JPH09320752A - 底穴出湯式浮揚溶解装置 - Google Patents

底穴出湯式浮揚溶解装置

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JPH09320752A
JPH09320752A JP13045596A JP13045596A JPH09320752A JP H09320752 A JPH09320752 A JP H09320752A JP 13045596 A JP13045596 A JP 13045596A JP 13045596 A JP13045596 A JP 13045596A JP H09320752 A JPH09320752 A JP H09320752A
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英顕 只野
Masaki Sakuma
政喜 佐久間
Kengo Kainuma
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Abstract

(57)【要約】 【課題】るつぼ流出口近辺に残った金属を容易に除去で
きるようにする。 【解決手段】溶湯2と同じ材質から成り、流出口1aの
内径とほぼ同じ外径のパイプ形状のアダプタ7を流出口
1aに装着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶解金属を底部
から出湯した後るつぼ内に残った金属を容易に取り出せ
るようにした底穴出湯式浮揚溶解装置に関する。
【0002】
【従来の技術】浮揚溶解装置は、所定の分布になるよう
に生成された交番磁界中に溶解される材料を置き、電磁
誘導によって被溶解材に流れる渦電流を利用して誘導加
熱と電磁力による浮揚力との双方を同時に与えて、材料
が浮いてるつぼ等他の物に接触しない状態で溶解させて
所定の材質と寸法の製品を得る装置である。溶解時に他
の物と接触しないために異物の混入が極めて少ないこ
と、融点の高い材料でも溶解が可能であること、熱伝導
損失が小さいこと、などの特徴があることから、高融点
でしかも高純度が要求される材料、例えば、チタン、シ
リコン等の溶解材料に用いられる。
【0003】図7は従来例の構成図を示す。この図7に
おいて、1は有底の円筒状に形成され円筒状部に放射状
に略等間隔で設けられた縦長のスリットを有する良導電
金属製のるつぼ、1aは溶湯2の流出口、3aは被溶解
材に、電磁誘導によって流れる渦電流を利用して主に溶
解、加熱電力を与える上誘導コイル、3bは被溶解材
に、電磁誘導によって流れる渦電流を利用して溶湯に浮
揚力を与える下誘導コイル、4aは上誘導コイル3aに
電流を供給する交流電源,4bは下誘導コイル3bに電
流を供給する交流電源,6は流出口1aを塞ぐ栓を示
す。
【0004】上記の構成で、るつぼ1は電気的に絶縁さ
れた2つ以上のセグメントを誘導コイル3a,3bの内
側に並べて構成される。このるつぼ1内に被溶解材料が
入れられており、誘導コイル3a,3bで発生する磁束
はセグメント間のスリットの隙間からるつぼ内に進入し
て被溶解材料と鎖交する。るつぼ1を構成するセグメン
トは溶けないように水冷されている。
【0005】誘導コイル3a,3bの電流は、電気的に
絶縁されたそれぞれのセグメントに渦電流を誘導すると
ともに、被溶解材料にも渦電流を誘導する。このるつぼ
1と被溶解材料とに流れる渦電流の方向は対向する表面
部分では互いに逆方向を向いているので磁気的に反発力
となり、るつぼ1は固定されているので被溶解材料には
浮揚力が働きこの浮揚力が被溶解材料の重量より大きけ
れば被溶解材料はるつぼ1から離れて浮揚する。被溶解
材料は抵抗損により熱を発生して加熱しつづける。この
ために被溶解材料は浮揚状態で溶解する。ここで被溶解
材料はるつぼ1への接触を防ぐために、るつぼ1の中央
部分に安定して位置することが望ましい。このるつぼ1
内で安定して浮揚させるために、るつぼ底部側になるほ
ど被溶解材料の重量に対抗するるつぼ1からの電磁反発
力を大きくする必要がある。この電磁反発力をるつぼ底
部で大きくするために、るつぼ底部に巻かれた下誘導コ
イル3bには上誘導コイル3aに比べて大きい浮揚力が
得られるように低い周波数の交流電源4bから電流を供
給し、上誘導コイル3aには被溶解材料を溶解する高周
波電流が別の交流電源4aから供給されることが行われ
ている。
【0006】浮揚溶解装置によって溶解された溶湯2の
取り出し方法は様々であるがるつぼ1の底に流出口1a
を設けてこの流出口1aから連続的、または間欠的に溶
湯を取り出す方法が特開平5−15950号公報に開示
されている。この公報によれば溶湯を取り出す方法は、
るつぼ1の底部に溶湯の流出口1aを設けておき、誘導
コイル3の電流を略一定に制御しながらるつぼ内の材料
を溶解するとともに、固体材料の小片5をるつぼ1の上
部から連続的または間欠的に供給し、供給量に応じた溶
湯2を流出口1aから連続的または間欠的に流出させて
取り出し、金型に注ぐ等の次工程に注入する方法であ
る。
【0007】なお、るつぼの下部から出湯する浮揚溶解
装置では、溶解初期に少量の金属が溶け出して、その少
量の溶湯が浮揚力を受けて浮揚するほどの量に達しない
場合に、少量の溶湯がるつぼの流出口から落下する恐れ
があるので、これを防止するためと、溶解中に電源が切
れて溶湯が浮揚力を失い落下した場合に流出口から落下
するのを防止するためとに耐火物の栓6が使用される。
しかし、溶湯が耐火物の栓に接触した場合、耐火物が溶
湯に溶け込んで溶湯の純度を低下させるので、これを防
止するために溶湯に溶け込まない材質と構造の栓6が、
特開平7−227598号公報に開示されている。
【0008】また、栓6を使用した浮揚溶解装置の出湯
に関しては特開平7−245182号公報に開示されて
いる。この公報によれば、流出口1aを栓6で塞ぎ出湯
時に栓6を開放することで出湯の時期と出湯量を自在に
制御することが可能である。さらにこれによると出湯時
に栓6と溶湯2とは互いに反発力が働くので栓6に非接
触で出湯することが可能である。溶解材料を完全に溶解
後に栓6を開放して出湯を開始(図8参照)し、溶湯2
を途中で停止したり完全に出湯した後に栓6を閉じ溶解
材料を追加し溶解する工程の繰り返しにより連続運転が
可能になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の構成で
はるつぼに対して誘導コイルが平行に巻かれていないた
めに、るつぼ内の磁界の分布が軸対称でないこと、るつ
ぼ流出口中心における磁界強度が零に近いこと、溶解材
料に含まれている酸化物等の不純物が溶湯の表面に存在
し完全出湯時にるつぼ内に残ること等により、出湯停止
時においてるつぼの流出口1a近辺に溶湯が湯垂れ10
として残る場合がある(図9(a)参照)。出湯途中で
この湯の垂れが一度発生すると、これが凝固して種とな
りそこから湯垂れ10が湯垂れ成長10aとして成長す
る(図9(b)参照)。図9(a),(b)の両者どち
らの場合も栓を再度閉じることができなくなり連続運転
が困難となる。るつぼ流出口近辺に残った溶湯は、るつ
ぼ流出口近辺が通電時最も渦電流が集中し加熱されるた
めにその部分は充分に冷却される設計となっておりその
近辺の残湯は多くの熱を奪われること、およびるつぼ流
出口近辺に残った金属中に流れる渦電流が、残った金属
の量が少ないために、通常溶解時に比べて小さいことか
らるつぼ流出口近辺に残った金属を通常状態の通電で溶
解することは困難である。
【0010】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、るつぼ流出口近
辺に残った金属を容易に除去できるようにして連続運転
を可能にする底穴出湯式浮揚溶解装置を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
れば、有底の円筒状に形成されその底部に形成された溶
湯を出す流出口および円筒状部に放射状に略等間隔で設
けられた縦長のスリットを有する良導電金属製のるつぼ
と、るつぼの外径側に設けられた誘導コイルと、誘導コ
イルに高周波電流を供給する交流電源とを備えた底穴出
湯式浮揚溶解装置において、溶湯と同じ材質から成り、
流出口の内径とほぼ同じ外径のパイプ形状のアダプタを
流出口に装着する底穴出湯式浮揚溶解装置とする。
【0012】上記構成により、アダプタは流出口と接触
して外径側から冷却されるので溶けないし、出湯後に出
湯口近辺に残って凝固した金属がアダプタのパイプ穴を
通して下側に垂れても垂れた金属の外径がアダプタの外
径以内であれば、凝固した金属とアダプタとを流出口か
ら取り出すことが可能になる。請求項2記載の発明によ
れば、請求項1記載の底穴出湯式浮揚溶解装置におい
て、アダプタは縦方向に一本以上のスリットが入った形
状である底穴出湯式浮揚溶解装置とする。
【0013】上記構成により溶解中に渦電流がアダプタ
を周回しなくなるのでアダプタの加熱が押さえられ溶解
時にアダプタが溶けることを防止することが可能にな
る。請求項3記載の発明によれば、請求項1または請求
項2に記載の底穴出湯式浮揚溶解装置において、アダプ
タは流出口の長さより長い底穴出湯式浮揚溶解装置とす
る。
【0014】上記構成により湯垂れの下方への広がりを
防止することが可能になる。請求項4記載の発明によれ
ば、有底の円筒状に形成されその底部に形成された溶湯
を出す流出口および円筒状部に放射状に略等間隔で設け
られた縦長のスリットを有する良導電金属製のるつぼ
と、るつぼの外径側に設けられた誘導コイルと、誘導コ
イルに高周波電流を供給する交流電源とを備えた底穴出
湯式浮揚溶解装置において、先端部をテーパー付きとし
たパイプ形状のアダプタを流出口の下端に当接させて装
着する底穴出湯式浮揚溶解装置とする。
【0015】請求項5記載の発明によれば、請求項4記
載の底穴出湯式浮揚溶解装置において、アダプタは溶湯
と同じ材質の金属、若しくはセラミクッスのいずれかで
ある底穴出湯式浮揚溶解装置とする。上記請求項4およ
び請求項5に記載の構成によりアダプタの内径を流出口
の径に等しいか小さくしておけば湯垂れはアダプタ内で
凝固しるつぼ上部側に引き出すことが可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態の主
要部の構成を示し、(a)はアダプタの外観図、(b)
はアダプタを流出口に装着した図を示す。この図1にお
いて、従来例と同一の符号を付けた部材はおおよそ同一
の機能を有するのでその説明は省略する。この図1にお
いて、アダプタ7は円筒形をしており外径が流出口1a
の内径と略同じで高さも流出口1aの高さと略同じであ
る。このアダプタ7をるつぼ1の流出口1aに装着して
溶解、出湯を行うと溶湯の酸化物等の残りが流出口1a
の近辺に残った場合でも湯垂れはアダプタ7の外径以上
には広がらないので出湯管部1cの壁面に付着すること
がなく、湯垂れを凝固後に上方に取り出すことができ
る。
【0017】アダプタ7の材質は溶湯と同じ材質が選ば
れる。図2はこの発明の別の実施の形態の主要部の構成
図を示す。この図2のアダプタ70が図1と異なる点は
アダプタの縦方向に一本以上のスリット9を設けた点で
ある。なお、図2ではスリット9は一本で円筒の周回を
完全に切るように設けられているが複数本のスリット9
を設ける場合には一本は完全に周回を切り、他のスリッ
ト9は高さ方向の中間までとしても良い。
【0018】図3はこの発明の他の実施の形態の主要部
の構成を示し、(a)はアダプタの外観図、(b)はア
ダプタを流出口に装着した図を示す。この図3のアダプ
タ70aが図2と異なる点はアダプタの高さを高くして
アダプタ70aがるつぼ1の流出口1aより下側にはみ
出して出湯管部1c内に突出するようにした点である。
【0019】図4はこの発明のさらにまた別の発明の主
要部で(a)はアダプタの外観図、(b)はアダプタを
流出口の下側に装着した図を示す。この図4において、
アダプタ8aは先端部が出湯管部1cの形状に沿うよう
にテーパ状に形成された円筒形である。このアダプタ8
aの材質は溶湯と同じ材質か、セラミクッスかのいずれ
かである。溶湯と同じ材質の場合は、図5に示すように
傘形のアダプタ8bとしてもよい。また、図6に示すよ
うに複数個のスリット9を設けてアダプタ8c内の渦電
流の周回を切るようにしても良い。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、溶解、出湯後に流出
口近辺に残った湯が凝固した後アダプタを流出口から容
易に取り出しできるので、連続運転時に湯垂れによる操
業停止時間が短縮されて装置の稼働率が向上するととも
に、生産性が向上する効果がある。
【0021】また、溶解前、または溶解中に発生した酸
化物を出湯時に残して出湯口近辺で凝固させて取り除け
ば出湯された溶湯は清浄な湯になり純度が高くなる効果
がある。さらに、アダプタの内径を変えることにより単
位時間当たりの出湯量を変えることができるので、内径
の異なるアダプタを用意しておけば所望の流出量での出
湯を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の主要部分の構成を示
し、(a)はアダプタの外観図、(b)はアダプタを流
出口に装着した図
【図2】この発明の別の実施の形態の主要部分の構成図
【図3】この発明の他の実施の形態の主要部の構成を示
し、(a)はアダプタの外観図、(b)はアダプタを流
出口に装着した図
【図4】この発明のさらにまた別の実施の形態の主要部
の構成を示し、(a)はアダプタの外観図、(b)はア
ダプタを流出口の下側に装着した図
【図5】傘形のアダプタの外観図
【図6】複数個のスリットを設けたアダプタの外観図
【図7】従来例の構成図
【図8】流出口からの出湯状態を示す図
【図9】流出口近辺に湯垂れが発生した状態を示す図
【符号の説明】
1 るつぼ 1a 流出口 1c 出湯管部 7、70、70a アダプタ 8a,8b,8c アダプタ 9 スリット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有底の円筒状に形成されその底部に形成さ
    れた溶湯を出す流出口および円筒状部に放射状に略等間
    隔で設けられた縦長のスリットを有する良導電金属製の
    るつぼと、るつぼの外径側に設けられた誘導コイルと、
    誘導コイルに高周波電流を供給する交流電源とを備えた
    底穴出湯式浮揚溶解装置において、溶湯と同じ材質から
    成り、流出口の内径とほぼ同じ外径を有するパイプ形状
    のアダプタを流出口に装着することを特徴とする底穴出
    湯式浮揚溶解装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の底穴出湯式浮揚溶解装置に
    おいて、アダプタは縦方向に一本以上のスリットが入っ
    た形状であることを特徴とする底穴出湯式浮揚溶解装
    置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の底穴出湯
    式浮揚溶解装置において、アダプタは流出口の長さより
    長いことを特徴とする底穴出湯式浮揚溶解装置。
  4. 【請求項4】有底の円筒状に形成されその底部に形成さ
    れた溶湯を出す流出口および円筒状部に放射状に略等間
    隔で設けられた縦長のスリットを有する良導電金属製の
    るつぼと、るつぼの外径側に設けられた誘導コイルと、
    誘導コイルに高周波電流を供給する交流電源とを備えた
    底穴出湯式浮揚溶解装置において、先端部をテーパー付
    きとしたパイプ形状のアダプタを流出口の下端に当接さ
    せて装着することを特徴とする底穴出湯式浮揚溶解装
    置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の底穴出湯式浮揚溶解装置に
    おいて、アダプタは溶湯と同じ材質の金属、若しくはセ
    ラミクッスのいずれかであることを特徴とする底穴出湯
    式浮揚溶解装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002147964A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Shinko Electric Co Ltd 誘導加熱溶解炉およびその底部出湯機構
JP2012521531A (ja) * 2009-03-24 2012-09-13 フレニ ブレンボ エス.ピー.エー. 誘導炉及び浸透方法
CN112392434A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 中国石油天然气股份有限公司 有效降低盐穴储气库排卤过程中管柱堵塞的装置及方法

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