JPH10115489A - 真空誘導溶解炉の炉内焼成方法およびその装置 - Google Patents
真空誘導溶解炉の炉内焼成方法およびその装置Info
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- JPH10115489A JPH10115489A JP26872996A JP26872996A JPH10115489A JP H10115489 A JPH10115489 A JP H10115489A JP 26872996 A JP26872996 A JP 26872996A JP 26872996 A JP26872996 A JP 26872996A JP H10115489 A JPH10115489 A JP H10115489A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】水蒸気や酸素, 一酸化炭素, ガスなどの発生の
少ない溶解炉の焼成方法およびその装置を提供するこ
と。 【解決手段】真空容器と、その内部に配設した誘導加熱
式金属製るつぼ、および外部に配設した温水供給装置に
て構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成に当たり、二重
ジャケット構造である真空容器と金属製るつぼおよびこ
のるつぼに付帯して設けた誘導加熱コイルの各通水空間
内に、上記温水供給装置からの温水、または冷却水を循
環供給してこれらを加熱・冷却し、このことにより溶解
炉内の焼成を行う。
少ない溶解炉の焼成方法およびその装置を提供するこ
と。 【解決手段】真空容器と、その内部に配設した誘導加熱
式金属製るつぼ、および外部に配設した温水供給装置に
て構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成に当たり、二重
ジャケット構造である真空容器と金属製るつぼおよびこ
のるつぼに付帯して設けた誘導加熱コイルの各通水空間
内に、上記温水供給装置からの温水、または冷却水を循
環供給してこれらを加熱・冷却し、このことにより溶解
炉内の焼成を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属精錬用高周波
誘導溶解炉に関し、とくに高純度の金属を溶製しようと
するときに問題となる酸素や水蒸気による酸化を防ぐた
めに、精錬に先立ち炉内を焼成する方法およびこの方法
の実施に用いる装置についての提案である。
誘導溶解炉に関し、とくに高純度の金属を溶製しようと
するときに問題となる酸素や水蒸気による酸化を防ぐた
めに、精錬に先立ち炉内を焼成する方法およびこの方法
の実施に用いる装置についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】近年、高純度の金属・合金を真空誘導溶
解炉を使って精錬する技術の研究が進んでいる。その真
空誘導溶解炉の構造は、内部に高周波誘導溶解式るつ
ぼ、すなわち、高周波誘導加熱式るつぼを収容したもの
が一般的である。
解炉を使って精錬する技術の研究が進んでいる。その真
空誘導溶解炉の構造は、内部に高周波誘導溶解式るつ
ぼ、すなわち、高周波誘導加熱式るつぼを収容したもの
が一般的である。
【０００３】かかるるつぼの多くは、アルミナやマグネ
シア, カルシアの如き耐火物製のるつぼ (炉本体) と、
その外側に所定の間隔をおいて捲回配設した誘導加熱コ
イルとで構成されており、この耐火物製るつぼ内の上記
コイルに高周波電流を通電して、るつぼ内被溶解金属中
を流れる誘導渦電流と該金属の抵抗とによって、これを
溶解するようになっている。
シア, カルシアの如き耐火物製のるつぼ (炉本体) と、
その外側に所定の間隔をおいて捲回配設した誘導加熱コ
イルとで構成されており、この耐火物製るつぼ内の上記
コイルに高周波電流を通電して、るつぼ内被溶解金属中
を流れる誘導渦電流と該金属の抵抗とによって、これを
溶解するようになっている。
【０００４】図１は、高純度金属・合金を精錬する際に
用いられる高周波真空誘導溶解装置の概略を示すもので
ある。この装置は、真空容器101 内に耐火物製るつぼ10
2 を配設し、このるつぼ102 のまわりを包囲するように
配設した高周波誘導加熱コイル103 を使ってるつぼ内被
溶解金属を真空誘導加熱するものである。この真空誘導
溶解装置において、真空容器101 内に配設されているる
つぼ102 は、一般に、金属酸化物 (Al2O3, MgO, CaO な
ど) を成形焼結したものであり、このるつぼ102 の外側
の誘導加熱コイル103 に高周波電流を通電することによ
り、このるつぼ102 内の材料 (金属・合金) を誘導加熱
して溶解するようになっている。なお、この誘導加熱コ
イル103 は、水冷銅パイプの外側をアスベストテープや
ガラステープにて絶縁した構造を有し、水冷ケーブル10
4 を介して外部の高周波電源105からの高周波電流を通
電できる。
用いられる高周波真空誘導溶解装置の概略を示すもので
ある。この装置は、真空容器101 内に耐火物製るつぼ10
2 を配設し、このるつぼ102 のまわりを包囲するように
配設した高周波誘導加熱コイル103 を使ってるつぼ内被
溶解金属を真空誘導加熱するものである。この真空誘導
溶解装置において、真空容器101 内に配設されているる
つぼ102 は、一般に、金属酸化物 (Al2O3, MgO, CaO な
ど) を成形焼結したものであり、このるつぼ102 の外側
の誘導加熱コイル103 に高周波電流を通電することによ
り、このるつぼ102 内の材料 (金属・合金) を誘導加熱
して溶解するようになっている。なお、この誘導加熱コ
イル103 は、水冷銅パイプの外側をアスベストテープや
ガラステープにて絶縁した構造を有し、水冷ケーブル10
4 を介して外部の高周波電源105からの高周波電流を通
電できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来装置, と
くに耐火物製るつぼによって、高純度金属・合金を真空
精錬しようとすると、このるつぼ表面からマグネシアや
アルミナのような無機化合物が被溶解金属溶湯中へ溶出
し、場合によってはかえって不純物濃度が上がるという
問題点があった。このような現象は、とくに高純度の金
属・合金を真空精錬しようとする場合に不可避に起こ
り、むしろ元の被溶解材料の純度さえ維持できないとい
う問題点があった。
くに耐火物製るつぼによって、高純度金属・合金を真空
精錬しようとすると、このるつぼ表面からマグネシアや
アルミナのような無機化合物が被溶解金属溶湯中へ溶出
し、場合によってはかえって不純物濃度が上がるという
問題点があった。このような現象は、とくに高純度の金
属・合金を真空精錬しようとする場合に不可避に起こ
り、むしろ元の被溶解材料の純度さえ維持できないとい
う問題点があった。
【０００６】そこで、発明者らは、耐火物製るつぼに代
えて金属製るつぼに着目した。それは、るつぼ本体が金
属であれば、前述の不純物やガスの発生がなく高純度の
金属・合金を溶解し精錬するのに好都合だからである。
ただし、るつぼ本体をたとえば、銅のような金属で製作
するには、るつぼの冷却が必要になること、二次側
の誘導電流が金属製るつぼ壁に集中することで被溶解金
属に電磁場を形成することができず誘導損失を誘発する
こと、そして炉内壁やるつぼあるいはコイルやケーブ
ル等の表面から水分が発生して、H2O, O2 リッチな雰囲
気となり、金属の汚染を招く、という問題があった。
えて金属製るつぼに着目した。それは、るつぼ本体が金
属であれば、前述の不純物やガスの発生がなく高純度の
金属・合金を溶解し精錬するのに好都合だからである。
ただし、るつぼ本体をたとえば、銅のような金属で製作
するには、るつぼの冷却が必要になること、二次側
の誘導電流が金属製るつぼ壁に集中することで被溶解金
属に電磁場を形成することができず誘導損失を誘発する
こと、そして炉内壁やるつぼあるいはコイルやケーブ
ル等の表面から水分が発生して、H2O, O2 リッチな雰囲
気となり、金属の汚染を招く、という問題があった。
【０００７】これらの問題点について発明者らは、に
ついては、るつぼ本体を水冷ジャケット構造にすること
で対処することとし、については、るつぼの周方向の
複数個所に絶縁材を介挿して、るつぼ内被溶解金属に電
磁界を生じさせて加熱できるようにした。即ち、まずる
つぼ壁の円周方向を分割して複数の柱状セグメントと
し、かつ各セグメント相互間にはスリットを設け、絶縁
材を介在させる構造として対処できることがわかった。
ついては、るつぼ本体を水冷ジャケット構造にすること
で対処することとし、については、るつぼの周方向の
複数個所に絶縁材を介挿して、るつぼ内被溶解金属に電
磁界を生じさせて加熱できるようにした。即ち、まずる
つぼ壁の円周方向を分割して複数の柱状セグメントと
し、かつ各セグメント相互間にはスリットを設け、絶縁
材を介在させる構造として対処できることがわかった。
【０００８】しかしながら、前記については問題ない
としても、前記の構造については効果的な冷却手段が
必要であり、の問題については効果的な炉内焼成手段
の確立が必要であることがわかった。
としても、前記の構造については効果的な冷却手段が
必要であり、の問題については効果的な炉内焼成手段
の確立が必要であることがわかった。
【０００９】本発明の目的は、高純度金属・合金を溶製
するのに適した真空誘導溶解炉の炉内焼成方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、水蒸気や酸素, 一
酸化炭素, ガスなどの発生の少ない溶解炉の焼成方法お
よびその装置を提供することにある。本発明のさらに他
の目的は、焼成のための加熱構造, 制御方法が容易で金
属の汚染の少ない焼成技術を提案することにある。
するのに適した真空誘導溶解炉の炉内焼成方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、水蒸気や酸素, 一
酸化炭素, ガスなどの発生の少ない溶解炉の焼成方法お
よびその装置を提供することにある。本発明のさらに他
の目的は、焼成のための加熱構造, 制御方法が容易で金
属の汚染の少ない焼成技術を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するべ
く鋭意研究した結果、上記課題解決の手段として、発明
者らは、下記の要旨構成にかかる焼成方法とこの方法の
実施に用いる装置を開発した。即ち、本発明は、真空容
器と、その内部に配設した誘導加熱式金属製るつぼ、お
よび外部に配設した温水供給装置にて構成された真空誘
導溶解炉の炉内焼成に当たり、真空容器を二重ジャケッ
ト構造とし、金属製るつぼおよびこのるつぼに付帯して
設けた誘導加熱コイルの各通水空間内に、上記温水供給
装置からの温水、または冷却水を循環供給してこれらを
加熱・冷却し、このことにより溶解炉内の焼成を行うこ
とを特徴とする真空誘導溶解炉の炉内焼成方法である。
く鋭意研究した結果、上記課題解決の手段として、発明
者らは、下記の要旨構成にかかる焼成方法とこの方法の
実施に用いる装置を開発した。即ち、本発明は、真空容
器と、その内部に配設した誘導加熱式金属製るつぼ、お
よび外部に配設した温水供給装置にて構成された真空誘
導溶解炉の炉内焼成に当たり、真空容器を二重ジャケッ
ト構造とし、金属製るつぼおよびこのるつぼに付帯して
設けた誘導加熱コイルの各通水空間内に、上記温水供給
装置からの温水、または冷却水を循環供給してこれらを
加熱・冷却し、このことにより溶解炉内の焼成を行うこ
とを特徴とする真空誘導溶解炉の炉内焼成方法である。
【００１１】本発明において、温水供給装置からの循環
水は、炉内焼成時には高温水とし、るつぼによる被溶解
材料誘導加熱時には低温水とすることを特徴とする。本
発明において、るつぼとコイルの通水空間内に供給する
循環水につき、それの温水から冷却水への切替え時に、
配管内に圧縮空気を導入して管内の残水を排出すること
を特徴とする。本発明において、焼成は、循環させる温
水の温度を６０℃以上に保持することによって行うこと
を特徴とする。
水は、炉内焼成時には高温水とし、るつぼによる被溶解
材料誘導加熱時には低温水とすることを特徴とする。本
発明において、るつぼとコイルの通水空間内に供給する
循環水につき、それの温水から冷却水への切替え時に、
配管内に圧縮空気を導入して管内の残水を排出すること
を特徴とする。本発明において、焼成は、循環させる温
水の温度を６０℃以上に保持することによって行うこと
を特徴とする。
【００１２】また本発明は、上記の方法の実施において
用いる装置として、真空容器と、その内部に配設した誘
導加熱式金属製るつぼおよび外部に配設した温水供給装
置にて構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成装置であっ
て、上記真空容器を二重ジャケット構造とし、かつこれ
ら真空容器, るつぼおよびその外側にスパイラル状に配
設した誘導加熱コイルの各通水空間と上記温水供給装置
とを配管にて接続すると共に、るつぼとコイルの各通水
空間にはさらに圧縮空気配管と冷却水配管とを切換え可
能に接続したことを特徴とする真空誘導溶解炉の炉内焼
成装置を開発した。
用いる装置として、真空容器と、その内部に配設した誘
導加熱式金属製るつぼおよび外部に配設した温水供給装
置にて構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成装置であっ
て、上記真空容器を二重ジャケット構造とし、かつこれ
ら真空容器, るつぼおよびその外側にスパイラル状に配
設した誘導加熱コイルの各通水空間と上記温水供給装置
とを配管にて接続すると共に、るつぼとコイルの各通水
空間にはさらに圧縮空気配管と冷却水配管とを切換え可
能に接続したことを特徴とする真空誘導溶解炉の炉内焼
成装置を開発した。
【００１３】本発明において、金属製るつぼが、円周方
向を複数に分割して得られる各セグメントの相互間に絶
縁材を介挿して側部としたものであることを特徴とす
る。本発明において、温水供給装置は、内部にヒーター
を収容すると共に、側壁が冷却水を通水できる水冷ジャ
ケット構造を有することを特徴とする。
向を複数に分割して得られる各セグメントの相互間に絶
縁材を介挿して側部としたものであることを特徴とす
る。本発明において、温水供給装置は、内部にヒーター
を収容すると共に、側壁が冷却水を通水できる水冷ジャ
ケット構造を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２は、本発明にかかる炉内焼成
装置の好適実施形態の一例を示すものである。この装置
は、主として金属精錬用高周波誘導溶解用るつぼ炉に用
いる真空容器１と、この容器内部に配設される誘導加熱
式金属製るつぼ２と、この容器外部に配設される温水供
給装置３とから構成されている。
装置の好適実施形態の一例を示すものである。この装置
は、主として金属精錬用高周波誘導溶解用るつぼ炉に用
いる真空容器１と、この容器内部に配設される誘導加熱
式金属製るつぼ２と、この容器外部に配設される温水供
給装置３とから構成されている。
【００１５】前記真空容器１は、器壁全体が通水ジャケ
ツト１ａとなっている２重壁構造からなり、その通水ジ
ャケットの内部には温水供給装置３からの温水 (≧60
℃) が循環供給される。このように、真空容器１の外壁
を二重壁ジャケット構造とし、その通水ジャケット１ａ
内に温水を流すことで炉内焼成を行うようにした理由
は、以下の考え方に基づく。即ち、この種の焼成 (ベー
キング) において重要なことは、全体を一様に加熱する
ことである。そのためには、このような２重ジャケット
構造とすることが最適である。それは、もし加熱が一様
でないと、温度の低い部分の脱ガスができないばかり
か、他の場所で放出したガスがその部分に再吸着するこ
とにもなりかねないからである。
ツト１ａとなっている２重壁構造からなり、その通水ジ
ャケットの内部には温水供給装置３からの温水 (≧60
℃) が循環供給される。このように、真空容器１の外壁
を二重壁ジャケット構造とし、その通水ジャケット１ａ
内に温水を流すことで炉内焼成を行うようにした理由
は、以下の考え方に基づく。即ち、この種の焼成 (ベー
キング) において重要なことは、全体を一様に加熱する
ことである。そのためには、このような２重ジャケット
構造とすることが最適である。それは、もし加熱が一様
でないと、温度の低い部分の脱ガスができないばかり
か、他の場所で放出したガスがその部分に再吸着するこ
とにもなりかねないからである。
【００１６】前記高周波誘導溶解用るつぼ炉２は、前記
真空容器１内に配設されるものであって、るつぼ本体２
ａおよびこのるつぼ本体の周囲に巻回配設された誘導加
熱コイル２ｂはともに、通水空間を有する構造からな
り、これらの通水空間内には温水供給装置３からの温水
(≧60℃) もしくは冷水、または圧縮空気を、それぞれ
の使用目的に応じて循環供給する。なお、このるつぼ本
体２ａは、水冷式金属製であり、円周方向が複数に分割
されていると共に、その分割位置に絶縁材を介挿した構
造として、被溶解金属に電磁場を形成しやすく工夫した
ものを用いることが好ましい。
真空容器１内に配設されるものであって、るつぼ本体２
ａおよびこのるつぼ本体の周囲に巻回配設された誘導加
熱コイル２ｂはともに、通水空間を有する構造からな
り、これらの通水空間内には温水供給装置３からの温水
(≧60℃) もしくは冷水、または圧縮空気を、それぞれ
の使用目的に応じて循環供給する。なお、このるつぼ本
体２ａは、水冷式金属製であり、円周方向が複数に分割
されていると共に、その分割位置に絶縁材を介挿した構
造として、被溶解金属に電磁場を形成しやすく工夫した
ものを用いることが好ましい。
【００１７】前記温水供給装置３は、温水タンク３ａと
その外側 (側壁部) を囲む冷水タンク３ｂとからなる同
心環状の２重構造で構成されており、その温水タンク３
ａ内には温水 (ただし、60℃を超える温水では管路内に
カルシウムの沈積が起きるので、工業用水ではなく純水
を用いることが好ましい) が収容される。その温水中に
はこれを所定の温度に加熱保持するためのヒータ４が配
設してあり、このヒーター４には熱電対５および温度調
節器６が取付けてある。なお、図示の７はポンプ、８,
８′は温水配管、９と１０は温水配管８′中の循環温水
の温度監視用の熱電対, 温度表示器、１１は温水系圧力
の監視のための圧力計である。
その外側 (側壁部) を囲む冷水タンク３ｂとからなる同
心環状の２重構造で構成されており、その温水タンク３
ａ内には温水 (ただし、60℃を超える温水では管路内に
カルシウムの沈積が起きるので、工業用水ではなく純水
を用いることが好ましい) が収容される。その温水中に
はこれを所定の温度に加熱保持するためのヒータ４が配
設してあり、このヒーター４には熱電対５および温度調
節器６が取付けてある。なお、図示の７はポンプ、８,
８′は温水配管、９と１０は温水配管８′中の循環温水
の温度監視用の熱電対, 温度表示器、１１は温水系圧力
の監視のための圧力計である。
【００１８】なお、前記温水供給装置３は、循環系がク
ローズドシステムによって構成されており、これを温水
回路をクローズにしておくことで 100℃以上の高い温度
を確保して、ベーキング効率を高める上で有効に作用す
る。ただし、通常の湯沸器のような開放型のものを使用
してもよいが、高い温度の熱水が得られにくいという問
題点が残る。
ローズドシステムによって構成されており、これを温水
回路をクローズにしておくことで 100℃以上の高い温度
を確保して、ベーキング効率を高める上で有効に作用す
る。ただし、通常の湯沸器のような開放型のものを使用
してもよいが、高い温度の熱水が得られにくいという問
題点が残る。
【００１９】前述した炉内焼成装置は、真空容器１内部
装置品や器内壁の焼成により水分を除去するために用い
られるものであり、そのために、上記真空容器１の温水
ジャケット１内に温水供給装置３からの温水が温水配管
８′を通じて供給され、該真空容器１内を所定の温度(m
ax 120℃位まで) にする。ただし、max120℃としたの
は、この時の蒸気圧が1.95kgf/cm2 となり、これに供給
ポンプの押込圧約２kgf/cm2 を加えた3.95kgf/cm2 が真
空容器１に加わることになり、通常の真空容器ではこの
あたりが実用的な限度である。
装置品や器内壁の焼成により水分を除去するために用い
られるものであり、そのために、上記真空容器１の温水
ジャケット１内に温水供給装置３からの温水が温水配管
８′を通じて供給され、該真空容器１内を所定の温度(m
ax 120℃位まで) にする。ただし、max120℃としたの
は、この時の蒸気圧が1.95kgf/cm2 となり、これに供給
ポンプの押込圧約２kgf/cm2 を加えた3.95kgf/cm2 が真
空容器１に加わることになり、通常の真空容器ではこの
あたりが実用的な限度である。
【００２０】これにより真空容器１の内表面あるいは内
部装置品 (るつぼ, コイル) に吸着していたガス(H2Oな
ど) が放出される。この間、真空容器１は図示していな
い真空ポンプで排気を行い、離脱した酸化性ガスを排出
する (脱ガス) 。十分に脱ガスが行われた後、ヒータ４
への通電を止める。そして、温水供給装置３の冷水タン
ク３ｂに冷却水を通水することで、温水の温度を下げ、
真空容器１の冷却を行うことで、該真空容器１内表面の
ガス放出がおさまり、ひいては超高真空を得ることがで
きるようになる。その後、誘導加熱式るつぼ２で溶解を
行うことで、超高真空下での金属の溶解精錬を実現す
る。
部装置品 (るつぼ, コイル) に吸着していたガス(H2Oな
ど) が放出される。この間、真空容器１は図示していな
い真空ポンプで排気を行い、離脱した酸化性ガスを排出
する (脱ガス) 。十分に脱ガスが行われた後、ヒータ４
への通電を止める。そして、温水供給装置３の冷水タン
ク３ｂに冷却水を通水することで、温水の温度を下げ、
真空容器１の冷却を行うことで、該真空容器１内表面の
ガス放出がおさまり、ひいては超高真空を得ることがで
きるようになる。その後、誘導加熱式るつぼ２で溶解を
行うことで、超高真空下での金属の溶解精錬を実現す
る。
【００２１】なお、真空容器１を単に温水で加熱し、更
にるつぼ２を焼成する方法としては、次のような方法も
考えられるが、種々の問題点が残る。 (1) 真空容器１を焼成している間、るつぼ２の通水空間
に流している冷却水を止め、このるつぼ２を加熱された
容器１の輻射熱で昇温する方法がある。しかし、この方
法では、るつぼ２の方は真空容器１に比べて昇温速度が
かなり遅くなり、該容器１の脱ガスが済んだころに、る
つぼ２が所望の温度に到達するようなことになりかねな
い。しかも、容器１に比べ、るつぼ２の到達する温度は
低く、十分な脱ガスができない。 (2) なお、温水回路８をるつぼ２にも接続する方法が考
えられるが、溶解時に数百kWの冷却が必要となるため、
新たに温水回路にこの容量に間に合う冷却装置をつける
必要が生じる。 (3) 上記(1), (2)の方法では、材料に吸着している水分
を十分に除去することができない。
にるつぼ２を焼成する方法としては、次のような方法も
考えられるが、種々の問題点が残る。 (1) 真空容器１を焼成している間、るつぼ２の通水空間
に流している冷却水を止め、このるつぼ２を加熱された
容器１の輻射熱で昇温する方法がある。しかし、この方
法では、るつぼ２の方は真空容器１に比べて昇温速度が
かなり遅くなり、該容器１の脱ガスが済んだころに、る
つぼ２が所望の温度に到達するようなことになりかねな
い。しかも、容器１に比べ、るつぼ２の到達する温度は
低く、十分な脱ガスができない。 (2) なお、温水回路８をるつぼ２にも接続する方法が考
えられるが、溶解時に数百kWの冷却が必要となるため、
新たに温水回路にこの容量に間に合う冷却装置をつける
必要が生じる。 (3) 上記(1), (2)の方法では、材料に吸着している水分
を十分に除去することができない。
【００２２】そこで、発明者らは、真空容器１の脱ガス
と同時にるつぼ２の脱ガスをもでき、しかも、特別な冷
却装置を必要とせず、真空容器１内の焼成時には温水回
路を接続し、るつぼの誘導溶解時には冷却水を接続し、
真空容器１とるつぼ２の焼成時の誘導加熱により被溶解
材料 (金属) の焼成をも行うことのできる方法と装置の
開発につき検討した。
と同時にるつぼ２の脱ガスをもでき、しかも、特別な冷
却装置を必要とせず、真空容器１内の焼成時には温水回
路を接続し、るつぼの誘導溶解時には冷却水を接続し、
真空容器１とるつぼ２の焼成時の誘導加熱により被溶解
材料 (金属) の焼成をも行うことのできる方法と装置の
開発につき検討した。
【００２３】そのために本発明では、真空容器１, るつ
ぼ２ａの誘導加熱コイル２ｂと前記温水供給装置３と
を、温水配管８, ８′にて接続すると共に、るつぼ２ａ
および誘導加熱コイル２ｂについては同時に冷却水配管
12と置換ガス配管13ともそれぞれバルブを介して接続
し、装置内水蒸気の排出を目的とする焼成時には温水を
供給し、一方、るつぼ２ａ内被溶解金属を加熱するとき
は、このるつぼ２ａとコイル２ｂとには冷却水を供給
し、とくにその温水と冷却水との切り換え時に、管路お
よびそれぞれの通水空間内に圧縮空気を導入して、温
水, 冷却水の追い出しを図って置換を迅速に行うように
した。
ぼ２ａの誘導加熱コイル２ｂと前記温水供給装置３と
を、温水配管８, ８′にて接続すると共に、るつぼ２ａ
および誘導加熱コイル２ｂについては同時に冷却水配管
12と置換ガス配管13ともそれぞれバルブを介して接続
し、装置内水蒸気の排出を目的とする焼成時には温水を
供給し、一方、るつぼ２ａ内被溶解金属を加熱するとき
は、このるつぼ２ａとコイル２ｂとには冷却水を供給
し、とくにその温水と冷却水との切り換え時に、管路お
よびそれぞれの通水空間内に圧縮空気を導入して、温
水, 冷却水の追い出しを図って置換を迅速に行うように
した。
【００２４】即ち、溶解に先立つ装置内乾燥, 焼成時に
は、バルブＶ1 ，Ｖ2 を開き、バルブＶ3 , Ｖ4 , Ｖ5
を閉じることにより、温水供給装置からの温水を真空容
器１, るつぼ２およびコイル２ｂに供給すると同時に真
空排気を行って脱ガスする。その後、脱ガスが完了した
ら、ヒーター４による加熱を停止すると同時に温水供給
装置３の冷水タンク３ｂ中に冷却水を導入して温水タン
ク３ａ内の温水を冷却し、温度が低下したらその温水
(≦60℃の冷水) を真空容器１の通水ジャケット１ａ内
に供給する。
は、バルブＶ1 ，Ｖ2 を開き、バルブＶ3 , Ｖ4 , Ｖ5
を閉じることにより、温水供給装置からの温水を真空容
器１, るつぼ２およびコイル２ｂに供給すると同時に真
空排気を行って脱ガスする。その後、脱ガスが完了した
ら、ヒーター４による加熱を停止すると同時に温水供給
装置３の冷水タンク３ｂ中に冷却水を導入して温水タン
ク３ａ内の温水を冷却し、温度が低下したらその温水
(≦60℃の冷水) を真空容器１の通水ジャケット１ａ内
に供給する。
【００２５】次に、温水配管８, ８′中のバルブＶ1 ，
Ｖ2 を閉じ、バルブＶ4 , Ｖ2 およびＶ6 を開いてるつ
ぼ２ａとコイル２ｂの通水空間２ｃ，２ｄ内に圧縮空気
を送り込んで管内の残水を温水タンク３ａ内に回収排出
し、その後、バルブＶ4 を閉じバルブＶ3 を開いて、る
つぼ２ａおよびコイル２ｂの該通水空間２ｃ，２ｄ中に
冷却水 (工業用水) を導入してこれらを冷却する。そし
て、コイル２ｂに高周波電圧を印加して、るつぼ２ａ内
被溶解金属を誘導加熱して溶解する。
Ｖ2 を閉じ、バルブＶ4 , Ｖ2 およびＶ6 を開いてるつ
ぼ２ａとコイル２ｂの通水空間２ｃ，２ｄ内に圧縮空気
を送り込んで管内の残水を温水タンク３ａ内に回収排出
し、その後、バルブＶ4 を閉じバルブＶ3 を開いて、る
つぼ２ａおよびコイル２ｂの該通水空間２ｃ，２ｄ中に
冷却水 (工業用水) を導入してこれらを冷却する。そし
て、コイル２ｂに高周波電圧を印加して、るつぼ２ａ内
被溶解金属を誘導加熱して溶解する。
【００２６】その後、次の焼成を開始する前には、バル
ブＶ3 を閉じると共にＶ4 を開けて、圧縮空気でるつぼ
とコイルの通水空間内の冷却水 (工業用水) を十分追い
出した後、バルブＶ4 を閉じ、さらにバルブＶ5 を閉じ
た後、バルブＶ1 ，Ｖ2 を開けて再び温水を通水する。
このような処理によって温水 (純水) と工業用水とを切
換え通水することで、焼成と溶解を行う。なお、温水は
純水あるいは高温時にカルシウムなどの沈着が起こらな
いものを使用することが好ましいが、上述の如き切換え
作業時、工業用水との混合は最小限に抑えることが必要
である。また、温水タンク３ａへの補水が最小になるよ
う、圧縮空気による追い出しを行うが、これは必ずしも
必要な作業ではない。
ブＶ3 を閉じると共にＶ4 を開けて、圧縮空気でるつぼ
とコイルの通水空間内の冷却水 (工業用水) を十分追い
出した後、バルブＶ4 を閉じ、さらにバルブＶ5 を閉じ
た後、バルブＶ1 ，Ｖ2 を開けて再び温水を通水する。
このような処理によって温水 (純水) と工業用水とを切
換え通水することで、焼成と溶解を行う。なお、温水は
純水あるいは高温時にカルシウムなどの沈着が起こらな
いものを使用することが好ましいが、上述の如き切換え
作業時、工業用水との混合は最小限に抑えることが必要
である。また、温水タンク３ａへの補水が最小になるよ
う、圧縮空気による追い出しを行うが、これは必ずしも
必要な作業ではない。
【００２７】以上説明したように、本発明によれば、る
つぼ２ａやコイル２ｂのような冷却水が流れる部分にも
温水を通水することができるので、装置全体を極めて均
一な温度に焼成することが可能であり、このような構成
は温水を用いた焼成には最適である。
つぼ２ａやコイル２ｂのような冷却水が流れる部分にも
温水を通水することができるので、装置全体を極めて均
一な温度に焼成することが可能であり、このような構成
は温水を用いた焼成には最適である。
【００２８】
【発明の効果】かくして本発明によれば、真空容器の脱
ガス時にこの装置全体の脱ガスが同時に行える。しか
も、特別な冷却装置を必要とせず、溶解を行いかつ温水
により全体を均一に焼成することができ、水冷金属るつ
ぼによる溶解炉の焼成法としては最適な方法が実現でき
る。
ガス時にこの装置全体の脱ガスが同時に行える。しか
も、特別な冷却装置を必要とせず、溶解を行いかつ温水
により全体を均一に焼成することができ、水冷金属るつ
ぼによる溶解炉の焼成法としては最適な方法が実現でき
る。
【図１】真空誘導溶解装置の略線図である。
【図２】本発明にかかる真空誘導溶解装置の断面模式図
である。
である。
【図３】るつぼ周辺部の詳細を示す断面図である。
１ 真空容器 ２ るつぼ ２ａ るつぼ本体 ２ｂ 誘導加熱コイル ３ 温水供給装置 ４ ヒーター ５ 熱電対 ６ 温度調節器 ７ ポンプ ８, ８′ 温水配管 ９ 熱電対 １０ 温度表示器 １１ 圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 賢人 三重県伊勢市竹ケ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 原田 正信 東京都中央区日本橋３丁目12番２号 神鋼 電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 真空容器と、その内部に配設した誘導加
熱式金属製るつぼ、および外部に配設した温水供給装置
にて構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成に当たり、そ
れぞれが二重ジャケット構造である真空容器, 金属製る
つぼおよびこのるつぼに付帯して設けた誘導加熱コイル
の各通水空間内に、上記温水供給装置からの温水、また
は冷却水を循環供給してこれらを加熱・冷却し、このこ
とにより溶解炉内の焼成を行うことを特徴とする真空誘
導溶解炉の炉内焼成方法。 - 【請求項２】 温水供給装置からの循環水は、炉内焼成
時には高温水とし、るつぼによる被溶解材料誘導加熱時
には低温水とすることを特徴とする請求項１に記載の焼
成方法。 - 【請求項３】 るつぼとコイルの通水空間内に供給する
循環水につき、それの温水から冷却水あるいは冷却水か
ら温水への切替え時に、配管内に圧縮空気を導入して管
内の残水を排出することを特徴とする請求項２に記載の
焼成方法。 - 【請求項４】 焼成は、循環させる温水の温度を６０℃
以上に保持することによって行うことを特徴とする請求
項３に記載の焼成方法。 - 【請求項５】 真空容器と、その内部に配設した誘導加
熱式金属製るつぼおよび外部に配設した温水供給装置に
て構成された真空誘導溶解炉の炉内焼成装置であって、
上記真空容器を二重ジャケット構造とし、かつこれら真
空容器, るつぼおよびその外側にスパイラル状に配設し
た誘導加熱コイルの各通水空間と上記温水供給装置とを
配管にて接続すると共に、るつぼとコイルの各通水空間
にはさらに圧縮空気配管と冷却水配管とを切換え可能に
接続したことを特徴とする真空誘導溶解炉の炉内焼成装
置。 - 【請求項６】 金属製るつぼは、その円周方向を複数に
分割して得られる各セグメントの相互間に絶縁材を介挿
して側部としたもので構成したことを特徴とする請求項
５に記載の装置。 - 【請求項７】 温水供給装置は、内部にヒーターを収容
すると共に、側壁に冷却水を通水できる水冷ジャケット
構造であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26872996A JP3605484B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 真空誘導溶解炉の炉内焼成方法およびその装置 |
| EP01108730A EP1114872B1 (en) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | Baking method in a vacuum induction melting apparatus |
| DE69720631T DE69720631T2 (de) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | Verfahren zum Feilen von Metall auf einen hohen Reinheitsgrad |
| DE69720083T DE69720083T2 (de) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | Brennverfahren für Vacuum-Induktions-Schmelzapparate |
| EP01108655A EP1118684B1 (en) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | High-frequency vacuum induction melting apparatus |
| EP97117152A EP0834582B1 (en) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | Method of refining metal to high degree of purity |
| DE69720084T DE69720084T2 (de) | 1996-10-04 | 1997-10-02 | Hochfrequenz Vacuum-Induktions-Schmelzofen |
| US08/943,186 US5974077A (en) | 1906-10-04 | 1997-10-03 | Method of refining metal to high degree of purity and high-frequency vacuum induction melting apparatus |
| US09/298,899 US6049559A (en) | 1996-10-04 | 1999-04-26 | Method of refining metal to high degree of purity and high-frequency vacuum induction melting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26872996A JP3605484B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 真空誘導溶解炉の炉内焼成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115489A true JPH10115489A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3605484B2 JP3605484B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=17462545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26872996A Expired - Fee Related JP3605484B2 (ja) | 1906-10-04 | 1996-10-09 | 真空誘導溶解炉の炉内焼成方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3605484B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283996A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 誘導加熱装置の冷却システム |
| CN113624010A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-09 | 合肥科晶材料技术有限公司 | 手套箱用感应加热炉 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP26872996A patent/JP3605484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006283996A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 誘導加熱装置の冷却システム |
| CN113624010A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-09 | 合肥科晶材料技术有限公司 | 手套箱用感应加热炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3605484B2 (ja) | 2004-12-22 |
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