JPH04316980A - Cold-wall crucible furnace, in which extraction of coagulated skull is easy, and manufacture thereof - Google Patents
Cold-wall crucible furnace, in which extraction of coagulated skull is easy, and manufacture thereofInfo
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、酸素（Ｏ）や窒素（Ｎ
）と反応し易いために高純度の金属または合金として溶
成するのが困難なことから活性金属（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｍｅｔａｌｓ）と呼ばれているＴｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｂｅ
，Ｚｒ，Ｖ，Ｓｒなどの溶解に適した構造の誘導溶解ル
ツボ炉とその製造方法に関する。[Industrial Application Field] The present invention is applicable to oxygen (O) and nitrogen (N).
), it is difficult to melt-melt it as a high-purity metal or alloy.
Ti, W, Mo, Be called metals)
, Zr, V, Sr, etc., and a method for manufacturing the same.
【０００２】より具体的には、コールドウォール型ルツ
ボ炉と呼ばれる誘導ルツボ炉中で、導電性と熱伝導度が
良好な銅などの金属製で、全体として底付き中空円筒状
のルツボ本体と、その外周に配置される誘導加熱コイル
とから成り、該ルツボの側壁部または側壁から底部の一
部までの部分が、複数の狭いスリットにより複数個の短
冊状のセグメントに分割され、セグメントのそれぞれの
内部が冷却水などの冷媒により冷却される誘導溶解用の
金属製ルツボ溶解炉において、水冷セグメントの内壁に
接触する溶湯が凝固し薄皮状のスカルとなった場合に、
この凝固したスカル部とそれに接する溶湯がスリット部
に侵入すると取り出すことが困難になるので、取り出し
の容易な形状のスリット部を有する炉体構造と、そのよ
うな構造を有するの炉体を製造する方法に関する。More specifically, in an induction crucible furnace called a cold-wall crucible furnace, a crucible body is made of a metal such as copper that has good electrical conductivity and thermal conductivity, and has a hollow cylindrical shape as a whole with a bottom; The side wall of the crucible, or the portion from the side wall to a part of the bottom, is divided into a plurality of strip-shaped segments by a plurality of narrow slits, and each of the segments is divided into a plurality of strip-shaped segments. In a metal crucible melting furnace for induction melting whose interior is cooled by a refrigerant such as cooling water, if the molten metal in contact with the inner wall of the water-cooled segment solidifies and becomes a thin skin-like skull,
If this solidified skull part and the molten metal in contact with it enter the slit part, it will be difficult to take it out, so we manufacture a furnace body structure that has a slit part shaped to make it easy to take out the skull part, and a furnace body that has such a structure. Regarding the method.
【０００３】0003
【従来の技術】一般的に、コールドウォール型ルツボ炉
の特徴とするのは、その側壁の構造であって、図３の（
Ａ）に示すようにこの種のルツボ炉の側壁は、その円周
面上において軸線に平行な４〜２０個程度のスリットと
呼ばれる溝２により、同数の縦に細長いセグメントと呼
ばれる短冊形の側壁３に分割され、外周部が円周方向に
連続したコイルを形成しないようになっていて、それぞ
れのセグメント３の内部には冷却水を流通させるための
空隙１３が設けられ、スリット２が設けられていない底
部では一体に結合され電気的に接続され短絡されている
ことである。[Prior Art] In general, a cold wall type crucible furnace is characterized by the structure of its side wall, as shown in FIG.
As shown in A), the side wall of this type of crucible furnace has about 4 to 20 grooves called slits parallel to the axis on its circumferential surface, and the side wall has the same number of vertically elongated segments called rectangular side walls. The segment 3 is divided into 3 segments so that the outer peripheral part does not form a continuous coil in the circumferential direction, and each segment 3 is provided with a gap 13 for circulating cooling water and a slit 2. The bottom parts that are not connected together are electrically connected and shorted.
【０００４】特殊金属と呼ばれる、イ）半導体などの材
料として使用される高純度の金属と合金、ロ）Ｔｉ，Ｚ
ｒなど酸素、窒素、炭素その他の元素と反応しやすい金
属とそれらの合金、および、ハ）Ｗ，Ｍｏ，Ｔａなど溶
融温度が極めて高い金属とその合金などの特殊な金属の
溶解には、電子ビーム溶解炉、非消耗型アーク炉や高周
波誘導炉などにより、真空、不活性ガス雰囲気の中で溶
解し何とか要望に応じてきたが、真空溶解炉ではアルミ
ナ、シリカ、マグネシア、ベリリアなどの金属酸化物を
主体とするセラミック系の耐火材料、あるいは黒鉛ルツ
ボなどの非金属製冶金容器の内部に、被溶融金属を接触
状態で収容し高温で溶解する際に、炉壁を構成する耐火
材料と被溶融金属とが高温で接触することにより、ルツ
ボを構成するセラミック成分や炭素が被溶融金属に吸収
され、溶解された材料の純度が低下するため、要求規格
が逐次向上するに伴い規格に合致しないようになった。[0004] Called special metals, a) high-purity metals and alloys used as materials for semiconductors, b) Ti, Z
Electrons are used to melt special metals such as metals that easily react with oxygen, nitrogen, carbon, and other elements, such as r, and their alloys, and c) metals with extremely high melting temperatures, such as W, Mo, and Ta, and their alloys. Beam melting furnaces, non-consumable arc furnaces, high-frequency induction furnaces, etc. have been used to melt metals in vacuum or inert gas atmospheres to meet the demands, but vacuum melting furnaces can oxidize metals such as alumina, silica, magnesia, and beryllia. When a metal to be melted is placed in contact with a ceramic refractory material mainly composed of ceramic refractory materials or a non-metallic metallurgical container such as a graphite crucible and melted at high temperature, the refractory material constituting the furnace wall and the Due to contact with molten metal at high temperatures, the ceramic components and carbon that make up the crucible are absorbed by the molten metal, reducing the purity of the molten material, which does not meet standards as required standards are gradually improved. It became so.
【０００５】その後、インダクトスラグ溶解法に使用さ
れる金属製スプリットルツボを使用し、しかもスラグを
使用しなくても溶解が可能な装置が開発され、米国のデ
ュリロン社により同種のルツボを使用してスラグなしで
活性金属を溶解する方法が提案されている（特開昭６３
−１４９３３７）。[0005] Subsequently, a device was developed that used the metal splitter crucible used in the induct slag melting method, but was also capable of melting without using slag, and Durillon of the United States developed a device that used the same type of crucible. A method of melting active metals without slag has been proposed (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 63
-149337).
【０００６】装置としては前述した第３図の（Ａ）に示
すとおりであり、溶解の方法はインダクション・スカル
溶解法、またはコ−ルドウォ−ル溶解法とも呼ばれてい
て、要するにスリット２により分離された水冷ジャケッ
ト１３を有する銅短冊セグメント３の内壁面に、スカル
（ｓｋｕｌｌ）と呼ばれる被溶融金属の凝固層５を形成
させ、加熱コイル８による電磁誘導作用による求心力と
電磁攪拌作用により、溶湯９を炉体の中心部に向かわせ
るとともに、ルツボ上部では溶湯９を上向きに浮上させ
るようにして銅短冊セグメントの炉壁相互間の短絡を防
止し、ルツボ下部６は一体に連結させ電気的に短絡させ
るという構想によるものである。The apparatus is as shown in FIG. 3 (A) mentioned above, and the melting method is also called the induction skull melting method or the cold wall melting method. A solidified layer 5 of the metal to be melted called a skull is formed on the inner wall surface of the copper strip segment 3 having the water-cooled jacket 13, and the molten metal 9 is is directed toward the center of the furnace body, and the molten metal 9 is floated upward in the upper part of the crucible to prevent short circuits between the furnace walls of the copper strip segments, and the lower part 6 of the crucible is integrally connected to prevent electrical short circuits. This is based on the concept of
【０００７】上述したコールドウォール溶解法の長所は
、次の通りである。１）スリットが刻まれているため、
銅ルツボ自体の電力損失が少ない。２）セラミック系の
ルツボを使用しないため耐火材を構成する物質の混入、
またはそれらとの反応による汚染が回避出来る。
３）電磁撹拌力により比重の異なる金属を偏析の発生を
避け良質の合金とすることができる。４）雰囲気圧力を
１気圧以上にすることができるので、沸点が極めて相違
する２種以上の合金元素を合金とすることができる。
５）真空または不活性雰囲気下で溶解することで電子ビ
ーム（ＥＢ）溶解に匹敵する高純度金属または合金を製
造することができる。The advantages of the cold wall melting method described above are as follows. 1) Because the slit is carved,
The power loss of the copper crucible itself is low. 2) Since a ceramic crucible is not used, substances constituting the refractory material may be mixed in.
or contamination due to reactions with them can be avoided. 3) Electromagnetic stirring force allows metals with different specific gravities to be made into a high-quality alloy while avoiding segregation. 4) Since the atmospheric pressure can be set to 1 atm or more, two or more alloying elements having very different boiling points can be made into an alloy. 5) High purity metals or alloys can be produced by melting in vacuum or under an inert atmosphere, comparable to electron beam (EB) melting.
【０００８】このようにして、溶解金属が凝固して形成
された皮膜あるいは層であるスカルをスラグの代わりに
利用することにより、銅製のスプリット型ルツボ中でチ
タンなどの活性金属を溶解するコールドウォール型ルツ
ボは実用可能な域に達して、１）工業用純チタン、２）
Ｔｉ−０．２Ｐｄ、３）Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金などが
実用ベースで溶解されている。[0008] In this way, by using the skull, which is a film or layer formed by solidifying molten metal, in place of slag, it is possible to create a cold wall for melting active metals such as titanium in a split-type copper crucible. The molded crucible has reached a practical level and can produce 1) industrially pure titanium, 2)
Ti-0.2Pd, 3) Ti-6Al-4V alloys, etc. are being melted on a practical basis.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】炉の内部に装入された
金属が溶解され溶湯となった状態では、１次誘導コイル
に流された電流により発生する磁束と、この磁束によっ
て発生する２次誘導電流によって、溶湯磁束の方向と電
流の方向の、それぞれに対し直角方向の力が発生する。
また容器内に収容された液体として機能する溶湯中を流
れる電流力相互の影響によって、溶湯はルツボ内で流動
する。また、ルツボの水冷セグメントに接する部分と中
心部、溶湯の底部と上部との温度差などの影響をも受け
て、溶湯には全体としてルツボの中心に向かう求心力が
作用する。この求心力は保持力とも呼ばれ、この力が溶
湯の重量に打ち勝って溶湯の中心部を押上げ、炉壁の部
分では溶湯と炉壁の接触圧は低下しているので、スカル
がスリット内に進入する傾向は少ない[Problem to be Solved by the Invention] When the metal charged inside the furnace is melted into molten metal, there is a magnetic flux generated by the current flowing through the primary induction coil, and a secondary magnetic flux generated by this magnetic flux. The induced current generates forces perpendicular to the direction of the molten metal magnetic flux and the direction of the current. Furthermore, the molten metal flows within the crucible due to the mutual influence of electric current flowing through the molten metal, which functions as a liquid contained in the container. In addition, a centripetal force acts on the molten metal as a whole toward the center of the crucible due to the influence of temperature differences between the portion of the crucible in contact with the water-cooled segment and the center, and between the bottom and the top of the molten metal. This centripetal force is also called holding force, and this force overcomes the weight of the molten metal and pushes up the center of the molten metal.At the furnace wall, the contact pressure between the molten metal and the furnace wall is lower, so the skull is pushed into the slit. less likely to enter
【００１０】イ）炉体の寸法、ロ）使用する電力量、ハ
）周波数、ニ）セグメントとスリットの数と寸法、など
の諸元を適当に選定すれば誘導コイルの電磁誘導作用に
よる保持力（求心力）と攪拌力により、図３の（Ａ）に
示すように、溶湯９はセグメント３の壁面から離れる方
向の力を受けるとともに、セグメント３の壁面とスリッ
ト２とは発生したスカル（溶湯の薄皮）５により溶湯か
らシ−ルされて、スカルが溶湯の一部を伴ってセグメン
ト３の壁面に付着して凝固したり、スリット２内に進入
した状態で凝固することは防止できるとされている。If the specifications such as a) dimensions of the furnace body, b) amount of electric power used, c) frequency, and d) number and dimensions of segments and slits are appropriately selected, the holding force due to the electromagnetic induction effect of the induction coil can be reduced. (centripetal force) and stirring force, the molten metal 9 receives a force in the direction away from the wall surface of the segment 3, as shown in FIG. It is said that the skull is sealed from the molten metal by the thin skin 5 and can prevent the skull from adhering to the wall of the segment 3 with a part of the molten metal and solidifying, or from solidifying after entering the slit 2. There is.
【００１１】しかしながら、現実の操業では、正常な状
態とは異なった種々の状況によりトラブルが発生する。
前述したようにコールドウォールるつぼ炉では、側壁、
または側壁から底壁までの部分に多数のスリットを設け
ることを基本としているために、スリットが存在するの
は不可避であり、スリット内に溶湯またはスカルが流入
しゃすいことも避けられない。既に述べたように、炉が
正常な姿勢に保たれ溶解作業が進行中には誘導コイルの
電磁誘導作用による保持力（求心力）と攪拌力によりス
リット内にスカルと溶湯の一部が流入するのは阻止でき
る。However, in actual operation, troubles occur due to various situations different from normal conditions. As mentioned above, in a cold wall crucible furnace, the side wall,
Also, since a large number of slits are basically provided in the portion from the side wall to the bottom wall, the presence of slits is unavoidable, and it is also unavoidable that molten metal or skull flows into the slits. As mentioned above, when the furnace is maintained in its normal position and melting work is in progress, the skull and part of the molten metal flow into the slit due to the holding force (centripetal force) and stirring force caused by the electromagnetic induction effect of the induction coil. can be prevented.
【００１２】0012
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶解を
終わって電磁コイルへの電流が遮断されると、電磁誘導
作用も停止され、保持力（求心力）と攪拌力も作用しな
くなるので、特に、溶解中にはセグメント３の上部にお
いて壁面から離れ、中心部で表面が上方に盛り上がった
状態にあった溶湯９は、電流の遮断により盛り上がった
部分が水平に復帰するとともに、溶湯全体の液面レベル
が低下し、溶湯に加わる重力は流体静圧として均等にセ
グメント３の壁面とスリット２とに作用する。その結果
として、図３の（Ｂ）に示すように、スリット２の位置
ではスカル５が溶湯の一部を伴ってスリット内に進入し
、またセグメント３に欠けた部分等があるとその部分に
食い込む。[Problem to be Solved by the Invention] However, when melting is finished and the current to the electromagnetic coil is cut off, the electromagnetic induction action also stops, and the holding force (centripetal force) and stirring force no longer act. In the above, the molten metal 9 was separated from the wall surface at the top of the segment 3, and the surface of the molten metal 9 was raised upward in the center.When the current was cut off, the raised part returned to the horizontal position, and the liquid level of the entire molten metal decreased. However, the gravity applied to the molten metal acts equally on the wall surface of the segment 3 and the slit 2 as fluid static pressure. As a result, as shown in FIG. 3(B), at the position of slit 2, the skull 5 enters the slit with a part of the molten metal, and if there is a chipped part of the segment 3, the skull 5 enters the slit. Dig into it.
【００１３】また、図４に示すように、溶解を終わって
溶湯を鋳型等の内部に鋳込むために炉体を傾動させると
、内部の溶湯が動揺して炉壁に衝突し、傾動により下側
になるスリット２内にスカルが、場合によっては溶湯の
一部を伴って進入し、セグメント３の欠けた部分があれ
ばその部分にめり込むようになる。Furthermore, as shown in FIG. 4, when the furnace body is tilted to pour the molten metal into a mold etc. after melting, the molten metal inside is shaken and collides with the furnace wall, causing the tilting to cause it to fall. The skull enters into the side slit 2, possibly accompanied by a part of the molten metal, and if there is a chipped part of the segment 3, it sinks into that part.
【００１４】スカルが溶湯の一部を伴ってスリット内に
進入するのを防止するための１つの手段として、図５の
（Ａ）に示すように、隣接するセグメント１２の間のス
リット２内に「メジ」と称するセラミックス系の充填剤
１４を充填する方法も採用されていたが、セラミックス
系充填剤を構成する無機化合物成分が不純物として溶湯
中に混入する懸念があり、スラグの使用を避けるためコ
−ルドウォ−ルルツボ炉を採用するという本来の趣旨に
反することにもなり、またメジ１４を充填するためのメ
ンテナンスも面倒であるという問題が残されていた。さ
らに、充填されたメジは一般に脆いため、欠け落ちが生
じやすく、図５の（Ｂ）に示すように、この様な欠け落
ち部にはスカルや溶湯がめり込み易いという問題があり
適切な解決方法とはなり得なかった。As one means for preventing the skull from entering the slit along with a portion of the molten metal, as shown in FIG. A method of filling with a ceramic filler 14 called "Meji" was also adopted, but there was a concern that the inorganic compound components that make up the ceramic filler would mix into the molten metal as impurities, so it was necessary to avoid using slag. This goes against the original purpose of adopting a cold wall crucible furnace, and there remains the problem that maintenance for filling the crucible 14 is troublesome. Furthermore, since the filled meji is generally brittle, it tends to chip and fall off, and as shown in Figure 5 (B), there is a problem that skulls and molten metal tend to get stuck in these chipped parts. It couldn't be.
【００１５】前記の段落００１２から００１４の項で述
べたように、スカルがスリット内に進入したり、セグメ
ントやメジの欠けた部分にめり込んで凝固しても、続い
て同種成分の合金の溶解を行う場合には、スリット内に
スカルが進入したり、セグメント３の欠けた部分にめり
込んでも、そのまま溶解を再開して差し支えはないが次
に行うべき溶解が異種合金である場合には、スカル中の
合金元素が次に溶解する合金中に混入し所望の合金成分
と相違することになるので、スリット内に進入したり欠
けた部分にめり込んでいるスカルを取り除くのが不可欠
になる。As mentioned in paragraphs 0012 to 0014 above, even if the skull enters the slit or sinks into the chipped part of the segment or mesh and solidifies, it will not be possible to subsequently melt the alloy of the same type. If the skull enters the slit or sinks into the chipped part of segment 3, there is no problem in restarting melting, but if the next melting is a dissimilar alloy, Since these alloying elements will be mixed into the next melted alloy and will differ from the desired alloying composition, it is essential to remove the skulls that have entered the slits or sunk into the chipped parts.
【００１６】しかし、このような状態のスカルを炉体の
上方の開口側に向かって引き出そうとしても、スカルと
スリット壁面間の摩擦力により抜き出しは困難であり特
にスリットの幅の大小、平行度などに工作上の誤差があ
ると困難度は一層増大する。このような点から、スカル
などの抜き出しが容易なようなスリットの形状と、その
様なスリットの形状を有する炉体を成形する為の製造方
法を確立することが要望された。本発明はこのような要
望に応じ得るスリットの構造とその様なスリットを成形
する為の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。However, even if an attempt is made to pull out the skull in such a state toward the upper opening of the furnace body, it is difficult to pull it out due to the frictional force between the skull and the slit wall, and especially the width and parallelism of the slit make it difficult to pull it out. The level of difficulty increases even further if there are manufacturing errors. From this point of view, it has been desired to establish a slit shape that facilitates extraction of skulls and the like, and a manufacturing method for molding a furnace body having such a slit shape. The object of the present invention is to provide a slit structure that can meet such demands and a manufacturing method for forming such a slit.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】ルツボの側壁を構成する
複数のセグメントの円周方向の幅が下から上に向かって
次第に減少するテ−パを付け、このようにされた複数の
セグメント相互の間に画定されるスリットは下から上に
向かって間隔が次第に広くなり、またセグメントの各々
は、底面に対し下から上に向かって次第に外側に向って
僅かに傾斜するようにされ、ルツボ炉全体としては、下
から上に向かって、内径が次第に増加するテ−パを付す
ようにした。このような構造の炉体を製作するには、イ
）１基の炉体に必要な複数のセグメントと炉底をセット
として製作し、炉底の外周に複数のセグメントをボルト
または溶接などで固定するか、ロ）平行な複数のスリッ
トにより複数のセグメントが設けられた底付き円筒状の
炉体を１体に成形し、上部開口から押し広げ用のプラグ
を圧入して炉体内径とスリットの幅のテ−パを同時に押
し広げる。[Means for Solving the Problem] A plurality of segments constituting the side wall of a crucible are tapered such that the width in the circumferential direction gradually decreases from the bottom to the top, and the plurality of segments configured in this way are mutually connected. The slits defined therebetween become progressively wider apart from bottom to top, and each segment is inclined slightly outwardly from bottom to top with respect to the bottom surface, so that the entire crucible furnace In this case, the inner diameter is tapered so that the inner diameter gradually increases from the bottom to the top. To manufacture a furnace body with such a structure, a) the multiple segments required for one furnace body and the hearth bottom are manufactured as a set, and the multiple segments are fixed to the outer periphery of the hearth bottom with bolts or welding. or b) A bottomed cylindrical furnace body with multiple segments provided by multiple parallel slits is molded into one body, and a plug for pushing and spreading is press-fitted from the upper opening to adjust the diameter of the furnace body and the diameter of the slits. Push out the width taper at the same time.
【００１８】[0018]
【実施例】図１は、第１の実施例を示す展開図であり、
理解を容易にするため実際の寸法比よりも誇張して示し
てある。ルツボの側壁を構成する複数のセグメント３の
上端の円周方向の幅Ｗ１は下端の幅Ｗ２よりも小さい。
この様なセグメント３を炉底１１の外周に等間隔に取り
付ければ、隣接するセグメントの間に形成されるスリッ
トの上端Ｇ１は下端Ｇ２より広くなるようにテ−パが付
けられ、スリット内に進入したスカルを取り出すための
抜け勾配が設けられたことになる。図示はしないが、セ
グメント３の底部または炉底１１の外周は、セグメント
３が取り付けられた状態で、セグメント３が下から上に
向かって次第に外側に向って僅かに傾斜するようにされ
、ルツボ炉全体としては、下から上に向かって、内径が
次第に増加するテ−パが付けられた状態にされる。[Example] FIG. 1 is a developed view showing a first example.
For ease of understanding, the dimensions are exaggerated compared to the actual dimensions. The circumferential width W1 of the upper end of the plurality of segments 3 constituting the side wall of the crucible is smaller than the width W2 of the lower end. If such segments 3 are attached to the outer periphery of the hearth bottom 11 at equal intervals, the upper end G1 of the slit formed between adjacent segments will be tapered to be wider than the lower end G2, and the slit will enter the slit. This meant that a draft slope was created to take out the skull. Although not shown, the bottom of the segment 3 or the outer periphery of the furnace bottom 11 is such that when the segment 3 is attached, the segment 3 is slightly inclined from bottom to top and gradually outward. The overall shape is tapered so that the inner diameter gradually increases from the bottom to the top.
【００１９】図１は、第１の実施例の構造を有するルツ
ボ炉１０の製造方法をも示すものであって、このような
構造の炉体を製作するには、１基の炉体に必要な複数の
セグメント部材３と炉底１１を１セットとして別々に製
作し、炉底１１の外周に複数のセグメント部材３を所定
の間隔を保ってボルト１６で固定した状態を示している
。符号１７は冷却水の出入口である。FIG. 1 also shows a method for manufacturing a crucible furnace 10 having the structure of the first embodiment. A plurality of segment members 3 and a hearth bottom 11 are manufactured separately as one set, and a plurality of segment members 3 are fixed to the outer periphery of the hearth bottom 11 with predetermined intervals with bolts 16. Reference numeral 17 is an inlet/outlet for cooling water.
【００２０】図２の（Ａ）と（Ｂ）は、第２の実施例と
して、複数のセグメントと炉底を一体に成形する方法を
示す概略断面側面図である。図２の（Ａ）に示すように
複数のセグメント３と炉底１１は精密鋳造法などにより
底付直立中空円筒素材１０’として一体に成形され、こ
の状態でスリット２の全ての溝幅は垂直方向にも平行を
保つている。この様な底付直立中空円筒素材を、図２の
（Ｂ）に示すように上部開口から、所定のテ−パが付け
られた押し広げ用のプラグＰを圧入すると、所定の炉体
内径とスリットの幅、およびスリットの半径方向での開
きを１回の押し広げ動作で成形することができる。FIGS. 2A and 2B are schematic cross-sectional side views showing a method of integrally molding a plurality of segments and a hearth bottom as a second embodiment. As shown in FIG. 2(A), the plurality of segments 3 and the hearth bottom 11 are integrally formed as an upright hollow cylindrical material 10' with a bottom by precision casting, and in this state, all the groove widths of the slits 2 are vertical. The direction remains parallel. When a plug P with a predetermined taper is press-fitted into such an upright hollow cylindrical material with a bottom from the upper opening as shown in FIG. The width of the slit and the opening of the slit in the radial direction can be formed by one pushing operation.
【００２１】[0021]
【発明の効果】コ−ルドウォ−ルルツボ炉の複数のセグ
メント同志の間のスリットの幅と、炉体全体の内径とに
テ−パを付ける構造にすることにより、コ−ルドウォ−
ルルツボ炉の通電停止と鋳型への注湯の際に、スカルが
スリット内に進入し取出しが困難になるという問題が解
決され、しかもセグメント間のスリットにテ−パを付け
る工作の方法が簡単で容易なので、コ−ルドウォ−ルル
ツボ炉の操業と炉の製作に寄与すること多大である。Effects of the Invention: By adopting a structure in which the width of the slit between the plurality of segments of the cold wall crucible furnace and the inner diameter of the entire furnace body are tapered, the cold wall crucible furnace can be
This solves the problem of skulls entering the slits and making it difficult to take them out when the power is turned off to the crucible furnace and pouring into the mold.Moreover, the method for tapering the slits between segments is simple. Since it is easy, it will greatly contribute to the operation of cold wall crucible furnaces and the manufacture of furnaces.
【図１】本発明の第１の実施例の構造と製造方法とを示
す一部を断面で示した概略側面展開図である。FIG. 1 is a schematic side exploded view, partially in cross section, showing the structure and manufacturing method of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例の構造と製造方法を示す断
面概略側面図で、図中の（Ａ）は半製品としての底付直
立中空円筒を、（Ｂ）は成形された状態と工具を示す図
である。FIG. 2 is a cross-sectional schematic side view showing the structure and manufacturing method of the second embodiment of the present invention, in which (A) shows an upright hollow cylinder with a bottom as a semi-finished product, and (B) shows a molded state. It is a figure showing a tool.
【図３】従来のコ−ルドウォ−ルルツボ炉の溶解作業中
と、溶解後に通電を停止した状態での溶湯とスカルの状
態を示す模式側断面図で図中の（Ａ）は溶解作業中の状
態を、（Ｂ）は通電停止後の状態を示す図である。[Fig. 3] A schematic side sectional view showing the state of the molten metal and skull during melting work in a conventional cold wall crucible furnace and when electricity is turned off after melting. (B) is a diagram showing the state after energization is stopped.
【図４】従来のコ−ルドウォ−ルルツボ炉の、溶解終了
後に注湯のため炉体を傾けた状態での溶湯とスカルの状
態を示す模式側断面図である。FIG. 4 is a schematic side sectional view showing the state of molten metal and skull in a conventional cold wall crucible furnace with the furnace body tilted for pouring after melting.
【図５】従来のコ−ルドウォ−ルルツボ炉において、ス
リット部にメジを充填した状態とメジの欠け落ち部にス
カルが進入した状態を示す説明図で、図中の（Ａ）は部
分上面図で、（Ｂ）は模式側断面図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the slit part is filled with meji and a skull has entered the chipped part of the meji in a conventional cold wall crucible furnace, and (A) in the figure is a partial top view. (B) is a schematic side sectional view.
【符号の説明】 ２ スリット ３ セグメント ５ スカル ８ 誘導コイル ９ 溶湯 １０ コ−ルドウォ−ルルツボ炉 １０’ 底付直立中空円筒素材 １１ 炉の底部 Ｐ プラグ Ｗ１，Ｗ２ セグメントの幅 Ｇ１，Ｇ２ スリットの幅[Explanation of symbols] 2 Slit 3 Segment 5 Skull 8 Induction coil 9 Molten metal 10 Cold wall crucible furnace 10’ Upright hollow cylindrical material with bottom 11 Bottom of the furnace P plug W1, W2 Segment width G1, G2 Slit width
Claims (4)
壁に連続して形成され炉底を形成する底壁とにより炉室
が画定され上部が開放された炉体と、前記側壁の外周に
配置された誘導加熱コイルとを有して、前記炉室内に被
溶融金属を収容し溶解する導電性と熱伝導度が良好な底
付き中空円筒形のルツボ炉であって、少なくとも前記の
側壁が軸方向に延在する複数のスリットにより、上端が
閉じ内部が空孔にされ冷却水の通路となる複数の短冊型
セグメントにされているコールドウォールルツボ炉にお
いて、前記複数のセグメントを画定するスリットの各々
の空隙寸法が底部から上方に向って漸次広くなる抜け勾
配が付けられて、溶解の間と溶解の終了後にスリット内
に入り凝固したスカルの取出しが容易なコールドウォー
ルルツボ炉。1. A furnace body having an open upper part and a furnace chamber defined by a side wall standing approximately vertically and a bottom wall formed continuously with the side wall to form a furnace bottom; and an outer periphery of the side wall. A hollow cylindrical crucible furnace with a bottom having good electrical conductivity and thermal conductivity for storing and melting a metal to be melted in the furnace chamber, the furnace having an induction heating coil disposed in the furnace chamber, the crucible furnace having a hollow cylindrical shape with a bottom and having good electrical conductivity and thermal conductivity for accommodating and melting a metal to be melted in the furnace chamber, In a cold wall crucible furnace, the upper end is closed and the inside is formed into a plurality of rectangular segments that are made into holes for cooling water by a plurality of slits extending in the axial direction, and the slits define the plurality of segments. A cold-wall crucible furnace in which a draft slope is provided in which the dimensions of each void gradually widen from the bottom upwards, making it easy to take out the solidified skull that enters the slit during and after melting.
ボ炉において、前記スリットの各々の空隙寸法に対する
抜け勾配が、該スリットの円周方向と半径方向とに付け
られ、さらに前記複数のセグメントの内壁は底部から上
方に向って漸次外側に傾斜し、これらの複数のセグメン
トの内壁によって画定される炉体の内径は底部から上方
に向って漸次広くなるように抜け勾配が付けられている
ことを特徴とする凝固したスカルの取出しが容易なコー
ルドウォールルツボ炉。2. The cold-wall crucible furnace according to claim 1, wherein a draft angle with respect to the gap size of each of the slits is provided in the circumferential direction and the radial direction of the slit, and further, the inner wall of the plurality of segments is The furnace body is characterized by a draft slope that gradually slopes outward from the bottom upwards, and the inner diameter of the furnace body defined by the inner walls of the plurality of segments gradually becomes wider upwards from the bottom. A cold wall crucible furnace that makes it easy to remove the solidified skull.
ォールルツボ炉を製造する方法であって、前記複数のセ
グメントと炉の底部とを炉体１基当りの所用数に応じて
準備し、前記複数のセグメントの各々を炉の底部の外周
面に所定の間隔を保ってボルトまたは溶接により固定す
る工程からなることを特徴とするコールドウォールルツ
ボ炉の製造方法。3. The method for manufacturing a cold wall crucible furnace according to claim 1 or 2, wherein the plurality of segments and the bottom of the furnace are prepared according to the number required per furnace body, and the 1. A method for manufacturing a cold-wall crucible furnace, comprising the step of fixing each of a plurality of segments to the outer peripheral surface of the bottom of the furnace at a predetermined interval by bolts or welding.
ォールルツボ炉を製造する方法であって、前記複数のセ
グメントと炉の底部とを間隔が平行なスリットを画定す
る底付き直立中空円筒として一体に成形し、この中空円
筒の上部開口から所定の勾配が付けられている押し広げ
工具を圧入し、前記スリットに所定の抜け勾配を付ける
と同時に、前記複数のセグメントの内壁を底部から上方
に向って漸次外側に傾斜させ、これらの複数のセグメン
トの内壁によって画定される炉体の内径が底部から上方
に向って漸次広くなる抜け勾配をつける諸工程からなる
ことを特徴とするコールドウォールルツボ炉の製造方法
。4. A method for manufacturing a cold-wall crucible furnace according to claim 1 or 2, wherein the plurality of segments and the bottom of the furnace are integrated as an upright hollow cylinder with a bottom defining parallel-spaced slits. A spreading tool having a predetermined slope is press-fitted from the upper opening of the hollow cylinder to create a predetermined draft slope in the slit, and at the same time, the inner walls of the plurality of segments are pressed upward from the bottom. A cold-wall crucible furnace characterized by comprising the steps of: gradually sloping the furnace body outwardly to create a draft slope in which the inner diameter of the furnace body defined by the inner walls of the plurality of segments gradually widens upward from the bottom. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03108352A JP3097169B2 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Cold wall crucible furnace with easy removal of solidified skull and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP03108352A JP3097169B2 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Cold wall crucible furnace with easy removal of solidified skull and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04316980A true JPH04316980A (en) | 1992-11-09 |
| JP3097169B2 JP3097169B2 (en) | 2000-10-10 |
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| JP03108352A Expired - Fee Related JP3097169B2 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Cold wall crucible furnace with easy removal of solidified skull and method of manufacturing the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097169B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2740646A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-04-30 | Electricite De France | COLD CAGE FOR INDUCTION DEVICE |
| JP2002327988A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Shinko Electric Co Ltd | Induction-heating melting furnace |
| JP2013167617A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Korea Hydro & Nuclear Power Co Ltd | Low temperature melting furnace having improved cooling flow and metal sector |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP03108352A patent/JP3097169B2/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0771136A1 (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-02 | Electricite De France | Cooled casing for induction device |
| JP2002327988A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Shinko Electric Co Ltd | Induction-heating melting furnace |
| JP2013167617A (en) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Korea Hydro & Nuclear Power Co Ltd | Low temperature melting furnace having improved cooling flow and metal sector |
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| JP3097169B2 (en) | 2000-10-10 |
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