JPH0520673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は活性な金属を溶解する金属の溶解装置
に関する。

［従来の技術］ 活性な金属（例えばチタン）の溶解装置として
水冷分割銅るつぼを用いるものがある。

第４図はその溶解装置の斜視図を示し、この溶
解装置は縦方向に長い銅製セグメント２１を絶縁
性耐火物２２を介して円筒状に連結して水冷分割
銅るつぼ２３を構成し、このるつぼの外周部に高
周波誘導加熱コイル２４を装着している。この溶
解装置の底部には第５図に示すように底部銅製水
冷ジヤケツト３３が絶縁性耐火物２２を介して挿
着されている。この溶解装置ではるつぼ内に金属
材料を入れ高周波誘導加熱コイル２４に高周波電
流、例えば100KHzの電流を流すとその誘導電流
は絶縁性耐火物２２にさえぎられ銅製セグメント
には殆ど流れず、るつぼ内部の金属材料、例えば
チタンを効率よく溶解する。溶融金属２８の外周
及び底部は銅製セグメント２１及び底部銅製水冷
ジヤケツト３３により冷却されて、凝固シエル３
２を形成していて、耐火物による溶融金属２８の
汚染を防いでいる。この後溶解した金属に合金元
素を添加し、第６図に示すように上記るつぼ２３
を傾動して溶融金属２８を下方の鋳型３０に鋳込
で鋳物をうる。この際に溶融金属２８の上面に浮
上分離した不純物スカム（原料金属表面の酸化物
等からなる金属酸化物）は下方の鋳型３０内へ持
ち込まれる。第７図は別の従来例を示しるつぼ内
の溶融金属２８を一旦タンデイツシユ３５内に入
れタンデイツシユ３５底部に設けたストツパー３
４を開いて鋳型３０に鋳込んで鋳物をうる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしるつぼを傾動して溶融金属２８を鋳型３
０に鋳込む第４図乃至第６図の場合には溶融金属
２８の上面に浮上分離した不純物スカムは下方の
鋳型３０内へ持ち込まれ製品鋳物の欠陥となると
云う問題点がある。

ストツパー３４を有するタンデイツシユ３５を
用いて鋳造を行う第７図の場合は不純物スカムは
鋳型３０内へ持ち込まれることはないが、ストツ
パー３４及びタンデイツシユ３５を形作る耐火物
によつて溶融金属が汚染され製品鋳物の欠陥とな
るという問題点がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、酸化されやすい金属例えばチタン等及びその
合金を溶解後鋳型内に鋳込む際、不純物の混入を
防ぎもつて欠陥の少ない鋳物の製造が可能な金属
の溶解装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、縦方向に長い銅製セグメントを絶縁
材を介して筒状に連結して構成される水冷分割銅
るつぼと、縦方向に長い銅製セグメントを絶縁材
を介して筒状に連結して構成され、前記るつぼの
底部に連通して取付けられたノズルと、このノズ
ルの外周部に配置された高周波誘導加熱コイル
と、前記ノズル内に嵌入している金属栓とを具備
してなる金属の溶解装置である。

［作用］ この発明においては前記るつぼの中に装入され
た金属材料を外周部に備えた高周波誘導加熱コイ
ルに電力を印加して溶解する。次にるつぼ内の溶
融金属材料が溶融するとノズルの外周部に装備し
た高周波加熱コイルに電力を印加して金属栓を溶
解、落下させてノズルを開孔する。そしてるつぼ
内の溶融金属を鋳型内に注入する。

［実施例］ 以下添付図面を参照して、この発明の金属溶解
装置について説明する。第１図は、この発明に係
る金属溶解装置の１例を示し、第２図はノズル部
分の拡大図を示す。この装置はルツボ３の底部に
ノズル６を取付けるつぼ３及びノズル６の外周部
にそれぞれ高周波誘導加熱コイル４及び７を配置
してある。前記るつぼ３及びノズル６は縦方向に
長い銅製セグメント１を絶縁性耐火物（図示せ
ず）を介して筒状に連結して構成されている。同
様に前記ノズル６も縦方向に長い銅製セグメント
５を絶縁性耐火物２を介して筒状に連結して構成
されている。そして上記ノズルの中に目的の金属
と同一組成をもつ金属栓９があらかじめ嵌入して
ある。本発明の金属の溶解装置の具体的な諸元の
１例をあげる。溶解材８及び金属栓９はその組成
が下記の第１表に示す通りである。

第１表 溶解材および金属栓の組成 成分元素 Ti Al Ｖ 重 量％ 残 ６ ４ 水冷分割銅るつぼは内径120mmφ、高さ200mm水
冷銅セグメント１の分割数は24、前記るつぼの誘
導加熱コイル４は内径180mmφこれに印加する高
周波電源は周波数100KHz、出力200KW、水冷分
割銅ノズルは内径25mmφ、水冷銅セグメントの分
割数12、前記ノズルの誘導加熱コイル７は内径60
mmφこれに印加した高周波電源は周波数100KHz、
出力100KWである。

つぎにこのように構成された溶解装置では、る
つぼ外周部に配置した高周波誘導加熱コイル４に
よつてるつぼ内の金属を溶解する。その後第３図
に示すようにノズル外周部に配置した高周波誘導
加熱コイル７に通電して金属栓９を加熱し溶解落
下させ、このことにより溶解金属８を鋳型１０に
注入する。この溶解装置では不純物のスカムは最
後におちるので鋳物の押湯部１１に止り製品鋳物
の内部欠陥とはならない。又鋳造の末期にノズル
外周の高周波誘導加熱コイル７の電源を切ること
によりノズル部分が凝固閉塞され鋳型１０への注
入が停止される。また鋳込速度の制御はコイル７
の電源の入力を調節とすることによりおこなう。
更に多数の鋳型を鋳造する場合閉塞と注入を繰り
返すことによりおこなう。そして鋳造終了後にノ
ズル部分を凝固閉塞した金属材料は、次の鋳造工
程で金属栓として利用される。この溶解装置では
高周波誘導加熱コイル４の内部に円筒状の銅製る
つぼを配置すると、環状の誘導電流がこのるつぼ
壁中を流れて発熱し、無駄に電力を消費する。し
かし上記のようにるつぼが縦方向に分割され相互
に電気的に絶縁されているとこのような環状電流
が遮断され、るつぼの加熱が避けられるため上記
のような無駄な電力消費を避けることができる。

同じく、水冷分割銅ノズルも大きさが異なるだ
けで水冷分割銅るつぼと同じ構造になつている。
このため同様に消費電力を少なくし、耐火物ノズ
ルを用いる時の不純物の混入を避けることができ
る。

またるつぼは水冷の銅セグメントで構成されて
いるので、るつぼに装入された金属材料が溶解さ
れるとその一部はるつぼ内壁に凝固シエルを作
り、るつぼ内壁からの不純物の混入を防ぐ。同じ
くノズル内壁も凝固シエルができノズル内壁から
の不純物の混入を防ぐ。尚、金属栓は溶解材料と
同一組成が好ましいが、特に同一組成に限定する
ことはない。

［発明の効果］ 本発明の金属の溶解装置は溶融金属鋳型込用ノ
ズルをるつぼ底部に有しており浮上分離した不純
物スカムを製品鋳物に鋳込むことがなく製品鋳物
の内部欠陥を発生することはない。又上記ノズル
は水冷銅製セグメントからなつており耐火物によ
る溶融金属の汚染がなく製品鋳物の内部欠陥を発
生することはない。更に溶融金属の注入速度を高
周波電源の入力を調節することにより制御するこ
とができるので、大型鋳物の製造にも適応しかつ
小型鋳物を多数製造する際にも適応出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る金属の溶解装
置の概要を示したるつぼの縦断面図、第２図は前
記るつぼの底部に取付けられるノズルの斜視図で
ある。第３図は溶融金属を前記るつぼより鋳型に
注入している状況を示す概念図である。第４図は
水冷分割銅るつぼとその外周に配置した高周波誘
導加熱コイルを示した斜視図である。第５図は前
記水冷分割銅るつぼの縦断面図である。第６図は
従来のるつぼを傾動して鋳込む状況を示す概念図
である。第７図はタンデイツシユを用いて鋳込む
状況を示す概念図である。 １……るつぼの水冷の銅製セグメント、２……
絶縁性耐火物、３……るつぼ、４……るつぼの高
周波誘導加熱コイル、５……ノズルの水冷の銅製
セグメント、６……ノズル、７……ノズルの高周
波誘導加熱コイル、８……溶融金属、９……金属
栓、１０……鋳型、１１……押湯部、１２……凝
固シエル、２１……るつぼの水冷銅製セグメン
ト、２２……絶縁性耐火物、２３……るつぼ、２
４……るつぼの高周波誘導加熱コイル、２８……
溶融金属、３０……鋳型、３２……凝固シエル、
３３……底部水冷銅製ジヤケツト、３４……スト
ツパー、３５……タンデイツシユ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦方向に長い銅製セグメントを絶縁材を介し
   て筒状に連結して構成される水冷分割銅るつぼ
   と、縦方向に長い銅製セグメントを絶縁材を介し
   て筒状に連結して構成され、前記るつぼの底部に
   連通して取付けられたノズルと、このノズルの外
   周部に配置された高周波誘導加熱コイルと、前記
   ノズル内に嵌入している金属栓とを具備してなる
   金属の溶解装置。 ２ 金属栓が前記るつぼ内で溶解される金属と同
   じ組成の金属からなることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項記載の金属の溶解装置。