり、これらの冷却水路８ｂ・４ｂは、冷却水を流通さ
せることによって、導電性セグメント８を含む炉本体１
の全体を所定の温度以下に冷却している。
冷却水路８ｂと連通路８ｃとが形成されている。冷却水
路８ｂは、スリット８ａで二分割された一方の側壁部９
と他方の側壁部９とにそれぞれ形成されている。また、
連通路８ｃは、導電性セグメント８の上端部に形成され
ており、両側壁部９・９における冷却水路８ｂ・８ｂの
上端部同士を連通している。また、各冷却水路８ｂの下
端は、上述のフランジ部４の冷却水路４ｂに連通されて
おり、これらの冷却水路８ｂ・４ｂは、冷却水を流通さ
せることによって、導電性セグメント８を含む炉本体１
の全体を所定の温度以下に冷却している。
【００１５】上記のように構成された炉本体１の外周側
には、誘導加熱コイル１１が巻回されている。誘導加熱
コイル１１には、任意の周波数の交流電力を出力可能な
図示しない電源装置が接続されている。電源装置は、誘
導加熱コイル１１に対して交流電力を供給して交番磁場
を発生させ、この交番磁場を炉本体１に収容された被溶
解金属２０に浸透させて誘導加熱する。一方、炉本体１
の内周側には、隔壁部材１２が設けられている。隔壁部
材１２は、炉本体１の冷却能力を低減するように熱伝導
率のカーボン、望ましくは高純度化されたカーボンから
なっている。
には、誘導加熱コイル１１が巻回されている。誘導加熱
コイル１１には、任意の周波数の交流電力を出力可能な
図示しない電源装置が接続されている。電源装置は、誘
導加熱コイル１１に対して交流電力を供給して交番磁場
を発生させ、この交番磁場を炉本体１に収容された被溶
解金属２０に浸透させて誘導加熱する。一方、炉本体１
の内周側には、隔壁部材１２が設けられている。隔壁部
材１２は、炉本体１の冷却能力を低減するように熱伝導
率のカーボン、望ましくは高純度化されたカーボンから
なっている。
【００１６】尚、隔壁部材１２は、炉本体１の冷却能力
を低減するように熱抵抗を増やしさえすればどのような
材質であっても良く、例えばセラミックス等の耐火物で
あっても良い。この理由は、被溶解金属２０から炉本体
１（導電性セグメント８）への熱移動は、主に隔壁部材
１２と炉本体１および被溶解金属２０との熱伝達と、隔
壁部材１２の熱伝導とで考えられる。この際、隔壁部材
１２の熱伝導は、隔壁部材１２の厚さが１０ｍｍ程度以
下のため、熱抵抗として表現すると、例えばカーボンの
場合、１５０／０．０１＝１５００ｗ／ｍ2 Ｋ以下とな
る。従って、被溶解金属２０から炉本体１（導電性セグ
メント８）への熱移動においては、接触による熱抵抗が
主に作用し、隔壁部材１２の熱伝導が補助的に作用する
という関係があると理解できる。これにより、固体同士
の接触を増やすことに意味があり、この固体同士の接触
を増やすものとして隔壁部材１２が存在するからであ
る。
を低減するように熱抵抗を増やしさえすればどのような
材質であっても良く、例えばセラミックス等の耐火物で
あっても良い。この理由は、被溶解金属２０から炉本体
１（導電性セグメント８）への熱移動は、主に隔壁部材
１２と炉本体１および被溶解金属２０との熱伝達と、隔
壁部材１２の熱伝導とで考えられる。この際、隔壁部材
１２の熱伝導は、隔壁部材１２の厚さが１０ｍｍ程度以
下のため、熱抵抗として表現すると、例えばカーボンの
場合、１５０／０．０１＝１５００ｗ／ｍ2 Ｋ以下とな
る。従って、被溶解金属２０から炉本体１（導電性セグ
メント８）への熱移動においては、接触による熱抵抗が
主に作用し、隔壁部材１２の熱伝導が補助的に作用する
という関係があると理解できる。これにより、固体同士
の接触を増やすことに意味があり、この固体同士の接触
を増やすものとして隔壁部材１２が存在するからであ
る。
【００１７】上記の隔壁部材１２は、導電性セグメント
８で構成された側面壁の内側面に沿うように筒形状に形
成されている。尚、隔壁部材１２は、一体的に形成され
ていても良いし、導電性セグメント８に分割して貼設さ
れ、導電性セグメント８を円周方向に配列したときに筒
形状になるように形成されていても良い。また、隔壁部
材１２の厚みは、交番磁場の被溶解金属２０への浸透深
さよりも薄くなるように設定されている。
８で構成された側面壁の内側面に沿うように筒形状に形
成されている。尚、隔壁部材１２は、一体的に形成され
ていても良いし、導電性セグメント８に分割して貼設さ
れ、導電性セグメント８を円周方向に配列したときに筒
形状になるように形成されていても良い。また、隔壁部
材１２の厚みは、交番磁場の被溶解金属２０への浸透深
さよりも薄くなるように設定されている。
【００１８】具体的には、２ｋＨｚの周波数で７００ｋ
Ｗの交流電力を誘導加熱コイル１１に供給して被溶解金
属２０（銅）を溶解させるときには、５ｍｍ〜１０ｍｍ
の厚みに設定される。尚、このように設定される理由
は、以下の通りである。即ち、浸透深さで時速密度が１
／ｅ（＝０．３６８）に減衰すると、電力であれば、
（１／ｅ）2 （＝０．１３５）になる。このような減衰
では、効率が悪いことによる溶解不良を招く。そこで、
浸透深さδについて減衰率が０．５となるように厚み
（ｘ）を求めると、ｅ-A＝０．５、但し、Ａ＝２ｘ／δ
という関係に基づいて１０ｍｍの厚みが求められるから
である。
Ｗの交流電力を誘導加熱コイル１１に供給して被溶解金
属２０（銅）を溶解させるときには、５ｍｍ〜１０ｍｍ
の厚みに設定される。尚、このように設定される理由
は、以下の通りである。即ち、浸透深さで時速密度が１
／ｅ（＝０．３６８）に減衰すると、電力であれば、
（１／ｅ）2 （＝０．１３５）になる。このような減衰
では、効率が悪いことによる溶解不良を招く。そこで、
浸透深さδについて減衰率が０．５となるように厚み
（ｘ）を求めると、ｅ-A＝０．５、但し、Ａ＝２ｘ／δ
という関係に基づいて１０ｍｍの厚みが求められるから
である。
【００１９】また、この場合の炉本体１等の仕様は、以
下の通りである。炉本体１は、内径がφ２５０となるよ
うに、２セグメント×２４対の４８セグメントで形成さ
れている。電源装置は、２ｋＨｚの周波数でもって７０
０ｋＷの交流電力を出力する。隔壁部材１２は、材質が
カーボン、抵抗率が８００ｍμΩｃｍ、２ｋＨｚでの浸
透深さが３２ｍｍに設定されている。尚、隔壁部材１２
の厚みは、スカル２０ａが所定の厚みとなるように決定
されていることが好ましい。
下の通りである。炉本体１は、内径がφ２５０となるよ
うに、２セグメント×２４対の４８セグメントで形成さ
れている。電源装置は、２ｋＨｚの周波数でもって７０
０ｋＷの交流電力を出力する。隔壁部材１２は、材質が
カーボン、抵抗率が８００ｍμΩｃｍ、２ｋＨｚでの浸
透深さが３２ｍｍに設定されている。尚、隔壁部材１２
の厚みは、スカル２０ａが所定の厚みとなるように決定
されていることが好ましい。
【００２０】上記の構成において、誘導加熱溶解炉の動
作について説明する。先ず、例えば銅からなる塊状や粉
状の被溶解金属２０が炉本体１に投入される。そして、
側壁部９の冷却水路８ｂに冷却水が供給されることによ
り炉本体１が冷却されながら、誘導加熱コイル１１に交
流電力が供給されることによって、誘導加熱コイル１１
の周囲に交番磁場が生成される。誘導加熱コイル１１の
内周側における交番磁場は、縦方向に分割された導電性
セグメント８および隔壁部材１２を介して炉本体１の内
側に透過することによって、被溶解金属２０に浸透し、
被溶解金属２０を誘導加熱する。これにより、被溶解金
属２０は、溶融温度に昇温した表面側から溶解を開始し
て溶湯２０ｂとなり、炉本体１の底面壁に向かって流れ
落ちる。そして、溶湯２０ｂが炉本体１の底面壁に到達
したときに、炉本体１により冷却されて凝固し、皿状の
スカル２０ａを形成する。この後、スカル２０ａが所定
以上の厚みとなって炉本体１による冷却能力よりも誘導
加熱による加熱能力が上回ったときに、スカル２０ａ上
に溶湯２０ｂとして滞留していくことになる。
作について説明する。先ず、例えば銅からなる塊状や粉
状の被溶解金属２０が炉本体１に投入される。そして、
側壁部９の冷却水路８ｂに冷却水が供給されることによ
り炉本体１が冷却されながら、誘導加熱コイル１１に交
流電力が供給されることによって、誘導加熱コイル１１
の周囲に交番磁場が生成される。誘導加熱コイル１１の
内周側における交番磁場は、縦方向に分割された導電性
セグメント８および隔壁部材１２を介して炉本体１の内
側に透過することによって、被溶解金属２０に浸透し、
被溶解金属２０を誘導加熱する。これにより、被溶解金
属２０は、溶融温度に昇温した表面側から溶解を開始し
て溶湯２０ｂとなり、炉本体１の底面壁に向かって流れ
落ちる。そして、溶湯２０ｂが炉本体１の底面壁に到達
したときに、炉本体１により冷却されて凝固し、皿状の
スカル２０ａを形成する。この後、スカル２０ａが所定
以上の厚みとなって炉本体１による冷却能力よりも誘導
加熱による加熱能力が上回ったときに、スカル２０ａ上
に溶湯２０ｂとして滞留していくことになる。
【００２１】上記の溶湯２０ｂは、交番磁場と誘導電流
との相互作用および重力の作用を受けることによって、
周辺部から中央部にかけて盛り上がったドーム形状の外
形を呈しながら撹拌される。そして、多量の溶湯２０ｂ
が滞留すると、周縁部が隔壁部材１２を介して導電性セ
グメント８に接触し、導電性セグメント８による冷却作
用を受ける。この際、隔壁部材１２は、カーボンからな
っている。従って、溶湯２０ｂが直接的に導電性セグメ
ント８に接触して冷却される場合よりも小さな冷却能力
で冷却されるため、溶湯２０ｂが大きな熱伝導率の銅か
らなっていても、直ちに凝固してスカル２０ａを発生さ
せることはない。また、隔壁部材１２に沿ってスカル２
０ａが発生しても、誘導加熱による加熱能力が冷却能力
を上回ることによって、スカル２０ａが薄い状態に維持
される。この結果、炉本体１を大型化することによっ
て、溶湯２０ｂと炉本体１との接触面積が増大すること
になっても、ドーム形状の多量の溶湯２０ｂが炉本体１
内に形成されることになる。
との相互作用および重力の作用を受けることによって、
周辺部から中央部にかけて盛り上がったドーム形状の外
形を呈しながら撹拌される。そして、多量の溶湯２０ｂ
が滞留すると、周縁部が隔壁部材１２を介して導電性セ
グメント８に接触し、導電性セグメント８による冷却作
用を受ける。この際、隔壁部材１２は、カーボンからな
っている。従って、溶湯２０ｂが直接的に導電性セグメ
ント８に接触して冷却される場合よりも小さな冷却能力
で冷却されるため、溶湯２０ｂが大きな熱伝導率の銅か
らなっていても、直ちに凝固してスカル２０ａを発生さ
せることはない。また、隔壁部材１２に沿ってスカル２
０ａが発生しても、誘導加熱による加熱能力が冷却能力
を上回ることによって、スカル２０ａが薄い状態に維持
される。この結果、炉本体１を大型化することによっ
て、溶湯２０ｂと炉本体１との接触面積が増大すること
になっても、ドーム形状の多量の溶湯２０ｂが炉本体１
内に形成されることになる。
【００２２】以上のように、本実施形態の誘導加熱溶解
炉は、複数の導電性セグメント８を円周方向に相互に絶
縁して配列することにより形成された側面壁を有し、被
溶解金属２０を冷却可能に収容する炉本体１と、側面壁
の外周側に配置され、炉本体１に収容された被溶解金属
２０を誘導加熱する誘導加熱コイル１１と、炉本体１の
側面壁の内側面に沿って配設され、前記炉本体の冷却能
力を低減するカーボン等の隔壁部材１２とを備えた構成
にされている。
炉は、複数の導電性セグメント８を円周方向に相互に絶
縁して配列することにより形成された側面壁を有し、被
溶解金属２０を冷却可能に収容する炉本体１と、側面壁
の外周側に配置され、炉本体１に収容された被溶解金属
２０を誘導加熱する誘導加熱コイル１１と、炉本体１の
側面壁の内側面に沿って配設され、前記炉本体の冷却能
力を低減するカーボン等の隔壁部材１２とを備えた構成
にされている。
【００２３】上記の構成によれば、炉本体１の側面壁に
おける冷却能力を隔壁部材１２により低減することがで
きるため、大きな熱伝導率の被溶解金属２０を誘導加熱
して溶解させた結果、溶湯２０ｂが隔壁部材１２を介し
て炉本体１の側面壁に接触した場合でも、溶湯２０ｂが
冷却されてスカル２０ａとなる量を必要最小限に抑制す
ることができる。これにより、被溶解金属２０の大部分
を溶湯２０ｂの状態に確実に維持することができるた
め、炉本体１を大型化することにより溶湯２０ｂとの接
触面積が拡大することになっても、１バッチで多量の溶
湯２０ｂを得ることができる。
おける冷却能力を隔壁部材１２により低減することがで
きるため、大きな熱伝導率の被溶解金属２０を誘導加熱
して溶解させた結果、溶湯２０ｂが隔壁部材１２を介し
て炉本体１の側面壁に接触した場合でも、溶湯２０ｂが
冷却されてスカル２０ａとなる量を必要最小限に抑制す
ることができる。これにより、被溶解金属２０の大部分
を溶湯２０ｂの状態に確実に維持することができるた
め、炉本体１を大型化することにより溶湯２０ｂとの接
触面積が拡大することになっても、１バッチで多量の溶
湯２０ｂを得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明は、複数の導電性セグメ
ントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより形
成された側面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容す
る炉本体と、前記側面壁の外周側に配置され、前記炉本
体に収容された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイ
ルと、前記炉本体の側面壁の内側面に沿って配設され、
前記炉本体の冷却能力を低減する隔壁部材とを備えた構
成である。
ントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより形
成された側面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容す
る炉本体と、前記側面壁の外周側に配置され、前記炉本
体に収容された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイ
ルと、前記炉本体の側面壁の内側面に沿って配設され、
前記炉本体の冷却能力を低減する隔壁部材とを備えた構
成である。
【００２５】上記の構成によれば、炉本体の側面壁にお
ける冷却能力を隔壁部材により低減することができるた
め、大きな熱伝導率の被溶解金属であっても、誘導加熱
して溶解させたときに、大部分を溶湯の状態に確実に維
持することができる。
ける冷却能力を隔壁部材により低減することができるた
め、大きな熱伝導率の被溶解金属であっても、誘導加熱
して溶解させたときに、大部分を溶湯の状態に確実に維
持することができる。
【００２６】請求項２の発明は、請求項１に記載の誘導
加熱溶解炉であって、前記隔壁部材は、カーボンからな
る構成である。上記の構成によれば、加工性および高純
度化が容易なカーボンを隔壁部材に使用することによっ
て、安価に隔壁部材を準備することができると共に、隔
壁部材による被溶解金属（溶湯）への汚染を低減するこ
とができる。
加熱溶解炉であって、前記隔壁部材は、カーボンからな
る構成である。上記の構成によれば、加工性および高純
度化が容易なカーボンを隔壁部材に使用することによっ
て、安価に隔壁部材を準備することができると共に、隔
壁部材による被溶解金属（溶湯）への汚染を低減するこ
とができる。
【００２７】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の誘導加熱溶解炉であって、前記被溶解金属は、純銅
や銅合金、金、銀、アルミニウムから選ばれた大きな熱
伝導率を有した金属である構成である。上記の構成によ
れば、大きな熱伝導率により溶湯の状態を維持すること
が困難な被溶解金属であるが、本発明の炉本体内で溶解
することによって、確実に溶湯の状態に維持することが
できる。
載の誘導加熱溶解炉であって、前記被溶解金属は、純銅
や銅合金、金、銀、アルミニウムから選ばれた大きな熱
伝導率を有した金属である構成である。上記の構成によ
れば、大きな熱伝導率により溶湯の状態を維持すること
が困難な被溶解金属であるが、本発明の炉本体内で溶解
することによって、確実に溶湯の状態に維持することが
できる。
【図１】誘導加熱溶解炉における被溶解金属の状態を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】従来の誘導加熱溶解炉における被溶解金属の状
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
１ 炉本体 ２ ベース体 ３ 柱状部 ４ フランジ部 ６ ボルト部材 ７ ナット部材 ８ 導電性セグメント ９ 側壁部 １０ 取付部 １１ 誘導加熱コイル １２ 隔壁部材 ２０ 被溶解金属 ２０ａ スカル ２０ｂ 溶湯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 泰弘 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢事業所内 (72)発明者 中嶋 賢人 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢事業所内 Ｆターム(参考） 3K059 AB07 AB16 AB28 AC76 AD10 AD28 AD35 CD44 CD48 CD54 CD72 4K046 AA01 BA02 CB06 CD02 4K063 AA04 BA03 CA01 FA34 FA39
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の導電性セグメントを円周方向に相
互に絶縁して配列することにより形成された側面壁を有
し、被溶解金属を冷却可能に収容する炉本体と、 前記側面壁の外周側に配置され、前記炉本体に収容され
た被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルと、 前記炉本体の側面壁の内側面に沿って配設され、前記炉
本体の冷却能力を低減する隔壁部材とを備えたことを特
徴とする誘導加熱溶解炉。 - 【請求項２】 前記隔壁部材は、カーボンからなること
を特徴とする請求項１に記載の誘導加熱溶解炉。 - 【請求項３】 前記被溶解金属は、純銅や銅合金、金、
銀、アルミニウムから選ばれた大きな熱伝導率を有した
金属であることを特徴とする請求項１または２に記載の
誘導加熱溶解炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000111902A JP4465796B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 誘導加熱溶解炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000111902A JP4465796B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 誘導加熱溶解炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289568A true JP2001289568A (ja) | 2001-10-19 |
| JP4465796B2 JP4465796B2 (ja) | 2010-05-19 |
Family
ID=18624165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000111902A Expired - Fee Related JP4465796B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 誘導加熱溶解炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4465796B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030076007A (ko) * | 2002-03-22 | 2003-09-26 | 유지고하라 | 복수자계에 의한 열에너지의 변환장치 |
| JP2007163057A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル誘導加熱溶解炉 |
| US7455456B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-11-25 | Sony Corporation | Bearing unit and rotation drive device using the same |
| JP2009085525A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル溶解炉 |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000111902A patent/JP4465796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030076007A (ko) * | 2002-03-22 | 2003-09-26 | 유지고하라 | 복수자계에 의한 열에너지의 변환장치 |
| US7455456B2 (en) | 2003-01-10 | 2008-11-25 | Sony Corporation | Bearing unit and rotation drive device using the same |
| US7510329B2 (en) | 2003-01-10 | 2009-03-31 | Sony Corporation | Bearing unit and rotary drive using the same |
| US7775719B2 (en) | 2003-01-10 | 2010-08-17 | Sony Corporation | Bearing unit and rotary drive using the same |
| JP2007163057A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル誘導加熱溶解炉 |
| JP2009085525A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル溶解炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4465796B2 (ja) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1233244B1 (en) | Induction heating furnace and bottom tapping mechanism thereof | |
| US5283805A (en) | Segmented cold-wall induction melting crucible | |
| US4133969A (en) | High frequency resistance melting furnace | |
| JP2014510641A (ja) | 鋳塊の電磁鋳造用の底部開放型の導電性冷却式るつぼ | |
| US6350293B1 (en) | Bottom pour electroslag refining systems and methods | |
| JP2954896B2 (ja) | コールドクルーシブル誘導溶融炉からの溶融物抜き出し装置 | |
| JP2001289568A (ja) | 誘導加熱溶解炉 | |
| GB2333147B (en) | Sealed evacuatable crucible for inductive melting or overheating of metals, alloys or other electrically conductive materials | |
| JP5082234B2 (ja) | コールドクルーシブル誘導加熱溶解炉 | |
| JP2002122386A (ja) | 浮揚溶解用の水冷銅るつぼ | |
| JP4774590B2 (ja) | 誘導加熱溶解炉 | |
| JPH05280871A (ja) | 誘導溶解用水冷分割銅るつぼ | |
| JP5432812B2 (ja) | 非鉄金属用溶解炉及び非鉄金属の溶解方法 | |
| JP2002062054A (ja) | 誘導加熱溶解炉 | |
| JP4379917B2 (ja) | 金属の溶解出湯装置 | |
| JP4496791B2 (ja) | 電磁出湯ノズルおよびこれを用いる金属溶解・出湯装置 | |
| JP4655301B2 (ja) | 金属の溶解出湯装置 | |
| KR100694332B1 (ko) | 하부 유출 시스템, 하부 유출 일렉트로슬래그 정련 시스템 및 방법 | |
| JP2005055017A (ja) | 金属溶湯の出湯装置 | |
| JP2004093090A (ja) | コールドクルーシブル溶解炉 | |
| JP2000088467A (ja) | 浮揚溶解装置 | |
| JP2004278882A (ja) | 誘導加熱溶解炉 | |
| JP2008051376A (ja) | 誘導溶解装置 | |
| JP2002327989A (ja) | 誘導加熱式水冷坩堝炉 | |
| JP6767652B2 (ja) | コールドクルーシブル溶解炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070402 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090707 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090907 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100202 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4465796 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100215 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |