JPH03115508A - 液体金属ジェットを調節するための電磁ノズル装置 - Google Patents
液体金属ジェットを調節するための電磁ノズル装置Info
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- JPH03115508A JPH03115508A JP2181373A JP18137390A JPH03115508A JP H03115508 A JPH03115508 A JP H03115508A JP 2181373 A JP2181373 A JP 2181373A JP 18137390 A JP18137390 A JP 18137390A JP H03115508 A JPH03115508 A JP H03115508A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
- B22D39/003—Equipment for supplying molten metal in rations using electromagnetic field
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (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】
本発明は、可変流量の液体金属を、例えば航空機用超合
金部材の製造に使用されるような金属粉末を噴射する場
合に主に使用される超クリーン（ｕ Ｉ Ｌｒａｐｒｏ
ｐｒｅ）材料の形態で安定して鋳込むために、特に坩堝
の出口で使用し得る電磁ノズル装置に係わる。
金部材の製造に使用されるような金属粉末を噴射する場
合に主に使用される超クリーン（ｕ Ｉ Ｌｒａｐｒｏ
ｐｒｅ）材料の形態で安定して鋳込むために、特に坩堝
の出口で使用し得る電磁ノズル装置に係わる。
特に本発明が目的とするようなニッケルベースの超合金
を製造するために現在使用されている公知の方法では、
真空下の炉内でセラミックタイプの耐熱材からなる坩堝
を用いて溶融操作が行われる。このような方法では、前
記操作の間に金属／セラミックの反応が生じるため、製
造した金属にはセラミック介在物が不可避的に存在する
。従って、超クリーンと称する超合金の使用を必要とす
る場合には、製造した超合金を必ず精製しなければなら
ない、Ｍ空機用タービンエンジン又は他の推進装置の部
材のような航空機関係の用途に使用されるニッケルベー
スの超合金は特にそうである。
を製造するために現在使用されている公知の方法では、
真空下の炉内でセラミックタイプの耐熱材からなる坩堝
を用いて溶融操作が行われる。このような方法では、前
記操作の間に金属／セラミックの反応が生じるため、製
造した金属にはセラミック介在物が不可避的に存在する
。従って、超クリーンと称する超合金の使用を必要とす
る場合には、製造した超合金を必ず精製しなければなら
ない、Ｍ空機用タービンエンジン又は他の推進装置の部
材のような航空機関係の用途に使用されるニッケルベー
スの超合金は特にそうである。
前述のごとき介在物を除去する精製には、例えば電気ア
ーク、電子ビーム又はプラズマビームを用いて冷却坩堝
内で再溶融を行うなど、様々な公知の方法が使用されて
いる。
ーク、電子ビーム又はプラズマビームを用いて冷却坩堝
内で再溶融を行うなど、様々な公知の方法が使用されて
いる。
しかしながら、どのような手法を用いても、鋳型の充填
に使用されるか又は粉末を得るための液体金属の噴射に
使用される溶融金属を鋳込む場合には、１）炉を傾動さ
せるか、又は２）液体金属の出口に耐熱材製ノズルを使
用しなければならない。
に使用されるか又は粉末を得るための液体金属の噴射に
使用される溶融金属を鋳込む場合には、１）炉を傾動さ
せるか、又は２）液体金属の出口に耐熱材製ノズルを使
用しなければならない。
１）の場合には溶融金属の流量及び貫壁を制御すること
が殆どできず、２）の場合にはｌ）の問題は解決される
が、下記のような別の不都合が生じる。
が殆どできず、２）の場合にはｌ）の問題は解決される
が、下記のような別の不都合が生じる。
目詰まりを防止すべくノズルの直径を十分に大きくしな
ければならない。
ければならない。
液体金属ジェットが不安定である。
操作中に液体ジェットの直径を変えることが極めて難し
い。
い。
また、液体金属とノズルの固体壁面との間の接触によっ
て金属が二重に汚染されるという問題もある。即ち、 高温の液体金属と壁面を構成する耐熱材に含まれな酸素
との反応に起因する化学的汚染、並びに Ｙ＃Ｍ’ｌ金属の通過によってノズルの壁面が摩耗する
ために起こる物理的汚染が生じる。
て金属が二重に汚染されるという問題もある。即ち、 高温の液体金属と壁面を構成する耐熱材に含まれな酸素
との反応に起因する化学的汚染、並びに Ｙ＃Ｍ’ｌ金属の通過によってノズルの壁面が摩耗する
ために起こる物理的汚染が生じる。
特に、液体金属のガスによる噴霧によって製造を行う場
合には、前記汚染に起因して金属粉末中に複数の介在物
が存在することがある。これらの介在物が例えばニッケ
ルをベースとする航空機エンジン用回転部材の中に存在
すると、少サイクル（ｏｌｉＨｏｃｙｃｌｉｑｕｅ）疲
労応力を受けるこれらの部材の使用耐性に欠陥が生じ得
、特に高温で大きな応力を受ける部材が早期に破損し得
ることが認められている。これらの問題を解消すべく粉
末の粒度を減少させることも考えられたが、このように
すると粉末製造の分級効率（ｒｅｎｄｅｍｅｎｔｓ ｇ
ｒａｎｕｌ。
合には、前記汚染に起因して金属粉末中に複数の介在物
が存在することがある。これらの介在物が例えばニッケ
ルをベースとする航空機エンジン用回転部材の中に存在
すると、少サイクル（ｏｌｉＨｏｃｙｃｌｉｑｕｅ）疲
労応力を受けるこれらの部材の使用耐性に欠陥が生じ得
、特に高温で大きな応力を受ける部材が早期に破損し得
ることが認められている。これらの問題を解消すべく粉
末の粒度を減少させることも考えられたが、このように
すると粉末製造の分級効率（ｒｅｎｄｅｍｅｎｔｓ ｇ
ｒａｎｕｌ。
ｍ！ｔｒｉｑｕｅｓ）が大幅に低下する。これらの問題
を解決するために、液体金属ジェットをノズルの壁面と
接触させずに閉じ込めることができる電磁ノズルを使用
する方法が幾つか提案された。例えば、ＦＲ−＾−２３
１６０２６号、ＦＲ−＾−２３９６６１２号及びＦＲ−
＾２３９７２５１号には、ジェットを萌述のごとく閉じ
込めるのに銅製スクリーンを必要とする、高周波で機能
する電磁装置が開示されている。
を解決するために、液体金属ジェットをノズルの壁面と
接触させずに閉じ込めることができる電磁ノズルを使用
する方法が幾つか提案された。例えば、ＦＲ−＾−２３
１６０２６号、ＦＲ−＾−２３９６６１２号及びＦＲ−
＾２３９７２５１号には、ジェットを萌述のごとく閉じ
込めるのに銅製スクリーンを必要とする、高周波で機能
する電磁装置が開示されている。
しかしながら、この種の装置を例えばニッケルベース超
合金粉末噴霧装置などで工業的に使用するのはかなり難
しい。ＰＲ−＾−２４５７７３０号に記載の装置は銅製
スクリーンは必要ないが低周波で機能するため、多くの
用途で大きなエネルギを必要とする。従って、特に粉末
噴霧法では液体金属ジェットの大幅な収縮が必要になる
ため、工業的使用が不可能である。
合金粉末噴霧装置などで工業的に使用するのはかなり難
しい。ＰＲ−＾−２４５７７３０号に記載の装置は銅製
スクリーンは必要ないが低周波で機能するため、多くの
用途で大きなエネルギを必要とする。従って、特に粉末
噴霧法では液体金属ジェットの大幅な収縮が必要になる
ため、工業的使用が不可能である。
公知の装置の欠点を解消せしめる本発明の電磁ノズル装
置は、電磁誘導コイルが、該コイルと該コイルによって
外側を包囲された坩堝の出口の壁との間に配置された磁
界集中装置に接続されており、この磁界集中装置が複数
の放射状に並んだスリットによって分離された４つ〜８
つの立体セクタからなり、各セクタが径方向から見て外
側の半円筒形壁面と径方向から見て内側の半円筒形壁面
とを含み、この内側壁面が前記外側壁面と同軸であって
高さがより低くなっており、各壁面の４つの縁が平面形
部分によって互いに結きされており、その結果形成され
た内腔が水で冷却され、前記内側壁面及び外側壁面が電
磁誘導コイルを構成する巻線を含むことを特徴とする。
置は、電磁誘導コイルが、該コイルと該コイルによって
外側を包囲された坩堝の出口の壁との間に配置された磁
界集中装置に接続されており、この磁界集中装置が複数
の放射状に並んだスリットによって分離された４つ〜８
つの立体セクタからなり、各セクタが径方向から見て外
側の半円筒形壁面と径方向から見て内側の半円筒形壁面
とを含み、この内側壁面が前記外側壁面と同軸であって
高さがより低くなっており、各壁面の４つの縁が平面形
部分によって互いに結きされており、その結果形成され
た内腔が水で冷却され、前記内側壁面及び外側壁面が電
磁誘導コイルを構成する巻線を含むことを特徴とする。
良好な結果が得られるが否かは、寸法に関する特定パラ
メータの選択と、作用する磁界を決定する所定のパラメ
ータ、特に周波数及び磁界の強さにも左右される。
メータの選択と、作用する磁界を決定する所定のパラメ
ータ、特に周波数及び磁界の強さにも左右される。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面に基づく以下の
非限定的実施例の説明で明らかにされよう。
非限定的実施例の説明で明らかにされよう。
第１ａ図及び第１ｂ図は本発明に従って製造した電磁ノ
ズル装置を詳細に示している。このノズル装置は、特に
溶融金属鋳込み装置、例えば第２図に示すような装置の
坩堝の出口で、液体金属ジェットを調節するのに使用し
得る。このノズル装置は複数の巻線１ａからなる公知タ
イプの電磁誘導コイル１を含む。このコイルはその使用
法（給電等）も公知であるため、ここでは詳述しない。
ズル装置を詳細に示している。このノズル装置は、特に
溶融金属鋳込み装置、例えば第２図に示すような装置の
坩堝の出口で、液体金属ジェットを調節するのに使用し
得る。このノズル装置は複数の巻線１ａからなる公知タ
イプの電磁誘導コイル１を含む。このコイルはその使用
法（給電等）も公知であるため、ここでは詳述しない。
コイル１は坩堝２の出口に配置され、該坩堝の壁面を外
側から包囲する。このコイル１と坩堝２の壁面との間に
は磁界集中装Ｗ３が配置されている。この磁界集中装置
３は複数のセクタからなる。実際、磁界集中効果はスリ
ットが存在するために生じる。スリットと向かい合う強
さのより大きい磁界に起因するジェットの変形又は偏向
を防止するために、磁界集中装置３は対称的に分布され
た偶数個の同一セクタで構成されている。製造を容易に
すべく、本発明では、特にニッケルベースの金属の鋳込
み又は超合金の噴霧に適用する場合には前記セクタ数を
８つにするが、これは４つに減らずこともできる。第１
ａ図、第１ｂ図及び第２図に示した本発明の磁界集中装
置３の特定の幾何学的条件に従うセクタ４の実施例では
、各セクタ４が複数の銅板からなり、径方向から見て外
側の半円筒形壁面４ａと内側の半円筒形壁面４ｂとを有
する。外側壁面４ａは坩堝２に関して垂直方向に配置さ
れ、内側壁面４ｂは前記外側壁面と同軸であるが高さが
低い。各壁面４ａ及び４ｂの４つの縁は４つの平面状壁
部分、即ち上方壁部分４ｃ、下方壁部分４ｄ、側方壁部
分４ｅ及び４ｆによって互いに接続されている。このよ
うにして各セクタ４の内部に形成された内腔５には冷却
水が充填される。各半円筒形壁面４ａ及び４ｂは夫々巻
線６ａ及び７ａを含み、これらの巻線が電磁誘導コイル
を構成する。磁界集中装置３のセクタ４は放射状に配置
された複数のスリット３ａによって分離されている。公
知タイプの゛坩堝２は、液体金属９の大部分と浮遊させ
ておくことができる特定の幾何学的条件を備えた壁面８
を有する。これらの壁面８には水槽１１から水を受給す
る冷却管１０が通っている。液体金属は引っ込み可能な
冷却フィンガ１３で閉鎖される開口１２を介して坩堝２
の出口から排出される。
側から包囲する。このコイル１と坩堝２の壁面との間に
は磁界集中装Ｗ３が配置されている。この磁界集中装置
３は複数のセクタからなる。実際、磁界集中効果はスリ
ットが存在するために生じる。スリットと向かい合う強
さのより大きい磁界に起因するジェットの変形又は偏向
を防止するために、磁界集中装置３は対称的に分布され
た偶数個の同一セクタで構成されている。製造を容易に
すべく、本発明では、特にニッケルベースの金属の鋳込
み又は超合金の噴霧に適用する場合には前記セクタ数を
８つにするが、これは４つに減らずこともできる。第１
ａ図、第１ｂ図及び第２図に示した本発明の磁界集中装
置３の特定の幾何学的条件に従うセクタ４の実施例では
、各セクタ４が複数の銅板からなり、径方向から見て外
側の半円筒形壁面４ａと内側の半円筒形壁面４ｂとを有
する。外側壁面４ａは坩堝２に関して垂直方向に配置さ
れ、内側壁面４ｂは前記外側壁面と同軸であるが高さが
低い。各壁面４ａ及び４ｂの４つの縁は４つの平面状壁
部分、即ち上方壁部分４ｃ、下方壁部分４ｄ、側方壁部
分４ｅ及び４ｆによって互いに接続されている。このよ
うにして各セクタ４の内部に形成された内腔５には冷却
水が充填される。各半円筒形壁面４ａ及び４ｂは夫々巻
線６ａ及び７ａを含み、これらの巻線が電磁誘導コイル
を構成する。磁界集中装置３のセクタ４は放射状に配置
された複数のスリット３ａによって分離されている。公
知タイプの゛坩堝２は、液体金属９の大部分と浮遊させ
ておくことができる特定の幾何学的条件を備えた壁面８
を有する。これらの壁面８には水槽１１から水を受給す
る冷却管１０が通っている。液体金属は引っ込み可能な
冷却フィンガ１３で閉鎖される開口１２を介して坩堝２
の出口から排出される。
坩堝から排出される液体金属ジェットの様子は、フィン
ガ１３を引っ込めて開放した坩堝２の内部を示す第３図
から明らかであろう。液体金属ジェットは最初、坩堝２
の出口の上方部分で、坩堝２の下部に位置するいわゆる
ノズル１４と同じ直径を有する。液体金属流が電磁ノズ
ルの磁界集中装置３のレベルに到達すると、金属ジェッ
トの断面は符号１５で示すように縮減する。第２図及び
第３図に示すような冷却浮遊坩堝に代えて例えば粉末の
噴射に使用される一最的な耐熱性坩堝を使用する場合に
は、第４図に示すように、坩堝２０の下方部分の開口３
１のレベルに磁界集中装置３を配置し、その作用で断面
の縮減１５を得るようにすれば、金属がいわゆるノズル
３２の壁面３２ａと接触しなくなる。
ガ１３を引っ込めて開放した坩堝２の内部を示す第３図
から明らかであろう。液体金属ジェットは最初、坩堝２
の出口の上方部分で、坩堝２の下部に位置するいわゆる
ノズル１４と同じ直径を有する。液体金属流が電磁ノズ
ルの磁界集中装置３のレベルに到達すると、金属ジェッ
トの断面は符号１５で示すように縮減する。第２図及び
第３図に示すような冷却浮遊坩堝に代えて例えば粉末の
噴射に使用される一最的な耐熱性坩堝を使用する場合に
は、第４図に示すように、坩堝２０の下方部分の開口３
１のレベルに磁界集中装置３を配置し、その作用で断面
の縮減１５を得るようにすれば、金属がいわゆるノズル
３２の壁面３２ａと接触しなくなる。
このような結果が得られるのは、本発明の磁界集中装置
３付き電磁ノズルの使用によって強力な磁界が極めて局
部的に発生するからである。従来の誘導コイルで同様の
結果を得ようと思えばコイルの大きさを著しく大きくし
なければならないが、これは液体金属ジェットの調整に
必要な条件に背くものである。実際、電磁ノズル、特に
磁界集中装置３の大きさ及び適切な位置に関するパラメ
ータを用途に合わせて的確に選択すれば、液体金属ジェ
ットの軸線の方向に向がって軸対称磁力が発生する。ジ
ェットが壁面３２ａに接近すると、前記電磁ノズルが戻
し力を発生させて、ジェットをノズルの軸線上に再調心
させる。この戻し力の発生には強力な磁界が必要である
。この磁界の最小周波数は、ジェット中での磁界及び誘
導電流の浸透の深さが液体金属ジェッＩ・の半径Ｒより
小さくなるように決定する。これを式で表すと、μσω
Ｒ２〉２ となる。
３付き電磁ノズルの使用によって強力な磁界が極めて局
部的に発生するからである。従来の誘導コイルで同様の
結果を得ようと思えばコイルの大きさを著しく大きくし
なければならないが、これは液体金属ジェットの調整に
必要な条件に背くものである。実際、電磁ノズル、特に
磁界集中装置３の大きさ及び適切な位置に関するパラメ
ータを用途に合わせて的確に選択すれば、液体金属ジェ
ットの軸線の方向に向がって軸対称磁力が発生する。ジ
ェットが壁面３２ａに接近すると、前記電磁ノズルが戻
し力を発生させて、ジェットをノズルの軸線上に再調心
させる。この戻し力の発生には強力な磁界が必要である
。この磁界の最小周波数は、ジェット中での磁界及び誘
導電流の浸透の深さが液体金属ジェッＩ・の半径Ｒより
小さくなるように決定する。これを式で表すと、μσω
Ｒ２〉２ となる。
前記式中、μは真空中での透磁率、
σは液体金属の電気伝導率、
Ｒは液体金属ジェットの半径、
ωは周波数ｆとの間にω＝２πｆという関係をもつ磁界
の角周波数を表す。
の角周波数を表す。
最小周波数ｆ、は
ｆ、＝１７πμσＲ２
従って、
となる。
前記戻し力は、磁界がジェットの表面がら径方向に沿っ
て漸増する力を発生させた時に生じる。
て漸増する力を発生させた時に生じる。
その結果、保存磁束（ｆｌｕｘ ｃｏｎｓｃｒｖａｔｉ
ｆ）で、軸線方向にも同様の変化が生じる。本発明の装
置は本質的に表面的な圧力の効果を利用するために、そ
の効率は周波数に伴って向上する。周波数を大きくする
と液体金属の撹拌効果が減少するという利点も得られる
。但し、実際には前記周波数にも限界値がある。この限
界値は用途毎に経験によって決定し得る。例えば、最大
周波数ｆ２は下記の事項を考慮して決定される： 使用する出力の限界。
ｆ）で、軸線方向にも同様の変化が生じる。本発明の装
置は本質的に表面的な圧力の効果を利用するために、そ
の効率は周波数に伴って向上する。周波数を大きくする
と液体金属の撹拌効果が減少するという利点も得られる
。但し、実際には前記周波数にも限界値がある。この限
界値は用途毎に経験によって決定し得る。例えば、最大
周波数ｆ２は下記の事項を考慮して決定される： 使用する出力の限界。
磁界集中装置３の種々のセクタ４の間、又はこれらセク
タと金属ジェットとの間での放電（ａ ＋ｎ ｏ ｒ９
ｏｅｓ ｌ！１ｅｃｔｒｉｑｕｅｓ）の危険。
タと金属ジェットとの間での放電（ａ ＋ｎ ｏ ｒ９
ｏｅｓ ｌ！１ｅｃｔｒｉｑｕｅｓ）の危険。
周波数に伴う誘導コイル１及び磁界集中装置３の損失の
増加。
増加。
収縮係数Ｘによって測定される装置の効率。
収縮係数は％で表され且つ下記の式で求められる。
Ｘ ＝ （ｄｅ ｄｓ）／ｄｅ
但し、ｄｅはノズルの入口の液体流の直径、ｃｔｓはノ
ズルの出口の液体流の直径である。
ズルの出口の液体流の直径である。
このようにして、液体金属ジェットを集中させるだけで
なく収縮もさせる周波数ｆ範囲、即ち１．００１１ｚ＜
ｆ 、 ＜ １０５Ｈｚが得られる。
なく収縮もさせる周波数ｆ範囲、即ち１．００１１ｚ＜
ｆ 、 ＜ １０５Ｈｚが得られる。
作用する磁界の強さＢは、表面張力の効果と慣性の力と
を釣り合わせるために液体金属ジェットの周縁に加える
べき所期の磁気圧力Ｐｍに応じて決まる。この関係は下
記の式で示される。
を釣り合わせるために液体金属ジェットの周縁に加える
べき所期の磁気圧力Ｐｍに応じて決まる。この関係は下
記の式で示される。
Ｐ催＝Ｂ２７２μ
これらの条件を、第２図に示したノズル１４直径１５ａ
ｉｍの坩堝２で再熔融したニッケルベース超合金の試料
に適用すると、電磁ノズルの出口での液体金属の直径２
１＜が６ＩＩ１ｍになった。従って、前述の収縮係数Ｘ
は６０％である。
ｉｍの坩堝２で再熔融したニッケルベース超合金の試料
に適用すると、電磁ノズルの出口での液体金属の直径２
１＜が６ＩＩ１ｍになった。従って、前述の収縮係数Ｘ
は６０％である。
適用した周波数範囲に応じて得られた結果を収Ｊ！係数
Ｘの値で下に示す。
Ｘの値で下に示す。
１０２Ｈｚ＜ ｆ ＜ １０ＪＩｚの場合はＸ〉１０％
、ｆ ＜ １０２Ｈｚ又はｆ＞１０６Ｈｚの場合はＸく
１０％、５．１０コｌｌｚ＜ ｆ ＜５．１０５ｌｌｚ
の場合はＸ〉５０％。
、ｆ ＜ １０２Ｈｚ又はｆ＞１０６Ｈｚの場合はＸく
１０％、５．１０コｌｌｚ＜ ｆ ＜５．１０５ｌｌｚ
の場合はＸ〉５０％。
以上説明してきた本発明の磁界集中装置付き電磁ノズル
装置を使用すれば、前述のごとき事項に従って各用途毎
に使用パラメータを選択することにより所期の結果を得
ることができ、特に再溶融坩堝の出口のノズルのレベル
で該坩堝の壁面から液体金属を離しておくことができる
ため、壁面と金属との接触が回避され、従って汚染の危
険がなくなる。
装置を使用すれば、前述のごとき事項に従って各用途毎
に使用パラメータを選択することにより所期の結果を得
ることができ、特に再溶融坩堝の出口のノズルのレベル
で該坩堝の壁面から液体金属を離しておくことができる
ため、壁面と金属との接触が回避され、従って汚染の危
険がなくなる。
本発明の装置は更に、収縮した液体金属ジェットを長距
離にわたって安定させるという利点も有するため、ノズ
ルの出口の直径の１０倍以上に達し得る距離にわたって
層流が得られる。また、本発明の装置は小形であるため
、電子ビームもしくはプラズマビームによって再熔融す
るか又は前記実施例のように冷却坩堝で再熔融する「超
クリーン」タイプの装置、（例えば鋳型への）鋳込み装
置、又は粉末噴霧装置の坩堝の出口に簡単に設置するこ
とができる。
離にわたって安定させるという利点も有するため、ノズ
ルの出口の直径の１０倍以上に達し得る距離にわたって
層流が得られる。また、本発明の装置は小形であるため
、電子ビームもしくはプラズマビームによって再熔融す
るか又は前記実施例のように冷却坩堝で再熔融する「超
クリーン」タイプの装置、（例えば鋳型への）鋳込み装
置、又は粉末噴霧装置の坩堝の出口に簡単に設置するこ
とができる。
第１ａ図は本発明の電磁ノズル装置を対称軸を通る垂直
面で切断して示す簡略半断面図、第１ｂ図は第１図ａの
電磁ノズルの磁界集中装置を水平面で切断して示す簡略
半断面図、第２図は第１ａ図及び第１ｂ図の電磁ノズル
装置を備えた冷却坩堝と称する公知タイプの坩堝を垂直
面による断面図で示す簡略説明図、第３図は坩堝から排
出される液体金属ジェットの状態を示す第２図の詳細説
明図、第４図は本発明の電磁ノズル装置を従来の耐熱性
坩堝に使用した時の第３図と類似の詳細説明図である。 １・・・・・・電磁誘導コイル、２・・・・・・坩堝、
３・・・・・・磁界集中装置。 ＦＩＧ、、！。 −一−ｌ−−ノ
面で切断して示す簡略半断面図、第１ｂ図は第１図ａの
電磁ノズルの磁界集中装置を水平面で切断して示す簡略
半断面図、第２図は第１ａ図及び第１ｂ図の電磁ノズル
装置を備えた冷却坩堝と称する公知タイプの坩堝を垂直
面による断面図で示す簡略説明図、第３図は坩堝から排
出される液体金属ジェットの状態を示す第２図の詳細説
明図、第４図は本発明の電磁ノズル装置を従来の耐熱性
坩堝に使用した時の第３図と類似の詳細説明図である。 １・・・・・・電磁誘導コイル、２・・・・・・坩堝、
３・・・・・・磁界集中装置。 ＦＩＧ、、！。 −一−ｌ−−ノ
Claims (6)
- （１）金属溶融坩堝の出口に配置される電磁ノズル装置
であって、巻線からなる電磁誘導コイルを含み、更に前
記誘導コイルと該コイルによって外側を包囲された前記
坩堝の出口の壁面との間に配置された磁界集中装置も含
み、この磁界集中装置が放射状に並んだスリットによっ
て分離された少なくとも４つの立体セクタからなり、こ
れらのセクタが前記坩堝の出口の周りに規則的に配置さ
れ、これらセクタの内腔が水で冷却され、各セクタの径
方向から見て外側の壁面及び内側の壁面に電磁誘導コイ
ルを構成する巻線が具備されていることを特徴とする電
磁ノズル装置。 - （２）セクタの数が８つであり、これらセクタの径方向
から見て外側の壁面が鉛直軸に沿った円筒体の一部分を
なすセグメントからなり、径方向から見て内側の壁面が
前記外側壁面より高さの低い同軸円筒体の一部分をなす
セグメントからなり、外側セグメントの４つの縁と内側
セグメントの４つの縁とが平面形部分を介して互いに接
続されている請求項１に記載の電磁ノズル装置。 - （３）磁界集中装置のセクタの壁面が銅製である請求項
２に記載の電磁ノズル装置。 - （４）溶融金属ジェットに作用する磁界が最適範囲内の
周波数を有し、この最適範囲が各用途毎に、下記の式 ｆ＿１＝１／πμσＲ＾２ ［式中、μは真空中での透磁率であり、 σは問題の液体金属の電気伝導率であり、 Ｒは液体金属ジェットの半径である］ で示される最小周波数ｆ＿１と経験的に決定される最大
周波数ｆ＿２との間で、下記の事項 −使用し得る出力、 −放電の危険、 −誘導コイル及び磁界集中装置の損失の制限、−式Ｘ＝
（ｄｅ−ｄｓ）／ｄｅ ［式中、ｄｅはノズルの入口の液体流の直径、ｄｓはノ
ズルの出口の液体流の直径である］ で示される収縮係数Ｘによって測定される装置の効率を
考慮して決定され、また作用する磁界の強さＢがジェッ
トの周縁に加えられる所期の磁気圧力Ｐｍとの間に下記
の式 Ｐｍ＝Ｂ＾２／２μ で示される関係を有するようになっている請求項１から
３のいずれか一項に記載の電磁ノズル装置。 - （５）５０％を超える収縮係数を得るための磁界の周波
数ｆの最適範囲が ５．１０＾３Ｈｚ＜ｆ＜５．１０＾５Ｈｚ である請求項４に記載の電磁ノズル装置。 - （６）超クリーン材料の粉末、特に超合金の粉末を得る
ために液体金属を噴霧する場合に使用される坩堝の出口
に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれ
か一項に記載の電磁ノズル装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8909369A FR2649625B1 (fr) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Dispositif de busette electromagnetique pour le controle d'un jet de metal liquide |
| FR8909369 | 1989-07-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115508A true JPH03115508A (ja) | 1991-05-16 |
| JPH0645810B2 JPH0645810B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=9383711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181373A Expired - Lifetime JPH0645810B2 (ja) | 1989-07-12 | 1990-07-09 | 液体金属ジェットを調節するための電磁ノズル装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5074532A (ja) |
| EP (1) | EP0408453B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0645810B2 (ja) |
| DE (1) | DE69001217T2 (ja) |
| FR (1) | FR2649625B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006193775A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Digital Powder Systems Inc | 金属粒子の製造方法及び装置 |
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| DE4105154A1 (de) * | 1990-11-17 | 1992-05-21 | Eckart Standard Bronzepulver | Verfahren zur herstellung von metallpartikeln aus einer metallschmelze durch verduesung |
| US5160532A (en) * | 1991-10-21 | 1992-11-03 | General Electric Company | Direct processing of electroslag refined metal |
| JP2967092B2 (ja) * | 1991-12-20 | 1999-10-25 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 浮上溶解装置 |
| DE4222399C2 (de) * | 1992-07-08 | 2001-06-07 | Ald Vacuum Techn Ag | Gießstrahl-Führungstrichter |
| US5261611A (en) * | 1992-07-17 | 1993-11-16 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Metal atomization spray nozzle |
| DE4319128C1 (de) * | 1993-06-09 | 1995-02-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Einrichtung zur freiformenden Herstellung dreidimensionaler Bauteile einer vorgegebenen Form |
| FR2708725B1 (fr) * | 1993-07-29 | 1995-11-10 | Imphy Sa | Procédé de fusion d'un matériau électroconducteur dans un four de fusion par induction en creuset froid et four de fusion pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. |
| US5598200A (en) * | 1995-01-26 | 1997-01-28 | Gore; David W. | Method and apparatus for producing a discrete droplet of high temperature liquid |
| AU3940097A (en) * | 1996-08-03 | 1998-02-25 | Didier-Werke A.G. | Method, device and fireproof nozzle for the injection and/or casting of liquid metals. |
| FR2773820B1 (fr) * | 1998-01-22 | 2000-02-25 | Snecma | Procede d'enduction metallique de fibres par voie liquide |
| FR2779363B1 (fr) * | 1998-06-08 | 2001-01-19 | Bruno Jean Marie Aubert | Procede d'acceleration et de guidage de fluides dans un champ electromagnetique. mise en oeuvre sur une lance a incendie pour en augmenter la portee |
| FR2788709B1 (fr) * | 1999-01-21 | 2001-02-23 | Snecma | Procede pour alimenter un creuset a levitation |
| KR20060015524A (ko) * | 2003-04-23 | 2006-02-17 | 스텔라 케미파 코포레이션 | 불화물 결정의 제조 장치 |
| CN100357049C (zh) * | 2005-09-29 | 2007-12-26 | 赫冀成 | 电磁旋流水口 |
| DE102008037259A1 (de) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Doncasters Precision Castings-Bochum Gmbh | Elektromagnetischer Stopfen |
| RU2014138997A (ru) * | 2012-02-29 | 2016-04-20 | Эрастил Клостер Аб | Система распыления металла и способ распыления металлического порошка |
| FR3044748B1 (fr) * | 2015-12-03 | 2019-07-19 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Four a creuset froid a chauffage par deux inducteurs electromagnetiques, utilisation du four pour la fusion d'un melange de metal(ux) et d'oxyde(s) representatif d'un corium |
| CN105945271B (zh) * | 2016-07-06 | 2018-10-26 | 上海华培动力科技股份有限公司 | 一种自动可控定量浇注装置及其浇注工艺 |
| CN106363188A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-02-01 | 张森 | 一种形成稳定的金属液流的装置 |
| CN106334799A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-01-18 | 张森 | 一种金属粉末的生产方法 |
| EP3363560A1 (en) | 2017-02-20 | 2018-08-22 | ABB Schweiz AG | A method and stirring system for controlling an electromagnetic stirrer |
| WO2019246255A1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Ultraflex International, Inc. | Melting and controlling the flow of molten metal by electromagnetic force utilizing multiple induction coils |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2396612A2 (fr) * | 1977-07-08 | 1979-02-02 | Anvar | Dispositif electromagnetique de confinement des metaux liquides pour realiser une regulation de debit |
| FR2397251A1 (fr) * | 1977-07-12 | 1979-02-09 | Anvar | Procede et dispositif pour diriger, en l'absence de parois, des veines metalliques liquides, notamment pour les centrer, les guider ou controler leur forme circulaire |
| FR2457730A1 (fr) * | 1979-05-31 | 1980-12-26 | Anvar | Procede et dispositif pour realiser le confinement des metaux liquides par mise en oeuvre d'un champ electromagnetique |
| FR2558085B1 (fr) * | 1984-01-18 | 1987-05-15 | Usinor | Procede et dispositif pour l'elaboration de rubans metalliques et semi-metalliques de faible epaisseur |
| US4572279A (en) * | 1984-02-27 | 1986-02-25 | Olin Corporation | Electromagnetic shaping of thin ribbon conductor strip cast onto a chill wheel |
| EP0260617B1 (de) * | 1986-09-16 | 1991-12-04 | Centrem S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Weiterverarbeitung metallischer Stoffe |
| FR2632115A1 (fr) * | 1988-05-30 | 1989-12-01 | Ugine Aciers | Inducteur pour dispositif de mise en forme de metal liquide par des forces electromagnetiques |
-
1989
- 1989-07-12 FR FR8909369A patent/FR2649625B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2181373A patent/JPH0645810B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-10 US US07/550,491 patent/US5074532A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-12 EP EP90402006A patent/EP0408453B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-12 DE DE9090402006T patent/DE69001217T2/de not_active Expired - Fee Related
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| JP2006193775A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Digital Powder Systems Inc | 金属粒子の製造方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5074532A (en) | 1991-12-24 |
| DE69001217T2 (de) | 1993-09-23 |
| EP0408453A1 (fr) | 1991-01-16 |
| DE69001217D1 (de) | 1993-05-06 |
| FR2649625A1 (fr) | 1991-01-18 |
| FR2649625B1 (fr) | 1994-05-13 |
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| JPH0645810B2 (ja) | 1994-06-15 |
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