JPS5966970A - 溶融物を、底部開口を備えた溶融容器から注ぎ出すのを制御するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固形出発材料から溶融された溶融物を、底部
開口を備えだ溶融容器から注ぎ出すｃ／）を制御するだ
めの方法及びこの方法を実施するだめの装置であって、
出発材料の溶融過程中に、前記底部開口を溶融可能な有
利には溶融物と相客れる材料上り成る閉鎖板によって閉
鎖し、この閉鎖板が溶融物からの熱伝達作用によって局
部的に溶融されるようになっている形式のものに関する
。

このような方法は、ドイツ連邦共和国特許１（１」願公
開第２０１６８８９号明細嘗によれは、閉鎖板の厚さを
変えることによってこの閉鎖板の溶融時間を制御１（１
ずろものが公知である。閉鎖板（・１１時に中央範囲で
厚さの減少された区分を有しでいる。１〜かしながらこ
のような形式の制御方法は軌しく不精確である。

閉鎖４反の月利は溶融される際に溶融物と必然的に混合
さ、１１．るので、閉鎖板の組成物は溶融物の組成物と
同じものでなければならない。閉鎖板の組成物と溶融物
の組成物とが異質のものであＪｔは、溶融物の純粋性は
維持されなくなる。

しかしながら、このように閉鎖板の材料と溶融物の材１
ｓ＋とを同一のものにすれは、閉鎖板の溶融点は必然的
に溶融物の原材料の溶融点と一致することになる。溶融
物が、注ぎ出される以前に溶融点以上の温度を得るため
には、原材料を迅速にかつ部分的υて限定して溶融させ
ることによって、並ひに始めは温度の低い閉鎖板に向か
う方向で温度差を形成する必要がある。言い換えれは閉
鎖板が溶融するまでの時間的なずれを得るだめには、閉
鎖板への熱伝達の遅れが利用されるが、このような行程
は実際には十分に繰り返し再現可能ではない。

例えば溶融物から閉鎖板・＼の熱伝達は、溶融物内の温
度配分、若しくは場合によっては生しる溶融物の混合過
程に基ついている。まだ溶融温度の局部的な配分は、必
ず設けられている加熱装置の熱伝達作用に基づいている
。この加熱装置は通常誘導コイルとして構成さｉｌ−て
おり、この誘導コイルが溶融容器の全高さのうちの、多
かれ少なかれ大きい部分範囲を取り囲んでいる。このよ
うに構成されていることによって、及び溶融物の量がそ
のつど変化することによって、閉鎖板の、そのつと変化
する熱伝達作用及び誘導結合作用を制御することはほと
んど不可能であるので、閉鎖板の浴融時点を精確に規定
することは不可能である。また、閉鎖板に伝達される種
種異なる熱作用Ｑま、装置全体が冷・ｔい状態から運転
開始された状態にあるか、又はｉηに枕的νこ運転され
ている状態にあるかに基ついている。

本発明の第１の課題は、溶融物を溶融物容器から注ぎ出
す時点を狭い範囲に規定１−１しかも特に所望して制御
することができるような、初めに述べた形式の方法を提
供することである。

この課題は本発明によれは、出発材料の直軸１昂程中に
閉鎖板を下方側から冷却し、次いでこの冷却程度を溶融
物の注ぎ出しを開始するだめｂτ少なくとも弱め、有利
には冷却？まったく中止することによって解決された。

本発明の方法によれは、最後に溶融される部分である閉
鎖板の下方側と溶融物との間に、冷ノ＃ｌＩ　ｌ、ない
場合におけるよりも大きな温度雁が形成さ：１１．るこ
とによつ−Ｃ１閉鎖板へ伝達される熱の影響は著しく抑
圧される。これによって、閉鎖仮を９期に溶融させるこ
となしに溶融物をより長い時間にわたって集めかつ特（
（こり、を過熱させることも可能である。また、時間の
制限を受けることなく、溶融物を十分強く混合すること
及び（又は）溶融物を分解することも可能である。また
、閉鎖板を冷却することによって、誘動コイルに作用す
る誘導結合の熱作用は減少され、あらかじめ強く加熱さ
れた溶融容器及びその他の装置部分への熱の影響を十分
に補償することができる。この冷却の度合いを弱めるこ
・−とによつ−Ｃ１又はこの冷却な特に完全に中止する
ことによって閉鎖板への溶融物の熱伝達が急撃に強めら
れる０）で、閉鎖板は１（１時間で溶融さ７′１．で、
注き゛出し作業が行なわれる。

この場合、閉鎖板の冷却１ｒま閉鎖板に向けらｈ−た冷
力Ｊメｆス流（不活性ガス、希ガス）によって行なわれ
るか、又は冷却体を下方から閉鎖仮に押しつけることに
よって行なわれる。冷却ガス流による冷、ｊ：ｔ１作業
は保護ガス内で溶融及び庄ぎ出しを行なう場合に適して
おり、こノ１に対して冷却体による冷却作業は真空状態
においても行なうことができる。

本発明による方法は、ガス状の媒体を用いて、曲軸さり
、た金属を粉末状にすることによって粉末金属を製造す
るために適している。この場合、溶融容器の底部開口を
所定の時間たけ閉鎖維持し、るつぼ内の溶融金属を規定
された時間たけ規定さ′ｉ１．だ温ＩＷで加；）リシす
ることが可能である。

この場合、冷Ｊ２＋１　ｉｆス流による冷却ｔま次のよ
うなイ１１加的な利点を何している。つまり、閉鎖板は
原ｋｉ１１として下方から溶融容器の底部開口に対して
押しつけろ必偶かあり、この押しつけ作業は、閉鎖板を
支持しかつ閉鎖板の下方側でこの閉鎖仮と同軸的な開Ｌ
１を有する支持体によって行なわノ′１１、閉鎖板の狭
い縁部範囲だけが前記支持体」二に載設されるようにな
つ−Ｃいる。この場合、冷力」ガス流が下方から閉鎖板
に向けられると、ガス流は側方に変位して、例えはシリ
マナイト板より成、る支持体をも著しく冷却する。こノ
ｔによって、当該装置部分の全温度レベルは下降させら
れるという付加的な利点がある。

支持体の厚さ及び月利特性によって、冷却ガス流の強さ
及び温度υて関連１−て溶融物の注ぎ出し時点を所望に
制御ｊｑｌする可能性が得らシ９、る。溶融容器の底部
開口を閉鎖又ｉｄ開放する決定を行なうためには、溶融
容器の底部開口の範囲に５０°〜２００°Ｃの温度差か
あれは十分である。

本発明の第２の課題は、初めに述べた方法を実施するた
めの、底部開口を備えだ溶融容器を有する装置を提供す
ることである。

この課題は本発明の別のｉ＋￥徴＋ｃよれは、底部間１
」の下方側にノズルが配（首されていて、このノズルの
軸線が前記底部開口（で向けられていることによって解
決された。

本発明の有利な実施態様によれは、ノズルは可動な保持
装置に固定されているので、浴融物を注ぎ出す際に、溶
融物の注き出し路から外へ旋回させられる。

本発明のさらに別の特徴によれしま、底部開口の下方側
に、閉鎖板に接触するまで０の閉鎖板に向かう方向で可
動な冷却体か配置されている。

冷却体は有利トコは良好に熱を伝導する金属（銅）より
成っていて、各１つの導入管と導出管とを介して冷却媒
体循環回路を形成する中空室を備えている。

次に図面に示した実施例について本発明σ）構成を具体
的に説明する。

第１図では気密な容器１か示さ、ｌｔでおり、この気密
な容器１内には保護作用を有する雰囲気（真空又は保護
ガス）が満たされている。まだ、容器１内にはめ融装置
２が懸架されており、このｍ融装置２は回部４と底部開
口５とを備えた溶融容器３より成っている。セラミック
材よりＩＪンろ溶融容器３０円筒形の部分は断熱材６と
外周壁Ｉとによって取り囲まれている。外周壁７は、誘
導結合が生じないような材料及び形状で形成されている
。外周壁γの外部には、冷却水の貫流する誘導コイル８
が配置されている。

底部開口５θ）下１則にこの底部開口５に対して同心的
に閉鎖板９か設けらシ１．ており、この閉鎖４反Ｑよ、
溶融（−ようとする出発材料（図示せす）と同様の材ネ
・１より成っている。閉鎖板９は、セラミックより成る
プレート１１と昇降装置１２とを有する支持体１０上に
載設さｉしている。この昇降装置１２によって閉鎖プレ
ート９は浴融容器３の底部４に当てつけられる。

支持体１０のセラミックより成るプレート１１には円形
の開口１３が形成されており、この開口１３は底部開口
５及び閉鎖プレート９に対して同軸的に延ひていて、閉
鎖板９σ）ンＥめの円形の載設部を形成している。

開１］１３の下方＆ｉ１ｍはノズル１４が設けられてお
り、このノズル１４の軸組ｔ　４　ａは底部開口５及び
閉鎖板９に向けられているか着しくにこれらの底部開Ｉ
コ５及び閉鎖板９の軸線に重なっている。ノズル１４は
フレキ／プルな導管１５と弁１６とを介してガス容器１
７に接続されている。このガス容器１７には冷却ガスと
してのアルゴンが貯えられている。冷却がスは図示して
いない再循環装置を介して再生されてガス容器１７に再
び供給される。

ノズル１４は可動な保持装置１８に固定さｈている。こ
の保持装置１８にｉｄ鉛直な旋回！１ｑＩＩ線１９と旋
回円曲なジブ２０とか配属されてし・る。

旋回軸線１９は２つの支持アーム２１を介して容器１の
外周壁に固定されている。

ノズル１４が図示の位置を占めていて、十分な礒の冷ｊ
ｉｌ］ｙＴス（Ｃよつ−Ｃ負荷されている間、ノズル１
４は強いガス流を閉鎖板９に対して及びプレート１１σ
）開１」１３の内側下面に対して向シづるようになつ−
Ｃいるので・、これらの位置て・前＋４−’の冷却作用
か形成きれる。冷却ガス流が弁１６によって絞らＪ］、
（及びノズル１４が側方に旋回１ｔシめられ）ると、閉
鎖板９に加えらノ１、る熱が高温になり、所定の時間が
経つと閉鎖板９を酸１蝕ぜしめるので、底部開口５から
溶融物が流ｊ１出ず。この溶融物は１要示していない噴
霧装置すでよつ−Ｃ細かい金属粒子に分裂させらり、、
この金属粒子が容器１の底部に集められる。

第２図では第１図と同様の部分には第１図と同様の符号
を印した。この第２図の実施例では、ジブ２０の自由端
部にノズル１４（第１図参照）（２）かわりに冷却体２
３が配置されており、この冷却体２３はずんぐりしだ円
筒形状を有して〜いて、破線で示しだように十分な余裕
を保って開口１３にちょうど侵入させられるようになっ
ている。このために冷却体２３は円筒形状のンヤノト２
４を有している。このシャフト２４はすべりガイド２５
に支承されていてこのすべりガイド２５と詳しく１図示
していない、駆動装置とによって矢印２６の方向て゛鉛
直運動を行なうようＬＣなっている。

冷却体２３は冷却媒体供給導管２７と冷却媒体導出導管
２８とを介して詳しく図示していない冷却媒体循環回路
に接続されている。この場合、容器１は真空容器として
構成されていて、前記冷却媒体導入及び導出導管のだめ
の２つの真空接続部２９．３０を有している。

溶融容器３内で図示していない原材料を溶融している間
、及びこうして溶融さ才ｔた溶融物を所定の処理工程で
処理する間、冷却体２３は破線で示された位置で保持さ
れて、閉鎖板９０下ｇ４１］の制限面に押しつけられる
。こｈによって、閉鎖板９の下側の制限面は、冷却体の
温度に近い温度に保たれる。つ−まり、溶融容器３の温
度よりも冷却媒体における温度により近い温度に保たれ
る。冷却体がこのよう、な位置を維持しＧ却媒体が貫流
１〜ている限り、閉鎖板９が局部的υこ浴融ぜしめられ
ることはない。溶融物が閉鎖板９を溶融せしめてこの閉
鎖板を貫通するよう、を場合は、そのつと溶融物は直ち
に新たに凝固さぜられる。つ゛まり、図示の装置は極端
な場合一種の［凍結弁１を形成している。

溶融物の注ぎ出しを開始するためには、冷却体２３を実
線で示しだ位置から下げて側方に旋回させるたけでよい
。これによつ−ご底部開口５から流出する金属粒子を噴
霧させることによつ°Ｃ粉末の製造が開始さＪする。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却ガス用の７ノズルを備えだ本発明による溶
融兼注入装置の第１実施例の部分的な縦断面図、第２図
は第２実施例の部分的な縦断面図で゛ある。 １・・容器、２・・溶融装置、３・・溶融容器、４底部
、５　底部開口、６・・断熱材、７　・外周壁、８・・
誘導コイル、９・閉鎖板、１０　・支持体、１ドブレー
ト、１２・・昇降装置、１３・・開１０．１４　ノズル
、１４ａ・−軸線、１５・・・導管、１６　弁、１７・
・ガス容器、１８・・保持装置、１９・・・旋回軸線、
２０・ジブ、２１・・支持アーム、２２・・底部、２３
・・冷却体、２４　ンヤフト、２５・・・ずべりガイド
、２６・・矢印、２７・・・冷却媒体供給導管、２８・
・・冷却媒体導出導管、２９．３０・・真空接続部 ＦＩＧ、２ ドイツ連邦共和国ノイベルク２ アム・メラーボルン１６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　固形出発材：Ｈ１から浴融されだ浴融物を、底部
   開口を備えた高融容器から注ぎ出すのを制御するだめの
   方法であって、出発材料の溶融過程中して、前記底部開
   口（５）を溶融可能な拐ネ」より成る閉鎖板（９）によ
   って閉鎖し、この閉鎖板（９）か溶融物からの熱伝達作
   用によって局部的に高融されるようになっている形式の
   ものにおいて、出発材料の溶融過程中に前記閉鎖板（９
   ）を−ト方側から冷却し、次いでこの冷却程度を浴融物
   の注ぎ出しを開始するだめに少なくとも弱めることを特
   徴とする、溶融物を、底部開口を備えた高融容器から注
   ぎ出すのを制御するだめの方法。 ２、　前記閉鎖板（９）に向けられた冷却ガス流によっ
   て冷却を行なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６゜　前記閉鎖板（９）に当てつけらり、る冷去ＩＩ（
   本（２３）Ｋよって冷却を行なう、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ４、固形出発桐材から溶１独された溶融物を、底部開口
   を備えた溶融容器から注ぎ出すぴ）を＄制御するだめの
   方法を実施するためσ）装置て゛あつ゛Ｃ１出発材料の
   溶融過程中に、前記底部１期口（５）を高融可能な材；
   目、より成る閉鎖板（９）によって閉鎖し、この閉鎖板
   （９）カー溶融物からの熱伝達作用によつ−Ｃ局部的υ
   Ｃ溶邑虫されるようになっている形式σ）ものにお（−
   で、前記底部間［コ（５）の下方側すてノズル（１４）
   が配置されていて、こσ）ノズル（１４）σＸ）軸線（
   ’１４ａ）が前記底部開口（５）Ｖ−向けられているこ
   とを特徴とする、溶融１１勿を、底部間１コを備えだ溶
   融容器から注ぎ出−Ｊ−ｃｒ）を市制御するだめの装置
   。 ５、　前記ノズル（１４）か可動な保持装置（１８）に
   固定されている、特許請求の範ｕＩｌεじ４項ｉｔ己ｉ
   戊の　装　碩ｒ０ ６　前記底部間ｒ＋（５）の下方側にこの底部開口（５
   ）と同軸的な開口（１３）を備えだセラミックより成る
   フ０レー１−　（１１）が配置さノ１．ていて、該プレ
   ートが前記閉鎖板（９）のだめの支持体を形成している
   、特許請求の範囲第４項記載の装置。 Ｚ　固形出発材料から溶融された溶融物を、底部開口を
   備えた溶融容器から注ぎ出すのを制御′ｉ１１するため
   の方法を実施するだめの装置であつ−Ｃ１出発材）明の
   溶融過程中に、前記底部間Ｕ］　（５）な溶融可能な材
   料より成る閉鎖板（９）によって閉鎖し、この閉鎖板（
   ９）が溶ＩＡ’Ｊｉ物からの熱伝達作用によって局部的
   に溶融されるようになっている形式のものむでおいて、
   １１■記底部開［」（５）の下方側に、前記閉鎖板（９
   ）に接触するまでこの閉鎖板に向かう方向で可動な冷却
   体（２３）が配置されている仁とを特徴とする、溶融物
   を、底部開口を備えた溶融容器から注ぎ出すのを制御す
   るための装置。 ８、＠記底部開口（５）の下方側にこの底部開口（５）
   と同軸的な開Ｄ　（１３）を備えだセラミックより成る
   プレート（１１）が配置されていて、該プレート（１１
   ）が前記閉鎖板（９）のだめの支持体を形成している、
   特許請求の範囲第７項記載の装置。