JP2005059015A - 金属の溶解鋳造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属の溶解鋳造装置において、溶湯を鋳型内へ順次引き込み凝固させることによる連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができる実用的な装置を提供する。
【解決手段】レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を下部に接続された鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の母材を昇降支持すると共に、鋳型の上部を相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成し、これらの水冷銅製セグメントの外周にコイルを配置して、支持された金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ順次浮揚溶解し、溶解された溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部にてその内壁面から離すようにした。
【選択図】図1
【解決手段】レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を下部に接続された鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の母材を昇降支持すると共に、鋳型の上部を相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成し、これらの水冷銅製セグメントの外周にコイルを配置して、支持された金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ順次浮揚溶解し、溶解された溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部にてその内壁面から離すようにした。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属の溶解鋳造装置に関し、更に詳しくはレビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された筒状の鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、金属の溶解鋳造装置として、真空アーク溶解炉を用いる装置が知られている。この従来装置では通常、金属の母材を消耗電極とし、これを真空雰囲気下にアーク溶解して、溶解した金属溶湯を底部の鋳型に順次積層凝固させるようになっている。しかし、この従来装置では、その性質上、金属の母材である元のインゴットよりも大径のインゴットになってしまうため、かかる大径のインゴットから所要の小径のビレットへ加工するのに余分な手間がかかり、それに応じて歩留まりも低下してしまう。
【0003】
そこで従来、金属の溶解鋳造装置として、レビテーション溶解炉(コールドクルーシブル溶解炉ともいう)を用いる装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この従来装置は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備えている。この従来装置では、先ずレビテーション溶解炉を構成する炉本体の外周回りに配置されたコイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該炉本体内へ装入した金属の細片材料を浮揚溶解する。この段階では、栓体は上昇しており、レビテーション溶解炉の炉底の一部を形成していて、該レビテーション溶解炉の炉本体内には金属が浮揚した状態で溶解しているが、炉底には凝固シェルが形成されている。次に栓体を順次下降させ、レビテーション溶解炉の炉本体内の溶湯を鋳型内へ順次引き込んで冷却凝固させるようになっている。
【0004】
レビテーション溶解炉を用いる前記の従来装置には、その性質上、所要の小径のビレットを得ることができるという利点がある。しかし、この従来装置は、元々がレビテーション溶解炉へ装入した金属の細片材料をバッチ的に処理するものであって、金属の母材であるインゴットを連続的に処理するものではなく、とりわけこの従来装置では、栓体を下降させて鋳型内へ引き込んだ溶湯が該鋳型の内壁面で直ちに凝固し、これが炉底に残存する凝固シェルや該栓体の上面の凝固物と連なって一体化するため、かかる栓体を順次下降させ、溶湯を鋳型内へ順次引き込んで冷却凝固させることそれ自体が実際のところ誠に難しい。この従来装置では、鋳型の上端部の外周回りにコイルを配置し、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱することにより、レビテーション溶解炉の炉本体から該鋳型内へ引き込む溶湯が直ちには凝固しないようにすることも提案されているが、実際にこのようにしようとすると、該コイルへ大容量の高周波電流を流す必要があり、装置面において、また経済面において、実用装置としては著しく不都合である。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−192332号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に取付けられた鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込み、そして凝固させることによる連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができる実用的な装置を提供する処にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された筒状の鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の母材を昇降可能に支持する支持機構が装備されており、鋳型の少なくとも上部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されていて、これらの水冷銅製セグメントの外周回りにコイルが配置され、該支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ、該レビテーション溶解炉で順次浮揚溶解し、浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部にてその内壁面から離すようにして成ることを特徴とする金属の溶解鋳造装置に係る。
【0008】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置も、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に取付けられた鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備えている。レビテーション溶解炉は、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントからなる炉本体と、該炉本体の外周回りに配置されたコイルとを備え、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該炉本体内へ装入した金属を浮揚溶解するようになっている。
【0009】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置では、金属の母材を昇降可能に支持する支持機構が装備されており、該支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入するようになっている。
【0010】
また本発明に係る金属の溶解鋳造装置では、鋳型の少なくとも上部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されており、これらの水冷銅製セグメントの外周回りにコイルが配置されていて、レビテーション溶解炉で順次浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させる鋳造時に、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部の内壁面から離すようになっている。鋳型の少なくとも上部は、前記したレビテーション溶解炉と同様の構成になっているのである。
【0011】
支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解し、浮揚溶解した金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該溶湯を該鋳型の上部でその内壁面から離すと、該レビテーション溶解炉の炉底に残存する凝固シェルと、栓体の上部において該鋳型内に形成される凝固物すなわち鋳造物とを切り離すことができるため、連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができる。
【0012】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置において、レビテーション溶解炉の上部には該レビテーション溶解炉へ装入する金属の母材の外周回りを囲むコイルを配置し、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱することにより、該金属の母材を予備的に加熱又は溶解するようにするのが好ましい。支持機構で支持した金属の母材を順次下降させ、その途中で該金属の母材の下端部を予備的に順次加熱又は溶解した後にレビテーション溶解炉へ装入すると、該レビテーション溶解炉におけるそれらの浮揚溶解を促すことができる。
【0013】
また鋳型はその全部を相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成するのが好ましい。鋳型の全部を前記したレビテーション溶解炉と同様の構成にするのが好ましいのである。このようにすると、鋳型内へ順次引き込んだ溶湯の冷却による凝固を促すと共に、得られる鋳造物の該鋳型に起因する汚染を少なくすることができる。
【0014】
更に栓体にはその昇降方向へ副栓体を螺合し、該栓体に対し該副栓体を回して下降させることにより、双方の間に凹部が形成されるようにするのが好ましい。このようにすると、詳しくは後述するように、鋳造開始時において溶湯の凝固物を凹部へからめとることができるため、その後の鋳造中において栓体を下降させることによる鋳造物の引き抜きをより確実に行なうことができる。
【0015】
そして栓体や副栓体は共に水冷銅製のものとするのが好ましい。このようにすると、とりわけ鋳造開始時において栓体や副栓体と接触することとなる溶湯の冷却による凝固を促すと共に、得られる鋳造物の該栓体や該副栓体に起因する汚染を少なくすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る金属の溶解鋳造装置をその使用状態を含めて例示する縦断面図である。図示した金属の溶解鋳造装置は、レビテーション溶解炉11と、レビテーション溶解炉11の下部に接続された筒状の鋳型21と、鋳型21に昇降可能に摺嵌された栓体31と、レビテーション溶解炉11の側部に装備された支持機構41とを備えている。レビテーション溶解炉11は、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメント12,12・・からなる炉本体13と、炉本体13の外周回りに配置されたコイル14とを備えている。
【0017】
鋳型21は、炉本体13と同様に構成されており、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメント22,22・・で形成されている。各水冷銅製セグメント22,22・・は水平部23,23・・とこれに連なる垂直部24,24・・とからなっており、水平部23,23・・は炉本体13の下部に接続されていて、結果として水平部23,23・・が炉本体13の炉底部を形成し、垂直部24,24・・が鋳造部を形成している。垂直部24,24・・で形成される鋳造部の上部の外周回りにはコイル25が配置されている。栓体31の中央部にはその昇降方向へ副栓体32が螺合されており、栓体31に対し副栓体32を回して下降させることにより双方の間に凹部が形成されるようになっていて、これらは共に、図示を省略するが、水冷銅製のものからなっている。
【0018】
支持機構41は、昇降装置42と、昇降装置42の昇降部材43に取付けられたアーム44と、アーム44の先端部に取付けられた把持部材45とを備えており、把持部材45は炉本体13を直下に臨んでいて、図1では把持部材45に金属の母材であるインゴットAが支持されている。炉本体13の上部には炉内を不活性ガス雰囲気に維持するための筒状の枠体51が接続されており、枠体51の外周回りにコイル52が配置されていて、コイル52は前記のように支持機構41の把持部材45で支持して順次下降させることによりレビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入するインゴットAの外周回りを囲んで配置されている。
【0019】
図2〜図5は図1について前述した本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造する状態をその手順を追って略示する縦断面図である。これらのうちで図2は、インゴットAの浮揚溶解開始時の状態を示している。図2では、支持機構41の把持部材45で支持した金属の母材であるインゴットAを順次下降させ、その途中でコイル52へ高周波電流を流して誘導加熱することによりインゴットAの下端部を予備的に順次加熱し、かくして予備的に加熱したインゴットAをレビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入している。その一方で同時に、コイル14へ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、レビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入したインゴットAを順次浮揚溶解している。インゴットAの前記のような装入は、インゴットAの下端部がレビテーション溶解炉11の炉本体13の炉底部にまでは到達することのないよう行なうが、この段階では、栓体31及び副栓体32は上昇位置にあり、これらの上面は同一平面を形成していて、鋳型21の水平部23,23・・と栓体31及び副栓体32の上面とで炉底が形成されている。炉本体13内にはインゴットAの溶湯Bが浮揚した状態になっており、炉底には凝固シェルCが形成されている。
【0020】
図3はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始直前の状態を示している。図3では、栓体31及び副栓体32はやや下降位置にあり、副栓体32は栓体31よりも下降位置にあって、双方の間に凹部33が形成されている。
【0021】
図4はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始時の状態を示している。図4では、栓体31及び副栓体32による冷却を直接には受けなくなった炉底部の凝固シェルCの一部が溶湯Bの自熱により溶解し、そこから鋳型21の垂直部24,24・・内へ溶湯Bが自重流下し始めている。
【0022】
図5はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始直後の状態を示している。図5では自重流下した溶湯Bの一部が栓体31と副栓体32との間に形成されている前記した凹部33に到り、ここで凝固して、その凝固物Dが凹部33にからめとられている。凝固物Dの上部には溶湯Bが連なっているが、この段階では、コイル25へ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、溶湯Bは鋳型21の垂直部24,24・・の上部においてその内壁面から離されている。コイル25よりも上方における垂直部24,24・・の上端部の内壁面には該内壁面で冷却された溶湯Bの凝固物Eが形成されており、凝固物Eは炉底に残存する凝固シェルCと連なって一体化しているが、前記のようにコイル25の位置で溶湯Bが垂直部24,24・・の内壁面から離されているので、凝固物Dはこれらの凝固シェルCや凝固物Eと連なって一体化することはなく、切り離されている。
【0023】
前記した図1はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造中の状態を示している。図1では、栓体31及び副栓体32は順次下降した位置にあり、凝固物Dは順次成長していて、栓体31及び副栓体32により凝固物Dを順次下方へ引き抜いている。
【0024】
かくして、インゴットAの下降、インゴットAの予備的な加熱、予備的に加熱したインゴットAの炉本体13内への装入、装入したインゴットAの浮揚溶解、栓体31及び副栓体32の下降、浮揚溶解した溶湯Bの鋳型21内への自重流下、自重流下した溶湯Bの凝固、凝固物Dの引き抜きを順次に連続して行ない、最終的にはインゴットAの下降を停止し、炉本体13内に残存する溶湯Bを凝固物Dとなした後、鋳型21から引き出して、栓体31及び副栓体32と分離し、組成の均質化された鋳物としてインゴットAよりも小径の所要のビレットを得る。図1〜図5では、コイル52へ高周波電流を流して誘導加熱することにより、インゴットAの下端部を予備的に順次加熱しているが、同様にしてインゴットAの下端部を予備的に順次溶解し、順次溶解したものを炉本体13内へ順次自重流下させることもできる。
【0025】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を下部に接続された鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込み、そして凝固させることによる連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属の溶解鋳造装置をその使用状態を含めて例示する縦断面図。
【図2】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の浮揚溶解開始時の状態を示す縦断面図。
【図3】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの浮揚溶解した金属の溶湯の鋳造開始直前の状態を示す縦断面図。
【図4】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の溶湯の鋳造開始時の状態を示す縦断面図。
【図5】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の溶湯の鋳造開始直後の状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
11・・レビテーション溶解炉、12,22・・水冷銅製セグメント、13・・炉本体、14,25,52・・コイル、21・・鋳型、31・・栓体、32・・副栓体、41・・支持機構、A・・インゴット、B・・溶湯、C・・凝固シェル、D,E・・凝固物
【発明の属する技術分野】
本発明は金属の溶解鋳造装置に関し、更に詳しくはレビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された筒状の鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、金属の溶解鋳造装置として、真空アーク溶解炉を用いる装置が知られている。この従来装置では通常、金属の母材を消耗電極とし、これを真空雰囲気下にアーク溶解して、溶解した金属溶湯を底部の鋳型に順次積層凝固させるようになっている。しかし、この従来装置では、その性質上、金属の母材である元のインゴットよりも大径のインゴットになってしまうため、かかる大径のインゴットから所要の小径のビレットへ加工するのに余分な手間がかかり、それに応じて歩留まりも低下してしまう。
【0003】
そこで従来、金属の溶解鋳造装置として、レビテーション溶解炉(コールドクルーシブル溶解炉ともいう)を用いる装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この従来装置は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備えている。この従来装置では、先ずレビテーション溶解炉を構成する炉本体の外周回りに配置されたコイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該炉本体内へ装入した金属の細片材料を浮揚溶解する。この段階では、栓体は上昇しており、レビテーション溶解炉の炉底の一部を形成していて、該レビテーション溶解炉の炉本体内には金属が浮揚した状態で溶解しているが、炉底には凝固シェルが形成されている。次に栓体を順次下降させ、レビテーション溶解炉の炉本体内の溶湯を鋳型内へ順次引き込んで冷却凝固させるようになっている。
【0004】
レビテーション溶解炉を用いる前記の従来装置には、その性質上、所要の小径のビレットを得ることができるという利点がある。しかし、この従来装置は、元々がレビテーション溶解炉へ装入した金属の細片材料をバッチ的に処理するものであって、金属の母材であるインゴットを連続的に処理するものではなく、とりわけこの従来装置では、栓体を下降させて鋳型内へ引き込んだ溶湯が該鋳型の内壁面で直ちに凝固し、これが炉底に残存する凝固シェルや該栓体の上面の凝固物と連なって一体化するため、かかる栓体を順次下降させ、溶湯を鋳型内へ順次引き込んで冷却凝固させることそれ自体が実際のところ誠に難しい。この従来装置では、鋳型の上端部の外周回りにコイルを配置し、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱することにより、レビテーション溶解炉の炉本体から該鋳型内へ引き込む溶湯が直ちには凝固しないようにすることも提案されているが、実際にこのようにしようとすると、該コイルへ大容量の高周波電流を流す必要があり、装置面において、また経済面において、実用装置としては著しく不都合である。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−192332号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に取付けられた鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込み、そして凝固させることによる連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができる実用的な装置を提供する処にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明は、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された筒状の鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の母材を昇降可能に支持する支持機構が装備されており、鋳型の少なくとも上部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されていて、これらの水冷銅製セグメントの外周回りにコイルが配置され、該支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ、該レビテーション溶解炉で順次浮揚溶解し、浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部にてその内壁面から離すようにして成ることを特徴とする金属の溶解鋳造装置に係る。
【0008】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置も、レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に取付けられた鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備えている。レビテーション溶解炉は、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントからなる炉本体と、該炉本体の外周回りに配置されたコイルとを備え、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該炉本体内へ装入した金属を浮揚溶解するようになっている。
【0009】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置では、金属の母材を昇降可能に支持する支持機構が装備されており、該支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入するようになっている。
【0010】
また本発明に係る金属の溶解鋳造装置では、鋳型の少なくとも上部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されており、これらの水冷銅製セグメントの外周回りにコイルが配置されていて、レビテーション溶解炉で順次浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させる鋳造時に、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部の内壁面から離すようになっている。鋳型の少なくとも上部は、前記したレビテーション溶解炉と同様の構成になっているのである。
【0011】
支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解し、浮揚溶解した金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該溶湯を該鋳型の上部でその内壁面から離すと、該レビテーション溶解炉の炉底に残存する凝固シェルと、栓体の上部において該鋳型内に形成される凝固物すなわち鋳造物とを切り離すことができるため、連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができる。
【0012】
本発明に係る金属の溶解鋳造装置において、レビテーション溶解炉の上部には該レビテーション溶解炉へ装入する金属の母材の外周回りを囲むコイルを配置し、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱することにより、該金属の母材を予備的に加熱又は溶解するようにするのが好ましい。支持機構で支持した金属の母材を順次下降させ、その途中で該金属の母材の下端部を予備的に順次加熱又は溶解した後にレビテーション溶解炉へ装入すると、該レビテーション溶解炉におけるそれらの浮揚溶解を促すことができる。
【0013】
また鋳型はその全部を相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成するのが好ましい。鋳型の全部を前記したレビテーション溶解炉と同様の構成にするのが好ましいのである。このようにすると、鋳型内へ順次引き込んだ溶湯の冷却による凝固を促すと共に、得られる鋳造物の該鋳型に起因する汚染を少なくすることができる。
【0014】
更に栓体にはその昇降方向へ副栓体を螺合し、該栓体に対し該副栓体を回して下降させることにより、双方の間に凹部が形成されるようにするのが好ましい。このようにすると、詳しくは後述するように、鋳造開始時において溶湯の凝固物を凹部へからめとることができるため、その後の鋳造中において栓体を下降させることによる鋳造物の引き抜きをより確実に行なうことができる。
【0015】
そして栓体や副栓体は共に水冷銅製のものとするのが好ましい。このようにすると、とりわけ鋳造開始時において栓体や副栓体と接触することとなる溶湯の冷却による凝固を促すと共に、得られる鋳造物の該栓体や該副栓体に起因する汚染を少なくすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る金属の溶解鋳造装置をその使用状態を含めて例示する縦断面図である。図示した金属の溶解鋳造装置は、レビテーション溶解炉11と、レビテーション溶解炉11の下部に接続された筒状の鋳型21と、鋳型21に昇降可能に摺嵌された栓体31と、レビテーション溶解炉11の側部に装備された支持機構41とを備えている。レビテーション溶解炉11は、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメント12,12・・からなる炉本体13と、炉本体13の外周回りに配置されたコイル14とを備えている。
【0017】
鋳型21は、炉本体13と同様に構成されており、相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメント22,22・・で形成されている。各水冷銅製セグメント22,22・・は水平部23,23・・とこれに連なる垂直部24,24・・とからなっており、水平部23,23・・は炉本体13の下部に接続されていて、結果として水平部23,23・・が炉本体13の炉底部を形成し、垂直部24,24・・が鋳造部を形成している。垂直部24,24・・で形成される鋳造部の上部の外周回りにはコイル25が配置されている。栓体31の中央部にはその昇降方向へ副栓体32が螺合されており、栓体31に対し副栓体32を回して下降させることにより双方の間に凹部が形成されるようになっていて、これらは共に、図示を省略するが、水冷銅製のものからなっている。
【0018】
支持機構41は、昇降装置42と、昇降装置42の昇降部材43に取付けられたアーム44と、アーム44の先端部に取付けられた把持部材45とを備えており、把持部材45は炉本体13を直下に臨んでいて、図1では把持部材45に金属の母材であるインゴットAが支持されている。炉本体13の上部には炉内を不活性ガス雰囲気に維持するための筒状の枠体51が接続されており、枠体51の外周回りにコイル52が配置されていて、コイル52は前記のように支持機構41の把持部材45で支持して順次下降させることによりレビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入するインゴットAの外周回りを囲んで配置されている。
【0019】
図2〜図5は図1について前述した本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造する状態をその手順を追って略示する縦断面図である。これらのうちで図2は、インゴットAの浮揚溶解開始時の状態を示している。図2では、支持機構41の把持部材45で支持した金属の母材であるインゴットAを順次下降させ、その途中でコイル52へ高周波電流を流して誘導加熱することによりインゴットAの下端部を予備的に順次加熱し、かくして予備的に加熱したインゴットAをレビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入している。その一方で同時に、コイル14へ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、レビテーション溶解炉11の炉本体13内へ順次装入したインゴットAを順次浮揚溶解している。インゴットAの前記のような装入は、インゴットAの下端部がレビテーション溶解炉11の炉本体13の炉底部にまでは到達することのないよう行なうが、この段階では、栓体31及び副栓体32は上昇位置にあり、これらの上面は同一平面を形成していて、鋳型21の水平部23,23・・と栓体31及び副栓体32の上面とで炉底が形成されている。炉本体13内にはインゴットAの溶湯Bが浮揚した状態になっており、炉底には凝固シェルCが形成されている。
【0020】
図3はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始直前の状態を示している。図3では、栓体31及び副栓体32はやや下降位置にあり、副栓体32は栓体31よりも下降位置にあって、双方の間に凹部33が形成されている。
【0021】
図4はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始時の状態を示している。図4では、栓体31及び副栓体32による冷却を直接には受けなくなった炉底部の凝固シェルCの一部が溶湯Bの自熱により溶解し、そこから鋳型21の垂直部24,24・・内へ溶湯Bが自重流下し始めている。
【0022】
図5はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造開始直後の状態を示している。図5では自重流下した溶湯Bの一部が栓体31と副栓体32との間に形成されている前記した凹部33に到り、ここで凝固して、その凝固物Dが凹部33にからめとられている。凝固物Dの上部には溶湯Bが連なっているが、この段階では、コイル25へ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、溶湯Bは鋳型21の垂直部24,24・・の上部においてその内壁面から離されている。コイル25よりも上方における垂直部24,24・・の上端部の内壁面には該内壁面で冷却された溶湯Bの凝固物Eが形成されており、凝固物Eは炉底に残存する凝固シェルCと連なって一体化しているが、前記のようにコイル25の位置で溶湯Bが垂直部24,24・・の内壁面から離されているので、凝固物Dはこれらの凝固シェルCや凝固物Eと連なって一体化することはなく、切り離されている。
【0023】
前記した図1はインゴットAを順次浮揚溶解した溶湯Bの鋳造中の状態を示している。図1では、栓体31及び副栓体32は順次下降した位置にあり、凝固物Dは順次成長していて、栓体31及び副栓体32により凝固物Dを順次下方へ引き抜いている。
【0024】
かくして、インゴットAの下降、インゴットAの予備的な加熱、予備的に加熱したインゴットAの炉本体13内への装入、装入したインゴットAの浮揚溶解、栓体31及び副栓体32の下降、浮揚溶解した溶湯Bの鋳型21内への自重流下、自重流下した溶湯Bの凝固、凝固物Dの引き抜きを順次に連続して行ない、最終的にはインゴットAの下降を停止し、炉本体13内に残存する溶湯Bを凝固物Dとなした後、鋳型21から引き出して、栓体31及び副栓体32と分離し、組成の均質化された鋳物としてインゴットAよりも小径の所要のビレットを得る。図1〜図5では、コイル52へ高周波電流を流して誘導加熱することにより、インゴットAの下端部を予備的に順次加熱しているが、同様にしてインゴットAの下端部を予備的に順次溶解し、順次溶解したものを炉本体13内へ順次自重流下させることもできる。
【0025】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を下部に接続された鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の溶湯を鋳型内へ順次引き込み、そして凝固させることによる連続鋳造を無理なく円滑に行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属の溶解鋳造装置をその使用状態を含めて例示する縦断面図。
【図2】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の浮揚溶解開始時の状態を示す縦断面図。
【図3】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの浮揚溶解した金属の溶湯の鋳造開始直前の状態を示す縦断面図。
【図4】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の溶湯の鋳造開始時の状態を示す縦断面図。
【図5】図1と同じ本発明に係る金属の溶解鋳造装置を用いて金属を溶解鋳造するときの金属の溶湯の鋳造開始直後の状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
11・・レビテーション溶解炉、12,22・・水冷銅製セグメント、13・・炉本体、14,25,52・・コイル、21・・鋳型、31・・栓体、32・・副栓体、41・・支持機構、A・・インゴット、B・・溶湯、C・・凝固シェル、D,E・・凝固物
Claims (6)
- レビテーション溶解炉と、該レビテーション溶解炉の下部に接続された筒状の鋳型と、該鋳型に昇降可能に摺嵌された栓体とを備え、該レビテーション溶解炉で浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させることにより鋳造するようにした金属の溶解鋳造装置において、金属の母材を昇降可能に支持する支持機構が装備されており、鋳型の少なくとも上部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されていて、これらの水冷銅製セグメントの外周回りにコイルが配置され、該支持機構で支持した金属の母材を順次下降させてレビテーション溶解炉へ装入しつつ、該レビテーション溶解炉で順次浮揚溶解し、浮揚溶解した金属の溶湯を該鋳型内へ順次引き込んで凝固させ、かくして鋳造するときに、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱し、この際に発生するローレンツ斥力により、該溶湯を該鋳型の上部にてその内壁面から離すようにして成ることを特徴とする金属の溶解鋳造装置。
- 更にレビテーション溶解炉の上部に該レビテーション溶解炉へ装入する金属の母材の外周回りを囲むコイルが配置され、該コイルへ高周波電流を流して誘導加熱することにより、該金属の母材を予備的に加熱又は溶解するようにした請求項1記載の金属の溶解鋳造装置。
- 鋳型の全部が相互に絶縁されて筒状に立設された複数の水冷銅製セグメントで形成されており、該鋳型の上部の外周回りにコイルが配置された請求項1又は2記載の金属の溶解鋳造装置。
- 栓体にその昇降方向へ副栓体が螺合されていて、該栓体に対し該副栓体を下降させることにより、双方の間に凹部が形成されるようにした請求項1〜3のいずれか一つの項記載の金属の溶解鋳造装置。
- 副栓体が水冷銅製のものである請求項4記載の金属の溶解鋳造装置。
- 栓体が水冷銅製のものである請求項1〜5のいずれか一つの項記載の金属の溶解鋳造装置。
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Cited By (6)
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JP2006281291A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Kobe Steel Ltd | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 |
JP2007218483A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Kobe Steel Ltd | コールドクルーシブル誘導溶解装置 |
JP2008188632A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Shinko Electric Co Ltd | 溶解炉、連続鋳造装置、および連続鋳造装置における鋳造方法 |
JP2011173172A (ja) * | 2011-04-26 | 2011-09-08 | Kobe Steel Ltd | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 |
CN110793317A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 富士电机株式会社 | 熔解装置 |
CN116851721A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-10 | 江苏柯伊诺阀门有限公司 | 一种厚大型阀门铸件的铸造装置 |
-
2003
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006281291A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Kobe Steel Ltd | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 |
JP2007218483A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Kobe Steel Ltd | コールドクルーシブル誘導溶解装置 |
JP2008188632A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Shinko Electric Co Ltd | 溶解炉、連続鋳造装置、および連続鋳造装置における鋳造方法 |
JP4640349B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2011-03-02 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 連続鋳造装置および連続鋳造装置における鋳造方法 |
JP2011173172A (ja) * | 2011-04-26 | 2011-09-08 | Kobe Steel Ltd | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 |
CN110793317A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 富士电机株式会社 | 熔解装置 |
CN116851721A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-10 | 江苏柯伊诺阀门有限公司 | 一种厚大型阀门铸件的铸造装置 |
CN116851721B (zh) * | 2023-07-17 | 2024-06-11 | 江苏柯伊诺阀门有限公司 | 一种厚大型阀门铸件的铸造装置 |
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