JPH0218944B2

JPH0218944B2 -

Info

Publication number: JPH0218944B2
Application number: JP60289726A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Ogino; Shigehiko Inoe; Tooru Toyone; Masami Tamura
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1990-04-27
Also published as: DE3643586A1; JPS62148074A; DE3643586C2; US4762165A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、主にチタン、チタン合金、ニオブ、
タンタル、ニツケル、クロム、コバルト等の高活
性（高酸化性）金属の為の新規なアーク式溶解・
鋳造方法並びにこの方法を用いた新規な装置に関
する。

（従来の技術）従来から、アークにより各種金属の溶解・鋳造
がなされていることは周知の通りである。この従
来周知の溶解・鋳造方法は、気密室内の溶解るつ
ぼ上の鋳造用金属材料に対して、該気密室内に臨
ませたアーク発生電極よりアーク柱を作用させて
之を溶解し、且つ得られた溶湯を上記るつぼに関
連付けて配置された鋳型に注湯する如き要領でな
される。

（発明が解決しようとする問題点）然し乍ら、上記の如き溶解・鋳造の方法に於い
ては、アークの発生した点で鋳造用金属材料の溶
融が始まり、その溶融域が熱伝導により次第に広
くなると云う形態で溶融が進行するので、アーク
柱はアークスタート点に局部的に集中する。この
現象は特に材料の熱伝導性が悪い場合（例えば、
コバルト、ニツケル、クロム、チタン等）に顕著
である。その結果、上記材料は局部的に過昇温さ
れ、所謂鋳肌荒れや鋳造巣等の鋳造欠陥が発生し
易くなる。また、蒸発損失し易い金属（例えばア
ルミニウム）を合金成分として含有した合金（例
えばTi−6Al−4V）の鋳造の場合、局部的に過
熱される結果、斯かる合金成分が蒸発して合金成
分が変化すると云つた問題点があつた。

亦、上記方法では、アーク柱が一点に固定され
ている為、鋳物材料のスクラツプや不定形の鋳物
材料をそのままの形で用いることが不可であり、
一旦成型用のるつぼ等で一定形状（例えば、円柱
状ブロツク）に成型し直してから溶解・鋳造に供
さなければならず、余分の電力と工数を要し、成
型用のるつぼも必要とされる。

更に、溶解した金属材料（溶湯）とるつぼとの
接触面積が大きく、断熱用の溝等をるつぼに設け
るだけではるつぼへの熱損失が甚大であり、電力
の消費が大である。

加えて、るつぼの底に孔を設け且つ該るつぼの
下に鋳型を密接的に配置して、溶湯をこの孔を通
して鋳型に落下注湯するような鋳造方法の場合、
上記溶湯が一気に落下せず断続的に落下し、湯回
り不足、湯境等の鋳造欠陥が生じ易い。

…等の問題点があつた。

本発明は上記問題点を一掃すべくなされたもの
で、アーク柱に変動する磁界を作用させ、そのロ
ーレンツ力により鋳造用金属材料上でアーク柱を
移動せしめ、均一な溶融を確実に保証すると共に
不定形の材料であつてもそのまま溶解・鋳造を可
能とし、更に電力消費量が少なく高品質の鋳造製
品が再現性良く得られる新規な溶解・鋳造方法と
その装置を提供せんとするものである。

（問題点を解決する為の手段）上記目的を達成する為の本発明の構成を添付の
実施例図に基づき説明すると、第１図は本発明方
法による溶解・鋳造装置の一例を示す概略的縦断
面図、第２図は第１図の−線横断面図、第３
図は第１図の−線縦断面図、第４図イ，ロは
アーク柱の移動状態及びその作用状態を示す概略
斜視図、第５図イ，ロはアーク柱による鋳造用材
料の溶解状態を示す概略斜視図、第６図イ，ロは
電磁石の配置図、第７図は本発明装置の他の実施
例を示す概略的横断面図、第８図は第７図の−
線縦断面図、第９図は鋳込み方法の他の実施例
を示す概略図、第１０図は第９図の−線横断
面図、第１１図は鋳込み方法の更に他の実施例の
縦断面図である。即ち、特定発明のアーク式溶
解・鋳造方法は、前記アーク式溶解・鋳造方法に
於いて、前記アーク柱に対して略直交方向より電
磁石による移動磁束を働かせて該アーク柱及び上
記金属材料にローレンツ力を作用させ該アーク柱
をして該金属材料の表面を移動せしめつつ該金属
材料を溶解すること、上記アーク柱のアーク電圧
を検知して該アーク柱の移動方向及び速度等を検
出すること、得られた検知データを設定データと
比較して適正値に制御するためのフイードバツク
制御を実施すること、並びに前記溶湯を鋳型に注
入すること、よりなることを要旨とし、亦、第２
発明の溶解・鋳造装置は、気密室１と、この気密
室１内部に電気絶縁状に取着されたアーク発生電
極２と、上記気密室１と同一電位の溶解るつぼ３
上に置かれて上記アーク発生電極２に対向して設
けられた鋳造用金属材料４と、上記溶解るつぼ３
に関連付けて配置された鋳型５と、上記アーク発
生電極２の軸心と略直交位置に配置された電磁石
６と、この電磁石６の励磁コイル６１に変動する
励磁電流を供給する励磁電源６０と、前記アーク
発生電極２のアーク電圧を検出して上記励磁電流
を適正値に制御する制御回路７とより成り、上記
の変動する励磁電流により上記電磁石６の磁束を
移動せしめて前記アーク発生電極２により発生さ
れるアーク柱２１及び金属材料４にローレンツ力
を作用させ、該アーク柱２１をして金属材料４の
表面を移動せしめ均一溶解せしめるようにしたこ
とを要旨とするものである。

（作用）本発明方法においては、アーク発生電極からの
アーク柱によりるつぼ上の鋳造用金属材料を溶融
させる際、該アーク柱に電磁石の移動磁束が働
き、この移動磁束による磁界の変化とアーク電流
とによりローレンツ力が発生する結果、該ローレ
ンツ力の作用によりアーク柱が上記金属材料上で
移動し、金属材料が均一に溶解される。この溶解
の状態を第４図イ，ロを採つて説明すると、アー
ク柱２１に対し略直交状態で電磁石６を配して磁
界を発生させると、第４図ロに示す如く、磁界Ｂ
における電流ベクトルｉを有するアーク柱２１は
Ｂ×ｉに比例した力（ローレンツ力）Ｆをうけて
偏向される。更に電磁石６の励磁コイル６１に供
給される励磁電流が変動すると、上記磁界Ｂが変
化するのでローレンツ力Ｆの方向が変化し、アー
ク柱２１の偏向方向もこの磁界Ｂの変化に伴い変
動する。従つて磁界Ｂの変化状態によつては、第
４図イの如くアーク柱２１をアーク発生電極２の
軸心の廻りに回転させることも可能とされ、鋳造
用金属材料４の表面上をアーク柱２１が移動し、
その結果局部的な溶融が回避される。このアーク
柱２１の適正な（即ち、上記金属材料４を均一に
溶解させる為の）移動態様或はその速度は用いら
れる金属材料４の材質及び形状等によつて異なる
ので、電磁石６の個数或は配置を夫々に応じて適
宜設定したり、或はアーク電圧を検出してこれを
フイードバツクさせ制御回路７により励磁電流を
制御することなどによりその適正化がなされる。
上記電磁石６の個数及び配置は、第６図イ，ロに
例示される如く種々の態様が可能で、これにより
アーク柱２１が鋳造用金属材料４上で、上記の回
転ばかりでなくジグザグ状或はその他の形態で移
動を繰り返すことになる。

斯くして、るつぼ３上の鋳造用金属材料４は局
部的ではなく均一に溶解され、チタン、ニツケ
ル、コバルト等の熱伝導性の悪い金属でも、その
溶湯を鋳型５に注湯して得た鋳造物には鋳肌荒れ
や鋳造巣等の鋳造欠陥が生じなく、しかも局部的
に過熱されることがないから、合金を用いる場合
でも合金成分の蒸発が惹起されず、その組成の変
化を来すことがないのである。

亦、アーク柱２１はるつぼ３上でその位置が絶
えず変動するから、第５図イの如く、鋳造すべき
金属材料４がスクラツプ状の多数の細かな不定形
物であつても、夫々にアークが照射されて溶融し
つつ隣接するもの同志が融合し、やがて表面張力
により凝集して第５図ロに示す如く一個の塊状の
溶湯となり上記同様に鋳造に供せられる。従つて
このような不定形の材料を溶解・鋳造する場合で
も、従来の如く一旦成型用のるつぼで一定形状に
すると云つた煩わしい工程は不要とされる。

更に、るつぼ３上の材料４にも磁界Ｂが及び、
ローレンツ力Ｆが作用し、該材料４は溶融しつつ
左右に揺動され、同時に表面張力により塊状に凝
集する。従つてるつぼ３の底に孔を設け、該るつ
ぼ３の下に鋳型５を密接的に配置して、該孔を通
して溶湯を落下させ鋳造する場合でも、溶湯は断
続的ではなく一気に落下するので、湯回り不足や
湯境等の鋳造欠陥が生じる懸念がない。

更に亦、るつぼ３上の金属材料４に及ぶ磁界Ｂ
によつては、第４図ロの如く上向きのローレンツ
力Ｆが働き金属材料４を浮遊させるべく作用す
る。従つて電磁石６への励磁電流とアーク電圧と
を制御回路７により適宜調整すれば、溶融状態の
金属材料４をるつぼ３に接触状態で少許浮遊させ
ることが出来、その結果るつぼ３との接触面積が
少なくなり、るつぼ３からの熱の散逸が減少して
熱効率が飛躍的に向上し省電力化が図られる。

（実施例）次に本発明の実施例について述べる。

実施例１第１図乃至第３図に於いては、気密室１が溶解
室１１と鋳込室１２とに上下に分割され、この両
部屋１１，１２は隔壁１ａにより隔てられ、その
略中央には連通孔１３１を有するブツシユ１３が
装着され、該ブツシユ１３の上にるつぼベース３
０が安置され、更にこのるつぼベース３０内に底
に孔３１を有するるつぼ３が収納されている。こ
のるつぼ３の孔３１は、上記ブツシユ１３の連通
孔１３１を経て上記隔壁１ａの下面にパツキン１
a₁を介して密接的に配置された鋳型５の鋳道５１
に通じている。溶解室１１の天板には気密絶縁ブ
ツシユ２２を介し電極保持器２３，２４により保
持されたアーク発生電極２が垂直方向に導入保持
され、該アーク発生電極２は溶解室１１外の電極
リード２５と電気接続されている。このアーク電
極２の直下には上記るつぼ３が存置し、その先端
と該るつぼ３内に収納された鋳造用金属材料４と
の間にアーク柱２１を発生せしめ得る間隔が保持
されている。

亦、溶解室１１の側壁には４本の電磁コア６２
…が水平方向に導入保持され、該電磁コア６２…
の基端部に励磁コイル６１…が巻装されて電磁石
６が構成され、該励磁コイル６１…が励磁電源６
０に電気的に結線されている。この電磁石６はア
ーク発生電極２に略直交状態に配され、その磁界
の変動により前述の如くアーク柱２１が金属材料
４の上を移動するようになされている。尚、電磁
石６…の配置及びその本数等は図例に限られるも
のではなく、例えばアーク発生電極２を取り巻く
ように、或は気密室１の外部若しくはその側壁の
途中に設置させること、などアーク発生電極２の
上記機能が維持される限り種々の変更が可能であ
ることは云うまでもない。

一方鋳込室１２内には上述の如く鋳型５が隔壁
１ａの下面にパツキン１a₁を介して密接的に配置
されているが、該鋳型５は鋳型台５２上に載置さ
れ、この鋳型台５２は鋳型支持棒５３上に支持さ
れ且つ該鋳型支持棒５３は鋳造昇降機構５４によ
り昇降自在とされ、この昇降機構５４を操作する
ことにより上記の位置に配置される。

気密室１の下面には電極リード２６が電気結線
され、気密室１、ブツシユ１３、るつぼベース３
０及びるつぼ３が金属材料より成るからこれらを
通じて鋳型用金属材料４に電気的に連結され、該
材料４を含むこれら部材全体が前記アーク発生電
極２に対する受電極とされている。この電極リー
ド２６と前記電極リード２５とはアーク発生用直
流電源２５６の＋側及び−側端子に夫々結線さ
れ、該電極リード２５，２６の間でアーク電圧を
検出し、比較器２７にて比較して励磁電源６０に
フイードバツクし、これらが制御回路７を構成
し、前記アーク柱２１の移動速度や溶湯の浮遊状
態を適正化するべく励磁電流を調整維持する。
尚、符号２７１は電圧設定器である。

上記溶解室１１及び鋳込室１２には、排気手段
（真空ポンプ）８に通じる排気口８１，８２が設
けられ、亦、溶解室１１には更に不活性ガス注入
手段（例えばアルゴンガスボンベ）９に通じる注
入口９１が設けられている。チタンやチタン合金
等の酸化性や窒化性に富んだ高活性金属を鋳造用
金属材料として用いる場合、雰囲気中に僅かな酸
素、窒素或は水分があると溶解中に酸素や窒素が
金属に固溶し、硬くなつたり脆くなつたりするな
どの著しい悪影響が惹起されるので（因みに、チ
タンの場合含有酸素が数100ppmを越えると急激
に硬くなると云うデータが得られている）、気密
室１内は無酸素・窒素状態に維持する必要があ
る。その為、るつぼ３に鋳造用金属材料４を安置
し溶解工程に入る前に、上記真空ポンプ８を作動
させ、排気口８１，８２より排気し両室１１，１
２内を高真空状態とする。この時、真空ポンプ８
と排気口８１，８２間の管路は出来るだけ短くす
ると共にその口径を大とし、且つ排気口８１，８
２のジヨイント部にＯリングを用いるなどして排
気系のコンダクタンスを出来るだけ大きくし、排
気効率を高めるように且つ空気漏れのないように
すれば0.01torr程度の真空度に達し、気密室１内
は略完全な無酸素・窒素状態となる。この状態に
おいては、上記金属材料の酸化及び窒化は略完全
に阻止されるが、このように真空度が良過ぎると
アークが安定せずまたアーク電極２が消耗し易く
なる為、上記真空ポンプ８と排気口８１との間の
管路に設けられた溶解室気密弁８３を閉じ、鋳込
室１２の排気を続けながら、不活性ガス導入弁９
２を開き不活性ガスボンベ９から溶解室１１に不
活性ガスを供給し、溶解室１１に導入された圧力
センサー１１１によりその圧を検出し、溶解室１
１の内圧をアーク加熱に適正な（例えば、
500torr以上）状態に到達させる。

斯くして、アーク発生電極２と受電極との間に
電圧を付加し、更にこのアーク電圧を検出して励
磁電源６０にフイードバツクさせながら電磁石６
の磁界を適宜変化させて上記鋳造用金属材料４に
アーク柱２１を作用させると、前記の如き均一な
溶解がなされる。そして溶解室１１と鋳込室１２
とは圧力差を有しているから、その圧力差による
押湯作用と前記ローレンツ力の揺動作用とが相俟
つて、上記材料４の溶湯はある溶融状態に達する
と、るつぼ３の孔３１及び鋳道５１を経て鋳型５
内に一気に落下し、極めて速やか且つ好適に注湯
がなされる。

そして鋳込が終了した後は、アーク放電を停止
させ、所定時間経過後溶解室気密弁８３を開き再
び溶解室１１を排気する。その後真空ポンプ８を
停止し、リークバルブ８４を開き溶解室１１及び
鋳込室１２を大気圧に戻す。このように溶解室１
１の加圧に用いられた不活性ガスは一旦排気さ
れ、その後大気圧に戻すようになつているから、
溶解室１１及び鋳込室１２の夫々の気密扉１１
２，１２１を開く際、爆発的に開く恐れがなく安
全である。しかもこれらの気密扉１１２，１２１
は一枚の扉とするのではなく、第３図に示す如く
両扉１１２，１２１は弾性を有するジヨイント１
２２により連結されているから、溶解室１１が加
圧状態でしかも鋳込室１２が真空状態の時でも両
扉１１２，１２１がこじれることなく溶解室１１
及び鋳込室１２が理想的に密封される。

実施例２第７図及び第８図は、気密室１が回転駆動手段
１０により回転可能とされた所謂遠心鋳造装置を
示す。該気密室１は水平な駆動軸１０１に軸着さ
れ、この駆動軸１０１はフライホイール１０２及
び電磁クラツチ１０３等を介してモーター１０４
に連結され、上記気密室１と共に回転可能とされ
ている。気密室１は隔壁１ｂにより溶解室１１と
鋳込室１２とに分割され、この両室１１，１２は
導圧孔１b₁により相互に連通状態とされると共に
上記駆動軸１０１に対し同方向で且つ水平方向に
達成され、鋳込室１２は溶解室１１より遠心側に
配され、溶解室１１中のるつぼ３上で溶解された
鋳造用金属材料４の溶湯が、気密室１の垂直面域
内での回転に伴う遠心力により鋳込室１２内の鋳
型５に強制注湯されるようになされている。図中
符合１４は上記気密室１とバランスをとる為のバ
ランスウエイトであり、駆動軸１０１に対し反対
側に位置調整自在に延設されている。この場合気
密室１の天板全体が開閉扉１１３とされ、該扉１
１３にアーク発生電極２が導入保持され、該電極
２は電極高さ調整ハンドル２８により上下高さが
調整可能とされ、このハンドル２８に電極リード
２５が電気接続されている。

本実施例では、気密室１と共にアーク発生電極
２も回転するので、該電極２に対するアーク電圧
の供給は、アーク発生用直流電源２５６の−側端
子に結線された固定状態のブラシ１０５、駆動軸
１０１の一方に固設され該ブラシ１０５に回転接
触するスリツプリング１０６及びスリツプリング
１０６に電気結線された上記電極リード２５より
成るアーク発生側電極と、上記アーク発生用直流
電源２５６の＋側端子に結線され後記するメカニ
カルシール機構部１０７を介し気密室１に接続さ
れた受電極リード２６とよりなされる。

亦、電磁石６…は、気密室１の外側部に上記ア
ーク発生電極２に略直交状態で固定され、該電磁
石６…による磁界は気密室１の外側からその壁部
を通してアーク柱２１に作用するようになされて
いる。この電磁石６…の励磁電源６０は、アーク
発生回路中の比較器２７等と組みして制御回路７
を構成し、上記同様アーク柱２１の移動速度や溶
湯の浮遊状態を適正化するべく調整維持される。

前記駆動軸１０１の他方（上記スリツプリング
１０６が固設された側と対向側）は中空軸とさ
れ、該中空軸の開放基端部は、固定状態のボツク
ス状メカニカルシール機構部１０７に気密的且つ
回転許容状態で包囲され、該メカニカルシール機
構部１０７には真空ポンプ８′に連結された排気
管８１′及び不活性ガス（例えば、アルゴンガス）
ボンベ９′に連結された不活性ガス注入管９１′が
導入され、これらが上記機構部１０７及び中空の
駆動軸１０１を経て気密室１内に通じるようにな
されている。

溶解室１１内には上記アーク発生電極２の下に
るつぼ３が安置され、また該るつぼ３上に鋳造用
金属材料４が載置され、一方鋳込室１２内には前
記隔壁１ｂを隔て鋳型５が密接的に配置され、隔
壁１ｂに穿設された開口部１b₂よりるつぼ３上の
溶湯が遠心力を経て注湯されるようになされてい
る。鋳型５は上記第１の実施例で採用された鋳型
台５２、鋳型台支持棒５３及び昇降機構を横向き
にした位置設定手段により上記隔壁１ｂに密接的
に設置される。

上記構成の装置に於ける溶解・鋳造の要領は、
先ず真空ポンプ８′を駆動し、メカニカルシール
機構部１０７及び中空駆動軸１０１を通じ溶解室
１１及び鋳込室１２を排気する。メカニカルシー
ル機構部１０７に導入された圧力センサー１１１
により圧力を検出し、真空度が例えば0.01torrに
なると排気管８１′にある排気弁８２′を閉じ、不
活性ガス注入管９１′の途中にある弁９２′を明
け、不活性ガスボンベ９′からの不活性ガスを溶
解室１１及び鋳込室１２内に導入し、その真空度
を例えば500torrにする。次いでアーク発生用直
流電源を始動させ、アーク発生電極２に電圧を付
加してアーク柱２１を発生させ、同時もしくは所
定時間経過後励磁電源６０により励磁コイル６１
…に変動する電流を供給する。この時アーク電圧
を検出し比較器２７で比較して励磁電源６０にフ
イードバツクし励磁電流を適正値に保つ。金属材
料４が充分に溶融したことを目視又は他の検出手
段によつて検出し、電磁クラツチ１０３を作動さ
せ既に駆動しているモーター１０４に連結して気
密室１全体を回転させる。回転開始後直ちにアー
クを停止し、爾後気密室１の回転に伴い、るつぼ
３上の溶湯は遠心力により鋳型５内に効率良く注
湯される。注湯終了後電磁クラツチ１０３を開放
し、ブレーキをかけて気密室１の回転を停止させ
る。排気弁８２′を開け、リークバルブ８３′を開
いて気密室１内を大気圧とする。

本実施例に於いてもアーク柱２１が変動する磁
界及びアーク電流によるローレンツ力の作用を受
け、鋳造用金属材料４上を移動して該材料４を均
一に溶融せしめて高品質の鋳造物が得られると共
に、ローレンツ力の浮揚作用により溶湯が少許る
つぼ３より接触状態で浮遊し熱効率が向上するこ
とは上記第１の実施例と同様である。

尚、上記第１の実施例と共通する部分について
は同一の符号を用いたのでここではその説明を割
愛する。

実施例３第９図及び第１０図は鋳込方法の他の実施例を
示すもので、上記第１の実施例の如く気密室１が
溶解室１１及び鋳込室１２に上下に分割された装
置に於いて、溶解室１１内にるつぼ３を軸３２及
び軸受台３３により前後傾動自在に支持し、一方
鋳込室１２内には隔壁１ａを隔て鋳型５が密接的
に配置され、該鋳型５上には隔壁１ａを貫き溶解
室１１に臨ませた漏斗型のブツシユ１３′が設置
されており、るつぼ３上の鋳造用金属材料４が溶
融したことを目視又は他の検出手段で確認した
後、気密室１外に突出したアクチユエーター３４
を操作してるつぼ３を傾倒させ鋳型５内に注湯せ
んとしたもので上記同様好ましく採用される。

実施例４第１１図は、上記同様鋳込み方法の変更例であ
つて、るつぼ３が左右に分割３０，３００され、
この内一方の分割片３０は隔壁１ａ上に固定さ
れ、他方の分割片３００はアクチユエーター３５
により左右に摺動可能とされている。鋳造用金属
材料４が溶融した後、アクチユエーター３５を操
作して上記分割片３００を後退させると他の分割
片３０との隙間から溶湯が漏斗型ブツシユ１３′
を経て鋳型５内に注湯されるようになされたもの
で、これも上記同様好ましく採用される。

尚、上記実施例に限定されるものではなく、本
発明を逸脱しない限り他の変更が可能であること
は云うまでもない。

（発明の効果）叙上の如く、本発明のアーク式溶解・鋳造方法
並びにその装置に於いては、アーク発生電極から
のアーク柱によりるつぼ上の鋳造用金属材料を溶
融させる際、該アーク柱に電磁石の移動磁束が働
き、この移動磁束による磁界の変化とアーク電流
とにより磁界内にローレンツ力が発生する結果、
該ローレンツ力の作用によりアーク柱が上記金属
材料上で移動し、金属材料が均一に溶解される。
従つてチタン、ニツケル、コバルト等の熱伝導性
の悪い金属でも、その溶湯を鋳型に注湯して得た
鋳造物には鋳肌荒れや鋳造巣等の鋳造欠陥が生じ
ない。しかも、蒸発性の金属を含有した合金を鋳
造する場合でも、局部的な過熱がないから合金成
分の蒸発が惹起されず、その組成の変化を来すこ
とがない。亦、アーク柱はるつぼ上でその位置が
絶えず変動するから、鋳造すべき金属材料がスク
ラツプ状の多数の細かな不定形物であつても、
夫々にアークが照射されて溶融しつつ凝集しその
まま鋳造に供することが出来る。従つて従来の如
く一旦成型用のるつぼで一定形状にすると云つた
煩わしい作業が不要とされ、金属材料が無駄なく
且つ電力の使用も少なく効率的な鋳造を行うこと
が出来る。

更に、るつぼ上の鋳造用金属材料にも上記ロー
レンツ力が及ぶから、該金属はこのローレンツ力
の作用を受け左右に揺動し、その結果底に孔を有
するるつぼを用いその孔を通して下面に密接的に
配置された鋳型に注湯する場合、溶湯が一気に鋳
型内に落下し、湯回り不足や湯境等の鋳造欠陥も
生じなくなる。加えて、上記ローレンツ力の作用
によりるつぼ上の溶湯を該るつぼに対し接触状態
で少許浮遊させることが出来るから、るつぼとの
接触面積が小さくなり、それだけ熱の散逸が少な
くなり電力の消費が著減されることにもなる。

そして本発明による装置は構造が簡単でコンパ
クト化が可能とされるものであり、このような特
筆されるべき効果を有する本発明は、精密な鋳造
が要求される歯科用の鋳造装置に極めて好適であ
り、その実用性は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による溶解・鋳造装置の一
例を示す概略的縦断面図、第２図は第１図の−
線横断面図、第３図は第１図の−線縦断面
図、第４図イ，ロはアーク柱の移動状態及びその
作用状態を示す概略斜視図、第５図イ，ロはアー
ク柱による鋳造用材料の溶解状態を示す概略斜視
図、第６図イ，ロは電磁石の配置図、第７図は本
発明装置の他の実施例を示す概略的横断面図、第
８図は第７図の−線縦断面図、第９図は鋳込
み方法の他の実施例を示す概略図、第１０図は第
９図の−線横断面図、第１１図は鋳込み方法
の更に他の実施例の縦断面図である。（符号の説明）、１……気密室、１０……回転
駆動手段、１１……溶解室、１２……鋳込室、２
……アーク発生電極、２１……アーク柱、３……
るつぼ、４……鋳造用金属材料、５……鋳型、６
……電磁石、６０……励磁電源、６１……励磁コ
イル、７……制御回路、８……真空排気手段、８
１，８２……排気口、９……不活性ガス注入手
段、９１……注入口。

Claims

【特許請求の範囲】１気密室内の溶解るつぼ上の鋳造用金属材料に
対して該気密室内に臨ませたアーク発生電極より
アーク柱を作用させて之を溶解し且つ得られた溶
湯を上記るつぼに関連付けて配置された鋳型に注
湯するようになしたアーク式溶解・鋳造方法に於
いて、上記アーク柱に対して略直交方向より電磁石に
よる移動磁束を働かせて該アーク柱及び上記金属
材料にローレンツ力を作用させ該アーク柱をして
該金属材料の表面を移動せしめつつ該金属材料を
溶解すること、上記アーク柱のアーク電圧を検知して該アーク
柱の移動方向及び速度等を検出すること、得られた検知データを設定データと比較して適
正値に制御するためのフイードバツク制御を実施
すること、並びに前記溶湯を鋳型に注入すること、よりなることを特徴とするアーク式溶解・鋳造方
法。２前記金属材料の溶解の際、アーク電圧を検出
して前記電磁石の励磁電流を制御することによ
り、ローレンツ力の作用をして該金属材料を前記
るつぼより接触状態で少許浮遊せしめるようにし
た特許請求の範囲第１項記載の方法。３前記気密室を溶解室と鋳込室とに分け、溶解
室の内圧を鋳込室のそれより大とし、この差圧を
利用して溶解室内で溶解された前記金属材料の溶
湯を鋳込室内の鋳型に強制注湯するようにした特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。４前記溶湯に遠心力を付与し、この遠心力をし
て該溶湯を鋳型に強制注湯するようにした特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の方法。５気密室１と、この気密室１内部に電気絶縁状に取着されたア
ーク発生電極２と、上記気密室１と同一電位の溶解るつぼ３上に置
かれて上記アーク発生電極２に対抗して設けられ
た鋳造用金属材料４と、上記溶解るつぼ３に関連付けて配置された鋳型
５と、上記アーク発生電極２の軸心と略直交位置に配
置された電磁石６と、この電磁石６の励磁コイル６１に変動する励磁
電流を供給する励磁電源６０と、前記アーク発生電極２のアーク電圧を検出して
上記励磁電流を適正値に制御する制御回路７とよ
り成り、上記の変動する励磁電流により上記電磁
石６の磁束を移動せしめて前記アーク発生電極２
により発生されるアーク柱２１及び金属材料４に
ローレンツ力を作用させ、該アーク柱２１をして
金属材料４の表面を移動せしめ均一溶解せしめる
ようにしたアーク式溶解・鋳造装置。６前記アーク電圧と励磁電流との制御により、
前記ローレンツ力をして鋳造用金属材料４をるつ
ぼ３より接触状態で少許浮遊せしめるようにした
特許請求の範囲第５項記載の装置。７前記気密室１を、少なくともアーク発生電極
２及び溶解用るつぼ３を含む溶解室１１と、少な
くとも鋳型５を含む鋳込室１２とに分割し、両室
１１，１２に真空排気手段８に通じる排気口８
１，８２を、一方溶解室１１に不活性ガス注入手
段９に通じる注入口９１を夫々具備せしめた特許
請求の範囲第５項又は第６項記載の装置。８前記気密室１に該気密室１を回転せしめる回
転駆動手段１０を装備させると共に、前記るつぼ
３と鋳型５とを近接関係で配置し、気密室１の回
転遠心力をしてるつぼ３内の溶湯を鋳型５に強制
注湯するようにした特許請求の範囲第５項又は第
６項記載の装置。