JPH01165727A - 二重周波急速溶解装置 - Google Patents
二重周波急速溶解装置Info
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- JPH01165727A JPH01165727A JP62321435A JP32143587A JPH01165727A JP H01165727 A JPH01165727 A JP H01165727A JP 62321435 A JP62321435 A JP 62321435A JP 32143587 A JP32143587 A JP 32143587A JP H01165727 A JPH01165727 A JP H01165727A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は金属素材を溶解して特定の詩形に鋳込み、所定
の形状とサイズの鋳造品とするための溶解工程を実施す
る装置に関し、特に特殊合金や合金鋼、非鉄合金などで
溶製後棒材などに成形された金属素材の冷材を出発材料
として昇温、溶融、鋳込温度までの昇温を一連の誘導溶
解装置内で急速にしかも消費電力を節減して実施するこ
との可能な急速溶解装置に関する。
の形状とサイズの鋳造品とするための溶解工程を実施す
る装置に関し、特に特殊合金や合金鋼、非鉄合金などで
溶製後棒材などに成形された金属素材の冷材を出発材料
として昇温、溶融、鋳込温度までの昇温を一連の誘導溶
解装置内で急速にしかも消費電力を節減して実施するこ
との可能な急速溶解装置に関する。
［従来の技術］
金属素材を溶解して特定の鋳型に鋳込んで鋳造品とする
に際し、特殊合金、合金鋼、非鉄合金などを溶解するに
は低周波または高周波誘導加熱溶解炉が多用されている
。
に際し、特殊合金、合金鋼、非鉄合金などを溶解するに
は低周波または高周波誘導加熱溶解炉が多用されている
。
誘導加熱溶解炉は一般に商用周波数の交流電流を利用す
る低周波誘導溶解炉と１，０００〜５００，０００Ｈｚ
の高周波電流を使用する高周波誘導溶解炉の２種に大別
されるが、これらはいずれも交流の電磁誘導作用によっ
て、被溶解金属内に生じた電流のジュール熱を利用し金
属を加熱溶解するものであり、低周波と高周波の両誘導
溶解炉に共通の現象として、溶融金属（鋳造用語では溶
湯と称す）内には電磁波と電流が共存して、誘導電動機
の回転と同一原理により溶湯が攪拌される現象が発生す
る。誘導溶解炉による溶湯の攪拌作用は溶解される金属
素材や溶解の目的によって功罪相半ばし。
る低周波誘導溶解炉と１，０００〜５００，０００Ｈｚ
の高周波電流を使用する高周波誘導溶解炉の２種に大別
されるが、これらはいずれも交流の電磁誘導作用によっ
て、被溶解金属内に生じた電流のジュール熱を利用し金
属を加熱溶解するものであり、低周波と高周波の両誘導
溶解炉に共通の現象として、溶融金属（鋳造用語では溶
湯と称す）内には電磁波と電流が共存して、誘導電動機
の回転と同一原理により溶湯が攪拌される現象が発生す
る。誘導溶解炉による溶湯の攪拌作用は溶解される金属
素材や溶解の目的によって功罪相半ばし。
望ましい効果としては、被溶解金属素材が互いに合金化
が困難な複数の異種金属から成る合金の場合には、攪拌
によりそれらの合金元素が巻込まれて合金化が促進され
る。従って、既に充分精製された合金元素を合金化して
高級合金や高合金鋼などを溶製するのに適し、また鋳鉄
などでは、不純酸化物の炭素による還元精錬が攪拌によ
り促進されるので好ましい、 一方、溶融金属の表面を
静かに保って表面にスラグを浮ばせ、スラグと溶融金属
との間の冶金反応により脱リン、脱硫を行うのが不可欠
な場合には攪拌により溶融金属の表面を静かに保つこと
が不可能になるので攪拌作用は有害となることから脱リ
ン、脱硫の不可欠な普通鋼の溶解、製錬には攪拌を伴う
誘導溶解方式は不適当とされている。 特に冷材から出
発して誘導加熱溶解方式により溶解する場合には、瞬時
に大電力を投入する必要があり攪拌による溶湯面の盛り
」ニワは大きい。攪拌による盛り上り高されは次式で示
される。
が困難な複数の異種金属から成る合金の場合には、攪拌
によりそれらの合金元素が巻込まれて合金化が促進され
る。従って、既に充分精製された合金元素を合金化して
高級合金や高合金鋼などを溶製するのに適し、また鋳鉄
などでは、不純酸化物の炭素による還元精錬が攪拌によ
り促進されるので好ましい、 一方、溶融金属の表面を
静かに保って表面にスラグを浮ばせ、スラグと溶融金属
との間の冶金反応により脱リン、脱硫を行うのが不可欠
な場合には攪拌により溶融金属の表面を静かに保つこと
が不可能になるので攪拌作用は有害となることから脱リ
ン、脱硫の不可欠な普通鋼の溶解、製錬には攪拌を伴う
誘導溶解方式は不適当とされている。 特に冷材から出
発して誘導加熱溶解方式により溶解する場合には、瞬時
に大電力を投入する必要があり攪拌による溶湯面の盛り
」ニワは大きい。攪拌による盛り上り高されは次式で示
される。
但し、ρ：溶湯の固有抵抗（Ω−１１）ｆ ： 周
波 数 （ｆｉｚ）Ｄ：＃湯の内径 （■） Ｌ：コイルの長さ ＣＩ） γ：溶湯密度（ｋｇ／ｒｎ’） ｇ：重力の加速度 （ｔｓ／ｓｅｃ” ）Ｐａ：溶湯か
吸収する電力 （Ｗ） 吸収電力Ｐａに比例し局波数ｆの平方根に反比例する。
波 数 （ｆｉｚ）Ｄ：＃湯の内径 （■） Ｌ：コイルの長さ ＣＩ） γ：溶湯密度（ｋｇ／ｒｎ’） ｇ：重力の加速度 （ｔｓ／ｓｅｃ” ）Ｐａ：溶湯か
吸収する電力 （Ｗ） 吸収電力Ｐａに比例し局波数ｆの平方根に反比例する。
′む力か変えられなければ、周波数を高くすることによ
って、盛り上がりを小さくする方法を取る必要かある。
って、盛り上がりを小さくする方法を取る必要かある。
１つの方法としては、冷材から→溶湯迄、高周波誘導加
熱方式で溶解することも考えられるが、第電力の高周波
電源を設置するには設備費か高くなり良策とは言えず、
固相時と液相時の電力の調整が困難である。
熱方式で溶解することも考えられるが、第電力の高周波
電源を設置するには設備費か高くなり良策とは言えず、
固相時と液相時の電力の調整が困難である。
［発明が解決しようとする問題点１
冷材の溶解から出湯、鋳込までを全て低周波誘導方式に
よるのでは溶解後の溶湯の盛り上りが大きぐ、一方、溶
湯の盛り上りを抑えるため高周波誘導方式にするには大
容量の高周波電源を必要とし設備費が高額になるので、
路材投入→加熱→溶解−鋳込温度までの１温→注湯に至
る作業を同一場所で一貫して実施でき、しかも溶湯の盛
り上りを防止し最小限の高周波誘導方式で操業でさる合
理的な溶解、注湯装置の開発が要望されていた。
よるのでは溶解後の溶湯の盛り上りが大きぐ、一方、溶
湯の盛り上りを抑えるため高周波誘導方式にするには大
容量の高周波電源を必要とし設備費が高額になるので、
路材投入→加熱→溶解−鋳込温度までの１温→注湯に至
る作業を同一場所で一貫して実施でき、しかも溶湯の盛
り上りを防止し最小限の高周波誘導方式で操業でさる合
理的な溶解、注湯装置の開発が要望されていた。
［問題点を解決するための手段］
大発明の溶解装置では、出発材料とする金属素材は予め
別の溶解装ａで所定の成分に溶製し、圧延、鍛造、押出
しなどの塑性加工や機械加工により棒材又は型材に成形
して準備する。
別の溶解装ａで所定の成分に溶製し、圧延、鍛造、押出
しなどの塑性加工や機械加工により棒材又は型材に成形
して準備する。
この出発材料を先づ低周波誘導加熱装置により凝固点よ
り以下で棒材が溶融しないで固相を保ち得る程度の温度
で加熱し、次に連続的に又は間欠的に固相状態の被溶解
材料を１周壁と底部にスリットなどの小さい出・湯口を
有する保持容器内に送り、引き続き低周波誘導溶解コー
イルにより、被溶解材料の溶解Ｎａ＠を僅かに上廻る熱
エネルギーを補給して被溶解材料をその進行方向の先端
の部分から逐次溶解させ、保持容器の下部にある小さい
出湯口から流出させる。
り以下で棒材が溶融しないで固相を保ち得る程度の温度
で加熱し、次に連続的に又は間欠的に固相状態の被溶解
材料を１周壁と底部にスリットなどの小さい出・湯口を
有する保持容器内に送り、引き続き低周波誘導溶解コー
イルにより、被溶解材料の溶解Ｎａ＠を僅かに上廻る熱
エネルギーを補給して被溶解材料をその進行方向の先端
の部分から逐次溶解させ、保持容器の下部にある小さい
出湯口から流出させる。
このようにして流出させた溶湯を耐火材料製の溶解槽に
収容して高周波誘導加熱コイルにより溶解槽内部の溶湯
なさらに加熱して、溶湯か鋳込まれた状態ても充分な流
動性を有するだけの鋳込温度まで昇温するようにして問
題点を解決した。
収容して高周波誘導加熱コイルにより溶解槽内部の溶湯
なさらに加熱して、溶湯か鋳込まれた状態ても充分な流
動性を有するだけの鋳込温度まで昇温するようにして問
題点を解決した。
［実施例］
第１図は、本発明の好適実施例として３つの誘導加熱装
置を９ヒ、下にほぼ同軸に直列に接続したものである。
置を９ヒ、下にほぼ同軸に直列に接続したものである。
第１図を参照し、本発明装置につき説明する。
本発明の装置は、高周波昇温コイル４、耐火材料製の溶
解槽５、それらとほぼ同軸にそれらの垂直上方、すなわ
ち素材の流れの上流側に配置された低周波加熱コイル２
．低周波溶解コイル３、および保持容器３′とて構成さ
れる。
解槽５、それらとほぼ同軸にそれらの垂直上方、すなわ
ち素材の流れの上流側に配置された低周波加熱コイル２
．低周波溶解コイル３、および保持容器３′とて構成さ
れる。
被溶解６材ｌは上部から低周波加熱コイル２内に供給さ
れ、低周波加熱コイル２によって加熱され、低周波コイ
ル内においては固相な保つ状態にある様゛電力調整を行
う。ここでは、高電力か投入されても被溶解材ｌは固相
に保たれ外観上変化はない。次に固相に保たれている被
溶解材１は保持容器３′内に送られてその外周に配置さ
れた低周波溶解コイル３により被溶解材ｌの融点に達す
るまでと、さらに溶融潜熱を僅に上廻る熱エネルギーか
補給され、被溶解材１はそのド端部から逐次溶融を開始
して液相に変化する。溶融した被溶解材ｌは、保持容器
３′の底部に設けたスリット状の小さい出湯ロアから高
周波昇温コイル４の内方の耐火材料製の溶解槽５内に流
出するのて、保持容器３°内では被溶解材１は液相状態
てはほと、んど存在しない。高周波昇温コイル４の内方
の耐火材料製の溶解槽５内には、保持容器３′の底部の
小ざい出湯ロアから流出した溶湯か保持され、高周波昇
温コイル４により適切な鋳込温度に達するまで昇温され
る。高周波昇温コイル４による昇温工程での温度」二昇
は１通常常温から溶融点までの温度の１０％程度てあり
、低周波加熱コイル２と低周波溶解コイル３とにより、
被溶解材１には既に常温から融点に達するまでと、さら
に溶融潜熱に相当する熱エネルギーか補給されて液相に
なっているのて、高周波Ａ温コイル４による昇温工程て
補給すべき熱エネルギーはそれほど高くない。
れ、低周波加熱コイル２によって加熱され、低周波コイ
ル内においては固相な保つ状態にある様゛電力調整を行
う。ここでは、高電力か投入されても被溶解材ｌは固相
に保たれ外観上変化はない。次に固相に保たれている被
溶解材１は保持容器３′内に送られてその外周に配置さ
れた低周波溶解コイル３により被溶解材ｌの融点に達す
るまでと、さらに溶融潜熱を僅に上廻る熱エネルギーか
補給され、被溶解材１はそのド端部から逐次溶融を開始
して液相に変化する。溶融した被溶解材ｌは、保持容器
３′の底部に設けたスリット状の小さい出湯ロアから高
周波昇温コイル４の内方の耐火材料製の溶解槽５内に流
出するのて、保持容器３°内では被溶解材１は液相状態
てはほと、んど存在しない。高周波昇温コイル４の内方
の耐火材料製の溶解槽５内には、保持容器３′の底部の
小ざい出湯ロアから流出した溶湯か保持され、高周波昇
温コイル４により適切な鋳込温度に達するまで昇温され
る。高周波昇温コイル４による昇温工程での温度」二昇
は１通常常温から溶融点までの温度の１０％程度てあり
、低周波加熱コイル２と低周波溶解コイル３とにより、
被溶解材１には既に常温から融点に達するまでと、さら
に溶融潜熱に相当する熱エネルギーか補給されて液相に
なっているのて、高周波Ａ温コイル４による昇温工程て
補給すべき熱エネルギーはそれほど高くない。
又、この昇温工程ては高周波昇温コイルにより加熱され
るのて、攪拌による溶湯面の盛り上りの程度は少ない。
るのて、攪拌による溶湯面の盛り上りの程度は少ない。
この実施例では、低周波加熱コイル２による温度上昇と
低周波加熱コイル３による溶融点より僅かに上の温度ま
での溶解とを、一応分側して実施するものとして説明し
たが、特にこのように区分する必要はなく、要は、保持
容器３゛内にある被溶解材かその下端において固相から
液相へと逐次変化するような温度配分になるように加熱
サイクルか制御されていればよい訳である。
低周波加熱コイル３による溶融点より僅かに上の温度ま
での溶解とを、一応分側して実施するものとして説明し
たが、特にこのように区分する必要はなく、要は、保持
容器３゛内にある被溶解材かその下端において固相から
液相へと逐次変化するような温度配分になるように加熱
サイクルか制御されていればよい訳である。
高周波昇温装置４内ては被溶解金属の溶融層熱分と適切
な鋳込温度まで昇温するための電力とか投入され、電磁
誘導による溶解金属の盛り上がりを最小限にして溶解作
業を完成する。
な鋳込温度まで昇温するための電力とか投入され、電磁
誘導による溶解金属の盛り上がりを最小限にして溶解作
業を完成する。
［発明の効果］
この様に、′セ力投λ方式を原則として３段階（連続方
式では常温から溶融までの低周波電流の利用と溶融後の
高周波昇温の２段階）に分割する事により、箱材から固
相温度の上限を経て溶融温度より僅か一１ｍまでの広い
温度範囲ての加熱を低周波−解コイル３により加熱し、
被溶解金属か溶解した後鋳込温度までの狭い範囲の昇温
な、耐火材料製の溶解槽５内て高周波昇温コイルにより
行うので、低周波加熱方式を最大限に利用し、溶は落ち
から鋳込温度までの昇温には高周波溶解方式により、攪
拌による溶解金属の盛り上がりを最小限にして溶解作業
を完成することかできる。
式では常温から溶融までの低周波電流の利用と溶融後の
高周波昇温の２段階）に分割する事により、箱材から固
相温度の上限を経て溶融温度より僅か一１ｍまでの広い
温度範囲ての加熱を低周波−解コイル３により加熱し、
被溶解金属か溶解した後鋳込温度までの狭い範囲の昇温
な、耐火材料製の溶解槽５内て高周波昇温コイルにより
行うので、低周波加熱方式を最大限に利用し、溶は落ち
から鋳込温度までの昇温には高周波溶解方式により、攪
拌による溶解金属の盛り上がりを最小限にして溶解作業
を完成することかできる。
従って、周波数や電力について、最適な配分か可能とな
り、電力消費［許や設備費の面でのコスト低減により生
産性向上に」）献すること大である。
り、電力消費［許や設備費の面でのコスト低減により生
産性向上に」）献すること大である。
添付の図面は本発明の急速溶解装置の構造を示す概略側
断面図である。 図面中の符号 ｌ：被溶解金属素材、２：低周波加熱コイル。 ３：低周波溶解コーイル、３”：保持容器。 ４：高周波昇温コイル、５：耐火材料製溶解槽。 ７：保持容器底部のスリット。 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 代理人 弁理士 藤 木 礒 ４ 高周波昇温コイル ５ ・耐火材料製溶解
槽７・・・保持容器底部のスリット
断面図である。 図面中の符号 ｌ：被溶解金属素材、２：低周波加熱コイル。 ３：低周波溶解コーイル、３”：保持容器。 ４：高周波昇温コイル、５：耐火材料製溶解槽。 ７：保持容器底部のスリット。 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 代理人 弁理士 藤 木 礒 ４ 高周波昇温コイル ５ ・耐火材料製溶解
槽７・・・保持容器底部のスリット
Claims (4)
- （１）溶解さるべき金属素材を冷材の状態で受入れ、固
相状態を保持し得る溶融点直下の温度を経て溶融点より
僅に上の温度まで加熱して、溶解さるべき金属素材を液
相に変化させるための少くとも一段階の低周波加熱溶解
装置と； 前記低周波加熱溶解装置の下部内側で溶解さるべき金属
素材が溶融する部分を囲んで配置され、溶融した金属素
材を逐次下流方向に排出する流出口を有する保持容器と
； 前記保持容器から排出される金属素材の溶湯を受けて収
容する耐火材料製の溶解槽と； 前記耐火材料製溶解槽内の金属素材の溶湯を所定の鋳込
み温度まで昇温する高周波昇温装置とを有する二重周波
急速溶解装置。 - （２）特許請求の範囲第１項に記載の急速溶解装置にお
いて、前記低周波加熱装置が前記高周波昇温装置および
溶解槽とほぼ同軸に、且つそれらの上方に配置されてい
る二重周波急速溶解装置。 - （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の急速溶
解装置において、前記低周波加熱溶解装置が、前記金属
素材を冷材から固相状態を保持し得る溶融点直下の温度
まで加熱する低周波加熱装置と、溶融点直下の温度で固
相状態に保持されている前記の金属素材を溶融点まで昇
温させ、さらに金属素材の溶融潜熱を僅に上廻る熱エネ
ルギーを補給して液相化するための低周波溶解装置とに
区分されている二重周波急速溶解装置。 - （４）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の急速溶
解装置において、前記低周波加熱装置が、前記金属素材
を冷材から液相化するまで連続的に加熱し溶解するよう
になっている二重周波急速溶解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321435A JP2592274B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 二重周波急速溶解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321435A JP2592274B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 二重周波急速溶解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165727A true JPH01165727A (ja) | 1989-06-29 |
| JP2592274B2 JP2592274B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=18132521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321435A Expired - Lifetime JP2592274B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 二重周波急速溶解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2592274B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004055131A1 (de) * | 2004-11-16 | 2006-05-18 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Einschmelzen von Magnesium |
| JP7128600B1 (ja) * | 2022-01-27 | 2022-08-31 | 山田 榮子 | 屑鉄の大量溶解装置 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321435A patent/JP2592274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004055131A1 (de) * | 2004-11-16 | 2006-05-18 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Einschmelzen von Magnesium |
| JP7128600B1 (ja) * | 2022-01-27 | 2022-08-31 | 山田 榮子 | 屑鉄の大量溶解装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2592274B2 (ja) | 1997-03-19 |
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