JP6146319B2 - Metal melting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、収容した金属を誘導加熱によって溶融させる金属溶融装置に関するものである。 The present invention relates to a metal melting apparatus for melting a contained metal by induction heating.
ランタノイド等の希土類元素を用いた希土類磁石は永久磁石とも称され、その用途は、ハードディスクやMRIを構成するモータのほか、ハイブリッド車や電気自動車等の駆動用モータなどに用いられている。 Rare earth magnets using rare earth elements such as lanthanoids are also called permanent magnets, and their uses are used in motors for driving hard disks and MRI, as well as drive motors for hybrid vehicles and electric vehicles.
この希土類磁石としては、組織を構成する結晶粒（主相）のスケールが3〜5μm程度の一般的な焼結磁石のほか、結晶粒を50nm〜300nm程度のナノスケールに微細化したナノ結晶磁石があるが、中でも、上記する結晶粒の微細化を図りながら高価な重希土類元素の添加量を低減すること（フリー化）のできるナノ結晶磁石が現在注目されている。 This rare earth magnet includes a general sintered magnet whose crystal grains (main phase) constituting the structure have a scale of about 3 to 5 μm, and a nanocrystalline magnet with crystal grains refined to a nanoscale of about 50 nm to 300 nm. In particular, nanocrystal magnets that can reduce the amount of expensive heavy rare earth elements added (free) while miniaturizing the crystal grains described above are currently attracting attention.
希土類磁石の製造方法を概説すると、たとえば希土類磁石材料となる合金を坩堝内に収容し、坩堝の周囲に配設された高周波コイルに高周波電圧を印加して合金を溶融させて溶湯（Nd-Fe-B系の金属溶湯）を形成する。次に坩堝から溶湯を急冷する回転ロールに提供し、急冷凝固して急冷リボン（急冷薄帯）を製造し、急冷リボンを所望の大きさに裁断して磁石用の粉末とする。この粉末を加圧成形しながら焼結して焼結体を製造するが、ナノ結晶磁石の場合には、この焼結体にさらに磁気的異方性を付与するための熱間塑性加工を施して希土類磁石（配向磁石）を製造することができる。 An outline of a method for producing a rare earth magnet is as follows. For example, an alloy to be a rare earth magnet material is accommodated in a crucible, and a high frequency voltage is applied to a high frequency coil disposed around the crucible to melt the alloy to melt (Nd-Fe -B type molten metal). Next, the molten metal is provided from a crucible to a rotating roll that rapidly cools, and rapidly cooled and solidified to produce a quenched ribbon (quenched ribbon). The quenched ribbon is cut into a desired size to obtain a powder for a magnet. This powder is sintered while being compacted to produce a sintered body. However, in the case of a nanocrystalline magnet, hot plastic processing is applied to the sintered body to give further magnetic anisotropy. Thus, a rare earth magnet (orientated magnet) can be manufactured.
上記する急冷リボン製作用の坩堝を備えた金属溶解装置が特許文献１に開示されている。
この金属溶解装置は、坩堝とその底部のノズルの双方に個別の高周波誘導加熱コイルを配設し、坩堝内に収容される金属と同素材の金属栓をノズル内に嵌入させたものである。この装置によれば、坩堝内の金属を溶解させた後、ノズル内の金属栓を溶解させることで坩堝内の溶湯をノズルから外部へ吐出することが可能になる。 In this metal melting apparatus, individual high-frequency induction heating coils are disposed in both the crucible and the nozzle at the bottom thereof, and a metal plug made of the same material as the metal contained in the crucible is fitted into the nozzle. According to this apparatus, after melting the metal in the crucible, the molten metal in the crucible can be discharged from the nozzle to the outside by melting the metal stopper in the nozzle.
しかしながら、この装置では、坩堝とノズルが固有の高周波誘導加熱コイルを具備する必要があることと、双方のコイルを個別に印加制御する必要があることから、装置製作コストが嵩むとともに制御に手間がかかることより、より簡易な構成で制御手間のかからない装置が望まれる。 However, in this apparatus, the crucible and the nozzle need to have their own high-frequency induction heating coils, and both coils need to be individually applied and controlled. Therefore, an apparatus that has a simpler configuration and does not require much control is desired.
ところで、坩堝内で形成された溶湯は、ノズルを介して吐出される過程でその温度を次第に低下させる。また、溶湯が進行して坩堝内の溶湯量が少なくなった際にも溶湯温度は次第に低下する。 By the way, the molten metal formed in the crucible gradually decreases its temperature in the process of being discharged through the nozzle. Also, when the molten metal progresses and the amount of molten metal in the crucible decreases, the molten metal temperature gradually decreases.
このように溶湯温度が低下すると溶湯の粘性が増加し、ノズル先端からの溶湯の吐出量が設計吐出量から変化してしまう（低下する）ことになる。そして、溶湯の吐出量が低下すると、回転ロールにて急冷されてできた急冷リボンの厚みも低下し、厚みの低下によって急冷リボンの急冷度合が増加して非晶質が介在する急冷リボンが混在することになり、急冷リボンの品質にばらつきが生じてしまう。 Thus, when the molten metal temperature decreases, the viscosity of the molten metal increases, and the discharge amount of the molten metal from the nozzle tip changes (decreases) from the designed discharge amount. And when the discharge amount of the molten metal decreases, the thickness of the quenching ribbon that is rapidly cooled by the rotating roll also decreases, and the quenching ribbon increases the degree of quenching of the quenching ribbon due to the decrease in thickness, and the quenching ribbon that contains amorphous is mixed. As a result, the quality of the quenched ribbon varies.
そこで、坩堝内における溶湯の初期温度を高めるといった方策が考えられるが、今度は、初期の溶湯の粘性が低くなり過ぎて回転ロール表面における溶湯の跳ねに繋がってしまい、連続的に溶湯を吐出し続けることが困難になるといった別の課題が生じる。また、単に溶湯温度を高めることは、溶湯中の希土類元素の蒸発の原因にもなり、初期の組成と乖離した組成の急冷リボンが生成されかねない。 Therefore, measures such as increasing the initial temperature of the molten metal in the crucible can be considered, but this time, the viscosity of the initial molten metal becomes too low, leading to the splashing of the molten metal on the surface of the rotating roll, and the molten metal is discharged continuously. Another issue arises that it is difficult to continue. Further, simply increasing the temperature of the molten metal may cause evaporation of rare earth elements in the molten metal, which may generate a quenched ribbon having a composition deviating from the initial composition.
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、坩堝のノズルから吐出される溶湯の温度低下を抑制することのできる金属溶融装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a metal melting apparatus that can suppress a temperature drop of a molten metal discharged from a crucible nozzle.
前記目的を達成すべく、本発明による金属溶融装置は、底にノズルを備えた坩堝と、坩堝の周囲に配設されたコイルと、から構成され、コイルに印加した際の誘導加熱によって坩堝内の金属を溶融させて溶湯を生成し、溶湯をノズルから吐出させる金属溶融装置であって、前記ノズルの周囲に、前記誘導加熱によって加熱する多孔質断熱材が配設されているものである。 In order to achieve the above object, a metal melting apparatus according to the present invention comprises a crucible having a nozzle at the bottom and a coil disposed around the crucible, and the inside of the crucible is induced by induction heating when applied to the coil. A metal melting apparatus that melts the metal to generate a molten metal and discharges the molten metal from a nozzle, and a porous heat insulating material that is heated by the induction heating is disposed around the nozzle.
本発明の金属溶融装置は、溶湯が吐出されるノズルの周囲に坩堝内の金属を溶融させる際の誘導加熱によって加熱される多孔質断熱材が配設されていることにより、坩堝内における溶湯の形成とノズルからの吐出の過程でノズルの周囲が常時保温されることとなり、ノズルを通過する溶湯の温度が低下するのを効果的に抑制することができるものである。このようにノズルの温度低下が抑制されることは、坩堝内とノズル内における温度差が少ないことを意味しているが、このことにより、ノズルから吐出される溶湯の温度を設計温度に維持することが可能となり、所望温度に制御された溶湯を連続的に吐出することで急冷リボンの連続的な製作が可能となる。 In the metal melting apparatus of the present invention, a porous heat insulating material heated by induction heating when melting the metal in the crucible is disposed around the nozzle from which the molten metal is discharged. In the process of forming and discharging from the nozzle, the periphery of the nozzle is always kept warm, and it is possible to effectively suppress a decrease in the temperature of the molten metal passing through the nozzle. Suppressing the temperature drop of the nozzle in this way means that the temperature difference between the crucible and the nozzle is small, and this maintains the temperature of the molten metal discharged from the nozzle at the design temperature. It becomes possible to continuously manufacture the quenching ribbon by continuously discharging the molten metal controlled to a desired temperature.
また、本発明の金属溶融装置は、坩堝内の金属を溶融させる際の誘導加熱によって多孔質断熱材も同時に加熱されることから、坩堝と多孔質断熱材のそれぞれに個別の高周波コイル等を設ける必要はなく、装置構成も比較的シンプルで装置製作コストも高価なものとはならない。 Moreover, since the porous heat insulating material is simultaneously heated by the induction heating at the time of melting the metal in the crucible, the metal melting apparatus of the present invention is provided with individual high-frequency coils or the like for each of the crucible and the porous heat insulating material. It is not necessary, and the device configuration is relatively simple, and the device manufacturing cost is not expensive.
ここで、誘導加熱によって加熱する「多孔質断熱材」としては、多孔質カーボン等を挙げることができる。断熱材が「多孔質」であることで断熱材の軽量化と変形性能の向上を図ることができる。 Here, examples of the “porous heat insulating material” to be heated by induction heating include porous carbon. Since the heat insulating material is “porous”, it is possible to reduce the weight of the heat insulating material and improve the deformation performance.
また、緻密な構造のものや空孔率の低いものは誘導加熱にて過剰加熱される可能性があり、さらにはノズル内の溶湯に高周波磁界が届かない可能性があるが、たとえば空孔率50%以上の多孔質断熱材ではこの過剰加熱の懸念がないことから望ましい。ここで、「空孔率」とは、見かけの密度を真密度で除した値である。 Also, those with a dense structure and low porosity may be overheated by induction heating, and furthermore, the high frequency magnetic field may not reach the molten metal in the nozzle. A porous heat insulating material of 50% or more is desirable because there is no concern about this overheating. Here, the “porosity” is a value obtained by dividing the apparent density by the true density.
また、多孔質断熱材としては、たとえば筒状（で下方がすり鉢状）の坩堝の下方外側に嵌まり込む筒状の多孔質断熱材を適用することができる。この際に、多孔質断熱材の内部形状と坩堝の下方部分の形状を相補的な形状とすることで、双方が密着し、坩堝下方のノズルの保温性を高めることができる。また、多孔質断熱材の変形性能が高いことから、筒状の多孔質断熱材に対して坩堝を圧入等するのみで双方を容易に嵌合させ、双方の密着姿勢を形成することができる。 Moreover, as a porous heat insulating material, the cylindrical porous heat insulating material which fits in the downward outer side of the crucible of a cylindrical shape (in the bottom is mortar shape), for example can be applied. At this time, by making the internal shape of the porous heat insulating material and the shape of the lower portion of the crucible complementary, both can be in close contact with each other, and the heat retention of the nozzle below the crucible can be improved. In addition, since the deformability of the porous heat insulating material is high, both can be easily fitted to each other by simply press-fitting a crucible into the cylindrical porous heat insulating material, thereby forming a close contact posture of both.
坩堝の少なくとも一部が多孔質断熱材にて包囲されていることによってその断熱性が高められ、このことによって坩堝の加熱効率が高まり、合金の溶融時間の短縮に繋がる。 When at least a part of the crucible is surrounded by the porous heat insulating material, the heat insulating property is enhanced. This increases the heating efficiency of the crucible and leads to shortening of the melting time of the alloy.
また、多孔質断熱材にスリットが設けてある形態が好ましい。 Moreover, the form in which the slit is provided in the porous heat insulating material is preferable.
たとえば筒状の坩堝の底から縮径したノズルが配設されている形態において、ノズルの保温性の観点から、筒状の多孔質断熱材に形成されるスリットはノズルよりも上方位置に形成しておくのがよい。 For example, in a configuration in which a nozzle having a diameter reduced from the bottom of a cylindrical crucible is provided, the slit formed in the cylindrical porous heat insulating material is formed at a position above the nozzle from the viewpoint of heat retention of the nozzle. It is good to keep.
多孔質断熱材にスリットを形成しておくことで、この多孔質断熱材が誘導加熱された際に誘導電流の妨げとなり、このことによって渦電流の発生を抑制でき、高周波電圧が印加された際の過剰加熱の抑制に繋がる。 By forming a slit in the porous heat insulating material, when this porous heat insulating material is induction-heated, the induction current is hindered, which can suppress the generation of eddy currents and when a high frequency voltage is applied. This leads to suppression of excessive heating.
上記する金属溶融装置は、希土類磁石材料となる急冷リボンの製造（高周波溶解を利用した液体急冷法）に好適である。すなわち、溶湯中の希土類元素の組成を変化させることなく、連続的に溶湯を回転ロールに提供することができるため、品質にばらつきのない急冷リボンを効率的に製造することが可能になる。 The above-mentioned metal melting apparatus is suitable for the production of a quenching ribbon to be a rare earth magnet material (liquid quenching method using high frequency melting). That is, since the molten metal can be continuously provided to the rotating roll without changing the composition of the rare earth element in the molten metal, it is possible to efficiently produce a rapidly cooled ribbon having no variation in quality.
以上の説明から理解できるように、本発明による金属溶融装置によれば、溶湯が吐出されるノズルの周囲に坩堝内の金属を溶融させる際の誘導加熱によって加熱される多孔質断熱材が配設されていることにより、坩堝内における溶湯の形成とノズルからの吐出の過程でノズルの周囲を常時保温することができ、ノズルを通過する溶湯の温度が低下するのを効果的に抑制することができる。 As can be understood from the above description, according to the metal melting apparatus of the present invention, the porous heat insulating material heated by induction heating when the metal in the crucible is melted is disposed around the nozzle from which the molten metal is discharged. As a result, the periphery of the nozzle can be kept warm in the course of the formation of the molten metal in the crucible and the discharge from the nozzle, effectively suppressing the temperature of the molten metal passing through the nozzle from being lowered. it can.
以下、図面を参照して本発明の金属溶融装置の実施の形態を説明する。なお、図示例において、装置内で溶融される金属は希土類磁石材料となる急冷リボン製作用の金属であるが、適用される金属がこれに限定されるものでないことは勿論のことである。 Hereinafter, an embodiment of a metal melting apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the illustrated example, the metal to be melted in the apparatus is a metal for producing a quenching ribbon that becomes a rare earth magnet material, but it is needless to say that the metal to be applied is not limited to this.
（金属溶融装置の実施の形態）
図１は本発明の金属溶融装置の分解斜視図であり、図２は本発明の金属溶融装置の側面図である。
(Embodiment of metal melting apparatus)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the metal melting apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the metal melting apparatus of the present invention.
筒状で下方がすり鉢状を呈し、縮径して延びるノズル１ａを底に備えた坩堝１を坩堝１の下方の形状と相補的形状の内周面３ａを備えた筒状の多孔質断熱材３に嵌め込み（図１のＸ１方向）、それらの周囲に高周波コイル２を配設することにより（図１のＸ１方向）、図２で示す金属溶融装置１０が構成される。
A cylindrical porous heat insulating material having an inner
多孔質断熱材３は多孔質カーボンから形成され、空孔率が50%以上である。多孔質カーボンから形成されていることで多孔質断熱材３は高周波コイル２が稼働した際の誘導加熱によって間接的に加熱される。
The porous
すなわち、坩堝１内に金属を収容し、高周波コイル２の稼働によって金属を高周波溶解させてノズル１ａから下方に吐出する際に、多孔質断熱材３も高周波加熱されることとなり、坩堝１内における溶湯の形成とノズル１ａからの吐出の過程でノズル１ａの周囲を常時保温することができる。そのため、ノズル１ａを通過する溶湯の温度が低下するのを効果的に抑制することが可能となる。
That is, when the metal is housed in the
また、断熱材が多孔質ゆえに軽量でハンドリング性が良好であり、変形性能も高いことから、図１で示す坩堝１と多孔質断熱材３の組み付けの際に多孔質断熱材３が変形して容易に双方の嵌合を図ることができる。
Further, since the heat insulating material is porous, it is lightweight and has good handling properties and high deformation performance. Therefore, the porous
また、多孔質断熱材３の側面の一部にはスリット３ｂが設けてあり、このスリット３ｂは内周面３ａまで延びている。
In addition, a
そして、図２で示すように、スリット３ｂの高さはtであり、その位置は、ノズル１ａよりも上方に位置している。
And as shown in FIG. 2, the height of the
このように多孔質断熱材３にスリット３ｂを形成しておくことにより、この多孔質断熱材３が誘導加熱された際に誘導電流の妨げとなり、このことによって渦電流の発生を抑制でき、高周波電圧が印加された際の過剰加熱の抑制に繋がる。
By forming the
次に、図３を参照して、金属溶融装置１０を使用して急冷リボンを製作する方法を概説する。
Next, referring to FIG. 3, an outline of a method for producing a quench ribbon using the
金属溶融装置１０内はたとえば50kPa以下に減圧したArガス雰囲気に制御自在となっており、メルトスピニング法による製造に供されるものであり、合金インゴットを高周波コイル２の稼働によって高周波溶解させることにより、希土類磁石材料からなる溶湯が生成される。
The inside of the
金属溶融装置１０の下方位置には銅製の回転ロール２が配設されており、回転ロール４の頂点に溶湯が滴下される（Ｘ２方向）。
A
回転ロール４の頂点に滴下された溶湯は、回転姿勢（Ｚ方向）の回転ロール４に接して急冷され、急冷リボンＲが形成されるとともに回転ロール４の頂点の接線方向に噴射される（Ｘ３方向）。噴射された急冷リボンＲは不図示の回収ボックスにて回収されることになる。
The molten metal dropped on the apex of the
ここで、急冷リボンの組成は、RE-Fe-B系の主相（RE:Nd、Prの少なくとも一種）と、該主相の周りにあるRE-X合金（X:金属元素であって重希土類元素を含まない）からなり、たとえばこれがナノ結晶組織の場合には、50nm〜200nm程度の結晶粒径の主相からなる。 Here, the composition of the quenched ribbon is that the main phase of the RE-Fe-B system (at least one of RE: Nd and Pr) and the RE-X alloy around the main phase (X: metal element and heavy For example, when this is a nanocrystalline structure, it is composed of a main phase having a crystal grain size of about 50 nm to 200 nm.
また、粒界相を構成するNd-X合金は、Ndと、Co、Fe、Ga、Cu、Al等のうちの少なくとも１種以上の合金からなり、たとえば、Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Gaのうちのいずれか一種、もしくはこれらの二種以上が混在したものであって、Ndリッチな状態となっている。 The Nd—X alloy constituting the grain boundary phase is composed of Nd and at least one of Co, Fe, Ga, Cu, Al, and the like. For example, Nd—Co, Nd—Fe, Nd One of -Ga, Nd-Co-Fe, and Nd-Co-Fe-Ga, or a mixture of two or more of these, is in an Nd-rich state.
なお、製造された希土類磁石用の急冷リボンは、たとえば不図示の成形型（ダイスとパンチから構成される）内に充填されて加圧成形されて焼結体が製造される。そして、これがナノ結晶磁石の場合には、この焼結体に対して熱間塑性加工（強加工）によって磁気的異方性が付与されてナノ結晶組織の希土類磁石が製造される。 In addition, the manufactured rapid cooling ribbon for rare earth magnets is filled, for example, in a mold (not shown) (comprised of a die and a punch) and pressure-molded to manufacture a sintered body. When this is a nanocrystalline magnet, magnetic anisotropy is imparted to the sintered body by hot plastic working (strong working) to produce a rare earth magnet having a nanocrystalline structure.
（溶湯の吐出時間と溶湯温度の関係を特定する実験とその結果）
本発明者等は、以下で示す実施例、比較例1、2にかかる金属溶融装置を使用して急冷リボンを製作し、この製作過程における溶湯の吐出時間と溶湯温度の関係を特定する実験をおこなった。さらに、製作された急冷リボンの製品歩留りについても検証をおこなった。
(Experiment and results to identify the relationship between molten metal discharge time and molten metal temperature)
The inventors of the present invention manufactured an quenched ribbon using the metal melting apparatus according to the following examples and comparative examples 1 and 2, and conducted an experiment to identify the relationship between the molten metal discharge time and the molten metal temperature in this manufacturing process. I did it. In addition, the product yield of the rapidly cooled ribbon was also verified.
＜実施例＞
カーボンフェルト材を坩堝の外径に適合するように加工し、スリットを入れて多孔質断熱材を製作し、坩堝に装着して金属溶融装置とした。なお、装置仕様に関し、ノズルの径は0.6mm、クリアランスは5mm、噴射差圧は20kPa、回転ロールの速度は20m/秒、溶解温度は1450℃である。
<Example>
A carbon felt material was processed to fit the outer diameter of the crucible, a slit was made to produce a porous heat insulating material, which was attached to the crucible to form a metal melting apparatus. Regarding the apparatus specifications, the nozzle diameter is 0.6 mm, the clearance is 5 mm, the spray differential pressure is 20 kPa, the speed of the rotating roll is 20 m / sec, and the melting temperature is 1450 ° C.
＜比較例1＞
多孔質断熱材がなく、坩堝のみからなる金属溶融装置とした。
<Comparative Example 1>
There was no porous heat insulating material, and a metal melting apparatus consisting only of a crucible was used.
＜比較例2＞
誘導加熱されない多孔質アルミナを坩堝の外径に適合するように加工して多孔質断熱材を製作し、坩堝に装着して金属溶融装置とした。
<Comparative Example 2>
Porous alumina that was not induction-heated was processed to fit the outer diameter of the crucible to produce a porous heat insulating material, which was attached to the crucible to form a metal melting apparatus.
＜評価方法＞
坩堝内の溶湯温度と、ノズルから吐出した溶湯温度を放射温度計にて測温した。また、製品歩留りの評価に関しては、粗大粒や非晶質の存在しない急冷リボンを良品とした際に、製作された全急冷リボン中の良品の割合を製品歩留りとした。なお、急冷リボンの組成はICP（誘導結合プラズマ）にて測定した。
<Evaluation method>
The temperature of the molten metal in the crucible and the temperature of the molten metal discharged from the nozzle were measured with a radiation thermometer. As for the evaluation of the product yield, the product yield was defined as the ratio of good products in all the rapidly-cooled ribbons produced when the quick-cooled ribbons having no coarse grains or amorphous materials were made good products. The composition of the quenched ribbon was measured by ICP (inductively coupled plasma).
＜結果＞
実施例、比較例1、2の各結果をそれぞれ図４〜６に示す。各図において、T1は坩堝内の溶湯温度であり、T2はノズルから吐出した溶湯の温度である。
<Result>
The results of Examples and Comparative Examples 1 and 2 are shown in FIGS. In each figure, T1 is the temperature of the molten metal in the crucible, and T2 is the temperature of the molten metal discharged from the nozzle.
比較例1では、T1、T2は時間とともに温度が低下し、吐出後半では溶湯の吐出量が低下した。また、Nd量に関し、0.2%の欠損が確認された。 In Comparative Example 1, the temperature of T1 and T2 decreased with time, and the discharge amount of the molten metal decreased in the second half of discharge. In addition, 0.2% deficiency was confirmed with respect to the Nd amount.
比較例2では、安定して吐出ができたものの、T1、T2の間で乖離が生じた。また、急冷リボンの組成を検証した結果、Nd量に関し、0.3%の欠損が確認された。 In Comparative Example 2, although ejection was stable, there was a divergence between T1 and T2. Further, as a result of verifying the composition of the quenched ribbon, 0.3% deficiency was confirmed with respect to the Nd amount.
比較例1、2に対し、実施例では、T1、T2の変動が少なく、双方の間の乖離も少ない結果となった。また、T1が低いために組成の欠損も確認されなかった。 Compared to Comparative Examples 1 and 2, in the Example, the variation in T1 and T2 was small, and the difference between the two was also small. Moreover, since the T1 was low, no composition loss was confirmed.
さらに、製品歩留りに関しては、比較例1が76%、比較例2、実施例がともに100%であった。 Further, regarding product yield, Comparative Example 1 was 76%, and Comparative Example 2 and Example were both 100%.
（多孔質断熱材の空孔率の最適範囲を検証する実験とその結果）
本発明者等はさらに、カーボン素材の多孔質断熱材の空孔率の最適範囲を検証する実験をおこなった。以下、表１に種々の空孔率の多孔質断熱材の仕様および過剰加熱の有無に関する結果を示し、図７にも実験結果を示している。
(Experiment to verify the optimum range of porosity of porous insulation and results)
The inventors further conducted an experiment to verify the optimum range of the porosity of the carbon-based porous heat insulating material. Table 1 below shows the specifications of the porous heat insulating materials having various porosity and the results regarding the presence or absence of overheating, and FIG. 7 also shows the experimental results.
表１および図７より、空孔率が50%未満の範囲では過剰加熱が認められ、空孔率が100%では断熱性能が悪いことより、多孔質断熱材の空孔率の最適範囲として、50%以上で99%以下の範囲を規定することができる。 From Table 1 and FIG. 7, overheating is recognized in the range where the porosity is less than 50%, and since the heat insulation performance is poor at the porosity of 100%, the optimum range of the porosity of the porous heat insulating material is as follows. A range of 50% to 99% can be defined.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
１…坩堝、１ａ…ノズル、２…コイル（高周波コイル）、３…多孔質断熱材、３ａ…背面、３ｂ…スリット、４…回転ロール、１０…金属溶融装置、Ｒ…急冷リボン
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ノズルの周囲に、前記誘導加熱によって加熱する、カーボン素材で空孔率が50〜99%の範囲の多孔質断熱材が配設されており、
前記坩堝は下方部分がすり鉢状を呈しており、前記多孔質断熱材の内部形状と該坩堝の下方部分の形状は相補的な形状となっており、該坩堝の下方部分に該多孔質断熱材が嵌合して双方が密着している、金属溶融装置。 A crucible having a nozzle at the bottom, and a coil disposed around the crucible, and melting the metal in the crucible by induction heating when it is applied to the coil to generate a molten metal. A metal melting device for discharging,
Around the nozzle, a porous heat insulating material with a porosity of 50 to 99% made of carbon material, which is heated by the induction heating, is disposed,
The lower part of the crucible has a mortar shape, and the internal shape of the porous heat insulating material and the shape of the lower part of the crucible are complementary shapes, and the porous heat insulating material is formed in the lower part of the crucible. Is a metal melting device that fits and is in close contact.
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