JP2004301413A

JP2004301413A - Induction heating melting furnace

Info

Publication number: JP2004301413A
Application number: JP2003094074A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tsuda; 正徳津田; Yasuhiro Nakai; 泰弘中井
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating melting furnace for manufacturing an alloy at an accurate rate of composition with good melting efficiency while reducing sculls as un-melted portions. <P>SOLUTION: The induction heating melting furnace 10 comprises a melting furnace body 12 having a side wall vertically formed by arranging a plurality of conductive segments 16 insulated from each other in the circumferential direction for storing molten metal 130 adapted to be cooled, and an induction heating coil 14 arranged on the outer periphery side of the side wall for induction heating the molten metal 130 stored in the melting furnace body 12. Herein, a first power supply and a second power supply are provided which has a frequency of 1 kHz or higher for melting the molten metal 130 and which has a frequency lower than the first power supply when supplying power but permeable to coagulations 132 formed sticking to an inner peripheral face 16a of the side wall, respectively. The power of the first power supply for melting the molten metal 130 and the power of the second power supply are superimposed to be supplied to the induction heating coil 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱溶解炉に係り、特に、溶解炉本体の側面壁の内周面に形成されるスカルの生成量を減少させた誘導加熱溶解炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に、従来の誘導加熱溶解炉（以下、簡単に「溶解炉」という場合がある。）の一例として、コールドクルーシブル誘導溶解炉が開示されている。
このコールドクルーシブル誘導溶解炉について、図５を用いて説明する。
図５は、従来の誘導溶解炉を説明するための一部裁断側面図である。
【０００３】
図５に示すように、従来のコールドクルーシブル誘導溶解炉１００は、互いに電気的に絶縁された縦割り状の導電性セグメント１１２を、円周方向に配列することにより形成された容器状の溶解炉本体１１０と、この溶解炉本体１１０の周囲に配置された誘導加熱コイル１２０とを備えた構成である。
【０００４】
また、溶解炉本体１１０は、冷却水１１４により効率良く冷却されるように、導電性セグメント１１２内部に冷却水路１１６が形成されていると共に、熱伝導率の良い金属により形成されている。
【０００５】
通常、溶解炉本体１１０内の被溶解金属１３０を誘導加熱により溶解しているときに、溶解炉１００内壁表面１１２ａの底側に、溶湯１３４の凝固物であるスカル１３２が付着している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−６２０５４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、誘導加熱による電力は、上部の溶湯部分と、溶解炉内壁表面に付着しているスカル部分に投入される。
溶湯部分に投入される電力は、有効に溶湯の加熱に利用されるが、スカル部分への電力は、付着しているルツボ面から吸熱されて、溶湯の加熱には利用されない。
このような溶融状態のときは、ルツボ底側のスカルが厚くなるという問題がある。
【０００８】
スカル量が多い溶解は、例えば次のような問題を備えている。
（１）投入した被溶解金属の投入材料のうち、溶湯となった割合が低くなり、溶解効率が悪化する。
（２）合金を溶製する場合、スカルになった部分により組成が目的の割合と相違してしまう。また、添加物を有効に溶融できないことがある。
【０００９】
ところで、誘導加熱コイルに供給する高周波電力の周波数と、スカルの生成量には、以下述べるような関係がある。
なお、以下の説明では、大型の誘導加熱溶解炉の場合と、小型の誘導加熱溶解炉の場合に分けて、図５及び図６を参照して説明するものとする。
図６は、溶解炉本体から剥離したスカルの状態を示す一部拡大側面図である。
【００１０】
（Ａ）大型の誘導加熱溶解炉の場合
溶解炉１００の内径が、概ねΦ３００程度以上の大型誘導加熱溶解炉１００の場合は、その被溶解金属１３０の溶解用電源（図示せず）には、１ｋＨｚ程度以下の高周波電源が適用できる。
【００１１】
例えば、溶解炉１００の内径が、Φ４００とした場合、電源周波数ｆを８００Ｈｚ、スカル１３２の電気抵抗率を１００×１０^−８Ω・ｍとすると、高周波電力により生成される磁場の浸透深さは、次式（式１）より、
【数１】

δ＝１８ｍｍと算出できる。
【００１２】
（式１）において、
ρ：電気抵抗率［Ω・ｍ］
μ_０：真空の透磁率（４π×１０^−７）
ω：２πｆ
ｆ：周波数［Ｈｚ］
とした。
【００１３】
溶解炉本体１１０の内壁１１２ａに付着したスカル１３２の厚さが数ｍｍ以下ならば、十分に磁場が溶湯まで浸透し、図５に示すように、スカル１３２が存在しても、溶湯１３４をドーム状に整形できる。
このような状況によると、内壁面１１２ａのスカル１３２は冷却され、内壁面１１２ａとの接触が凝固収縮で緩くなる。
また、スリット部１１８に対応するスカル１３２は溶融し、図６に示すように、「切り取り線」状に穴１３３があいた状態になる。
溶湯１３４が揺れて、スカル１３２に付着した際に、スカル片として剥離される。
【００１４】
（Ｂ）小型の誘導加熱溶解炉の場合
溶解炉の内径が、Φ２００程度以下の小型誘導加熱溶解炉１００の場合は、その被溶解金属１３０の溶解用電源（図示せず）には、数ｋＨｚ程度以上の高周波電源を適用する。
例えば、溶解炉１００の内径が、Φ１３６とした場合、電源周波数ｆを１０ｋＨｚ、スカル１３２の電気抵抗率を１００×１０^−８Ω・ｍとすると、高周波電力により生成される磁場の浸透深さδは、（式１）より、
δ＝５ｍｍと算出できる。
【００１５】
小型の誘導加熱溶解炉１００の内壁１１２ａに付着したスカル１３２が数ｍｍ程度であるから、小型の誘導加熱溶解炉１００の場合は、磁場の浸透深さδは、スカル１３２と同程度、又は、スカル１３２の厚さより小さいことになる。
この結果、スカル１３２により磁場が遮蔽され、大型の誘導加熱溶解炉１００の場合とは異なり、溶湯１３４が揺れてスカル１３２に付着した際に、スカル片として剥離される状態にはなり難い。
【００１６】
この対策として、小型誘導加熱溶解炉１００に、被溶解金属１３０の溶解用電源として、１ｋＨｚ程度以下の周波数の電源を用いると、、溶解に必要な電力では、電磁力が極端に大きくなり過ぎ、溶湯１３４が非常に乱れた状態となり、逆にスカル１３２が大量に生成されるという問題が生じる。
【００１７】
本発明は、上記課題（問題点）を解決し、被溶解金属の溶解用電源に、１ｋＨｚ程度以上の周波数の電源を用いた場合において、未溶解部であるスカルを減少させ、溶製効率が良く、合金の組成割合が正確に製造できる誘導溶解炉を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘導加熱溶解炉は、請求項１に記載のものでは、複数の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより鉛直方向に形成された側面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容する溶解炉本体と、前記側面壁の外周側に配置され、前記溶解炉本体に収容された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルとを備えた誘導加熱溶解炉において、１ｋＨｚ以上の周波数を持つ前記被溶解金属の溶解用の第１の電源と、前記第１の電源による電力よりも低い周波数であって、前記側面壁の内周面に張り付くように形成された凝固物に対して浸透できる周波数の第２の電源とを備え、前記被溶解金属の溶解用の第１の電源からの電力と、前記第２の電源からの電力とを重畳して前記誘導加熱コイルに供給するように構成した。
【００１９】
このように構成すると、小型の誘導溶解炉の場合でも、被溶解金属の溶解用の電力とは別に、該電力の周波数よりも低い周波数の電力を重畳して誘導加熱コイルに供給でき、この結果、溶解炉の内壁面に付着した凝固物に遮蔽されず、溶解炉本体内の溶湯に電磁力を供給するのが可能になる。
これにより、溶製効率が良く、合金の組成割合が正確に製造できる誘導溶解炉とすることができる。
【００２０】
請求項２に記載の誘導加熱溶解炉は、前記第２の電源からの電力の周波数が、前記第１の電源からの電力の周波数の１０分の１以下である構成とした。
【００２１】
このように構成すると、第１の電源及び第２の電源からの相互の周波数の電力の影響を遮断して、誘導加熱コイルに電力を供給できる。
【００２２】
請求項３に記載の誘導加熱溶解炉は、前記第２の電源からの電力の周波数を、商用電力の周波数とした構成とした。
【００２３】
このように構成すると、第２の電源を安価にすることができる。
【００２４】
請求項４に記載の誘導加熱溶解炉は、前記第２の電源からの電力を前記誘導加熱コイルに供給する回路として、変成器を介してこの回路を負荷と結合した構成とした。
【００２５】
このように構成すると、第２の電源の共振電流を小さくできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の誘導加熱溶解炉の一実施の形態について、図１及び図４を用いて説明する。
図１は、本発明の誘導加熱溶解炉の一実施の形態を示す一部裁断側面図である。
図２は、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる電源回路の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の誘導加熱溶解炉において、溶解炉内壁面にスカルが付着していない溶融状態を示す一部裁断側面図である。
図４は、本発明の誘導加熱溶解炉に用いる他の電源回路の構成を示すブロック図である。
【００２７】
先ず、本発明の誘導加熱溶解炉１０の基本構成について、図１及び図２を用いて説明する。
図１に示すように、本実施の形態の誘導加熱溶解炉１０は、図５に示す従来の誘導加熱溶解炉１００同様に、複数の導電性セグメント１６を円周方向に相互に絶縁して配列することにより鉛直方向に形成された側面壁を有し、被溶解金属１３０を冷却可能に収容する溶解炉本体１２と、側面壁の外周側に配置され、溶解炉本体１２に収容された被溶解金属１３０を誘導加熱する誘導加熱コイル１４とを備えている。
【００２８】
一方、本実施の形態の誘導加熱溶解炉１０では、図２に示すように、誘導加熱コイル１４に高周波電力を供給する電源回路２０は、１ｋＨｚ以上の周波数を持つ被溶解金属の溶解用の第１の電源２２と、第１の電源２２からの電力よりも低い周波数であって、側面壁の内周面に張り付くように形成されたスカル（凝固物）に対して浸透できる周波数の第２の電源２６を備えたことにその特徴を有している。
【００２９】
即ち、本実施の形態の誘導加熱溶解炉１０は、溶解用の第１の電源２２の他に、溶解炉本体１２の内壁１６ａに付着したスカル１３２に遮蔽されず、十分に磁場が溶湯１３４まで浸透し、溶湯１３４をドーム状に整形でき、溶湯１３４が揺れてスカル１３２に付着した際に、スカル片として剥離され、スカル１３２を低減するため、第１の電源２２からの高周波電力よりも低い周波数の第２の電源２６を取り付けるようにしたものである。
【００３０】
図２において、高周波側電源２１は、第１の電源２２とコンデンサ２３を備え、低周波側電源２５は、第２の電源２６、低周波共振用の交流リアクトル２７とコンデンサ２８とを備えた構成である。
また、第１の電源２２の周波数は、１ｋＨｚ以上で、第２の電源２６の周波数は、第１の電源２２の周波数の１０分の１以下としている。
なお、図２において、２４は負荷である誘導加熱コイル１４と溶解炉本体１２である。
【００３１】
以上の構成において、本実施の形態の誘導加熱溶解炉１０の基本動作を説明する。
本実施の形態の誘導加熱溶解炉１０では、従来の誘導加熱溶解炉１００（図５参照）とは異なり、第１の電源２２から被溶解金属１３０の溶解用の第１の電源２２からの高周波電力と、第２の電源２６から、第１の電源２２からの電力よりも低い周波数の電力とを重畳して、誘導加熱コイル１４に供給するようにする。
【００３２】
このようにすると、図１に示すように、溶解炉本体１２の内壁１６ａにスカル１３２が付着している場合でも、電磁力がスカル１３２に遮蔽されず、溶湯１３４が電磁力により押されて、図１のようにスカル１３２が減少し、最終的には、図３のように、溶解炉本体１２の内壁面１６ａにスカル１３２が付着していない溶融状態を実現できる。
【００３３】
図２に示すような電源回路２０においては、第１及び第２の電源２２、２６共に、負荷２４を介して接続されているため、相互に他の電源２２、２６の影響を受けるが、両方の電源２２、２６の周波数は１０倍以上違うので、相互に他の周波数の電力の影響を遮断できる。
【００３４】
なお、誘導加熱コイルに１４に電力を供給する電源回路３０の他の構成例としては、図４に示すように、負荷２４と低周波側電源３５との間に変成器３２を接続すると、低周波側電源３５内の共振電流を小さくできるので、低周波側電源３５内の交流リアクトル３７、コンデンサ３８を小さくすることができる。
また、低周波側電源３５内の第２の電源３６の周波数を商用周波数とすると、電源３６を安価にすることができる。
【００３５】
本発明の誘導加熱溶解炉は、上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、誘導加熱コイルに供給する電源回路の例を、図２及び図４に示したが、本発明の特徴は、被溶解金属の溶解用の第１の電源と、この第１の電力よりも低い周波数の第２の電源を取り付けたことであるので、かかる回路構成に限定されないのは勿論のことである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の誘導加熱溶解炉は、上記のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように、誘導加熱溶解炉において、１ｋＨｚ以上の周波数を持つ被溶解金属の溶解用の第１の電源と、第１の電源による電力よりも低い周波数であって、側面壁の内周面に張り付くように形成された凝固物に対して浸透できる周波数の第２の電源とを備え、被溶解金属の溶解用の第１の電源からの電力と、第２の電源からの電力とを重畳して誘導加熱コイルに供給するように構成すると、小型の誘導溶解炉の場合でも、被溶解金属の溶解用の電力とは別に、該電力の周波数よりも低い周波数の電力を重畳して誘導加熱コイルに供給でき、この結果、溶解炉の内壁面に付着した凝固物に遮蔽されず、溶解炉本体内の溶湯に電磁力を供給するのが可能になる。
（２）これにより、溶製効率が良く、合金の組成割合が正確に製造できる誘導溶解炉とすることができる。
【００３７】
（３）請求項２に記載したように、第２の電源からの電力の周波数が、第１の電源からの電力の周波数の１０分の１以下である構成とすると、第１の電源及び第２の電源からの相互の周波数の電力の影響を遮断して、誘導加熱コイルに電力を供給できる。
【００３８】
（４）請求項３に記載したように、第２の電源からの電力の周波数を、商用電力の周波数とした構成とすると、第２の電源を安価にすることができる。
【００３９】
（５）請求項４に記載したように、第２の電源からの電力を誘導加熱コイルに供給する回路として、変成器を介してこの回路を負荷と結合した構成とすると、第２の電源の共振電流を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導加熱溶解炉の一実施の形態を示す一部裁断側面図である。
【図２】本発明の誘導加熱溶解炉に用いる電源回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の誘導加熱溶解炉において、溶解炉内壁面にスカルが付着していない溶融状態を示す一部裁断側面図である。
【図４】本発明の誘導加熱溶解炉に用いる他の電源回路の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の誘導溶解炉を説明するための一部裁断側面図である。
【図６】溶解炉本体から剥離したスカルの状態を示す一部拡大側面図である。
【符号の説明】
１０：誘導加熱溶解炉
１２：溶解炉本体
１４：誘導加熱コイル
１６：導電性セグメント
１６ａ：側面壁の内周面
２０、３０：電源回路
２２：第１の電源
２６、３６：第２の電源
３２：変成器
１３０：被溶解金属
１３２：凝固物（スカル）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating melting furnace, and more particularly to an improvement in an induction heating melting furnace in which the amount of skull formed on an inner peripheral surface of a side wall of a melting furnace main body is reduced.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 discloses a cold crucible induction melting furnace as an example of a conventional induction heating melting furnace (hereinafter, may be simply referred to as “melting furnace”).
This cold crucible induction melting furnace will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a partially cut-away side view for explaining a conventional induction melting furnace.
[0003]
As shown in FIG. 5, a conventional cold crucible induction melting furnace 100 is a container-shaped melting furnace formed by arranging vertically divided conductive segments 112 electrically insulated from each other in a circumferential direction. The configuration includes a main body 110 and an induction heating coil 120 arranged around the melting furnace main body 110.
[0004]
The melting furnace main body 110 has a cooling water passage 116 formed inside the conductive segment 112 and is formed of a metal having a high thermal conductivity so as to be efficiently cooled by the cooling water 114.
[0005]
Normally, when the metal 130 to be melted in the melting furnace body 110 is melted by induction heating, a skull 132, which is a solidified material of the molten metal 134, adheres to the bottom side of the inner wall surface 112 a of the melting furnace 100.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-62054
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the electric power by the induction heating is supplied to the upper molten metal part and the skull part adhering to the inner wall surface of the melting furnace.
The electric power supplied to the molten metal part is effectively used for heating the molten metal, but the electric power to the skull part is absorbed from the crucible surface to which it is attached, and is not used for heating the molten metal.
In such a molten state, there is a problem that the skull on the crucible bottom side becomes thick.
[0008]
Dissolution with a large amount of skull has, for example, the following problems.
(1) Of the charged materials to be melted, the ratio of molten metal becomes low, and the melting efficiency deteriorates.
(2) When smelting an alloy, the composition becomes different from the target ratio depending on the skull portion. Further, the additive may not be melted effectively.
[0009]
By the way, the frequency of the high-frequency power supplied to the induction heating coil and the amount of skull generated have the following relationship.
In the following description, the case of a large induction heating melting furnace and the case of a small induction heating melting furnace will be described separately with reference to FIGS.
FIG. 6 is a partially enlarged side view showing a state of the skull separated from the melting furnace main body.
[0010]
(A) In the case of a large induction heating melting furnace In the case of a large induction heating melting furnace 100 in which the inner diameter of the melting furnace 100 is about Φ300 or more, a power supply (not shown) for melting the metal 130 to be melted includes: A high frequency power supply of about 1 kHz or less can be applied.
[0011]
For example, when the inner diameter of the melting furnace 100 is Φ400, the power frequency f is 800 Hz, and the electric resistivity of the skull 132 is 100 × 10 ⁻⁸ Ω · m, the penetration depth of the magnetic field generated by the high-frequency power is From the following equation (Equation 1),
(Equation 1)

δ = 18 mm can be calculated.
[0012]
In (Equation 1),
ρ: electrical resistivity [Ω · m]
μ ₀ : magnetic permeability of vacuum (4π × 10 ⁻⁷ )
ω: 2πf
f: frequency [Hz]
And
[0013]
If the thickness of the skull 132 attached to the inner wall 112a of the melting furnace main body 110 is several mm or less, the magnetic field sufficiently penetrates into the molten metal, and as shown in FIG. It can be shaped into a shape.
According to such a situation, the skull 132 on the inner wall surface 112a is cooled, and the contact with the inner wall surface 112a becomes loose due to solidification shrinkage.
In addition, the skull 132 corresponding to the slit portion 118 is melted, and as shown in FIG. 6, the hole 133 is formed in a “cut line” shape.
When the molten metal 134 shakes and adheres to the skull 132, it is separated as a skull piece.
[0014]
(B) In the case of a small induction heating melting furnace In the case of a small induction heating melting furnace 100 having an inner diameter of about 200 or less in the melting furnace, a power supply (not shown) for melting the metal 130 to be melted has several kHz. Apply a high frequency power supply of at least a degree.
For example, when the inner diameter of the melting furnace 100 is Φ136, the power frequency f is 10 kHz, and the electrical resistivity of the skull 132 is 100 × 10 ⁻⁸ Ω · m, the penetration depth δ of the magnetic field generated by the high-frequency power Is given by (Equation 1)
δ = 5 mm can be calculated.
[0015]
Since the skull 132 attached to the inner wall 112a of the small induction heating melting furnace 100 is about several mm, in the case of the small induction heating melting furnace 100, the penetration depth δ of the magnetic field is the same as that of the skull 132, or It will be smaller than the thickness of the skull 132.
As a result, the magnetic field is shielded by the skull 132, and unlike the case of the large induction heating melting furnace 100, when the molten metal 134 shakes and adheres to the skull 132, it is hard to be separated as a skull piece.
[0016]
As a countermeasure, if a power supply having a frequency of about 1 kHz or less is used as a power supply for melting the metal 130 to be melted in the small induction heating melting furnace 100, the electromagnetic force becomes extremely large with the power required for melting, The molten metal 134 is in a very disturbed state, and conversely, there is a problem that a large amount of the skull 132 is generated.
[0017]
The present invention solves the above-mentioned problems (problems). When a power supply having a frequency of about 1 kHz or more is used as a power supply for melting a metal to be melted, skull, which is an unmelted portion, is reduced, and melting efficiency is improved. It is an object of the present invention to provide an induction melting furnace capable of producing an alloy composition ratio accurately.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The induction heating melting furnace according to the present invention has a side wall formed in a vertical direction by arranging a plurality of conductive segments in a circumferential direction so as to be insulated from each other. In an induction heating melting furnace comprising: a melting furnace main body that accommodates the molten metal in a coolable manner; and an induction heating coil that is disposed on the outer peripheral side of the side wall and that induction-heats the metal to be melted accommodated in the melting furnace main body. A first power supply for melting the metal to be melted having a frequency of 1 kHz or more, and a lower frequency than the power from the first power supply, formed to stick to the inner peripheral surface of the side wall. A second power supply having a frequency capable of penetrating the coagulated material, wherein the power from the first power supply for melting the metal to be melted and the power from the second power supply are superimposed and the induction heating is performed. It was configured to supply to the coil.
[0019]
With this configuration, even in the case of a small induction melting furnace, power of a frequency lower than the frequency of the power can be superimposed and supplied to the induction heating coil separately from the power for melting the metal to be melted. In addition, the electromagnetic force can be supplied to the molten metal in the melting furnace main body without being blocked by the solidified matter attached to the inner wall surface of the melting furnace.
This makes it possible to provide an induction melting furnace that has good melting efficiency and can accurately manufacture the composition ratio of the alloy.
[0020]
The induction heating melting furnace according to claim 2 has a configuration in which the frequency of the power from the second power source is one-tenth or less of the frequency of the power from the first power source.
[0021]
With such a configuration, it is possible to supply power to the induction heating coil by cutting off the influence of the mutual frequency power from the first power supply and the second power supply.
[0022]
The induction heating melting furnace according to claim 3 is configured such that the frequency of the electric power from the second power supply is the frequency of the commercial electric power.
[0023]
With this configuration, the cost of the second power supply can be reduced.
[0024]
The induction heating melting furnace according to claim 4 is configured such that this circuit is coupled to a load via a transformer as a circuit for supplying electric power from the second power supply to the induction heating coil.
[0025]
With this configuration, the resonance current of the second power supply can be reduced.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the induction heating melting furnace of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a partially cut-away side view showing one embodiment of the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a power supply circuit used in the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 3 is a partially cut-away side view showing a molten state in which no skull adheres to the inner wall surface of the melting furnace in the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of another power supply circuit used in the induction heating melting furnace of the present invention.
[0027]
First, the basic configuration of the induction heating melting furnace 10 of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, in the induction heating melting furnace 10 of the present embodiment, similarly to the conventional induction heating melting furnace 100 shown in FIG. The melting furnace main body 12 has a side wall formed in the vertical direction and accommodates the metal to be melted 130 in a coolable manner, and the melting furnace body arranged on the outer peripheral side of the side wall and accommodated in the melting furnace main body 12 And an induction heating coil 14 for induction heating the metal 130.
[0028]
On the other hand, in the induction heating melting furnace 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a power supply circuit 20 for supplying high-frequency power to the induction heating coil 14 has a first circuit for melting a metal to be melted having a frequency of 1 kHz or more. The second power supply 22 has a lower frequency than the power from the first power supply 22 and has a frequency that can penetrate a skull (coagulated material) formed so as to stick to the inner peripheral surface of the side wall. This is characterized by having the power supply 26.
[0029]
That is, the induction heating melting furnace 10 of the present embodiment is not shielded by the skull 132 attached to the inner wall 16 a of the melting furnace main body 12 in addition to the first power supply 22 for melting, and the magnetic field sufficiently reaches the molten metal 134. The molten metal 134 can be formed into a dome shape, and when the molten metal 134 shakes and adheres to the skull 132, it is peeled off as a skull piece, and the skull 132 is reduced, so that it is lower than the high frequency power from the first power supply 22. A second power supply 26 having a frequency is attached.
[0030]
In FIG. 2, the high-frequency power supply 21 includes a first power supply 22 and a capacitor 23, and the low-frequency power supply 25 includes a second power supply 26, an AC reactor 27 for low-frequency resonance, and a capacitor 28. It is.
Further, the frequency of the first power supply 22 is 1 kHz or more, and the frequency of the second power supply 26 is 1/10 or less of the frequency of the first power supply 22.
In FIG. 2, reference numeral 24 denotes an induction heating coil 14 as a load and the melting furnace main body 12.
[0031]
In the above configuration, the basic operation of the induction heating melting furnace 10 of the present embodiment will be described.
In the induction heating melting furnace 10 of the present embodiment, unlike the conventional induction heating melting furnace 100 (see FIG. 5), the high frequency from the first power supply 22 for melting the metal 130 to be melted from the first power supply 22. The power and the power from the second power supply 26 having a lower frequency than the power from the first power supply 22 are superimposed and supplied to the induction heating coil 14.
[0032]
In this way, as shown in FIG. 1, even when the skull 132 is attached to the inner wall 16a of the melting furnace main body 12, the electromagnetic force is not shielded by the skull 132, and the molten metal 134 is pushed by the electromagnetic force, As shown in FIG. 1, the number of skulls 132 decreases, and finally, as shown in FIG. 3, a molten state in which the skulls 132 do not adhere to the inner wall surface 16a of the melting furnace main body 12 can be realized.
[0033]
In the power supply circuit 20 as shown in FIG. 2, since both the first and second power supplies 22 and 26 are connected via the load 24, they are mutually affected by the

other power supplies

22 and 26. Since the frequencies of the power supplies 22 and 26 differ by a factor of 10 or more, the effects of power of other frequencies can be mutually cut off.
[0034]
As another configuration example of the power supply circuit 30 that supplies power to the induction heating coil 14, as shown in FIG. 4, when a transformer 32 is connected between the load 24 and the low-frequency side power supply 35, Since the resonance current in the low-frequency power supply 35 can be reduced, the AC reactor 37 and the capacitor 38 in the low-frequency power supply 35 can be reduced.
When the frequency of the second power supply 36 in the low-frequency power supply 35 is a commercial frequency, the power supply 36 can be made inexpensive.
[0035]
The induction heating melting furnace of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
For example, in the above embodiment, an example of the power supply circuit for supplying the induction heating coil is shown in FIGS. 2 and 4, but the feature of the present invention is that the first power supply for melting the metal to be melted and the first power supply Since the second power supply having a lower frequency than the first power is attached, it goes without saying that the present invention is not limited to such a circuit configuration.
[0036]
【The invention's effect】
Since the induction heating melting furnace of the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects.
(1) As described in claim 1, in the induction heating melting furnace, a first power supply for melting the metal to be melted having a frequency of 1 kHz or more, and a frequency lower than the power by the first power supply. A second power source having a frequency capable of penetrating the solidified material formed so as to stick to the inner peripheral surface of the side wall, and a second power source for melting the metal to be melted, and a second power source. When configured so that the power from the power supply is superimposed and supplied to the induction heating coil, even in the case of a small induction melting furnace, apart from the power for melting the metal to be melted, a frequency lower than the frequency of the power is used. Electric power can be superimposed and supplied to the induction heating coil. As a result, the electromagnetic force can be supplied to the molten metal in the melting furnace main body without being shielded by the solidified matter attached to the inner wall surface of the melting furnace.
(2) This makes it possible to provide an induction melting furnace that has a high melting efficiency and can accurately manufacture the composition ratio of the alloy.
[0037]
(3) As described in claim 2, when the frequency of the power from the second power supply is configured to be 1/10 or less of the frequency of the power from the first power supply, the first power supply and the second power supply It is possible to supply power to the induction heating coil by cutting off the influence of the mutual frequency power from the second power supply.
[0038]
(4) As described in claim 3, when the frequency of the electric power from the second power supply is set to the frequency of the commercial power, the cost of the second power supply can be reduced.
[0039]
(5) As described in claim 4, as a circuit for supplying power from the second power supply to the induction heating coil, if this circuit is coupled to a load via a transformer, The resonance current can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cut side view showing an embodiment of an induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a power supply circuit used in the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 3 is a partially cut-away side view showing a molten state in which no skull adheres to the inner wall surface of the melting furnace in the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of another power supply circuit used in the induction heating melting furnace of the present invention.
FIG. 5 is a partially cut side view for explaining a conventional induction melting furnace.
FIG. 6 is a partially enlarged side view showing a state of a skull separated from a melting furnace main body.
[Explanation of symbols]
10: induction heating melting furnace 12: melting furnace main body 14: induction heating coil 16: conductive segment 16a: inner

peripheral surface

20, 30 of side wall: power supply circuit 22: first power supply 26, 36: second power supply 32 ： Transformer 130 ： Metal to be melted 132 ： Coagulum (Skull)

Claims

複数の導電性セグメントを円周方向に相互に絶縁して配列することにより鉛直方向に形成された側面壁を有し、被溶解金属を冷却可能に収容する溶解炉本体と、前記側面壁の外周側に配置され、前記溶解炉本体に収容された被溶解金属を誘導加熱する誘導加熱コイルとを備えた誘導加熱溶解炉において、
１ｋＨｚ以上の周波数を持つ前記被溶解金属の溶解用の第１の電源と、
前記第１の電源による電力よりも低い周波数であって、前記側面壁の内周面に張り付くように形成された凝固物に対して浸透できる周波数の第２の電源とを備え、
前記被溶解金属の溶解用の第１の電源からの電力と、前記第２の電源からの電力とを重畳して前記誘導加熱コイルに供給するようにしたことを特徴とする誘導加熱溶解炉。A melting furnace main body having a vertically formed side wall formed by arranging a plurality of conductive segments in a circumferential direction mutually insulated, and containing a metal to be melted in a coolable manner, and an outer periphery of the side wall And an induction heating coil for induction heating the metal to be melt accommodated in the melting furnace main body.
A first power supply for melting the metal to be melted having a frequency of 1 kHz or more;
A second power supply having a lower frequency than the power by the first power supply and having a frequency capable of penetrating coagulated matter formed to be attached to an inner peripheral surface of the side wall,
An induction heating melting furnace characterized in that electric power from a first power supply for melting the metal to be melted and electric power from the second power supply are superimposed and supplied to the induction heating coil.

前記第２の電源からの電力の周波数が、前記第１の電源からの電力の周波数の１０分の１以下であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱溶解炉。The induction heating melting furnace according to claim 1, wherein the frequency of the power from the second power source is one-tenth or less of the frequency of the power from the first power source.

前記第２の電源からの電力の周波数を、商用電力の周波数としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導加熱溶解炉。The induction heating melting furnace according to claim 1, wherein the frequency of the electric power from the second power supply is a frequency of a commercial electric power.

前記第２の電源からの電力を前記誘導加熱コイルに供給する回路として、変成器を介してこの回路を負荷と結合したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の誘導加熱溶解炉。4. The induction heating and melting apparatus according to claim 1, wherein the circuit for supplying power from the second power supply to the induction heating coil is coupled to a load via a transformer. Furnace.