JPH0432524A - 高周波誘導溶解炉 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｔｉ、Ｔｉ−Ａ、Ｑ合金のような活性金属を
溶解するための高周波誘導溶解炉に関するものである。

［従来の技術］ Ｔｉ、Ｔｉ−Ａ（１合金のような活性金属のスクラップ
等を再利用するために、これらの金属の溶解法として、
インダクトスラグ溶解法が知られている。このインダク
トスラグ溶解法は、分割された複数の水冷銅セグメント
によって形成された溶解炉内に、Ｔｉ、Ｔｉ−Ａｐ金合
金のスクラップやスポンジ材を装入し、さらに弗化カル
シウム（ＣａＰ２）を添加して高周波誘導加熱によりス
クラップを溶解するものである。

第４図は従来のこの種の溶解炉の平面図、第５図はその
Ｂ−Ｂ断面図である。この溶解炉は、底板（２１）の周
縁に四角柱状あるいは円柱状の鋼柱からなる多数の銅セ
グメント（２３）を突設して炉壁（２２）を構成し、内
部にるつぼ（２０）を形成したもので、各銅セグメント
（２２）内にはこれより小径の銅パイプ（２４）をそれ
ぞれ配設し、炉壁り２２）の外周に高周波誘導コイル（
２５）をスパイラル状に巻回したものである。（２６）
は底板（２１）の下面にＯリングを介して固定された第
１の基板で、底板（２１）との間には排水路（２７）が
形成されており、各銅セグメント（２３）の下端部が連
通している。（３１）は−端が排水路（２７）内に開口
する排水管である。（２８）は第１の基板（２６）の下
面にＯリングを介して固定された第２の基板で、第１の
基板（２６）との間には給水路（２９）が形成されてお
り、各銅パイプ（２４）の下端部か連通している。（３
０）は一端が給水路（２９）内に開口し、他端が水源（
図示せず）に接続された給水管である。

上記のような構成の溶解炉においては、るつぼ（２０）
内にＴｉ、Ｔｉ−Ａρ合金等の原料を装入し、さらに、
原料の溶解時における溶湯と溶解炉との絶縁性をよくす
るために、弗化カルシウムを添加する。そして、Ｔｉ等
の酸化を防止するために、真空チャンバ内においてＡｒ
ガス雰囲気下で高周波誘導コイル（２５）に通電し、そ
の誘導加熱により原料を溶解する。なお、この間水源か
ら給水管（３０）、給水室（２９）、銅バイブ（２４）
、銅セグメント（２３）、排水室（２７）、配水管（３
１）の経路で冷却水を供給し、炉壁（２２）を冷却する
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような高周波誘導溶解炉は、るつぼと溶解金属と
が反応しないため、活性金属の溶解に適しているが、構
造が複雑で工作が困難なこと、溶解炉の強度が低いこと
、真空チャンバの真空度によっては高周波誘導コイル間
又は高周波誘導コイルと銅セグメントの間に放電が発生
し易いこと、入力パワーのロスが大きく、大電力を必要
とすることなど、種々問題かあった。

本発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、構造
が簡単で製作が容易であり、しかも強度か大で放電のお
それもない高周波誘導溶解炉を得ることを目的としたも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高周波誘導溶解炉は、複数の水冷金属管を
立設することにより内周に炉壁を構成して該炉壁内にる
つぼを形成し、前記水冷金属管の外周に高周波誘導コイ
ルを配設してなる高周波誘導溶解炉において、前記水冷
金属管を断面長円状に形成すると共に、該水冷金属管の
外側部を絶縁セメント等に埋め込んだものである。

また、上記高周波誘導溶解炉において、水冷金属管の外
周に高周波誘導コイルを配設すると共に、その外周に鉄
皮を配設し、前記水冷金属管の外側部及び高周波誘導コ
イルを絶縁セメント等に埋込んだものである。

さらに、上記各高周波誘導溶解炉において、高周波誘導
コイルの下方にプラグを溶解する第２の高周波誘導コイ
ルを設けたものである。

［作　用］ るつぼ内に原料を装入する。ついて真空チャンバ内にお
いてＡｒガス雰囲気下で高周波コイルに通電し、原料を
溶解する。このとき、水冷金属管は冷却水で冷却される
。原料が溶解したときはるつほの下方に設けた取り出し
口から溶湯を取出す。

また、第２の高周波誘導コイルを設けた場合は、原料が
溶解したときはこの第２の高周波誘導コイルに通電し、
プラグを溶解して溶湯を取出す。

この場合、水冷金属管の外側を絶縁セメントで埋込んだ
ので、高周波誘導コイルとの間に放電を発生することは
なく、また炉壁にはスカルか固化するので、溶湯が絶縁
セメントに直接触れることがなく、したがって絶縁セメ
ントに含まれる酸素と溶湯が反応することもない。

さらに、高周波誘導コイルの外周に鉄皮を配設し、水冷
金属管と高周波誘導コイルを絶縁セメントに埋込んた場
合は、高周波誘導コイル間で放電を発生することがなく
、また鉄皮により高周波誘導コイルから生しる磁束をシ
ールドすることができる。

［実施例コ 第１図は本発明実施例の平面図、第２図はそのＡ−Ａ断
面図である。両図において、（２）は例えば鋼材からな
り、断面長円状（又は楕円状）で柱状の金属管で、下部
は円孤状に形成されている。

この金属管（２）は全体として円形をなすようにその長
軸方向を半径方向と一致させ、連続して立設することに
より内周に炉壁（３）を構成し、内側にるつは（１）を
形成したものである。また、金属管（２）の下部は互い
に連通しており、そのうちの１つは排水管（４）に接続
されている。（５）は銅、耐熱性合成樹脂等からなり、
金属管（２）内にそれぞれ配設された冷却水パイプで、
下部は互いに連通しており、そのうちの１つは排水管（
４）に配設された給水管（６）に接続されている。（７
）は金属管（２）の外周にスパイラル状に巻回された高
周波誘導コイル、（１０）は高周波誘導コイル（７）の
周囲に配設した鉄皮である。

（１１）は各金属管（２）の外側の一部と鉄皮（１０）
との間に充填されて周壁（１２）を構成した絶縁セメン
トあるいはカルシア等（以下絶縁セメント等という）で
各金属管（２）の外側の一部及び高周波誘導コイル（７
）は絶縁セメント（１１）の中に埋込まれ、一体的に固
定される。なお、（１３）は周壁（１２）の下部中心部
に設けられた溶湯の取出口、（１４）は原料と同じ材料
からなるプラグである。

次に、上記のように構成した本発明の詳細な説明する。

先ず、るつは（１）内にＴｉ、Ｔｉ　−Ａｆ！合金等の
原料を装入する。そして真空チャンバ内においてＡｒガ
ス雰囲気下に高周波誘導コイル（７）に通電し、その誘
導加熱により原料を溶解する。このとき、プラグ（１４
）の上部は原料と共に溶解する。また、給水管（６）、
冷却水パイプ（５）金属管（２）、排水パイプ（４）の
径路で冷却水が供給され、炉壁（３）を冷却する。

・原料が溶解したときは、上部が溶解しているプラグ（
１４）を取外し、取出口（１３）から溶湯を取出す。

本発明においては、各金属間（２）の外周側と高周波誘
導コイル（７）を絶縁セメント等（１１）で埋込んだの
で、高周波誘導コイル（７）間の放電あるいは高周波誘
導コイル（７）と金属管（２）間の放電を防止すること
ができる。なお、るっほり１）内で溶解されたＴｉ、Ｔ
ｉ−Ａ、Ｑ等の高温活性化金属は、金属管（２）で構成
する炉壁（３）で固化していわゆるスカルを生し、絶縁
セメント等（１１）とはある空間を保つ状態になるので
、溶湯が直接絶縁セメント等（１１）に触れることはな
く、このため、絶縁セメント等（１１）に含まれる酸素
と溶湯が反応するおそれはない。

また、鉄皮（１０）は溶解炉全体の強度を高めるばかり
でなく、高周波誘導コイル（７）から生じる磁束をシー
ルドするので、入力電力の効率的な投入を助けることが
できる。

第３図は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である
。本実施例は溶湯の取出口（１３）を長く形成して、そ
の周囲に第２の高周波誘導コイル（１５）を配設したも
ので、この高周波誘導コイル（１５）も絶縁セメント等
（１１）に埋込まれる。

上記のように構成した溶解炉においては、原料の溶解が
終わると第１の高周波誘導コイル（７）をＯＮの状態で
維持すると共に、第２の高周波誘導コイル（１５）をＯ
Ｎする。これにより、原料と同じ材料からなるプラグ（
１４）が溶解するので、取出口（１３）からるつは（１
）内の溶湯を自動的に取出すことかできる。

上記の説明では、各金属管（２）の一部と高周波誘導コ
イル（７）、（１５）を絶縁セメント等（１１）に埋込
んだ場合を示したか、各金属管（２）の一部のみを絶縁
セメント等（１１）に埋込んでもよい。また、絶縁セメ
ント等（１１）の外周に鉄皮（１０）を設けた場合を示
したが、これは省略してもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように、本発明は水冷金属管を断面長円状
に形成してその外側部を絶縁セメント等に埋込み、また
、水冷金属管の外周に高周波誘導コイルを配設し、さら
にその外周に鉄皮を配設して水冷金属管の外側部と高周
波誘導コイルとを絶縁セメント等に埋込むようにしたの
で、次のような効果を得ることができる。

（１）構成か簡単で製作が容易である。

（２）溶解炉の強度を大幅に向上することかできる。

（３）高周波誘導コイル間及び高周波誘導コイルと水冷
金属管との間の放電を防止できる。

（４）鉄皮により高周波誘導コイルから生じる磁束をシ
ールドできるので、入力電力を効率的に投入することか
できる。

なお、第２の高周波誘導コイルを設けた場合は、これに
通電することによりプラグを溶解し、るつぼ内の溶湯を
自動的に取出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の平面図、第２図はそのＡ−Ａ断
面図、第３図は本発明の他の実施例の要部を示す縦断面
図、第４図は従来の高周波誘導溶解炉の一例を示す平面
図、第５図はそのＢ−Ｂ断面図である。 （１）：るつは、（２）：金属管、（３）：炉壁、（５
）：バイブ、（７）：高周波誘導コイル、（１０）　：
鉄皮、（１１）　：絶縁セメント、（１３）：取出口、
（１４）　ニブラグ、（１５）　：第２の高周波誘導コ
イル。 代理人　弁理士　佐々木　宗　治 第 図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の水冷金属管を立設することにより内周に炉
   壁を構成して該炉壁内にるつぼを形成し、前記水冷金属
   管の外周に高周波誘導コイルを配設してなる高周波誘導
   溶解炉において、 前記水冷金属管を断面長円状に形成すると共に、該水冷
   金属管の外側部を絶縁セメント等に埋込んだことを特徴
   とする高周波誘導溶解炉。
2. （２）水冷金属管の外周に高周波誘導コイルを配設する
   と共に、その外周に鉄皮を配設し、前記水冷金属管の外
   側部及び高周波誘導コイルを絶縁セメント等に埋込んで
   なる請求項（１）記載の高周波誘導溶解炉。
3. （３）高周波誘導コイルの下方にプラグを溶解する第２
   の高周波誘導コイルを設けてなる請求項（１）又は（２
   ）記載の高周波誘導溶解炉。