JPH07100802B2 - 金属流の流れを制御する装置及び方法 - Google Patents

金属流の流れを制御する装置及び方法

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JPH07100802B2
JPH07100802B2 JP5020872A JP2087293A JPH07100802B2 JP H07100802 B2 JPH07100802 B2 JP H07100802B2 JP 5020872 A JP5020872 A JP 5020872A JP 2087293 A JP2087293 A JP 2087293A JP H07100802 B2 JPH07100802 B2 JP H07100802B2
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induction heating
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デヴィット・ポール・モウラー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying

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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、冶金技術に関し、更に具体的
に言えば、溶融金属流の流れの制御に関する。金属製の
物品は幾つかの任意の方法で製造することができ、その
１つが金属粉末処理である。この方式では、最初に、関
心のある金属合金の微細粉末粒子を形成する。次に、適
正な量の粒子状又は粉末状金属を型又は容器に入れ、高
温又は低温均衡圧成、押出成形又はその他の手段によっ
て突き固める。この粉末冶金方式は、粉末の圧密により
作られる製品の微細構造が、従来の方式によって得られ
るものよりも、典型的には一層微細で一層一様であると
いう重要な利点を有する。場合によっては、最終製品は
事実上、最終的な形状に作ることができ、このため最終
加工を殆んど又は全く必要としないことがある。最終加
工は費用がかかると共に、合金材料も無駄になり、従っ
て、物品を製造するための粉末方式は、従来の方式より
も費用が安くなる場合が多い。
【０００２】粉末製造技術を用いる前提条件は、商業的
な規模で要求される合金組成の「きれい」な粉末を作る
ことができることである。（「きれい」という用語は、
金属中の異物粒子が低レベルであることを指す。）粉末
を製造するための多数の方式が工夫されている。通常の
１つの方式では、関心のある合金の溶融物を形成し、こ
の溶融物から合金の連続的な流れを作る。この流れをガ
スジェット又は回転円板によって噴霧化し、凝固した粒
子を作り、それを集めて、寸法によって等級に分ける。
寸法の仕様に合う粒子を残しておき、合わないものは再
び溶融する。本発明は、溶融物から抽出されて噴霧段に
送られる金属流を形成及び制御することに用途がある。
更に一般的に言えば、本発明は、この他のきれいな金属
を製造する技術に用いるための金属流の形成及び制御に
用途がある。
【０００３】宇宙空間用部品の粉末処理では、チタン合
金に特に関心がある。これらの合金は、低い温度及び中
位の温度で丈夫であり、高温の用途に用いられるコバル
ト及びニッケル合金よりもずっと軽い。しかしながら、
溶融状態のチタン合金は、他の材料との反応性が強く、
従って、汚染を避けるための特別の注意を払わないと、
溶融して噴霧段に向けて流れとして送り込むときに、汚
染され易い。
【０００４】チタン合金のような反応性の合金の流れを
溶融させて形成するための幾つかの方式が工夫されてい
る。その１つの方式では、合金を低温炉床内で誘導加熱
により溶融する。合金の流れを炉床の底から引き出し、
噴霧装置に差向ける。この流れは、単にその流れが重力
の作用で自由落下するようにすることにより送り込むこ
とができる。落下するときの流れの冷却が強過ぎるのを
防止するため、例えば米国特許番号第３６０４５９８号
に記載されているように、その中を流れが通過するセラ
ミックのノズルライナの周りに、電気抵抗加熱コイルが
配置されている。他の方式は、例えば米国特許番号第４
７６２５５３号に記載されているように、流れを加熱す
ると共にその直径を制御する両方の目的のために、その
中を流れが落下する容積の周りに、誘導コイルが配置さ
れている。これらの方式及び同様な方式は、種々の理由
で、反応性の強いチタン合金の流れを制御するには商業
的に受け入れることができるものではないことが判っ
た。
【０００５】このため、金属、特にチタン合金のような
反応性金属の流れを形成及び制御する改良された方式の
要望がある。本発明は、この要望に応えると共に、それ
に伴う利点をもたらす。
【０００６】
【発明の要約】本発明は、異物との接触により金属を汚
染させることなく、金属流の流れを制御する装置を提供
する。この装置は、種々の制御パラメータに基づいて、
金属流を精密に制御することができる。本発明によれ
ば、金属流の流れを制御する装置が、中空の壁を有して
いる中空の截頭円錐形の金属ノズル本体と、ノズル本体
を冷却する手段とを備えている。中空の壁は、高さｈに
わたって第１の基部から第２の基部まで伸びている内面
及び外面を有している。高さｈは第１の基部と第２の基
部との間の垂直距離である。截頭円錐形のノズル本体は
更に、壁がそのスリットの前後で電気的に連続しないよ
うに、第１の基部から第２の基部まで伸びている少なく
とも１つのスリットを有している。誘導加熱コイルがノ
ズル本体を取り囲んでおり、制御可能な誘導加熱電源が
誘導加熱コイルに接続されている。センサが装置の性能
特性を感知する。コントローラがセンサの出力信号に応
答して、誘導加熱電源から誘導加熱コイルに供給される
電力を制御し、装置の選択された性能特性を維持する。
【０００７】金属の流れは、典型的には、ノズル温度を
予め選ばれた範囲内に保つように制御されていると共
に、予め選ばれた金属流の直径又は流量を維持するよう
に制御されている。金属流の直径は、ノズル本体の内径
未満になるように選び、金属流の流れる金属とノズル本
体の内面との間に、業界で「スカル」と呼ばれる凝固し
た金属層ができるように選ばれる。スカルは、流れる金
属とノズル本体の壁の内面との間の接触を防止し、壁の
材料が金属流に解け込んで、金属流を汚染することがな
いように保証する。誘導コイルに対する電力を減少する
か又は一層低い周波数で動作させると、スカルは厚くな
り、最終的には金属の流れが全く止まる程に厚手にな
る。このため、装置は金属流に対する弁としても作用し
得る。
【０００８】冷却されたノズル本体と、スカル及び流れ
の誘導加熱とが存在しないと、必要な程度の制御を達成
することができない。この装置は、所望の結果が得られ
るように制御し易い微妙な熱平衡を設定する。冷却され
たノズル本体は、スカルのうち、ノズル本体に最も接近
している部分から熱を抽出する。同時に、誘導コイルに
よってスカルの内部に誘起された電磁電流が、流れてい
る金属流から抽出される熱量を制限する。誘起された電
流によって発生される熱の多くは、ノズル壁に向かって
半径方向外向きに流れて抽出されるが、所望のスカルの
厚さ及び流れの直径を達成するために十分な熱が加えら
れる。誘導電力を増加させると、装置に対する合計の熱
入力が増加して、スカルの内面の一部が解け落ち、その
結果、流れの直径が増加する。誘導電力を減少させる
と、熱入力が減少して、スカルの内面は増加し、希望に
よっては、塞がる点にまで至る。所要の熱平衡を維持し
て所望の結果を達成するために、延長した動作の過程全
体にわたり、予め選ばれた値を維持するには、フィード
バック制御装置が役立つ。誘導加熱の代わりに電気抵抗
加熱を用いることは受け入れることができない。これ
は、熱入力の割合が小さ過ぎると共に、スカル層の厚さ
を適当に制御することができないからである。誘導加熱
と異なり、抵抗加熱は、ノズル本体に望ましくない又は
制御できない影響を与えずに、金属スカル又は流れを加
熱すべく選択的に作用するよう制御することができな
い。
【０００９】本発明のその他の特徴及び利点は、以下本
発明の原理を例によって示す図面に関連して、好ましい
実施例を更に詳しく説明するところから明らかになろ
う。
【００１０】
【好ましい実施例の詳しい説明】金属流の流れを制御す
る装置の好ましい用途は、金属粉末生産設備である。金
属流の流れを制御する装置は、例えば金属インゴット生
産設備のようなこの他の用途にも用いることができる。
金属粉末生産設備は、現在では好ましいと考えられる用
途であり、本発明の構成及び動作を十分理解できるよう
に、これについて説明する。
【００１１】図１について説明すると、粉末生産設備２
０がるつぼ２２を含んでおり、るつぼ２２の中で金属が
炉床２４上に溶融する。溶融金属は流れ２６として炉床
２４の開口を通って流れる。炉床を出た後、流れ２６は
ノズル領域２８を通過する。ノズル領域２８で流れの制
御が行われ、これについては、後で更に詳しく説明す
る。ガスジェット３０からのガス流を流れ２６に衝突さ
せることにより、流れ２６は細かい液体金属粒子に噴霧
化される。噴霧化ガスは典型的には、噴霧化されている
金属がチタン合金である場合には、アルゴン又はヘリウ
ムである。粒子はたちまち凝固し、ビン３２に落下して
集められる。（これと同じであるが、流れ２６を回転円
板に当てることにより、粒子を形成することができ
る。）本発明によれば、水冷の炉床からの金属流の流れ
を制御する装置が、銅のような導電金属で作られている
截頭円錐形のノズル本体と、ノズル本体を冷却する手段
と、ノズル本体の温度を感知する温度センサとを備えて
いる。ノズル本体は、中空の壁を有しており、この中空
の壁は、第１の基部と第２の基部との間の垂直距離をｈ
として、第１の基部から第２の基部まで高さｈにわたっ
て伸びている内面及び外面を有している。截頭円錐形の
ノズル本体は更に、ノズル壁が電気的に不連続であるよ
うに、第１の基部から第２の基部まで伸びている少なく
とも１つのスリットを有している。ノズル本体は、随意
選択により冷却流体を循環させる手段を含んでいてもよ
いが、その一端又は基部には、流体で冷却された炉床に
取り付けるのに適したフランジを有している。この基部
は導電性であると共に、電気的な連続性を有していても
よい。好ましい流体は水であるが、不活性ガスのような
他の流体、及びその他の液体又は気体媒質を用いること
ができる。誘導加熱コイル４６がノズル本体を取り囲ん
でおり、制御自在の誘導加熱電源４８が誘導加熱コイル
４６に電力を供給する。コントローラ６４が、監視用セ
ンサ５６の出力信号、好ましくは温度センサによって測
定された温度を表す信号に応答して、誘導加熱電源４８
から誘導加熱コイル４６に供給される電力を制御する。
【００１２】図２及び図３について説明すると、ノズル
本体４０は、円周に沿って配置されていると共に第１の
基部８９から第２の基部９０まで伸びている複数の中空
の管７２で形成されている。各々の管は隣接している管
から十分隔たっており、管の間に電気的な連続性がな
い。ノズル本体は全体として直角截頭円錐の形状を有し
ており、第１の端及び第２の端にそれぞれ配置されてい
るノズルの入口及びノズルの出口の寸法がほぼ同じであ
る実質的に中空直円筒の形状であることが好ましい。一
般的に截頭円錐の形状であるとき、ノズル本体は第１の
端又は基部８９から第２の端又は基部９０までテーパが
付いており、第１の基部８９又は金属が入って来る入口
におけるノズルの形状は、第２の端又は金属が出て行く
基部９０におけるノズルの形状よりも狭まりが少ない。
この形状では、テーパを付けた形状であることにより、
底部から溶融物を継ぎ出すと共に定常状態の流れを作る
ことが容易になる。好ましい実施例では、単にコントロ
ーラによって、ノズル内部及びノズルの中での熱の入力
及び出力を平衡させることにより、定常状態の流れ及び
作用が達成される。ノズル本体４０の壁の詳しい構成を
図３に関連して更に詳しく説明する。
【００１３】ノズル本体４０は円筒軸線４２と平行に細
長い。ノズル本体４０の上端にフランジ４４があり、フ
ランジ４４は流体で冷却され得ると共に、ノズルを形成
している管に冷却流体を供給することができる。フラン
ジ４４は、ノズル本体４０を流体冷却の炉床２４に取り
付けることができるようにする。ノズルと炉床とが一体
に接続されるとき、同じ流体冷却媒質がノズル及び炉床
で用いられ、更に経済的な構成になるが、それぞれに独
立の冷却装置を用いてもよい。ノズル本体４０は通常、
銅のような導電金属、又はタングステン、タンタル及び
モリブデンから成っている群から選ばれた耐高温金属の
ような導電金属で作られている。
【００１４】誘導加熱コイル４６は、ノズル本体４０の
外側の形状で、ノズル本体４０の周りに配置されてい
る。この一般的な形状では、この形状は直角截頭円錐で
あるが、好ましい実施例では、この形状は実質的に円筒
である。誘導加熱コイル４６は典型的には、その中を冷
却流体、好ましくは水が通過する中空の銅管を螺旋形に
巻いたコイルであり、その両端には、制御自在の誘導加
熱電源４８によって高周波交流電流が印加される。この
交流電流は約３ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、典型的には約１
０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲内、又はノズルの寸法及び
所望の金属流量に応じて、それより高い値である。図２
の誘導加熱コイル４６は、一様なコイル間隔を有してい
るものとして示されているが、コイル間隔を変えて、熱
入力を局部的な損失と釣り合わせて、特にノズル本体４
０の入口及び出口では、一層一様で制御自在のスカルの
厚さを付与する助けにすることができることが理解され
よう。
【００１５】図２では、誘導加熱コイル４６は保護セラ
ミックハウジング４８のケースに入っている。これは公
知の技術である。この代わりに、図３の実施例に示すよ
うに、何等覆いを用いずに、誘導加熱コイルをノズル本
体４０の周りに懸架してもよい。装置の性能特性を測定
するセンサが設けられている。このセンサは、ノズル本
体４０の側壁に接触するか若しくはノズル本体４０の中
に挿入された熱電対のような温度センサ５２、又はノズ
ル本体４０のフランジ４４の部分に接触するか若しくは
フランジ４４の中に挿入された熱電対のような温度セン
サ５４であってもよい。この代わりに、スカル温度を監
視するためにスカル（図に示してない）の中に、又はス
カルに接近して配置されている温度センサによって、性
能を監視することもできる。この他のセンサが図１に示
されている。センサは、金属流２６の直径を測定する直
径センサ５６であってもよい。このような直径センサ５
６は、源５８からのレーザ又は光ビームを検出器６０に
送ることにより動作する。検出器６０は、測定される物
体が源５８と検出器６０との間に来るように配置されて
いる。光ビームは物体、ここでは流れ２６の予想される
最大直径よりも幅が広い。検出器６０に達する光量は、
流れ２６の直径に依存し、流れの直径の目安となる。こ
の代わりに直径センサは、米国特許番号第４６８７３４
４号及び同第４６５６３３１号に記載された源を有して
いるビデオ位置解析器及びコロラド・ビデオ社からモデ
ル６３５として商業的に入手し得る信号解析器のような
位置センサ６２であってもよい。この代わりに、時間の
関数としてのビン３２の重量変化が金属の質量流量を表
す。
【００１６】センサ５２、５４、５６、６０及び６２、
又はこの他の型の用いられ得るセンサの各々の出力信号
が、コントローラ６４に対する入力として供給される。
コントローラ６４は、単純なブリッジ型のユニットであ
ってもよいし、又は更に好ましくは、プログラム式マイ
クロコンピュータであって、コンピュータの中に特定の
場合に対する制御指令及び応答の種々の組み合わせをプ
ログラムすることができる。コントローラ６４の出力
は、誘導加熱電源４８に対する指令信号である。指令信
号６６が誘導加熱コイル４６に対するフィードバック制
御ループを閉じ、ノズル領域２８に対する熱入力が、装
置の選ばれた性能特性に応答するようにする。例えばコ
ントローラ６４は、ある限界内に金属流２６の直径を保
つように動作すると共に、温度センサ５２及び５４によ
って測定される温度が高くなり過ぎないように動作する
ことができる。コントローラ６４は、こういう結果を達
成するように指令信号６６を変更すると共に、るつぼ２
２に対する電力又は装置の任意の部分に対する冷却水量
のような装置のその他の部分を制御するようにプログラ
ムすることもできる。
【００１７】ノズルの構成が図３に斜視図で示されてい
る。ノズル本体４０は、円筒の円周面に沿って円筒形軌
跡上に設けられている複数の中空の管７２から形成され
ており、管７２は、円筒の円周によって形成されている
平面に対して垂直な円筒軸線４２と平行である。各々の
管が指（フィンガ）を表すような管状構造を利用して、
誘導コイル４６によってノズル４０内に誘起された電流
が、個々の管７２の周りを流れてノズルの内径に入るよ
うにする。各々の管は他の管から十分隔たっているの
で、ノズルの第１の基部８９又は上端に配置されている
マニホルド７６の総体的な領域を除いて、隣り合ってい
る管の間に電気的な連続性は存在しない。この構成によ
り、フィンガの誘起電流が強制的に個々の管の外径の周
りを通り、こうして、ノズルの内側に磁界を生成する。
この磁界はスカル８４を通り抜け、右手の法則に従っ
て、磁界に対して直角に電流の流れを誘起して、スカル
８４の内部に熱を発生する。この磁界が浸透する深さ
が、流れる電流の周波数及びスカル材料の導電度に関係
する。このようにして、管の電流から発生された電磁界
がスカル８４に「結合」し、金属流２６を制御する方法
になる。実効的なスリットがないとき、又は管が十分に
密接しているときのように、ノズルに電気的な連続性が
ある場合には、ノズルには効果がない。
【００１８】構造的な連続性をもたせるため、高温用接
着剤のような絶縁材料をノズル本体４０の周縁に沿っ
て、管７２の間のスリット又はすき間７５に配置するこ
とができる。第１の基部８９又は上端では、管７２が中
空円筒形マニホルド７６に固定されており、マニホルド
７６はフランジ４４に固定されている。管７２の各々の
中には、管７２より直径の一層小さい第２の組の一層小
さい管７３があり、管７２と一層小さい管７３との間に
は環体７７が形成されており、環体７７はマニホルド７
６から殆んど下端又は第２の基部９０まで伸びている。
冷却流体は、水又は冷却ガスであってもよいが、これら
小さい方の管７３の中を通して供給され、２つの管７２
及び７３の間の環体７７を戻り、各々一対の管７２及び
７３を個別の冷却回路にしている。マニホルド７６に
は、冷却水の流れを管７２及び７３に通すことができる
ように、外部冷却材コネクタ８０及び８２が設けられて
いる。フランジ４４は、フランジ４４を炉床２４の下側
に取り付けることができるようにするボルト孔又はその
他の取り付け手段を備えている。
【００１９】本発明は、金属流を制御する装置の操作に
も及ぶ。本発明のこういう一面では、溶融金属流の流れ
を制御する方法が、中空の截頭円錐形の金属ノズル本体
４０と、ノズル本体を冷却する手段と、ノズル本体４０
を取り囲んでいる誘導加熱コイル４６と、装置の性能特
性を感知するセンサと、誘導加熱コイルに接続されてい
る制御自在の誘導加熱電源と、装置の選ばれた性能特性
を維持すべく、センサの出力信号に応答して誘導加熱電
源から誘導加熱コイルに供給される電力を制御するコン
トローラとを含んでいる装置を設け、金属流に予め選ば
れた金属の流れを維持すべく、誘導加熱コイル４６に供
給される電力を制御する工程を備えている。金属ノズル
本体４０は、第１の基部８９から第２の基部９０まで、
第１の基部８９と第２の基部９０との間の垂直距離であ
る高さｈにわたって伸びている内面及び外面を有してい
る中空の壁と、ノズル壁に電気的な連続性が存在しない
ように第１の基部８９から第２の基部９０まで伸びてい
る少なくとも１つのスリットとを有している。
【００２０】誘導加熱コイル４６は、ノズル本体の外側
に配置されており、ノズル本体の外側の形状をとること
ができる。誘導コイルは、コイル間の可変の間隔を有し
ており、ノズルの長さに沿って予め選んで調整された加
熱分布を採れるようにすることができる。例えば、コイ
ルはノズルの第２の基部又は下端で集中的なターン数を
有しており、この場所での熱入力をより多くして、この
場所で接着する金属が解け落ちるのを容易にすることが
できる。多重ターンコイルが好ましい。
【００２１】このため、前に述べたような装置を用い
て、予め選ばれた一組の条件を達成すると共に維持す
る。典型的な１つの動作状態では、電源４８から誘導加
熱コイル４６に印加される交流の周波数及び電力は、金
属流２６の外周とノズル本体４０の内壁との間に固体の
金属のスカル８４を保つように選ばれる。即ち、流れ２
６からノズル本体４０への半径方向外向きの熱損失が十
分に速くて、金属流２６の外周をノズル本体４０の内壁
に凍結させる。ノズル本体４０内を凍結しないで流れる
金属流２６は、それ自身の組成を有しているスカル８４
で構成されている凍結金属と接触するだけで、ノズル本
体の壁を構成するのに用いられたどんな異物とも接触し
ない。他の材料の壁との接触により、金属の移動する流
れが汚染される惧れは全くない。この特徴は、汚染物を
吸収し易いチタン合金のような反応性金属の金属流の制
御にとって、非常に重要である。周波数及び電力の制御
により、装置の最大の融通性が得られるが、電力のみを
変えても、同じ結果を達成することができる。
【００２２】コントローラ６４からの指令により、電源
４８とノズル本体４０の冷却とを選択的に制御すること
により、スカル８４を厚手又は薄手にすることができ
る。冷却は、中空のノズル本体に若しくはノズル本体を
構成している管に冷却流体を流すことにより、又はノズ
ル本体の外側に冷却ガスの流れを流すこと等により、種
々の手段のうちの任意の１つによって行うことができ
る。スカル８４を厚手にすると、金属流２６の流れる部
分の直径は一層小さくなる。スカル８４を薄手にする
と、金属流２６の直径は一層大きくなる。スカルの厚さ
の制御を弁として利用して、流動する流れ２６の寸法、
従って、金属の容積流量を増減することができる。スカ
ル８４の厚さをどこまでも増加すれば、ノズル本体４０
の幅全体に達している固体のスカルによって、金属の流
れを完全に遮断することができる。この過程を反対にし
て、スカルの厚さを減らすことにより、流れを再開する
ことができる。この制御の程度は微妙な操作を必要とす
ることがあるので、コントローラ６４はプログラム式ミ
ニコンピュータにすることが好ましい。
【００２３】本発明の方式を用いると、金属流の金属の
汚染を伴わずに、金属流の流れの完全な制御が再現性を
もって、きちんと達成される。本発明を特定の例及び実
施例について説明したが、当業者であれば、本発明が特
許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で、いろいろ
改変することができることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属流の流れを制御する本発明による装置を用
いた金属粉末生産設備の略図である。
【図２】図１の装置のノズル領域の側面断面図である。
【図３】図２の好ましいノズルの拡大斜視図である。
【符号の説明】
２４ 炉床 ２６ 金属流 ４０ ノズル本体 ４６ 誘導加熱コイル ４８ 誘導電源 ５２、５４、５６ センサ ６４ コントローラ ７２、７３ 管 ７５ スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−183706（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−168206（ＪＰ，Ａ)

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属流の流れを制御する装置であって、 内面と外面とを有していると共に第１の基部から第２の
    基部まで伸びている中空の壁と、該壁がそのスリットの
    前後で電気的に連続しないように前記第１の基部から前
    記第２の基部まで伸びている少なくとも１つのスリット
    とを有している截頭円錐形の金属ノズル本体と、前記ノズル本体の中空の壁の前記内面に金属スカルを形
    成するように、前記 ノズル本体を冷却する手段と、 前記ノズル本体を取り囲んでいる誘導加熱コイルと、前記金属流の直径と、前記金属流の容積流量と、前記ノ
    ズル本体の温度と、前記金属スカルの温度とを含んでい
    る前記金属流の流量特性のうちの少なくとも１つの流量
    特性を測定する センサと、 前記誘導加熱コイルに接続されている制御自在の誘導加
    熱電源と、前記センサ及び前記誘導電源に接続されており、前記金
    属流の選択された前記流量特性を維持するように 前記セ
    ンサの出力信号に応答して前記誘導加熱コイルに供給さ
    れる電力を制御するコントローラとを備えた金属流の流
    れを制御する装置。
  2. 【請求項２】 前記ノズル本体は、タングステンと、タ
    ンタルと、モリブデンとから成っている群から選択され
    た耐高温金属から形成されている請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ノズル本体は、円周に沿って配置さ
    れている複数の第１の中空管で形成されていると共に、
    前記第１の基部から前記第２の基部まで伸びており、各
    々の管は、隣り合っている管の間に電気的な連続性がな
    いように、隣接している管から十分隔たっている請求項
    １に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記複数の第１の中空管の各々の内部に
    第２の中空管を更に含んでおり、該第２の中空の管の各
    々は、前記複数の第１の中空管の直径よりも小さい直径
    を有しており、前記第１の基部に配置されているマニホ
    ルドから前記第２の中空管の各々に供給された冷却水が
    前記第２の中空管の各々の中を流れて、前記複数の第１
    の中空管の間の環体と、前記第２の管の各々との間から
    前記マニホルドに復帰している請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記冷却する手段は、前記ノズル本体に
    取り付けられている被冷却ヒートシンクを含んでいる請
    求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記冷却する手段は、冷却流体が流れる
    前記ノズル本体の内部に冷却流路を含んでいる請求項１
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記冷却する手段は、前記中空のノズル
    本体を通って流れる冷却流体を含んでいる請求項１に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 前記冷却する手段は、前記ノズルの外部
    の周りを流れる高速ガスを含んでいる請求項１に記載の
    装置。
  9. 【請求項９】 前記選択された流量特性は、温度センサ
    により測定された前記ノズル本体の温度である請求項１
    に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記温度センサは、前記ノズル本体と
    接触している熱電対である請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 水冷の炉床から流れる金属流の流れを
    制御する装置であって、 内面と外面とを有していると共に第１の基部から第２の
    基部まで伸びている中空の壁と、該壁がそのスリットの
    前後で電気的に連続しないように前記第１の基部から前
    記第２の基部まで伸びている少なくとも１つのスリット
    と、前記第１の基部に、前記水冷の炉床に取り付けるの
    に適したフランジとを有している截頭円錐形の金属ノズ
    ル本体と、 該ノズル本体の外側を取り囲んでいる誘導加熱コイル
    と、 前記ノズル本体の温度を感知する温度センサと、 前記誘導加熱コイルに接続されている制御自在の誘導加
    熱電源と、前記センサ及び前記誘導電源に接続されており、当該装
    置の選択された流量特性を維持するように 前記温度セン
    サの出力信号に応答して前記誘導加熱コイルに供給され
    る電力を制御するコントローラとを備えた金属流の流れ
    を制御する装置。
  12. 【請求項１２】 前記ノズル本体は、タングステンと、
    タンタルと、モリブデンとから成っている群から選択さ
    れた耐高温金属から形成されている請求項１１に記載の
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記ノズル本体は、円周に沿って配置
    されていると共に前記第１の基部から前記第２の基部ま
    で伸びている複数の中空の管で形成されている請求項１
    １に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 円筒を形成すべく、実質的に円筒形の
    軌跡に沿って設けられていると共に該円筒形の軌跡の平
    面に対して垂直な軸線と平行に伸びている複数の導電性
    の中空の管で形成されている中空の円筒形ノズル本体を
    備えており、 該ノズル本体は、水冷の炉床に取り付けるのに適したフ
    ランジを一端に有している金属流の流れを制御する装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記ノズル本体の外側にあり、前記ノ
    ズル本体を加熱する手段を更に含んでいる請求項１４に
    記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記ノズル本体の外側を取り囲んでい
    る誘導加熱コイルと、 当該装置の流量特性を感知するセンサと、 前記誘導加熱コイルに接続されている制御自在の誘導加
    熱電源と、 前記温度センサにより測定された温度に応答して、前記
    誘導加熱電源から前記誘導加熱コイルに供給される電力
    を制御するコントローラとを更に含んでいる請求項１４
    に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 溶融金属流の流れを制御する方法であ
    って、 内面と外面とを有していると共に第１の基部から第２の
    基部まで伸びている中空の壁と、該壁がそのスリットの
    前後で電気的に連続しないように前記第１の基部から前
    記第２の基部まで伸びている少なくとも１つのスリット
    とを有している実質的に截頭円錐形の金属ノズル本体
    と、前記ノズル本体の中空の壁の前記内面に金属スカルを形
    成するように、前記 ノズル本体を冷却する手段と、 前記ノズル本体を取り囲んでいる誘導加熱コイルと、前記金属流の直径と、前記金属流の容積流量と、前記ノ
    ズル本体の温度と、前記金属スカルの温度とを含んでい
    る前記金属流の流量特性のうちの少なくとも１つの流量
    特性を測定する センサと、 前記誘導加熱コイルに接続されている制御自在の誘導加
    熱電源と、前記センサ及び前記誘導電源に接続されており、 前記セ
    ンサの出力信号に応答して前記誘導加熱コイルに供給さ
    れる電力を制御するコントローラとを含んでいる装置を
    設ける工程と、 前記金属流の選択された前記流量特性を維持するよう
    に、前記誘導加熱コイルに供給される電力を制御する工
    程とを備えた溶融金属流の流れを制御する方法。
  18. 【請求項１８】 前記選択された流量特性は、温度セン
    サにより測定された前記ノズル本体の温度であり、前記
    金属流の前記予め選択された金属の流れは、前記センサ
    により測定して予め選択された温度を維持するのに十分
    な金属量である請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記選択された流量特性は、流れ直径
    センサにより測定された前記金属流の直径であり、前記
    金属流の前記予め選択された金属の流れは、予め選択さ
    れた流れ直径を有するのに十分な金属量である請求項１
    ７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記選択された流量特性は、流れ容積
    流量センサにより測定された前記金属流の流れ容積流量
    であり、前記金属流の前記予め選択された金属の流れ
    は、予め選択された流れ容積流量を有するのに十分な金
    属量である請求項１７に記載の方法。 【請求項２１】 前記ノズル本体は、銅から形成されて
    いる請求項１に記載の装置。 【請求項２２】 前記ノズル本体は、銅から形成されて
    いる請求項１１に記載の装置。
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