JP2003514214A - 高効率誘導溶融システム - Google Patents

高効率誘導溶融システム

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Abstract

(57)【要約】 誘導溶融システム（７８）は電源と共に、誘導炉を形成するために、高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼ（５０）及び、複数の個々の絶縁された銅導線から成る、１つまたは複数の巻かれたケーブルを使用し、コンパクトなデザインを備える。システムは空冷されるので、水冷をする必要がない。誘導溶融システムは特に、断片（７９）から金属を分離すること、誘導炉から直接、鋳型を鋳造すること；及び、溶融金属の連続的な供給を与えることのために便利である。誘導システムはまた、加工品を加熱するためにトンネル状、または閉じられた炉を形成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （優先権の請求） 本出願は１９９９年１１月１２日に提出された米国暫定出願No.60/165,304及
び、２０００年４月１４日に提出された米国出願No.09/550,305の優先権を主張
する。
【０００２】 （発明の分野） 本発明はそこからの熱伝導によって金属を溶かし、溶融状態で保持する坩堝（
るつぼ）を加熱するために磁気誘導を使用する誘導溶融システムに関する。
【０００３】 （発明の背景） 誘導溶融システムは最も環境に対しクリーンであり、金属を溶かすための、あ
る程度効果的な方法であるため、広まりつつある。図１に示されている誘導溶融
炉１において、るつぼ３の周囲のコイル２のＡＣ電流によって発生する電磁場は
るつぼの内側の伝導性材料４と結合し、渦電流５を誘導し、渦電流はさらに金属
を加熱する。図１に示されているように、コイル２に関連する矢印がコイルの電
流の向きを概略的に表しているのに対し、渦電流５に関連する矢印は伝導性材料
の誘導された電流の反対向きの方向を概略的に示している。可変高周波ＡＣ（通
常、１００から１０，０００Ｈｚ）電流は電源または電力コンバーター６で生成
され、コイル２に供給される。コンバーター６（通常、コンデンサー９）は誘導
コイルと共に共振ループを形成する。電動発電機、パルス幅変調（ＰＷＭ）変換
機、その他を含む、他の形式の電源も使用することができる。
【０００４】 図２に示されているように、磁場は伝導性材料の外側の、円筒形の表面に装填
物の電流（load current）１０を流し、コイル導線の内側の表面にコイル電流１
１を流させる。典型的な炉のるつぼ３はセラミック材料から作られ、通常、電気
伝導性ではない。炉の効率は以下の式によって計算される。
【数１】 電流の浸透の深さ（Δ）は以下の式で決まる材料の特性の関数である。
【数２】 式２の定数、５０３、は無次元である。
【０００５】 電流は抵抗率の低い銅材料のコイルのなかには深く浸透しないので、溶融材料
が鉄の場合、通常のコイルの効率は約８０％である。（通常、２．６×１０−８
Ω・ｍの抵抗率を持った）アルミニウム、マクネシウム、または銅合金等の、低
い抵抗率の材料を溶かしている炉はさらに低い約６５％の効率を持つ。電気的な
損失による加熱のため、誘導コイルは水冷される。すなわち、コイルは銅管１２
で作られ、水をベースにした冷却剤がその管を通過させられる。水の存在はアル
ミニウムやマグネシウム及びその合金が溶けている場合、付加的な危険性を呈す
る。るつぼが破裂した場合、水は溶融したアルミニウムに入り込み、危険な化学
反応を起こす可能性がある。すなわち、アルミニウムが水（Ｈ２Ｏ）の酸素と結
合し、爆発を引き起こす水素を放出する。水とマグネシウムの接触は同様な爆発
及び火災の結果となる可能性がある。アルミニウムやマグネシウムが従来の水冷
式の炉で溶かされる場合は最新の注意が払らわれなければならない。
【０００６】 多くの場合、アルミニウムの断片は「スタック炉（stack furnace）」と呼ば
れるタイプの、ガス火式の炉で溶かされる。図３に示されているように、スタッ
ク炉１９は乾燥小室２０及び湿潤小室２１の２つの小室から成る。図３の矢印で
示されているように、断片１８は断片を乾燥小室２０に入れる電荷移動バケツ２
２を使用して積み込まれる。断片はガスバーナー２３からの炎によって溶かされ
る。溶融した金属は乾燥小室２０の底部の流し口２４から湿潤小室２１の浴２５
に流れ込み、そこで、第２のガスバーナー２６によって付加的な加熱が与えられ
る。
【０００７】 本発明の目的は装填物（load）（または、装填物の容器）として、耐熱性電気
伝導材料、または高い透磁率を持った耐熱性材料から作られるるつぼを使用し、
装填物（または、装填物の容器）の抵抗を増大させることによって、誘導炉の効
率を改善することである。本発明のもう１つの目的はコイルとして、互いに絶縁
された、複数の銅の導体の巻かれた（または、銅の導体で織られた）ケーブルを
使用し、誘導コイルの抵抗を減少させることによって、誘導炉の効率を改善する
ことである。本発明のもう１つの目的は誘導炉の最適な効率を引き出すために、
動作周波数を適切に選択することである。
【０００８】 本発明のさらなる目的は水冷を使用せず、効果的に空冷することができる、炉
及び電源を備えた高効率の誘導溶融システムを提供することである。本発明のさ
らなる目的は誘導溶融システムと一体化された方法での処理のために、断片、注
型物の金属を溶かし、溶融材料の連続的な供給源を与えるために、本発明の高効
率の誘導溶融システムを使用することである。
【０００９】 （発明の要約） 広い意味で言うと、本発明は金属の（１回の）投入量を溶かすための誘導炉で
ある。炉は実質的に、好まれるものとして、炭化珪素や高い透磁率のスチール等
の、高い電気抵抗率または高い透磁率を持った材料から形成される。少なくとも
１つの誘導コイルがるつぼを巻く。コイルは互いに絶縁された複数の導体の巻か
れた（または、織られた）ケーブルから成る。分離スリーブは電気的及び熱的に
るつぼを、少なくとも１つの誘導コイルから分離する。好まれるものとして、分
離スリーブは２つのセラミックの層の間に挟まれた気泡を持ったセラミック等の
、セラミック材料の複合材料である。
【００１０】 比較的高い電気伝導性と比較的高い融点の組合せを持っているので、導体とし
て特に好まれるのは銅である。特に好まれるケーブルの形式はリッツ線かLitzen
draht線である。そこにおいて、個々の絶縁された導線は各導線が順次、ケーブ
ルの断面の全ての可能な位置にくるように編み合わされ、それにより、表皮効果
及び高周波数の抵抗値が最小にされ、電力が導体の中で均一に分配される。
【００１１】 別の特徴において、本発明は金属の（１回の）投入量を溶かすための誘導溶融
システムである。システムは少なくとも１つの電源を持つ。金属の（１回の）投
入量を保持するるつぼは実質的に、炭化珪素や高い透磁率のスチール等の、高い
電気抵抗率または高い透磁率を持った材料から形成される。少なくとも１つの誘
導コイルがるつぼを巻く。コイルは互いに絶縁された多数の銅の導体の巻かれた
（または、織られた）ケーブルから成る。分離スリーブは電気的及び熱的にるつ
ぼを、少なくとも１つの誘導コイルから分離する。好まれるものとして、分離ス
リーブは２つのセラミックの層の間に挟まれた気泡を持ったセラミック等の、セ
ラミック材料の複合材料である。好まれるものとして、誘導溶融システムは単体
の気体源から空冷され、それは次に電源及びコイルの部品を冷却する。金属の（
１回の）投入量はるつぼに置かれる。るつぼを誘導により加熱するために、少な
くとも１つの電源から少なくとも１つのコイルに電流が供給される。熱は伝導及
び（または）放射によってるつぼから金属の（１回の）投入量に伝達され、（１
回の）投入量を溶かす。
【００１２】 もう１つの特徴において、本発明は重金属の含有物を含む金属断片から金属を
分離するための誘導溶融システムである。システムは少なくとも１つの電源を持
つ。乾燥小室誘導炉は金属断片を受容し、加熱する。乾燥小室誘導炉は金属断片
を保持するるつぼを含む。るつぼは実質的に、好まれるものとして、炭化珪素や
高い透磁率のスチール等の、高い電気抵抗率または高い透磁率を持った材料から
形成される。少なくとも１つの誘導コイルがるつぼを巻く。コイルは互いに絶縁
された、好まれるものとして多数の銅の導線である、複数の導体の巻かれた（ま
たは、織られた）ケーブルから成る。分離スリーブは電気的及び熱的にるつぼを
、少なくとも１つの誘導コイルから分離する。好まれるものとして、分離スリー
ブは２つのセラミックの層の間に挟まれた気泡を持ったセラミック等の、セラミ
ック材料の複合材料である。乾燥小室誘導炉は溶融金属を炉から、好まれるもの
として炉の底部の樋（または、トラフ）によって、流し出す手段を含む。湿潤小
室誘導炉は乾燥小室炉から流し出すための手段によって溶融金属を受容する。湿
潤小室炉は高い電気抵抗率または高い透磁率の材料から形成される乾燥小室炉の
るつぼと同様に形成されるるつぼ、乾燥小室炉のコイルと同様に形成される、少
なくとも１つの誘導コイル、及び乾燥小室炉の分離スリーブと同様に位置し、形
成されるスリーブを持つ。誘導溶融システムはまた、好まれるものとして含有物
を排除するために開くことができる蝶番式の底部によって、乾式炉誘導小室から
重金属の含有物を除去するための手段を含む。乾燥小室炉のふたは乾燥小室炉の
るつぼで金属を溶かすことによって発生する排気ガスのためのダクトを含むこと
ができる。金属断片を乾燥炉のコンベアに置くために、振動式のコンベアを使用
することができる。溶融金属を乾燥小室炉から湿潤小室炉のどれか１つに選択的
に、送るために、付加的な湿潤誘導炉が好まれるものとして樋システム（launde
r system）である伝達手段と共に備えられてもよい。好まれるものとして、乾燥
小室または湿潤小室のどちらか、または両方は、単体の気体源（または、空気源
）から空冷される。空気源は乾燥小室または湿潤小室炉、あるいは両方に接続し
た、少なくとも１つの電源及び、少なくとも１つの誘導コイルの部品を順次、冷
却する。金属断片は乾燥小室誘導炉の乾燥小室るつぼに置かれる。るつぼを誘導
により加熱するために、少なくとも１つの電源から、乾燥小室るつぼを巻いてい
る少なくとも１つの誘導コイルに電流が供給される。熱はるつぼから金属断片に
伝達され、それは乾燥小室るつぼから湿潤小室誘導炉の湿潤小室るつぼの１つに
、選択的に流れ出る溶融金属を生成する。るつぼを誘導により加熱するために、
少なくとも１つの電源から、湿潤小室るつぼの適当な１つを巻いている少なくと
も１つの誘導コイルに電流が供給される。熱はるつぼからるつぼ内の溶融金属に
伝達される。１つまたは複数の湿潤小室はそれらの関連する湿潤小室誘導炉から
取り外すことができる。
【００１３】 別の特徴において、本発明は溶融金属から鋳型を鋳造するための誘導炉である
。システムは少なくとも１つの電源を持つ。封止されたるつぼは溶融金属を保持
し、加熱する。るつぼは実質的に、炭化珪素や高い透磁率のスチール等の、高い
電気抵抗率または高い透磁率を持った材料から形成される。少なくとも１つの誘
導コイルがるつぼを巻く。コイルは互いに絶縁された多数の銅の導体の巻かれた
（または、織られた）ケーブルから成る。分離スリーブは電気的及び熱的にるつ
ぼを、少なくとも１つの誘導コイルから分離する。好まれるものとして、分離ス
リーブは２つのセラミックの層の間に挟まれた気泡を持ったセラミック等の、セ
ラミック材料の複合材料である。セラミック複合材料のために（制限ではないが
）適したものはセラミックベースのアルミナまたはシリカである。好まれるもの
としてるつぼの外部につば状の端を持った管がるつぼの封止を貫通し、部分的に
溶融金属浴に浸される。鋳型はそれの注ぎ口が管の開口部と一致するように、管
のつば状の端の上部にそろえられる。制御された圧力のガスをるつぼの内部に供
給する接続のために、封止されたるつぼにポートが備えられる。好まれるものと
して、誘導炉は単体の気体源から空冷され、それは次に電源及びコイルの部品を
冷却する。溶融金属がるつぼの内部に置かれ、るつぼは封止される。るつぼを誘
導により加熱するために、少なくとも１つの電源から少なくとも１つのコイルに
電流が供給される。金属を溶融した状態で維持するために、熱はるつぼから溶融
金属に伝達される。るつぼの内部に圧力を加え、溶融金属を管を通して鋳型の空
所の中に押し出すために、加圧されたガスがガスポートを介して封止された小室
に注入される。鋳型が溶融金属で充填されたとき、るつぼの内部は減圧され、鋳
型は管のつば状の端から取り外される。
【００１４】 さらにもう１つの特徴において、本発明は溶融金属の連続的な供給を与えるた
めの誘導溶融システムである。システムは少なくとも１つの電源を持つ。封止さ
れたるつぼは溶融金属を保持し、加熱する。るつぼは実質的に、炭化珪素や高い
透磁率のスチール等の、高い電気抵抗率または高い透磁率を持った材料から形成
される。少なくとも１つの誘導コイルがるつぼを巻く。コイルは互いに絶縁され
た多数の銅の導体の巻かれた（または、織られた）ケーブルから成る。分離スリ
ーブは電気的及び熱的にるつぼを、少なくとも１つの誘導コイルから分離する。
好まれるものとして、分離スリーブは２つのセラミックの層の間に挟まれた気泡
を持ったセラミック等の、セラミック材料の複合材料である。吸入導管は封止さ
れたるつぼの外部に受容端及び、封止されたるつぼの内側に反対側の端を持つ。
反対側の端は溶融金属浴に浸される。排出導管は封止されたるつぼを貫通して突
き出し、溶融金属浴に浸される一方の端及び、るつぼの外側に、反対側の出口端
を持つ。制御された圧力のガスをるつぼの内部に供給するために、封止されたる
つぼにポートが備えられる。好まれるものとして、誘導炉は単体の気体源から空
冷され、それは次に電源及びコイルの部品を冷却する。炉の供給物質は吸入導管
の受容端からるつぼに連続的に供給される。供給物質はるつぼを巻いている、少
なくとも１つの誘導コイルによって誘導により加熱されるるつぼから伝達される
熱によって連続的に加熱される。るつぼの内部に圧力を加え、溶融金属を排出導
管を通して、それの出口端に連続的に押し出すために、加圧されたガスがポート
を介して封止された小室に注入される。排出導管はサイフォンであってもよく、
それはるつぼの内部に連続的な正の圧力を維持することを必要とせずに、るつぼ
からの溶融金属の連続的な流れを維持することができる。溶融金属の連続的な流
れを中断するために、サイフォン式の排出導管にガスを注入するためのガスポー
トが備えられてもよい。
【００１５】 本発明のこれら及び他の特徴は以下の説明及び付随する請求の範囲から明らか
になるだろう。本発明を図示するために、目下のところ好まれる形式が図面に示
されている。しかしながら、本発明が示されている配置、手段だけに限定されな
いことは理解されなければならない。
【００１６】 （発明の詳細な説明） 式（１）及び式（２）によって表される誘導炉の効率は装填物（または、装填
物の容器）の抵抗を増大することができれば、改善することができる。アルミニ
ウム、マグネシウムまたは銅の合金を溶かす炉の装填物の抵抗は電磁場を金属自
体ではなくるつぼに結合することによって増大することができる。セラミックの
るつぼを耐熱性の、高抵抗係数を持った電気伝導性材料に置き換えることができ
る。炭化珪素（ＳｉＣ）はこれらの特性、すなわち、概略で１０から１０４Ω・
ｍの範囲の抵抗を持った材料の１つである。約３，０００から４，０００Ω・ｍ
の範囲の抵抗を持った炭化珪素の合成物は特に本発明に適している。あるいは、
るつぼはスチールから作られてもよい。例えば、５，０００の範囲の透磁率を持
った透磁性の強磁性体のスチールが存在する。この場合、高抵抗に依存するので
はなく、むしろ、高い透磁率が電流浸透の深さを浅くする結果となるだろう。図
４は高い総抵抗（total resistance）を生成するるつぼ２７内の電流の分布２８
を示している。るつぼの壁の厚さが電流のるつぼへの浸透より１．３から１．５
倍大きくなるときに、最も良い効果が得られる。この場合、高伝導率の溶融金属
２９の分路効果（shunting effect）は最小になる。
【００１７】 誘導炉の効率の付加的な改善はコイルの抵抗を減少させることによって達成さ
れる。高伝導率の銅はコイル巻き線の材料として広く使用されている。しかしな
がら、銅の高伝導率（低抵抗率）により、図２に示されているように、電流はコ
イルの装填物に面した表面の薄いコイル電流の層１１に集中してしまう。電流浸
透の深さは式２によって与えられる。層が、特に高い周波数で、非常に薄いので
、コイルの実効抵抗は銅の抵抗及び銅コイルの断面積から予想されるものよりも
かなり大きくなってしまう。これは炉の効率に大きな影響を与える。均一な管状
の導線を使用する代わりに、本発明の１つの実施例は図５ａ、５ｂ及び５ｃに示
されているような、互いに絶縁された多数の銅導線の巻かれた（または、織られ
た）ケーブル１７を使用する。図５ｃには、絶縁された銅導線１４の１つが銅導
線１５を回りの導線から絶縁する絶縁体１６と共に示されている。ケーブル１７
は電気産業でリッツ線またはLitzendraht線として知られているものである。個
々の導線のより線の直径が式２で与えられる電流浸透Δ１の深さより十分に小さ
い場合、それは銅の断面全体の電流分布が均等になることを確実にする。本出願
のために、（制限ではないが）適したより線の数は約１，０００から２，０００
の間である。リッツ線の他の構成も本発明から外れることなく、実施することが
できるだろう。
【００１８】 動作周波数の適当な選択は誘導炉の最適な効率を引き出す。周波数の選択に対
する基準は高抵抗のるつぼ及び銅コイルの電流の深さに基づく。２つの基準は以
下の式で表される。
【数３】 例えば、銅のより線の直径がｄ１＝０．２ｍｍで炭化珪素の壁がｄ２＝５０ｍ
ｍの場合、最適な周波数は３，０００Ｈｚである。この選択により、コイルの相
対的な電気的損失は約２．２％に減少し、それは標準的な誘導炉の１５倍も優れ
ている。
【００１９】 本発明に従った炉に対する（制限ではないが）許容できるパラメーターはｄ１ が０．２から２ｍｍの範囲から、ｄ２が１．５から１８ｃｍの範囲から、周波数
が１，０００から５，０００Ｈｚの範囲から選択される。
【００２０】 このような効率の増大、またはコイル損失の減少、及びそれによるコイルの加
熱の減少は水冷式の冷却システムの必要性を排除する。代わりに、誘導コイルを
通る適当な風量がコイルによって発生する熱の除去のために十分なものとなる。
炉のるつぼは熱損失及び、熱伝導による銅の巻き線の加熱を最小にするために、
コイルから十分に分離されるべきである。
【００２１】 ここで図面（そこにおいて同様な番号は同様な構成要素を表している）を参照
すると、図６ａには本発明に従った、高効率の誘導溶融システム３３の実施例が
示されている。誘導溶融システム３３は金属の装填材料３１を含む、高い電気抵
抗、または高い磁気透磁率のるつぼ３０を含む。高抵抗または高透磁率はそれぞ
れ、炭化珪素等の、高抵抗材料（ρ＞２５００μΩ・ｃｍ）、または高透磁率ス
チール（μ＞２０）から作られたるつぼを使用することによって達成することが
できる。るつぼの材質の選択は溶かされる金属の特性に依存する。アルミニウム
または銅の合金に対しては、炭化珪素がより良いるつぼの材質であり、マグネシ
ウムやマグネシウムの合金に対してはるつぼの材質としてスチールがより良い選
択であろう。るつぼ３０はリッツ線で作られたコイル３２内の電流によって発生
する磁場によって加熱される。熱いるつぼは分離スリーブ３４によってコイルか
ら電気的及び熱的に分離される。分離スリーブは１つまたは複数の内側の層３５
、及び外側の層３６を含む、高い断熱特性を持った気泡を持ったセラミック３７
で充填された、強度のあるセラミック材料の複合材料から構成される。分離スリ
ーブの蜂の巣構成は必要な強度及び断熱を与える。分離スリーブの電気絶縁特性
は、それの低い磁気透磁率と共に、分離スリーブ自体に測定可能な程度の誘導加
熱が起こらないことを確実にする。それはるつぼ３０内の加熱を分離スリーブ３
４の断熱の内側に集中させ、誘導溶融システム３３の効率を改善し、コイル３２
の加熱を減少させる。
【００２２】 本発明の１つの実施例は２２０、２８０または６００Ｖ等の、標準的な三相ラ
イン電圧を１，０００から３，０００Ｈｚの範囲の周波数を持った単相電圧に変
換する電力コンバーター３９を含む。電力コンバーターは電力半導体ダイオード
４１、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）４０、コンデンサー４２、インダクター４
３及び４６、並びに電子制御部を含んでもよい。電力コンバーターの１つの実施
の回路図は図７に示されている。電力コンバーターの全ての半導体部品は熱交換
器４４を介して空冷される。他のインバーター回路及び電気機械式のシステムを
使用することもできる。
【００２３】 本発明の１つの実施例において、電力コンバーター３９は誘導コイル３２の近
辺に取り付けられる。図６ａ及び図６ｃに示されているように、（外部の送風機
４５から矢印によって図示されているように）空気流４７は電力コンバーターに
送られる。そこにおいて、冷気は最初に半導体の熱交換器４４を冷却し、次にコ
ンデンサー、インダクター、及び他の受動素子を冷却する。コンバーターの筐体
は鋳造のダストが電子部品の区画に入ることを防止するために、正の圧力で加圧
される。空気流は電源３９の後の壁のスロット４８から出て、コイルから熱を除
去するためにコイル小室３８に入り、それを通って流れる。図６ｃにおいて、誘
導溶融システムを通る空気流４７を明確に図示するために、誘導溶融システム３
３は点線で描かれている。
【００２４】 汚染された断片７９を溶かすために、本発明のもう１つの実施例は、図８ａに
示されているように、乾燥小室５０を形成する１つと湿潤小室６０を形成する１
つとの、２つの誘導過熱されるるつぼ炉を組み合わせた、誘導断片炉７８から成
る。乾燥小室炉の選択された構成要素は図６ａに示されている誘導溶融システム
に対するものと同様である。例えば、乾燥小室は外部の低抵抗リッツ線コイル５
２内の電流によって誘導加熱される、高い抵抗の電気伝導性の壁５１から成る。
小室の壁はセラミックスリーブ５３によってコイルから熱的及び電気的に分離さ
れる。図６ａに示されている誘導溶融システムと異なり、乾燥小室の底部５４は
（図８ｂ及び８ｃで最も良く図示されているように）樋（または、トラフ）５５
を含む、溶融金属はそれを通って乾燥小室から湿潤小室６０へ流れ込む。
【００２５】 （通常、アルミニウムのエンジン部分をスチールのスリーブ自体と共に再溶融
したとき等の）鉄またはスチール等の重金属の含有物を持ったアルミニウムの断
片は振動性のコンベア４９により、乾燥小室の開炉の中に装填される。炉の傾け
られた蓋には排気ダクト５７が備えられる。誘導スタック炉７８は燃料を燃やさ
ないので、唯一の汚染物質は断片内のものだけである。それゆえ、排気は炉の蓋
５６の排気ダクト５７に接続した排気システム（図示せず）によって容易に除去
される。
【００２６】 アルミニウムの断片７９は乾燥小室の壁５１から放射を介して加熱される。以
前に積まれた装填材料が加熱され、溶けたとき、金属断片７９は底部に移動する
。溶融金属は底部の樋５５を介して湿潤小室６０の中に流れ込む。スチールの含
有物の溶融しない残留物及び非金属のドロスは乾燥小室の底部５４に留まる。
【００２７】 本発明のもう１つの実施例において、乾燥小室の底部５４はヒンジ５８で蝶番
にされる。乾燥小室を支えているシリンダー５９はドロス及び重金属スチールの
残留物をスラグ箱７７の中に除去するために、底部で傾くことができる。スラグ
箱７７及びシリンダー５９は底部５４が開いたときの、それらの位置を示すため
に、図８ａで点線で示されている。湿潤小室６０は上述された、誘導で加熱され
るるつぼ炉と同様である。
【００２８】 図９は本発明のもう１つの実施例を示しており。そこにおいて、誘導スタック
炉の１つの乾燥小室炉７０は２つの湿潤小室炉７１及び７２と接続することがで
きる。傾くことができる樋（launder）７３は乾燥小室からの金属の流れを湿潤
小室のどちらか１つに向けることができる。小室はるつぼを引き抜くか、炉コイ
ルを持ち上げることによって、溶融金属を含んだるつぼ７４が湿潤小室誘導炉か
ら取り出せるような様式で構成される。溶融金属を含んだるつぼは工場内の鋳造
場所へ、またはトラックによって他の工場へ運ばれてもよい。それゆえ、金属が
るつぼに伝達されている間に、乾燥小室炉を通して、溶融金属の連続的な供給を
与えることができる。
【００２９】 図１０は本発明の誘導溶融システムのもう１つの実施例を示している。この実
施例において、炉はしっかりと固定された蓋８０で覆われており、それを通して
耐熱性の管８１が溶融浴の中に拡張している。もう一方の端で、管８１は管に接
続している鋳型内の供給物の入口（ゲート）８３と共に、恒久的な鋳型または砂
型である鋳型８２にフランジ状にされている。加圧されたガスがポート８５から
蓋８０と浴の表面８７との間の炉の中に注入される。過剰な圧力は溶融金属３１
を鋳造管８１内で上昇させ、溶融金属を鋳型の空所８４の中に注入する。鋳型と
鋳造管との間の狭い入口は鋳型がフランジから取り出される前に封鎖される。炉
は減圧され、管内の余った金属は溶融浴の中に戻される。炉を溶融金属で再度充
填するために蓋８０を持ち上げることができる。
【００３０】 本発明の誘導溶融システムは誘導炉から連続的な溶融金属の供給を与えるため
に使用することができる。図１１に示されているように、炉の供給材料は耐熱性
の吸入導管９１の受容体９６に置くことができる。吸入導管９１の（受容体９６
の反対側の）出口端９７はるつぼの壁から吸入導管への高い熱伝導率を達成する
ために、溶融金属浴８７の表面の下の、好まれるものとしてるつぼ３０の壁に隣
接して配置される。供給材料は、炉の特定のデザイン及び動作状態にも依るが、
純粋でない金属から金属スラリーまたは低温の溶融金属までの範囲のものとする
ことができる。炉の供給材料は吸入導管９１からそれの出口端９７へ、さらにる
つぼ３０の中に送られ、そこでさらに溶かされ、既存の溶融金属３１と混合され
る。
【００３１】 耐熱性の排出導管９２は溶融金属をるつぼ３０から引き出す連続的な手段を与
える。図１１及び図１２に示されているように、排出導管の一部はるつぼの内壁
で構成されている。完全に内壁から分離された導管が使用されてもよい。適当な
源（図示せず）から制御された圧力で加圧されたガスがポート８５を介してるつ
ぼ、蓋部材、及び溶融金属の表面で画定された容積に注入される。ガスは溶融金
属を排出導管９２を通して押し出すために浴を正の圧力に維持する。
【００３２】 図１２に示されている代替的な実施例において、排出導管９３はポート８５を
介しての連続的なガスの加圧なしで、誘導溶融システムがるつぼ３０から排出導
管の出口９４を通しての溶融金属の連続的な流れを与えることを可能にするサイ
フォンを形成する。排出導管９３の出口９４は指標付き鋳型の線、移送用るつぼ
、または溶融金属が排出導管から出てきたときに、それを受容する他の容器とそ
ろえることができる。溶融金属の連続的な流れにガスによる中断を行うために、
排出導管９３の中に特定の圧力で十分な容量のガスを注入するためのポート９５
を備えることができる。ガスの排出導管への流れを制御するために、弁９８を使
用することができる。溶融金属の中断され、分断された２つの流れのうち１つは
るつぼに戻され、もう１つは出口ポート９４から排出される。溶融金属の連続的
な流れが排出導管から流れるときは、ポート９５の吸入口から排出導管９３に小
さな正の圧力を維持することができる。この応用例にて、サイフォン及び流れを
止めるためのガスによる中断の長所は、ポンピングと流れの中断との間の、溶融
金属の凝固によって急激な故障を伴う可能性がある直列式（または、インライン
式）機構のポンプ及び弁の使用を排除できることである。
【００３３】 図１３に示されている代替的な実施例において、本発明に従った高効率誘導加
熱システム３３ａはトンネル状の炉の形式をしており、金属片、ワイヤ、または
他の連続的な物である、連続的な加工品またはその材料９０が機械的な伝達シス
テム（図示せず）によって、矢印で示された方向に、それ（すなわち、炉）を通
して動かされる。この実施例において、炉のトンネル上のるつぼ３０ａは分離ス
リーブ３４ａによって囲まれている。コイル３２ａは分離スリーブ３４ａの外側
に巻かれ、適当な電力コンバーター（図示せず）に接続される。概略的に述べる
と、上で開示されたるつぼ３０、コイル３２、電力コンバーター３９、及び分離
スリーブ３４はそれぞれ、るつぼ３０ａ、コイル３２ａ、電力コンバーター（図
示せず）に応用することができる。他の実施例において、るつぼ３０ａの縦長の
部分、及び分離スリーブ３４ａ、並びにコイル３２ａの区分から成る、トンネル
炉の縦長の部分はトンネル炉の残りの部分から取り外し可能であり、トンネル炉
を加工品９０のトンネル炉を通しての動きに、概略、垂直方向に動かすことによ
って加工品９０の周りからそれを取り外すことができる。この分野で知られてい
る蝶番及び（または）（フィンガーコンタクト（finger contact）等の）インタ
ーロック電気接続要素の構成によって、取外し可能なコイル区間に選択的な電気
の導電が達成される。
【００３４】 図１３に示されているトンネル炉システムの変形版において、本発明に従った
、閉じた高効率誘導加熱システム３３ｂは図１４に示されているように、トンネ
ル炉の第１端９２を閉じ、加熱される個々の加工品９４を加工品搬送システム９
６に挿入し、炉の第２端９８を閉じることによって形成されてもよい。炉の閉じ
る端９２及び９８は分離スリーブ３４ａの複合材料と同様な分離材料から形成さ
れる。あるいは、閉じる端９２及び９８が使用されないで、さらに、加工品搬送
システム９６がコンベアに置かれた、分類された複数の個々の加工品９４を動か
す連続的な搬送システムの場合、高効率誘導加熱システムは個々の加工品の連続
的な供給のために実現される。
【００３５】 前述の実施例は開示された本発明の範囲を限定しない。開示された本発明の範
囲は付随する請求の範囲で規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 炉及び電力コンバーターを含む誘導溶融システムを図式的に表している図であ
る。
【図２】 その中に伝導性の金属材料を持ったるつぼの周りの銅管の誘導コイルの側面断
面図である。
【図３】 乾式及び湿潤小室、並びに、断片を乾燥小室に入れるために使用される装填材
料伝送バケツを示している、スタック炉の側面断面図である。
【図４】 本発明の誘導炉で使用される電気伝導性高抵抗るつぼの電流の分布を示してい
る側面断面図である。
【図５ａ】 本発明の誘導炉で使用される、捻られた複数の銅導線から成る、巻かれた（ま
たは、織られた）ケーブル遠近図である。
【図５ｂ】 図５ａに示されている、巻かれた（または、織られた）ケーブルの断面図であ
る。
【図５ｃ】 巻かれた（または、織られた）ケーブルを構成する、絶縁された銅導線の１つ
の断面図である。
【図６ａ】 高電気抵抗るつぼ及び図５ａに示されている、巻かれた（または、織られた）
ケーブルの誘導コイルを備える、本発明の誘導炉の側面断面図である。
【図６ｂ】 図６ａに示されている分離スリーブの１つの実施例の詳細な断面図である。
【図６ｃ】 本発明の誘導溶融システムのための、電源及び誘導コイルを通しての空気の流
れを図示している。
【図７】 本発明の誘導溶融システムの１つの実施例のための、電源の回路図である。
【図８ａ】 金属を金属断片から分離するための、本発明の誘導溶融システムの側面断面図
である。
【図８ｂ】 本発明の誘導溶融システムと共に使用される乾燥小室炉の底部の１つの実施例
の遠近図である。
【図８ｃ】 図８ｂの断面線Ａ−Ａによって示されている乾燥小室炉の底部の断面遠近図で
ある。
【図９】 溶融金属を格納するために２つの湿潤小室を備え、湿式炉小室のるつぼが持ち
運び可能な、金属を金属断片から分離するための、本発明の誘導溶融システムの
遠近図である。
【図１０】 鋳型を鋳造するための、本発明の誘導溶融システムの側面断面図である。
【図１１】 溶融金属の連続供給を与えるための、本発明の誘導溶融システムの側面断面図
である。
【図１２】 溶融金属がるつぼからサイフォンによって送られる、溶融金属の連続供給を与
えるための、本発明の誘導溶融システムの側面断面図である。
【図１３】 連続的な加工品または、その材料を加熱するための、本発明の誘導トンネル加
熱システム（induction tunnel heating system）の遠近図である。
【図１４】 離散的な加工品または、その材料を加熱するための、本発明の誘導加熱システ
ムの遠近図である。
【符号の説明】
１ 誘導溶融システム ２ コイル ３ るつぼ ４ 伝導性材料 ５ 渦電流 ６ 電力コンバーター ９ コンデンサー １０ 装填物の電流 １１ コイル電流 １２ 銅管 １４ 銅の導線 １５ 銅の導線 １６ 絶縁体 １７ ケーブル １８ 金属断片 １９ スタック炉 ２０ 乾燥小室 ２１ 湿潤小室 ２２ 電荷移動バケツ ２３ ガスバーナー ２４ 流し口 ２５ 金属浴 ２６ ガスバーナー ２７ るつぼ ２８ 電流の分布 ２９ 溶融金属 ３０ るつぼ ３１ 溶融金属 ３２ 誘導コイル ３３ 誘導溶融システム ３４ 分離スリーブ ３５ 分離スリーブの内側の層 ３６ 分離スリーブの外側の層 ３７ 気泡を含んだセラミック ３８ コイル小室 ３９ 電源 ４０ シリコン制御整流器 ４１ 電力半導体ダイオード ４２ コンデンサー ４３ インダクター ４４ 熱交換器 ４５ 送風機 ４６ インダクター ４７ 空気流 ４８ スロット ４９ 振動性のコンベア ５０ 乾燥小室 ５１ 高抵抗の電気伝導性の壁 ５２ 低抵抗のリッツ線コイル ５３ セラミックスリーブ ５４ 乾燥小室の底部 ５５ 樋 ５６ 蓋 ５７ 排気ダクト ５８ ヒンジ ５９ シリンダー ６０ 湿潤小室 ７７ スラグ箱 ７８ 誘導スタック炉 ７９ 金属断片 ８０ 蓋 ８１ 鋳造管 ８２ 鋳型 ８３ 供給物ゲート ８４ 鋳型の空所 ８５ ポート ８７ 金属浴の表面 ９０ 加工品 ９１ 吸入導管 ９２ 排出導管 ９３ 排出導管 ９４ 出口ポート ９５ ポート ９６ 加工品搬送システム ９７ 出口端 ９８ 弁
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月１３日（２００１．７．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項３】 金属装填材料を溶かすための誘導溶融システムであって： 選択された周波数のＡＣ電力を供給するために構成されたインバーターを備え
る少なくとも１つの電源； 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される、前記金
属装填材料を保持するためにるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
少なくとも１つの誘導コイル；及び、 前記るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分離する
ための分離スリーブ、 から成り、 前記少なくとも１つの誘導コイルの選択された周波数の電流によって発生する
磁場のるつぼの材質への浸透の深さがるつぼの厚さの半分からるつぼの厚さまで
の範囲であり、前記磁場の導線への浸透の深さが導線の厚さより大きく、さらに
前記磁場の分離スリーブへの浸透の深さが分離スリーブの厚さより大きく； それにより、前記電流によって前記少なくとも１つの誘導コイルに発生する磁
場が前記るつぼが前記金属装填材料を溶かすように、前記るつぼを加熱するため
に前記るつぼに電磁結合する誘導溶融システム。
【請求項４】 前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導コ
イルが空冷される、請求項３に記載の誘導溶融システム。
【請求項５】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コイ
ル内の電流浸透の深さが前記多数の銅導線の各々の直径より十分に大きくなり、
前記るつぼの電流浸透の深さが前記るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるよう
に選択された周波数で動作する、請求項３に記載の誘導溶融システム。
【請求項６】 金属装填材料を溶かすための方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼに
前記金属装填材料を配置すること； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻き
、分離スリーブによって前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくと
も１つの誘導コイルに選択された周波数の電流を供給することによって前記るつ
ぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記金属装填材料への熱の伝導によって前記金属装填材料を溶
かすこと、 のステップから成り、 前記少なくとも１つの誘導コイルの前記電流によって発生する磁場のるつぼの
材質への浸透の深さがるつぼの厚さの半分からるつぼの厚さまでの範囲であり、
さらに前記磁場の複数の導線の各々の１つへの浸透の深さが前記複数の導線の各
々の１つの厚さより大きい金属装填材料を溶かすための方法。
【請求項７】 重金属の含有物を含む金属断片から金属を分離するための誘
導溶融システムであって： 少なくとも１つの電源； 溶融金属を生成するために前記金属断片を受容し、加熱するための乾燥小室誘
導炉であって： 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
高電気抵抗を持つか、または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記金属
断片を保持し加熱するための乾燥小室るつぼ 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記乾燥小室るつ
ぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル；及び、 前記乾燥小室るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に
分離するための分離スリーブ、 から成り、 それにより、前記少なくとも１つの電源に接続された前記少なくとも１つの誘
導コイルの電流によって発生する磁場が前記乾燥小室るつぼからの熱伝導が前記
金属断片から前記溶融金属を生成するように、前記乾燥小室るつぼを加熱するた
めに前記乾燥小室るつぼに電磁結合する乾燥小室るつぼ； 前記溶融金属を前記乾燥小室誘導炉から流し出す手段； 前記溶融金属を流し出すための手段によって前記溶融金属を受容するための湿
潤小室誘導炉であって： 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
高電気抵抗を持つか、または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融
金属を保持するための湿潤小室るつぼ 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記湿潤小室るつ
ぼを巻き、前記少なくとも１つの電源に接続されるように構成された、少なくと
も１つの誘導コイル；及び、 前記湿潤小室るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に
分離するための分離スリーブ、 から成る湿潤小室るつぼ；及び、 前記乾燥小室誘導炉から前記重金属含有物を除去するための手段、 から成る、誘導溶融システム。
【請求項８】 前記少なくとも１つの電源が前記乾燥小室誘導炉及び前記湿
潤小室誘導炉の前記少なくとも１つの誘導コイル内の電流浸透の深さが前記乾燥
小室誘導炉及び前記湿潤小室誘導炉の前記各導線の直径より十分に大きくなり、
前記乾燥小室るつぼ及び前記湿潤小室るつぼの電流浸透の深さがそれぞれ、前記
乾燥小室るつぼ及び前記湿潤小室るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるように
選択された周波数で動作する、請求項７に記載の誘導溶融システム。
【請求項９】 重金属の含有物を含む金属断片から金属を分離する方法であ
って： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される乾燥小室
るつぼに前記金属断片を配置すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記乾燥小室る
つぼを巻き、前記乾燥小室るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも
１つの誘導コイルに電流を供給することによって前記乾燥小室るつぼを誘導によ
り加熱すること； 前記乾燥小室るつぼから前記金属装填材料への熱伝導によって前記金属断片を
前記金属断片から溶融金属に溶かすこと； 前記溶融金属を前記乾燥小室るつぼから実質的に高電気抵抗または高磁気透磁
率の材料から形成される、１つまたは複数の湿潤小室るつぼに選択的に流し込む
こと； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記１つまたは
複数の湿潤小室るつぼの各々を巻き、且つ、それらから電気的及び熱的に分離さ
れた、少なくとも１つの誘導コイルに電流を供給することによって前記１つまた
は複数の湿潤小室るつぼを誘導により加熱すること； 前記湿潤小室るつぼから前記溶融金属装填材料への熱の伝導によって、前記１
つまたは複数の湿潤小室るつぼ内の前記溶融金属を加熱すること、 のステップから成る方法。
【請求項１０】 溶融金属から鋳型を鋳造するための誘導炉であって： 少なくとも１つの電源； 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融金属を保持
し加熱するためのるつぼ； 前記るつぼの内部を封止するための封止手段； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記高電気抵抗
るつぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル； 前記高抵抗るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分
離するための分離スリーブ； 前記溶融金属に浸される第１端及びフランジ状にされた前記第１端の反対側の
端を持ち、前記封止手段を貫通して突き出す管； 前記管にそろった入口（または、ゲート）を持ち、前記フランジ状の端の上に
配置される前記鋳型；及び、 前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して力を与えるために、前記るつぼの内
部に特定の圧力のガスを注入するための、前記封止手段のポート、 から成り、 それにより、前記鋳型の中空部分を充填するために、前記溶融金属が前記管の
開口を通して前記鋳型のゲートの中に押し出される、誘導炉。
【請求項１１】 前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導
コイルが空冷される、請求項１０に記載の誘導炉。
【請求項１２】 溶融金属から鋳型を鋳造する方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼに
前記溶融金属を配置すること； 前記るつぼの内部を封止すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻
き、前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも１つの誘導コイル
に電流を供給することによって前記るつぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記溶融金属への熱の伝導によって、前記溶融金属を加熱する
こと； 前記鋳型をフランジ状の端の開口の上に配置するために、前記鋳型を前記るつ
ぼを貫通して突き出る管の前記フランジ状の端に置くこと； 前記管の前記フランジ状の端の反対側の端を前記溶融金属の中に浸すこと； 前記るつぼの内部を加圧し、溶融金属を前記管から前記鋳型の中に押し出すた
めに、前記るつぼの中にガスを注入すること； 前記鋳型を溶融金属で充填すること； 前記るつぼを減圧すること；及び、 前記鋳型を前記管から取り外すこと、 のステップから成る方法。
【請求項１３】 溶融金属の連続的な供給を与えるための誘導溶融システム
であって： 少なくとも１つの電源； 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために選択された
、実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融
金属を保持し加熱するためのるつぼ； 前記るつぼの内部を封止するための封止手段； 互いに絶縁された多数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
少なくとも１つの誘導コイル； 前記るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分離する
ための分離スリーブ； 前記溶融金属に浸される出口端及び、供給材料の前記溶融金属への連続的な供
給のために構成された、前記出口端の反対側の受容端を持ち、前記封止手段を通
して突き出る吸入導管； 前記溶融金属に浸される第１端及び、前記第１端の反対側の出口端を持ち、前
記封止手段から突き出る排出導管； 前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して力を与えるために、前記るつぼの内
部に特定の圧力のガスを注入するための、前記封止手段のポート、 から成り、 それにより、前記溶融金属が連続的に、前記排出導管を通って、前記排出導管の
前記出口端の外へ押し出される、誘導溶融システム。
【請求項１４】 前記排出導管が前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して
加えられる前記力なしで、前記るつぼから前記溶融金属の連続的な流れを引き出
すためにサイフォンを形成する、請求項１３に記載の誘導溶融システム。
【請求項１５】 前記連続的な流れのガスによる中断を形成し、それにより
、前記連続的な流れを終了させるために、前記排出導管に前記排出導管に特定の
圧力でガスを注入するためのポートをさらに備える、請求項１４に記載の誘導溶
融システム。
【請求項１６】 溶融金属の連続的な供給を連続的に与えるための方法であ
って： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率の材料から形成される、封止されたる
つぼの中に供給材料を連続的に供給すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻
き、前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも１つの誘導コイル
に電流を供給することによって前記るつぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記溶融金属への熱の伝導によって、前記供給材料を加熱する
こと；及び、 溶融金属を閉じられたるつぼから突き出している排出導管の出口開口から連続
的に引き出すために、前記溶融金属に前記排出導管を部分的に浸すこと、 のステップから成る方法。
【請求項１７】 溶融金属を前記排出導管の出口開口を通して連続的に押し
出すために、特定の圧力のガスを前記閉じられたるつぼの中に連続的に注入する
ステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】 前記排出導管を通しての溶融金属の連続的なサイフォン動
作を開始するために、特定の圧力のガスを前記閉じられたるつぼの中に注入する
ステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】 溶融金属の前記連続的なサイフォン動作を中断するために
、特定の圧力のガスを前記排出導管の中に注入するステップをさらに含む、請求
項１８に記載の方法。
【請求項２０】 金属を加熱するための方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される容器に前
記金属を配置すること； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記容器を巻き、
分離スリーブによって前記容器から電気的及び熱的に分離された、少なくとも１
つの誘導コイルに電流を供給することによって前記容器を誘導により加熱するこ
と； 前記電流によって発生する磁場の浸透の深さが容器の厚さの半分から容器の厚
さまでの範囲になり、さらに前記磁場の前記複数の導線の各導線の材料への浸透
の深さが前記複数の導線の各導線厚さより大きくなるように、電流の周波数を調
整すること；及び、 前記容器から前記金属への熱の伝導によって前記金属を加熱すること、 のステップから成る方法。
【請求項２１】 連続的な加工品を加熱するための誘導炉であって： 連続的な加工品がそれを通って移動するトンネルを形成し、実質的に高電気抵
抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
少なくとも１つの誘導コイル； るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率の、電気的
及び熱的に分離する分離スリーブ、 から成る誘導炉。
【請求項２２】 離散的な加工品を加熱するための誘導炉であって： 離散的な（または、個々の）加工品をるつぼ内に移動することができるように
、選択的に閉じることができる開口を持った実質的に閉じられたるつぼであって
、実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、実質的に前記るつ
ぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル； るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率の、電気的
及び熱的に分離する分離スリーブ；及び、 離散的な加工品をるつぼの中に移動するための搬送システム、 から成る誘導炉。
【請求項２３】 複数の離散的な加工品を加熱するための誘導炉であって： トンネル形のるつぼ； 複数の離散的な加工品を前記トンネル形のるつぼのトンネルを通して搬送する
、前記トンネルを貫通する連続的なコンベアを持った搬送システム； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記トンネル形る
つぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル；及び、 トンネル形るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率
の、電気的及び熱的に分離する分離スリーブ、 から成る誘導炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 9/16 Ｃ２２Ｂ 9/16 ４Ｋ０６３ Ｆ２７Ｂ 9/06 Ｆ２７Ｂ 9/06 Ｅ Ｆ２７Ｄ 11/06 Ｆ２７Ｄ 11/06 Ａ Ｚ Ｈ０５Ｂ 6/24 Ｈ０５Ｂ 6/24 // Ｃ２２Ｂ 1/00 ６０１ Ｃ２２Ｂ 1/00 ６０１ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジョン エイチ．モーティマー アメリカ合衆国 08054 ニュージャージ ー、マウント ローレル、サンドハースト ドライブ 99 (72)発明者 ジョーゼフ ティー．ベルシュ アメリカ合衆国 08054 ニュージャージ ー、マウント ローレル、ノッティー オ ーク ドライブ 220 (72)発明者 リチャード エイ．ランロフ アメリカ合衆国 08057 ニュージャージ ー、モーズタウン、イレイザー ロード 50 (72)発明者 オーレライン マブロディン アメリカ合衆国 08054 ニュージャージ ー、マウント ローレル、バリンジャー ウェイ ５ Ｆターム(参考） 3K059 AB15 AB27 AD03 4K001 AA02 AA10 BA22 EA05 GA17 4K034 AA11 EA01 EA11 4K046 AA01 CA01 CD02 CD12 4K050 AA01 BA01 CD07 4K063 AA04 AA05 BA02 BA03 CA01 FA39

Claims (59)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属の装填材料を溶かすための誘導炉であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される、前記金
    属装填材料を保持するためにるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
    少なくとも１つの誘導コイル；及び、 前記るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁度の
    、電気的及び熱的に分離する分離スリーブ、 から成る誘導炉。
  2. 【請求項２】 前記るつぼが炭化珪素及び高透磁率スチールから成るグルー
    プから選択される材料から実質的に形成される、請求項１に記載の誘導炉。
  3. 【請求項３】 前記分離スリーブがセラミック材料の複合材料から成る、請
    求項１に記載の誘導炉。
  4. 【請求項４】 前記複合セラミック材料が少なくとも１つの内側のセラミッ
    ク層及び、少なくとも１つの外側のセラミックの層の間に配置された気泡を持っ
    たセラミックから成る、請求項３に記載の誘導炉。
  5. 【請求項５】 金属装填材料を溶かすための誘導溶融システムであって： 選択された周波数のＡＣ電力を供給するために構成されたインバーターを備え
    る少なくとも１つの電源； 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される、前記金
    属装填材料を保持するためにるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
    少なくとも１つの誘導コイル；及び、 前記るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分離する
    ための分離スリーブ、 から成り、 前記少なくとも１つの誘導コイルの選択された周波数の電流によって発生する
    磁場のるつぼの材質への浸透の深さがるつぼの厚さの半分からるつぼの厚さまで
    の範囲であり、前記磁場の導線への浸透の深さが導線の厚さより大きく、さらに
    前記磁場の分離スリーブへの浸透の深さが分離スリーブの厚さより大きく； それにより、前記電流によって前記少なくとも１つの誘導コイルに発生する磁
    場が前記るつぼが前記金属装填材料を溶かすように、前記るつぼを加熱するため
    に前記るつぼに電磁結合する誘導溶融システム。
  6. 【請求項６】 前記るつぼが炭化珪素または高透磁率スチールから実質的に
    形成される、請求項５に記載の誘導溶融システム。
  7. 【請求項７】 前記分離スリーブがセラミックの複合材料である、請求項５
    に記載の誘導溶融システム。
  8. 【請求項８】 前記複合セラミック材料が内側のセラミック層及び、外側の
    セラミックの層の間に配置された気泡を持ったセラミックから成る、請求項７に
    記載の誘導溶融システム。
  9. 【請求項９】 前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導コ
    イルが空冷される、請求項５に記載の誘導溶融システム。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イルに隣接して取り付けられる、請求項５に記載の誘導溶融システム。
  11. 【請求項１１】 空気流が前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１
    つの誘導コイルを順次、冷却する、請求項１０に記載の誘導溶融システム。
  12. 【請求項１２】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イル内の電流浸透の深さが前記多数の銅導線の各々の直径より十分に大きくなり
    、前記るつぼの電流浸透の深さが前記るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるよ
    うに選択された周波数で動作する、請求項５に記載の誘導溶融システム。
  13. 【請求項１３】 金属装填材料を溶かすための方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼに
    前記金属装填材料を配置すること； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻き
    、分離スリーブによって前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくと
    も１つの誘導コイルに選択された周波数の電流を供給することによって前記るつ
    ぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記金属装填材料への熱の伝導によって前記金属装填材料を溶
    かすこと、 のステップから成り、 前記少なくとも１つの誘導コイルの前記電流によって発生する磁場のるつぼの
    材質への浸透の深さがるつぼの厚さの半分からるつぼの厚さまでの範囲であり、
    さらに前記磁場の複数の導線の各々の１つへの浸透の深さが前記複数の導線の各
    々の１つの厚さより大きい金属装填材料を溶かすための方法。
  14. 【請求項１４】 重金属の含有物を含む金属断片から金属を分離するための
    誘導溶融システムであって： 少なくとも１つの電源； 溶融金属を生成するために前記金属断片を受容し、加熱するための乾燥小室誘
    導炉であって： 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
    高電気抵抗を持つか、または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記金属
    断片を保持し加熱するための乾燥小室るつぼ 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記乾燥小室るつ
    ぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル；及び、 前記乾燥小室るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に
    分離するための分離スリーブ、 から成り、 それにより、前記少なくとも１つの電源に接続された前記少なくとも１つの誘
    導コイルの電流によって発生する磁場が前記乾燥小室るつぼからの熱伝導が前記
    金属断片から前記溶融金属を生成するように、前記乾燥小室るつぼを加熱するた
    めに前記乾燥小室るつぼに電磁結合する乾燥小室るつぼ； 前記溶融金属を前記乾燥小室誘導炉から流し出す手段； 前記溶融金属を流し出すための手段によって前記溶融金属を受容するための湿
    潤小室誘導炉であって： 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
    高電気抵抗を持つか、または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融
    金属を保持するための湿潤小室るつぼ 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記湿潤小室るつ
    ぼを巻き、前記少なくとも１つの電源に接続されるように構成された、少なくと
    も１つの誘導コイル；及び、 前記湿潤小室るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に
    分離するための分離スリーブ、 から成る湿潤小室るつぼ；及び、 前記乾燥小室誘導炉から前記重金属含有物を除去するための手段、 から成る、誘導溶融システム。
  15. 【請求項１５】 前記乾燥小室るつぼ及び前記湿潤小室るつぼが炭化珪素ま
    たは高透磁率スチールから、実質的に形成される、請求項１４に記載の誘導溶融
    システム。
  16. 【請求項１６】 前記乾燥小室誘導炉及び前記湿潤小室誘導炉のための前記
    分離スリーブがセラミック材料の複合材料である、請求項１４に記載の誘導溶融
    システム。
  17. 【請求項１７】 前記セラミック材料の複合材料がさらに、少なくとも１つ
    の内側のセラミック層及び、少なくとも１つの外側のセラミックの層の間に配置
    された気泡を持ったセラミックから成る、請求項１６に記載の誘導溶融システム
    。
  18. 【請求項１８】 前記乾燥小室誘導炉及び前記湿潤小室誘導炉の前記少なく
    とも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導コイルが空冷される、請求項１４
    に記載の誘導溶融システム。
  19. 【請求項１９】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イルに隣接して取り付けられ、前記乾燥小室誘導炉及び前記湿潤小室誘導炉の少
    なくともどちらか１つの、少なくとも電源、及び少なくとも１つの誘導コイルが
    空冷される、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  20. 【請求項２０】 空気流が前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１
    つの誘導コイルを順次、冷却する、請求項１９に記載の誘導溶融システム。
  21. 【請求項２１】 前記溶融金属を前記乾燥小室誘導炉から前記湿潤小室誘導
    炉へ流し出すための前記手段が前記乾燥小室誘導炉の底部に配置された樋（trou
    gh）から成る、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  22. 【請求項２２】 前記重金属含有物の除去のための前記手段が前記乾燥小室
    誘導炉の底部の蝶番から成る、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  23. 【請求項２３】 前記重金属含有物の除去のための前記手段がさらに、前記
    蝶番の底部を選択的に開くために前記蝶番の底部を支えているシリンダー及び、
    前記蝶番の底部が開いたときに、前記重金属含有物を受容するためのスラグ箱を
    備える、請求項２２に記載の誘導溶融システム。
  24. 【請求項２４】 前記乾燥小室誘導炉が前記金属断片に加熱による排気ガス
    のための排気ダクトを含む蓋を持つ、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  25. 【請求項２５】 前記金属断片を前記乾燥小室のるつぼに配置するために、
    振動性のコンベアをさらに含む、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  26. 【請求項２６】 １つまたは複数の付加的な湿潤小室をさらに含み、前記溶
    融金属を前記乾燥小室誘導炉から前記湿潤小室炉へ流し出すための手段が前記溶
    融金属を前記乾燥小室誘導炉から前記湿潤小室誘導炉及び、前記１つまたは複数
    の付加的な湿潤小室誘導炉へ選択的に搬送するために搬送手段を含む、請求項１
    ４に記載の誘導溶融システム。
  27. 【請求項２７】 前記前記溶融金属を前記乾燥小室誘導炉から前記湿潤小室
    誘導炉及び１つまたは複数の付加的な湿潤小室誘導炉へ選択的に搬送するための
    前記搬送手段が調整可能な樋（launder）から成る、請求項２６に記載の誘導溶
    融システム。
  28. 【請求項２８】 前記乾燥小室るつぼが前記乾燥小室誘導炉から取外し可能
    である、請求項２６に記載の誘導溶融システム。
  29. 【請求項２９】 前記少なくとも１つの電源が前記乾燥小室誘導炉及び前記
    湿潤小室誘導炉の前記少なくとも１つの誘導コイル内の電流浸透の深さが前記乾
    燥小室誘導炉及び前記湿潤小室誘導炉の前記各導線の直径より十分に大きくなり
    、前記乾燥小室るつぼ及び前記湿潤小室るつぼの電流浸透の深さがそれぞれ、前
    記乾燥小室るつぼ及び前記湿潤小室るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるよう
    に選択された周波数で動作する、請求項１４に記載の誘導溶融システム。
  30. 【請求項３０】 重金属の含有物を含む金属断片から金属を分離する方法で
    あって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される乾燥小室
    るつぼに前記金属断片を配置すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記乾燥小室る
    つぼを巻き、前記乾燥小室るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも
    １つの誘導コイルに電流を供給することによって前記乾燥小室るつぼを誘導によ
    り加熱すること； 前記乾燥小室るつぼから前記金属装填材料への熱伝導によって前記金属断片を
    前記金属断片から溶融金属に溶かすこと； 前記溶融金属を前記乾燥小室るつぼから実質的に高電気抵抗または高磁気透磁
    率の材料から形成される、１つまたは複数の湿潤小室るつぼに選択的に流し込む
    こと； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記１つまたは
    複数の湿潤小室るつぼの各々を巻き、且つ、それらから電気的及び熱的に分離さ
    れた、少なくとも１つの誘導コイルに電流を供給することによって前記１つまた
    は複数の湿潤小室るつぼを誘導により加熱すること； 前記湿潤小室るつぼから前記溶融金属装填材料への熱の伝導によって、前記１
    つまたは複数の湿潤小室るつぼ内の前記溶融金属を加熱すること、 のステップから成る方法。
  31. 【請求項３１】 前記１つまたは複数の湿潤小室炉から前記前記１つまたは
    複数の湿潤小室るつぼを取り出すステップをさらに含む、請求項３０に記載の方
    法。
  32. 【請求項３２】 溶融金属から鋳型を鋳造するための誘導炉であって： 少なくとも１つの電源； 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために、実質的に
    高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融金属を保持
    し加熱するためのるつぼ； 前記るつぼの内部を封止するための封止手段； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記高電気抵抗
    るつぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル； 前記高抵抗るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分
    離するための分離スリーブ； 前記溶融金属に浸される第１端及びフランジ状にされた前記第１端の反対側の
    端を持ち、前記封止手段を貫通して突き出す管； 前記管にそろった入口（または、ゲート）を持ち、前記フランジ状の端の上に
    配置される前記鋳型；及び、 前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して力を与えるために、前記るつぼの内
    部に特定の圧力のガスを注入するための、前記封止手段のポート、 から成り、 それにより、前記鋳型の中空部分を充填するために、前記溶融金属が前記管の
    開口を通して前記鋳型のゲートの中に押し出される、誘導炉。
  33. 【請求項３３】 前記るつぼが実質的に、炭化珪素または高透磁率スチール
    から形成される、請求項３２に記載の誘導炉。
  34. 【請求項３４】 前記分離スリーブがセラミック材料の複合材料である、請
    求項３２に記載の誘導炉。
  35. 【請求項３５】 前記セラミック材料の複合材料が少なくとも１つの内側及
    び、少なくとも１つの外側のセラミックの層の間に配置された気泡を持ったセラ
    ミックから成る、請求項３４に記載の誘導炉。
  36. 【請求項３６】 前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導
    コイルが空冷される、請求項３２に記載の誘導炉。
  37. 【請求項３７】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イルに隣接して取り付けられる、請求項３２に記載の誘導炉。
  38. 【請求項３８】 空気流が前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１
    つの誘導コイルの部品を順次、冷却する、請求項３７に記載の誘導炉。
  39. 【請求項３９】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イル内の電流浸透の深さが前記各多数の銅導線の直径より十分に大きくなり、前
    記るつぼの電流浸透の深さが前記るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるように
    選択された周波数で動作する、請求項３２に記載の誘導炉。
  40. 【請求項４０】 溶融金属から鋳型を鋳造する方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼに
    前記溶融金属を配置すること； 前記るつぼの内部を封止すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻
    き、前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも１つの誘導コイル
    に電流を供給することによって前記るつぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記溶融金属への熱の伝導によって、前記溶融金属を加熱する
    こと； 前記鋳型をフランジ状の端の開口の上に配置するために、前記鋳型を前記るつ
    ぼを貫通して突き出る管の前記フランジ状の端に置くこと； 前記管の前記フランジ状の端の反対側の端を前記溶融金属の中に浸すこと； 前記るつぼの内部を加圧し、溶融金属を前記管から前記鋳型の中に押し出すた
    めに、前記るつぼの中にガスを注入すること； 前記鋳型を溶融金属で充填すること； 前記るつぼを減圧すること；及び、 前記鋳型を前記管から取り外すこと、 のステップから成る方法。
  41. 【請求項４１】 溶融金属の連続的な供給を与えるための誘導溶融システム
    であって： 少なくとも１つの電源； 磁場が存在する状態で、それへの電流浸透の深さを制限するために選択された
    、実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成され、前記溶融
    金属を保持し加熱するためのるつぼ； 前記るつぼの内部を封止するための封止手段； 互いに絶縁された多数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
    少なくとも１つの誘導コイル； 前記るつぼを前記少なくとも１つの誘導コイルから電気的及び熱的に分離する
    ための分離スリーブ； 前記溶融金属に浸される出口端及び、供給材料の前記溶融金属への連続的な供
    給のために構成された、前記出口端の反対側の受容端を持ち、前記封止手段を通
    して突き出る吸入導管； 前記溶融金属に浸される第１端及び、前記第１端の反対側の出口端を持ち、前
    記封止手段から突き出る排出導管； 前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して力を与えるために、前記るつぼの内
    部に特定の圧力のガスを注入するための、前記封止手段のポート、 から成り、 それにより、前記溶融金属が連続的に、前記排出導管を通って、前記排出導管の
    前記出口端の外へ押し出される、誘導溶融システム。
  42. 【請求項４２】 前記排出導管が前記るつぼの前記溶融金属の表面に対して
    加えられる前記力なしで、前記るつぼから前記溶融金属の連続的な流れを引き出
    すためにサイフォンを形成する、請求項４１に記載の誘導溶融システム。
  43. 【請求項４３】 前記連続的な流れのガスによる中断を形成し、それにより
    、前記連続的な流れを終了させるために、前記排出導管に前記排出導管に特定の
    圧力でガスを注入するためのポートをさらに備える、請求項４２に記載の誘導溶
    融システム。
  44. 【請求項４４】 前記るつぼが実質的に、炭化珪素または高透磁率スチール
    から形成される、請求項４１に記載の誘導溶融システム。
  45. 【請求項４５】 前記分離スリーブがセラミック材料の複合材料である、請
    求項４１に記載の誘導溶融システム。
  46. 【請求項４６】 前記セラミック材料の複合材料が少なくとも１つの内側及
    び、少なくとも１つの外側のセラミックの層の間に配置された気泡を持ったセラ
    ミックから成る、請求項４５に記載の誘導溶融システム。
  47. 【請求項４７】 前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１つの誘導
    コイルが空冷される、請求項４１に記載の誘導溶融システム。
  48. 【請求項４８】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イルに隣接して取り付けられる、請求項４１に記載の誘導溶融システム。
  49. 【請求項４９】 空気流が前記少なくとも１つの電源及び前記少なくとも１
    つの誘導コイルの部品を順次、冷却する、請求項４８に記載の誘導溶融システム
    。
  50. 【請求項５０】 前記少なくとも１つの電源が前記少なくとも１つの誘導コ
    イル内の電流浸透の深さが前記多数の銅導線の各々の直径より十分に大きくなり
    、前記るつぼの電流浸透の深さが前記るつぼの厚さの約１．２倍に等しくなるよ
    うに選択された周波数で動作する、請求項４１に記載の誘導溶融システム。
  51. 【請求項５１】 溶融金属の連続的な供給を連続的に与えるための方法であ
    って： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率の材料から形成される、封止されたる
    つぼの中に供給材料を連続的に供給すること； 互いに絶縁された多数の銅導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻
    き、前記るつぼから電気的及び熱的に分離された、少なくとも１つの誘導コイル
    に電流を供給することによって前記るつぼを誘導により加熱すること； 前記るつぼから前記溶融金属への熱の伝導によって、前記供給材料を加熱する
    こと；及び、 溶融金属を閉じられたるつぼから突き出している排出導管の出口開口から連続
    的に引き出すために、前記溶融金属に前記排出導管を部分的に浸すこと、 のステップから成る方法。
  52. 【請求項５２】 溶融金属を前記排出導管の出口開口を通して連続的に押し
    出すために、特定の圧力のガスを前記閉じられたるつぼの中に連続的に注入する
    ステップをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記排出導管を通しての溶融金属の連続的なサイフォン動
    作を開始するために、特定の圧力のガスを前記閉じられたるつぼの中に注入する
    ステップをさらに含む、請求項５２に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 溶融金属の前記連続的なサイフォン動作を中断するために
    、特定の圧力のガスを前記排出導管の中に注入するステップをさらに含む、請求
    項５３に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 金属を加熱するための方法であって： 実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成される容器に前
    記金属を配置すること； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記容器を巻き、
    分離スリーブによって前記容器から電気的及び熱的に分離された、少なくとも１
    つの誘導コイルに電流を供給することによって前記容器を誘導により加熱するこ
    と； 前記電流によって発生する磁場の浸透の深さが容器の厚さの半分から容器の厚
    さまでの範囲になり、さらに前記磁場の前記複数の導線の各導線の材料への浸透
    の深さが前記複数の導線の各導線厚さより大きくなるように、電流の周波数を調
    整すること；及び、 前記容器から前記金属への熱の伝導によって前記金属を加熱すること、 のステップから成る方法。
  56. 【請求項５６】 前記容器が実質的に、炭化珪素または高透磁率スチールか
    ら形成される、請求項５５に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 連続的な加工品を加熱するための誘導炉であって： 連続的な加工品がそれを通って移動するトンネルを形成し、実質的に高電気抵
    抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記るつぼを巻く
    少なくとも１つの誘導コイル； るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率の、電気的
    及び熱的に分離する分離スリーブ、 から成る誘導炉。
  58. 【請求項５８】 離散的な加工品を加熱するための誘導炉であって： 離散的な（または、個々の）加工品をるつぼ内に移動することができるように
    、選択的に閉じることができる開口を持った実質的に閉じられたるつぼであって
    、実質的に高電気抵抗または高磁気透磁率を持った材料から形成されるるつぼ； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、実質的に前記るつ
    ぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル； るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率の、電気的
    及び熱的に分離する分離スリーブ；及び、 離散的な加工品をるつぼの中に移動するための搬送システム、 から成る誘導炉。
  59. 【請求項５９】 複数の離散的な加工品を加熱するための誘導炉であって： トンネル形のるつぼ； 複数の離散的な加工品を前記トンネル形のるつぼのトンネルを通して搬送する
    、前記トンネルを貫通する連続的なコンベアを持った搬送システム； 互いに絶縁された複数の導線が巻かれたケーブルから成り、前記トンネル形る
    つぼを巻く少なくとも１つの誘導コイル；及び、 トンネル形るつぼを少なくとも１つの誘導コイルから分離する、低磁気透磁率
    の、電気的及び熱的に分離する分離スリーブ、 から成る誘導炉。
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