JP2912546B2 - 真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉 - Google Patents
真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉Info
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- F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
- F27B14/0806—Charging or discharging devices
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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- B22D39/06—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by controlling the pressure above the molten metal
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- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B14/061—Induction furnaces
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導溶解炉において真空
溶解した溶湯を炉蓋を交換して加圧注湯により連続的に
出湯できる真空溶解と加圧注湯兼用の誘導炉に関する。
溶解した溶湯を炉蓋を交換して加圧注湯により連続的に
出湯できる真空溶解と加圧注湯兼用の誘導炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性な金属（以下、活性金属という）を
含む合金の溶解に当たっては、活性金属の歩留、および
インゴット品質を向上させる上で合金中の活性金属の酸
化を防止することが不可欠である。したがって、従来か
ら利用されているいわゆる真空溶解法は真空排気した気
密容器内の誘導溶解炉（以下、溶解炉という）内で合金
を溶解する方法であり、この方法は合金の酸化防止には
有効な手段である。
含む合金の溶解に当たっては、活性金属の歩留、および
インゴット品質を向上させる上で合金中の活性金属の酸
化を防止することが不可欠である。したがって、従来か
ら利用されているいわゆる真空溶解法は真空排気した気
密容器内の誘導溶解炉（以下、溶解炉という）内で合金
を溶解する方法であり、この方法は合金の酸化防止には
有効な手段である。
【０００３】一方、真空溶解した溶湯の清浄度を保った
状態で溶湯を鋳造する手段として、同一気密容器内に収
めた鋳型へ鋳込む真空鋳造法が有効であるが、容積の限
られた気密容器内での鋳造はいわゆる造塊法に限定さ
れ、得られたインゴットを熱間圧延する前に鍛造、皮剥
ぎなどの加工が必要となる。
状態で溶湯を鋳造する手段として、同一気密容器内に収
めた鋳型へ鋳込む真空鋳造法が有効であるが、容積の限
られた気密容器内での鋳造はいわゆる造塊法に限定さ
れ、得られたインゴットを熱間圧延する前に鍛造、皮剥
ぎなどの加工が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術では、
真空溶解中に発生したスラグの除去は溶解炉が気密容器
内に収められていることから有用な手段がなく、したが
って溶解する原料を限定する必要があった。通常スクラ
ップの使用は避け、いわゆるバージン原料のみを溶解し
て不可避で発生するスラグを最小限にとどめる必要があ
った。しかしながら、鋳型へ溶湯を鋳込む際には溶解炉
を傾動して出湯するため、不可避で発生したスラグは溶
解炉の傾動とともに出湯口に流れ込み、鋳型内へ巻き込
まれることが避けられない現状である。
真空溶解中に発生したスラグの除去は溶解炉が気密容器
内に収められていることから有用な手段がなく、したが
って溶解する原料を限定する必要があった。通常スクラ
ップの使用は避け、いわゆるバージン原料のみを溶解し
て不可避で発生するスラグを最小限にとどめる必要があ
った。しかしながら、鋳型へ溶湯を鋳込む際には溶解炉
を傾動して出湯するため、不可避で発生したスラグは溶
解炉の傾動とともに出湯口に流れ込み、鋳型内へ巻き込
まれることが避けられない現状である。
【０００５】一方、大型のインゴットを必要とする際
は、真空溶解・真空鋳造法では溶解炉および鋳型を収納
する気密容器全体を大型化する必要があり、さらに真空
排気能力の増強を必要とする。
は、真空溶解・真空鋳造法では溶解炉および鋳型を収納
する気密容器全体を大型化する必要があり、さらに真空
排気能力の増強を必要とする。
【０００６】したがって、コスト競争力の観点からする
と、直接熱間圧延可能な大型インゴットを製造するため
には、連続鋳造法による鋳造が望ましいが、連続鋳造機
全体を気密容器内に収めるためには莫大な設備投資を必
要とする。そのため、連続鋳造を行う際には、真空溶解
した溶湯を一旦大気中または保護雰囲気中の樋などの連
続鋳造機への移送経路へ出湯しなければならないが、前
記の炉傾動によるスラグの流れ込みとともに、出湯口お
よび移送経路での酸化は避けられず、インゴット品質を
著しく低下させる原因となっていた。
と、直接熱間圧延可能な大型インゴットを製造するため
には、連続鋳造法による鋳造が望ましいが、連続鋳造機
全体を気密容器内に収めるためには莫大な設備投資を必
要とする。そのため、連続鋳造を行う際には、真空溶解
した溶湯を一旦大気中または保護雰囲気中の樋などの連
続鋳造機への移送経路へ出湯しなければならないが、前
記の炉傾動によるスラグの流れ込みとともに、出湯口お
よび移送経路での酸化は避けられず、インゴット品質を
著しく低下させる原因となっていた。
【０００７】本発明は、かかる事情に鑑み完成されたも
のであり、活性金属を含む合金の溶解鋳造に際し、原料
としてスクラップを溶解してもスラグの発生を抑制し、
発生したスラグを巻き込むことなく溶湯を炉外へ出湯
し、大型のインゴットを連続鋳造することが可能な真空
溶解と加圧注湯兼用の誘導炉を提供することを目的とし
ている。
のであり、活性金属を含む合金の溶解鋳造に際し、原料
としてスクラップを溶解してもスラグの発生を抑制し、
発生したスラグを巻き込むことなく溶湯を炉外へ出湯
し、大型のインゴットを連続鋳造することが可能な真空
溶解と加圧注湯兼用の誘導炉を提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するための真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉であり、所
望の最大許容圧力までの加圧が可能で、かつ所望の圧力
までの真空排気が可能な気密容器に収容された誘導溶解
炉と、真空排気配管を備えた真空溶解用炉蓋と、注湯圧
力制御装置により制御された注湯圧力を炉内へ印加する
圧力配管を備え、また下端が前記誘導溶解炉内の底部に
開口し、上端に注湯ノズル付きの注湯室を接続した注湯
サイホンを貫通させた加圧注湯用炉蓋とから構成され、
前記真空溶解用炉蓋で密閉して真空排気配管から真空排
気した気密容器内の誘導溶解炉で真空溶解した溶湯を造
り、該真空溶解用炉蓋を移送手段によって待機位置へ移
送し、また加圧注湯用炉蓋を移送手段によって待機位置
より気密容器の上端部に移送することによって、該真空
溶解用炉蓋を前記加圧注湯用炉蓋に交換し、該加圧注湯
炉蓋で密閉した気密容器内に最大許容圧力まで圧力を圧
力配管から印加し前記誘導溶解炉内の底部に開口した注
湯サイホンを利用して前記誘導溶解炉内の清浄な溶湯の
みを注湯ノズルから出湯できるようにしたことを特徴と
する真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉である。
成するための真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉であり、所
望の最大許容圧力までの加圧が可能で、かつ所望の圧力
までの真空排気が可能な気密容器に収容された誘導溶解
炉と、真空排気配管を備えた真空溶解用炉蓋と、注湯圧
力制御装置により制御された注湯圧力を炉内へ印加する
圧力配管を備え、また下端が前記誘導溶解炉内の底部に
開口し、上端に注湯ノズル付きの注湯室を接続した注湯
サイホンを貫通させた加圧注湯用炉蓋とから構成され、
前記真空溶解用炉蓋で密閉して真空排気配管から真空排
気した気密容器内の誘導溶解炉で真空溶解した溶湯を造
り、該真空溶解用炉蓋を移送手段によって待機位置へ移
送し、また加圧注湯用炉蓋を移送手段によって待機位置
より気密容器の上端部に移送することによって、該真空
溶解用炉蓋を前記加圧注湯用炉蓋に交換し、該加圧注湯
炉蓋で密閉した気密容器内に最大許容圧力まで圧力を圧
力配管から印加し前記誘導溶解炉内の底部に開口した注
湯サイホンを利用して前記誘導溶解炉内の清浄な溶湯の
みを注湯ノズルから出湯できるようにしたことを特徴と
する真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉である。
【０００９】また、上記真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉
は、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉であるか、または溝型誘
導溶解炉である。そして、上記真空溶解と加圧注湯兼用
誘導炉は、真空溶解炉蓋に真空排気可能な気密の原料投
入装置、溶湯測温装置を設けている。また、注湯室には
外熱式加熱装置か、または誘導式加熱装置を設けてい
る。さらに真空溶解用炉蓋と加圧注湯用炉蓋はシリンダ
または電動駆動装置により上下方向、および水平方向に
移動可能になっている。
は、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉であるか、または溝型誘
導溶解炉である。そして、上記真空溶解と加圧注湯兼用
誘導炉は、真空溶解炉蓋に真空排気可能な気密の原料投
入装置、溶湯測温装置を設けている。また、注湯室には
外熱式加熱装置か、または誘導式加熱装置を設けてい
る。さらに真空溶解用炉蓋と加圧注湯用炉蓋はシリンダ
または電動駆動装置により上下方向、および水平方向に
移動可能になっている。
【００１０】
【作用】次に、本発明の作用について説明すると、先ず
真空溶解用炉蓋を移送手段によって気密容器の上端部に
移送し、誘導溶解炉を収納した気密容器の上端部に真空
溶解用炉蓋を装着密閉して、いわゆる真空溶解炉を形成
する。そして真空排気装置により真空排気配管から気密
容器内を所望の圧力まで排気し、一方原料投入装置内を
真空排気して気密容器内と同圧にした後、ゲートバルブ
を開け、活性金属を含む合金の原料を溶解炉内へ投入し
たり、またはスクラップなどの必要な追加原料を追加投
入した後、溶解炉内のこれらの原料を誘導加熱により溶
解する。この際には、炉内の原料を誘導加熱により真空
溶解するから、合金の酸化は防止される。また原料とし
てスクラップを使用した場合には溶解時にスラグの発生
は防げないが、真空中での溶解であるためスラグの発生
量は大気溶解と比較して大幅に抑制される。さらに、所
定量の溶解終了後、真空中で溶湯温度が低下しない程度
の電力をかけたまま一定時間溶湯を保持するから、炉内
の溶湯は鎮静化され、溶解中に発生したスラグは溶湯と
の比重差により溶湯表面へ浮上する。
真空溶解用炉蓋を移送手段によって気密容器の上端部に
移送し、誘導溶解炉を収納した気密容器の上端部に真空
溶解用炉蓋を装着密閉して、いわゆる真空溶解炉を形成
する。そして真空排気装置により真空排気配管から気密
容器内を所望の圧力まで排気し、一方原料投入装置内を
真空排気して気密容器内と同圧にした後、ゲートバルブ
を開け、活性金属を含む合金の原料を溶解炉内へ投入し
たり、またはスクラップなどの必要な追加原料を追加投
入した後、溶解炉内のこれらの原料を誘導加熱により溶
解する。この際には、炉内の原料を誘導加熱により真空
溶解するから、合金の酸化は防止される。また原料とし
てスクラップを使用した場合には溶解時にスラグの発生
は防げないが、真空中での溶解であるためスラグの発生
量は大気溶解と比較して大幅に抑制される。さらに、所
定量の溶解終了後、真空中で溶湯温度が低下しない程度
の電力をかけたまま一定時間溶湯を保持するから、炉内
の溶湯は鎮静化され、溶解中に発生したスラグは溶湯と
の比重差により溶湯表面へ浮上する。
【００１１】次に、炉蓋を真空溶解用炉蓋から加圧注湯
用炉蓋に交換して加圧注湯を行う際は、気密容器を解放
した後、真空溶解用炉蓋を移送手段によって待機位置へ
移送し、さらに加圧注湯用炉蓋を移送手段によって待機
位置より気密容器の上端部に移送し、加圧注湯用炉蓋を
ボルトと押さえ金具で固定して気密容器を再び密閉す
る。この加圧注湯用炉蓋に交換する際に炉内溶湯は一旦
大気に暴露されるが、溶湯表面に浮上したスラグの層が
被膜となり、炉内溶湯の酸化は抑制される。そして、加
圧注湯炉蓋の圧力管より注湯圧力制御装置で制御された
不活性ガス圧力を気密容器内に印加して、溶解炉のルツ
ボ内の溶湯表面を押し下げると、炉内の溶湯は唯一の炉
外への出口である溶解炉底部まで挿入された注湯サイホ
ン内を上昇して注湯室へ汲み上げられ、注湯室の他端に
設けた注湯ノズルより連続鋳造機へ注湯される。このよ
うにして加圧により注湯サイホンから注湯室に汲み上げ
られた溶湯によって、注湯ノズルから連続鋳造機への注
湯が行なわれるが、浮上しているスラグは所定量の注湯
が終了するまで炉内溶湯表面に浮上したままであり、連
続鋳造機への注湯に巻き込まれることはない。その後、
加圧注湯が終了した際は加圧注湯炉蓋の固定を外し、加
圧注湯炉蓋を待機位置まで退避させ気密容器を解放す
る。
用炉蓋に交換して加圧注湯を行う際は、気密容器を解放
した後、真空溶解用炉蓋を移送手段によって待機位置へ
移送し、さらに加圧注湯用炉蓋を移送手段によって待機
位置より気密容器の上端部に移送し、加圧注湯用炉蓋を
ボルトと押さえ金具で固定して気密容器を再び密閉す
る。この加圧注湯用炉蓋に交換する際に炉内溶湯は一旦
大気に暴露されるが、溶湯表面に浮上したスラグの層が
被膜となり、炉内溶湯の酸化は抑制される。そして、加
圧注湯炉蓋の圧力管より注湯圧力制御装置で制御された
不活性ガス圧力を気密容器内に印加して、溶解炉のルツ
ボ内の溶湯表面を押し下げると、炉内の溶湯は唯一の炉
外への出口である溶解炉底部まで挿入された注湯サイホ
ン内を上昇して注湯室へ汲み上げられ、注湯室の他端に
設けた注湯ノズルより連続鋳造機へ注湯される。このよ
うにして加圧により注湯サイホンから注湯室に汲み上げ
られた溶湯によって、注湯ノズルから連続鋳造機への注
湯が行なわれるが、浮上しているスラグは所定量の注湯
が終了するまで炉内溶湯表面に浮上したままであり、連
続鋳造機への注湯に巻き込まれることはない。その後、
加圧注湯が終了した際は加圧注湯炉蓋の固定を外し、加
圧注湯炉蓋を待機位置まで退避させ気密容器を解放す
る。
【００１２】気密容器内の誘導溶解炉は無鉄心ルツボ型
誘導溶解炉、あるいは溝型誘導溶解炉のいずれでも良い
が、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉は溝型誘導溶解炉に比べ
て溶解炉自体が小型であるため、気密容器および真空排
気装置の能力の小型化が図れる上、必要に応じて炉内の
溶湯を全量出湯できることから操業の集約化と品種切換
が容易である。同一品種での操業を連続して行う場合は
溝型誘導溶解炉が有利であり、操業形態により誘導溶解
炉を選択することが望ましい。また、真空溶解用炉蓋に
設けた真空排気可能な気密な原料投入装置を用いて、真
空中での溶解原料の追加が可能となり、溶解炉の容量を
満たす溶解量を確保することができる。また、真空排気
可能な溶湯側温装置を用い、真空中での温度調整が可能
である。
誘導溶解炉、あるいは溝型誘導溶解炉のいずれでも良い
が、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉は溝型誘導溶解炉に比べ
て溶解炉自体が小型であるため、気密容器および真空排
気装置の能力の小型化が図れる上、必要に応じて炉内の
溶湯を全量出湯できることから操業の集約化と品種切換
が容易である。同一品種での操業を連続して行う場合は
溝型誘導溶解炉が有利であり、操業形態により誘導溶解
炉を選択することが望ましい。また、真空溶解用炉蓋に
設けた真空排気可能な気密な原料投入装置を用いて、真
空中での溶解原料の追加が可能となり、溶解炉の容量を
満たす溶解量を確保することができる。また、真空排気
可能な溶湯側温装置を用い、真空中での温度調整が可能
である。
【００１３】また、上記注湯室に外熱式または誘導式の
加熱装置を設けることにより、注湯室へ汲み上げられた
溶湯の温度を低下させることなく一定の温度で連続鋳造
機へ注湯することが可能となり、また真空溶解用炉蓋と
加圧注湯用炉蓋はシリンダまたは電動駆動装置により上
下方向、および水平方向へ移動可能であり、炉蓋の交換
を迅速にかつ正確に行うことができる。
加熱装置を設けることにより、注湯室へ汲み上げられた
溶湯の温度を低下させることなく一定の温度で連続鋳造
機へ注湯することが可能となり、また真空溶解用炉蓋と
加圧注湯用炉蓋はシリンダまたは電動駆動装置により上
下方向、および水平方向へ移動可能であり、炉蓋の交換
を迅速にかつ正確に行うことができる。
【００１４】
【実施例】本発明に係る真空溶解と加圧注湯兼用の誘導
炉の一実施例について図面を参照して説明する。図１は
無鉄心ルツボ型誘導溶解炉を収納した気密容器の上端
に、真空溶解用炉蓋を装着した実施例の断面説明図であ
る。図において、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉４は、耐火
材から成るルツボ３とその外周に配置された誘導加熱コ
イル２と継鉄１とで構成されている。気密容器５と真空
溶解用炉蓋９はパッキン１１により密閉され、真空排気
配管１２より図示しない真空ポンプによって気密容器５
内は真空排気される。真空溶解用炉蓋９の上部には、原
料投入装置１３が設置されている。
炉の一実施例について図面を参照して説明する。図１は
無鉄心ルツボ型誘導溶解炉を収納した気密容器の上端
に、真空溶解用炉蓋を装着した実施例の断面説明図であ
る。図において、無鉄心ルツボ型誘導溶解炉４は、耐火
材から成るルツボ３とその外周に配置された誘導加熱コ
イル２と継鉄１とで構成されている。気密容器５と真空
溶解用炉蓋９はパッキン１１により密閉され、真空排気
配管１２より図示しない真空ポンプによって気密容器５
内は真空排気される。真空溶解用炉蓋９の上部には、原
料投入装置１３が設置されている。
【００１５】上記原料投入装置１３と真空溶解用炉蓋９
は、シリンダ１５で開閉するゲートバルブ１４で仕切ら
れ、原料投入装置内を真空排気配管１６より図示しない
真空ポンプによって真空排気して気密容器５内と同圧に
した後、ゲートバルブ１４を開け、例えばスクラップな
どの追加用原料を入れた原料投入バケット１８を昇降装
置１９により溶解炉直上まで下降させ、溶解炉内へ追加
投入する。なお、符号１７は原料投入室の扉である。ま
た、溶湯測温装置２３は真空排気配管２４から図示しな
い真空ポンプによって付属室２１内を真空排気して気密
容器５内と同圧にした後、ゲートバルブ２２を開けるこ
とにより熱電対２０を溶解炉内へ挿入でき、真空中での
溶湯温度が測定できる。
は、シリンダ１５で開閉するゲートバルブ１４で仕切ら
れ、原料投入装置内を真空排気配管１６より図示しない
真空ポンプによって真空排気して気密容器５内と同圧に
した後、ゲートバルブ１４を開け、例えばスクラップな
どの追加用原料を入れた原料投入バケット１８を昇降装
置１９により溶解炉直上まで下降させ、溶解炉内へ追加
投入する。なお、符号１７は原料投入室の扉である。ま
た、溶湯測温装置２３は真空排気配管２４から図示しな
い真空ポンプによって付属室２１内を真空排気して気密
容器５内と同圧にした後、ゲートバルブ２２を開けるこ
とにより熱電対２０を溶解炉内へ挿入でき、真空中での
溶湯温度が測定できる。
【００１６】図２は同じ無鉄心ルツボ型誘導溶解炉４を
収納した気密容器５の上端に、加圧注湯用炉蓋２５を装
着した実施例の断面説明図である。この加圧注湯炉蓋２
５はボルト２８と押さえ金具２９で気密容器５に固定
し、パッキン１１により気密容器５と加圧注湯炉蓋２５
は密閉される。加圧注湯炉蓋２５に設けられた圧力管２
６より図示しない注湯圧力制御装置で制御された不活性
ガス圧力を気密容器５内に印加すると、溶解炉４のルツ
ボ３内の溶湯８表面は押し下げられ、溶解炉底部に挿入
された注湯サイホン３２を上昇して注湯室３１へ汲み上
げられる。
収納した気密容器５の上端に、加圧注湯用炉蓋２５を装
着した実施例の断面説明図である。この加圧注湯炉蓋２
５はボルト２８と押さえ金具２９で気密容器５に固定
し、パッキン１１により気密容器５と加圧注湯炉蓋２５
は密閉される。加圧注湯炉蓋２５に設けられた圧力管２
６より図示しない注湯圧力制御装置で制御された不活性
ガス圧力を気密容器５内に印加すると、溶解炉４のルツ
ボ３内の溶湯８表面は押し下げられ、溶解炉底部に挿入
された注湯サイホン３２を上昇して注湯室３１へ汲み上
げられる。
【００１７】この場合、作業の安全性と操業運転の効率
から本実施例では印加する最大圧力を１気圧未満として
いる。この最大圧力と、溶湯（合金）の比重により汲み
上げられる最大高さが定まり、さらに必要出湯量とこの
最大高さから溶解炉の炉径および深さが設計されてい
る。なお、本実施例では最大許容圧力を１気圧未満とし
たが、これは本発明の１実施例にすぎず、本発明の特許
請求の範囲を限定するものではない。
から本実施例では印加する最大圧力を１気圧未満として
いる。この最大圧力と、溶湯（合金）の比重により汲み
上げられる最大高さが定まり、さらに必要出湯量とこの
最大高さから溶解炉の炉径および深さが設計されてい
る。なお、本実施例では最大許容圧力を１気圧未満とし
たが、これは本発明の１実施例にすぎず、本発明の特許
請求の範囲を限定するものではない。
【００１８】加圧により注湯サイホン３２から注湯室３
１に汲み上げられた溶湯３７は、注湯室３１の他端に設
けた注湯ノズル３３から図示しない連続鋳造機へ注湯さ
れるが、その注湯量の制御は圧力制御装置による気密容
器内へ印加圧力の制御で行ない、一定量を連続的に注湯
することが可能である。そして注湯が所定量に到達した
とき圧力制御装置による気密容器内へ圧力印加を停止す
る。この際、注湯サイホン３２は溶解炉の底部まで挿入
されているため、スラグ３０を浮上分離した清浄な溶湯
のみが注湯サイホン３２を上昇する。そして浮上してい
るスラグ３０は図３に示すように所定量の注湯が終了す
るまで炉内溶湯表面に浮上したままであり、連続鋳造機
への注湯に巻き込まれることはない。
１に汲み上げられた溶湯３７は、注湯室３１の他端に設
けた注湯ノズル３３から図示しない連続鋳造機へ注湯さ
れるが、その注湯量の制御は圧力制御装置による気密容
器内へ印加圧力の制御で行ない、一定量を連続的に注湯
することが可能である。そして注湯が所定量に到達した
とき圧力制御装置による気密容器内へ圧力印加を停止す
る。この際、注湯サイホン３２は溶解炉の底部まで挿入
されているため、スラグ３０を浮上分離した清浄な溶湯
のみが注湯サイホン３２を上昇する。そして浮上してい
るスラグ３０は図３に示すように所定量の注湯が終了す
るまで炉内溶湯表面に浮上したままであり、連続鋳造機
への注湯に巻き込まれることはない。
【００１９】図４は本実施例の加圧注湯炉蓋２５上に設
置した注湯室３１の断面図であり、注湯室３１の側壁に
は電熱ヒーター４０がヒーター支持体４１で支持されて
いる。この電熱ヒーター４０で注湯室３１内部の注湯樋
３４を予め所定温度に昇温した後に加圧注湯を開始すれ
ば、汲み上げられた溶湯３７の温度の低下が防止され
る。電熱ヒーター４０には図示しない熱電対と電力制御
装置により制御されているため、注湯室３１内の温度は
一定に保たれる。なお、注湯室３１の上部は開閉可能な
注湯室密閉蓋３５で密閉し、ガス配管４２から不活性ガ
スを封入して注湯中の溶湯３７の酸化を防止している。
図１から図４に示したものでは、溶解炉をルツボ型誘導
溶解炉、注湯室の加熱装置を電熱ヒーターとした例を示
したが、溶解炉として溝型誘導溶解炉、加熱装置として
誘導加熱装置を使用しても、同様の効果が得られる。
置した注湯室３１の断面図であり、注湯室３１の側壁に
は電熱ヒーター４０がヒーター支持体４１で支持されて
いる。この電熱ヒーター４０で注湯室３１内部の注湯樋
３４を予め所定温度に昇温した後に加圧注湯を開始すれ
ば、汲み上げられた溶湯３７の温度の低下が防止され
る。電熱ヒーター４０には図示しない熱電対と電力制御
装置により制御されているため、注湯室３１内の温度は
一定に保たれる。なお、注湯室３１の上部は開閉可能な
注湯室密閉蓋３５で密閉し、ガス配管４２から不活性ガ
スを封入して注湯中の溶湯３７の酸化を防止している。
図１から図４に示したものでは、溶解炉をルツボ型誘導
溶解炉、注湯室の加熱装置を電熱ヒーターとした例を示
したが、溶解炉として溝型誘導溶解炉、加熱装置として
誘導加熱装置を使用しても、同様の効果が得られる。
【００２０】図５は溶解炉４を収納した気密容器５と、
真空溶解用炉蓋９、および加圧注湯用炉蓋２５の移動配
置を示す説明図である。真空溶解用炉蓋９は図示しない
油圧シリンダで真空溶解用炉蓋走行台車４２に懸架され
ており、図示しない油圧シリンダで昇降する。真空溶解
用炉蓋９が上昇端にあるとき、真空溶解用炉蓋走行台車
４２は図示しない電動駆動装置で走行レール４３上を走
行する。この真空溶解用炉蓋走行台車４２は真空溶解を
行う際には待機位置より炉上へ走行し、炉蓋を油圧シリ
ンダで下降させ気密容器５の上端部を密閉する。また、
炉蓋を交換する際は、油圧シリンダで上昇して気密容器
５を解放し、待機位置へ走行する。
真空溶解用炉蓋９、および加圧注湯用炉蓋２５の移動配
置を示す説明図である。真空溶解用炉蓋９は図示しない
油圧シリンダで真空溶解用炉蓋走行台車４２に懸架され
ており、図示しない油圧シリンダで昇降する。真空溶解
用炉蓋９が上昇端にあるとき、真空溶解用炉蓋走行台車
４２は図示しない電動駆動装置で走行レール４３上を走
行する。この真空溶解用炉蓋走行台車４２は真空溶解を
行う際には待機位置より炉上へ走行し、炉蓋を油圧シリ
ンダで下降させ気密容器５の上端部を密閉する。また、
炉蓋を交換する際は、油圧シリンダで上昇して気密容器
５を解放し、待機位置へ走行する。
【００２１】一方、懸架アーム４５によって懸架されて
いる加圧注湯用炉蓋２５は昇降旋回装置４４で昇降し、
上昇端で旋回される。そして加圧注湯を行う際は、待機
位置より９０°旋回し下降した後、ボルトと押さえ金具
で固定して気密容器５を密閉する。加圧注湯が終了した
際は固定を外した後、上昇して気密容器５を解放し、待
機位置まで旋回させる。なお、加圧注湯用炉蓋の昇降装
置は、注湯サイホンが炉蓋の下方に突出しているため、
昇降ストロークの大きい装置を選択する必要がある。実
施例における昇降、走行、旋回装置によれば、真空溶解
用炉蓋９と加圧注湯用炉蓋２５の交換の所要時間は約２
分であり、短時間で正確な炉蓋交換作業が実施できる。
いる加圧注湯用炉蓋２５は昇降旋回装置４４で昇降し、
上昇端で旋回される。そして加圧注湯を行う際は、待機
位置より９０°旋回し下降した後、ボルトと押さえ金具
で固定して気密容器５を密閉する。加圧注湯が終了した
際は固定を外した後、上昇して気密容器５を解放し、待
機位置まで旋回させる。なお、加圧注湯用炉蓋の昇降装
置は、注湯サイホンが炉蓋の下方に突出しているため、
昇降ストロークの大きい装置を選択する必要がある。実
施例における昇降、走行、旋回装置によれば、真空溶解
用炉蓋９と加圧注湯用炉蓋２５の交換の所要時間は約２
分であり、短時間で正確な炉蓋交換作業が実施できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明による真空溶解と加圧注湯兼用誘
導炉によれば、一つの誘導溶解炉に対して真空溶解用と
加圧注湯用の二つの炉蓋を有するから、真空溶解した清
浄な溶湯のみを炉外へ注湯でき、その際炉傾動すること
がなく、誘導溶解炉内の底部に開口した注湯サイホンを
利用して底部から注湯するため炉内の溶湯は酸化が抑制
され、しかも発生したスラグを巻き込むことなくスラグ
を浮上分離した清浄な溶湯のみが連続的に炉外へ注湯で
きるので、従来真空溶解では使用できなかったスクラッ
プを原料として溶解でき、発生したスラグを巻き込むこ
となく清浄な溶湯のみを出湯でき、さらに連続鋳造機で
の大型インゴットが鋳造可能であるため、活性金属含有
合金の溶解鋳造が低コストで行える大きな効果がある。
導炉によれば、一つの誘導溶解炉に対して真空溶解用と
加圧注湯用の二つの炉蓋を有するから、真空溶解した清
浄な溶湯のみを炉外へ注湯でき、その際炉傾動すること
がなく、誘導溶解炉内の底部に開口した注湯サイホンを
利用して底部から注湯するため炉内の溶湯は酸化が抑制
され、しかも発生したスラグを巻き込むことなくスラグ
を浮上分離した清浄な溶湯のみが連続的に炉外へ注湯で
きるので、従来真空溶解では使用できなかったスクラッ
プを原料として溶解でき、発生したスラグを巻き込むこ
となく清浄な溶湯のみを出湯でき、さらに連続鋳造機で
の大型インゴットが鋳造可能であるため、活性金属含有
合金の溶解鋳造が低コストで行える大きな効果がある。
【図１】真空溶解用炉蓋を装着した場合の断面説明図で
ある。
ある。
【図２】加圧注湯用炉蓋を装着した場合の断面説明図で
ある。
ある。
【図３】図２における所定量の注湯が終了した際の断面
説明図である。
説明図である。
【図４】注湯室の断面説明図である。
【図５】誘導溶解炉、真空溶解用炉蓋、加圧注湯用炉蓋
の移動配置の説明図である。
の移動配置の説明図である。
１ 継鉄 ２ 加熱コイル ３ ルツボ ４ 誘導溶解炉 ５ 気密容器 ８、３７ 溶湯 ９ 真空溶解用炉蓋 １２、１６、２４ 真空排気配管 １３ 原料投入装置 １４、２２ ゲートバルブ １８ 原料投入バケット ２０ 熱電対 ２３ 溶湯測温装置 ２５ 加圧注湯用炉蓋 ２６ 圧力管 ３０ スラグ ３１ 注湯室 ３２ 注湯サイホン ３３ 注湯ノズル ３４ 注湯樋 ３５ 注湯室密閉蓋 ４０ 電熱ヒーター ４２ 真空溶解用炉蓋走行台車 ４４ 昇降旋回装置 ４５ 加圧注湯用炉蓋懸架アーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｂ 14/12 Ｆ２７Ｂ 14/12 (72)発明者 金城 秋夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 川崎 道夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−293634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−138861（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−34359（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F27B 14/00
Claims (7)
- 【請求項１】 所望の最大許容圧力までの加圧が可能
で、かつ所望の圧力までの真空排気が可能な気密容器に
収容された誘導溶解炉と、真空排気配管を備えた真空溶
解用炉蓋と、注湯圧力制御装置により制御された注湯圧
力を炉内へ印加する圧力配管を備え、また下端が前記誘
導溶解炉内の底部に開口し、上端に注湯ノズル付きの注
湯室を接続した注湯サイホンを貫通させた加圧注湯用炉
蓋とから構成され、前記真空溶解用炉蓋で密閉して真空
排気配管から真空排気した気密容器内の誘導溶解炉で真
空溶解した溶湯を造り、該真空溶解用炉蓋を移送手段に
よって待機位置へ移送し、また加圧注湯用炉蓋を移送手
段によって待機位置より気密容器の上端部に移送するこ
とによって、該真空溶解用炉蓋を前記加圧注湯用炉蓋に
交換し、該加圧注湯炉蓋で密閉した気密容器内に最大許
容圧力まで圧力を圧力配管から印加し前記誘導溶解炉内
の底部に開口した注湯サイホンを利用して前記誘導溶解
炉内の清浄な溶湯のみを注湯ノズルから出湯できるよう
にしたことを特徴とする真空溶解と加圧注湯兼用誘導
炉。 - 【請求項２】 誘導溶解炉が無鉄心ルツボ型誘導溶解炉
であることを特徴とする請求項１記載の真空溶解と加圧
注湯兼用誘導炉。 - 【請求項３】 誘導溶解炉が溝型誘導溶解炉であること
を特徴とする請求項１記載の真空溶解と加圧注湯兼用誘
導炉。 - 【請求項４】 真空溶解用炉蓋に真空排気可能な気密の
原料投入装置、溶湯測温装置を設けていることを特徴と
する請求項１、２または３に記載の真空溶解と加圧注湯
兼用誘導炉。 - 【請求項５】 注湯室に外熱式加熱装置を設けているこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれか１に記載
された真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉。 - 【請求項６】 注湯室に誘導式加熱装置を設けているこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれか１に記載
された真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉。 - 【請求項７】 シリンダまたは電動駆動装置により真空
溶解炉蓋と加圧注用炉蓋が上下方向、および水平方向に
移動可能であることを特徴とする請求項１から６までの
いずれか１に記載された真空溶解と加圧注湯兼用誘導
炉。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113879A JP2912546B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉 |
| US08/418,326 US5559827A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-07 | Vacuum melting-pressure pouring induction furnace |
| EP95302401A EP0697577B1 (en) | 1994-04-28 | 1995-04-11 | Vacuum melting - pressure pouring induction furnace |
| DE69506809T DE69506809T2 (de) | 1994-04-28 | 1995-04-11 | Induktionsofen zum Vakuumschmelzen und Druckgiessen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113879A JP2912546B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294150A JPH07294150A (ja) | 1995-11-10 |
| JP2912546B2 true JP2912546B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=14623414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6113879A Expired - Fee Related JP2912546B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5559827A (ja) |
| EP (1) | EP0697577B1 (ja) |
| JP (1) | JP2912546B2 (ja) |
| DE (1) | DE69506809T2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPM830094A0 (en) * | 1994-09-20 | 1994-10-13 | Comalco Aluminium Limited | Apparatus and method for the supply of molten metal (charging during casting) |
| US5812586A (en) * | 1996-06-19 | 1998-09-22 | Lockheed Martin Advanced Environmental Systems, Inc. | Method and apparatus for removing a molten slag with a vacuum from a chamber |
| DE19906939C2 (de) * | 1999-02-19 | 2002-09-19 | Honsel Ag | Induktionstiegelofen und dessen Verwendung zum Herstellen von Gußteilen aus partikelverstärkten Aluminium- und Magnesiumlegierungen |
| US6393044B1 (en) * | 1999-11-12 | 2002-05-21 | Inductotherm Corp. | High efficiency induction melting system |
| DE10112621A1 (de) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Km Europa Metal Ag | Anordnung zum Abgießen einer aus einer Kupferlegierung bestehenden Gießschmelze |
| CA2454904A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-06 | Inductotherm Corp. | Induction melting furnace with metered discharge |
| US7618473B1 (en) | 2003-10-27 | 2009-11-17 | Rodney L. Naro | Method for improving operational efficiency in clogged induction melting and pouring furnaces |
| CN101507354A (zh) * | 2006-05-30 | 2009-08-12 | 豪梅公司 | 使用石墨熔化容器的熔化方法 |
| KR101013207B1 (ko) * | 2008-10-28 | 2011-02-10 | 고동근 | 경금속의 진공용해장치 및 이를 이용한 진공용해방법 |
| KR101029752B1 (ko) * | 2009-02-10 | 2011-04-19 | 주식회사 다원시스 | 용해로용 후드 커버장치 |
| WO2015003940A1 (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | System and method for adding molten lithium to a molten aluminium melt |
| CN103468861B (zh) * | 2013-09-27 | 2015-05-06 | 董玉银 | 一种中频感应电炉 |
| CN104185321A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-03 | 哈尔滨宏万智科技开发有限公司 | 一种压力容器的加热装置 |
| CN104567401B (zh) * | 2015-01-09 | 2016-10-05 | 上海交通大学 | 熔融物中频感应高温加热装置 |
| EP3247679B1 (en) * | 2015-01-21 | 2023-08-30 | Plasma Tech Holdings, LLC | Vitrified material control system and method |
| JP6193325B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-09-06 | アイシン高丘株式会社 | ハイブリット式金属溶解炉 |
| CN107014202A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-04 | 安徽再制造工程设计中心有限公司 | 一种金属熔融炉 |
| CN107543426B (zh) * | 2017-09-14 | 2020-02-21 | 上海怀德机电有限公司 | 一种可利用大气负压的真空密封装置 |
| EP3743664A4 (en) * | 2018-01-23 | 2021-09-15 | Inductotherm Corp. | SEALED TILTING CAST ELECTRIC INDUCTION OVENS FOR REACTIVE ALLOYS AND METALS |
| CN111872355B (zh) * | 2020-09-01 | 2024-05-10 | 包头市金为达稀土材料有限公司 | 一种真空吸注液态稀土金属用台包 |
| CN112157254B (zh) * | 2020-09-25 | 2022-02-01 | 三明学院 | 高效节能免退火冷镦钢装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1269236A (en) * | 1914-08-22 | 1918-06-11 | Weaver Company | Process of purification. |
| US2597269A (en) * | 1946-01-18 | 1952-05-20 | Ajax Engineering Corp | Apparatus for the mold casting of metals |
| US2536859A (en) * | 1946-05-23 | 1951-01-02 | Ajax Engineering Corp | Method and device for pumping molten metals |
| US2937789A (en) * | 1953-10-16 | 1960-05-24 | Ajax Magnethermic Corp | Controlled metal dispensing |
| FR1255657A (fr) * | 1960-04-22 | 1961-03-10 | Lindberg Eng Co | Dispositif de déchargement pour four de fusion |
| US3380511A (en) * | 1964-05-25 | 1968-04-30 | Campbell James Samuel | Apparatus for automatically filling a receptacle |
| SE7311938L (ja) * | 1973-09-03 | 1975-03-04 | Asea Ab | |
| SE419676B (sv) * | 1978-01-24 | 1981-08-17 | Asea Ab | Tryck- eller vakuumtet rennugn |
| EP0392067A1 (de) * | 1989-04-14 | 1990-10-17 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Proektno-Konstruktorsky I Tekhnologichesky Inst. Elektrotermicheskogo Oborudovania Vniieto | Vakuuminduktionsofen |
| DE4114683A1 (de) * | 1991-05-06 | 1992-11-12 | Leybold Ag | Induktionsofen fuer schmelz- und giesszwecke mit einem geschlossenen ofenkessel |
| ATA212391A (de) * | 1991-10-24 | 1994-09-15 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum entsorgen von organischen und anorganischen stoffen |
| IT1259097B (it) * | 1992-05-08 | 1996-03-11 | Forno a bacino per bassa pressione riscaldato elettricamente mediante resistenze a spirale poste sopra il livello del bagno | |
| FR2701412B1 (fr) * | 1993-02-10 | 1995-05-05 | Assistance Maintenance Indle G | Poche de coulée d'un nouveau type. |
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1994
- 1994-04-28 JP JP6113879A patent/JP2912546B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-07 US US08/418,326 patent/US5559827A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-11 DE DE69506809T patent/DE69506809T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-11 EP EP95302401A patent/EP0697577B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| DE69506809D1 (de) | 1999-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |