JPH06180185A - 大気に対して閉鎖された誘導溶融装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可能な限りコンパクトな構造を有し、安価に
製造することができ、しかも溶融過程及び鋳造過程を実
施する際に、可能な限り短い副次的な時間しか必要とし
ない誘導溶融装置を提供する。 【構成】 高い融点をもつ反応性の金属を溶融するため
の、大気に対して閉鎖された誘導溶融装置であって、負
圧源又は不活性ガス源との接続のために働く接続部と、
誘導コイルによって取り囲まれていてライニングされて
いない金属製の溶融るつぼと、該溶融るつぼの下方にお
いて流出部の下に配置されている鋳型とを備えており、
溶融るつぼ１が、該溶融るつぼを密閉する蓋３と、下方
に向かって延びている周壁形の延長部７とを有してお
り、該延長部内において鋳型９が、延長部７の内周面に
対して密に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い融点をもつ反応性
の金属を溶融するための、大気に対して閉鎖された誘導
溶融装置であって、負圧源又は不活性ガス源との接続の
ために働く接続部と、誘導コイルによって取り囲まれて
いてライニングされていない金属製の溶融るつぼと、該
溶融るつぼの下方において流出部の下に配置されている
鋳型とを備えている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような形式の誘導溶融装置は、例え
ば米国特許第５１２１４０６号明細書に記載されてい
る。この公知の誘導溶融装置では溶融るつぼと鋳型と
は、比較的大容量の室の中に互いに上下に配置されてい
る。そしてこのように構成されていることによって、金
属を溶融する際及び鋳型を満たす際に、空気を金属湯か
ら隔絶することができる。

【０００３】溶融るつぼはいわゆる「常温式の誘導るつ
ぼ」として構成されていて、複数の個別の柵から形成さ
れているるつぼ壁を有している。、これらの柵は、通常
のように銅から成っており、そして水によって冷却され
るようになっている。このような「常温式の誘導るつ
ぼ」の典型的な構成は、米国特許第４７３８７１３号明
細書に記載されている。この公知の構成においても、溶
融及び鋳造過程を実施するために誘導るつぼ及び鋳型
は、気密な室内に配置されていなくてはならない。

【０００４】空気を隔絶するために必要な室によって、
公知の誘導溶融装置は比較的大容量なものになってしま
い、かつその製造コストも高価である。さらに、真空を
生ぜしめるために、比較的大きな空気量を室から吸い出
すことが必要であり、この結果、相応に大きな真空ポン
プを必要とし、しかも、室の閉鎖後に必要な真空が生ぜ
しめられるまでに、かなりの時間を必要とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の誘導溶融装置を改良して、可能
な限りコンパクトな構造を有していて、安価に製造する
ことができ、しかも溶融過程及び鋳造過程を実施する際
に、可能な限り短い副次的な時間しか必要としない誘導
溶融装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、溶融るつぼが、該溶融るつぼを密
閉する蓋と、下方に向かって延びている周壁形の延長部
とを有しており、該延長部内において鋳型が、延長部の
内周面に対して密に配置されている。

【０００７】

【発明の効果】本発明のように構成されていると、溶融
るつぼと鋳型とを取り囲む室を完全に省くことが可能で
ある。蓋が設けられていることと、溶融るつぼの延長部
内に鋳型がシールされて配置されていることとによっ
て、溶融るつぼの内部及び鋳型を排気すること又は鋳型
に不活性ガスを供給することが可能であり、この場合溶
融るつぼは真空室を形成する。これによって、本発明に
よる誘導溶融装置は、比較可能な装置に比べて著しくコ
ンパクトな構造を有することができる。さらに本発明に
よる誘導溶融装置では、比較的小さな容量を排気するこ
とだけが必要なので、迅速に運転準備状態を得ることが
できる。しかも、誘導溶融装置の個々の部分は、これら
の部分を取り囲む室が存在しないことに基づいて、接近
することが容易であり、このことは誘導溶融装置の取扱
い及び保守にとって有利である。

【０００８】溶融るつぼにおいて少量の金属を溶融した
い場合には、誘導コイルによって生ぜしめられる磁力に
よって、金属湯が浮遊状態になり、溶融るつぼの壁と接
触しなくなる。この有利な「浮遊金属湯」は、本発明の
別の有利な構成におけるように、溶融るつぼが、その流
出部に向かって下降するホッパ状の底部を有している
と、数百グラムの金属量においても得ることができる。
溶融るつぼがこのような底部を有していることによっ
て、誘導コイルによって生ぜしめられる磁力の上方に向
けられた力成分が生ぜしめられ、このような力成分によ
って、金属湯が底部から持ち上げられることになる。

【０００９】浮遊金属湯原理に基づいて作動することが
できない大型の溶融炉では、溶融るつぼの冷却後に、溶
融るつぼからのスカルの除去という問題が発生する。こ
のスカルの除去に関する問題は、溶融るつぼが、上方に
向かって幾分直径を拡大されている周面を有しているこ
とによって、容易に解決することができる。それという
のは、このように構成されていると、スカルを極めて容
易に溶融るつぼから引き出すことができるからである。

【００１０】本発明の特に有利な別の構成では、鋳型
が、昇降可能に延長部内に配置されている。このように
構成されていると、鋳型を鋳造の前に延長部の下方範囲
に準備しておくことが可能になり、この下方範囲におい
て鋳型は、その底部から上方に向かって徐々に加熱の度
合いを増している。そしてこれによって、鋳型の上方移
動後における鋳型の充填時に、適正な凝固が達成され、
この結果、鋳造品の品質が著しく高められる。

【００１１】また鋳型が、延長部内に突入している昇降
可能なラムに配置されていると、延長部内における鋳型
の移動可能性を特に簡単に達成することができる。

【００１２】大量の金属湯では、金属湯が磁力とその表
面張力とによって溶融るつぼの流出部の上に留まるとい
うことは、もはや達成することができない。そこで、金
属湯の流出を、鋳型の充填の所望の時点まで簡単な形式
で阻止するために、本発明の別の有利な構成では、溶融
るつぼの流出部に、付加的な加熱装置によって又は該流
出部のために設けられている冷却装置の遮断・停止によ
って溶融可能な栓体が、配置されている。

【００１３】しかしながらまた、大量の金属湯において
金属湯の早期の流出を阻止するために、鋳型が、その内
室を真空又は正圧と接続するための接続部を有している
構成も有利である。このように構成されていると、溶融
過程中に金属湯を鋳型における過圧によって、かつこれ
によって溶融るつぼの流出部においても、流出部を通し
て溶融るつぼから流出することを、阻止することが可能
になる。そして鋳造時には過圧を消滅させて、その代わ
りに真空を生ぜしめることが必要である。もちろん鋳造
のために、溶融るつぼの上に正圧を発生させることも可
能であり、このことは極めて迅速に行うことができる。
それというのは、溶融るつぼにおける容量は、金属湯面
の上における容量よりも小さいからである。

【００１４】さらに別の有利な構成では、蓋が、負圧源
又は不活性ガス源との接続のために働く接続部を有して
おり、このように構成されていると、装置をさらに簡単
化することが可能である。

【００１５】

【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。

【００１６】図１に示されている誘導溶融装置は、有利
には銅から成る溶融るつぼ１を有しており、この溶融る
つぼ１は、ライニングを有しておらず、溶融るつぼ室２
を形成している。図示はされていないが、溶融るつぼの
壁は溶融るつぼ室２の範囲において、水冷式の個々の柵
から成っている（この構成に関しては米国特許第４７３
８７１３号明細書参照）。

【００１７】本発明において重要なことは、溶融るつぼ
１が該溶融るつぼを密閉している蓋３を有しており、こ
の蓋３はシール部材４を介して上から取外し可能に溶融
るつぼ１に載設されている。この蓋３は接続部５を有し
ており、この接続部５には、負圧源６又は不活性ガス源
が接続されている。

【００１８】下方に向かって溶融るつぼ１は、通常、円
筒形の延長部７を有しており、この延長部７は冷却水８
によって取り囲まれている。この延長部７の内部には、
鋳型９がラム１０を用いて昇降可能に配置されている。
この場合に重要なことは、この鋳型９が環状のシール部
材１１によって延長部７の内周面に対してシールされて
いることである。鋳型９は内室１２を有しており、この
内室１２は、製造される鋳物の陰型であり、大型の誘導
溶融装置では接続部１３を介して負圧又は正圧と接続可
能である。

【００１９】溶融るつぼ１は、中央の流出部１５に向か
って下降する底部１４を有しており、底部１４のこのよ
うな構成は、図示の実施例では底部１４が半球形に構成
されていることによって達成される。しかしながら底部
１４は円錐形に構成されていてもよい。そして底部１４
は、上方に蓋３に向かって円錐形に拡大している内周面
１６へと移行している。溶融るつぼ１を加熱するために
は、汎用の誘導コイル１７が働く。

【００２０】溶融されて鋳造される金属は、蓋３を外し
た後で溶融るつぼ室２内に装入される。蓋３の閉鎖後
に、溶融るつぼ室２及び鋳型９の内室１２が排気され
る。しかしながらまた択一的に、蓋３にロックゲートを
設けることも可能であり、このように構成されている
と、蓋３を取り外す必要がなくなり、誘導溶融装置の内
部における真空が装入時に維持されることになる。

【００２１】誘導コイル１７の通電によって極めて強い
磁力、すなわち、生ぜしめられる金属湯が溶融るつぼ１
の内周面１６や底部１６に接触しないほどに強い磁力が
発生する。これによって、金属湯が流出部１５を通って
下方に向かって流れることもない。溶融過程中には鋳型
９は、延長部７の内部における下降されたポジションを
占めている。これによって鋳型９は、その上方範囲にお
いて下方範囲におけるよりも多く加熱されることにな
る。鋳造過程を開始したい場合に、鋳型９はラム１０を
用いて、該鋳型９が流出部１５に達するほど、上方に向
かって移動させられる。誘導コイル１７の電流が遮断さ
れると、金属湯を浮遊状態に保っている磁力もまた消滅
する。従って、金属湯は流出部１５を通って内室１２の
中に流れ込むことができ、ひいては鋳型９を満たすこと
ができる。

【００２２】図２に示されているように、流出部１５を
栓体１８によって閉鎖することも可能である。図２に示
された実施例では、栓体１８の範囲において流出部１５
の回りには冷却装置１９が設けられており、この冷却装
置１９は水冷式である。冷却装置１９が運転状態にある
限りは、栓体１８によって流出部１５が閉鎖されてい
る。冷却装置１９が遮断停止されると、栓体１８は、該
栓体１８が溶けて流出部１５を開放するほどに暖めら
れ、これによって金属湯は鋳型９内に流入することがで
きる。

【００２３】もちろん、発生する温度に耐え得るような
材料から栓体１８を製造することもまた可能である。こ
のような場合には冷却装置１９の代わりに、該冷却装置
と同様な形式で配置された加熱装置、つまり例えば誘導
コイルを設けることが必要である。そしてこのような栓
体１８を溶融したい場合には、この加熱装置が投入接続
されねばならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による誘導溶融装置を示す鉛直断面図で
ある。

【図２】図１に示された誘導溶融装置の変化実施例であ
る誘導溶融装置の部分範囲を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融るつぼ、 ２ 溶融るつぼ室、 ３ 蓋、 ４
シール部材、 ５接続部、 ６ 負圧源、 ７ 延長
部、 ８ 水冷装置、 ９ 鋳型、 １０ラム、 １１
シール部材、 １２ 内室、 １３ 接続部、 １４
底部、１５ 流出部、 １６ 内周面、 １７ 誘導
コイル、 １８ 栓体、 １９冷却装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高い融点をもつ反応性の金属を溶融する
   ための、大気に対して閉鎖された誘導溶融装置であっ
   て、負圧源又は不活性ガス源との接続のために働く接続
   部と、誘導コイルによって取り囲まれていてライニング
   されていない金属製の溶融るつぼと、該溶融るつぼの下
   方において流出部の下に配置されている鋳型とを備えて
   いる形式のものにおいて、溶融るつぼ（１）が、該溶融
   るつぼ（１）を密閉する蓋（３）と、下方に向かって延
   びている周壁形の延長部（７）とを有しており、該延長
   部（７）内において鋳型（９）が、延長部（７）の内周
   面に対して密に配置されていることを特徴とする、大気
   に対して閉鎖された誘導溶融装置。
2. 【請求項２】 溶融るつぼ（１）が、その流出部（１
   ５）に向かって下降するホッパ状の底部（１４）を有し
   ている、請求項１記載の誘導溶融装置。
3. 【請求項３】 溶融るつぼ（１）が、上方に向かって幾
   分直径を拡大されている周面（１６）を有している、請
   求項１又は２記載の誘導溶融装置。
4. 【請求項４】 鋳型（９）が、昇降可能に延長部（７）
   内に配置されている、請求項１から３までのいずれか１
   項記載の誘導溶融装置。
5. 【請求項５】 鋳型（９）が、延長部（７）内に突入し
   ている昇降可能なラム（１０）に配置されている、請求
   項４記載の誘導溶融装置。
6. 【請求項６】 溶融るつぼ（１）の流出部（１５）に、
   付加的な加熱装置によって又は該流出部（１５）のため
   に設けられている冷却装置の遮断・停止によって溶融可
   能な栓体が、配置されている、請求項１から５までのい
   ずれか１項記載の誘導溶融装置。
7. 【請求項７】 鋳型（９）が、その内室を真空又は正圧
   と接続するための接続部（１３）を有している、請求項
   １から６までのいずれか１項記載の誘導溶融装置。
8. 【請求項８】 蓋（３）が、負圧源（６）又は不活性ガ
   ス源との接続のために働く接続部（５）を有している、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の誘導溶融装
   置。