JPH1187044A - 底部出湯式浮揚溶解装置及びその出湯方法 - Google Patents

底部出湯式浮揚溶解装置及びその出湯方法

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JPH1187044A
JPH1187044A JP23919997A JP23919997A JPH1187044A JP H1187044 A JPH1187044 A JP H1187044A JP 23919997 A JP23919997 A JP 23919997A JP 23919997 A JP23919997 A JP 23919997A JP H1187044 A JPH1187044 A JP H1187044A
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tapping
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Hideaki Tadano
英顕 只野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】出湯流量を大幅に段階的に調整する。 【解決手段】誘導コイル1を備える銅製のるつぼ2にス
リット3を設けて複数のセグメント4から構成する。る
つぼ2の中に被溶解材料を投入し、材料を電磁反発力で
浮揚して誘導加熱により溶解して溶湯5を得る。るつぼ
2の底部2aに設けた嵌合穴2cに、出湯口6、6a、
6bの内径が段階的に異なり、スリット7を設けた筒状
の導電性の複数のアダプタ8を交換可能に嵌め込む。こ
のことにより、出湯流量を大幅に段階的に調整して、鋳
片の連続鋳造や鋳型への注湯ができる。

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、るつぼの中の被
溶解材料を電磁反発力で浮揚させて誘導加熱により溶解
させ、溶湯を底部の出湯口から出湯させる底部出湯式の
浮揚溶解装置及びその出湯方法に関する。
【0002】
【従来の技術】浮揚溶解装置は、水冷された銅などの導
電性のるつぼに1以上の縦方向のスリットを設けてるつ
ぼをセグメントで構成し、るつぼの外周に誘導コイルを
巻回するものである。るつぼの中に金属などの被溶解材
料を投入して誘導コイルに高周波電流を流すと、磁束は
スリットからるつぼ内に侵入して金属と鎖交し、金属に
うず電流が誘導されるので、金属はジュール熱で加熱さ
れる。非磁性の金属はもちろん、常温で磁性体の金属も
加熱されてキュリー点以上になると非磁性体になる。る
つぼに誘導されるうず電流と金属に誘導されるうず電流
とは、対向する表面で方向が逆向きであり、電磁反発力
により、金属はるつぼから離れて空中に浮揚する。さら
に金属を加熱すると浮揚状態を保ったままで溶解する。
この方法で溶解した金属は、るつぼからの不純物の混入
による汚染がないので、純度の良い溶湯が得られる。こ
の溶湯を鋳型に流し込んで冷却するなどすれば、純度の
良い製品の製造が可能である。被溶解材料には、チタニ
ウムや、クロム、ニオブ、モリブデンなどの高融点金属
やシリコンなどがあげられる。
【0003】浮揚溶解装置から溶湯を出湯するには、い
くつかの方法があり、溶湯を底部の出湯口から出湯させ
る底部出湯式の浮揚溶解装置がある。その1つとして特
開平5−15950号公報などが知られる。この文献の
底部出湯式浮揚溶解装置は、外周に誘導コイルを備え、
底部と筒部とからなる導電性のるつぼに複数の縦方向の
スリットを設けてるつぼを複数のセグメントで構成す
る。このるつぼの中の被溶解材料を電磁反発力で浮揚さ
せて誘導加熱により溶解させ、溶湯を底部の出湯口から
出湯させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例では、出
湯流量が出湯口の大きさでほぼ決定されてしまうので、
出湯流量を大幅に調整することが困難である。また、出
湯時に誘導コイルへ投入する電力を増大させれば、出湯
口からの磁束が溶湯に鎖交して出湯する溶湯を絞るので
出湯流量を微調整することが可能であるが、出湯流量を
大幅に調整することが困難である。それは、電力を増大
させて溶湯を絞るほど溶湯に鎖交する磁束が減少するこ
とと、エッジ効果で集中するうず電流が耐熱限界のある
出湯口を過熱させて電力の増大に制約があるからであ
る。
【0005】この発明の課題は、出湯流量を、大幅に段
階的に調整することが可能であり、望ましくは大幅に無
段階に調整することができる底部出湯式浮揚溶解装置及
びその出湯方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明1の底部出湯式浮揚
溶解装置は、外周に誘導コイルを備え、底部と筒部とか
らなる導電性のるつぼに1以上の縦方向のスリットを設
け、るつぼの中の被溶解材料を電磁反発力で浮揚させて
誘導加熱により溶解させ、溶湯を底部の出湯口から出湯
させるものにおいて、るつぼの底部に設けた嵌合穴に、
出湯口を持ち1以上の縦方向のスリットを設けた筒状の
導電性のアダプタを交換可能に嵌め込むものである。
【0007】発明1によれば、出湯口を持つ筒状をした
導電性のアダプタは、1以上の縦方向のスリットを有す
るので、誘導コイルによって生じるうず電流の周回がな
く、その加熱が防止される。また、アダプタは交換可能
に嵌め込まれるので出湯口の寸法を大幅に段階的に変更
可能であり、出湯流量を、大幅に段階的に調整すること
が可能になる。
【0008】発明2の底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
法は、発明1の底部出湯式浮揚溶解装置を使用して溶湯
をるつぼの底部から出湯する方法において、交換可能な
アダプタを交換して出湯口の内径を段階的に変更するこ
とと、誘導コイルの通電電力を無段階的に変更すること
とを併用して、出湯するときの出湯流量を変化させるも
のである。
【0009】発明2によれば、出湯口の内径を段階的に
変更することと、誘導コイルの通電電力を無段階的に変
更することとを併用して出湯するので、アダプタで出湯
口の寸法を大幅に段階的に変更し、その段階の間を誘導
コイルの通電電力の微調整で補完することができる。こ
のため、出湯流量を、大幅に無段階に調整することがで
きる。
【0010】発明3の底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
法は、発明1の底部出湯式浮揚溶解装置を使用して溶湯
をるつぼの底部から出湯する方法において、るつぼの底
部のアダプタの出湯口をダイスとして使用し、このダイ
スから、被溶解材料の棒材を連続的に鋳造するものであ
る。発明3によれば、アダプタの出湯口をダイスとして
使用するので、連続的に鋳造される棒材の断面形状を、
段階的に変更することができる。
【0011】発明4の底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
法は、発明1の底部出湯式浮揚溶解装置を使用して溶湯
をるつぼの底部から出湯する方法又は発明2の方法にお
いて、るつぼの底部のアダプタの出湯口の下方に、鋳型
を配置するものである。発明4によれば、鋳型への注湯
流量を、大幅に無段階に調整することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例の図に
基づいて説明する。各図において同一符号を付ける部分
はおよそ同一機能を持ち説明を省くことがある。図1は
実施例1の透視斜視図、図2は実施例1を応用した実施
例2の溶解中の透視斜視図、図3は図2の出湯中の透視
斜視図、図4は実施例3の連続鋳造の透視斜視図、図5
は実施例4の鋳型鋳造の透視斜視図、図6は実施例5の
透視斜視図である。
【0013】図1に示す実施例1において、外周に誘導
コイル1を備える銅などの導電性のるつぼ2は、底部2
aと筒部2bとからなる。るつぼ2に1以上の複数の縦
方向のスリット3を設けて複数のセグメント4から構成
する。るつぼ2の中に金属などの被溶解材料を投入すれ
ば、材料は電磁反発力で浮揚されて誘導加熱により溶解
して溶湯5になる。溶湯5を底部2aの出湯口6から出
湯させるために、るつぼ2の底部2aに設けた嵌合穴2
cに、出湯口6を持ち1以上の複数の縦方向のスリット
7と水冷管9を設けた筒状の導電性のアダプタ8を交換
可能に嵌め込む。アダプタ8の外周と嵌合穴2cとは円
錐台状にするが、円筒や角筒状でもよい。アダプタ8
は、出湯口6、6a、6bの内径が段階的に異なるもの
の複数個が用意される。
【0014】実施例1の装置によれば、出湯口6、6a
又は6bを持つ筒状をした導電性のアダプタ8は、1以
上の縦方向のスリット7を有するので、誘導コイル1に
よって生じるうず電流の周回がなく、その加熱が防止さ
れる。また、アダプタ8は交換可能に嵌め込まれるので
出湯口6、6a又は6bの寸法を大幅に段階的に変更可
能であり、出湯流量を、大幅に段階的に調整することが
可能になる。
【0015】実施例1の装置の出湯方法は、交換可能な
アダプタ8を交換して出湯口6、6a又は6bの内径を
段階的に変更することと、誘導コイル1の通電電力を無
段階的に微調整して変更することとを併用して、出湯す
るときの出湯流量を変化させるものである。実施例1の
装置の出湯方法によれば、出湯口6、6a又は6bの内
径を段階的に変更することと、誘導コイル1の通電電力
を無段階的に変更することとを併用して出湯するので、
アダプタ8で出湯口6、6a又は6bの寸法を大幅に段
階的に変更し、その段階の間を誘導コイル1の通電電力
の微調整で補完することができる。このため、出湯流量
を大幅に無段階に調整することができる。
【0016】図2及び図3に示す実施例2は、実施例1
のるつぼ2のアダプタ8の出湯口6に開閉可能な栓10
を付加したものである。溶解中には図2のように栓10
を閉じ、出湯中には図3のように栓10を開く。出湯口
6の寸法により栓10の外形を変える。栓10は水冷さ
れる銅の一体物であるが、スリット付きのセグメントで
構成してもよい。
【0017】図4に示す実施例3の装置の出湯方法は、
るつぼ2の底部2aの水冷のアダプタ8の出湯口6をダ
イスとして使用する。このダイスから、溶湯5を冷却し
ながら棒状に成形した鋳片5bを連続的に引き出して鋳
造するものである。鋳片5bを連続的に引き出すには、
始めに、アダプタ8の出湯口6(ダイス)に、溶湯5と
同種の種棒31を差し込んでおくとよい。被溶解材料が
完全に溶解した後に、種棒31の引き棒32をローラ3
3などで下方に引き抜く。溶湯5から半凝固溶湯5a、
鋳片5b、種棒31へと連続する。誘導コイル1の通電
電力を微調整すれば、半凝固溶湯5aの領域が変化す
る。
【0018】実施例3の装置の出湯方法によれば、アダ
プタ8の出湯口6をダイスとして使用するので、アダプ
タ8を交換して出湯口6の内径を段階的に変更すること
によって、連続的に鋳造される鋳片5bの断面形状及び
大きさを、段階的に変更することができる。図5に示す
実施例4の装置の出湯方法は、るつぼ2の底部2aのア
ダプタ8の出湯口6の下方に、鋳型41を配置するもの
である。出湯時に誘導コイル1へ投入する電力を増大さ
せて溶湯5を絞って出湯流量を微調整してもよいが、出
湯口6の下方に出湯流量調整力の大きい出湯制御コイル
40を配置してもよい。湯受け口41aを持つ鋳型41
は昇降台42で昇降する。
【0019】実施例4の装置の出湯方法によれば、アダ
プタ8を交換して出湯口6の内径を段階的に変更するこ
とと、誘導コイル1又は出湯制御コイル40の通電電力
を無段階的に変更することとを併用できるので、鋳型4
1への注湯流量を大幅に無段階に調整することができる
こととなる。このため、鋳型41への注湯流量を、始め
に少しづつやがて大きくすることにより、湯こぼれのな
い急速鋳造ができることとなる。
【0020】図6に示す実施例5は、実施例1の技術を
特開平7−249483号公報に開示される底部出湯式
浮揚溶解装置に適用する実施例である。この文献におい
て、外周に誘導コイルを備える導電性のるつぼは底部と
筒部とからなり、縦方向のスリットを設けて複数のセグ
メントから構成される。さらにセグメントは出湯口の下
方に延設されて出湯管部を形成し、出湯管部の内径を出
湯口より大きくして出湯管部の外周に出湯制御コイルを
設ける。
【0021】さて、実施例5において、外周に誘導コイ
ル1を備える導電性のるつぼ2は、底部2aと筒部2b
とからなり、縦方向のスリット3を設けて複数のセグメ
ント4から構成される。さらにセグメント4は出湯口6
の下方に延設されて出湯管部51を形成し、出湯管部5
1の内径を出湯口6より大きくして出湯管部51の外周
に出湯制御コイル52を設ける。実施例5の特徴とし
て、るつぼ2の底部2aに設けた嵌合穴2cに、出湯口
6を持ち1以上の複数の縦方向のスリット7を設けた筒
状の導電性のアダプタ8を交換可能に嵌め込む。出湯管
部51のセグメントをるつぼ2のセグメント4と別物と
してもよい。出湯管部51の内径を出湯口6より大きく
すると、出湯口6が突出部となってうず電流が集中し、
安定した浮揚力の増大が得られる。その事情は前記の文
献に詳しく説明される。
【0022】実施例5によれば、出湯口6を持つ筒状を
した導電性のアダプタ8は、1以上の縦方向のスリット
を有するので、誘導コイルによって生じるうず電流の周
回がなく、その加熱が防止される。また、アダプタ8は
交換可能に嵌め込まれるので出湯口6の寸法を大幅に段
階的に変更可能であり、出湯流量を、大幅に段階的に調
整することが可能になる。そして、出湯制御コイル52
の通電電力を無段階的に微調整して変更することとを併
用して、出湯するときの出湯流量を無段階に調整するこ
とができる。
【0023】
【発明の効果】発明1の底部出湯式浮揚溶解装置によれ
ば、アダプタを交換して出湯口の寸法を大幅に段階的に
変更可能であり、出湯流量を、大幅に段階的に調整する
ことが可能になるという効果がある。発明2の底部出湯
式浮揚溶解装置の出湯方法によれば、出湯口の内径を段
階的に変更することと、誘導コイルの通電電力を無段階
的に変更することとを併用して出湯するので、アダプタ
で出湯口の寸法を大幅に段階的に変更し、その段階の間
を誘導コイルの通電電力の微調整で補完することができ
る。このため、出湯流量を、大幅に無段階に調整するこ
とができるという効果がある。
【0024】発明3の底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
法によれば、アダプタの出湯口をダイスとして使用する
ので、連続的に鋳造される棒材の断面形状を、段階的に
変更することができるという効果がある。発明4の底部
出湯式浮揚溶解装置の出湯方法によれば、鋳型への注湯
流量を大幅に無段階に調整することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の透視斜視図
【図2】実施例1を応用した実施例2の溶解中の透視斜
視図
【図3】図2の出湯中の透視斜視図
【図4】実施例3の連続鋳造の透視斜視図
【図5】実施例4の鋳型鋳造の透視斜視図
【図6】実施例5の透視斜視図
【符号の説明】
1 誘導コイル 2 るつぼ 2a 底部 2b 筒部 2c 嵌合穴 3 スリット 4 セグメント 5 溶湯 5a 半凝固溶湯 5b 鋳片 6 出湯口 6a 出湯口 6b 出湯口 7 スリット 8 アダプタ 9 水冷管 10 栓 31 種棒 32 引き棒 33 ローラ 40 出湯制御コイル 41 鋳型 41a 湯受け口 42 昇降台 51 出湯管部 52 出湯制御
コイル52

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外周に誘導コイルを備え、底部と筒部とか
    らなる導電性のるつぼに1以上の縦方向のスリットを設
    け、るつぼの中の被溶解材料を電磁反発力で浮揚させて
    誘導加熱により溶解させ、溶湯を底部の出湯口から出湯
    させる底部出湯式浮揚溶解装置において、 るつぼの底部に設けた嵌合穴に、出湯口を持ち1以上の
    縦方向のスリットを設けた筒状の導電性のアダプタを交
    換可能に嵌め込むことを特徴とする底部出湯式浮揚溶解
    装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の底部出湯式浮揚溶解装置を
    使用して溶湯をるつぼの底部から出湯する出湯方法にお
    いて、 交換可能なアダプタを交換して出湯口の内径を段階的に
    変更することと、誘導コイルの通電電力を無段階的に変
    更することとを併用して、出湯するときの出湯流量を変
    化させることを特徴とする底部出湯式浮揚溶解装置の出
    湯方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の底部出湯式浮揚溶解装置を
    使用して溶湯をるつぼの底部から出湯する出湯方法にお
    いて、 るつぼの底部のアダプタの出湯口をダイスとして使用
    し、このダイスから、被溶解材料の棒材を連続的に鋳造
    することを特徴とする底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
    法。
  4. 【請求項4】請求項1記載の底部出湯式浮揚溶解装置を
    使用して溶湯をるつぼの底部から出湯する出湯方法又は
    請求項2記載の出湯方法において、 るつぼの底部のアダプタの出湯口の下方に、鋳型を配置
    することを特徴とする底部出湯式浮揚溶解装置の出湯方
    法。
JP23919997A 1997-09-04 1997-09-04 底部出湯式浮揚溶解装置及びその出湯方法 Withdrawn JPH1187044A (ja)

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