JPH0688103B2 - 改良した浮揚コイルアセンブリを有する電磁浮揚鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は連続した金属ロッドを鋳造するための改良され
た装置に係る。

より特定的には、本発明は、1983年11月８日付で発行さ
れ、ヒュー R.ローリー（Hugh R.Lowry）およびロバー
ト T.フロスト（Robert T.Frost）を発明者とし、ゼネ
ラルエレクトリック社（General Electric Company）に
譲渡されている、「連続的金属鋳造方法、装置および製
品」に係る米国特許第4,414,285号に記載されている電
磁浮揚鋳造装プロセスを使用する長さの長い金属を連続
的に鋳造するための、改良された浮揚コイルアセンブリ
を有する電磁浮揚鋳造装置に係る。

背景従来技術の問題点 上で引用した米国特許は、鋳造ロッドが溶融状態から固
化する際通常これに作用する摩擦力、接着力および重力
に打ち勝つために使用する浮揚電磁磁界の存在下で金属
ロッドを連続的に鋳造するためのユニークなプロセスを
開示しかつクレームしている。この目的のために、電気
エネルギの多相発生源に接続した多巻コイルを用いて管
状熱交換器／鋳造器内にある溶融金属柱が固化する際こ
れに作用する浮揚電磁磁界を提供する。この浮揚電磁磁
界は、溶融金属柱を束縛しかつこれを熱交換器／鋳造器
の固化領域で静水頭の低下した実質的に無重力の状態に
保持する上方に進行する電磁磁界の形態にあり、その結
果、固化したロッド製品をこれが熱交換器／鋳造器を通
過した後これに作用するロッド取出機構によって連続的
に引き出すことができる。

上記の性能を有し、かつ必要とされる高い電力レベルで
しかも暴露される高温環境下で作動するように設計され
た電磁浮揚鋳造装置の構成および操作にはいくつかの問
題がある。

ゼネラルエレクトリック（General Elctric）浮揚鋳造
プロセス（以後GELEC（TM）プロセスという）では、液
体金属柱が固化する間これを支えかつ収容する管状鋳造
容器／熱交換器アセンブリの内部に強力で上方に進行す
る電磁磁界を形成する必要がある。このプロセスを実施
するために今日まで作られたタイプの浮揚装置では、36
巻の浮揚コイルを流れる500〜1,000アンペアの範囲の電
流によって浮揚磁場を発生させている。適度の寸法を持
つ絶縁線はこのような電流を連続的に通すことができな
いので、銅製の水冷チューブが浮揚コイルとして使われ
ている。このコイルは熱交換器の外壁に極めて接近して
配設され、この外壁は耐火性材料でできた管状鋳造容器
を包囲している。このようなコイルによって管状鋳造容
器の内部の磁場の強さが最大になる。

コイルを形成する銅製チューブを通って流れる充分な冷
却水流を提供すると共に励磁大電流を通すケーブルまた
は母線をチューブと電気的に接続することの必要性のた
め、機械工学的および電気工学的観点から多くの問題が
生ずる。更に、銅製チューブでできた磁気浮揚コイルは
比較的少数の巻数（典型的な場合１当り３巻）だけから
成るものであるから、得られる浮揚磁場は完全に一様で
はない。この非一様性のために、このプロセスで作られ
る鋳造ロッドで時折り観察される粒子構造の多少の不均
一さが生じると思われる。

10〜50キロワットの範囲の高周波多相電力の実用ソリッ
ドステート発電機の出力電圧はおよそ100〜500ボルトで
ある。この高電圧低電流出力は、概要を上に記載した浮
揚コイル設計を励起するのに必要とされる低電圧大電流
を発生するように、空気または水で強制冷却される逓降
変圧器を通り抜けなければならない。高周波10〜50キロ
ワットの３相逓降変圧器（または３個の１相変圧器）は
高価で大型であり、しかも設計および製造が多少難かし
い。更に、今日まで使用されている逓降変圧器およびこ
れにつながっている、浮揚コイルアセンブリに送電する
大電流供給ケーブルまたは母線は完全に満足できるもの
ではなく、より簡単で安価な設計が常に望ましい。

効率的で経済的な構造で上述の困難を排除するために本
発明が案出された。

本発明は、新規な配列の磁束集束（集中）デバイスを利
用する改良した浮揚コイルアセンブリを使用することに
よって上述の問題に対するユニークで自明でない解決策
を提供するものである。大きな磁場を発生すべく使用す
る多巻コイルのコイル寿命を改善するために大磁場の発
生に際し磁束集束デバイスを使用することは従来技術に
記載されているが、溶融金属の電磁浮揚に関しては今ま
で使用されていないかまたはその使用も示唆されていな
い。磁束集束装置に関する従来技術の記載の１つは、科
学機器概観（the Review of Scientific Instruments）
−7/59−524〜533頁のY.B.キム（Kim）およびE.D.プラ
トナー（Platner）による「高強度パルス式磁場用磁束
集束装置（Flux Concentrator For High Intensity Pul
sed Magnetic Field）」と題した論文にみられる。渦電
流試験装置に使用する違った形態の磁束集束デバイス
が、1975年３月18日付で発行された、ジョン P.ワレイ
ス（John P.Wallace）およびロバート A.ブルックス
（Robert A.Brooks）を発明者とする、「溝付１巻き伝
導性部材を使用する渦電流試験装置」に係る米国特許第
3,872,379号に開示されている。

本発明の実施に際し、溶融金属の電磁浮揚用の、磁束集
束デバイスを使用するユニークで自明でない浮揚コイル
アセンブリが提供され、これは管状鋳造容器を包囲する
複数個の溝付環状スラグからなっており、この鋳造容器
内で液体金属柱はGELEC（TM）プロセスに従って浮揚さ
れかつ冷却によって固化することになる。溝付環状スラ
グの各々は、このスラグを包囲する巻数の多い電磁磁界
生成コイルに誘導的に連結されている。各溝付環状スラ
グは、コイルによって発生した磁場をこのスラグが包囲
する管状鋳造容器の実質的な内部断面領域に集束させる
のに役立ち、かつ電流逓昇変成器として機能する。個々
の溝付環状スラグ（または積層した薄いスラグ）および
これと関連する周囲の電磁磁界生成コイルは、GELEC（T
M）浮揚コイルアセンブリ用に具備された多相励起の各
相に対して設けられている。

この溝付環状スラグ磁束集束機デバイスを使用すること
によって、多くの自明でない重要な利点が得られる。１
つの利点は、これまで使用されていた多巻液体冷却銅管
コイルの構成における避け難い変化によって生ずるコイ
ル誘導磁場の変化が最小限に抑えられるかまたは除去さ
れるということである。別の利点は、溝付環状スラグ部
材は鋳造金属柱に均一により近接しており、この金属柱
に対する電気機械的復原力を増大せしめてその結果鋳造
容金属柱の直径のより良好なコントロールを可能にする
ということである。更に、等しく重要なことは、溝付環
状スラグ磁束集束機を使用する改良した浮揚装置アセン
ブリによって、インピーダンスがより低いデバイスを用
いてより高い浮揚磁場を発生させることが可能になると
いうことである。こうして、浮揚装置コイルアセンブリ
に対する電圧要件と全体の電力要件とが軽減され、電気
的効率がより高くなる。たとえば、インピーダンスが40
％低下すると、必要とされる運転電圧と入力電圧とが40
％低下するであろう。磁束集束機デバイスを付加したた
めに、励磁コイルの内側周辺部での磁束密度が磁束集束
機ディスク中の中央開口部の内部周辺に有効に転移さ
れ、かつそこで再生される。この励磁コイル周辺部から
ディスクの中央開口部のディスク内部周辺（すなわち、
浮揚金属に最も近接する表面）への磁束の移動はまさに
GELEC（TM）プロセスに望ましいものである。最後に、
コイルの中心での磁束密度は、磁束集束機ディスクを設
定するとこれがないときよりも高く、これは望ましいこ
とである。しかしより重要なことは、中心点から外方に
向かっての磁束の勾配（すなわち、距離による磁束密度
の変化）もまた磁束集束機ディスクを設定するとずっと
大きいということである。磁束の勾配は浮揚金属柱に対
する内方封じ込め圧力を決定するものであり、したがっ
てこの勾配はより大きい値であるのが望ましい。

現存のGELEC（TM）装置では、鋳造作業の開始時に溶融
している銅が浮揚機コイル／熱交換器アセンブリ内に上
昇して来ると浮揚機コイルの入力インピーダンスがかな
り変化する。このインピーダンスの変化は、銅（溶融お
よび固化）がコイルの内部にあるとき浮揚機コイル中に
接続されている電気的負荷によって生起される。したが
って、このコイルインピーダンスの変化があるために、
作業の前にインバータの出力電圧を調整してセットた浮
揚機コイルの電流の望ましい値を、作業開始後速やかに
望ましい値にリセットしなければならない。磁束集束機
デバイスを付加することによってこの問題は事実上除去
される。というのは、高伝導性ディスクの励磁インピー
ダンスは既に大幅に低下しており、集束機ディスクの中
央開口部に極めて接近して溶融金属を導入すると励磁コ
イルインピーダンスにはほとんどまたは全く影響が出な
いからである。したがって、磁束集束機デバイスによっ
て、鋳造を開始する前に最適な浮揚機コイル電流をより
正確にセットし、しかも重大な始動操作の間この電流値
を保つことが可能になる。

本発明の上記した目的およびその他の目的、特徴ならび
に付随する利点の多くは、添付の図面に関連して考察し
た以下の詳細な説明を参照して本発明をより良く理解す
るにつれてより明瞭になるであろう。なお、いくつかの
図面の各々で類似の部分には同じ参照符号を付してあ
る。

発明の最良の実施態様 第１図は絶縁線の多巻コイル12に包囲された溝付環状ス
ラグ11を示平面端面図であり、多巻コイル12は環状スラ
グ11の外周辺を取り巻いている。多巻コイル12には交流
電源13から電流を流す。環状スラグ11には中央開口部14
が形成されており、非伝導性の溝15がスラグ11の外周辺
から中央開口部14に至るまで伸延している。ある瞬間外
側の一次多巻コイル12を通って矢印16で示された方向に
電流が流れると、環状スラグ11の外周辺の回りで矢印17
によって示される反対向きの電流が誘起される。スラグ
11内のアンペアーターンは励磁一次コイル12内のアンペ
アーターンと本質的に等しいはずであるので、スラグ11
（これは１巻きの二次コイルと等価である）内の電流は
非常に大きいであろう。15で示したような非伝導性の溝
がスラグ中にないと、電流17の大きさは同じであろう
が、表皮効果現象のために電流は主としてディスクの外
側縁部付近を流れることになり、内側の中央開口部14内
に発生する電磁磁界は最小となるであろう。しかし、非
伝導性の溝15が中央開口部14から環状スラグの外周辺ま
でスラグを貫いて存在すると、スラグ内の電流は矢印18
で示すように溝15の側縁に沿ってかつ中央開口部の周辺
部の回りを流れることになる。このように電流が中央開
口部14の周辺部の回りを流れることになると、中央開口
部14内に望ましい高い電磁磁界が発生する。

この際本質的に、外側多巻一次コイル12と溝付スラグ配
列11が電流逓昇変成器として働き、比較的直径が大きく
巻数の多い高電圧低電流励磁コイル12によって環状スラ
グ11の中央開口部14の回りに低電圧大電流が発生するこ
とになる。開口部14の直径はコイル12よりずっと小さ
く、したがって中央開口部内に高い磁束が形成される。
GELEC（TM）プロセスを実施するのに必要なのはこの高
度に集束された中央の磁束である。

上記の記載から、GELEC（TM）プロセスに必要な浮揚電
磁力を提供する磁場生成電流は本質的に溝付環状スラグ
11の中央開口部14の内側周辺部の回りの電流であること
が理解されるであろう。この特徴により、溝付環状スラ
グを挿入することによって、まるでｍ当りの巻数が同じ
で溝付環状スラグ11の内径を有するコイルで置き入えた
かのように、浮揚磁場を生成する励磁コイルの見掛けの
内径が減少するという主要な利点が得られる。このこと
によって、インピーダンスがより小さいデバイスを用い
てより高い磁場を生成することが可能になり、励起電源
の全体としての電力要求量が減少する。したがって、溝
付環状スラグ部材11は磁束集束装置として働き、多巻コ
イル12の全断面積を中央開口部14の内部面積で除した値
にほぼ等しい係数で多巻コイルによって生成する磁束を
有効に増大せしめる。

磁場検知プローブを用いて溝付環状スラグ部材11の集束
効果を測定した試験結果を添付図面中第２図示す。第２
図中破線で示した曲線は、磁束集束溝付環状スラグ部材
11がない状態で12のような多巻コイルの中心からガウス
単位で測定した磁場Ｂの磁束密度を示している。第２図
の右上隅り実線で示した曲線は、溝付環状磁場集束装置
11を挿入した後に測定した結果を示す。このデータは直
径6.5cmの平面ループ状に10巻巻いた多巻励磁コイルに
ついて測定した。銅製の溝付環状スラグ部材は相当する
6.5cmの外径と径が1.5cmの中央開口部とを有し厚みが0.
6cmであった。多巻コイルには１キロヘルツの周波数で
繰り返して1.0マイクロ秒のパルス電流を流して励磁し
た。第２図からわかるように、溝付環状スラグ部材11を
導入すると、中央開口部14内の磁束が全体的に増大す
る。

GELEC（TM）装置用の改良した浮揚コイルアセンブリで
は、金属鋳造プロセスを推進する浮揚磁場生成電流は本
質的に溝付環状スラグ部材11の中央開口部14の回りの電
流である。このことによって、電流流路が束縛されず
に、電流流路とその結果生ずる電磁力を、開口部14を通
過する溶融金属柱の直径がより大きい中央開口部14の周
辺の回りの点に集束させることができるという、従来使
用されている多巻コイル駆動配列に勝る主要な効果が得
られるのである。実際これは、金型として機能する浮揚
電磁磁界の封び込め効果の見掛けの剛性を増大させ、鋳
造固化ロッド製品の直径の平均的変動を減少させるのに
役立つであろう。

添付の第３図に、磁束集束デバイスとして第１図に示し
たような溝付環状スラグ部材を複数個使用するGELEC（T
M）装置で使用する改良した浮揚コイルアセンブリの好
ましい構成を示す。第３図中19に、セラミック、グラフ
ァイト、ジルコニア等（これらに限定されるわけではな
い）の如き高温耐火材料から製造された細長い管状鋳造
容器を示す。鋳造容器19は環状液体冷却熱交換器21によ
って冷却される。この熱交換器21は管状鋳造容器19を直
接包囲している。第４図に関連して後に説明するよう
に、管状熱交換器21内には液体冷却材を連続的に供給す
るための手段が設けられている。同時に、23で示す液体
金属をこれが上昇して行く管状鋳造容器19の下端に装入
する。液体金属23は、管状鋳造容器19内を上昇するにつ
れ、浮揚電磁磁界によって浮揚され、24で示す溶融金属
−固化金属界面で実質的に冷却される。その後この金属
を管状鋳造容器19の頂部から固化したロッド製品25とし
て引き出すことができる。この固化ロッド製品25を引き
出す様子も後に第４図に関連してより詳細に説明する。
22で示されている小さな間隙が、電磁磁界の作用によっ
て浮揚金属柱23の外表面と管状鋳造容器19の内側包囲面
との間に形成される。液体金属柱が固化すると更に直径
が減少（収縮）し、こうしてロッドが冷却するときに前
記の間隙が維持される。

24で示した固化領域の回りには電磁浮揚磁場生成手段が
設けられている。この手段は電磁浮揚磁場を生成させる
ための本発明の新規な浮揚機コイルアセンブリからなっ
ており、この電磁浮揚磁場によって、固化領域24内の液
体金属柱の静水頭が低下し、液体金属柱はこの領域内で
実質的に無重力の状態に維持される。同時に、液体金属
柱の外表面と鋳造容器19の内側包囲面との間の所定の寸
法関係が維持される。この目的のために、液体金属柱23
の断面寸法が、液体金属柱の外面と管状鋳造容器19の内
側包囲面との間の熱損失が大きくなってしまうような重
大な間隙の形成を妨げるのに十分なほどに大きくなるよ
うに、電磁磁界の値（強さ）を確立しかつ維持するため
の手段（後に第４図に関連して説明する）が設置されて
いる。浮揚コイルアセンブリをこのように作動させるこ
とにより、液体金属柱23と液体冷却管状鋳造容器19の間
で最適の熱交換が確実に行われ、同時に液体金属柱に作
用する摩擦力、接着力および重力が減少して最小にな
る。この説明からすぐわかるように、管状鋳造容器19は
鋳造器としてばかりでなく熱交換器としても働く。した
がって、以後この部品を管状鋳造器／熱交換器19,21と
呼ぶことにする。

第３図に示した新規でしかも改良された浮揚機アセンブ
リは11A,11Bおよび11Cで示した複数個の溝付環状スラグ
からなり、このスラグは、管状鋳造器／熱交換器19,21
の長さの、液体金属柱がその中で浮揚され同時に冷却さ
れることになる部分を包囲している。第３図に示した本
発明の具体例では、各々の溝付環状スラグ11A,11Bおよ
び11Cは溝付環状ディスクを積み重ねた整列体からなっ
ており、これらのディスクは互いに電気的に絶縁されて
いて第１図に示した溝付環状部材と類似の構成をもって
いる。各スラグ整列体11A,11B,11C中の溝付環状ディス
ク11の数と厚みは特定の設備に対する設計基準に従って
変化し得る。このような構成のスラグ整列体11A,11B,11
Cも各々絶縁部材10によって電気的に互いに絶縁されて
いる。

各スラグ整列体11A,11Bおよび11Cはそれぞれ12A,12Bま
たは12Cのような関連多巻電磁磁界生成コイルに誘導的
に連結されている。この多巻コイルは絶縁線を多数回巻
いて形成されており、場合によっては第３図に示したよ
うに、それぞれ円筒形状になっている絶縁面10A,10Bま
たは10Cによってそれぞれ関連スラグ部材11A,11Bまたは
11Cの外周面から更に絶縁されていてもよい。作動の
際、各多数巻線12A,12Bおよび12Cはそれぞれ、第４図に
関連して後述する多相電源から供給されるそれぞれの相
の励起電流によって励磁される。スラグ整列体11A,11B
および11Cは、第１図に関連して上述したように、それ
ぞれの相の巻線12A,12Bおよび12Cに供給される比較的高
い電圧で低い電流を中央開口部14の周辺の回りを流れる
低電圧大電流に変換するための電流逓昇変成器として作
動する。この大電流が、それぞれのスラグ整列体の中央
開口部を通過する集束された磁束を生ぜしめ、管状鋳造
器／熱交換器19,21の内部にある液体金属柱23に作用を
及ぼす。それぞれのコイルアセンブリ12A,12Bおよび12C
の励起の位相を同調させることによって、上方に進行す
る電磁波が発生し、これが固化領域24内の液体金属柱23
に作用して、液体金属柱23の外表面と管状鋳造器／熱交
換器19,21の内表面の間の最小限の間隙空間と共にこの
固化領域内の液体金属柱を実質的に無重力状態に維持す
る。

第４図を参照すると、鋳造すべき溶融金属は、均熱炉
（図示せず）に収容されており、この均熱炉から鋳造ア
センブリ35内の液体金属を所望のレベルに維持するのに
必要とされるだけ矢印32で示してあるように鋳造ルツボ
31内に導入される。この鋳造アセンブリは第３図に関し
て記載した管状鋳造器／熱交換器部分19,21と溝付環状
スラグ部材アセンブリ11A,11B,11Cとこれらを包囲する
多巻コイル12A,12B,12Cとで構成されている。鋳造アセ
ンブリ35はルツボ31上に載置され、ルツボから開放上端
まで上方に向かって垂直に伸びている。この開放上端を
通って、鋳造固化したロッド製品25が引出アセンブリに
よって引き出され、中間急冷ステーション36Aを介して
予備冷却ステーション36に入る。この鋳造され予備冷却
されたロッド製品25は、引出ロール37および38を介して
予備冷却ステーション36からタンデム型熱間圧延ステー
ション39および41（必要とされる場合）に送り、最後に
室温まで冷却する。その後鋳造製品を貯蔵用およびユー
ザへの配送用に巻取ステーション42でコイル状に巻き取
ってもよい。また別の場合、固化したロッド製品25を引
出ロール37および43で引き出し、室温まで冷却し、更に
加工することなく貯蔵することができる。

作動に際し溶融金属は、均熱炉（図示せず）からの重力
または加圧流によりルツボ31から第３図に23として示し
たような液体金属柱として鋳造アセンブリ35中に移動さ
せられる。溶融金属は連続鋳造プロセスの間必要に応じ
間欠的にまたは連続的に均熱炉からルツボ31中に送られ
る。こうして最初に確立された溶融金属柱23（第３図）
はその後、浮揚機コイルアセンブリによって発生した上
方に進行する浮揚電磁波が金属柱の静水頭を低下または
除去さえするのに有効なレベルより上のレベルに維持さ
れる。上方に進行する浮揚電磁波は、３相AC電流供給制
御装置26から各多巻誘導コイル12A,12Bおよび12Cに供給
された多相励起電流によって第３図に関して既に説明し
たようにして生成される。制御装置26の周波数と出力は
それぞれ公知の構成の周波数制御回路27と出力制御回路
28によって独立に制御される。

第４図には単純化して例示したため３相配列を示してあ
るが６相励起の浮揚コイルアセンブリが好ましい。しか
し、この他の多相電力供給システムとコイル配列が使用
できるであろうということは当業者には明らかであると
思われる。たとえば、第６図に示したように、12個の多
巻コイル（すなわち12A,12（−Ｂ′）,12C,12（−
Ａ′）,12Bおよび12（−Ｃ′）と更にこれをもう一度繰
り返す）を、改良した浮揚コイルアセンブリ35の回り
で、鋳造器／熱交換器チューブ19の軸に対してほぼ垂直
に配列された巻線として垂直方向に間隔を保って配置す
る。これらのコイルを電気的に相互接続して、コイルの
周波数で２波長分にわたって物理的に伸びこうして浮揚
ゾーンの長さを決定する直列に配列された２組の６相コ
イルシステムを形成する。このような配列も上記に引用
した米国特許第4,414,285号（この開示内容をそっくり
そのまま援用して本出願中に包含する）の第５図に概略
的に示されているが、12相システムとして説明されてい
る。もしコイルの励起周波数の１波長分にわたって伸び
る単一の６相コイルシステムを使用したいのであれば、
そのときには第６図に示した多巻コイル12A,12（−
Ｂ′）等の数をこれらコイルの単一のセットだけに減ら
し、コイルの２番目のセットに電気的に接続しなければ
よいであろう。位相巻線の組合せを３相、４相またはそ
の他の相の群を相互接続して使用するような他のコイル
配列も上記の開示に照らして当業者には自明であろう。

上記の改良多相浮揚機コイルアセンブリによって、連続
する閉鎖磁束ループ間の距離と励起周波数に比例する速
さで進む上方に向かう進行波が生ずる。一次側多巻励起
巻線12A,12Bおよび12Cは、液体金属と新たに固化した金
属製品の、浮揚機チューブアセンブリ35の最下端部を除
く、全体が鋳造作業中ずっと実質的に無重力の状態に浮
揚されるように、浮揚機チューブアセンブリ35の長さに
沿って垂直上方に向って配列する。この状態では液体金
属柱23の浮揚機チューブ35の固化領域内の静水頭は実質
的にゼロであるので、液体金属柱は実質的に無圧力であ
る。無圧力とは、液体金属柱の外面と鋳造器19の内側包
囲面との間に連続圧力接触が実質的になく、液体金属柱
が臨界的固化ゾーン24内で実質的な静水頭をもたないと
いうことを意味する。この結果固化中の金属柱に働く摩
擦力および接着力ならびに重力が固化ゾーン内で最小に
なる。

鋳造設備のサイズ特に浮揚機チューブアセンブリ35の長
さを制限し、また固化領域内の液体金属柱を無重力に維
持するのに必要とされる入力電力を最小に抑えるために
は、熱交換効果を最大にするのが望ましい。実際第３図
に示した熱交換器配列では、上部マニホルドまたはヘッ
ダ33から供給されて下部ヘッダ34から流れ出す、（作動
中）連続して急速に流れる、乱流ではあるがかなり断面
の小さい環状流体冷却材流で上昇液体金属柱23を有効に
包囲することによって、水中急冷に近い状態が得られ
る。液体金属柱23と、環状熱交換器21（これはステンレ
ススチールまたはこれに類似する他の材料製である）の
内壁の円筒表面に設けられたグラファイト製包囲管19と
の間の小間隙を切る熱の流れは大いに有効である。この
熱伝達能は、環状冷却チャンバ21内に短い内部環状リブ
を設けることによって更に増強することができる。この
リブは液体冷却剤の層流に対して障壁となり、冷却液が
上部マニホルド33から下部マニホルドまで環状熱交換器
を通って下流する際この中に乱流を生ぜしめる。

第３図に示した管状グラファイト鋳造容器19の内径と、
上方に進行する浮揚電磁磁界の周波数や強さのような系
の動作パラメータとは、界面24で規定される固化領域内
で液体金属柱23の外面と管状鋳造容器19の内面との間に
22で示したような最小の環状間隙ができるように選択す
る。これは実際、液体金属柱が固化して柱の断面積が極
めて少しではあるが減少している所より下で起こる。第
３図に22で示した間隙は模式的なものであり、この環状
間隙の位置や寸法を正確に表わすものではない。この間
隙が固化領域とそのすぐ下で上方に進行する浮揚電磁磁
界により生ずる封び込め効果のために大きくなり過ぎる
と、液体金属柱23と管状鋳造器／熱交換器19,21との間
の有効な熱伝達が大きく損なわれることになろう。これ
は、磁場の強さと熱除去速度との間に強い逆比例関係が
あることに起因する。したがって、鋳造作業開始時に、
固化領域内での熱伝達を良好に保ちながらこの臨界領域
内で最小の間隙をもって上記に定義した無圧力接触を生
ぜしめるように、上方に進行する電磁浮揚磁場の強さを
調整すべきである。その後、磁場の強さをこの設定値に
維持し、鋳造作業中、浮揚機チューブアセンブリを通っ
て液体金属柱が移動しかつ固化した金属製品が出ていく
速度（線速度）は変わったとしてもこの磁場の強さは変
わってはならない。

実用的な連続鋳造プロセスの観点から、固化ロッド製品
の温度は極めて重大であり、比較的狭い範囲内に維持し
なければならない。たとえば、鋳造ロッド製品が銅で1,
000℃（白熱）よりずっと高いと、弱過ぎて自己を支持
することができず、しかも引出ロール37,38によって浮
揚機チューブアセンブリ35内での鋳造作業から場合によ
り使用される予備急冷および予備冷却チャンバ36A,36を
通ってロッドを移動させるのに必要な引張力を伝えるこ
とができないであろう。一方、ロッド温度が約850℃未
満では、以後の固化金属の冷間引抜（冷間加工）にとっ
て最適な微細粒子の均一構造を形成するのが望まれる場
合に必要に応じてタンデムロール39を用いて実施しても
よい「熱間」圧延をするには冷た過ぎる。この熱間圧延
装置を省くことができれば系全体のコストおよびプロセ
スの簡略化の観点からかなりの利点となる。幸いにも、
予期されなかったことであるが、電磁浮揚磁場の強力な
揺動攪拌作用によって、「そのままで」使用できると思
われる適度な大きさの粒子構造を有する鋳造ロッドが得
られるのである。このような適用の場合、浮揚コイル／
熱交換器アセンブリ35の上方にスプレイまたは霧型のク
ーラ36,36Aを用いて出て来る固化ロッドを「急冷」し、
次にこのロッドを引出ロール37および43を介して直接巻
取機またはその他の巻取機構に供するのが適当である。

以上の考察に基づいて推奨される手順は、第４図に示し
たロッド引出ロール37,38の駆動モータを制御すること
によって鋳造速度（すなわち、浮揚機チューブアセンブ
リ35を通って移動する液体金属柱の線速度）をコントロ
ールすることである。浮揚磁場の強さと励起周波数は、
鋳造中の金属の特定の大きさと固有抵抗に対して計算し
た値に設定すべきであり、浮揚比は75〜200％の範囲で
あり周波数は米国特許第4,414,285号に記載のように決
定される。その後、選択した励起周波数と電磁浮揚磁場
の強さとの双方を作業中ずっと維持し、変化しないよう
にする。

第３図の説明で上述したように、多巻コイル12A,12Bお
よび12Cは通常の高温耐熱線から製造する。この線には
比較的小さい電流が流れるので各線を個々の液体冷却熱
交換器配列で別個に冷却する必要はないであろう。ただ
し、コイル上に強制冷却空気流をあてる必要があるかも
しれない。もちろん、溝付環状スラグ部材11は環状熱交
換器のウォータジャケット21に非常に近接しており、こ
れらの中を大電流が流れるにもかかわらず部材を適度な
温度に維持することができるように比較的大きい伝導断
面を有している。溝付環状ディスクからなる環状スラグ
11A,11Bおよび11Cの厚みは上記の能力を高めるべく広範
囲に亘って調整可能である。しかし、管状鋳造器／熱交
換器19,21が内部に配置される中央開口部の回りにより
一様な磁場を形成するために各相の溝付環状スラグ多巻
コイル配列１つずつに対して少なくとも２〜３枚のディ
スクを使用することになろう。

溝付環状スラグを構成するディスク中に形成された溝15
は垂直方向に１列に並べる必要はない。スラグを構成す
るディスクは互いに絶縁されているからである。しか
し、溝が生ぜしめる全体の磁場の歪みが（もしあれば）
最小限に抑えられるようにディスクを配向させてもよか
ろう。更に、溝付環状スラグ部材11A,11B,11C,等の内部
の中央開口部の断面はあらゆる所望の形状であることが
できるということが当業者には明らかであろう。たとえ
ば、長円、六角形、その他の所望の断面形状のいずれ
も、類似の断面の固化ロッド製品を鋳造するのに使用で
きるであろう。同様に、溝付環状スラグの外辺形状は円
形である必要はなく、長円形、六角形またはその他の所
望の形状であることができよう。

磁束集束機構付環状スラグの外表面は滑らかである必要
はなく、これらをそれぞれの多巻励起用巻線により良好
に連結させるためこれらの外面の回りに環状に切削され
た溝を有することができよう。単一の連続多重巻線を使
おうという場合には連続した螺旋溝を用いることができ
よう。更に、適切な工学上の慣用に従って、数層の巻線
型円形導体の代わりに１層または２、３の層の正方形ま
たは矩形状断面導体で多巻励起用コイル12A,12B,12Cを
作製すると望ましいであろう。このようなタイプの構成
をとると、励起コイルとこれと関連する磁束集束機構付
環状スラグとの間の有効空気間隙が最小になるであろ
う。また、励起周波数がより高い時キャパシタンスが低
いといった他の効能も得られるであろう。矩形断面導体
から作った励起コイルは、有効伝導断面がより大きいた
めに、絶縁円形線の多重巻線から作製したコイルよりも
I²R熱損失がより少ないということもある。多巻励起コ
イル導体を製造する際に使用する絶縁法の選択も適当な
工学上の慣習の問題である。たとえば、高温電線用のエ
ナメル、重合体塗膜またはテープおよびその他類似の新
たに開発された高温絶縁材料を使用すると、コイルアセ
ンブリ用の冷却装置を必要としないかまたはこのような
装置のコストと複雑さを低減できると考えられる。

上記の教示に照らし当業者は磁束集束装置アセンブリの
構成に対する他の修正および変形に関する示唆を得るこ
とできるであろう。たとえば、一次側多巻励起コイル溝
付環状スラグ磁束集束装置アセンブリの構成において特
殊形状の高温フェライト部材のような強磁性材料を使用
することが可能である。浮揚装置アセンブリの底部コイ
ルより下の電界は、これが他のコイルによって生ずる相
互作用の場から離れているために、本質的に、液体金属
柱の上方への動きに反発する。傾向のある単一相電界と
同様に働き得ると思われる。強磁性フェライト部材を積
層アセンブリの底部で適切に組込み配置すると、上記の
反発電界の作用を最小に抑えることが可能になるであろ
う。更に、溝付環状スラグ部材磁束集束機プレート中に
円形断面以外の中央開口部を使用する場合、磁束集束装
置アセンブリによって生ずる電磁磁界を「整形」して所
望の磁場パターンにするために、適切に造形された強磁
性フェライト材料の磁束整形部材を溝付環状スラグ部材
と共にアセンブリ中に組み込むことができよう。このよ
うな配列の１例は第７図に関連して後に説明する。磁場
を整形する別の方法では、セグメントを切り開くか、ま
たは溝付環状スラグ部材の内側もしくは外側周辺部の回
りに別の磁場整形用の溝を切り抜いて作り、こうして所
望でない様子で流れる電流を強制的に電流流路に流れる
ようにしてより適した磁場の配置が得られる。磁場の整
形のためにセグメントを除去したり、溝付環状スラグ部
材に溝を追加作成したりすることができるが、その代わ
り磁場がいくらか失われプレートの電気インピーダンス
は増大する。したがって、この磁場整形法は強磁性フェ
ライトの磁場整形部材（もっても強磁性成分は高周波数
の磁場で非線形であることが知られているが）を使用す
る場合より望ましくないであろう。

適切な工学設計の実用的な操作の容易性を提供するとい
う見地から、固定された断面の内側開口部を有する一次
側多巻励起コイルの１組を、様々に異なる中央開口部直
径を有するが一定の外側断面形状と面積を有する種々の
溝付環状スラグ磁束集束機−熱交換器アセンブリと共に
使用することができるように設計された新規で改良され
た浮揚コイルアセンブリが最も望ましいであろう。

このように構成された新規な改良浮揚コイルアセンブリ
を組み込んだGELECプロセスのユーザは、単に内部溝付
環状スラグ磁束集束機−熱交換器アセンブリを変えるだ
けで8mm径のロッドの製造から5mm径のロッド用に変更す
ることができ、しかも一次側の多巻外側励起コイル自体
は取り外したり変えたりする必要がないであろう。

上記段落で指摘したように、磁束集束機スラグ部材の中
央に設けられた断面開口部はその断面が円形以外のもの
であることができる。このような配列の１例を第７、7A
および7B図に示す。第７図は、第７および7A図に59で示
した矩形断面を有するプレートを溶融金属から製造する
際に使用するのに適した装置の１相巻線のみの頂部平面
図である。矩形断面の溶融金属プレート59は、細長い矩
形の中央開口部61と第７および7B図の双方に58で示した
ギャップとを有するほぼ矩形磁束集束機スラグ部材55
（前記ギャップはこの中に形成されている）によって形
成される。矩形状磁束集束装置55は第７および7A図で最
も良くわかる外部一次多巻コイル56内に配置されてい
る。磁束集束機スラグ部材55から出る磁束の形を整形す
るために、57で示す複数個の非伝導性の薄いフェライト
プレートが第7A図に最も明瞭に示されているように多巻
一次コイル56および磁束集束機スラグ部材55の部分アセ
ンブリの上下に配置されている。薄いフェライト製プレ
ート部材57は、第７図から最もわかるように、溶融金属
プレート59の長軸平面内に磁束を集束させてプレートに
第７図に示されているようなほぼ平らな矩形断面を与え
るために特別に成形された台形形状を有している。第３
および４図に示した本発明の具体例と同様に、鋳造器／
熱交換器19,21を構成するグラファイトで裏打ちした水
冷熱交換器が磁束集束機付環状流スラグアセンブリ11A,
11Bおよび11Cと浮揚する液体金属柱23との間に配置され
ている。この構成の場合、比較的大きい電流が液体冷却
熱交換器内に誘起されかなりの量が失なわれるというこ
とがわかるであろう。このような損失を回避するため第
５および６図に示した本発明の好ましい具体例が提供さ
れる。

第６図を考察すると図に一般に11で示した溝付環状スラ
グ磁束集束装置プレートアセンブリが機械的に強く剛性
でであることが理解されよう。磁束集束装置スラグ11が
熱伝導性の良いしかも各々のスラグ部材間を電気的に絶
縁できる金属で作られていれば、このようなアセンブリ
によって各スラグ部材11中に形成された第５図に51で示
す一連の冷却流路を通って電気的に絶縁されている上部
ヘッダマニホルド33から下部マニホルド34へ流下する液
体冷却材にかなりの量の熱を伝達することができるであ
ろう。この配列では、管状鋳造容器19はグラファイト、
ジルコニア、TZM等のような耐火性ライニング容器から
なり、これは、液体冷却溝付環状スラグ磁束集束装置ア
センブリ35を形成する溝付環状スラグ11A,11（−
Ｂ′）,11C,等々の積層整列体の内部開口部14の中に直
接プレスばめされる。このアセンブリ35は第４図に関連
して記載した磁束集束装置アセンブリと全く同様に機能
する。しかし第５および６図のアセンブリでは、溝付環
状スラグ磁束集束装置アセンブリ35の内側周辺部と管状
鋳造容器部分19内で浮遊する液体金属柱23との間隙が小
さくなっているため、液体金属柱23との電磁的結合が大
幅に改善され、第３図のアセンブリの熱交換器アセンブ
リ21内に誘起された渦電流によって失なわれる電力損失
がなくなる。更に、第３図のアセンブリの環状熱交換器
部材21が省略されるため、全体アセンブリのコストが減
少する。

更に第６図に関し、各々の溝付環状スラグ磁束集束機11
A,11（−Ｂ′）,11C,等は比較的厚いモノリシックスラ
グからなっており、その軸方向寸法はこれと関連する12
A,12（−Ｂ′）,12C,等のような一次側多巻駆動コイル
の軸方向寸法にほぼ等しいことに注意されたい。これら
の多巻コイルはそれぞれの３相電流供給制御装置26によ
って励磁され、上に引用した米国特許第4,414,285号の
添付第５図に関連して既に詳細に説明したように供給制
御装置26に接続されている。

この改良浮揚コイルおよび熱交換器アセンブリを設計す
るには、溝付環状スラグ部材が、これを包囲する関連一
次多巻駆動コイルの中にプレスばめされ、しかも関連す
る一次多巻コイル、管状耐火性ライナ19および隣接する
スラグ部材から電気的に絶縁されるようにすべきであ
る。このため、第６図の配列に使用する溝付環状スラグ
部材11はアルミニウム1100のような軟質アルミニウム材
料から製造されるであろう。冷却流路51はドリルで穴を
あけるかまたは鋳造し、次いで各環状スラグ部材を公知
の電気化学的手段によって陽極酸化する。陽極酸化処理
によってスラグの露出表面全体に亘って酸化アルミニウ
ム皮膜が約2/1000インチの厚みまで生成成長する。こう
して生成した酸化アルミニウム皮膜によって、各溝付環
状スラグ部材が互いに電気的に絶縁されると共にこれと
関連する一次多巻駆動コイルおよび管状耐火性ライナ19
から電気的に絶縁される。溝付環状スラグ部材11A,11
（−Ｂ′）,11C,等の積層整列体を、冷却流路51が整列
しそれぞれのスラグ部材間に液密シールを形成するよう
に圧接する。冷却流路51の内面にも酸化アルミニウム絶
縁面が生長形成されるので液体冷却材は隣接スラグ部材
間で電気的にショートすることがない。所望により、
銅、アルミニウムまたはその他の管を整列開口51の中に
挿入し次いで膨張させて圧着させ、こうして隣接スラグ
部材間の漏洩が起こらないように更に確実にする。酸化
アルミニウムの陽極酸化膜によって銅やその他の導電性
管が溝付環状スラグ部材間でショートするのが防止され
る。

上述の説明からわかるように、個々の溝付環状スラグ磁
束集束装置部材は陽極酸化皮膜によって互いに電気的に
絶縁され、その結果、これら部材の内部開口部41の周辺
で誘起された大きい磁束生成電流をそれぞれ別個にコン
トロールしてGELEC（TM）プロセスの実施に必要な所望
の上方に進行する電磁浮揚磁場を発生させることができ
る。更に、薄い酸化アルミニウムの陽極酸化皮膜は薄い
ためにその熱的固有抵抗は極く小さいことが知られてい
る。従って、この組み立てた浮揚コイル構造の冷却特性
は第３図に示したアセンブリで得られる冷却に匹敵する
かあるいはおそらくそれ以上であろう。所望によって、
アルミニウム2024のような他のアルミニウム材料をスラ
グの製造に用いることができるであろうが、このような
材料はアルミニウム1100より多少固有抵抗が高いことが
知られており、浮揚コイルアセンブリの作動中の損失が
多少大きくなるであろう。

第５および６図に示したような改良浮揚磁場生成アセン
ブリではある種の製品の場合充分な冷却が得られないと
いうことになったら、流路51で得られるものに更に別の
冷却を提供することが可能である。この点、第３図に示
した配列の溝付環状スラグ部材中に上記のような追加の
液体冷却流路を設ける必要があろう。もっとも、この磁
束集束機溝付環状スラグ部材を使用することで期待され
る利点の１つはこの浮揚コイルアセンブリ中に水冷導体
を使用する必要がないことである。しかし、第３図の磁
束集束装置溝付環状スラグ部材アセンブリの場合空気ま
たは水やその他の液体冷却材のいずれかによって冷却す
る必要があることがわかるであろう。このような冷却が
必要であれば、第５図に示した冷却流路を第３図の溝付
環状スラグ部材中に設けることができるであろう。この
ような冷却流路は、浮揚磁場生成電流の流れを妨げたり
歪めたりしないように、各スラグ部材の内周辺および外
周辺から電気的表皮深さの数倍だけ離して配置すべきで
ある。

上記の考察の結果、51のような冷却流路を、各溝付環状
磁束集束スラグ部材に形成できる数が限定され得る。こ
のことが実際確かでありしかもGELEC（TM）プロセスの
実施に付加的冷却が必要とされるならば、スラグ部材に
穴をあけて、たとえば米国特許第3,872,379号の第９〜1
6図に関して記載されたタイプの環状冷却流路を設ける
ことができるであろう。このようにして形成された環状
流体通路は、溝付環状スラグ部材の積層集合体間で第５
図に51で示したような相互連結用開口を介して互いに連
結することができるであろう。陽極酸化した磁束集束機
スラグ部材11を適切に設計して用いることによって、鋳
造容器19のライナの使用を省略すること可能であろう。
当業者は上記の開示に照らして所望の程度の冷却を達成
するのに必要な他の修正および変形に関する示唆を得る
ことができるであろう。

産業上の利用性 以上説明した本発明の改良浮揚コイルアセンブリを有す
る電磁浮揚鋳造装置は、銅、アルミニウム、ニッケルお
よびこれらや他の金属の種々の合金から製造されるロッ
ドのような長さの長い金属製品の連続的鋳造に使用され
る。

以上本発明に従って構成された改良浮揚コイルアセンブ
リを有する電磁浮揚鋳造容器のいくつかの具体例につい
て説明したが、当業者は上記の教示に照らし本発明の他
の修正および変更に関する示唆を容易に得ることができ
ると思われる。したがって、上記した本発明の特定具体
例において、特許請求の範囲に定義した本発明の充分に
意図した範囲内に入る変更をなし得るものと了解された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良電磁浮揚コイルアセンブリを構
成する際に使用する溝付環状スラグ磁束集束機デバイス
の概略図であり、 第２図は、多巻電磁誘導コイルの磁束磁界を示す電圧対
距離特性曲線であり、このコイルが、第１図に示したよ
うな溝付環状スラグ磁束集束機を挿入されてなるコイル
とは対照的に単に開放空間中心を有する場合に得られた
磁束集束の違いを示しており、 第３図は、本発明に従って構成した改良浮揚コイルアセ
ンブリの１具体例の断面図であり、 第４図は、本発明に従って構成した改良浮揚コイルアセ
ンブリを有する電磁浮揚鋳造装置の機能的概略ブロック
図であり、 第５図は、別の形態の改良浮揚コイルアセンブリを製造
する際に使用する溝付環状スラグ磁束集束装置の別の構
成の平面図であり、 第６図は、別の形態の改良浮揚コイルアセンブリの断面
図であり、 第７、7Aおよび7B図は、矩形断面を有する平板を鋳造す
る際の使用に適した本発明の更に別の具体例を示す図で
ある。 11,55……溝付環状スラグ、 12,56……コイル、14,61……中央開口部、 15,58……溝（ギャップ）、 19……管状鋳造容器、21……環状熱交換器、 22……間隙、23……液体金属柱、 24……液体−固体金属界面（固化領域）、 25……固化金属ロッド、26……多相電源、 31……ルツボ、35……浮揚鋳造アセンブリ、 36……予備冷却、37,38,43……引出ロール、 39,41……圧延、42……巻取機、 51……冷却流路。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固化すべき液体金属を受容すべく直立して
   配置された細長い管状容器と、液体金属を鋳造容器の下
   部に送入するための手段と、鋳造容器内の液体金属を冷
   却し固化するために該鋳造容器と関連する熱交換手段
   と、固化した金属を鋳造容器の上部から取り出すための
   手段と、液体金属柱の静水頭を低下させかつ液体金属柱
   の外面とこれを包囲する鋳造容器の内面との間の所定の
   寸法関係を維持し、こうして液体金属柱と鋳造容器との
   間の熱伝達を最大限に得ると同時に重力、摩擦力および
   接着力を最小にするための、鋳造容器の回りでその長さ
   の一部に沿って配置された電磁浮揚磁場生成手段とから
   なっており、該電磁浮揚磁場生成手段が、内部で液体金
   属柱を浮揚する管状鋳造容器の長さの部分を包囲する複
   数個の溝付環状スラグからなる磁場集束手段を含んでお
   り、スラグの各々がそれぞれのスラグを包囲する巻数の
   多い電磁磁界生成コイルと誘導的に連結されており、そ
   の結果各スラグが前記コイルによって生成した磁場を自
   身が包囲する管状鋳造容器の部分の内部断面領域に実質
   的に集束するように働きかつ電流逓昇変成器として機能
   することを特徴とする電磁浮揚鋳造装置。
2. 【請求項２】電磁浮揚磁場生成手段が上方に進行する交
   流電磁磁界を生成するための多相交流電源の連続する相
   と接続するための複数個の電磁コイルと少なくとも１つ
   の溝付環状スラグを含んでおり、連続する相の各々に対
   してそれぞれの電磁磁界生成コイル磁場集束手段が備わ
   っており、各相に対する溝付環状スラグが互いに電気的
   に絶縁されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
3. 【請求項３】各相に対する電磁磁界生成コイルと誘導的
   に連結されている溝付環状スラグがモノリシック構造を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載の電磁浮揚鋳造装置。
4. 【請求項４】各相に対する電磁磁界生成コイルと誘導的
   に連結されている溝付環状スラグが互いに電気的に絶縁
   された溝付環状ディスクの積層整列体からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の電磁浮揚鋳造装
   置。
5. 【請求項５】熱交換手段が、前記電磁浮揚磁場生成手段
   が配置されている領域で管状鋳造容器を直接包囲する環
   状の形状をし流体によって冷却される熱交換器と、この
   環状流体冷却熱交換器に冷却用流体を連続的に供給する
   ための手段とからなり、前記管状鋳造容器と環状流体冷
   却熱交換器が電磁磁界生成手段に対し磁束集束機をなす
   溝付環状スラグの中央開口部に位置していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の電磁浮揚鋳造装
   置。
6. 【請求項６】熱交換手段が、部分的に、前記電磁浮揚磁
   場生成手段が配置されている領域で管状鋳造容器の外面
   を直接包囲しかつこれと機械的および熱伝導的に接触し
   ているが電気的には絶縁されており更に冷却用流体の通
   過用に形成された流路を有する溝付環状スラグと、前記
   溝付環状スラグに形成された冷却流路に冷却用流体を連
   続的に供給するための手段とからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
7. 【請求項７】管状鋳造容器が実質的に均一な内径の耐火
   性材料でできた管であり、更に、管状鋳造容器の下端と
   連通する溶融金属を収容するルツボと、液体金属柱を確
   立しかつこれを電磁浮揚磁場生成手段の下端より上のレ
   ベルまで管状鋳造容器中で上方に移動すべくルツボに関
   連された手段と、電磁浮揚磁場内で最初の金属ロッドの
   下端を溶融液体金属柱の上端に接合するための手段と、
   液体金属柱の断面寸法が金属柱の外面とこれを包囲する
   鋳造容器の内面との間の実質的な間隙の形成を妨げるの
   に充分なほどに大きくなるように電磁磁界の値を維持す
   るための手段と、前記電磁浮揚磁場生成手段とは独立し
   て液体金属柱を鋳造容器中で上方に移動するための手段
   と、固化した金属製品を管状鋳造容器の上部から取り出
   す速度を制御することによって固化金属製品の生成速度
   を制御するための手段を含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
8. 【請求項８】多相交流電源が、鋳造する金属のタイプと
   大きさに応じて一様に平衡した上方に進行する電磁浮揚
   力が生ずるように出力と周波数を可変制御することがで
   きる多相発電機であることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
9. 【請求項９】各相に対する電磁磁界生成コイルに誘導的
   に連結されている溝付環状スラグがモノリシック構造を
   有していることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載の電磁浮揚鋳造装置。
10. 【請求項１０】熱交換手段が、前記電磁浮揚磁場生成手
    段が配置されている領域で管状鋳造容器を直接包囲する
    環状の形状をし流体によって冷却される熱交換器と、こ
    の環状流体冷却熱交換器に冷却用流体を連続的に供給す
    るための手段とからなり、前記管状鋳造容器と環状流体
    冷却熱交換器が電磁磁場生成手段に対し磁束集束機をな
    す溝付環状スラグの中央開口部内に位置していることを
    特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の電磁浮揚鋳造
    装置。
11. 【請求項１１】熱交換手段が、部分的に、前記電磁浮揚
    磁場生成手段が配置されている領域で管状鋳造容器の外
    面を直接包囲しかつこれと機械的および熱伝導的に接触
    しているが電気的には絶縁されており更に冷却用流体の
    通過用に形成された流路を有する溝付環状スラグと、前
    記溝付環状スラグ内に形成された冷却流路に冷却用流体
    を連続的に供給するための手段とからなることを特徴と
    する特許請求の範囲第９項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
12. 【請求項１２】各相に対する電磁磁界生成コイルと誘導
    的に連結されている溝付環状スラグが互いに電気的に絶
    縁された溝付環状ディスクの積層整列体からなることを
    特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の電磁浮揚鋳造
    装置。
13. 【請求項１３】熱交換手段が、前記電磁浮揚磁場生成手
    段が配置されている領域で管状鋳造容器を直接包囲する
    環状の形状をし流体によって冷却される熱交換器と、こ
    の環状流体冷却熱交換器に冷却用流体を連続的に供給す
    るための手段とからなり、前記管状鋳造容器と環状流体
    冷却熱交換器が電磁磁界生成手段に対し磁束集束機をな
    す溝付環状スラグの中央開口部内に位置していることを
    特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の電磁浮揚鋳造
    装置。
14. 【請求項１４】熱交換手段が、部分的に、前記電磁浮揚
    磁場生成手段が配置されている領域で管状鋳造容器の外
    面を直接包囲しかつこれと機械的および熱伝導的に接触
    しているが電気的には絶縁されており更に冷却用流体の
    通過用に形成された流路を有する溝付環状スラグと、前
    記溝付環状スラグに形成された冷却流路に冷却用流体を
    連続的に供給するための手段とからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第12項に記載の電磁浮揚鋳造装置。
15. 【請求項１５】更に、鋳造容器の上部からでた固化金属
    製品を予備冷却するための手段と、この製品を圧延して
    所望の寸法にするための手段と、この圧延した製品を貯
    蔵および後の使用に備えるために周囲温度まで冷却する
    手段とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第８項に
    記載の電磁浮揚鋳造装置。
16. 【請求項１６】更に、固化金属製品を予備冷却し、その
    後予備冷却した固化製品を貯蔵および後の使用のために
    周囲温度まで冷却するための手段を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第８項に記載の電磁浮揚鋳造装置。