JP3272020B2 - Method and apparatus for levitation heating of metal lump - Google Patents

Method and apparatus for levitation heating of metal lump

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JP3272020B2
JP3272020B2 JP04754292A JP4754292A JP3272020B2 JP 3272020 B2 JP3272020 B2 JP 3272020B2 JP 04754292 A JP04754292 A JP 04754292A JP 4754292 A JP4754292 A JP 4754292A JP 3272020 B2 JP3272020 B2 JP 3272020B2
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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】本発明は金属塊の空中浮揚加熱方
法及びその装置に関し、特に、高温活性の極めて高いチ
タンやチタン合金等を精密鋳造する際の溶解方法及び溶
解装置として用いて好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for levitation and heating of a metal lump in the air, and more particularly to a method and apparatus suitable for precision casting of titanium or titanium alloy having extremely high temperature activity. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属塊、特に高温活性の高いチタン等の
金属塊を高温に加熱(溶解)するに当っては、他の部材
と接触して反応を生じないように空中浮揚状態で高周波
誘導加熱するのが最も理想的である。そこで、本出願人
は、先に、図9及び図10に示す空中浮揚加熱装置1を
提案した。
2. Description of the Related Art In heating (melting) a metal lump, particularly a metal lump such as titanium having a high temperature activity, to a high temperature, high-frequency induction is carried out in a floating state in the air so that a reaction does not occur due to contact with other members. Heating is most ideal. Therefore, the present applicant has previously proposed the levitation heating device 1 shown in FIGS. 9 and 10.

【0003】本装置1を用いて金属塊の加熱を行なうに
際しては、加熱すべき金属塊2を、互いに等しい幅の複
数のスリット3が等間隔をおいて形成された金属製の円
筒体4の中空部内に配置すると共に、この円筒体4の外
周を取り囲むように配設した螺旋状の高周波誘導加熱コ
イル5に高周波電源6から高周波電流を供給することに
より、金属塊2に上方に向かう電磁力を作用せしめて空
中浮揚状態の下で高周波誘導加熱するようにしている。
そして、精密鋳造を行なう場合には、金属塊2を加熱溶
解して鋳型に鋳込むようにしている。
When heating a metal lump using the present apparatus 1, a metal lump 2 to be heated is divided into a plurality of metal cylinders 4 having a plurality of slits 3 of equal width formed at equal intervals. A high-frequency current is supplied from a high-frequency power supply 6 to a helical high-frequency induction heating coil 5 that is arranged in the hollow portion and surrounds the outer periphery of the cylindrical body 4, so that the electromagnetic force upwardly acting on the metal lump 2. To perform high-frequency induction heating under a levitating condition.
When performing precision casting, the metal lump 2 is heated and melted and cast into a mold.

【0004】ここで、金属塊2の加熱溶解のメカニズム
について説明すると次の通りである。すなわち、高周波
誘導加熱コイル5に高周波電流(Jo)を流すと、高周
波電流(Jo)が作る磁束(Φ)が円筒体4のスリット
3を通って金属塊2に作用し、この金属塊2に誘導電流
(Je)が流れる(図9及び図11参照)。これによ
り、金属塊2はジュール加熱される。この際、金属塊2
の表面に流れる誘導電流(Je)と磁束(Φ)との相互
作用により金属塊2に電磁力(F)が生じ、この電磁力
(F)の方向はフレミングの左手の法則により円筒体4
の軸心に向かう方向よりも上向きの方向(斜め方上)と
なる。それは、誘導電流(Je)は円筒体4の周方向に
沿う方向であり、金属塊2が置かれている円筒体4の上
端側位置における磁束(Φ)の方向は図11において矢
印Hで示す如く曲げられるからである。そのため、金属
塊2には上方に向う分力(Fu)が浮揚力とし作用し、
その結果、金属塊2が円筒体4内の上端部付近において
空中に浮揚された状態に保持されて高周波誘導加熱され
る。なお、前記電磁力(F)の大きさは、誘導電流(J
e)と磁束密度(B)との積に比例した値となる。
Here, the mechanism of heating and melting the metal lump 2 will be described as follows. That is, when a high-frequency current (Jo) flows through the high-frequency induction heating coil 5, a magnetic flux (Φ) generated by the high-frequency current (Jo) acts on the metal lump 2 through the slit 3 of the cylindrical body 4, An induced current (Je) flows (see FIGS. 9 and 11). Thereby, the metal lump 2 is heated by Joule heating. At this time, the metal lump 2
The electromagnetic force (F) is generated in the metal lump 2 by the interaction between the induced current (Je) flowing on the surface of the metal body and the magnetic flux (Φ), and the direction of the electromagnetic force (F) is determined by Fleming's left-hand rule.
Is more upward (obliquely upward) than the direction toward the axis. That is, the induced current (Je) is a direction along the circumferential direction of the cylindrical body 4, and the direction of the magnetic flux (Φ) at the upper end side position of the cylindrical body 4 where the metal lump 2 is placed is indicated by an arrow H in FIG. This is because it can be bent like this. Therefore, the upward component force (Fu) acts on the metal block 2 as a levitation force,
As a result, the metal lump 2 is held in a state of being levitated in the air in the vicinity of the upper end portion in the cylindrical body 4 and is subjected to high-frequency induction heating. The magnitude of the electromagnetic force (F) depends on the induced current (J
This value is proportional to the product of e) and the magnetic flux density (B).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような構成の空中
浮揚加熱装置1にあっては、高周波誘導加熱コイル5か
ら生じる磁束は、その巻回方向(周方向)において均一
でなく、各部の磁束密度は異なっている。具体的には、
前記コイル5のリード部5a,5bに流れる電流は逆向
きのため、これらのリード部5a,5b付近の磁束密度
は相対的に小さく、リード部5a,5bに対向するコイ
ル本体部分5c付近の磁束密度は相対的に大きくなる。
また、前記コイル5は螺旋状に巻回されているので、そ
の最上の巻回部は水平面に対して傾斜している。そのた
め、前記巻回部の最上部側に隣接する金属塊2の表面部
分に流れる誘導電流(渦電流)及びその表面部分に作用
する磁束密度が、その表面部分の反対側表面(前記巻回
部の最下部分に対応する金属塊2の表面部分)に比べて
大きくなり、前記表面部分に生じる電磁力は反対側の表
面部分よりも大きくなる。
In the levitation heating apparatus 1 having such a configuration, the magnetic flux generated from the high-frequency induction heating coil 5 is not uniform in the winding direction (circumferential direction), and the magnetic flux of each part is not uniform. Densities are different. In particular,
Since the currents flowing through the leads 5a and 5b of the coil 5 are in opposite directions, the magnetic flux density near these leads 5a and 5b is relatively small, and the magnetic flux near the coil body portion 5c facing the leads 5a and 5b. Density is relatively large.
Also, since the coil 5 is spirally wound, its uppermost winding portion is inclined with respect to the horizontal plane. Therefore, the induced current (eddy current) flowing in the surface portion of the metal block 2 adjacent to the uppermost side of the winding portion and the magnetic flux density acting on the surface portion are changed by the surface opposite to the surface portion (the winding portion). (The surface portion of the metal block 2 corresponding to the lowermost portion of the metal lump 2), and the electromagnetic force generated on the surface portion becomes larger than that on the opposite surface portion.

【0006】上述の如く、高周波誘導加熱コイル5から
金属塊2の各表面に作用する電磁力は異なるため、これ
に起因して、金属塊2は水平軸を中心に高速で一定の方
向に回転(自転)されながら、均一に高周波誘導加熱さ
れる。
As described above, since the electromagnetic force acting on each surface of the metal lump 2 from the high-frequency induction heating coil 5 is different, the metal lump 2 rotates at a high speed around the horizontal axis in a certain direction. While being (rotated), high-frequency induction heating is performed uniformly.

【0007】しかしながら、金属塊2に回転を生じる
と、金属塊2が加熱溶解された時に、溶解金属が回転に
伴う遠心力にて周囲に飛散されるおそれがある。このよ
うな事態を生じると、材料(金属塊2)の損失を招くこ
ととなるばかりでなく、溶解作業に大きな危険を伴うこ
とにもなる。
However, when the metal lump 2 is rotated, when the metal lump 2 is heated and melted, the molten metal may be scattered around by the centrifugal force caused by the rotation. If such a situation occurs, not only will the material (the metal lump 2) be lost, but also a great danger will be involved in the melting operation.

【0008】本発明は、上記問題点を解消すべくなされ
たものであって、その目的は、金属塊が溶解温度に達す
る直前までは金属塊に回転を与えて均一加熱を施し、溶
解温度に達する直前に金属塊の回転を停止させることが
できるような空中浮揚加熱方法及びその装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to impart uniform heating by rotating a metal lump until the metal lump reaches a melting temperature. An object of the present invention is to provide a levitation heating method and a device capable of stopping the rotation of a metal block immediately before reaching.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに,本発明の空中浮揚加熱方法では、半径方向に沿っ
て放射状に延びる複数のスリットが形成された金属製の
円筒体の外周を高周波誘導加熱コイルにて同軸状に取り
囲むと共に、前記円筒体及び高周波誘導加熱コイルの軸
線を鉛直方向に沿って配置し、前記高周波誘導加熱コイ
ルに高周波電流を供給することにより前記円筒体の中空
部内で金属塊に上方に向かう電磁力を作用せしめ、前記
金属塊を空中浮揚させながら高周波誘導加熱するように
した方法において、周方向におけるスリットの占有割合
を異ならしめて成る金属製の円筒体を用い、前記高周波
誘導加熱コイルに対する前記円筒体の相対的回転位置を
調整することにより、前記金属塊を回転させつつ空中浮
揚加熱する状態と回転停止させて空中浮揚加熱する状態
とに選択的に切換えるようにしている。
In order to achieve the above-mentioned object, in the air levitation heating method of the present invention, the outer periphery of a metal cylinder having a plurality of slits extending radially in a radial direction is formed. While surrounding the cylindrical body and the axis of the high-frequency induction heating coil in a vertical direction while supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil, the inside of the hollow portion of the cylindrical body is surrounded by the high-frequency induction heating coil coaxially. In the method of applying an electromagnetic force directed upward to the metal lump in the high-frequency induction heating while levitating the metal lump in the air, using a metal cylindrical body having a different occupation ratio of the slit in the circumferential direction, By adjusting the relative rotation position of the cylindrical body with respect to the high-frequency induction heating coil, a state of levitation heating while rotating the metal mass. Rolling is stopped so that switch selectively to the state of airborne heat.

【0010】また、本発明の空中浮揚加熱装置では、
(a) 半径方向に沿って放射状に延びる複数のスリッ
トを有し、かつ、周方向における前記スリット部分の占
有割合が前記周方向に沿って異ならしめられて成る金属
製の円筒体と、(b) 前記円筒体の外周を同軸状に取
り囲むように配設され、かつ、軸線が鉛直方向に沿って
配置される高周波誘導加熱コイルと、(c) 前記高周
波誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電源
と、(d) 前記円筒体を軸線を中心に前記高周波誘導
加熱コイルに対して回転駆動する回転駆動手段と、をそ
れぞれ具備し、前記高周波誘導加熱コイルに対する前記
円筒体の相対的回転位置を調整することにより、前記円
筒体の中空部内の金属塊を選択的に回転状態又は回転停
止状態にして空中浮揚加熱するように構成している。
In the levitation heating apparatus of the present invention,
(A) a metal cylindrical body having a plurality of slits extending radially in a radial direction, wherein the occupation ratio of the slit portion in the circumferential direction is varied along the circumferential direction; A high-frequency induction heating coil disposed coaxially around the outer periphery of the cylindrical body and having an axis disposed along a vertical direction, and (c) a high-frequency induction coil for supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil A power supply; and (d) a rotation driving unit that drives the cylindrical body to rotate with respect to the high-frequency induction heating coil about an axis. By adjusting, the metal lump in the hollow portion of the cylindrical body is selectively rotated or stopped to heat the air in the air.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例に付き図1〜図6を
参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0012】図1は、本発明に係る空中浮揚加熱方法を
実施するための空中浮揚加熱装置10を示すものであ
る。この装置10は、加熱すべき金属塊9を内部空間
(中空部)に収容する銅製の円筒体11と、この円筒体
11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12と、このコイル12に高周波電流
(電力)を供給する高周波電源13とをそれぞれ具備し
ている。
FIG. 1 shows a levitation heating apparatus 10 for carrying out the levitation heating method according to the present invention. The apparatus 10 includes a copper cylindrical body 11 that accommodates a metal lump 9 to be heated in an internal space (hollow portion), and a spiral high-frequency induction heating coil 12 that is disposed so as to surround the outer periphery of the cylindrical body 11. And a high-frequency power supply 13 for supplying a high-frequency current (electric power) to the coil 12.

【0013】上述の円筒体11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16を
有しており、円筒体11の周方向におけるスリット16
部分の占有割合(配設割合)が前記周方向に沿って異な
らしめられている。すなわち、本例においては、複数の
スリット16が等角度間隔の位置に形成されており、円
筒体11の一方の半分部分11aに形成されるスリット
16aの幅L1 と、円筒体11の他方の半分部分11b
に形成されるスリット16bの幅L2 とが互いに異なら
しめられている(L1 >L2 )。
As shown in FIG. 2, the cylindrical body 11 is
It has a plurality of slits 16 extending radially in the radial direction, and the slits 16 in the circumferential direction of the cylindrical body 11 are provided.
The occupation ratio (arrangement ratio) of the portion is made different along the circumferential direction. That is, in the present example, the plurality of slits 16 are formed at equal angular intervals, and the width L 1 of the slit 16a formed in one half portion 11a of the cylindrical body 11 and the other of the cylindrical body 11 Half part 11b
And the width L 2 of the slit 16b are made different from each other to be formed in (L 1> L 2).

【0014】そして、スリット16間の各セグメント1
7は円筒体11の下端部において互いに結合されてい
る。さらに、各セグメント17の内部には冷却水通路1
8が形成され、この冷却水通路18の一端は導水パイプ
19に、その他端は排水パイプ20に接続されている。
Each segment 1 between the slits 16
7 are connected to each other at the lower end of the cylindrical body 11. Further, the cooling water passage 1 is provided inside each segment 17.
The cooling water passage 18 has one end connected to a water guide pipe 19 and the other end connected to a drain pipe 20.

【0015】一方、高周波誘導加熱コイル12は銅パイ
プを螺旋状に巻回して成るものであって、その中空部に
は冷却水が供給されると共に、リード部12a,12b
を介して高周波電源13から高周波電流が供給されるよ
うになっている。そして、このコイル12は円筒体11
の外周を同軸状に取り囲むように配置されると共に、前
記コイル12及び円筒体11はその軸線が鉛直方向に一
致されている。
On the other hand, the high-frequency induction heating coil 12 is formed by spirally winding a copper pipe. Cooling water is supplied to the hollow portion, and the lead portions 12a, 12b are provided.
A high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 13 via the. And this coil 12 is a cylindrical body 11
Are arranged so as to coaxially surround the outer periphery of the coil 12, and the axes of the coil 12 and the cylindrical body 11 are aligned in the vertical direction.

【0016】また、図示を省略したが、前記円筒体11
をその軸線を中心に回転させ、これにより、高周波誘導
加熱コイル12に対する円筒体11のスリット16a,
16bの相対位置を調整するための回転駆動機構が設け
られている。
Although not shown, the cylindrical body 11
Is rotated about its axis, whereby the slits 16a, 16a,
A rotation drive mechanism for adjusting the relative position of 16b is provided.

【0017】本装置10の一具体例は次の通りである。 (1) インゴットの材質:鉄鋼(S−45C) (2) 形状:球形,直径43mmφ 重量,300g (5) コイル上端から円筒体上端部分の距離:15m
m (6) 高周波加熱条件 (a)予備加熱条件(非浮揚状態) (イ)周波数:10KHz (ロ)出力:10kW (ハ)加熱時間:8秒 (b)浮揚加熱条件 (イ)周波数:10KHz (ロ)出力:28kW
One specific example of the present apparatus 10 is as follows. (1) Material of ingot: steel (S-45C) (2) Shape: spherical, diameter 43mmφ weight, 300g (5) Distance from top of coil to top of cylindrical body: 15m
m (6) High frequency heating condition (a) Preheating condition (non-floating state) (a) Frequency: 10 KHz (b) Output: 10 kW (c) Heating time: 8 seconds (b) Levitation heating condition (a) Frequency: 10 KHz (B) Output: 28 kW

【0018】次に、本装置10を用いて金属塊9を空中
浮揚加熱する際の動作並びに作用に付き説明する。
Next, the operation and action when the metal lump 9 is levitated and heated using the present apparatus 10 will be described.

【0019】まず、加熱すべき金属塊9を図外の載置台
上に載置して金属塊9を円筒体11の下方から円筒体1
1の中空部内に移送し、高周波誘導加熱コイル12の最
上端部分に対応する浮揚加熱開始位置に配置する。しか
る後に、高周波電源13から前記コイル12に高周波電
流を供給し、これに伴って発生する電磁力の垂直分力に
て金属塊9を浮揚させる。一方、これと同時に図外の移
送機構を作動させることにより、金属塊9の載置台を円
筒体11の下方に移動せしめて円筒体11の直下位置か
ら外れた位置に移動させる。
First, the metal lump 9 to be heated is placed on a mounting table (not shown), and the metal lump 9 is placed under the cylindrical body 11 from below the cylindrical body 11.
1 and is placed at a levitation heating start position corresponding to the uppermost end of the high frequency induction heating coil 12. Thereafter, a high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 13 to the coil 12, and the metal block 9 is levitated by the vertical component force of the electromagnetic force generated thereby. On the other hand, by simultaneously operating a transfer mechanism (not shown), the mounting table for the metal block 9 is moved below the cylindrical body 11 and moved to a position outside the position immediately below the cylindrical body 11.

【0020】そして、高周波誘導加熱コイル12に供給
する高周波電流を調整することにより、金属塊9の水平
軸線が円筒体11の上端面11cよりも上方に配置され
かつ金属塊9の一部分が円筒体11の中空部内に配置さ
れる位置に前記金属塊9を空中浮揚させ、この位置で高
周波誘導加熱する。
Then, by adjusting the high-frequency current supplied to the high-frequency induction heating coil 12, the horizontal axis of the metal lump 9 is disposed above the upper end surface 11c of the cylinder 11, and a part of the metal lump 9 is The metal lump 9 is levitated in the air at a position where the metal lump 9 is arranged in the hollow portion 11 and high-frequency induction heating is performed at this position.

【0021】この際、図1に示すように、幅狭のスリッ
ト16bが設けられた円筒体11の半分部分11bを高
周波誘導加熱コイル12のリード部12a,12bに対
向せしめ、かつ幅広のスリット16aが設けられた円筒
体11の半分部分11aをリード部12a,12bに対
応するコイル本体部分12cに対向するように円筒体1
1を配置する。このようにすると、金属塊9の表面のう
ち、リード部12a,12bに対向する表面よりもコイ
ル本体部分12cに対向する表面に相対的に大きな電磁
力が斜め上方に作用するため、金属塊9はその水平軸を
中心に図2において矢印A方向に高速で回転されながら
高周波誘導加熱される。
At this time, as shown in FIG. 1, the half portion 11b of the cylindrical body 11 provided with the narrow slit 16b is opposed to the lead portions 12a and 12b of the high-frequency induction heating coil 12, and the wide slit 16a is formed. The cylindrical body 1 is provided such that the half portion 11a of the cylindrical body 11 provided with the coil body faces the coil body portion 12c corresponding to the lead portions 12a and 12b.
1 is arranged. With this configuration, a relatively large electromagnetic force acts obliquely upward on the surface of the metal block 9 that faces the coil body portion 12c more than the surface that faces the lead portions 12a and 12b. Is heated at a high speed in the direction of arrow A in FIG.

【0022】なお、高周波誘導加熱コイル12に対する
円筒体11の配置関係を図1及び図2に示す状態とは全
く逆の状態すなわち図3及び図4に示す如く180゜変
化させた状態にした場合には、スリット16a及び16
bの幅の選定条件に応じて金属塊9の回転方向は図4に
示す如く矢印A方向とは逆の矢印B方向となる。
When the arrangement of the cylindrical body 11 with respect to the high-frequency induction heating coil 12 is set to a state completely opposite to the state shown in FIGS. 1 and 2, that is, a state changed by 180 ° as shown in FIGS. Has slits 16a and 16
According to the selection condition of the width b, the rotating direction of the metal block 9 is the direction of the arrow B opposite to the direction of the arrow A as shown in FIG.

【0023】この状態の下で金属塊9が回転状態で均一
加熱されて金属塊9が溶解温度に達する直前に、図外の
回転駆動機構を作動させ、円筒体11をその軸線を中心
に例えばほぼ90゜(この回転角は、スリット16a,
16bの幅及び配設間隔、高周波誘導加熱コイル12の
円筒体11に対する傾斜角、並びにリード部12a,1
2bの配置等の条件により変わる。)だけ回転させる。
これにより、図5に示す如く、円筒体11の幅広のスリ
ット16aをリード部12aとコイル本体部12cとの
間の部分12dに対応配置させると共に、円筒体の幅狭
のスリット16bを前記部分12dの対向部分12eに
対応配置させる。このような配置関係にすると、金属塊
9の表面に作用する電磁力の大きさが等しくなり、回転
方向に働く力が相殺されるため、金属塊9の回転は停止
される。
In this state, immediately before the metal lump 9 is heated evenly in a rotating state and the metal lump 9 reaches the melting temperature, a rotation drive mechanism (not shown) is operated to move the cylindrical body 11 about the axis thereof, for example. Approximately 90 ° (this rotation angle is determined by slits 16a,
16b, the arrangement interval, the inclination angle of the high-frequency induction heating coil 12 with respect to the cylindrical body 11, and the lead portions 12a, 1b.
It changes depending on conditions such as the arrangement of 2b. ) Only rotate.
Thereby, as shown in FIG. 5, the wide slit 16a of the cylindrical body 11 is arranged corresponding to the portion 12d between the lead portion 12a and the coil body portion 12c, and the narrow slit 16b of the cylindrical body is formed in the portion 12d. Is arranged corresponding to the facing portion 12e. With such an arrangement relationship, the magnitude of the electromagnetic force acting on the surface of the metal lump 9 becomes equal, and the force acting in the rotation direction is canceled, so that the rotation of the metal lump 9 is stopped.

【0024】この状態の下で、高周波誘導加熱を継続
し、金属塊9を溶解温度以上に加熱して溶湯状態にす
る。これに伴い、溶湯9′はその表面張力により完全な
球状になる(図6参照)。
Under this condition, the high-frequency induction heating is continued to heat the metal lump 9 to a temperature higher than the melting temperature to bring it into a molten metal state. Along with this, the molten metal 9 'becomes completely spherical due to its surface tension (see FIG. 6).

【0025】次いで、高周波誘導加熱コイル12への高
周波電流の供給を遮断する。これに伴い、溶湯9′に作
用する電磁力(浮揚力)が消失するため、溶湯9′は自
然落下して図外の鋳型に鋳込まれる。そして、鋳型に鋳
込まれた溶湯9′は自然冷却され、所定形状の精密鋳造
製品が得られる。
Next, the supply of the high-frequency current to the high-frequency induction heating coil 12 is cut off. With this, the electromagnetic force (levitation force) acting on the molten metal 9 'disappears, so that the molten metal 9' falls naturally and is cast into a mold (not shown). Then, the molten metal 9 'cast into the mold is naturally cooled, and a precision cast product having a predetermined shape is obtained.

【0026】上述の如き装置10によれば、金属塊9は
溶解温度に達する直前までは固形状態で回転されつつ高
周波誘導加熱されるため、金属塊9の全体を均一に加熱
することができると共に、溶解直前には高周波誘導加熱
コイル12に対する円筒体11の相対的回転位置を調整
することにより金属塊9の回転を停止せしめるようにし
ているので、溶湯9′が周囲に飛散するような事態の発
生を防止できる。また、加熱時における金属塊9の回転
速度は、円筒体11の回転位置の調整により任意に調整
可能である。
According to the above-described apparatus 10, since the metal lump 9 is heated in a solid state and is subjected to high-frequency induction heating until just before it reaches the melting temperature, the metal lump 9 can be uniformly heated as a whole. Immediately before melting, the rotation of the metal block 9 is stopped by adjusting the relative rotation position of the cylindrical body 11 with respect to the high-frequency induction heating coil 12, so that the molten metal 9 'scatters around. Occurrence can be prevented. The rotation speed of the metal block 9 during heating can be arbitrarily adjusted by adjusting the rotation position of the cylindrical body 11.

【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。
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.

【0028】例えば、円筒体11の複数のスリット16
の配置構成は種々に変更可能である。すなわち、図7に
示すように、各スリット16の幅を全て同一にして、円
筒体11の周方向におけるスリット16の配設間隔を異
ならしめ、スリットの配設割合(円筒体11の全周に対
してスリット16が占める割合)を周方向に沿って変化
させるようにしてもよい。また、図8に示すように、幅
が徐々に変化するスリット16を等角度間隔で配設する
ようにしてもよい。
For example, a plurality of slits 16 of the cylindrical body 11
Can be variously changed. That is, as shown in FIG. 7, the width of each slit 16 is all the same, the intervals of the slits 16 in the circumferential direction of the cylindrical body 11 are made different, and the arrangement ratio of the slits (to the entire circumference of the cylindrical body 11 The ratio occupied by the slit 16 may be changed along the circumferential direction. Further, as shown in FIG. 8, slits 16 whose width changes gradually may be arranged at equal angular intervals.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の如く、本発明に係る方法及び装置
は、周方向におけるスリットの占有割合が異なる金属製
の円筒体を回転させて所定位置に配置することにより、
空中浮揚されている金属塊を回転又は回転停止状態に選
択的に切換えて高周波誘導加熱するようにしたものであ
るから、回転状態の下での均一加熱を行なうことができ
ると共に、溶解直前には回転を停止せしめて溶解金属の
飛散を防止することができる。そのため、本発明によれ
ば、簡単な装置にて、金属塊を他の部材とは無接触で均
一温度にしかも作業の安全を確保しつつ加熱(溶解)す
ることができ、高品質の鋳造製品等を得ることが可能と
なる。
As described above, the method and the apparatus according to the present invention are arranged such that the metal cylinders having different occupying ratios of the slits in the circumferential direction are rotated and arranged at predetermined positions.
Since the high-frequency induction heating is performed by selectively switching the metal mass floating in the air to the rotation or rotation stop state, uniform heating can be performed under the rotation state, and immediately before melting. By stopping the rotation, the scattering of the molten metal can be prevented. Therefore, according to the present invention, it is possible to heat (melt) a metal lump to a uniform temperature in a simple device without contact with other members while ensuring the safety of operation, and to obtain a high quality cast product. Etc. can be obtained.

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

【図1】本発明に係る空中浮揚加熱装置の平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a levitation heating device according to the present invention.

【図2】図1に示す装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the device shown in FIG.

【図3】円筒体を図1に示す位置から180°回転させ
た位置に配置した状態を示す空中浮揚加熱装置の平面図
である。
FIG. 3 is a plan view of the levitation heating device showing a state where the cylindrical body is arranged at a position rotated by 180 ° from the position shown in FIG. 1;

【図4】図3に示す装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the apparatus shown in FIG. 3;

【図5】円筒体を図1に示す位置からほぼ90°回転さ
せた位置に配置した状態を示す空中浮揚加熱装置の平面
図である。
FIG. 5 is a plan view of the levitation heating device showing a state where the cylindrical body is arranged at a position rotated by approximately 90 ° from the position shown in FIG. 1;

【図6】図5に示す装置の断面図である。6 is a sectional view of the device shown in FIG.

【図7】円筒体に設けられるスリットの変形例を示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a modification of a slit provided in a cylindrical body.

【図8】円筒体に設けられるスリットの別の変形例を示
す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing another modification of the slit provided in the cylindrical body.

【図9】同一幅のスリットが等間隔に設けられた円筒体
を備えた空中浮揚加熱装置の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a levitation heating device including a cylindrical body in which slits having the same width are provided at equal intervals.

【図10】図9に示す装置の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the device shown in FIG. 9;

【図11】上述の円筒体の一部を切欠いて示す断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of the above-mentioned cylindrical body, which is cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 金属塊 10 空中浮揚加熱装置 11 円筒体 12 高周波誘導加熱コイル 16 スリット 16a 幅広のスリット 16b 幅狭のスリット L1 ,L2 スリット幅9 metal block 10 slits L 1 levitation heating device 11 the cylindrical body 12 of the wide high-frequency induction heating coil 16 slits 16a slit 16b narrow, L 2 slit width

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 9/16,9/22 F27B 14/06 - 14/14 F27D 11/00 - 11/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C22B 9 / 16,9 / 22 F27B 14/06-14/14 F27D 11/00-11/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半径方向に沿って放射状に延びる複数の
スリットが形成された金属製の円筒体の外周を高周波誘
導加熱コイルにて同軸状に取り囲むと共に、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沿って配
置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を供給す
ることにより前記円筒体の中空部内で金属塊に上方に向
かう電磁力を作用せしめ、前記金属塊を空中浮揚させな
がら高周波誘導加熱するようにした方法において、周方
向におけるスリットの占有割合を異ならしめて成る金属
製の円筒体を用い、前記高周波誘導加熱コイルに対する
前記円筒体の相対的回転位置を調整することにより、前
記金属塊を回転させつつ空中浮揚加熱する状態と回転停
止させて空中浮揚加熱する状態とに選択的に切換えるよ
うにしたことを特徴とする金属塊の空中浮揚加熱方法。
1. A high-frequency induction heating coil coaxially surrounds the outer periphery of a metal cylinder having a plurality of slits extending radially in a radial direction, and the axis of the cylinder and the high-frequency induction heating coil. Are arranged along the vertical direction, and a high-frequency current is supplied to the high-frequency induction heating coil to cause an upward electromagnetic force to act on the metal lump in the hollow portion of the cylindrical body. In the method in which induction heating is performed, by using a metal cylinder having different occupation ratios of the slits in the circumferential direction, by adjusting a relative rotation position of the cylinder with respect to the high-frequency induction heating coil, the metal is formed. Selective switching between the state of levitation heating while rotating the mass and the state of levitation heating with rotation stopped Levitating heating method for metal lump.
【請求項2】 前記金属塊の溶解温度直前までは、前記
金属塊を回転状態の下で空中浮揚加熱し、溶解温度に達
する直前に前記金属塊を回転停止状態にして、それ以後
は回転停止状態の下において空中浮揚加熱による溶解を
行なうようにしたことを特徴とする請求項1に記載の金
属塊の空中浮揚加熱方法。
2. Until immediately before the melting temperature of the metal lump, the metal lump is levitated and heated in the air under a rotating state, and immediately before the melting temperature is reached, the metal lump is brought into a rotation stop state. The method of claim 1, wherein the melting is performed by levitation heating under the condition.
【請求項3】(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し、かつ、周方向における前記スリ
ット部分の占有割合が前記周方向に沿って異ならしめら
れて成る金属製の円筒体と、 (b) 前記円筒体の外周を同軸状に取り囲むように配
設され、かつ、軸線が鉛直方向に沿って配置される高周
波誘導加熱コイルと、 (c) 前記高周波誘導加熱コイルに高周波電流を供給
する高周波電源と、 (d) 前記円筒体を軸線を中心に前記高周波誘導加熱
コイルに対して回転駆動する回転駆動手段と、 をそれぞれ具備し、前記高周波誘導加熱コイルに対する
前記円筒体の相対的回転位置を調整することにより、前
記円筒体の中空部内の金属塊を選択的に回転状態又は回
転停止状態にして空中浮揚加熱するようにしたことを特
徴とする金属塊の空中浮揚加熱装置。
3. A metal cylinder having a plurality of slits extending radially in a radial direction, wherein the occupation ratio of the slit portion in the circumferential direction is varied along the circumferential direction. (B) a high-frequency induction heating coil disposed coaxially around the outer periphery of the cylindrical body and having an axis arranged along a vertical direction; and (c) a high-frequency induction heating coil. A high-frequency power supply for supplying an electric current; and (d) a rotary drive unit for rotating the cylindrical body with respect to the high-frequency induction heating coil about an axis. By adjusting the relative rotation position, the metal lump in the hollow portion of the cylindrical body is selectively rotated or stopped to be heated in the air by heating in the air. Levitation heating device.
【請求項4】 前記複数のスリットの幅がすべて同一で
あり、周方向における前記複数のスリットの配置間隔が
部分的に異ならしめられていることを特徴とする請求項
3に記載の金属塊の空中浮揚加熱方法。
4. The metal lump according to claim 3, wherein the widths of the plurality of slits are all the same, and the arrangement intervals of the plurality of slits in the circumferential direction are partially different. Levitation heating method.
【請求項5】 前記複数のスリットが周方向において等
間隔に配設され、前記複数のスリットの幅が部分的に異
ならしめられていることを特徴とする請求項3に記載の
金属塊の空中浮揚加熱方法。
5. The aerial of a metal block according to claim 3, wherein the plurality of slits are arranged at equal intervals in a circumferential direction, and the widths of the plurality of slits are partially varied. Levitation heating method.
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