JPS62148074A - ア−ク式溶解・鋳造方法並びにその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、主にチタン、チタン合金、ニオブ。

タンタル、ニッケル、クロム、コバルト等の高活性（高
酸化性）金属の為の新規なアーク式溶解・鋳造方法並び
にこの方法を用いた新規な装置に関する。

（従来の技術） 従来から、アークにより各種金属の溶解・鋳造がなされ
ていることは周知の通りである。この従来周知の溶解・
鋳造方法は、気密室内の溶解るつぼ上の鋳造用金属材料
に対して、該気密室内に臨ませたアーク発生電極よりア
ーク柱を作用させて之を溶解し、且つ得られた溶湯を上
記るつぼに関連付けて配置された鋳型に注湯する如き要
領でなされる。

（発明が解決しようとする問題点） 然し乍ら、上記の如き溶解・鋳造の方法に於いては、ア
ークの発生した点で鋳造用金属材料の溶融が始まり、そ
の溶融域が熱伝導により次第に広くなると云う形態で溶
融が進行するので、アーク柱はアークスタート点に局部
的に集中する。この現象は特に材料の熱伝導性が悪い場
合（例えば、コバルト、ニッケル、クロム、チタン等）
に顕著である。その結果、上記材料は局部的に過昇温さ
れ、所ｒｒＩ鋳肌荒れや鋳造巣等の鋳造欠陥が発生し易
くなる。また、蒸発損失し易い金属（例えばアルミニウ
ム）を合金成分として含有した合金（例えばＴ　ｉ　−
６Ａ　Ｉ　−４Ｖ　）の鋳造の場合１局部的に過熱され
る結果、斯かる合金成分が蒸発して合金成分が変化する
と云った問題点があった。

亦、上記方法では、アーク柱が一点に固定されている為
、鋳物材料のスクラップや不定形の鋳物材料をそのまま
の形で用いることが不可であり、一旦成型用のるつぼ等
で一定形状（例えば、円柱状ブロック）に成型し直して
から溶解・鋳造に供さなければならず、余分の電力と工
数を要し、成型用のるつぼも必要とされる。

更に、溶解した金属材料（溶湯）とるつぼとの接触面積
が大きく、断熱用の溝等をるつぼに設けるだけではるつ
ぼへの熱損失が甚大であり、電力の消費が大である。

加えて、るつぼの底に孔を設は且つ該るつぼの下に鋳型
を密接的に配置して、溶湯をこの孔を通して鋳型に落下
注湯するような鋳造方法の場合、上記溶湯が一気に落下
せず断続的に落下し、湯回り不足、湯境等の鋳造欠陥が
生じ易い。

・・・等々の問題点があった。

本発明は上記問題点を一掃すべくなされたもので、アー
ク柱に変動する磁界を作用させ、そのローレンツ力によ
り鋳造用金属材料上でアーク柱を移動せしめ、均一な溶
融を確実に保証すると共に不定形の材料であってもその
まま溶解・鋳造を可能とし、更に電力消費量が少なく高
品質の鋳造製品が再現性良く得られる新規な溶解・鋳造
方法とその装置を提供せんとするものである。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的を達成する為の本発明の構成を添付の実施例図
に基づき説明すると、第１図は本発明方法による溶解・
鋳造装置の一例を示す概略的縦断面図、第２図は第１図
の■−■線横線面断面図３図は第１図の■−■線縦線面
断面図４図（イ）（ロ）はアーク柱の移動状態及びその
作用状態を示す概略斜視図、第５図（イ）（ロ）はアー
ク柱による鋳造用材料の溶解状態を示す概略斜視図、第
６図（イ）（ロ）は電磁石の配置図、第７図は本発明装
置の他の実施例を示す概略的横断面図、第８図は第７図
の■−■線縦線面断面図９図は鋳込み方法の他の実施例
を示す概酩図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線横断面図、
第１１図は鋳込み方法の更に他の実施例の縦断面図であ
る。即ち、特定発明のアーク式溶解・鋳造方法は、前記
アーク式溶解・鋳造方法に於いて、前記アーク柱に対し
て略直交方向より電磁石による移動磁束を働かせて該ア
ーク柱及び上記金属材料にローレンツ力を作用させ該ア
ーク柱をして該金属材料の表面を移動せしめつつ該金属
材料を溶解すること、上記アーク柱のアーク電圧を検知
して該アーク柱の移動方向及び速度等を検出すること、
得られた検知データを設定データと比較して適正値に制
御するためのフィードバック制御を実施すること、並び
に前記溶湯を鋳型に注入すること、よりなることを要旨
とし、亦、第２発明の溶解・鋳造装置は、気密室１と、
この気密室１内部に電気絶縁状に取着されたアーク発生
電極２と、上記気密室１と同一電位の溶解るつぼ３上に
置かれて上記アーク発生電極２に対向して設けられた鋳
造用金属材料４と、上記溶解るつぼ３に関連付けて配置
された鋳型５と、上記アーク発生電極２の細心と略直交
位置に配置された電磁石６と、この電磁石６の励磁コイ
ル６１に変動する励磁電流を供結する励磁電源６０と、
前記アーク発生電極２のアーク電圧を検出して上記励磁
電流を適正値に制御する制御回路７とより成り。

上記の変動する励磁電流により上記電磁石６の磁束を移
動せしめて前記アーク発生電極２により発生されるアー
ク柱２１及び金属材料４にローレンツ力を作用させ、該
アーク柱２１をして金属材料４の表面を移動せしめ均一
溶解せしめるようにしたことを要旨とするものである。

（作用） 本発明方法においては、アーク発生電極からのアーク柱
によりるつぼ上の鋳造用金属材料を溶融させる際、該ア
ーク柱に電磁石の移動磁束が働き、この移動磁束による
磁界の変化とアーク電流とによりローレンツ力が発生す
る結果、該ローレンツ力の作用によりアーク柱が上記金
属材料上で移動し、金属材料が均一に溶解される。この
溶解の状態を第４図（イ）（ロ）を採って説明すると、
アーク柱２１に対し略直交状態で電磁石６を配して磁界
を発生させると、第４図（ロ）に示す如く、磁界Ｂにお
ける電流ベクトルｉを有するアーク柱２１はＢＸｉに比
例した力（ローレンツ力）Ｆをうけて偏向される６更に
電磁石６の励磁コイル６１に供結される励磁電流が変動
すると、上記磁界Ｂが変化するのでローレンツ力Ｆの方
向が変化し、アーク柱２１の偏向方向もこの磁界Ｂの変
化に伴い変動する。従って磁界Ｂの変化状態によっては
、第４図（イ）の如くアーク柱２１をアーク発生電極２
の軸心の廻りに回転させることも可能とされ、鋳造用金
属材料４の表面上をアーク柱２１が移動し、その結果局
部的な溶融が回避される。このアーク柱２１の適正な（
即ち、上記金属材料４を均一に溶解させる為の）移動態
様或はその速度は用いられる金属材料４の材質及び形状
等によって異なるので、電磁石６の個数或は配置を夫々
に応じて適宜設定したり、或はアーク電圧を検出してこ
れをフィードバックさせ制御回路７により励磁電流を制
御することなどによりその適正化がなされる。

上記電磁石６の個数及び配置は、第６図（イ）（ロ）に
例示される如く種々の態様が可能で、これによりアーク
柱２１が鋳造用金属材料４上で、上記の回転ばかりでな
くジクザグ状或はその他の形態で移動を繰り返すことに
なる。

斯くして、るつぼ３上の鋳造用金属材料４は局部的では
なく均一に溶解され、チタン、ニッケル、コバルト等の
熱伝導性の悪い金属でも、その溶湯を鋳型５に注湯して
得た鋳造物には鋳肌荒れや鋳造巣等の鋳造欠陥が生じな
く、しかも局部的に過熱されることがないから、合金を
用いる場合でも合金成分の蒸発が惹起されず、その組成
の変化を来すことがないのである。

亦、アーク柱２１はるつぼ３上でその位置が絶えず変動
するから、第５図（イ）の如く、鋳造すべき金属材料４
がスクラップ状の多数の細かな不定彫物であっても、夫
々にアークが照射されて溶融しつつ隣接するもの同志が
融合し、やがて表面張力により凝集して第５図（ロ）に
示す如く一個の塊状の溶湯となり上記同様に鋳造に供せ
られる。従ってこのような不定形の材料を溶解・鋳造す
る場合でも、従来の如く一旦成型用のるつぼで一定形状
にすると云った煩わしい工程は不要とされる。

更に、るつぼ３上の材料４にも磁界Ｂ′が及び。

ローレンツ力Ｆ′が作用し、該材料４は溶融しつつ左右
に揺動され、同時に表面張力により塊状に凝集する。従
ってるつぼ３の底に孔を設け、該るつぼ３の下に鋳型５
を密接的に配置して、該孔を通して溶湯を落下させ鋳造
する場合でも、溶湯は断続的ではなく一気に落下するの
で、湯回り不足や湯境等の鋳造欠陥が生じる懸念がない
。

更に亦、るつぼ３上の金属材料４に及ぶ磁界Ｂ″によっ
ては、第４図（イ）の如く上向きのローレンツ力Ｆ″が
働き金属材料４を浮遊させるべく作用する。従って電磁
石６への励磁電流とアーク電圧とを制御回路７により適
宜調整すれば、溶融状態の金属材料４をるつぼ３に接触
状態で少許浮遊させることが出来、その結果るつぼ３と
の接触面積が少なくなり、るつぼ３からの熱の散逸が減
少して熱効率が飛躍的に向上し省電力化が図られる。

（実施例） 次に本発明の実施例について述べる。

（実施例−１） 第１図乃至第３図に於いては、気密室１が溶解室１１と
鋳込室１２とに上下に分割され、この両部屋１１．１２
は隔壁１ａにより隔てられ、その略中夫には連通孔１３
１　を有するブツシュ１３が装着され、該ブツシュ１３
の上にるつぼベース３０が安置され、更にこのるつぼベ
ース３０内に底に孔３１を有するるつぼ３が収納されて
いる。このるつぼ３の孔３１は、上記ブツシュ１３の連
通孔１３１を経て上記隔壁１ａの下面にパツキンｌａ１
を介して密接的に配置された鋳型５の鋳造５１に通じて
いる。溶解室１１の天板には気密絶縁ブツシュ２２を介
し電極保持器２３．２４により保持されたアーク発生電
極２が垂直方向に導入保持され、該アーク発生電極２は
溶解室１１外の電極リード２５と電気接続されている。

このアーク電極２の直下には上記るつぼ３が存置し、そ
の先端と該るつぼ３内に収納された鋳造用金属材料４と
の間にアーク柱２１を発生せしめ得る間隔が保持されて
いる。

亦、溶解室１１の側壁には４本の電磁コア６２・・・が
水平方向に導入保持され、該電磁コア６２・・・の基端
部に励磁コイル６１・・・が巻装されてｆｆｉ磁石６が
構成され、該励磁コイル６１・・・が励磁＠＃ｆＡ６０
に電気的に結線されている。この電磁石６はアーク発生
電極２に略直交状態に配され、その磁界の変動により前
述の如くアーク柱２１が金属材料４の上を移動するよう
になされている。尚、電磁石６・・・の配置及びその本
数等は図例に限られるものではなく、例えばアーク発生
電極２を取り巻くように、或は気密室１の外部若しくは
その側壁の途中に設置させること、などアーク発生電極
２の上記機能が維持される限り種々の変更が可能である
ことは云うまでもない。

一方鋳込室１２内には上述の如く鋳型５が隔壁１ａの下
面にパツキンｌａ、を介して密接的に配置されているが
、該鋳型５は鋳型台５２上に載置され、この鋳型台５２
は鋳型支持棒５３上に支持され且つ該鋳型支持棒５３は
鋳型昇降機構５４により昇降自在とされ、この昇降機構
５４を操作することにより上記の位置に配置される。

気密室１の下面には電極リード２６が電気結線され、気
密室１、ブツシュ１３、るつぼベース３０及びるつぼ３
が金属材料より成るからこれらを通じて鋳造用金属材料
４に電気的に連結され、該材料４を含むこれら部材全体
が前記アーク発生電極２に対する受電極とされている。

この電極り−ド２６と前記電極リード２５とはアーク発
生用直流電源２５６の＋側及び−側端子に夫々結線され
、該電極リード２５．２６の間でアーク電圧を検出し、
比較器２７にて比較して励磁電源６０にフィードバック
し、これらが制御回路７を構成し、前記アーク柱２１の
移動速度や溶湯の浮遊状態を適正化するべく励磁電流を
調整維持する６尚、符号２７１は電圧設定器である。

上記溶解室１１及び鋳込室１２には、排気手段（真空ポ
ンプ）８に通じる排気口８１．８２が設けられ、亦、溶
解室１１には更に不活性ガス注入手段（例えばアルゴン
ガスボンベ）９に通じる注入口９１が設けられている。

チタンやチタン合金等の酸化性や窒化性に富んだ高活性
金属を鋳造用金属材料として用いる場合、雰囲気中に僅
かな酸素。

窒素或は水分があると溶解中に酸素や窒素が金属に固溶
し、硬くなったり脆くなったりするなどの著しい悪影響
が惹起されるので（因みに、チタンの場合含有酸素が数
１１００ｐｐを越えると急激に硬くなると云うデータ得
られている）、気密室１内は無酸素・窒素状態に維持す
る必要がある。

その為、るつぼ３に鋳造用金属材料４を安置し溶解工程
に入る前に、上記真空ポンプ８を作動させ、排気口８１
．８２より排気し両室１１．１２内を高真空状態とする
。この時、真空ポンプ８と排気口８１．８２間の管路は
出来るだけ短くすると共にその口径を大とし、且つ排気
口８１．８２のジヨイント部に○リングを用いるなどし
て排気系のコンダクタンスを出来るだけ大きくシ、排気
効率を高めるように且つ空気漏れのないようにすれば０
．０１ｔｏｒｒ程度の真空度に達し、気密室１内は略完
全な無酸素・窒素状態となる。この状態においては、上
記金属材料の酸化及び窒化は略完全に阻止されるが、こ
のように真空度が良過ぎるとアークが安定せずまたアー
ク化ｐｉ２が消耗し易くなる為、上記真空ポンプ８と排
気口８１との間の管路に設けられた溶解室気密弁８３を
閉じ、鋳込室１２の排気を続けながら、不活性ガス導入
弁９２を開き不活性ガスボンベ９から溶解室１１に不活
性ガスを供結し、溶解室１１に導入された圧力センサー
１１１によりその圧を検出し、溶解室１１の内圧をアー
ク加熱に適正な（例えば、５００し。ｒｒ以上）状態に
到達させる。

斯くして、アーク発生電極２と受電極との間に電圧を付
加し、更にこのアーク電圧を検出して励１ｉ［源６０に
フィードバックさせながら電磁石６の磁界を適宜変化さ
せて上記鋳造用金属材料４にアーク柱２１を作用させる
と、前記の如き均一な溶解がなされる。そして溶解室１
１と鋳込室１２とは圧力差を有しているから、その圧力
差による押湯作用と前記ローレンツ力の揺動作用とが相
俟って、上記材料４の溶湯はある溶融状態に達すると、
るつぼ３の孔３１及び鋳道５１を経て鋳型５内に一気に
落下し、極めて速やか且つ好適に注湯がなされる。

そして鋳込が終了した後は、アーク放電を停止させ、所
定時間経過後溶解室気密弁８３を開き再び溶解室１１を
排気する。その後真空ポンプ８を停止し、リークバルブ
８４を開き溶解室１１及び鋳込室１２を大気圧に戻す。

このように溶解室１１の加圧に用いられた不活性ガスは
一旦排気され、その後大気圧に戻すようになっているか
ら、溶解室１１及び鋳込室１２の夫々の気密扉１１２．
１２１を開く際、爆発的に開く恐れがなく安全である。

しかもこれらの気密扉１１２．１２１は一枚の扉とする
のではなく、第３図に示す如く両扉１１２．１２１は弾
性を有するジヨイント１２２により連結されＣいるがら
、溶解室１１が加圧状態でしかも鋳込室１２が真空状態
の時でも両扉１１２．１２１がこじれることなく溶解室
１１及び鋳込室１２が理想的に密封される。

（実施例−２） 第７図及び第８図は、気密室１が回転駆動手段１０によ
り回転可能とされた所謂遠心鋳造装置を示す。該気密室
１は水平な駆動軸１０１に軸着され。

この駆動軸１０１はフライホイール１０２及び電磁クラ
ッチ１０３等を介しモーター１０４に連結され、上記気
密室１と共に回転可能とされている。気密室１は隔壁１
ｂにより溶解室１１と鋳込室１２とに分割され、この両
室１１．１２は導圧孔１ｂ１により相互に連通状態とさ
れると共に上記駆動軸１０１に対し同方向で且つ水平方
向に連成され、鋳込室１２は溶解室１１より遠心側に配
され、溶解室１１中のるつぼ３上で溶解された鋳造用金
属材料４の溶湯が、気密室１の垂直面域内での回転に伴
う遠心力により鋳込室１２内の鋳型５に強制注湯される
ようになされている。図中符合１４は上記気密室１とバ
ランスをとる為のバランスウェイトであり、駆動軸１０
１に対し反対側に位置調整自在に延設されている。この
場合気密室１の天板全体が開閉が１１３とされ、該扉１
１３にアーク発生電極２が導入保持され、該電極２は電
極高さ調整ハンドル２８により上下高さが調整可能とさ
れ、このハンドル２８に電極リード２５が電気接続され
ている。

本実施例では、気密室１と共にアーク発生電極２も回転
するので、該電極２に対するアーク電圧の供結は、アー
ク発生用直流電源２５６の一側端子に結線された固定状
態のブラシ１０５、駆動軸１０１の一方に固設され該ブ
ラシ１０５に回転接触するスリップリング１０６及び該
スリップリング１０６に電気結線された上記電極リード
２５より成るアーク発生側電極と、上記アーク発生用直
流電源２５６の＋側端子に結線され後記するメカニカル
シール機構部１０７を介し気密室１に接続された受電極
り−ド２６とよりなされる。

亦、電磁石６・・・は、気密室１の外側部に上記アーク
発生電極２に略直交状態で固定され、該電磁石６・・・
による磁界は気密室１の外側からその壁部を通してアー
ク柱２１に作用するようになされている。この電磁石６
・・・の励磁電源６０は、アーク発生回路中の比較器２
７等と組みして制御回路７を構成し、上記同様アーク柱
２１の移動速度や溶湯の浮遊状態を適正化するべく調整
維持される。

前記駆動軸１０１の他方（上記スリップリング１０６が
固設された側と対向側）は中空軸とされ、該中空軸の開
放基端部は、固定状態のボックス状メカニカルシール機
構部１０７に気密的且つ回転許容状態で包囲され、該メ
カニカルシール機構部１０７には真空ポンプ８′に連結
された排気管８１′及び不活性ガス（例えば、アルゴン
ガス）ボンベ９′に連結された不活性ガス注入管９１″
が導入され、これらが上記機構部１０７及び中空の駆動
軸１０１を経て気密室１内に通じるようになされている
。

溶解室１１内には上記アーク発生電極２の下にるつぼ３
が安置され、また該るつぼ３上に鋳造用金属材料４が載
置され、一方鋳込室１２内には前記隔壁１ｂを隔て鋳型
５が密接的に配置され、隔壁１ｂに穿設された開口部１
ｂ２よりるつぼ３上の溶湯が遠心力を経て注湯されるよ
うになされている。鋳型５は上記第１の実施例で採用さ
れた鋳型台５２．ＳｊＪ型台支持棒５３及び昇降機構を
横向きにした位置設定手段により上記隔壁１ｂに密接的
に設置される。

上記構成の装置に於ける溶解・鋳造の要領は、先ず真空
ポンプ８′　を駆動し、メカニカルシール機構部１０７
及び中空駆動軸１０１を通じ溶解室１１及び鋳込室１２
を排気する。メカニカルシール機構部１０７に導入され
た圧力センサー１１１により圧力を検出し、真空度が例
えばＯ，０１ｔｏｒｒになると排気管８１′にある排気
弁８２″を閉じ、不活性ガス注入管９１’の途中にある
弁９２′を明け、不活性ガスボンベ９′からの不活性ガ
スを溶解室１１及び鋳込室１２内に導入し、その真空度
を例えば５００し。ｒｒにする。次いでアーク発生用直
流電源を始動させ、アーク発生電極２に電圧を付加して
アーク柱２１を発生させ、同時もしくは所定時間経過後
励磁電源６０により励磁コイル６１・・・に変動する電
流を供結する。この時アーク電圧を検出し比較器２７で
比較して励磁電源６０にフィードバックし励磁電流を適
正値に保つ。金属材料４が充分に溶融したことを目視又
は他の検出手段によって検出し、電磁クラッチ１０３を
作動させ既に駆動しているモーター１０４に連結して気
密室１全体を回転させる。回転開始後直ちにアークを停
止し、爾後気密室１の回転に伴い、るつぼ３上の溶湯は
遠心力により鋳型５内に効率良く注湯される。注湯終了
後電磁クラッチ１０３を開放し、ブレーキをかけて気密
室１の回転を停止させる。排気弁８２′を開け、リーク
バルブ８３′を開いて気密室１内を大気圧とする。

本実施例に於いてもアーク柱２１が変動する磁界及びア
ーク電流によるローレンツ力の作用を受け、鋳造用金属
材料４上を移動して該材料４を均一に溶融せしめて高品
質の紡造物が得られると共に、ローレンツ力の浮揚作用
により溶湯が少許るつぼ３より接触状態で浮遊し熱効率
が向上することは上記第１の実施例と同様である。

尚、上記第１の実施例と共通する部分については同一の
符号を用いたのでここではその説明を割愛する。

（実施例−３） 第９図及び第１０図は鋳込方法の他の実施例を示すもの
で、上記第１の実施例の如く気密室１が溶解室１１及び
鋳込室１２に上下に分割された装置に於いて、溶解室１
１内にるつぼ３を軸３２及び軸受台３３により前後傾動
自在に支持し、一方鋳込室１２内には隔壁１ａを隔て鋳
型５が密接的に配置され、該鋳型５上には隔壁１ａを貫
き溶解室１１に臨ませた漏斗型のブツシュ１３′　が設
置されており、るつぼ３上の鋳造用金属材料４が溶融し
たことを目視又は他の検出手段で確認した後、気密室１
外に突出したアクチュエーター３４を操作してるつぼ３
を傾倒させ鋳型５内に注湯せんとしたもので上記同様好
ましく採用される。

（実施例−４） 第１１図は、上記同様鋳込み方法の変更例であって、る
つぼ３が左右に分割３０．３００され、この内一方の分
割片３０は隔壁ｌａ上に固定され、他方の分割片３００
はアクチュエーター３５により左右に摺動可能とされて
いる。鋳造用金属材料４が溶融した後、アクチュエータ
ー３５を操作して上記分割片３００を後退させると他の
分割片３０との隙間から溶湯が漏斗型ブツシュ１３′　
を経て鋳型５内に注湯されるようになされたもので、こ
れも上記同様好ましく採用される。

尚、上記実施例に限定されるものではなく、本発明を逸
脱しない限り他の変更が可能であることは云うまでもな
い。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明のアーク式溶解・鋳造方法並びにそ
の装置に於いては、アーク発生電極からのアーク柱によ
りるつぼ上の鋳造用金属材料を溶融させる際、該アーク
柱に電磁石の移動磁束が働き、この移動磁束による磁界
の変化とアーク電流とにより磁界内にローレンツ力が発
生する結果、該ローレンツ力の作用によりアーク柱が上
記金属材料上で移動し、金属材料が均一に溶解される。

従ってチタン、ニッケル、コバルト等の熱伝導性の悪い
金属でも、その溶湯を鋳型に注湯して得た紡造物には鋳
肌荒れや紡造巣等の鋳造欠陥が生じない。しかも、蒸発
性の金属を含有した合金を鋳造する場合でも１局部的な
過熱がないから合金成分の蒸発が惹起されず、その組成
の変化を来すことがない。　亦、アーク柱はるつぼ上で
その位置が絶えず変動するから、鋳造すべき金属材料が
スクラップ状の多数の細かな不定形物であっても、夫々
にアークが照射されて溶融しつつ凝集しそのまま鋳造に
供することが出来る。従って従来の如く一旦成型用のる
つぼで一定形状にすると云った煩わしい作業が不要とさ
れ、金属材料が無駄なく且つ電力の使用も少なく効率的
な鋳造を行うことが出来る。

更に、るつぼ上の鋳造用金属材料にも上記ローレンツ力
が及ぶから、該金属はこのローレンツ力の作用を受は左
右に揺動し、その結果底に孔を有するるつぼを用いその
孔を通して下面に密接的に配置された鋳型に注湯する場
合、溶湯が一気に鋳型内に落下し、湯回り不足や湯境等
のＵ造欠陥も生じなくなる。加えて、上記ローレンツ力
の作用によりるつぼ上の溶湯を該るつぼに対し接触状態
で少許浮遊させることが出来るから、るつぼとの接触面
積が小さくなり、それだけ熱の散逸が少なくなり電力の
消費が著減されることにもなる。

そして本発明による装置は構造が簡単でコンパクト化が
可能とされるものであり、このような特筆されるべき効
果を有する本発明は、精密な鋳造が要求される歯科用の
鋳造装置に極めて好適であり、その実用性は極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による溶解・鋳造装置の一例を示す
概略的縦断面図、第２図は第１図の■−■線横線面断面
図３図は第１図のｍ−ｍ線面断面図、第４図（イ）（ロ
）はアーク柱の移動状態及びその作用状態を示す概略斜
視図、第５図（イ）（ロ）はアーク柱による鋳造用材料
の溶解状態を示す概略斜視図、第６図（イ）（ロ）は電
磁石の配置図、第７図は本発明装置の他の実施例を示す
概略的横断面図、第８図は第７図の■−■線縦線面断面
図９図は鋳込み方法の他の実施例を示す概略図、第１０
図は第９図のＸ−Ｘ線横断面図、第１１図は鋳込み方法
の更に他の実施例の縦断面図である。 （符号の説明） １・・・気密室、　　　１０・・・回転駆動手段、　　
１１・・・溶解室、１２・・・鋳込室、２・・・アーク
発生電極、２１・・・アーク柱、　　３・・・るつぼ、
　　４・・・鋳造用金属材料、　　　５・・・鋳型、　
　　６・・・電磁石、６０・・・励磁電源、　　６１・
・・励磁コイル、　　　７・・・制御回路、　　　８・
・・真空排気手段、　　８１゜８２・・・排気口、　　
９・・・不活性ガス注入手段、９１・・・注入口。 一以上一 出願人　株式会社　モリタ製作所 代理人　弁理士（６２３５）松野英彦 第１０図 第１１図 手続補正帯（自制 昭和６１年１月３０日 昭和６０年特許願第２８９７２６号 ２、発明の名称 アーク式溶解・鋳造方法並びにその装置３、補正をする
者 事件との関係　出願人 住所　京都市伏見区東浜南町６８０ 名称　株式会社　モリタ製作所 代表取締役社長　森１）隆一部 ４、代理人　〒５５０ ｔａ　０６−４４３−４９９０．７５５９明細書の「発
明の詳細な説明」の欄、図面「第４図（イ）（ロ）」。 ８、補正の内容 ■、明細書を下記の如く補正する。 （１）第１２頁第８行目及び第１６行目の「磁界Ｂ′」
を「磁界且」と訂正する。 （２）同第９行目及び第１７行目乃至第１８行目の「ロ
ーレンツ力Ｆ’ＪとあるのをｒローレンツカＩＪＩと訂
正する。 （３）同第１７行目の「第４図（イ）」とあるのをｒ第
４図（且）ｊと訂正する。 ■１図面を下記の如く訂正する。 （１）「第４図（イ）（ロ）」を別紙「第４図（イ）（
ロ）」と差し替える。 ９、添付書類の目録 （１）図面「第４図（イ）（ロ）」（補正）　　　１通
−以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、気密室内の溶解るつぼ上の鋳造用金属材料に対して
   該気密室内に臨ませたアーク発生電極よりアーク柱を作
   用させて之を溶解し且つ得られた溶湯を上記るつぼに関
   連付けて配置された鋳型に注湯するようになしたアーク
   式溶解・鋳造方法に於いて、 上記アーク柱に対して略直交方向より電磁石による移動
   磁束を働かせて該アーク柱及び上記金属材料にローレン
   ツ力を作用させ該アーク柱をして該金属材料の表面を移
   動せしめつつ該金属材料を溶解すること、 上記アーク柱のアーク電圧を検知して該アーク柱の移動
   方向及び速度等を検出すること、 得られた検知データを設定データと比較して適正値に制
   御するためのフィードバック制御を実施すること、 並びに前記溶湯を鋳型に注入すること、 よりなることを特徴とするアーク式溶解・鋳造方法。 ２、前記金属材料の溶解の際、アーク電圧を検出して前
   記電磁石の励磁電流を制御することにより、ローレンツ
   力の作用をして該金属材料を前記るつぼより接触状態で
   少許浮遊せしめるようにした特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３、前記気密室を溶解室と鋳込室とに分け、溶解室の内
   圧を鋳込室のそれより大とし、この差圧を利用して溶解
   室内で溶解された前記金属材料の溶湯を鋳込室内の鋳型
   に強制注湯するようにした特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。 ４、前記溶湯に遠心力を付与し、この遠心力をして該溶
   湯を鋳型に強制注湯するようにした特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の方法。 ５、気密室（１）と、 この気密室（１）内部に電気絶縁状に取着されたアーク
   発生電極（２）と、 上記気密室（１）と同一電位の溶解るつぼ（３）上に置
   かれて上記アーク発生電極（２）に対抗して設けられた
   鋳造用金属材料（４）と、 上記溶解るつぼ（３）に関連付けて配置された鋳型（５
   ）と、 上記アーク発生電極（２）の軸心と略直交位置に配置さ
   れた電磁石（６）と、 この電磁石（６）の励磁コイル（６１）に変動する励磁
   電流を供結する励磁電源（６０）と、 前記アーク発生電極（２）のアーク電圧を検出して上記
   励磁電流を適正値に制御する制御回路（７）とより成り
   、上記の変動する励磁電流により上記電磁石（６）の磁
   束を移動せしめて前記アーク発生電極（２）により発生
   されるアーク柱（２１）及び金属材料（４）にローレン
   ツ力を作用させ、該アーク柱（２１）をして金属材料（
   ４）の表面を移動せしめ均一溶解せしめるようにしたア
   ーク式溶解・鋳造装置。 ６、前記アーク電圧と励磁電流との制御により、前記ロ
   ーレンツ力をして鋳造用金属材料（４）をるつぼ（３）
   より接触状態で少許浮遊せしめるようにした特許請求の
   範囲第５項記載の装置。 ７、前記気密室（１）を、少なくともアーク発生電極（
   ２）及び溶解用るつぼ（３）を含む溶解室（１１）と、
   少なくとも鋳型（５）を含む鋳込室（１２）とに分割し
   、両室（１１）（１２）に真空排気手段（８）に通じる
   排気口（８１）（８２）を、一方溶解室（１１）に不活
   性ガス注入手段（９）に通じる注入口（９１）を夫々具
   備せしめた特許請求の範囲第５項又は第６項記載の装置
   。 ８、前記気密室（１）に該気密室（１）を回転せしめる
   回転駆動手段（１０）を装備させると共に、前記るつぼ
   （３）と鋳型（５）とを近接関係で配置し、気密室（１
   ）の回転遠心力をしてるつぼ（３）内の溶湯を鋳型（５
   ）に強制注湯するようにした特許請求の範囲第５項又は
   第６項記載の装置。