JPH05264176A - コールドウォール誘導溶解ルツボ炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電力投入量を低減し、溶湯を安定化すること
のできる、コールドウォール誘導溶解ルツボ炉構造を提
供する。 【構成】 複数の短冊状セグメント１３の隣接する２個
１３ａと１３ｂを一組とし、一方に冷却水の流入路１５
ａを、他方に冷却水の流出路１５ｂを設け両セグメント
を上部で連結し電気的に短絡し，短絡部より下はスリッ
ト１４ａにより分離し全体として垂直な脚部と、脚部か
ら半径方向に伸びる足部１３ｄ，１３ｅから成るＬ字形
単位セグメントとする。炉底は凸字形断面の基部１７に
より構成し、中央の凸部１７ａを単位セグメン１３で画
定される側壁の内方に挿入して炉底とし、周辺部をフラ
ンジ１７ｄとしてその上に絶縁部材１８を介して所定数
の単位セグメント１３を装着し固定した構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１）半導体等の材料と
して知られる高純度の金属または合金、２）チタンある
いはジルコニウム(Zr)など酸素、窒素または炭素と反応
し易いために高純度製品として溶成するのが困難な反応
性金属または合金、３）溶融温度が極めて高いW,Mo,Ta,
Nbなど特殊金属として取り扱われている金属とそれらの
合金の溶解に適した構造を有し、コ−ルドウォ−ル誘導
溶解ルツボ炉と呼ばれる溶解ルツボ炉に関し、特に、ル
ツボ炉の側壁と底部を含むルツボの炉体の構造の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】前述した特殊金属やそれらの合金の溶解
には、従来は電子ビ−ム溶解炉、非消耗式ア−ク炉など
が使用されてきたが、それらの炉には前記の高純度の金
属または合金、溶成するのが困難な反応性金属または合
金などの特殊金属の溶解への適用に欠点が認められた、
例えば、電子ビ−ム溶解炉の場合では、溶解雰囲気を１
０^-3Torr以下に制限する必要があった，そのため溶解の
簡便性の点から誘導加熱溶解法が一般に広く使用されて
いる。その中でも、前記の特殊金属の溶解に適した溶解
法として、水冷銅ルツボを使用するコ−ルドウォ−ル誘
導溶解法（コ−ルドクルシブル溶解法またはインダクシ
ョン・スカル溶解法と呼ばれる）が採用されるようにな
った。

【０００３】今日まで一般に使用されているコールドウ
ォール型誘導溶解ルツボ炉と呼ばれるルツボ炉は、図７
の（Ａ）と（Ｂ）に示されるように、導電性と熱伝導度
がともに良好な金属、主として銅製で、全体として底付
き中空円筒状で、該ルツボの側壁部または側壁の頂部か
ら底壁の一部までが、複数の狭いスリット２により円周
方向に複数個の短冊状のセグメント３に分割されたルツ
ボ本体１と、その外周に配置される誘導加熱コイル８と
から成り、セグメント３のそれぞれの内部１１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
溶解炉である。このコールドウォール型ルツボ炉誘導加
熱において装入された金属又は合金が溶解される状態の
概略を説明する。装入される金属又は母合金は、塊状、
粒状、板状、粉状、またはそれらが混合して配合された
状態で装入される。誘導加熱の開始に伴いこれらの装入
物は、その表面から熔融し始め底部に向かって流れ落
ち、水冷ルツボの底部に至ると凝固して図８（Ｂ）に示
すような皿状のスカルを形成し、水冷ルツボの底部に置
かれた第２の容器のように機能し、その上に装入物と、
個々の装入物から生じた少量の熔融金属を支持して溶解
を進行させる。

【０００４】溶解が進行して熔融物の量が増加すると熔
融物の液面は上昇し、水冷ルツボのセグメント３の内周
に接触する部分も、前述した皿状のスカルの外周から上
方に向かって立ち上がる側壁を有するスカルとなり、前
述したスカルの皿状の底部と一体になって側壁を形成し
て鍋状のスカルを構成し、その内部に熔融した金属と未
溶解の装入物を収容して溶解を進行させ、溶湯が直接側
壁に固着したりスリット部に侵入するのを防止する。さ
らに溶解が進行し装入物の全部が溶解する状態になる
と、熔融物の液面はさらに上昇し、いわゆる溶湯プール
を形成するようになるが、この時点では誘導加熱コイル
による電磁誘導作用により、溶湯の上面は水冷セグメン
トの内壁から離れて図７（Ａ）に示されるように中心部
９ａが盛り上がり、周辺部が低くなる凸曲面状となり側
壁から離れるように挙動し、スリットにより電気的に絶
縁された銅の水冷短冊状セグメント３相互間が溶湯によ
り短絡されるのを防止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的な耐火材料に代
わるものとして採用されたのが前述した銅である。銅は
電気と熱の伝導率が高いため、ルツボ炉を構成する銅製
の炉壁を水などの冷却媒体により冷却して内部の溶湯よ
りもかなり低い温度に保つことができる。このように構
成されているので、水冷却が不可能な従来の耐火材料製
ルツボ炉のように、ルツボ自体が高温に達して反応性と
なり必然的に被溶解金属と反応して化合物などを形成し
溶湯を汚染することはなく、溶解される物質はルツボ内
に投入される被溶解材料だけとなるので、不純物が混入
するのは回避され高純度の製品が得られ、また誘導溶解
の特徴である攪拌作用により合金を溶製する際の均一性
も良好になる。その反面、導電性が良いことから、誘導
加熱によりルツボ炉自体が加熱されやすい難点がある
が、炉壁を短冊形に縦割り分割し内部に中空室１１を形
成し、水などの冷却媒体により冷却することにより、中
空管状の炉壁自体が誘導加熱コイルに対する２次コイル
として加熱され高温に達することは回避できる。しか
し、短冊形の銅セグメント自体も導電体であるため、被
溶解材と同様、依然として誘導加熱コイルによりある程
度加熱を受けることは不可避である。測定結果によれ
ば、被溶解材に対する電力使用量を１とした場合、ルツ
ボに対する分は１．３であり経路およびコイル１次側の
損失を除外すると、被溶解材に対しては使用された電力
の４０％程度しか有効に利用されていないことになる。

【０００６】水冷銅短冊形のセグメント自体が加熱され
るのを低減する手段の一つとして、セグメントの半径方
向の厚みを薄くするのが効果的であると考えられるが、
従来方式の水冷銅短冊形セグメントは図７の（Ａ）と
（Ｂ）に示されるように、中空室１１の内部に，冷却水
の流出路となる内管１１ａが収容されている２重管構造
で単一のセグメント内に冷却水の流入路と流出路を有す
る構造であるため、半径方向の厚さを低減するには制約
がある。また短冊形セグメントの本数を多くするほど、
短冊形のセグメント自体が加熱されるのも低減され、ま
たルツボ壁面付近の磁束密度も一様になり溶湯の安定化
にも寄与するが、セグメントの半径方向の厚さの低減に
限度があるため上述と同じ制約がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

１）概念的には、図８（Ａ）に示すように、従来の水冷
銅短冊形セグメントの互いに隣接するセグメント３Ａ、
３Ｂの２個ずつを１対の単位セグメントとし片側のそれ
ぞれのセグメント３Ａ、３Ｂ同士は上部において一体に
連結されて短絡部３Ｃとされ、この短絡部３Ｃから下は
セグメントの下端に至るまでの高さで、幅はセグメント
の内周から半径方向に外周に至る幅を有して、セグメン
ト３Ａと３Ｂを分離するスリット２Ａが設けられ、スリ
ットの部分では両セグメント同士は互いに絶縁されてい
る。また、それぞれのセグメントには、図８（Ｂ）に示
されるように、その下端からほぼ垂直に上部に向う孔１
１Ａ（１１Ｂ）が明けられて、両側の孔は上部の短絡部
３Ｃに設けられた連絡路により連通する。このようにし
て、一方の孔１１Ａの底部から冷却水を流入させ、上部
の連通部を経て隣接する他方のセグメントの孔１１Ｂに
流し、その底部から流出させるようにする。これにより
各セグメントには、図７の（Ａ）と（Ｂ）に示した従来
の水冷銅短冊形セグメントの細い内管１１ａと同一程度
の内径の比較的細い孔を１個ずつ明ければよいことにな
り、各セグメントの厚さと幅を低減できる。 ２）このような構造にしても上部において一体に連結し
て短絡されているルツボの底部を一体型の炉底とした
り、あるいは単純に導体の基部（ベ−ス部）４と連結し
て炉底を形成したりすると、図８（Ａ）に示すように、
スリットの左のセグメント３Ａ→上部短絡部３Ｃ→スリ
ットの右のセグメント３Ｂ→導体の基部４を経てスリッ
ト２Ａの左のセグメント３Ａに戻る、閉ル−プの導通路
が形成されてしまうので、誘導コイル８が励磁される
と、この閉ル−プを流れる電流、つまりスリット２Ａの
周囲を流れる周回電流Ｃが形成され、この周回電流Ｃに
より生じる磁界により、誘導コイルからの磁束がスリッ
トを通過してルツボ内の非溶融金属９に至るのを低減す
るように作用するという別の問題が発生する。

【０００８】この周回電流が形成されるのを阻止するに
は、 ａ）上部の短絡部３Ｃ以外はスリット２Ａにより分離さ
れている両側のセグメントの脚の下部で半径方向外方に
延びてフランジとなる足に相当する部分５Ａの下端を、
導体の基部４に対し絶縁するための絶縁部材を介在さ
せ、これによりセグメントの両側の足の部分５Ａの下端
と導体の基部との間を電気的に絶縁させて周回電流が流
れないようにする。 ｂ）別の手段として、スリットを上部の短絡部を貫通し
て縦断するように上方に延長し、断面がＬ形の２つのセ
グメント３Ａと３Ｂを、スリット２Ａの幅だけ完全に分
離されて並立されるようにし、両セグメントの内部に明
けられた冷却水の流通口１１Ａと１１Ｂをセグメント３
Ａと３Ｂの上部において絶縁材料製の連結具で連通させ
て両セグメントを互いに絶縁し、両セグメントが周回電
流の回路を構成しないようにする。 上記のａ），ｂ）に示した解決手段に基づき本発明の発
明者らは平成３年１０月１６日に発明の名称を「コール
ドウォール溶解炉のルツボ構造」とする特許出願（特願
平３−２９４８４８）をした。

【０００９】しかし、１対のセグメントの各セグメント
の上部に短絡部３Ｃを設けたことにより、停電などによ
り図９（Ａ）に示すように、ルツボ内で溶湯がそのまま
実体円柱状の凝固体５になったり、通常の出湯でも、出
湯した後に残るスカルが図９（Ｂ）に示すように全体と
して中空円筒形でルツボの注湯口に接した舌状の部分５
ｂを有する薄皮状のスカル５’となる際に、それらの凝
固体の表皮の一部には溶湯がルツボのスリット部に進入
し、現場で「さし込み」と呼ばれる状態に凝固し、それ
らの凝固体の外周に、縦皺状の突出部５ａが不規則的に
生じて、凝固体やスカルをルツボから取り除くのが困難
になるという問題が生じるため、その解決が必要になっ
た。そこで、短絡部３Ｃの内周に、スリットの上端から
短絡部３Ｃの上端まで貫通する長さで、縦皺状の突出部
５ａの発生が予測される高さの最大値を上回る程度の深
さを有し、スリットと同じ幅を有する縦溝穴を設けて凝
固物に生じた縦皺状の突出部５ａをこの溝穴を通過させ
ルツボの上方に取り出すことができるようにしてこの問
題を解決した。

【００１０】

【作用】

１）コールドウォール溶解炉のルツボの炉壁を構成する
セグメントの隣接する２個を１対として、底部から頂部
に近い中間部をスリットにより分離し、その一方に冷却
水の流入孔を他方には流出孔を明け、両者を上部で連結
することによりそれぞれのセグメントに明けられ冷却水
の通路となる孔は、従来の２重管方式での内管の径に等
しい程度のより細い孔１本で済むことになり、セグメン
トの厚さと幅を低減でき、ルツボへの電力投入量を低減
できる。 ２）また、セグメントの数を増加できるのでルツボの側
壁面付近での磁束密度が一様になり溶湯の安定性が向上
する。 ３）各セグメントの内周と、それらの内部に配置されル
ツボの炉底となる導電性の基部（ベ−ス）の中央凸部の
外周との間に所定の隙間を設け、また両セグメントのフ
ランジ部の底面と、導電性の基部（ベ−ス）のフランジ
部の上面との間を絶縁したので、両側のセグメントの下
端部が導電性の基部を介して導通し、スリットの周囲を
周回電流が流れるのを阻止できる。また、スリットを両
側のセグメントの上部にまで延長して両セグメントを完
全に分離し、両者の間を絶縁性の水路連結具で連結して
も両側のセグメントが互いに絶縁され、この絶縁部によ
り周回電流の流れが生じない。 ４）上記のように周回電流を阻止するための絶縁部が設
けられても、誘導加熱コイルによる磁束は、セグメン
ト、セグメント対内のスリットを通過し、セグメント対
間のスリットの下方を通過して連続した磁路を形成す
る。 ５）このような構造にされていても，図８（Ａ）、
（Ｂ）に記号Ｓで示されているように、ルツボの底で被
溶解金属によりスリット部の短絡が起こるならば、部分
的に周回電流が流れることになるが、この短絡部Ｓより
下方にスリット部が存在することにより磁束はスリット
の下方を通過する。 ６）更に停電などによりルツボ内で溶湯が凝固した凝固
物、又は出湯後に残るスカルのスリット内へ進入した状
態で凝固（さし込み）して縦皺状の突起物が生じた場合
でも、突起物の部分をスリットの一部の延長として短絡
部に垂直に設けた貫通溝を通過させることにより凝固物
を容易に取り出すことができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す部分斜視
図であり、図２は、図１のIIA−IIAに沿って見た概略半
体側面図である。図中の符号１０は本発明によるコール
ドウォール溶解ルツボ炉の全体を示し、図中の符号１３
は２個を１対とした単位セグメントである。単位セグメ
ント１３の各々は、図で左右１対の脚１３ａと１３ｂか
ら成り、両脚１３ａと１３ｂはセグメントの上端に近い
部分１３ｃで合体し短絡部とされ、それ以下の部分はス
リット１４ａにより両脚１３ａと１３ｂに分離され、こ
れらの両脚のそれぞれには、それぞれの断面のほぼ中央
部を下端面から前記の合体された部分まで明けられて水
などの冷却媒体の通路となる流入孔１５ａ又は流出孔１
５ｂが設けられ、これらは前記の短絡部にほぼ水平に明
けられた連結孔１５ｃにより連通される。図３は、前記
の冷却媒体の流入孔１５ａと流出孔１５ｂを連結するた
めの具体的な構造を示すもので、単位セグメント１３の
それぞれの脚部１３ａと１３ｂの下端から連結部１３ｃ
の上端のやや下まで流入孔１５ａと流出口１５ｂを孔明
けし、それぞれの上端に通ずるように脚部１３ａと１３
ｂの両外側面からほぼ水平に連通孔１５ｃが孔明けさ
れ、それぞれの開放端にフタ部材１９を取付けＯリング
１９ａなどで水密にシ−ルしている。両脚１３ａと１３
ｂのそれぞれの下端には，連続して半径方向外方に伸び
る足部１３ｄと１３ｅが接続され、足部１３ｄと１３ｅ
には、それぞれの半径方向の外端から内端まで貫通し前
記両脚部１３ａと１３ｂ間のスリット１４ａと連通する
スリット１４ｂが明けられ、単位セグメントの全部が組
み立てられた状態で足部１３ｅと１３ｄはルツボ側壁の
下端で断続したフランジを構成し、詳細を後述するよう
にルツボ炉の炉底となる基部（ベ−ス）１７のフランジ
上に絶縁板１８を介して載置される。

【００１２】図１において符号１７は、導電性材料で成
型されルツボ炉の炉底を構成する基部（ベ−ス）であ
り、１７ａは前記単位セグメント１３の各々が組立てら
れた状態で、それらの脚の内周面によって画定される炉
壁の内部に挿入され前記の炉壁とともに炉室を構成した
場合に、炉室の底となる中央の凸部であり、１７ｄは前
記中央の凸部１７ａの下部外周から半径方向外方に張り
出したフランジ部で、ルツボ炉のフランジとして、その
上面に前記単位セグメントの脚部と足部により構成され
る炉壁の断続したフランジを載置して支持する。前記単
位セグメン１３の内周と基部１７の中央の凸部１７ａの
外周１７ｃとの間は、炉室の底部付近で被溶解材料の溶
湯（スカルを含む）を介してスリット部の短絡を低減す
るため所定の間隔ｇを保って組立てられている。図中の
符号１８は、ガラス又はエポキシ積層板等の絶縁体が連
続した円環状に成型された絶縁板であって、所定数のボ
ルト穴２０ａが明けられ各組の単位セグメントユニット
１３のスリット１４ａと１４ｂを挟んで、隣接する脚と
足とを含む下端面が、基部１７のフランジ部１７ｄの上
面１７ｅを介して短絡するのを防止するため、基部の凸
部１７ａの外側面１７ｃに外嵌されて、フランジ部の上
表面１７ｅの上に配置され、その上に、セグメントユニ
ット１３の、それぞれの、足（１３ｅ，１３ｄ）が配置
され、ボルト２０が単位セグメント１３のそれぞれの足
（１３ｅ，１３ｄ）と絶縁材１８を貫通しフランジ部の
上表面１７ｅに明けられたネジ孔にねじ込まれて固定さ
れる。ボルト２０と単位セグメント１３の足（１３ｅ，
１３ｄ）との間は、絶縁材料製のＴ形カラ−２１などに
より絶縁されている。これは、基部１７のフランジ部１
７ｄと単位セグメント１３の前記の足との間が、ボルト
２０を介して短絡されスリット１４の下端を越えスリッ
ト周囲を周回電流が流れるのを阻止するためである。

【００１３】次に、上記の本発明の第１の実施例の作動
について説明する。誘導加熱コイル８に所定の周波数の
交流電流を流すとルツボ本体には、図２（Ｂ）に示され
るように加熱コイル８の周囲を還流する磁束φが形成さ
れる。加熱コイル８の周囲を還流する磁力線は、ルツボ
炉１０の軸心とセグメント１３を含む円周上の各点とを
結ぶ平面で切られる断面により多少相違する。図２
（Ｂ）は、１つの対の単位セグメントの前記両脚部１３
ａと１３ｂ間のスリット１４ａの部分で切られた断面に
おける磁力線を示す側面図である。各単位セグメント１
３が細い脚１３ａ，１３ｂにより形成されるので、各単
位セグメント１３の内周近傍に形成される磁束密度は従
来のものより均一になる。装入された被熔融金属９は上
記の磁束φによる誘導電流により加熱されて熔融し熔湯
のプールを形成し、磁束φと誘導電流Ｉとの相互作用及
び被熔融金属９に加わる重力の加速度Ｇにより撹拌さ
れ、熔湯の中央部は盛り上がり、周辺は沈下して表面は
凸曲面状になる。またルツボの底部１７ａと水冷側壁１
３に接触する熔湯９は凝固し薄皮状のスカル５となる。
誘導加熱コイル８により誘起されルツボ本体の外周部を
流れる筈の周回電流は単位セグメント１３の両脚１３と
１３ｂ間のスリット１４ａにより遮断されているので流
れない。左セグメント１３ａ→上部短絡部１３ｃ→右セ
グメント１３ｂ→基部１７を周回する筈の誘導電流は絶
縁材１８により遮断され流れない。溶解の進行に伴い、
それによる放射熱、熱伝導によるセグメント１３自体内
の局部的な誘導加熱などによりセグメント１３自体の温
度も上昇するが、これらの温度上昇は冷却水の流量を増
加させることにより十分冷却できる。

【００１４】図４（Ａ）は、第２の実施例を示す斜視図
であり、符号１３Ａは本実施例による単位セグメントを
示し、第１の実施例と相違するのは、スリット１４ａが
セグメントの上端を越えて延長され左右の脚部１３ｆ，
１３ｇが完全に分離されている点である。冷却水の流入
孔１５ａと流出孔１５ｂの上端は第１の実施例と同様左
右の脚部１３ｆ，１３ｇの頂部より手前まで明けられ、
両者の間は図４（Ｂ）に示すように、中間に絶縁性の部
材１９ａが介在している連結具１９により接続される。
この場合は連結具１９による絶縁によりセグメント左右
の脚部１３ｆと１３ｇが周回電流の電路とならないの
で、セグメント１３Ａの下端面と基部１７のフランジ１
７ｄとの間を絶縁する必要はない。上記の連結具が通常
の導電性金属製である場合には、第１の実施例と同様に
セグメント１３Ａの両足１３ｈ，１３ｉの下端面と基部
の１７のフランジ１７ｄとの間の絶縁が必要になる。誘
導加熱コイルにより被溶解金属が溶解される点は前述し
た第１の実施例と同じなので、説明を省略する。この第
２実施例が第一の実施例と相違する点は、誘導加熱コイ
ル８を流れる電流による電磁誘導作用により誘起され、
左セグメント１３ｆ→連結具１９→右セグメント１３ｇ
→基部（ベース）１７を周回する筈の誘導電流成分は連
結具１９を構成する絶縁性部材１９ａによって遮断され
て流れない。

【００１５】図５（Ａ）は本発明の第３の実施例を示す
斜視図で、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示した溝穴１４ｃ
の部分拡大斜視図で、図６は図５のVI-VIに沿って見た
概略側面図である。第１実施例で示した短絡部１３ｃ内
周にスリット１４の幅（図１と２参照）と同寸法の幅
と、縦皺状の突出部の予測される最大高さを上回る深さ
を有し短絡部１３ｃの上端からスリット１４ａに連通す
る溝穴１４ｃを設けて、停電などにより凝固した被熔融
金属やスカル５の凝固物がスリット１４ａ内に進入して
不規則的に生じた縦皺状の突出部５ａ（図９参照）を通
過させ炉外に取り出すことができるようにした。その他
の構造と作用は第１実施例と同様である。

【００１６】

【発明の効果】

１）従来は、各セグメントはそれぞれの内部に冷却水の
流入路と流出路を備えた２重管構造になっていたが、本
発明では隣接するセグメントの２つを１組の単位セグメ
ントとし、一方に冷却水の流入孔のみを、他方に流出孔
のみを設け両者を連通させるるようにしたので、各セグ
メントの厚さと幅を低減することができ、ルツボへの電
力投入量を低減することができる。 ２）全体としてのセグメントの数を増加でき、溶湯の安
定化が可能になる。 ３）セグメント自体が上部で一体に連結されている場合
は、スリットで分離されているセグメントの下端を、ル
ツボの炉底を構成する導電性の基部に対し絶縁すること
によりスリットの周囲に沿って流れる周回電流を阻止で
きる。 ４）１組の単位セグメントが上端から下部までスリット
により完全に分離されている構造にすれば、セグメント
自体の製作は極めて容易になる。ただしこの場合に周回
電流を阻止するためには、冷却水の流入孔と流出孔を連
通させる連結部を絶縁構造にするか、セグメントの下端
をルツボの炉底を構成する導電性の基部に対し絶縁する
必要がある。 ５）セグメント自体が上部で一体に連結されている場合
でも、連結部の内周にスリットの幅と同じ幅で深さが停
電の際に発生する縦皺状の突起部の高さより深い貫通溝
が明けられているので、停電などによりスカルや熔湯の
表面に縦皺状の突起部が発生しても突起部が生じたスカ
ルや熔湯を炉外に取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるコ−ルドウォ−ルル
ツボの一部を破断して示す斜視図である。

【図２】（Ａ）は図１のIIA−IIAに沿って見た概略半体
側面図で、(Ｂ）は磁力線を付記したものである。

【図３】図１に示した第１実施例の単位セグメントを示
す斜視図である。

【図４】（Ａ）は、本発明の第２実施例の単位セグメン
トを示す斜視図で、（Ｂ）は連結部材を示す斜視図であ
る。

【図５】（Ａ）は、本発明の第３実施例によるコ−ルド
ウォ−ルルツボの一部を破断して示す斜視図で、（Ｂ）
は、（Ａ）に示した溝穴の部分拡大斜視図である。

【図６】図５のVI−VIに沿って見た概略側面図である。

【図７】（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ、従来技術による
コ−ルドウォ−ルルツボを示す部分断面正面図と部分平
面図である。

【図８】（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ、セグメントの下
端がスリットにより分離されている場合の周回電流を示
す模式図と、コ−ルドウォ−ルルツボの軸心を含む面で
切断した側断面図である。

【図９】（Ａ）は、停電などにより溶湯がその場で凝固
した中実円筒状の凝固体の斜視図であり、（Ｂ）は、同
じくルツボを傾動し注湯した場合に生じた中空円筒状の
スカルの斜視図である。

【符号の説明】

５ａ 突起部 １０ ルツボ本体 １３、１３Ａ 単位セグメント １３ａ，１３ｂ セグメントの脚部 １３ｃ セグメント上部の短絡部 １３ｄ，１３ｅ，１３ｈ，１３ｉ セグメントの足部 １４ａ，１４ｂ，１４Ａ スリット １４ｃ 溝穴 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 冷却水の、流入、流出および
連通路 １７ 基部 １７ａ 基部の凸部 １７ｄ 基部のフランジ部３２ａ 一体底壁 １８ 絶縁材 １９ フタ部材 ２０ 固定ボルト

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料により成形され、円周方向に
   整列されほぼ垂直方向に延在して、それぞれの間がスリ
   ットにより所定の間隔を保って分離され、それぞれの内
   部に冷却用媒体の流通路が配置された複数のセグメント
   により断続して構成されたルツボ側壁と、前記セグメン
   トにより構成される側壁の底部に接続されて前記ルツボ
   の底壁を構成する導電性の底部とを有し、前記側壁の内
   周と前記底部の内表面とが被溶解金属を収容する炉室を
   画定するルツボ本体と、このルツボ本体の前記側壁の外
   周に配置された誘導加熱コイル部とを含んで成るコール
   ドウォール誘導溶解ルツボ炉において：前記複数のセグ
   メントは隣接する２個ごとに対を成し、その対の一方は
   冷却媒体の流入路を、他方はこれに連通された流出路を
   有し単位セグメントとして構成され、各単位セグメント
   は、その下端部から上端に向かって少なくとも中間部ま
   でがスリットにより２分されほぼ直立して配置される両
   脚部と、この両脚部のそれぞれの脚に一体に連続して前
   記脚部のスリットに連続するスリットにより２分され半
   径方向外方に延在する足部とを有して断面がＬ字形に成
   形され；前記底部は、前記側壁の内周に対し所定の隙間
   を保って挿入され底壁を構成する中央の凸部と、この凸
   部と一体にその下端から半径方向外方に延在する環状の
   フランジ部とを有し断面が凸字状の基部として成形さ
   れ；前記単位セグメントの両脚と両足部とは前記基部の
   環状フランジ部に載置されて支持、固定され、前記基部
   と前記単位セグメントの両脚および両足部は、それらの
   いずれかの部分において、前記脚部のスリットと足部の
   スリットの周囲を周回電流が流れないように絶縁されて
   いることを特徴とするコールドウォール誘導溶解ルツボ
   炉。
2. 【請求項２】 請求項１記載のルツボ炉において；前記
   の各単位セグメントは、その下端部から上端に至る手前
   の中間部までがスリットにより２分され上端付近が連続
   した短絡部とされ、この短絡部において前記の流入路と
   流出路が連通され、前記基部と前記単位セグメントの両
   脚および両足部とは、前記基部に対し絶縁部材を介して
   固定されていることを特徴とするコールドウォール誘導
   溶解ルツボ炉。
3. 【請求項３】 請求項２記載のルツボ炉において；前記
   絶縁部材は、前記基部のフランジ部の上面と、前記単位
   セグメントの両脚および両足部との間に配置される絶縁
   板と前記単位セグメントの両足部をフランジ部に固定す
   る固定ボルトとを絶縁するための絶縁カラ−とであるコ
   ールドウォール誘導溶解ルツボ炉。
4. 【請求項４】 請求項１記載のルツボ炉において；前記
   各単位セグメントは、その下端部から上端部までがスリ
   ットにより完全に２分され、前記の流入路と流出路とは
   少なくとも中間部が絶縁性材料で成形された水路連結具
   により連通されているコールドウォール誘導溶解ルツボ
   炉。
5. 【請求項５】 請求項１記載のルツボ炉において；前記
   各単位セグメントは、その下端部から上端部までがスリ
   ットにより完全に２分され、前記の流入路と流出路とは
   導電性材料で成形された水路連結具により連通され、前
   記基部と前記単位セグメントの両脚および両足部とは、
   前記基部に対し絶縁部材を介して固定されていることを
   特徴とするコールドウォール誘導溶解ルツボ炉。
6. 【請求項６】 請求項１記載のルツボ炉において；前記
   の各単位セグメントはその下端部から上端に至る手前の
   中間部までがスリットにより２分され上端付近で連続し
   ている短絡部の内周面の上端から前記スリットに至るま
   で明けられ、前記溶解炉のルツボ内の熔融金属又はスカ
   ルが停電などにより前記スリット内に進入して凝固して
   生じた縦皺状の突起部を通過させるための溝として、前
   記突起部の予測される最大高さを上回る深さで前記スリ
   ットと少なくとも同じ幅の貫通溝を有することを特徴と
   するコールドウォール誘導溶解ルツボ炉。