JPH0645810B2 - 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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- JPH0645810B2 JPH0645810B2 JP2181373A JP18137390A JPH0645810B2 JP H0645810 B2 JPH0645810 B2 JP H0645810B2 JP 2181373 A JP2181373 A JP 2181373A JP 18137390 A JP18137390 A JP 18137390A JP H0645810 B2 JPH0645810 B2 JP H0645810B2
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- Japan
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- magnetic field
- wall surface
- electromagnetic
- nozzle device
- crucible
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- 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
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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(ultrapropre)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(ultrapropre)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。航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。
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。航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。
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。1)の場合には溶融金属の流量及び質
量を制御することが殆どできず、2)の場合には1)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。
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質
量を制御することが殆どできず、2)の場合には1)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。
なければならない。
−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。
しい。
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た酸
素との反応に起因する化学的汚染、並びに −溶融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た酸
素との反応に起因する化学的汚染、並びに −溶融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。これられ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(oligocyclique)疲労労力を受け
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 granulo-mtriques)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-A-2 316 026号、FR-A-2 396 612号及び
FR-A-2 397 251号には、ジェットを前述のごとく閉じ込
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。
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。これられ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(oligocyclique)疲労労力を受け
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 granulo-mtriques)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-A-2 316 026号、FR-A-2 396 612号及び
FR-A-2 397 251号には、ジェットを前述のごとく閉じ込
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。FR-A-2 457 730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。FR-A-2 457 730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合されており、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合されており、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か否かは、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。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
集中装置3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つに減らすこともできる。第1a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4
b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の大部分を浮遊させて
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。
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
集中装置3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つに減らすこともできる。第1a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4
b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の大部分を浮遊させて
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
使用される一般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31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
使用される一般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31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か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トの半径Ｒより小さ
くなるように決定する。これを式で表すと、 μσωR2＞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か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トの半径Ｒより小さ
くなるように決定する。これを式で表すと、 μσωR2＞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は周波数との間にω＝2πという 関係をもつ磁界の角周波数を表す。
従って、最小周波数1は1 ＝1/πμσR2 となる。
前記戻し力は、磁界がジェットの表面から径方向に沿っ
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 conservatif)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攪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2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。
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 conservatif)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攪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2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（ａｍｏｒ−ｃａｇｅ
ｓ ｌｅｃｔｒｉｑｕｅｓ）の危険。
タと金属ジェットとの間での放電（ａｍｏｒ−ｃａｇｅ
ｓ ｌｅｃｔｒｉｑｕｅｓ）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、dsはノズルの
出口の液体流の直径である。
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範囲、即ち 100Hz＜1＜106Hz が得られる。
なく収縮もさせる周波数範囲、即ち 100Hz＜1＜106Hz 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。
Pm＝B2/2μ これられの条件を、第２図に示したノズル14直径15mm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2Rが6mm
になった。従って、前述の収縮係数Ｘは60％である。
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2Rが6mm
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縮係数Ｘ
の値で下に示す。
の値で下に示す。
102Hz＜＜106Hzの場合はＸ＞10％、 ＜102Hz又は＞106Hzの場合はＸ＜10％、 5.103Hz＜＜5.105Hz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、特に再熔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、特に再熔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1a図の電磁ノ
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。
で切断して示す簡略半断面図、第1b図は第1a図の電磁ノ
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルセル・ガルニエ フランス国、38410・ユリアージユ、ラ・ グリボレ‐サン・マルタン・デユリアージ ユ（番地なし) (72)発明者 パスカル・ジヨゼフ・リバ フランス国、38240・メイラン、リユ・ド ウ・ロワサン・９ (72)発明者 モーリタ・ロシーニ フランス国、38000・グルノーブル、リ ユ・ポール・ブラン・７
Claims (6)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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1 ＝1/πμσR2 ［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1と経験的に決定される最大周
波数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＝B2/2μ 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。 - 【請求項５】50％を超える収縮係数を得るための磁界の
周波数の最適範囲が 5.103Hz＜＜5.105Hz である請求項４に記載の電磁ノズル装置。 - 【請求項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。
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