JPH02302586A - セグメント式誘導スカル溶解るつぼ及び方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の冷却セグメントから構成される金属る
つぼ並びに該るつぼにおいて金属及び合金を誘導加熱溶
解する技術に関係する。

（従来技術） 水冷された、複数のセグメントから構成される（以下セ
グメント式と云う）銅製るつぼを使用しての誘導溶解方
法及び装置が、例えば米国特許第３．７７５．０９１及
び４．０５８．６６８号に記載されるように米国鉱山局
により開発された。これら特許は、るつぼ内でのＣａＦ
ｚスカルの使用そしてるつぼセグメントを電気的に隔離
するためにるつぼセグメント間での耐火パッキング材／
スペーサの使用を例示する。ＣａＦ２型スカルは溶融金
属とるつぼセグメントとの接触を防止する。代表的に、
ＣａＦ−が金属るつぼセグメント内部で溶解されそして
その内壁上で凝固されて金属とるつぼとの間に絶縁ライ
ニング即ちスカルを形成する。

米国特許第４，７３８．７１３号は、反応性金属をＣａ
Ｆａライニング或いはスカルの不存在下で水冷セグメン
ト式銅製るつぼにおいて溶解する誘導溶解方法を例示す
る。この特許においては、耐火パッキング材がるつぼセ
グメント間への溶融金属浸透及び爾後のスカル固着化を
回避するためにチューブ状るつぼセグメントに必要とさ
れた。

これら特許に示される形式のるつぼ設計は、単一品とし
てのの鋼殻造品から分割されたるつぼ側壁セグメントを
作製することを基礎としており、ここでは鍛造品の側壁
が切断或いは機械加工されて複数の相並んでのセグメン
トを形成し、この場合セグメント間のギャップは比較的
太き（、例えばｏ、ｏｉｏインチ以上のギヤツブ巾であ
る。上述したように、アルミナスペーサ及び／或いは耐
火パッキング材が各ギャップに設けられて、るつぼセグ
メントを電気的に絶縁した状態に維持しそしてセグメン
ト間ギャップへの溶融金属浸透を阻止する。

（発明が解決しようとする課題） 航空・宇宙産業における最近の傾向は、部品の清浄性（
クリーン度）を増大することにより、即ち部品ミクロ組
織における有害な非金属介在物の量を減少することによ
り部品寿命を改善することを追及してきた。上述した米
国特許第３．７７５．０９１及び４．０５８．６６８号
は、融体の汚染源を排除する一つの方法として、従来か
らの誘導溶解において使用された、汚染源となり得るセ
ラミック溶解ポットを水冷セグメント式銅るつぼと交換
したけれども、るつぼ内においてＣａＦｚ型ライニライ
ニングは、残念ながら、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｂｕｌｌ
ｅｔｉｎ　６７５ｒ　Ｔｈｅ　Ｉｎｄｕｃｔｏｓｌａｇ
　Ｍｅｌｔｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｊ−米国鉱山局（
１９８２）−において認識されたように、また別の融体
汚染源を導入した。更に、るつぼセグメント間のギャッ
プに配置されるセラミックスペーサ及び／或いは耐火パ
ッキング材もまた更に別の汚染源となることが見出され
た。例えば、セラミックスペーサは、恐らくは熱衝撃に
より溶解中破断し、その結果るつぼが溶湯を型内に注湯
するべ（傾けられるときスペーサ破断片が鋳型内に落ち
込む。

更には、米国特許第４．７３８，７１３号は、セグメン
ト式銅るつぼにおいてＣａＦｚ型ライニライニングル）
の必要性を排除したが、この特許はまだ、セグメント間
の溶湯浸透を防止するためにセグメント間のギャップに
耐熱体かパッキングを必要と、する。従って、溶湯汚染
源は、セグメント間に充填された耐火材料の形でるつぼ
内に未だ尚存在する。

また、これまで使用された水冷セグメント式謁るつぼは
、使用中物理的損傷を受けることが知られている。この
損傷は、金属装入物のるつぼ室への負荷そしてるつぼか
らスカルを除去することから生じるるつぼセグメントの
上方部分の外方への張り出しく拡開）及び／或いは曲が
りの形で現われる。セグメントの張り出し及び／或いは
曲がりは、ＣａＦ２型ライニング（使用されるのなら）
及び／或いはセグメント間の耐火パッキング材が剥雌或
いは離脱して、溶湯中に落下しモして溶湯を汚染する点
で鋳造プロセスにとって有害である。

斯くして、斯界では、溶湯の清浄性を改善するために、
るつぼ内でのＣａＦａからライニングそしてまたるつぼ
セグメント間ギャップ内での耐火パッキング材及び／或
いはスペーサの存在をすべて排除するセグメント式金属
製るつぼへの必要性が存在している。

また、斯界では、休止時間が最小限となるように製造現
場でのるつぼ耐久性を改善するべくるつぼセグメントの
外方張り出し及び／或いは曲がりを排除するセグメント
式金属るつぼが必要とされている。

本発明の課題は、こうした必要性を満足する新たな水冷
セグメント式るつぼ溶解技術を開発することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、セグメント式金属るつぼとこれまで関連した
潜在的な汚染源を排除する、金属誘導溶解において使用
のための改善されたセグメント式金属るつぼを提供する
。

本発明はまた、るつぼが使用中そのセグメントの張り出
しく外方への変位）を実質上防止する手段を含む、金属
誘導溶解において使用のための改善されたセグメント式
金属るつぼを提供する。

本発明は更に、溶湯の清浄性を改善するためにるつぼと
これまで関連した溶湯汚染源が実質上排除される、非反
応性金属、反応性金属、耐火金属並びに金属間化合物を
セグメント式金属るつぼにおいて真空或いは不活性ガス
充填条件下で溶解する改善方法を提供する。

本発明の一具体例において、るつぼは、その長手軸線の
周囲に相並んだ関−係で配置される複数の直立金属セグ
メントから形成される側壁を含んでいる。各セグメント
は長手軸線に面する内壁を含み、各々他のセグメントの
内壁と協同して金属を収容する室を形成する。各セグメ
ントは、隣りのセグメントから、室と連通しそして室か
ら側壁外部へ外方に延在する長手方向ギャップにより離
間されている。各ギャップは、溶湯汚染源となり得るよ
うな耐火物或いは他のパッキング材料を含んでいない。

更に、各ギャップは、内壁が最初溶融状態の金属により
直接接触されるとき溶融状態の金属の浸透を実質上防止
するような、ギャップ及び室が連通ずる巾寸法において
寸法付けられている。るつぼは更に、金属を溶融状態に
加熱するため室内の金属に交流を誘導するための手段と
、セグメントを冷却して最終的にセグメントの内壁上に
直接凝固金属スカルを形成する手段とを含んでいる。

本発明のまた別の具体例において、るつぼは、金属を収
容する室を形成するようその長手軸線の周囲に相並んだ
関係で配置される複数の直立金属セグメントから形成さ
れる直立側壁と、長手軸線から離れる方向へのセグメン
トの外方張り出し即ち拡開を防止するためるつぼセグメ
ントの上方部分周囲に配置される保持手段を含む。

本発明のるつぼは、るつぼ唇を越えての傾注式鋳造プロ
セス、連続インゴット引き出しプロセス及び溶融金属の
移行或いは溶融金属源自体を必要とする他の種プロセス
に対して金属装入物を溶解するのに使用される。傾注式
鋳造プロセスにおいては、るつぼはるつぼ室の底部を形
成するためのベースプラグを含んでいる。連続インゴッ
ト抜き出しプロセスに対しては、るつぼは、インゴット
抜き出し機構を受は入れるための開放底部を含んでいる
。

（実施例の説明） 第１及び２図は、本発明に従うるつぼ１０を例示する。

るつぼ１０は、好ましくは銅のような高熱伝導性金属か
ら成る、複数の個々の直立セグメント１２から形成され
る直立側壁１１を含んでいる。るつぼセグメント１２は
、るつぼ室１５を形成するようにるつぼの長手軸線りの
周囲に支持ベース１４上に相並んだ環状配列関係で配列
されている。るつぼ室１５は、溶解されるべき金属装入
物（図示なし）を収容しそして金属がその後側壁１１周
囲に配置される誘導コイル１７の付勢により加熱される
とき形成される溶湯を収容する。

各セグメント１２は、下方セグメント脚１６、直立セグ
メント側壁１８及び軸線りに対して半径方向外方に伸延
する上方フランジ２０を含んでいる。各セグメントの両
側半径方向側面２２．２４間を繋いで内壁２５が形成さ
れる。第１及び２図から、セグメント１２の内壁２５が
長手軸線りに対面しそして全体としてるつぼ室１５を構
成することが明らかである。以下に詳しく説明するよう
に、セグメント１２は長手方向ギャップＧにより互いに
離間される。ギャップＧは、るつぼ室１５と内面におい
て連通しく即ちギャップＧは室１５に開口している）そ
して側壁１１の外面２９まで外方に延在して側壁１１に
おける誘導電流を分断し、それにより誘導コイル１７に
より発生せしめられる誘導電磁場がるつぼ室内部の金属
装入物と結合してそれを加熱しそして溶解することを可
能ならしめる。外面２９は、側壁１１で使用される銅の
量を削減するために第２図に示されるように隅角部を面
取りされ得る。

前述したように、セグメント１２は、以下に説明するる
つぼ１０の水冷マニホルドの一部を構成する下方及び上
方ベース部材１４ａ、１４ｂを含む支持ベース１４上に
相並んで環状に自己列されている。各セグメント１２の
上方脚１６は、セグメント１２が相並んで配列されると
き上方ベース部材１４ｂ上に支持される。特に、各セグ
メントの脚１６は、上方ベース部材１４ｂ上に載りそし
てそのその内縁部において上方に突入するねじ穴２７を
有する底壁２６（第３図参照）を具備している。その結
果、各セグメント１２は、第１図に示すように、下方及
び上方ベース部材１４ａ、１４ｂを貫通しそして各セグ
メント１２のねじ穴２７に螺着される頭付きねじ３０に
より支持ベース１４に釈放自在に止着され得る。更に、
各セグメント脚１６の折れ曲りだ半径方向外向き肩２８
もまた、環状押えリング３２と下方及び上方ベース部材
１４ａ、１４ｂを貫通しそして押えリング３２のねじ穴
３６に螺着される頭付きねじ３４により支持ベース１４
に釈放自在に止着される。このようにして、セグメント
１２は支持ベース１４上に環状の相並んだ配列状態で釈
放自在に保持される。

セグメント１２が支持ベース１４上にこのように保持さ
れるとき、セグメント１２の内壁１５は協同してるつぼ
室１５を形成する。加えて、各セグメント１２の脚１６
は下方内壁４２を含んでいる。セグメント１２の内壁４
２は協同してるつぼ室１５の底部に中央円筒状凹所な形
成する。円筒状凹所内には、るつぼ室１５の底部を形成
する金属ベースプラグ或いは部材４６が収容される。ベ
ースプラグ４６は、セグメントと同じ金属、例えば銅か
ら作製しうるし或いは別の金属、例えば高融点金属或い
は室１５内で溶解されている金属と同じ金属から作製す
ることも出来る。

ベースプラグ４６は、上方ベース部材１４ｂ及び中央ベ
ース部材１４ｃの一部と密封着する下方に伸びる唇４６
ａを含んでいる。中央ベース部材１４ｃは上方ベース部
材１４ｂの中央開口１４ｄに収容されそして複数の周回
的に隔置されたねじ４９により上方ベース部材１４ｂに
止着される。

先に言及したように、下方及び上方ベース部材１４ａ、
１４ｂは部分的にセグメント１２並びにベースプラグ４
６を冷却するための水冷マニホルド組立体を形成する。

下方ベース部材１４ａは、入口取付は具５１を通して従
来からの冷却源（図示なし）から冷却材、代表的に冷却
水を受取る外側環状水入口マニホルド４０を含んでいる
。入口マニホルド４０における冷却水の一部は各セグメ
ント１２を通して循環され、同時に入口マニホルド４０
における冷却水の残部はベースプラグ４６の下側を通し
て循環される。特に第１図を参照すると、入口マニホル
ド４０は、冷却水を可撓性導管５２、中央ベース部材１
４ｃにおける入口穿孔５４そして後ベースプラグ４６の
した側に形成された冷却室６０へと供給する。冷却水は
、室６０から中央ベース部材１４ｃにおける出口通路６
２を経てそして可撓性導管６４を通してドレン或いは再
使用のため熱交換器に排出される。

再度第１図を参照すると、入口マニホルド４０は、開口
付きマニホルドリンク６６、上方ベース部材１４ｂ内に
形成される環状マニホルド室６８モして後各セグメント
１２内部に設けられる冷却通路７０を通して各セグメン
ト内へと冷却水を供給する。冷却水は冷却水戻り管７２
周囲の同心配列された各冷却通路７０を通して上方に流
れる。

その後、冷却水は冷却水戻り管７２の上方開口端７２ａ
から流入し、そこを下りそして下方回後端？２ｂから下
方ベース部材１４ａ内部に形成された内方環状マニホル
ド７２内へと流出する。出口取付は具（図示なし）が冷
却水をドレンへ或いは再使用のため熱交換器へと放出す
るために排出マニホルド７２に連結される。

第１図において、マニホルドリンク６６は、下方ベース
部材１４ａ内の入口マニホルド４０と上方ベース部材１
４ｂ内に形成された環状マニホルド室６８との間に配置
されるものとしてして示されている。マニホルドリンク
６６は、各セグメント１２内に冷却通路７０に冷却水の
流入を与えるため各セグメントの下側に配置されるよう
周囲に沿って隔置された外方の開口６６ａを有する一枚
板の環状体から成る。マニホルドリンク６６はまた、戻
り管７２から冷却水を受取るようそれぞれの戻り管の下
端７２ｂの下側に配置されるよう周囲に沿って隔置され
る内方の開口６６ｂも含んでいる。各戻り管７２の下端
７２ｂはマニホルドリンク６６にＢにおいてろう接され
る。

適当なＯ−リングシール８０．８２．８４．８６．８８
が、マニホルドリンク６６と下方及び上方ベース部材１
４ａ、１４ｂとの間での冷却水の漏洩を防止するために
第１図に示されるようにマニホルドリンク６６に沿って
設けられている。

同様に、各セグメント１２の底壁２６は各セグメント脚
１６と上方ベース部材１４ｂとの間での脅却水ａ（ｇｌ
を防止するために、図示のように各冷却通路７０の下端
周囲に延在するＯ−リングシール９０を含んでいる。

るつぼ自体の内部への所望されざる誘導渦電流を阻止し
そして分断するためるつぼの周囲に沿ってセグメント１
２間に充分の電気抵抗を維持し、以って誘導コイル１７
により発生せしめられる誘導場をるつぼ内部の金属１５
とそれを加熱溶解する目的のため結合することを可能な
らしめるように、隣り合うセグメント間には長平方向ギ
ャップＧが設けられる。各長手方向ギャップＧは、周囲
方向巾寸法Ｗに減少した内側部分ＧＩを含み、ここでは
内側部分ＧＩとるつぼ室１５とは、るつぼ室１５内での
金属装入物の最初の溶解に際して内壁２５に接して凝固
スカルが発生する前に溶融金属がギヤツブＧ内に浸透す
るのを実質上防止するようにして連通ずる。特に、誘導
コイル１７の付勢結果としての金属装入物の最初の融解
中、溶融金属は、セグメントの内部水冷が内壁２５上に
直接凝結する凝固金属スカルをもたらすまでの期間中セ
グメント１２の内壁に直接接触する。巾寸法Ｗは、内壁
２５上に直接凝固金属スカルの形成前までの期間中溶融
金属がギャップＧに侵入するのを防止するように選択さ
れる。０．００６インチ未満の、好ましくは０．００３
インチ未満の周囲方向巾寸法Ｗがこの目的のために選択
される。

重要なことに、各内側部分Ｇｌの巾寸法Ｗが狭いにもか
かわらず、セグメント１２の対面する側面２２．２４上
に周囲大気中現場で形成される薄い酸化物変性物或いは
変色物即ち皮膜が円周方向の誘導渦電流を誘導場がるつ
ぼ室１５内の金属装入物と結合することを可能ならしめ
るに充分の程度まで分断するべく狭い内側部分ＧＩにお
いて隣り合うセグメント１２間に充分の電気抵抗を与え
ることが見出された。ギャップＧの内端部分Ｇｒにおけ
るこの酸化物皮膜の絶縁能力は、そうした周囲大気形成
酸化物皮膜が薄いことを考えれば予想外でありそして驚
（べきことであった。必須ではないけれども、各側面２
２．２４における酸化物皮膜の厚さはセグメント１２に
支持ベース１４上に相並べて管状配列で組み立てる前に
大気中で意図的な高温酸化予備処理を施すことにより増
大され得る。

各内側部分ＧＩの半径方向寸法ｒ（第２〜３図参照）は
、各狭い内側部分ＧＩの面積を上述したその提供する機
能を果しつる最小限に維持するよう制御される。約０．
１２インチの半径方向寸法ｒがこの目的のために有効に
使用された。

各長手方向ギャップＧはまた、一つのるつぼセグメント
１２を次に隣り合うるつぼセグメントから電気的に隔離
するのに寄与する外側部分ＧＯを含んでいる。この目的
のために、各外側部分ＧＯは、内側ギャップ部分ＧＩに
比較して（即ち内側ギャップ部分ＧＩの寸法Ｗ及びｒに
比較して）周囲方向巾寸法Ｗ°及び半径方向寸法ｒ°に
おいて拡大されている。

第２図に明示されるように、各長手方向ギャップＧは隣
り合うセグメント１２の側面２２．２４間に形成される
。特に、各セグメント１２の側面２２は外方凹所１１０
と内方突出ランド１１２を含み、他方各セグメント１２
のそれに対面する側面２４は垂直な平面状であるから、
セグメントが支持ベース１４上に相並んで環状に配列さ
れるとき隣り合うセグメント間にギャップＧが形成され
る。

第２図から、長手方向ギャップＧは金属の誘導溶解に際
して使用された先行技術のセグメント式るつぼ構造と関
連して溶湯汚染源を構成した、耐火材、或いは他の種パ
ッキング及びスペーサ材（以下、包括して単にパッキン
グ材という）を全く含んでいないことが明らかであろう
。それにより、以下に詳しく論議するように、るつぼ室
１５内での清浄性は著しく改善される。

第１図を参照すると、セグメント１２の上方フランジ２
０は、非電導性の（例えばＭＩＣＲＡＴＡ　、フェノー
ル樹脂の商品名）一体部材である保持リング１２０によ
り外方に（半径方向外側に）張り出さないよう即ち軸線
りから離れて拡がらないよう保持されている。保持リン
グ１２０の一部は、各フランジ２０の下面にその外縁に
隣り合って形成された凹所１２２内に収容されている。

これは、るつぼ室１５内への固体金属装入物の導入によ
りまたるつぼがその唇を越えて注湯する鋳造用途に使用
されるなら室内の溶融金属がフランジ２０を越えて注湯
されるに際しての起こり得る損傷から保護するためであ
る。各フランジ２０の下面に収容される保持リング１２
０部分は、各フランジの下面のねじ穴１２６中に螺着さ
れるナイロンその他の非電導性ねじ１２４を使用して各
フランジの下面に止着される。保持リング１２０は、そ
れぞれのねじ１２２を受容するために穴１２６及び同軸
的に整列する複数のねじ穴１２８及び端ぐり穴１３０を
含んでいる。

第１図を参照すると、保持リング１２０は、フランジ２
０に止着されるとき、その面取りされた内側環状表面１
２０ａが各フランジ２０に機械加工された合致する形状
の面取り即ちテーパ付けされた弧状の表面２０ａと係合
することによってセグメントの上部に半径方向内向きの
拘束圧力を行使する。

るつぼ１０は、上からの注湯プロセス、連続インゴット
抜出しプロセス（例えば米国特許第３．７７５．０９１
号に示されるような）及び他の溶融金属源なの移行を必
要とする他のプロセスの為に金属装入物を溶解するのに
使用されつる。当業者には、るつぼ１０が特定の鋳造用
途を実施するのに本発明の範囲内で修正しうることを理
解しよう。

例えば、連続インゴット抜出しプロセスに対しては、る
つぼの底部が上述した米国特許３．７７５．０９１号に
示されるようなインゴット抜出し機構の導入及び移動を
許容するように開放されよう。

本発明に従えば、非反応性金属（例えばスーパーアロイ
）、耐火金属（例えばハフニウム、モリブデン、ニオブ
）、反応性金属（例えばチタン及びその合金）並びに金
属間化合物（例えばアルミナイド）が、誘導コイルの適
当な付勢によりそして真空或いは所望なら不活性気体の
導入の下でるつぼ１０において溶解されて溶湯清浄性を
改善しそして上述したプロセスを使用して鋳造される。

チタンのような低電導性金属、或いは窒化硼素のような
非電導性耐火金属の薄い層（図示なし）がるつぼ室１５
内の金属装入物への誘導場の作用を向上しそれにより溶
解効率を改善するためギャップＧの内側部分ＧＩ内に存
在しつる。これら金属或いは耐火材は、セグメント１２
の側面２２．２４の一方或いは両方に直接被覆されつる
。この方式は例えば、溶湯の清浄性への関心が少な（し
かも保持リングの使用によるセグメントの上方部分の外
方張出しを最小限にする必要がある場合に使用され得る
。

（実施例） 第１及び２図に示したようなるつぼ１０を、工Ｎ７１３
Ｃニッケル基スーパーアロイの２チヤージ（溶解のため
の装入物）を順次溶解するために真空室内に作製及び設
置した。るつぼ内で溶解された第１のチャージはインゴ
ット形態の１０ボンドのｌＮ７１３Ｃスーパーアロイを
含んだ。溶解された第２のチャージは同じ形態の１５ボ
ンドのｌＮ７１３Ｃであった。これら第１及び第２チヤ
ージを、ＣａＦｉ型ライニライニングル）の使用な（そ
してるつぼセグメント間のギャップにパッキング材その
他の材料を全く使用することな（るつぼ内で順次溶解し
た。チャージは容易に溶解されそして少な（とも３０下
の過熱を達成しえた。溶解チャージは各溶解試行におい
てるつぼ内で凝固されそして生成する凝固塊は容易にる
つぼから取り出すことが出来た。セグメントギヤラフＧ
間への金属浸透の兆候はまったく見られず、これはるつ
ぼ１０ではスカル固着化問題が生じないことを示唆する
。

るつぼセグメント１２の調査から、使用中るつぼセグメ
ント１２間のアーキング或いは局所的な溶解は起こらな
かったことが明らかなとなった。

セグメント１２の隣り合う側面２０．２２を分離する長
平方向ギャップＧと酸化物皮膜の組み合わせはるつぼ周
囲の沿っての円周誘導電流を゛阻止しそして誘導コイル
９０により発生された誘導場によりるつぼ室１５内の金
属装入物を加熱溶解せしめるに充分であった。るつぼセ
グメントの上方部分の外方への張り出しの兆候もこれら
溶解試行後観察されなかった。

（発明の効果） 上述した本発明のるつぼ及び溶解方法は、ＣａＦ２型る
つぼライニング（スカル）を必要とせずそしてるつぼセ
グメント１２間のギャップＧに耐火パッキング材を必要
としない点で有益である。従って、本発明は、セグメン
ト式金属るつぼとこれまで関連した汚染源からの融体汚
染を減じそして介在物汚染の水準を減少した一層清浄な
鋳造物の製造を可能ならしめる清浄な「非セラミック」
るつぼを提供する。更に、本発明のるつぼ及び溶解方法
は、るつぼ上方部分の張り出しが実質上防止され、生産
環境においてるつぼを長期間使用するに充分の耐久性あ
るものとする点でも一層有益である。

加えて、るつぼセグメント１２は好ましくは個々に上述
した特性を持つよう機械加工されそしてそれらの下端に
おいて支持ベース上に釈放自在に止着され且つそれらの
上方部分において外方に張り出さないように釈放自在に
拘束されるから、任意の損傷したセグメントはるつぼの
他の損傷していないセグメントの交換を必要とせず、同
等の個々の機械加工されたセグメントと容易に交換され
得る。但し、本発明は、るつぼを形成するのに個別の機
械加工されたセグメントの使用に限定されない。例えば
、るつぼｌＯは単一部材の銅銀造品から機械加工され得
る。

本発明の好ましい具体例について説明したが、本発明の
範囲内で当業者は多（の変更をなしうろことを銘記され
たい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成されたるつぼの長平方向
断面図である。 第２図は、るつぼ長手軸線の周囲に相並んで配列された
個々の金属セグメントを示す、第１図の２−２線に沿う
断面図である。 第３図は、個々の金属セグメントの側面図である。 １０：るつぼ １２：セグメント １４：支持ベース １４ａ、１４ｂ＝下方及び上方ベース部材１５：るつぼ
室 １７：誘導コイル １６：下方セグメント脚 １８：直立セグメント側壁 ２０：上方フランジ ２２．２４；側面 ２５：内壁 Ｇ：ギャップ ４２：内壁 ４６：金属ベースプラグ ４０：水入口マニホルド ６０：冷却室 ６２：出口通路 ６４：可撓性導管 ６６＝マニホルドリング ７０：冷却通路 ７２：冷却水戻り管 ８０．８２．８４．８６：０−リングシールｒ：ＧＩの
半径方向寸法 ＧＩ、Ｇｏ：内側及び外側部分 １２０：保持リング １２２；凹所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属を溶融状態に加熱するためのるつぼであって、 （ａ）るつぼの長手軸線を中心として相並んだ関係で配
   置される複数の直立金属セグメントから形成される直立
   側壁であって、各セグメントが前記るつぼ軸線に対面す
   る内壁を有し、該内壁が協同して金属を収容するための
   るつぼ室を形成し、各セグメントが次に隣り合うセグメ
   ントから前記るつぼ室と連通しそして室から側壁外部へ
   外方に延在する長手方向ギャップにより離間され、各ギ
   ャップは、パッキング材料を含まず、そして内壁が最初
   溶融状態の金属により直接接触されるとき溶融状態の金
   属の浸透を実質上防止するようギャップ及びるつぼ室が
   連通する巾寸法において寸法付けられている側壁と、 （ｂ）金属を溶融状態に加熱するため前記るつぼ室内の
   金属に交流を誘導するための手段と、 （ｃ）セグメントを冷却して最終的にセグメントの内壁
   上に直接凝固金属スカルを形成する手段とを備える金属
   溶解るつぼ。 ２）セグメント冷却手段がセグメント内部の冷却通路と
   該冷却通路に冷却材を供給するための手段とを含む特許
   請求の範囲第１項記載のるつぼ。 ３）各ギャップがるつぼ室と連通する内側部分と側壁の
   外面と連通する外側部分とを含み、該外側部分が内側部
   分と比べて巾寸法において拡大されている特許請求の範
   囲第１項記載のるつぼ。 ４）ギャップの内側部分が０．００６インチ未満の巾寸
   法を有する特許請求の範囲第３項記載のるつぼ。 ５）巾寸法が０．００３インチ以下である特許請求の範
   囲第１項記載のるつぼ。 ６）隣り合うセグメントがギャップを形成する対面する
   側面を含み、該側面の少なくとも一方が（ａ）セグメン
   トの内壁の一部を形成するランドと（ｂ）外側凹所を具
   備する特許請求の範囲第１項記載のるつぼ。 ７）隣り合うセグメントが間にギャップを形成する対面
   する側面を含み、該側面が電気的絶縁目的で現場で該側
   面上に形成される酸化物皮膜を有する特許請求の範囲第
   １項記載のるつぼ。 ８）セグメントのるつぼ軸線から離れる方向への外方張
   り出しを拘束するため該セグメントの上方部分周囲に配
   置される保持手段を含む特許請求の範囲第１項記載のる
   つぼ。 ９）保持手段がセグメントの上方部分の外周に配置され
   る非電導性保持リングを含む特許請求の範囲第８項記載
   のるつぼ。 １０）各セグメントが非電導性保持リングの一部と係合
   のための外方に伸延する上方フランジを含む特許請求の
   範囲第９項記載のるつぼ。 １１）各セグメントが個別に機械加工され、損傷したセ
   グメントが、るつぼの他の未損傷セグメントを交換する
   必要なく、同様の未損傷セグメントと交換することを可
   能とする特許請求の範囲第１項記載のるつぼ。 １２）ベース部材がるつぼ室の底部に配置されてるつぼ
   室の底を形成する特許請求の範囲第１項記載のるつぼ。 １３）金属収容用るつぼであって、 （ａ）るつぼの長手軸線のまわりに相並んだ関係で隔置
   される複数の直立金属セグメントから形成されて金属収
   容用の室を形成する直立側壁と、（ｂ）前記セグメント
   の長手軸線から離れる方向への外方張り出しを防止する
   ために該セグメントの上方部分周囲に協同して配置され
   る保持手段とを備える金属収容用るつぼ。 １４）保持手段が上方部分外周に配置される非電導性保
   持リングを含む特許請求の範囲第１３項記載のるつぼ。 １５）各セグメントが保持リングの一部と係合のための
   外方に伸延する上方フランジを含む特許請求の範囲第１
   ４項記載のるつぼ。 １６）上方部分の各々がるつぼ軸線の方に向かう拘束力
   を行使するよう保持リングの保持用表面と協同する係合
   用表面を含む特許請求の範囲第１４項記載のるつぼ。 １７）係合用表面及び保持用表面がテーパ付き表面を構
   成する特許請求の範囲第１６項記載のるつぼ。 １８）（ａ）長手軸線を中心として相並んだ関係で配置
   される複数の直立金属セグメントから形成されるるつぼ
   室であって、各セグメントが次に隣り合うセグメントか
   ら前記るつぼ室と連通しそして室から側壁外部へ外方に
   延在する長手方向ギャップにより離間され、各ギャップ
   は、パッキング材料を含まず、そして内壁が最初溶融状
   態の金属により直接接触されるとき溶融状態の金属の浸
   透を実質上防止するようギャップ及び室が連通する巾寸
   法において寸法付けられたるつぼ室内に金属を置くこと
   と、 （ｂ）金属装入物中に向流電流を誘導して金属装入物を
   セグメントと最初直接接触する溶融状態に加熱すること
   と、 （ｃ）該セグメントを冷却して該セグメント上に直接凝
   固金属スカルを形成せしめることとを包含する金属溶解
   方法。 １９）セグメントの上方部分をるつぼ室の長手軸線から
   離れる方向に変位しないよう保持することを含む特許請
   求の範囲第１８項記載の方法。 ２０）損傷したセグメントがるつぼの他の未損傷セグメ
   ントを交換する必要なく、同様の未損傷セグメントと交
   換出来るように各セグメントを個別に機械加工すること
   を含む特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２１）耐火金属をるつぼ内で溶解する特許請求の範囲第
   １８項記載の方法。 ２２）反応性金属をるつぼ内で溶解する特許請求の範囲
   第１８項記載の方法。 ２３）金属間化合物をるつぼ内で溶解する特許請求の範
   囲第１８項記載の方法。 ２４）非反応性金属をるつぼ内で溶解する特許請求の範
   囲第１８項記載の方法。 ２５）溶融金属をるつぼ室内で凝固せしめて、インゴッ
   トを形成しそして該インゴットをインゴットが形成され
   るにつれ、るつぼ室の開口底部から抜き出すことを更に
   含む特許請求の範囲第１８項記載の方法。