JP6086276B2 - Cold crucible melting furnace - Google Patents

Cold crucible melting furnace

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JP6086276B2
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泰弘 中井
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正徳 津田
悠 米虫
悠 米虫
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シンフォニアテクノロジー株式会社
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Description

本発明は、誘導加熱により被溶解金属を溶解する溶解炉に関し、特に、冷却によってスカルを形成しながら誘導加熱溶解を行うコールドクルーシブル溶解炉に関する。 The present invention is by induction heating relates melting furnace to dissolve the molten metal, in particular, to cold crucible melting furnace for performing induction heating dissolved while forming a skull by cooling.

従来、被溶解金属を誘導加熱により溶解する装置としては、例えば、銅などの金属で形成され、内部に冷却水路を有する炉本体と、炉本体の周囲に配置された誘導加熱コイルとを備えたコールドクルーシブル溶解炉がある。 Conventionally, as a device for dissolving by induction heating to be dissolved metals, for example, is formed of a metal such as copper, comprising: a furnace body having a cooling water passage therein, an induction heating coil disposed around the furnace body there is a cold crucible melting furnace. このコールドクルーシブル溶解炉で炉本体に収容された被溶解金属を溶解する場合、誘導加熱コイルによって被溶解金属を誘導加熱するとともに、冷却水路に冷却水を通すことによって炉本体を冷却する。 When dissolving the cold crucible melting furnace in the molten metal contained in the furnace body, while the induction heating an object to be dissolved metal by the induction heating coil, the furnace body is cooled by passing cooling water in the cooling water channel. これにより、炉本体に収容された被溶解金属は、外周側において炉本体に抜熱されるため、この外周側で被溶解金属が冷却されて凝固したスカルが形成され、内部のみが溶融することとなる。 Thus, the molten metal contained in the furnace body is to be heat extraction to the furnace body at the outer peripheral side, the skull which the molten metal is solidified and cooled at the outer peripheral side is formed, and that only the internal melts Become. このため、被溶解金属が溶解した溶湯は、スカルによって炉本体と隔離されることにより炉本体からの汚染が防止される。 Therefore, melt the molten metal has been dissolved, the contamination from the furnace body is prevented by being isolated from the furnace body by a skull. また、炉本体は、上記のように金属で形成されていることから、急速溶解したとしても割れなどの損傷が生じる恐れがない。 Moreover, the furnace body, since it is formed of metal as described above, there is no possibility that even cracking damage such as rapidly dissolving occur. このため、コールドクルーシブル溶解炉では、高純度の溶湯を高速で生成することが可能である。 Therefore, the cold crucible melting furnace, it is possible to produce a high purity of the molten metal at a high speed.

ところで、近年、前記コールドクルーシブル溶解炉により生成される溶湯を、鋳型への湯流れ良好なものとし、これにより製品品質及び歩留まりの向上を図ることを目的として、被溶解金属の融点に対して+100℃以上、望ましくは+150℃以上まで過昇温させることが望まれている。 In recent years, the molten metal produced by the cold crucible furnace, a favorable fluidity to the template, thereby the aim of improving product quality and yield, with respect to the molten metal in the melting +100 ° C. or more, preferably it is desired to excessive temperature rise of up to + 150 ℃ or higher. しかしながら、従来のコールドクルーシブル溶解炉では、炉本体に収容された被溶解金属は、炉本体を形成する材質(銅など)の熱伝導率に応じた抜熱量で炉本体に抜熱されてしまうことにより、被溶解金属の融点に対して+100℃未満でしか過昇温できなかった。 However, in the conventional cold crucible melting furnace, the molten metal contained in the furnace body, which would be heat removal in the furnace body in a heat removal amount corresponding to the thermal conductivity of the material (such as copper) that forms the furnace body Accordingly, it failed to be excessive temperature rise only below + 100 ° C. relative to the molten metal in the melting point.

前記事情に鑑み、特許文献1に係る発明がなされた。 In view of the above circumstances, the invention has been made according to the Patent Document 1. この発明に係るコールドクルーシブル溶解炉は、被溶解金属を収容する収容凹部を有する炉本体と、前記炉本体を冷却する冷却手段と、前記炉本体の外周側に配置され、前記炉本体の収容凹部に収容された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルとを備えたコールドクルーシブル溶解炉であって、前記収容凹部を構成する前記炉本体の内面のうち少なくとも底面は、前記被溶解金属より融点の高い耐火物によって形成された熱緩衝部材で覆われている。 Cold crucible melting furnace according to the present invention includes a furnace body having an accommodating recess for accommodating the object to be molten metal, a cooling means for cooling the furnace body, are disposed on the outer peripheral side of the furnace body, the housing recess of the furnace body a cold crucible melting furnace with an induction heating coil for the contained heated induce the molten metal, at least the bottom surface of the inner surface of the furnace body constituting the accommodating recess, the more the molten metal in the melting point It is covered with thermal buffer member formed by a high refractory.

この発明によれば、収容凹部に収容された被溶解金属は、誘導加熱コイルによって誘導加熱されるとともに、冷却手段によって冷却された炉本体から抜熱され、これにより外周部でスカルを形成しつつ、内部に溶湯を生成することができる。 According to the present invention, the molten metal contained in the containing recess, with induced heating by the induction heating coil is heat removal from the cooled furnace body by the cooling means, thereby while forming a skull in the outer peripheral portion , it is possible to produce a molten metal therein. ここで、炉本体による抜熱は、被溶解金属に面する炉本体の内面から行われるが、耐火物で形成された熱緩衝部材で覆われた底面については、この熱緩衝部材を介して抜熱が行われることとなり、直接抜熱が行われるのと比較して抜熱量を低減できる。 Here, heat removal by the furnace body is carried out from the inner surface of the furnace body facing the target molten metal, the covered bottom in thermal buffer member formed of refractory through the thermal buffer disconnect becomes the heat is conducted, it can be reduced dissipation heat quantity as compared with the direct heat removal is performed. このため、被溶解金属を効果的に加熱でき、被溶解金属を急速溶解できる。 Therefore, the molten metal can effectively heat the can rapidly dissolve the molten metal. これにより、被溶解金属の融点に対して+150℃以上の過昇温が可能である。 Thus, it is possible + 150 ℃ more excessive rise in temperature with respect to the molten metal in the melting point.

特開2009−85525号公報 JP 2009-85525 JP

ところで、このようなコールドクルーシブル溶解炉は、収容凹部内の溶湯の温度を測定する温度測定手段を備える。 However, such a cold crucible melting furnace comprises temperature measuring means for measuring the temperature of the molten metal in the receiving recess. この温度測定手段の一例として、放射温度計が炉本体の上方に離れて設けられている(特許文献1には明記なし、図3を参照)。 The As an example of the temperature measuring means, a radiation thermometer is provided apart above the furnace body (without stated in Patent Document 1, see Figure 3). この放射温度計による測温により、溶湯が出湯に適する所望の温度に昇温されたことを検知し、次工程処理、具体的には出湯処理(溶湯を前記収容凹部から取り出す処理)、または、誘導加熱コイルに供給する電力を低下させる処理などを行っている。 The temperature measuring by the radiation thermometer, the melt detects that it has been heated to a desired temperature suitable for pouring, the next step process, specifically (taking out the molten metal from the housing recess processing) tapping process, or, It is performed processing such as reducing the power supplied to the induction heating coil.

しかし、この温度測定手段による測温は、時に、正常に行われない事態が発生する。 However, the temperature measurement by the temperature measuring means, sometimes, a situation which is not normally performed is generated. この事態は、放射温度計の場合では、溶湯から生じる煙の影響、放射温度計のレンズの汚れまたは曇りの影響、遮蔽物の影響、炉本体との位置関係による測温位置のずれ等により引き起こされる。 This situation, in the case of the radiation thermometer, caused effects of smoke resulting from the molten metal, dirt or fogging effect of the lens of the radiation thermometer, the influence of the shield, the deviation or the like of the temperature measuring position by the positional relationship between the furnace body It is. このような事態が発生すると、前記熱緩衝部材の存在によって、炉本体の底面からの抜熱量が低減されていることから、炉本体における熱の残留量が大きくなり、従来の、底面が熱緩衝部材で覆われていないコールドクルーシブル溶解炉と比較して、溶湯が急速に昇温する。 If such a situation occurs, by the presence of the thermal buffer, since the heat removal amount from the bottom of the furnace body is reduced, the greater the residual amount of heat in the furnace body, the conventional bottom heat buffer compared to the cold crucible melting furnace which is not covered by the member, the molten metal is rapidly heated. もし、所望の温度を超えて溶湯が急速に昇温した場合、炉本体は冷却水が通されて冷却されていることから、当該炉本体が溶融する程に過熱することはない。 If the temperature was raised rapidly molten metal beyond the desired temperature, the furnace body is because it is cooled is passed through cooling water, never the furnace body is overheated enough to melt. しかしながら、熱緩衝部材は炉本体のような冷却がなされていないため、前記急速な昇温による異常な過熱に耐えられなくなって破損したり、過熱でスカルが減少(あるいは消失)して熱緩衝部材が溶湯に直接接触すること等に起因し、溶湯に溶出した耐火物により溶湯が汚染されたりする可能性があり、鋳造に支障をきたすことがある。 However, since the thermal buffer has not been made cooled as the furnace body, the damaged longer withstand abnormal overheating by rapid Atsushi Nobori, skull decrease in overheating (or loss) to thermal buffer There due to such direct contact with the molten metal, there is a possibility that molten metal or contaminated by refractory eluted into the molten metal, which may interfere with the casting. よって、温度測定手段による測温が正常に行われなかった等の場合でも、熱緩衝部材が異常な過熱をされないように、溶湯が所望の温度に昇温した時点で適切に次工程処理を行うことができるコールドクルーシブル溶解炉が望まれていた。 Therefore, even if such temperature measuring with temperature measuring means is not successful, as thermal buffer is not abnormal overheating, appropriately perform the next step processing when the molten metal is heated to the desired temperature cold crucible melting furnace capable has been desired.

そこで本発明は、溶湯が所望の温度に昇温された時点で適切に次工程処理を行うことで、熱緩衝部材が過熱して破損することを回避できるコールドクルーシブル溶解炉を提供することを課題とする。 The present invention aims melt to provide a suitably by carrying out the following step process, the cold crucible melting furnace can be avoided thermal buffer is damaged by overheating when it is heated to the desired temperature to.

本発明に関連する参考例は、被溶解金属を収容する収容凹部を有する炉本体と、前記炉本体の外周側に配置され、前記収容凹部に収容された被溶解金属を誘導加熱して溶湯とする誘導加熱コイルとを備え、前記炉本体の内面の少なくとも一部は、前記被溶解金属より融点の高い耐火物によって形成された熱緩衝部材で覆われたコールドクルーシブル溶解炉であって、前記誘導加熱コイルに供給した電力量を割り出す電力量割出手段と、前記電力量割出手段により割り出された電力量に基づいて次工程処理を行う制御部と、を備えるコールドクルーシブル溶解炉である。 Reference example relating to the present invention includes a furnace body having an accommodating recess for accommodating the object to be dissolved metals, is disposed on the outer peripheral side of the furnace body, and the melt inductively heating the molten metal accommodated in the accommodation recess and a induction heating coil for at least a portion of the inner surface of the furnace body, said a cold crucible melting furnace which is covered with a thermal buffer member formed of a high melting point refractory than the molten metal, the induction and the amount of power indexing means to determine the amount of power supplied to the heating coil, and a control unit to perform the following step process based on the amount of power is indexed by the amount of power indexing means is a cold crucible melting furnace comprising a.

これによれば、電力量割出手段により割り出された電力量に基づいて、制御部が適切に次工程処理を行うため、熱緩衝部材の過熱を回避できる。 According to this, based on the amount of power it is indexed by the power amount indexing means, since the control unit performs the appropriate next step processing can avoid overheating of the thermal buffer.

そして、本発明に関連する参考例の更なる態様として、前記制御部は、前記電力量割出手段により割り出された電力量が設定値に達した場合に、前記次工程処理を行う。 Then, as a further aspect of the reference example associated with the present invention, the control unit, when the amount of power indexed by the amount of power indexing means reaches a set value, performing the next step processing.

この態様によれば、電力量の設定値を適切に定めておくことにより、熱緩衝部材の過熱回避が確実になされる。 According to this embodiment, by previously properly determine the amount of power set value, overheating avoid thermal buffer is made reliably.

そして、本発明に関連する参考例の更なる態様として、前記制御部は、前記電力量割出手段により割り出された電力量が前記収容凹部内の溶湯の温度に対応する設定値に達した場合に、前記次工程処理を行う。 Then, as a further aspect of the reference example associated with the present invention, the control unit may have reached the set value amount of power is indexed by the amount of power indexing means corresponding to the temperature of the molten metal in the accommodating recess when, performing the next step processing.

この態様によれば、溶湯の温度に対応した電力量の設定値に基づいて、制御部が次工程処理を行うため、熱緩衝部材の過熱回避が確実になされる。 According to this aspect, on the basis of a set value of electric energy corresponding to the temperature of the molten metal, the control unit for performing the next step process, overheating avoid thermal buffer is made reliably.

そして、本発明は、被溶解金属を収容する収容凹部を有する炉本体と、前記炉本体の外周側に配置され、前記収容凹部に収容された被溶解金属を誘導加熱して溶湯とする誘導加熱コイルとを備え、前記炉本体の内面の少なくとも一部は、前記被溶解金属より融点の高い耐火物によって形成された熱緩衝部材で覆われたコールドクルーシブル溶解炉であって、前記収容凹部内の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、前記誘導加熱コイルに供給した電力量を割り出す電力量割出手段と、前記温度測定手段により測定された溶湯の温度が設定値に達した場合、または、前記電力量割出手段により割り出された電力量が設定値に達した場合に、次工程処理を行う制御部と、を備え、前記電力量割出手段により割り出された電力量の設定値は、前記温 The present invention, induction heating of the furnace body having an accommodating recess for accommodating the object to be dissolved metals, is disposed on the outer peripheral side of the furnace body, and the molten metal and induction heating the molten metal accommodated in the accommodation recess and a coil, at least a portion of the inner surface of the furnace body, said a cold crucible melting furnace which is covered with a thermal buffer member formed of a high melting point refractory than the molten metal, the accommodating recess If the temperature measuring means for measuring the temperature of the molten metal, and the amount of power indexing means to determine the amount of power supplied to the induction heating coil, the temperature of the molten metal measured by said temperature measuring means reaches the set value, or, If the amount of power indexed by the amount of power indexing means reaches a set value, and a control unit for performing the following step process, the amount of power indexed by the amount of power indexing means set value , the temperature 測定手段により測定された溶湯の温度の設定値に対応する電力量の値よりも大きく設定されるコールドクルーシブル溶解炉である。 A cold crucible melting furnace that will be greater than the value of electric energy corresponding to the temperature set value of the measured melt by measuring means.

これによれば、温度測定手段により測定された溶湯の温度が設定値に達した場合か、電力量割出手段により割り出された電力量が設定値に達した場合のいずれかにより、制御部が次工程処理を行う。 According to this, or if the temperature of the molten metal measured by the temperature measuring means reaches the set value, either when the amount of power is indexed by the amount of power indexing means reaches a set value, the control unit but carry out the next step processing. このため、各手段のいずれかが正常に動作しない場合であっても、熱緩衝部材の過熱を回避できる。 Therefore, even if any of the means is not operating properly, you can avoid overheating of the thermal buffer.

また 、温度測定手段により測定された溶湯の温度に基づく次工程処理のタイミングよりも、電力量割出手段により割り出された電力量に基づく次工程処理のタイミングが後になる。 Also, the timing of the next step process based on the measured temperature of the molten metal by the temperature measuring means, the later the timing of the next step process based on the amount of power indexed by electric energy indexing means. このため、電力量割出手段が温度測定手段を補完して次工程処理を行うこととなり、温度測定手段による測温が正常に行われない事態が発生しても、熱緩衝部材の過熱回避が確実になされる。 Therefore, it becomes possible to perform the next step processing power amount indexing means to complement the temperature measuring means, even if a situation in which the temperature measuring by the temperature measuring means is not performed normally occurred, overheating avoidance of thermal buffer is surely made is.

そして、本発明の更なる態様として、前記次工程処理は、前記溶湯を前記収容凹部から取り出す処理、または、前記誘導加熱コイルに供給する電力を低下させる処理である。 Then, as a further aspect of the present invention, the next step process, a process taking out the molten metal from the housing recess, or a treatment for reducing electric power supplied to the induction heating coil.

この態様によれば、制御部が溶湯を前記収容凹部から取り出す処理、または、誘導加熱コイルに供給する電力を低下させる処理を行うことで、熱緩衝部材の過熱を回避できる。 According to this embodiment, the processing control unit is taken out molten metal from the housing recess, or processing by performing to lower the power supplied to the induction heating coil can avoid overheating of the thermal buffer.

そして、本発明の更なる態様として、前記電力量の設定値は、前記収容凹部に収容される被溶解金属の種類及び量と、当該量の被溶解金属が溶湯となるまでに前記誘導加熱コイルに供給される電力量との関係により定められる。 Then, as a further aspect of the present invention, the amount of power set value, the induction heating coil and the type and amount of the molten metal accommodated in the accommodation recess, until the molten metal of the amount is molten defined by the relationship between the amount of power supplied to the.

この態様によれば、電力量の設定値を適切に定めることができる。 According to this aspect, it is possible to determine appropriately the amount of power set value.

本発明によると、制御部が電力量に基づいて適切に次工程処理を行うことができるため、熱緩衝部材が過熱して破損することを回避できる。 According to the present invention, since the control unit can be appropriately performed following step process based on the amount of power, it can be avoided thermal buffer is damaged by overheating.

第1実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の概要を示す、一部を断面視表示した側面図である。 It shows an outline of cold crucible melting furnace in the first embodiment, a side view displaying the cross-sectional view a part. 第1実施形態のコールドクルーシブル溶解炉を用い、被溶解金属を溶解する場合を示す、一部を断面視表示した側面図である。 Using cold crucible melting furnace in the first embodiment, showing a case of dissolving the molten metal is a side view displaying the cross-sectional view a part. 第1実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の、炉本体の周囲を含めた構成を示す説明図である。 Of cold crucible melting furnace in the first embodiment, is an explanatory diagram showing a configuration including a periphery of the furnace body. 第1実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の、誘導加熱時の溶湯の温度及び供給電力の時間変化を示すグラフである。 Of cold crucible melting furnace in the first embodiment, is a graph showing temporal changes in temperature and power supply of the molten metal during induction heating. 第2実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の概要を示す、一部を断面視表示した側面図である。 It shows an outline of cold crucible melting furnace in the second embodiment, a side view displaying the cross-sectional view a part. 第2実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の、炉本体の周囲を含めた構成を示す説明図である。 Of cold crucible melting furnace in the second embodiment is an explanatory diagram showing a configuration including a periphery of the furnace body. 第2実施形態のコールドクルーシブル溶解炉の、誘導加熱時の溶湯の温度等の時間変化を示すグラフである。 Of cold crucible melting furnace in the second embodiment, a graph showing the time variation of the temperature of the molten metal at the time of induction heating.

−第1実施形態− - First Embodiment -
図1及び図2は、第1実施形態のコールドクルーシブル溶解炉を示している。 Figures 1 and 2 show a cold crucible melting furnace in the first embodiment. このコールドクルーシブル溶解炉の基本的な構成は特許文献1記載のものと同じである。 The basic structure of the cold crucible melting furnace is the same as described in Patent Document 1. つまり、図1に示すように、このコールドクルーシブル溶解炉1は、被溶解金属Wを収容する炉本体10と、炉本体10を冷却する冷却手段20と、炉本体10の外周側に配置された誘導加熱コイル30とを備える。 That is, as shown in FIG. 1, the cold crucible melting furnace 1 includes a furnace body 10 which houses an object to be dissolved metals W, a cooling unit 20 for cooling the furnace body 10, which is disposed on the outer peripheral side of the furnace body 10 and a induction heating coil 30. 被溶解金属Wとしては、例えば鋳鉄や酸化鉄が挙げられるが、その他様々な金属を適用可能である。 As an object to be dissolved metals W, for example, include cast iron or iron oxide, it can be applied to various other metals. なお、本実施形態のコールドクルーシブル溶解炉1は、大気中に設置されて被溶解金属Wの溶解を行うものとしても良いし、真空槽(図示しない)内部に設置されて真空雰囲気中で被溶解金属Wの溶解を行うものとしても良い。 Incidentally, the cold crucible melting furnace 1 of the present embodiment is installed in the air may be as performing the dissolution of the soluble metal W, the vacuum chamber (not shown) to be dissolved in a vacuum atmosphere is provided inside it may be performed the dissolution of the metal W.

炉本体10は、底面壁を構成するように形成されたベース体11と、側面壁を構成するようにベース体11上に平面視略円形状に配設された複数の導電性セグメント12とを有する。 Furnace body 10 includes a base member 11 formed so as to constitute a bottom wall, and a plurality of conductive segments 12 arranged in a planar view substantially circular shape on the base member 11 so as to constitute the side walls a. そして、互いに固定されたベース体11と導電性セグメント12とによって、上部が開口して被溶解金属Wを収容する収容凹部10aが形成されている。 Then, the base body 11 and the conductive segments 12 which are secured to one another, the accommodating recess 10a for accommodating an object to be dissolved metal W top open is formed.

前記ベース体11は、略円柱状に形成された柱状部13と、柱状部13の下端部から外周側へ張り出したフランジ部14とを有する。 The base body 11 has a columnar portion 13 formed in a substantially cylindrical shape and a flange portion 14 that projects to the outer peripheral side from the lower end portion of the columnar portion 13. 柱状部13の上面は、収容凹部10aを構成する内面15のうち底面15aを形成していて、この底面15aは熱緩衝部材40(後述)によって覆われている。 Upper surface of the columnar portion 13, form a bottom 15a of the inner surface 15 constituting the accommodating recess 10a, the bottom surface 15a is covered by the thermal buffer 40 (described later). また、フランジ部14には、各導電性セグメント12に対応する位置で、それぞれ上下方向に連通する複数の締結孔11aと、冷却水路11bとが形成されている。 Further, the flange portion 14, at positions corresponding to the conductive segments 12, a plurality of fastening holes 11a communicating with the vertical direction, respectively, and a cooling water passage 11b is formed.

前記導電性セグメント12は、上下方向に立設された側壁部16と、側壁部16の下端から曲折された取付部17とによって、縦断面略L字形に形成されている。 The conductive segments 12 includes a side wall portion 16 provided upright in the vertical direction, by a mounting portion 17 which is bent from the lower end of the side wall portion 16 is formed in a longitudinal section a substantially L-shaped. 導電性セグメント12の材質としては、熱衝撃に強く、必要な機械的強度を有するとともに、冷却手段20による冷却によってスカルを形成するのに必要な高熱伝導率を有するもの、例えば、銅、クロム銅、ベリリウム銅などが選択される。 As the material of the conductive segments 12, resistant to thermal shock, which has a mechanical strength required, those having a high thermal conductivity required to form a skull by the cooling by the cooling means 20, for example, copper, chromium copper , such as beryllium copper is selected.

側壁部16は、内側面が下部においてベース体11の柱状部13に当接するとともに、上部が柱状部13から上方へ突出し、収容凹部10aを構成する内面15のうち壁面15bを形成している。 The side wall portion 16, together with the inner surface in contact with the columnar portion 13 of the base member 11 in the lower and upper forms a wall surface 15b of the inner surface 15 constituting protrudes the housing recess 10a of columnar portion 13 upward. また、取付部17には、ベース体11のフランジ部14の締結孔11a及び冷却水路11bとそれぞれ連通するようにして複数の締結孔12a及び冷却水路12bが形成されている。 Further, the mounting portion 17, a plurality of fastening holes 12a and the cooling water passage 12b respectively coupling hole 11a and the cooling water passage 11b of the flange portion 14 of the base body 11 so as to communicate is formed. そして、互いに連通するベース体11のフランジ部14及び導電性セグメント12の取付部17の締結孔11a、12aには、固定ボルト18が挿通され、ナット18aによって締め付けられていて、これにより導電性セグメント12とベース体11とは一体となっている。 Then, the fastening hole 11a of the mounting portion 17 of the flange portion 14 and the conductive segments 12 of the base body 11 to communicate with each other, the 12a, the fixing bolt 18 is inserted, have been tightened by a nut 18a, thereby conductive segments It is integrated and 12 and the base body 11.

ここで、ベース体11に固定された各導電性セグメント12は、隣接するもの同士が隙間を有して配置されている。 Wherein each conductive segment 12 fixed to the base member 11, adjacent ones are disposed with a gap. これにより、各導電性セグメント12は電気的に絶縁されている。 Thus, the conductive segments 12 are electrically insulated. また、各導電性セグメント12において、幅方向略中央部には厚さ方向に連通するスリット12cが形成されている。 Further, in each conductive segment 12, a slit 12c which communicates with the thickness direction is formed in the substantially central portion in the width direction. スリット12cは、図示しないが、取付部17にも形成されているとともに、側壁部16において、下端部から上方まで(ただし、上端部には至らない)形成されている。 Slit 12c is not shown, with is also formed in the mounting portion 17, the side wall portion 16, from the lower end to the upper (However, the upper end portion does not reach) is formed. そして、側壁部16においてスリット12cを挟む幅方向の両側には、それぞれ冷却水路12bが形成されている。 Then, on both sides in the width direction sandwiching the slit 12c in the side wall portion 16, respectively cooling water passage 12b is formed. この側壁部16における一方と他方の冷却水路12b,12bは、側壁部16の上端部に形成された連通孔12dによって互いに接続されている。 One and the other cooling water passage 12b in the side wall portions 16, 12b are connected to each other by a communicating hole 12d formed on the upper end of the side wall portion 16. そして、各冷却水路12bは、それぞれベース体11の冷却水路11bと連通している。 Each cooling channel 12b communicates with a cooling water passage 11b of the base body 11 respectively.

これにより、冷却水供給源(図示しない)から冷却水をベース体11の冷却水路11bに供給すれば、供給された冷却水は、ベース体11の冷却水路11b、導電性セグメント12の一方の冷却水路12b、連通孔12d、導電性セグメント12の他方の冷却水路12b、ベース体11の冷却水路11bを順次通って外部に排出される。 Thus, if the supply of cooling water to the cooling water passage 11b of the base body 11 from the cooling water supply source (not shown), it supplied cooling water is cooling water passage 11b of the base body 11, one of the cooling of the conductive segments 12 waterways 12b, the communication hole 12d, the other cooling water passage 12b of the conductive segments 12, and is discharged to the outside sequentially through the cooling water passage 11b of the base body 11. このため、導電性セグメント12及びベース体11は、この冷却水によって冷却される。 Therefore, the conductive segments 12 and the base body 11 is cooled by the cooling water. すなわち、冷却水供給源、冷却水路11b,12b、連通孔12dによって冷却手段20が構成されている。 That is, the cooling water supply source, the cooling water passage 11b, 12b, the cooling means 20 is constituted by the communication hole 12d. この冷却手段20による冷却能力としては、炉本体10の全体を被溶解金属Wの溶解温度以下とする冷却能力が要求され、これにより、後述のように内面15にスカルW1を形成することが可能となっている。 As the by the cooling means 20 cooling capacity is required cooling capacity to more than the melting temperature of the molten metal W the entire furnace body 10, thereby, possible to form a skull W1 on the inner surface 15 as described below It has become.

熱緩衝部材40は、ベース体11の柱状部13の形状と対応した略円板状の部材で、底面15aの全体を覆っている。 Thermal buffer 40 is a substantially disc-shaped member that corresponds to the shape of the columnar portion 13 of the base body 11, covers the entire bottom surface 15a. 熱緩衝部材40は、被溶解金属Wより融点の高い耐火物によって形成されており、炉本体10を形成する材質よりも熱伝導率が低く、炉本体10と同等の機械的強度を有するとともに、被溶解金属Wを加熱溶解する際に要求される耐熱衝撃性を有するものが選択される。 Thermal buffer member 40 is formed by a high melting point refractory than the molten metal W, low thermal conductivity than the material forming the furnace body 10, which has a comparable mechanical strength and the furnace body 10, those having a thermal shock resistance required in heating dissolve the molten metal W is selected. より具体的には、熱緩衝部材40を形成する耐火物は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウムなどの酸化物からなるものが好ましい。 More specifically, the refractory forming the thermal buffer 40, aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, made of oxide such as zirconium oxide are preferable. また、炭化ケイ素などを含むものとしても良い。 It is also as including silicon carbide. また、この熱緩衝部材40は、底面15aに加え、壁面15bの一部を覆っても良い。 Further, the thermal buffer 40, in addition to the bottom surface 15a, may be covered with part of the wall surface 15b.

誘導加熱コイル30は、炉本体10の外周側に巻回されており、図3に示す溶解電源装置50によって、所定の高周波交流電力が供給される。 Induction heating coil 30 is wound on the outer peripheral side of the furnace body 10, by the dissolution power supply apparatus 50 shown in FIG. 3, a predetermined high-frequency AC power is supplied. この交流電力により交番磁場を発生させ、収容凹部10aに収容された被溶解金属Wを誘導加熱することが可能である。 To generate an alternating magnetic field by the AC power, which is to be dissolved metals W accommodated in the accommodating recess 10a can be inductively heated.

前記構成のコールドクルーシブル溶解炉1は、図3に示すように、架台部71に支持されることで高所に配置される。 Cold crucible melting furnace 1 of the arrangement, as shown in FIG. 3, it is arranged in a high place by being supported on the gantry 71. そして、架台部71には出湯機構72が設けられている。 The tapping mechanism 72 is provided on the gantry 71. この出湯機構72は、モータにより駆動される駆動軸72aを備え、これにより、矢印及び二点鎖線で図示したように、コールドクルーシブル溶解炉1を架台部71に対して傾けることができる。 The tapping mechanism 72 includes a drive shaft 72a driven by a motor, thereby, as shown by the arrows and the two-dot chain line, it is possible to tilt the cold crucible melting furnace 1 with respect to the gantry 71. これにより、傾けられた収容凹部10aから鋳型Mに溶湯を流し込むことが可能である。 Thus, it is possible to pour the molten metal into the mold M from the tilted receiving recess 10a. 出湯機構72に対する出湯の制御は出湯制御部62(後述)によりなされる。 Control of tapping for tapping mechanism 72 is done by tapping the control unit 62 (described later). また、本実施形態では、コールドクルーシブル溶解炉1における収容凹部10aの上方に温度測定手段としての放射温度計73が位置しており、この放射温度計73が収容凹部10a内の溶湯を測温する。 Further, in the present embodiment, a cold crew sheet located radiation thermometer 73 as a temperature measuring means above the housing recess 10a in Bull melting furnace 1, the radiation thermometer 73 is temperature measurement of molten metal from the concave 10a . なお、温度測定手段としては、放射温度計以外に、熱電対等の温度センサーを使用することができる。 As the temperature measuring means may be used in addition to a radiation thermometer, a temperature sensor such as a thermocouple.

溶解電源装置50は、溶解電源装置制御部51と電力量割出手段としての電力量算出部52とを備える。 Dissolving power supply 50, and a dissolution power supply control unit 51 and the power calculation means 52 as the electric energy indexing means. 溶解電源装置制御部51は、誘導加熱コイル30へ供給する高周波交流電力を制御する。 Dissolving power supply control unit 51 controls the high frequency AC power supplied to the induction heating coil 30. この制御としてはサイリスタ位相制御が例示できるが、その他、高周波交流電力を増減させる種々の制御を採用できる。 As the control can be exemplified thyristor drive, other can employ various control to increase or decrease the high-frequency AC power. 電力量算出部52は、溶解電源装置制御部51に接続されており、溶解電源装置50における誘導加熱コイル30への供給電力の指令値を検出し、当該供給電力と供給累積時間とを用いて誘導加熱コイル30に供給した電力量を算出する。 Power calculation means 52 is connected to the dissolution power supply control unit 51 detects the command value of electric power supplied to the induction heating coil 30 in the dissolution power supply 50, by using the said supply power and supply the accumulated time It calculates the amount of power supplied to the induction heating coil 30. 本実施形態の電力量算出部52は、図3に示すように、溶解電源装置制御部51とは別で溶解電源装置50に備えられているが、溶解電源装置制御部51と一体であっても良い。 Power calculation means 52 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, although provided in the dissolving power supply 50 separately from the dissolving power supply control unit 51, be integrated with the dissolution power supply control unit 51 it may be. また、電力量算出部52は、前記のほか、溶解電源装置50から誘導加熱コイル30までの経路上で電流、電圧のうち少なくとも一つを測定することにより電力量を算出しても良く、電力量算出部52の態様は限定されない。 The power amount calculating unit 52, the other, on the path from the dissolution power supply 50 to the induction heating coil 30 current may be calculated the amount of power by measuring at least one of voltage, power aspect amount calculating section 52 is not limited. また、算出以外の種々の方法を用いて電力量を割り出して良い。 Also, it may indexing the amount of power using various methods other than calculating.

制御部60は、判断部61と出湯制御部62とを備える。 Control unit 60, and a determination unit 61 and a tapping control unit 62. 判断部61は、放射温度計73による溶湯の測温値と、電力量算出部52により算出された電力量とを基に、出湯に関する判断をなす。 Determination unit 61, based on the temperature measurement value of the molten metal by the radiation thermometer 73, and a power amount calculated by the power calculation means 52, forms a judgment on tapping. 出湯制御部62は、出湯可能な状態に対応した所定条件(後述する)に達していると判断部61が判断した場合に出湯機構72を動作させて、次工程処理としての出湯作業を行う。 Tapping the control unit 62 operates the tapping mechanism 72 when the determination unit 61 to have reached a predetermined condition corresponding to pouring ready (to be described later) is determined, performing tapping work as the next step process. なお、この制御部60は導電性セグメント12の冷却水路12bへ冷却水を供給する制御も行う(詳細な説明は省略する)。 This control unit 60 also controls performed for supplying cooling water to the cooling water passage 12b of the conductive segments 12 (detailed description thereof is omitted).

本実施形態の判断部61には、放射温度計73の測温値についての出湯温度設定値が設定されている。 The determination unit 61 of the present embodiment, hot water temperature setting value for the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73 is set. この出湯温度設定値とは、判断部61が出湯作業の判断をなすための放射温度計73の測温値の閾値のことである。 This tapping and the temperature set value is that determination unit 61 of the threshold value of the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73 for making the determination of the tapping work. 判断部61は、放射温度計73の測温値が出湯温度設定値以上か否かを判断し、当該測温値が出湯温度設定値以上であると判断した場合には、出湯制御部62を介して出湯機構72を動作させる。 Determination unit 61, when the temperature measuring values ​​of the radiation thermometer 73 is determined whether the hot water temperature set value or more, the temperature measurement value is equal to or greater than the hot water temperature set value, the tapping control unit 62 operating the tapping mechanism 72 through.

また、予め把握されている、誘導加熱コイル30に供給する電力量と溶湯温度との相関(被溶解金属Wの種類が同じで量が等しい場合、電力量と溶湯温度との関係はほぼ一定となる)を基に、制限電力量(図4中の時刻t2における電力量/図4の斜線部分の面積に相当)が設定されている。 Also, previously been grasped, when the amount types are the same correlation (the molten metal W of electric energy and the melt temperature supplied to the induction heating coil 30 are equal, the amount of power to the relationship between the melt temperature and substantially constant based on becomes), limiting the amount of power (corresponding to the area of ​​the hatched portion of the power amount / 4 at time t2 in FIG. 4) is set. この制限電力量は、判断部61が出湯作業の判断をなすための誘導加熱コイル30に供給した電力量の閾値であり、放射温度計73の測温値とは直接の関係はない。 This limit power amount determination unit 61 is a threshold of the amount of power supplied to the induction heating coil 30 for making the determination of the tapping work, the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73 is not directly related. また、この制限電力量は、本実施形態では、被溶解金属Wの種類及び量と、当該量の被溶解金属Wが溶湯となるまでに誘導加熱コイル30に供給される電力量との関係により定められる。 Further, the limit amount of power, in the present embodiment, the relationship between the amount of power and the type and amount of the molten metal W, the amount of the molten metal W is supplied to the induction heating coil 30 by the molten metal It is determined. この制限電力量は、前記関係を基にしたテーブルあるいは数式により定められる。 The limit amount of power is defined by the table or mathematical formula based on the relationship. なお、場合によっては制限電力量を変化させず、固定しておいても良い。 Incidentally, in some cases without changing the limited amount of power, it may be fixed.

本実施形態における制限電力量は、溶湯の温度が出湯温度設定値に達する時の電力量(図4中の時刻t1における電力量)に更にマージン(余裕電力量)を持たせた設定値である。 Limiting the amount of power in this embodiment is a set value the temperature of the melt has to have a power amount when reaching the tapping temperature setpoint further margin (margin amount of power) to (the amount of power at the time t1 in FIG. 4) . つまり、制限電力量の設定値は、出湯温度設定値に対応する電力量よりもマージンの分大きく定められる。 In other words, the set value of the limit power amount is determined largely min margin than the power amount corresponding to the tapping temperature setpoint. なお、前記マージンは、熱緩衝部材40の耐熱温度を基に定められる。 Note that the margin is determined based on the heat resistance temperature of the thermal buffer 40.

ここで、図4は、誘導加熱時における溶湯の温度(測温値)の時間変化及び供給電力の時間変化を示すグラフである。 Here, FIG. 4 is a graph showing temporal changes and the time variation of the power supply of the temperature of the molten metal during the induction heating (temperature measurement value). 縦軸は温度と電力を示し、横軸は時刻を示している。 The vertical axis represents the temperature and power, the horizontal axis represents time. 温度に関しては、出湯温度設定値(図上における水平線)、放射温度計測温値(図上における右上がりの実線)、放射温度計測温値(測温不良時)(図上における右上がりの二点鎖線)を示している。 With respect to temperature, hot water temperature set value (horizontal in drawing lines), (solid lines rising to the right in the drawing) radiation temperature measurement temperature value, (when temperature measurement failure) radiation temperature measurement temperature value (two points diagonally right up in drawing It shows a dashed line). また、電力に関しては、供給電力(図上における右上がりの実線及びこの右方に連続する水平線)を示している。 As for the power, it shows the supply power (horizontal line continuous in solid lines and the rightward rising to the right in the drawing). なお、放射温度計測温値は、説明を簡略化するために図上では直線表記しているが、実際の測温値の時刻変化は、溶解条件が変化するため、直線状とはならず、複雑に変動する(測温が良好な場合も不良な場合も同様である)。 Incidentally, the radiation temperature measured temperature values, although linear notation on the diagram in order to simplify the description, the time change of the actual temperature measurement values, the solubility conditions change, not the straight line, complex varies (when temperature measuring is if also bad good the same applies). また、放射温度計測温値(測温不良時)の図上表記も、あくまでも一例を示したに過ぎず、図示した時刻変化に限定されるものではない。 Also, drawing representation of the radiation temperature measured temperature value (when temperature measurement failure) also strictly only examples and are not intended to be limited to the time change as shown.

コールドクルーシブル溶解炉1の通常操業時には、図4上のポイントA、つまり、放射温度計73による測温値(図4の「放射温度計測温値」)が出湯温度設定値に達した場合に、出湯制御部62により出湯がなされる。 Cold crew sheet during normal operation of the Blu melting furnace 1, point A on FIG. 4, that is, when measuring the temperature value with a radiation thermometer 73 ( "radiation temperature measured temperature value" in FIG. 4) has reached the hot water temperature setpoint, tapping is done by tapping the control unit 62.

ところが、溶湯から生じる煙の影響などにより、放射温度計73による測温が正常に行われなかった場合には、溶湯が実際には出湯温度設定値に達しているにもかかわらず、放射温度計73による測温値(図4の「放射温度計測温値(測温不良時)」)が図4上のポイントBにあり、測温値としては出湯温度設定値に達していないことから出湯がなされない。 However, due to the impact of smoke resulting from the molten metal, when the temperature measurement by the radiation thermometer 73 has not been performed normally, the molten metal actually despite reaching the hot water temperature setting value, the radiation thermometer temperature measurement value by 73 ( "radiation temperature measured temperature value (when temperature measurement failure)" in FIG. 4) is in the point B on FIG. 4, as the temperature measurement values ​​tapping because it does not reach the tapping temperature setpoint not been made. この場合には誘導加熱が継続するため、この誘導加熱の継続により、溶湯が出湯に適した温度を超えて昇温されてしまう。 For this purpose when the induction heating continues, the continuation of this induction heating, thus being heated beyond the temperature at which the molten metal is suitable for tapping.

本実施形態では、供給電力が図4上のポイントCに達した場合、つまり、電力量算出部52により算出された電力量が前記制限電力量に達した場合には、放射温度計73による測温値にかかわらず、出湯が行われる。 In the present embodiment, when the supply power reaches the point C on FIG. 4, that is, when the amount of power calculated by the power calculation means 52 has reached the limit amount of power is measured by the radiation thermometer 73 regardless of temperature values, tapping is performed. つまり、放射温度計73の測温値に基づいた出湯機構72の動作がなされなかった場合であっても、判断部61は、電力量算出部52で算出された電力量が制限電力量以上か否かを判断し、当該算出された電力量が制限電力量以上であると判断した場合には、出湯制御部62を介して出湯機構72を動作させる。 That is, whether even if the operation of the tapping mechanism 72 based on the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73 is not performed, determination unit 61, the amount of power calculated by the power calculation means 52 limits the amount of power or more determine whether, in the case where the amount of the calculated power is equal to or limited amount of power or operates a tapping mechanism 72 via the tapping control unit 62. このため、前記電力量のマージン分を超えて溶湯が異常に過熱されることを防止できる。 Thus, molten metal can be prevented from being abnormally overheated beyond the margin of the electric energy. なお、電力量算出部52により算出された電力量が前記制限電力量に達した場合に、制御部60が出湯を行うと共に警報の報知を行っても良い。 In the case where electric power amount calculated by the power calculation means 52 has reached the limit amount of power, the control unit 60 may perform notification of the alarm performs tapping.

次に、本実施形態のコールドクルーシブル溶解炉1の作用について図2及び図3を参照しつつ説明する。 Next, it will be described with reference to FIGS. 2 and 3 the operation of the cold crucible melting furnace 1 of the present embodiment. まず、塊状や粉状である被溶解金属Wを炉本体10の収容凹部10a内に投入する。 First, turning on the target dissolved metal W is a massive and powdery in the concave 10a of the furnace body 10. 次に、冷却手段20を駆動して炉本体10を冷却しながら、誘導加熱コイル30に高周波交流電力を供給する。 Then, while the furnace body 10 by driving the cooling means 20 was cooled, it supplies the high frequency AC power to the induction heating coil 30. これにより誘導加熱コイル30の周囲に交番磁場が発生する。 Thus an alternating magnetic field generated around the induction heating coil 30. 発生した交番磁場は、炉本体10を介して収容凹部10aに透過することで被溶解金属Wに達し、これにより被溶解金属Wは誘導加熱され昇温する。 Alternating magnetic field generated is reached the molten metal W by transmitting the accommodating recess 10a through the furnace body 10, thereby the molten metal W is to raise the temperature induced heating. このため、被溶解金属Wは、溶融温度に昇温した表面側から溶解が開始されて溶湯となり、炉本体10の内面15に触れることとなる。 Therefore, the molten metal W is started dissolved from the surface side was heated to the melting temperature becomes molten, and to touch the inner surface 15 of the furnace body 10. そして、溶湯は、冷却手段20による冷却によって被溶解金属Wの融点以下となっている炉本体10に抜熱され、外周部において冷却されて凝固し、図3に示すように、底面15a側及び壁面15b側の一部を覆うようにスカルW1が形成される。 Then, the molten metal is heat removal in the furnace body 10 is equal to or less than the melting point of the molten metal W by the cooling by the cooling means 20, solidified and cooled at the outer periphery, as shown in FIG. 3, the bottom surface 15a side and Skull W1 is formed to cover a portion of the surface 15b side. このスカルW1が所定以上の厚みとなって、炉本体10による冷却能力よりも誘導加熱による加熱能力が上回ると、スカルW1より内周側で溶湯が滞留することとなる。 The skull W1 becomes a predetermined thickness or more, the heating capacity by the induction heating exceeds than the cooling capability of the furnace body 10, so that the retained molten metal at an inner peripheral side of the skull W1. そして、収容凹部10aにおける溶湯の滞留量が増大すると、溶湯は、前記交番磁場と誘導電流との相互作用及び重力の作用を受けることによって、外周部から内周部に向かって盛り上がったドーム形状に形成されつつ攪拌される。 When the residual amount of the molten metal is increased in the accommodation recess 10a, the molten metal is by receiving the interaction and the effect of gravity between the induced current and the alternating magnetic field, the dome-shaped raised toward the inner periphery from the outer periphery being formed is agitated.

被溶解金属Wは、スカルW1によって炉本体10と隔てられることから、当該被溶解金属Wに炉本体10の不純物が移行してしまうことなく、溶湯として生成される。 The molten metal W, since it is separated from the furnace body 10 by a skull W1, without impurity of the furnace body 10 to the target molten metal W will migrate, is generated as the molten metal. ここで、炉本体10による抜熱は、前記のように被溶解金属Wに面する炉本体10の内面15から行われるが、耐火物で形成された熱緩衝部材40で覆われた底面15aについては、溶湯と熱緩衝部材40とがスカルW1を介して接することから、この熱緩衝部材40を介して抜熱が行われることとなり、直接抜熱が行われるのと比較して、抜熱量を低減させることができる。 Here, heat removal by the furnace body 10, the is performed from the inner surface 15 of the furnace body 10 facing the molten metal W as, for bottom 15a which is covered with thermal buffer 40 formed of refractory , since the the molten metal and the thermal buffer 40 is in contact via the skull W1, heat removal will be is performed through the thermal buffer 40, as compared to the direct heat removal takes place, the heat removal amount it can be reduced. このため、スカルW1を形成して炉本体10による汚染を防止しつつ誘導加熱によって生成された溶湯を、さらに加熱して効果的に過昇温状態にできる。 Therefore, the molten metal produced by the induction heating while preventing contamination by furnace body 10 to form a skull W1, can be effectively excessive temperature rise state is further heated. すなわち、生成された溶湯を被溶解金属Wの融点に対して+150℃以上となるまで急速に(例えば10℃/秒)昇温させることができ、鋳型への湯流れを良好なものとし、鋳造品の品質及び歩留まりの向上を図ることができる。 That is, the generated melt rapidly until + 150 ℃ or more with respect to the melting point of the molten metal W (e.g. 10 ° C. / sec) can be heated, and the hot water flow to the mold is made favorable, casting it is possible to improve the quality and yield of the goods. また、精密鋳造に適した溶湯を生成できる。 In addition, it generates a molten metal suitable for precision casting.

そして、本実施形態では、出湯制御部62が、放射温度計73の測温値に基づいて出湯の制御を行うことに加え、電力量算出部52により算出された電力量にも基づいて出湯の制御を行う。 In the present embodiment, tapping the control unit 62, in addition to controlling the tapping on the basis of the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73, tapping of also based on the amount of power calculated by the power calculation means 52 It performs control. つまり、電力量算出部52を用いた制御がバックアップ的な制御として、放射温度計73を用いた基本的な制御を補完する。 In other words, the control using the electric power calculation section 52 as backup specific control, to complement the basic control using a radiation thermometer 73. このバックアップ的な制御とは、放射温度計73の測温が正常に行われなかった場合(異常時)に、放射温度計73の測温値に基づくことなく、電力量算出部52により算出された電力量に基づいて出湯を行う制御である。 The backup specific control, when the temperature measuring of the radiation thermometer 73 is not performed normally (abnormal state), not based on the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73, is calculated by the power calculation means 52 and a control for performing tapping on the basis of the amount of power. このため、出湯を行うための制限電力量を予め設定しておくことにより、仮に、放射温度計73の測温が正常に行われなかった場合でも、溶湯が出湯に適した温度を大幅に超えて過熱することがなく、適切に出湯を行うことができる。 Therefore, by previously setting the limit power amount for performing tapping, Even if the temperature measuring of the radiation thermometer 73 is not successful, significantly above the temperature of molten metal suitable for pouring without overheating Te, it can be appropriately tapped. よって、熱緩衝部材40が過熱して破損することを回避できる。 Therefore, it is possible to avoid that the thermal buffer 40 is damaged by overheating. また、異常に高温な溶湯が流し込まれることによる鋳型Mの破損も防止できる。 Further, it is possible to prevent abnormal breakage of the mold M by the high-temperature molten metal is poured. このため、安定した操業をでき、鋳造品の品質を安定させることができる。 Therefore, it the stable operation, the quality of the cast product can be stabilized.

−第2実施形態− - Second Embodiment -
次に、第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described. なお、第1実施形態と重複する構成については説明を省略する。 Incidentally, omitted for configurations overlapping with the first embodiment.

本実施形態は、温度センサーとしての熱電対80を熱緩衝部材40に備える。 This embodiment includes a thermocouple 80 as a temperature sensor in thermal buffer 40. 具体的には、図5に示すように、熱電対80における測温部(測温接点)が熱緩衝部材40の内部に位置するように、熱緩衝部材40に熱電対80が埋め込まれている。 Specifically, as shown in FIG. 5, the temperature measuring unit in the thermocouple 80 (temperature measurement contact) is to be positioned inside the thermal buffer 40, a thermocouple 80 to thermal buffer 40 is buried . 熱緩衝部材40内における測温部の位置は特に限定されないが、熱緩衝部材40内における温度分布あるいは温度勾配(熱緩衝部材40の上面が最も高温となる)との関係より、熱緩衝部材40の上面に近い位置が望ましい。 Position of the temperature measuring unit in the thermal buffer 40 is not particularly limited, from the relationship between the temperature distribution or temperature gradient in the thermal buffer member 40 (upper surface of the thermal buffer 40 becomes the highest temperature), thermal buffer 40 position close to the top surface is desired. ただし、側温部の位置が熱緩衝部材40の底面に近い位置とされ、例えば制御部60にて演算を行うことにより、熱緩衝部材40の上面における温度を求めても良い。 However, the position of the side temperature portion is a position closer to the bottom surface of the thermal buffer 40, for example, by performing a calculation by the control unit 60 may calculate the temperature at the top surface of the thermal buffer 40.

本実施形態の制御部60は、図6に示すように、第1実施形態と同様の判断部61と出湯制御部62とを備える。 Control unit 60 of the present embodiment, as shown in FIG. 6 includes the same a determination unit 61 and a tapping control unit 62 in the first embodiment. 判断部61は、放射温度計73による溶湯の測温値(第1出湯温度設定値)と、熱電対80により得られた熱緩衝部材40の測温値(第2出湯温度設定値)とを基に、出湯に関する判断をなす。 Determination unit 61, a temperature measurement value of the molten metal with a radiation thermometer 73 (first hot water temperature set value), temperature measurement values ​​of the thermal buffer 40 obtained by the thermocouple 80 (second hot water temperature set value) based, form a decision on tapping. 具体的には、前記各測温値のうち一方が出湯可能な状態に対応した所定条件(後述する)に達していると判断部61が判断した場合、出湯制御部62は、第1実施形態と同様、出湯機構72を動作させて、次工程処理としての出湯作業を行う。 Specifically, when the predetermined conditions are reached (described later) determination unit 61 which one is corresponding to pouring ready among the temperature measurement value is determined, tapping control unit 62, the first embodiment similarly, by operating the tapping mechanism 72 performs the tapping work as the next step process.

本実施形態の判断部61に設定されている、放射温度計73に関する第1出湯温度設定値は、第1実施形態の出湯温度設定値と同一である。 Is set to the determination unit 61 of the present embodiment, the first hot water temperature set value related to the radiation thermometer 73 is identical to the tapping temperature setpoint of the first embodiment. そして、熱電対80に関する第2出湯温度設定値は、熱緩衝部材40の耐熱温度を基に定められており、同一時刻における熱緩衝部材40の測温値は放射温度計73による溶湯の測温値(測温が良好な場合)よりも低くなるため、第2出湯温度設定値は第1出湯温度設定値よりも低く設定されている(図7参照)。 The second hot water temperature set value related to the thermocouple 80 is determined based on the heat resistance temperature of the thermal buffer 40, temperature measurement values ​​of the thermal buffer 40 at the same time of the molten metal by the radiation thermometer 73 temperature measurement value becomes lower than (temperature measuring if good), the second hot water temperature setpoint is set lower than the first hot water temperature set value (see FIG. 7). ただし、場合によっては、第2出湯温度設定値が第1出湯温度設定値よりも高く設定されていても良い。 However, in some cases, a second hot water temperature set value may be set higher than the first tapping temperature setpoint. そして、第1実施形態と同様、この判断部61には制限電力量が定められている。 Then, similarly to the first embodiment, limited amount of power is defined in the determining unit 61.

図7は、誘導加熱時における溶湯及び熱緩衝部材40の温度(測温値)の時間変化等を示すグラフである。 Figure 7 is a graph showing the time changes in the temperature of the melt and the thermal buffer 40 at the time of induction heating (temperature measurement value). 図4と同様、縦軸は温度と電力を示し、横軸は時刻を示している。 Similar to FIG. 4, the vertical axis represents the temperature and power, the horizontal axis represents time. 温度に関しては、第1及び第2出湯温度設定値(図上における水平線)、放射温度計測温値(図上における原点から延びる右上がりの実線)、放射温度計測温値(測温不良時)(図上における右上がりの二点鎖線)、熱電対測温値(前記放射温度計測温値よりも下側を延びる右上がりの実線)を示している。 With respect to temperature, the first and second hot water temperature set value (horizontal line in the diagram), (solid upward sloping extending from the origin in the drawing) radiation temperature measurement temperature value, the radiation temperature measured temperature value (when temperature measurement failure) ( shows a solid line) of the upper right extending below the two-dot chain line in right-up), thermocouple temperature measurement value (the radiation temperature measured temperature value in the diagram. また、電力に関しては、供給電力(図上における右上がりの実線及びこの右方に連続する水平線)を示している。 As for the power, it shows the supply power (horizontal line continuous in solid lines and the rightward rising to the right in the drawing). なお、放射温度計測温値及び熱電対測温値は、説明を簡略化するために図上では直線表記しているが、実際の測温値の時刻変化は、溶解条件が変化するため、直線状とはならず、複雑に変動する。 Incidentally, the radiation temperature measured temperature value and a thermocouple measuring Yutakachi, although linearly notation on the diagram in order to simplify the description, the time change of the actual temperature measurement values, the solubility conditions change, linear Jo and must not vary complex.

図7上のポイントA〜Cについては図4と同様である。 It is similar to Figure 4 for points A~C on FIG. 本実施形態では、これに加え、図7上のポイントD、つまり、熱電対80による測温値(図7の「熱電対測温値」)が第2出湯温度設定値に達した場合に、放射温度計73による測温値、及び、電力量算出部52で算出された電力量にかかわらず、出湯が行われる。 If in the present embodiment, in addition to this, a point D on FIG. 7, i.e., the temperature measurement value by the thermocouple 80 ( "thermocouple temperature measuring value" in FIG. 7) has reached the second tapping temperature setpoint, temperature measurement value by the radiation thermometer 73, and, regardless of the amount of power calculated in power calculation means 52, hot water is performed. このため、溶湯が異常に過熱されることを防止できる。 This prevents the molten metal is abnormally overheated.

また、本実施形態では、出湯制御部62が、放射温度計73の測温値に基づいて出湯の制御を行うことに加え、電力量算出部52により算出された電力量、及び、熱電対80の測温値にも基づいて出湯の制御を行う。 Further, in the present embodiment, tapping the control unit 62, in addition to controlling the tapping on the basis of the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73, the amount of power calculated by the power calculation means 52, and a thermocouple 80 controlling the tapping also on the basis of temperature measurement values. つまり、電力量算出部52を用いた制御と熱電対80とを用いた制御が共にバックアップ的な制御として、放射温度計73を用いた基本的な制御を補完する。 That, together as a backup specific control control using a control and a thermocouple 80 with a power calculation means 52, to complement the basic control using a radiation thermometer 73. つまり、本実施形態では2系統のバックアップがなされるため、第1実施形態よりも更に信頼性を向上したコールドクルーシブル溶解炉とできる。 That is, since the backup of two systems is performed in the present embodiment, it the cold crucible melting furnace was further improved reliability than the first embodiment. なお、電力量算出部52により算出された電力量と熱電対80の測温値の一方を他方よりも優先させて前記バックアップ的な制御をなすようにしても良い。 Incidentally, it is also possible to form the back up specific control while giving priority than the other of the temperature measuring values ​​of the power calculation means 52 watt and a thermocouple 80 is calculated by.

なお、この第2実施形態における温度センサーは、前記熱電対に限らず、種々の形式の温度センサーを用いることができる。 The temperature sensor in the second embodiment is not limited to the thermocouples, it can be used a temperature sensor of various types. また、本実施形態のように測温部を熱緩衝部材40内に位置させ、温度を直接測定する構成に限られず、温度センサーとしてサーモグラフィー等を用い、熱緩衝部材40から離れた位置にて熱緩衝部材40を測温しても良い。 Further, the temperature measuring unit as in the present embodiment is positioned in thermal buffer 40 is not limited to the structure to measure the temperature directly, using thermography or the like as a temperature sensor, the heat at the position away from the thermal buffer 40 it may be the cushioning member 40 measurement was raised.

以上、本発明につき実施形態を二つ取り上げて説明してきたが、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the embodiment per the present invention has been described by taking two, the present invention, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

例えば、前記各実施形態では、制御部60は出湯制御部62により出湯処理を行うものとしているが、出湯処理に代え、溶解電源装置制御部51により、誘導加熱コイル30に供給する電力を、例えば溶湯の状態(ドーム形状に形成されつつ攪拌されている状態)を保持できる最小値まで低下させる保温処理など、前述した以外の他の次工程処理を行っても良い。 For example, in the above embodiments, the control unit 60 is assumed to perform a hot water treatment by the exit water control unit 62, instead of the tapping process, dissolving power supply control unit 51, the power supplied to the induction heating coil 30, for example, such insulation processing is reduced to the minimum value that can hold the molten metal in the state (state of being stirred while being formed in a dome shape), it may be performed other next-step treatment other than the above.

また、電力量割出手段(例えば第1実施形態における電力量算出部52)を備えず、放射温度計73の測温値及び温度センサー(例えば第2実施形態における熱電対80)の測温値により、判断部61が出湯に関する判断をなす構成としても良い。 Also not include the amount of power indexing means (e.g. electric power calculation unit 52 in the first embodiment), the temperature measurement values ​​of the radiation thermometer 73 and the temperature sensor of the temperature measurement values ​​(for example, a thermocouple 80 in the second embodiment) the determination unit 61 may be configured to make decisions about tapping.

1 コールドクルーシブル溶解炉 10 炉本体 10a 収容凹部 15 炉本体の内面 30 誘導加熱コイル 40 熱緩衝部材 52 電力量割出手段、電力量算出部 60 制御部 73 温度測定手段、放射温度計 W 被溶解金属 1 cold crucible melting furnace 10 furnace body 10a accommodating recess 15 furnace body of the inner surface 30 induction heating coil 40 thermal buffer 52 watt indexing means, power calculation means 60 control unit 73 temperature measuring means, a radiation thermometer W be melted metal

Claims (3)

  1. 被溶解金属を収容する収容凹部を有する炉本体と、前記炉本体の外周側に配置され、前記収容凹部に収容された被溶解金属を誘導加熱して溶湯とする誘導加熱コイルとを備え、前記炉本体の内面の少なくとも一部は、前記被溶解金属より融点の高い耐火物によって形成された熱緩衝部材で覆われたコールドクルーシブル溶解炉であって、 A furnace body having an accommodating recess for accommodating the object to be dissolved metals, is disposed on the outer peripheral side of the furnace body, and a induction heating coil to melt by induction heating the molten metal accommodated in the accommodation recess, wherein at least a portion of the inner surface of the furnace body, said a cold crucible melting furnace which is covered with a thermal buffer member formed of a high melting point refractory than the molten metal,
    前記収容凹部内の溶湯の温度を測定する温度測定手段と、 A temperature measuring means for measuring the temperature of the molten metal in the accommodating recess,
    前記誘導加熱コイルに供給した電力量を割り出す電力量割出手段と、 And the amount of power indexing means to determine the amount of power supplied to the induction heating coil,
    前記温度測定手段により測定された溶湯の温度が設定値に達した場合、または、前記電力量割出手段により割り出された電力量が設定値に達した場合に、次工程処理を行う制御部と、を備え If the temperature of the molten metal measured by said temperature measuring means reaches the set value, or when the amount of power is indexed by the amount of power indexing means reaches a set value, the control unit performing the next step process and, with a,
    前記電力量割出手段により割り出された電力量の設定値は、前記温度測定手段により測定された溶湯の温度の設定値に対応する電力量の値よりも大きく設定されるコールドクルーシブル溶解炉。 The set value of the indexed amount of power by the electric energy indexing means, cold crucible melting furnace that will be greater than the value of electric energy corresponding to the temperature set value of the molten metal measured by said temperature measuring means.
  2. 前記次工程処理は、前記溶湯を前記収容凹部から取り出す処理、または、前記誘導加熱コイルに供給する電力を低下させる処理である請求項に記載のコールドクルーシブル溶解炉。 The next step process, a process taking out the molten metal from the housing recess, or cold crucible melting furnace according to claim 1 is a process for reducing the electric power supplied to the induction heating coil.
  3. 前記電力量の設定値は、前記収容凹部に収容される被溶解金属の種類及び量と、当該量の被溶解金属が溶湯となるまでに前記誘導加熱コイルに供給される電力量との関係により定められる請求項に記載のコールドクルーシブル溶解炉。 Set value of the electric energy, the type and amount of the molten metal accommodated in the accommodation recess, the relationship between the amount of power which the molten metal of the amount is supplied to the induction heating coil until the molten metal cold crucible melting furnace according to claim 1 that is determined.
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