JP3145142B2 - Ingot dissolution method - Google Patents

Ingot dissolution method

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JP3145142B2
JP3145142B2 JP20349091A JP20349091A JP3145142B2 JP 3145142 B2 JP3145142 B2 JP 3145142B2 JP 20349091 A JP20349091 A JP 20349091A JP 20349091 A JP20349091 A JP 20349091A JP 3145142 B2 JP3145142 B2 JP 3145142B2
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induction heating
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cylindrical body
frequency induction
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインゴットの溶解方法に
関し、特に、高温活性が極めて高いチタンやチタン合金
等の金属材料から成るインゴットを溶解するのに用いて
好適な溶解方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for dissolving an ingot, and more particularly to a method suitable for dissolving an ingot made of a metal material such as titanium or a titanium alloy having a very high temperature activity.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属を溶解させるに当っては、通常、酸
化カルシウムや酸化イットリウム等からなる坩堝が用い
られる。具体的には、金属材料のインゴットを坩堝内に
入れてバーナー等で加熱溶解し、坩堝内の溶湯を鋳型に
鋳込むようにしている。
2. Description of the Related Art In melting metals, a crucible made of calcium oxide, yttrium oxide or the like is usually used. Specifically, an ingot of a metal material is put into a crucible, heated and melted by a burner or the like, and the molten metal in the crucible is cast into a mold.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、坩堝を
用いて金属材料のインゴットを溶解させる場合には、坩
堝と金属材料とが互いに反応し合って金属材料が酸化さ
れるという不具合を生じる。
However, when a metal material ingot is melted using a crucible, a problem occurs in that the crucible and the metal material react with each other to oxidize the metal material.

【0004】また、インゴットを均一に加熱することが
できず、溶湯に温度差を生じる。すなわち、坩堝に接触
している溶湯部分の温度が高く、溶湯の上面中央部分の
温度が低く、均一温度の溶湯を得ることができない。
Further, the ingot cannot be heated uniformly, and a temperature difference occurs in the molten metal. That is, the temperature of the molten metal portion in contact with the crucible is high, the temperature of the central portion of the upper surface of the molten metal is low, and it is not possible to obtain a molten metal having a uniform temperature.

【0005】このような事情から、鋳造製品の組織が不
均一になり、品質の劣化を招いているのが実状である。
特に、高温活性が極めて高いチタンやチタン合金等の如
き材料を溶解させて精密鋳造する場合には、非常に活発
な反応により精密鋳造製品の品質劣化が顕著に現われ
る。
[0005] Under such circumstances, the structure of the cast product becomes non-uniform, and the quality is actually deteriorated.
In particular, when a material such as titanium or a titanium alloy having a very high temperature activity is melted and precision casting is performed, the quality of a precision casting product is remarkably deteriorated due to a very active reaction.

【0006】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、他の部材に接触して反応
を生じることがないようにインゴットを空中に浮揚せし
めた状態の下で高周波誘導加熱して溶解を行なうことが
でき、しかも、インゴットを均一に加熱し得て溶湯に温
度差を生じることがないようなインゴットの溶解方法を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an ingot in a state of being floated in the air so as not to react with other members. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of melting an ingot that can perform melting by high-frequency induction heating and can uniformly heat the ingot without causing a temperature difference in the molten metal.

【0007】上述の目的を達成するために、本発明で
は、 (A)半径方向に沿って放射状に延びる複数のスリット
を有する金属製の円筒体の外周を取り囲むように螺旋状
の高周波誘導加熱コイルを配設すると共に、前記円筒体
及び高周波誘導加熱コイルの軸線を鉛直方向に配置し、
かつ、前記円筒体の上側部分を前記高周波誘導加熱コイ
ルの最上端側の巻回部より上方に突出するように配置
し、インゴットの中心部が前記高周波誘導加熱コイルの
中央高さ位置よりも上方に位置するように前記インゴッ
トを配置する工程と、 (B)前記高周波誘導加熱コイルに所要の高周波電流を
供給して前記インゴットに電磁力を作用せしめることに
より、前記インゴットの中心部が前記円筒体の上端面よ
り上方に位置しかつその最下部が前記円筒体の中空部内
に位置するような高さ位置に前記インゴットを配置せし
め、前記インゴットを前記円筒体の上部箇所において自
転を生ぜしめた状態で空中に浮揚させ、この状態の下で
前記インゴットを溶解直前温度まで均一に高周波誘導加
(予熱)する工程と、 (C)前記高周波誘導加熱コイルに供給する高周波電流
を減少させることにより、高周波誘導加熱された前記イ
ンゴットを前記円筒体の上側部分の中空部内に下降させ
て前記円筒体の上端面と前記高周波誘導加熱コイルの最
上端側の巻回部との間の空間領域において浮揚せしめ、
これに伴って自転が停止された前記インゴットを前記高
周波誘導加熱コイルにて浮揚溶解して球形の溶湯を得る
工程と、を順次施行するようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention provides: (A) a high-frequency induction heating coil having a spiral shape so as to surround an outer periphery of a metal cylindrical body having a plurality of slits extending radially in a radial direction; Along with disposing, the axis of the cylindrical body and the high-frequency induction heating coil are arranged in the vertical direction,
And an upper portion of the cylindrical body is connected to the high-frequency induction heating coil.
So that it protrudes above the topmost winding
And the center of the ingot is the high-frequency induction heating coil.
Arranging the ingot so as to be located above a center height position ; and (B) supplying a required high-frequency current to the high-frequency induction heating coil to cause an electromagnetic force to act on the ingot , thereby causing the ingot to operate. Is the upper end surface of the cylindrical body
And the lowermost part is inside the hollow part of the cylindrical body.
Place the ingot at a height such that it is located at
Because the steps levitated in the air, to the ingot under this state until dissolved immediately before temperature uniformly high-frequency induction heating (preheating) while the ingot caused the rotation in the upper portion of the cylindrical body, (C A) lowering the high-frequency current supplied to the high-frequency induction heating coil to lower the high-frequency induction-heated ingot into the hollow portion of the upper portion of the cylindrical body so as to lower the upper end surface of the cylindrical body and the high-frequency induction heating coil; Levitate in the space area between the uppermost turn of the
Accordingly, a step of floating and melting the ingot, whose rotation has been stopped, by the high-frequency induction heating coil to obtain a spherical molten metal is sequentially performed.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例に付き図面を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は、本発明に係る溶解方法を実施する
ための装置であって、チタン合金等の金属材料から成る
インゴット1の浮揚溶解装置2を示すものである。この
装置2は、インゴット1を内部空間に収容する銅製の円
筒体3と、この円筒体3の外周を取り囲むように配設さ
れた螺旋状の高周波誘導加熱コイル4と、このコイル4
に高周波電流(電力)を供給する高周波電源5とをそれ
ぞれ具備している。
FIG. 1 shows an apparatus for carrying out a melting method according to the present invention, which shows a floating and melting apparatus 2 for an ingot 1 made of a metal material such as a titanium alloy. The apparatus 2 includes a copper cylindrical body 3 for accommodating the ingot 1 in the internal space, a spiral high-frequency induction heating coil 4 arranged to surround the outer periphery of the cylindrical body 3,
And a high-frequency power supply 5 for supplying a high-frequency current (power) to the power supply.

【0010】上述の円筒体3は、図2に示すように、半
径方向に沿って放射状に延びる複数のスリット7を有し
ている。なお、円筒体3の下端部においては各セグメン
ト3aが互いに結合されている。そして、各セグメント
3aの内部には冷却水通路3bが形成され、この冷却水
通路3bの一端は導水パイプ8に、その他端は排水パイ
プ9に接続されている。一方、高周波誘導加熱コイル4
にも同様に、コイル4自体を冷却するために冷却水がそ
の中空部に供給されるように構成されている。
The above-mentioned cylindrical body 3 has a plurality of slits 7 extending radially in the radial direction, as shown in FIG. At the lower end of the cylindrical body 3, the segments 3a are connected to each other. A cooling water passage 3b is formed inside each segment 3a, and one end of the cooling water passage 3b is connected to the water pipe 8 and the other end is connected to the drain pipe 9. On the other hand, the high-frequency induction heating coil 4
Similarly, the cooling water is supplied to the hollow portion to cool the coil 4 itself.

【0011】また、前記円筒部3及び高周波誘導加熱コ
イル4は、図1に示すように、互いに同軸状に配置され
ると共に、その軸線が鉛直方向(上下方向)に沿って配
置されている。そして、円筒部3の上側部分3cが高周
波誘導加熱コイル4の最上端側の巻回部4aよりも上方
に突出配置されている。
As shown in FIG. 1, the cylindrical portion 3 and the high-frequency induction heating coil 4 are arranged coaxially with each other, and their axes are arranged along a vertical direction (up-down direction) . The upper portion 3c of the cylindrical portion 3 is arranged so as to protrude above the uppermost winding portion 4a of the high-frequency induction heating coil 4.

【0012】一方、この浮揚溶解装置2の下方箇所、す
なわち、円筒体3の中空部に対応する下方箇所には、造
形空洞10を有する鋳型11が配置されるようになって
いる(図1参照)。
On the other hand, a mold 11 having a molding cavity 10 is arranged below the flotation melting apparatus 2, that is, below the hollow portion of the cylindrical body 3 (see FIG. 1). ).

【0013】次に、上述の装置2を用いてインゴット1
を溶解する際の動作並びに作用に付き説明する。
Next, the ingot 1 is
The operation and action at the time of dissolving is described.

【0014】まず、図3に示す如き円柱状のインゴット
1を図外のセラミック製載置台上に置いてこの載置台を
上昇させることにより、インゴット1を円筒体3の中空
部内に移送して高周波誘導加熱コイル4の中央高さ位置
1 より上方に配置する(図1及び図4参照)。そし
て、前記コイル4に高周波電源5から所要の高周波電流
を供給し、これによりインゴット1を図4に示す如く空
中に浮揚させる。
First, a columnar ingot 1 as shown in FIG. 3 is placed on a ceramic mounting table (not shown), and the mounting table is raised, whereby the ingot 1 is transferred into the hollow portion of the cylindrical body 3 and the high frequency the center height H 1 of the induction heating coil 4 disposed above (see FIGS. 1 and 4). Then, a required high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 5 to the coil 4, whereby the ingot 1 is levitated in the air as shown in FIG.

【0015】ここで、インゴット1の浮揚原理について
簡単に説明すれば、次の通りである。すなわち、高周波
誘導加熱コイル4に高周波電流J0 が図1において矢印
で示す方向に流れるのに伴い、この高周波電流J0 によ
って磁束φが円筒体3の軸線を中心に発生する。この磁
束φはインゴットを貫通、作用し、このインゴット1の
表面に図示の方向に高周波誘導電流Je が流れる。この
高周波誘導電流Je により、インゴット1の表面はジュ
ール加熱される。
Here, the principle of levitating the ingot 1 will be briefly described as follows. That is, as the high-frequency current J 0 flows through the high-frequency induction heating coil 4 in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, the magnetic flux φ is generated around the axis of the cylindrical body 3 by the high-frequency current J 0 . The magnetic flux φ penetrates and acts on the ingot, and a high-frequency induced current Je flows on the surface of the ingot 1 in the illustrated direction. The high frequency induction current J e heats the surface of the ingot 1 with Joule heating.

【0016】他方、インゴット1の表面に流れる誘導電
流Je と、その表面付近の磁束(磁束密度Bの磁束)と
の相互作用により、その表面に電磁力Fが発生する。こ
の電磁力Fは誘導電流Je と磁束密度Bとの積に比例
し、その方向は、フレミング左手の法則により、図1に
おいて矢印で示す方向になる。
On the other hand, an electromagnetic force F is generated on the surface of the ingot 1 due to the interaction between the induced current J e flowing on the surface of the ingot 1 and a magnetic flux near the surface (magnetic flux having a magnetic flux density B). This electromagnetic force F is proportional to the product of the induced current Je and the magnetic flux density B, and its direction is the direction indicated by the arrow in FIG. 1 according to Fleming's left-hand rule.

【0017】この電磁力Fは、前記円筒体3の軸心に向
う力Fc と、インゴット1を浮揚する力Fu とに分力さ
れる。この浮揚力Fu が、このインゴット1の表面全体
にわたって発生し、インゴット1を浮揚するのである。
これによって、インゴット1は空中で浮揚されながら他
の部材に対して非接触状態の下で理想的に加熱されるこ
とになる。
[0017] The electromagnetic force F, the force F c towards the axis of the cylindrical body 3, is a component force in a force F u to levitate ingot 1. The buoyancy force Fu is generated over the entire surface of the ingot 1 and levitates the ingot 1.
As a result, the ingot 1 is ideally heated in a non-contact state with other members while being levitated in the air.

【0018】なお、この際には、円柱状のインゴット1
は図4に示すように、円形端面1a,1bが円筒体3の
内周面側に向けられると共に、これらの円形端面1a,
1bの互いに対向する端部1c,1dが同一の水平線上
に配置された状態になる。すなわち、インゴット1の最
長部分L(図3参照)が水平に配置される。
In this case, the cylindrical ingot 1
As shown in FIG. 4, the circular end faces 1a, 1b are directed toward the inner peripheral surface side of the cylindrical body 3, and these circular end faces 1a, 1b are
The opposite ends 1c and 1d of 1b are arranged on the same horizontal line. That is, the longest portion L (see FIG. 3) of the ingot 1 is arranged horizontally.

【0019】さらに、本実施例においては、インゴット
1を電磁力にて自転を生ぜしめた状態で浮揚加熱が行な
われる。すなわち、高周波誘導加熱コイル4に供給する
高周波電流の大きさを調整することにより、円筒体3に
対するインゴット1の高さ位置を調整すると、インゴッ
ト1は水平軸Nを中心に自転を生じる。具体的には、高
周波電流を増大せしめることによりインゴット1の中心
O(或いは、インゴット1の水平軸N)を図5に示す如
く円筒体3の上端面位置H2 よりも上方に配置し、か
つ、インゴット1の最下端部Pを円筒体3の中空部内に
配置すると、インゴット1は水平軸Nを中心に自転状態
となる。
Further, in the present embodiment, levitation heating is performed in a state where the ingot 1 is rotated by electromagnetic force. That is, when the height position of the ingot 1 with respect to the cylindrical body 3 is adjusted by adjusting the magnitude of the high-frequency current supplied to the high-frequency induction heating coil 4, the ingot 1 rotates around the horizontal axis N. Specifically, the center O (or the horizontal axis N ingot 1) of the ingot 1 by allowed to increase the high-frequency current is arranged above the upper end surface position of H 2 cylinder 3 as shown in FIG. 5, and When the lowermost end portion P of the ingot 1 is disposed in the hollow portion of the cylindrical body 3, the ingot 1 rotates around the horizontal axis N.

【0020】このような自転を生じるのは、次のような
作用によるものと推察される。すなわち、インゴット1
には高周波誘導加熱コイル3の最上の巻回部分から最も
大きな電磁力を受けるのであるが、高周波誘導加熱コイ
ル3は螺旋状でありその最上端側の巻回部4aは水平面
に対して傾斜している。そのため、前記巻回部4aの最
上部側に隣接するインゴット1の表面に流れる誘導電流
及びその表面に作用する磁束密度が、その表面の反対側
表面(前記巻回部の最下部分に対応するインゴット1の
表面)に比べて大きくなるため、前記表面に生じる電磁
力は反対側表面よりも常に大きくなる。そして、このよ
うな力関係は円筒体3の中空部内にあるインゴット1の
下方部分に影響を及ぼして一方向に向かう力がインゴッ
ト1に回転力として作用する。その結果、インゴット1
はその水平軸Nを中心に自転されながら、均一に高周波
誘導加熱される。
It is presumed that such rotation is caused by the following operation. That is, ingot 1
Receives the largest electromagnetic force from the uppermost winding portion of the high-frequency induction heating coil 3. The high-frequency induction heating coil 3 has a spiral shape, and the uppermost winding portion 4a is inclined with respect to the horizontal plane. ing. Therefore, the induced current flowing on the surface of the ingot 1 adjacent to the uppermost side of the winding part 4a and the magnetic flux density acting on the surface are different from the surface on the opposite side (corresponding to the lowermost part of the winding part). (The surface of the ingot 1), so that the electromagnetic force generated on said surface is always greater than on the opposite surface. Such a force relationship affects the lower portion of the ingot 1 in the hollow portion of the cylindrical body 3, and a force in one direction acts on the ingot 1 as a rotational force. As a result, ingot 1
Is uniformly heated by high-frequency induction while being rotated about its horizontal axis N.

【0021】なお、インゴット1の中心Oが円筒体3の
上端面位置H2 より下方にある場合には、円筒体3の中
空部内にあるインゴット1の一部分に一方向の電磁力が
作用しても、水平軸Nを中心とする自転は生じない。こ
れは、インゴット1を円筒体3の中空部内に浮揚保持す
る保持力が作用しているからであると推察される。ま
た、インゴット1の最下点を前記上端面位置H2 より上
方に浮揚させると、このインゴット1は浮揚状態が維持
されることなく円筒体3からこぼれ落ちてしまうが、こ
れは、円筒体3の外部における磁束が均一でないために
円筒体3の上方位置に保持され得ないからであると推察
される。
[0021] Incidentally, when the center O of the ingot 1 is below the upper end surface position of H 2 cylinder 3, an electromagnetic force in one direction to a portion of the ingot 1 in the hollow portion of the cylindrical body 3 acts Also, no rotation about the horizontal axis N occurs. This is presumed to be due to the holding force acting to levitate and hold the ingot 1 in the hollow portion of the cylindrical body 3. Further, when levitate lowest point of the ingot 1 above said upper end surface position H 2, but the ingot 1 is thus spilled from the cylindrical body 3 without levitation state is maintained, which is of the cylindrical body 3 It is presumed that this is because the magnetic flux in the outside cannot be held at a position above the cylindrical body 3 because it is not uniform.

【0022】かくして、インゴット1が浮揚されかつ自
転された状態で高周波誘導加熱されると、インゴット1
は均一に加熱される。このようにインゴット1を自転さ
せながら均一加熱するようにしているのは、次のような
効果を得るためである。すなわち、円柱体、直方体や立
方体などの形状のインゴットを浮揚させて通常の方法で
高周波誘導加熱する場合には、 (a) インゴット1の角部がスリット付き円筒体3の
内周面に最も近く配置されること、 (b) インゴット1の角部に磁束の集中が極端に生じ
ること、の2つの現象により、インゴット1の角部だけ
が過熱されて溶解され、溶解された部分が未だ充分に加
熱されていない他の部分からこぼれ落ちてしまうような
不具合を来たすこととなる。しかし、本発明のようにイ
ンゴットを自転させて、その状態の下でインゴットの各
部を均一に予備加熱し、その後にいわゆる本加熱を施す
ようにすれば、上述の如き不具合をなくすことができ
る。
Thus, when the ingot 1 is subjected to high-frequency induction heating in a state of being levitated and rotated, the ingot 1 is heated.
Is heated uniformly. Ingot 1 is rotated like this
The reason for uniform heating is as follows
This is to obtain the effect. That is, a cylinder, a rectangular parallelepiped,
Levitate an ingot in the shape of a cube, etc. in the usual way
In the case of high-frequency induction heating, (a) the corner of the ingot 1
It is placed closest to the inner circumferential surface, resulting extremely intensive magnetic flux at the corners of the (b) ingots 1
Due to the two phenomena, only the corner of ingot 1
Is heated and melted, and the melted part is
Like spilling from other parts that are not heated
It will be a defect. However, as in the present invention,
Rotate the ingot to rotate each of the ingots under that condition.
Part is preheated uniformly, and then the main heating is applied
In this way, the problems described above can be eliminated.
You.

【0023】このようにして、インゴット1を溶解直前
の温度にまで均一に加熱した後に、高周波誘導加熱コイ
ル4に供給する高周波電流を減少せしめて所定の設定値
にする。これに伴い、インゴット1に作用する電磁力が
弱くなるため、インゴット1は鉛直下方へ降下せしめら
れ、図6に示すように円筒体3の上側部分3cの中空部
内に浮揚される。
After uniformly heating the ingot 1 to the temperature immediately before melting, the high-frequency current supplied to the high-frequency induction heating coil 4 is reduced to a predetermined value. As a result, the electromagnetic force acting on the ingot 1 is weakened, so that the ingot 1 is lowered vertically downward and floats in the hollow portion of the upper portion 3c of the cylindrical body 3 as shown in FIG.

【0024】さらに、この浮揚状態の下で高周波誘導加
熱を継続すると、インゴット1は所定の溶解温度に達
し、その表面部分から溶解し始める。そして、インゴッ
ト1の内部まで完全に溶解されると、溶解金属はその表
面張力により最小の体積になろうとする結果、図7に示
すように円筒部3の上側部分の中空部内において浮揚状
態のまま球形の溶湯1′となる。
Further, when the high-frequency induction heating is continued under the floating state, the ingot 1 reaches a predetermined melting temperature and starts to melt from its surface portion. When the molten metal is completely melted to the inside of the ingot 1, the molten metal tends to have a minimum volume due to its surface tension. As a result, the molten metal remains in a floating state in the hollow portion above the cylindrical portion 3 as shown in FIG. It becomes a spherical molten metal 1 '.

【0025】しかる後、溶湯1′が所要の鋳込み温度に
達した時点で、高周波誘導加熱コイル4への高周波電流
の供給を停止する。これにより、インゴット1に作用し
ていた電磁力が消失するため、溶湯1′は自重にて下方
へ自然落下し、鋳型11の造形空洞10内に鋳込まれ
る。
Thereafter, when the molten metal 1 'reaches the required casting temperature, the supply of the high-frequency current to the high-frequency induction heating coil 4 is stopped. As a result, the electromagnetic force acting on the ingot 1 disappears, so that the molten metal 1 ′ falls naturally under its own weight and is cast into the molding cavity 10 of the mold 11.

【0026】上述の如きインゴット1の浮揚溶解装置2
によれば、インゴット1を他部材に対して非接触状態で
溶解できるので、インゴット1の溶湯1′が反応を生じ
ることなく理想的に加熱溶解される。しかも、円筒体3
の上方箇所でインゴット1を浮揚・自転状態の下で溶解
直前温度にまで均一に予備加熱するようにしているの
で、円筒体3の上側部分3cの中空部内でのインゴット
1の溶解は各部に温度差を生じることなく極めて短時間
のうちに行なわれることとなる。従って、反応を生じる
ことなくかつ温度差を生じることなく溶湯金属を鋳型1
1内に鋳込むことができ、組織が均一な品質良好な鋳造
製品を得ることができる。
Floating and melting apparatus 2 for ingot 1 as described above
According to this, since the ingot 1 can be melted in a non-contact state with other members, the molten metal 1 'of the ingot 1 is ideally heated and melted without causing a reaction. Moreover, the cylindrical body 3
The ingot 1 is uniformly preheated to a temperature just before melting under a floating / rotating state at a position above the ingot, so that the melting of the ingot 1 in the hollow portion of the upper portion 3c of the cylindrical body 3 is caused by temperature It will be performed in a very short time without any difference. Therefore, the molten metal is cast into the mold 1 without causing a reaction and without causing a temperature difference.
1, and a cast product having a uniform structure and good quality can be obtained.

【0027】以上、本発明の一実施例に付き述べたが、
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基いて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、溶解すべきインゴット1の形状は円柱であ
る必要は必ずしもなく、四角柱や立方体或いは直方体の
如き形状のものであってもよい。また、インゴット1の
材料は、チタンやチタン合金等に限らず、鉄鋼、ステン
レス、アルミニウム等であってもよい。また、円筒体3
の上側部分3cの中空部内で各種形状のインゴット1を
溶解した後に、高周波誘導加熱コイル4へ供給する高周
波電流を徐々に小さくして溶湯1′を凝固せしめて球形
のインゴットを得るようにしてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, the shape of the ingot 1 to be melted need not be a cylinder, but may be a square pillar, a cube, or a rectangular parallelepiped. The material of the ingot 1 is not limited to titanium or a titanium alloy, but may be iron, steel, stainless steel, aluminum, or the like. In addition, cylindrical body 3
After melting the ingot 1 of various shapes in the hollow portion of the upper part 3c, the high-frequency current supplied to the high-frequency induction heating coil 4 is gradually reduced to solidify the molten metal 1 'to obtain a spherical ingot. Good.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の如く、本発明は、スリット付の円
筒体の上箇所においてインゴットを浮揚・自転状態で
溶解温度直前まで均一に高周波誘導加熱した後に、高周
波誘導加熱コイルに供給する高周波電流を減少させるこ
とによりインゴットを円筒体の上側部分の中空部内に下
降させて加熱溶解させ、これにより球形の溶湯を得る
うにしたものであるから、浮揚加熱にてインゴットを無
反応で溶解できると共に、溶解金属に部分的な温度差の
ない溶湯を得ることができる。その結果、上述の溶湯か
ら得られる鋳造製品に組織的不均一が生じるのを防止で
き、高品質の鋳造製品を製造することができる。
As above, according to the present invention, the present invention is, after uniformly high-frequency induction heating until dissolution temperature immediately before the ingot levitation-rotation state at the upper end portion of the cylindrical body with a slit, high frequency
To reduce the high-frequency current supplied to the wave induction heating coil.
With this, the ingot is lowered into the hollow portion of the upper portion of the cylindrical body and heated and melted , thereby obtaining a spherical molten metal . Therefore, the ingot can be melted without reaction by levitation heating. At the same time, a molten metal having no partial temperature difference in the molten metal can be obtained. As a result, it is possible to prevent non-uniformity in the structure of the cast product obtained from the above-described molten metal, and to manufacture a high-quality cast product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るインゴットの溶解方法を実施する
ための浮揚溶解装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a flotation melting apparatus for performing an ingot melting method according to the present invention.

【図2】前記装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the device.

【図3】溶解すべきインゴットの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an ingot to be melted.

【図4】インゴットを円筒体の中空部内で浮揚させてい
る状況を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where an ingot is levitated in a hollow portion of a cylindrical body.

【図5】インゴットを円筒体の上方箇所において浮揚・
自転状態で加熱している状況を示す断面図である。
FIG. 5 Floats the ingot at a position above the cylindrical body.
It is sectional drawing which shows the situation heating in a rotation state.

【図6】予備加熱したインゴットを円筒体の上側部分3
cの中空部内に下降させた状況う示す断面図である。
FIG. 6 shows a preheated ingot placed on the upper part 3 of the cylindrical body.
It is sectional drawing which shows the state which descended in the hollow part of c.

【図7】インゴットを前記上側部分3cの中空部内で加
熱溶解して球形の溶湯を得た状況を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a state in which an ingot is heated and melted in a hollow portion of the upper portion 3c to obtain a spherical molten metal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インゴット 1′ 溶湯 2 浮揚溶解装置 3 円筒体 3c 上側部分 4 高周波誘導加熱コイル 4a 最上端側の巻回部 7 スリット N 水平軸 L 最長部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ingot 1 'Molten metal 2 Floating and melting apparatus 3 Cylindrical body 3c Upper part 4 High frequency induction heating coil 4a Uppermost winding part 7 Slit N Horizontal axis L Longest part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/00 - 61/00 F27B 14/06 F27D 11/06 H05B 6/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22B 1/00-61/00 F27B 14/06 F27D 11/06 H05B 6/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)半径方向に沿って放射状に延びる複
数のスリットを有する金属製の円筒体の外周を取り囲む
ように螺旋状の高周波誘導加熱コイルを配設すると共
に、前記円筒体及び高周波誘導加熱コイルの軸線を鉛直
方向に配置し、かつ、前記円筒体の上側部分を前記高周
波誘導加熱コイルの最上端側の巻回部より上方に突出す
るように配置し、インゴットの中心部が前記高周波誘導
加熱コイルの中央高さ位置よりも上方に位置するように
前記インゴットを配置する工程と、 (B)前記高周波誘導加熱コイルに所要の高周波電流を
供給して前記インゴットに電磁力を作用せしめることに
より、前記インゴットの中心部が前記円筒体の上端面よ
り上方に位置しかつその最下部が前記円筒体の中空部内
に位置するような高さ位置に前記インゴットを配置せし
め、前記インゴットを前記円筒体の上部箇所において自
転を生ぜしめた状態で空中に浮揚させ、この状態の下で
前記インゴットを溶解直前温度まで均一に高周波誘導加
熱する工程と、 (C)前記高周波誘導加熱コイルに供給する高周波電流
を減少させることにより、高周波誘導加熱された前記イ
ンゴットを前記円筒体の上側部分の中空部内に下降させ
て前記円筒体の上端面と前記高周波誘導加熱コイルの最
上端側の巻回部との間の空間領域において浮揚せしめ、
これに伴って自転が停止された前記インゴットを前記高
周波誘導加熱コイルにて浮揚溶解して球形の溶湯を得る
工程と、を順次施行するようにしたことを特徴とするイ
ンゴットの溶解方法。
(A) A spiral high-frequency induction heating coil is provided so as to surround the outer periphery of a metal cylinder having a plurality of slits extending radially in the radial direction, The axis of the induction heating coil is arranged in the vertical direction, and the upper part of the cylindrical
Project above the topmost winding of the wave induction heating coil
So that the center of the ingot is the high frequency induction
Arranging the ingot so as to be located above the center height position of the heating coil; and (B) supplying a required high-frequency current to the high-frequency induction heating coil to apply an electromagnetic force to the ingot. By acting, the center of the ingot is closer to the upper end face of the cylindrical body.
And the lowermost part is inside the hollow part of the cylindrical body.
Place the ingot at a height such that it is located at
Because the steps of levitated in the air, to uniformly high-frequency induction heating the ingot up to the solubility immediately before the temperature under the state in the state of the ingot caused the rotation in the upper portion of the cylindrical body, (C) the high-frequency By reducing the high-frequency current supplied to the induction heating coil, the high-frequency induction-heated ingot is lowered into the hollow portion of the upper portion of the cylindrical body, and the upper end surface of the cylindrical body and the uppermost end of the high-frequency induction heating coil Levitate in the space area between the side turns,
A step of floating and melting the ingot, whose rotation has been stopped, with the high-frequency induction heating coil to obtain a spherical molten metal, sequentially performing a method of melting the ingot.
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