JP3691859B2 - 導電性材料から成る固体皮膜を溶解するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主溶解装置を形成するるつぼであって、流体で冷却される、スリットを有する中央の底部部分を備えており、該底部部分が槽を形成しており、該槽にホッパー状の流出部が続いており、溶湯の部分的な凝固によって槽内に固体皮膜が形成されるようになっており、該固体被膜を溶融し且つ前記流出部から流出する均質な溶湯流を生成するための装置が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
中に溶湯が存在する比較的大きな溶湯容器のホッパーを用いて注湯流を形成する方法は公知であり（ＤＥ４０１１３９２）、ホッパーは溶湯容器にフランジ結合されており、金属または合金製であり、かつ流体で冷却されるセグメントに分割されている。交流を適用されるコイルがホッパーを包囲しており、かつホッパー内の溶湯を誘導加熱する。この公知の方法は、できる限り細い溶融金属流を凝固の危険の回避下に生成し、並びに目的どおりに出口を凍結させ、かつ再び溶融するという課題を解決する。
【０００３】
さらに反応性の金属または合金のセラミック不含の溶湯のためのるつぼが公知であり、これは水冷される複数の金属製のセグメントを備えており、セグメントがすべて互いに電気的に接続されており、かつ狭い隙間を互いに形成している（ＵＳ４７３８７１３）。セグメントから形成されたるつぼはインダクタンスコイルによって包囲されており、インダクタンスコイルはバッチの溶融を行う。るつぼはコイルとともに真空釜内に配置されている。この冷却るつぼは高純度の反応性金属のスラグ不含の溶融を可能にする。
【０００４】
チタン粒子を溶融するための似たような形状のスリットを有するるつぼは底部流出部を備えており、底部流出部は粉末化のために溶融金属の流出を行う（ＥＰ０４２７３７９）。
【０００５】
最後に粉末化装置が公知であり（ＵＳＰＳ４７６２５５３）、この装置ではるつぼが浮遊溶解のために第１のインダクタンスコイルによって包囲されており、底部流出部は第２のコイルによって包囲されており、コイルは溶湯流の案内に用いられる。両コイルはそれぞれ固有の給電部を備えている。底部流出部の下端におけるガスノズルが溶融金属の霧化を可能にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、導電性の溶融物へのエネルギーの取入れを、引続く注入流の形成時に電気的な底部スカル、閉鎖栓または閉鎖プレートの溶融が可能であるように制御することを可能にする装置を見出すことである。そのためには注入流は軸平行に、または所定の角度で装置から流出する。その上に装置は大量の溶融物にも使用可能でなければならず、かつこのような量に関してのみならず装置はラビテーション溶解法（Levitationsschmelzverfahren)でも制御可能である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明によれば、固体被膜を溶融し且つ前記流出部から流出する均質な溶湯流を生成するための装置が、少なくとも２つの別個に制御可能なインダクタンスコイルを有しており、これらのインダクタンスコイルの内の少なくとも１つが、槽を形成する底部部分の領域に配置されており且つ槽内で形成された閉鎖プレートを溶融するようになっており、槽が溶湯を包囲しており、しかも槽が少なくとも電磁界の侵入深さの領域内においてまたは完全に、導電性材料から形成されており、前記の少なくとも２つのインダクタンスコイルの内の別の少なくとも１つが、流出部の領域に配置されて該流出部を取り囲んでいることによって解決される。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の構成により上記の課題が達成される。
【０００９】
【実施例】
図１に示されているように、主溶解装置を成すほぼ円筒形のるつぼ３が底部の部分を成す円環状の壁部分４を備えている。壁部分には半径方向でみて内方へ延びたセグメント（または柵状の構造体を形成するセグメント状の部材Palisade)５，５′，…が続いており，セグメントはそれぞれ半径方向に延びた狭い隙間６，６′，…によって互いに分離されており、かつ全体で中央の底部部分２７を構成している。各セグメント５，５′，…は、これらが一緒になってホッパー状の流入部ないしは容器または槽７を形成するように構成されており、槽はやはり僅かにホッパー状の注入流案内ホッパーまたは流出部８へ移行している。底面の部分９は壁部分４からみてまず平らな面９を形成し、この面は次いで中央へ向かって上向きに若干円錐形の部分に形成されており、最後にこの部分にホッパーまたは槽７が開口している。るつぼ３の下面はやはり円環状の、平らな縁部分を有し、これが底部部分の中央へ向かって第１の円錐形の区分に移行しており、この区分に第１のインダクタンスコイル（または誘導子）１０が接触している。この区分には流出部８を包囲した第２の円錐形の区分が続いており、この区分は第２のインダクタンスコイル１１によって包囲されている。このインダクタンスコイル自体は磁性材料製のリング（フェライト部材）１２によって包囲されている。両インダクタンスコイル１０，１１はそれぞれ固有の給電部１３ないしは１４へ接続されている。給電部１３，１４はできる限り均質な電磁界を生じなければならない。第２のインダクタンスコイル１１の最も下の巻線は有利には下向きの傾斜補償片（Steigungsausgleichstueck）を備えており、これは特許出願Ｐ４２２２３９９．７に詳しく記載されている。
【００１０】
記載の装置は、今日商業的に使用されている、すべてのセラミック不含の溶解技術および溶解装置と組合せ可能であり、かつまず固体の導電性皮膜が溶解されることによって所定の工程時点で主溶解装置からの注入過程の導入を許す。
【００１１】
電磁界によって発生される磁力による注入流への影響の他に流出部は例えば溶解浴高さが大きな場合に付加的な差圧の形成によって調整ないしは停止することができる。
【００１２】
上記の工程管理は、所要の周波数基準を満たし、並びに出力分布を目的どおりに選択し得るためには２つの別個の、制御可能なインダクタンスコイル１０，１１の使用を条件とする。これによって溶湯の流出部温度を調整することができる。
【００１３】
均質な注入流の生成と獲得のためにはすべての工程条件の下で流出部８の領域内で不純物または他の支障ある物質の焼付きが起こらないかないしはすっかり溶解することが保証されなければならない。
【００１４】
例えば間で閉じられる流出部８で、または故障に帰因する工程中断時に主溶解装置３で冶金的操作を溶湯流が流出することなく実施し得ることが必要である工程管理または工程事態が考えられる。
【００１５】
注入工程を再開し得るためには流出部８を再び溶解した後でなければ主溶解装置３からの注入工程を継続することができない。
【００１６】
本発明の主要な特徴は、本発明をそのバッチ重量が数トンに上る主溶解装置と結合して操作することも許すことである。したがって本発明による装置では溶湯の浮遊（Levitation)は生じない。
【００１７】
図２による実施例では主るつぼ１６の底面１５が縁領域内でホッパー状に構成されており、このホッパー状の部分は中央へ向かって円筒形の部分１７へ移行している。この部分にはさらに平らな底部部分１８が続き、この底部部分１８の中央には注入開口ないしは注入ホッパー部１９が存在している。円筒形の部分１７はスリットを有する形に構成されており、すなわち個別のセグメント２０，２０′，…から構成されている。図１による実施例とは異なり図２による構成では全部で３つの給電装置２１，２２，２３が３つのインダクタンスコイル２４，２５，２６のために設けられており、これらはすべて独立におよびまたは一緒に制御可能である。主にセグメント２０，２０′，…によって形成された槽２８は円筒形の形状を有し、各隙間３０，３０′，…はインダクタンスコイル２５の電磁界の支障のない通過を許す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の第１の実施例の図である。
【図２】本発明による装置の第２の実施例の図である。
【符号の説明】
３ るつぼ、 ４ 壁部分、 ５，５′，…，２０，２０′，… セグメント、 ６，６′，…，３０，３０′，… 隙間、 ７，２８ 槽、 ８ 流出部、９，１７ 部分、 １０，１１，２４，２５，２６ インダクタンスコイル、１２ リング、 １３，１４ 給電部、 １５ 底面、 １６ 主るつぼ、 １８，２７，２９ 底部部分、 １９ 流入ホッパー部、 ２１，２２，２３ 給電装置

Claims (10)

1. 主溶解装置を形成するるつぼであって、流体で冷却される、スリットを有する中央の底部部分を備えており、該底部部分が槽を形成しており、該槽にホッパー状の流出部が続いており、溶湯の部分的な凝固によって槽内に固体皮膜が形成されるようになっており、該固体被膜を溶融し且つ前記流出部から流出する均質な溶湯流を生成するための装置が設けられている形式のものにおいて、
   ａ）該装置が、少なくとも２つの別個に制御可能なインダクタンスコイル（１０，１１）を有しており、
   ｂ）これらのインダクタンスコイルの内の少なくとも１つ（１０；２４，２６）が、槽（７，２８）を形成する底部部分（２７，２９）の領域に配置されており且つ槽内で形成された閉鎖プレートを溶融するようになっており、槽が溶湯を包囲しており、しかも槽が少なくとも電磁界の侵入深さの領域内においてまたは完全に、導電性材料から形成されており、
   ｃ）前記の少なくとも２つのインダクタンスコイルの内の別の少なくとも１つ（１１，２６）が、流出部の領域に配置されて該流出部を取り囲んでいることを特徴とする、主溶解装置を形成するるつぼ。
2. スリットを有する槽（７，２８）が完全に互いに絶縁されたセグメント（５，５′，…）から形成されている、請求項１記載のるつぼ。
3. スリットを有する槽（７，２８）が隙間（６，６′，…）によって互いに絶縁されたセグメント（５，５′，…）から形成されており、セグメントが互いに導電接続されている、請求項１記載のるつぼ。
4. 少なくとも１つのインダクタンスコイル（１０，１１）の電磁界がヨークまたはフェライト部材（１２）を用いて目的どおりに影響を及ぼすことが可能であるかまたは操作可能である、請求項１記載のるつぼ。
5. ２つのインダクタンスコイル（１０，１１ないしは２１、２２、２３）間の電磁界が短絡リングを用いて目的どおりに減結合可能である、請求項１記載のるつぼ。
6. インダクタンスコイル（１０，１１ないしは２１、２２、２３）の出力密度が、所定の注湯温度が調節可能であるように選択されている、請求項１記載のるつぼ。
7. 電磁界によって生成される磁力に付加的に流出部(８，１９)が差圧の形成によって減少可能または遮断可能である、請求項１記載のるつぼ。
8. 下方のインダクタンスコイル（１１もしくは２６）の出力密度が、流出部領域内での固体材料の焼付きが回避可能であるかまたは目的どおりに溶融可能であるように選択可能である、請求項１記載のるつぼ。
9. 上方のインダクタンスコイル（１０もしくは２６）によって影響される、セグメント（５，５′，…ないしは２０，２０′，…）によって形成された槽（７，２８）がほぼ円筒形のコップまたはホッパーとして構成されている、請求項１から８項までのいずれか１項記載のるつぼ。
10. 主溶解装置（１６）がほぼ円筒形のコップとして構成されており、その底部部分（２９）が半径方向でみて外側の領域内に扁平なホッパーを形成しており、ホッパーがセグメント（２０，２０′，…）によって形成されたコップ形の槽（２８）ヘ移行しており、その平らな底部が流出部（１９）と接続されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のるつぼ。

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