JP2012141081A - Induction heating type aluminum melting/holding furnace - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating type aluminum melting/holding furnace of high safety, having long service life, and capable of keeping high quality of molten metal and reducing probability of burnout of an induction heating coil.SOLUTION: A cylindrical induction heating coil 21 is formed by winding a coil conductor several times with proper clearance gaps, the entire coil forming body is wrapped around with heat-resisting castable cement and molded to form an approximately-cylindrical induction heating coil molding 20 entirely coated with a heat-resisting inorganic cement covering layer 25, the induction heating coil molding 20 is disposed in a furnace frame in a fixed state, a pot-shaped crucible 11 made of an iron material having magnetic property, is disposed on a central hollow part of the cylindrical induction heating coil molding 20 in a state that it can be taken in and out, and an outer periphery of the crucible made of iron material is surrounded by the induction heating coil 21.

Description

この発明は、アルミダイキャストに使用されるアルミニウムおよびアルミニウム合金等を溶解し、溶解した溶湯を保持しておくための誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉に関する。   The present invention relates to an induction heating type aluminum melting / holding furnace for melting aluminum and aluminum alloy used for aluminum die casting and holding the molten metal.

従来のアルミニウム溶解・保持炉は、黒鉛または鋼材製のるつぼにアルミニウム溶解原料を入れて、このるつぼをガスバーナまたは電気ヒータ等により加熱してアルミニウムの溶解および溶解されたアルミニウム溶湯の保持を行うのが一般的であった。   In a conventional aluminum melting / holding furnace, an aluminum melting raw material is placed in a graphite or steel crucible, and the crucible is heated by a gas burner or an electric heater to melt the aluminum and hold the molten aluminum melt. It was general.

このようなるつぼをガスバーナまたは電気ヒータ等で加熱するようにした従来のアルミニウム溶解・保持炉では、保持した溶湯の温度調節を、加熱源を断続することによって行っているので、溶湯の温度が設定温度に対して±５℃以上変動し、温度を精度よく保持することができない問題があった。   In a conventional aluminum melting and holding furnace in which such a crucible is heated with a gas burner or an electric heater, the temperature of the molten metal is controlled by intermittently heating the molten metal. There was a problem that the temperature fluctuated by ± 5 ° C. or more with respect to the temperature, and the temperature could not be accurately maintained.

このような、問題を解決するため、誘導加熱を利用した誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉が特許文献１に示されるように既に提案されている。   In order to solve such problems, an induction heating type aluminum melting / holding furnace using induction heating has already been proposed as shown in Patent Document 1.

このような従来の誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉の構成を図６に示す。   The configuration of such a conventional induction heating type aluminum melting / holding furnace is shown in FIG.

図６において、５０は、誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉であり、この炉５０は、アルミニウム等の溶解原料を保持する黒鉛製のるつぼ５１と、このるつぼ５１の外周にこれを取り囲んで設置された誘導加熱コイル５２を備え、炉枠５３内に収納されている。炉５０の全体は、床面に設置される支持基台５４で支持され、るつぼ５１は、この基台５４の中央に設置したるつぼ支持台５５により断熱材５６を介して着脱可能に支持されている。   In FIG. 6, 50 is an induction heating type aluminum melting / holding furnace, and this furnace 50 is installed around a crucible 51 made of graphite for holding a melting raw material such as aluminum and an outer periphery of the crucible 51. The induction heating coil 52 is housed in a furnace frame 53. The entire furnace 50 is supported by a support base 54 installed on the floor surface, and the crucible 51 is detachably supported by a crucible support base 55 installed at the center of the base 54 via a heat insulating material 56. Yes.

誘導加熱コイル５２は、炉枠５３に支持された複数のコイル保持枠５７により支持される。るつぼ５１とコイル５２の間には、断熱材５８を介装して、コイル５２の過熱を防いでいる。さらに、炉枠５３の上下端には、断熱材５８と炉枠５３の間に形成されたコイル５２を冷却するための通気路６０に連通した通気口６１，６２が設けられている。基台５４上には、るつぼ５１の開口を開閉する開閉蓋６３が回動可能に取り付けられている。   The induction heating coil 52 is supported by a plurality of coil holding frames 57 supported by the furnace frame 53. Between the crucible 51 and the coil 52, a heat insulating material 58 is interposed to prevent the coil 52 from overheating. Further, vent holes 61 and 62 communicating with a vent path 60 for cooling the coil 52 formed between the heat insulating material 58 and the furnace frame 53 are provided at the upper and lower ends of the furnace frame 53. On the base 54, an opening / closing lid 63 for opening and closing the opening of the crucible 51 is rotatably attached.

このように構成された誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉５０においては、誘導加熱コイル５２に高周波交流電源から高周波の交流電力を供給することにより、電磁誘導作用により黒鉛製るつぼ５１に誘導電流が流れて黒鉛製るつぼ５１が加熱され、その熱により、黒鉛製るつぼ５１に収容されたアルミニウム等の溶解原料が溶解される。運転中、誘導加熱コイル５２は、通電によりそれ自身のジュール熱およびるつぼ５１の発生熱により加熱される。加熱コイル５２がこれらの熱により過熱されないようにするため、矢印で示すように、下部の通気口６１から内部の通気路６３に冷却空気を送り、上部の通気口６２から排出することにより、加熱コイル５２の冷却を行っている。   In the induction heating type aluminum melting / holding furnace 50 configured as described above, by supplying high-frequency AC power from a high-frequency AC power source to the induction heating coil 52, an induction current flows into the graphite crucible 51 by electromagnetic induction. The graphite crucible 51 is heated, and the melting raw material such as aluminum accommodated in the graphite crucible 51 is dissolved by the heat. During operation, the induction heating coil 52 is heated by its own Joule heat and heat generated by the crucible 51 by energization. In order to prevent the heating coil 52 from being overheated by these heats, as shown by arrows, the cooling air is sent from the lower vent 61 to the inner vent passage 63 and discharged from the upper vent 62, thereby heating the heating coil 52. The coil 52 is cooled.

溶解されたアルミニウム溶湯の温度は、誘導加熱コイルに供給する電流を調整することにより微細に調節可能となる。このため、この誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉でアルミニウム溶湯の保持温度を、所定の設定温度に精度よく保つことができる。   The temperature of the molten aluminum melt can be finely adjusted by adjusting the current supplied to the induction heating coil. For this reason, the holding temperature of the molten aluminum can be accurately maintained at a predetermined set temperature in the induction heating type aluminum melting / holding furnace.

特開平０３−２７５２６２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-275262

しかしながら、前記の従来の誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉は、るつぼを構成する黒鉛が酸化しやすいため、表面の酸化防止のためにるつぼの表面をガラス層で被覆するが、黒鉛とガラスの熱膨張差によりガラス層にクラックが生じやすく、るつぼの寿命が短くなる不都合がある。   However, in the conventional induction heating type aluminum melting / holding furnace, the graphite constituting the crucible is easily oxidized, so that the surface of the crucible is covered with a glass layer to prevent surface oxidation. Cracks are likely to occur in the glass layer due to the difference in expansion, and there is a disadvantage that the life of the crucible is shortened.

また、るつぼの黒鉛は、非磁性であるので、誘導加熱コイルの発生する磁束が、るつぼ内のアルミニウム等の溶湯に作用するため、溶湯に大きな電磁撹拌力が発生し、溶湯に含まれる不純物が溶湯全体に拡散されようになり、湯の品質が低下する不都合もある。   In addition, since the graphite in the crucible is non-magnetic, the magnetic flux generated by the induction heating coil acts on the molten metal such as aluminum in the crucible, so that a large electromagnetic stirring force is generated in the molten metal, and impurities contained in the molten metal are generated. There is also an inconvenience that the quality of the hot water is lowered due to diffusion throughout the molten metal.

さらに、この従来の誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉は、誘導加熱コイルが空冷されているため、コイル導体が通気路内に露出して配置されるので、るつぼが破損して溶湯が漏れ出した際に、溶湯が誘導加熱コイルに触れる易いため、コイルが溶湯により焼損される危険性が高く、安全性が低いという不都合もある。   Furthermore, in this conventional induction heating type aluminum melting / holding furnace, since the induction heating coil is air-cooled, the coil conductor is exposed in the air passage, so that the crucible is broken and the molten metal leaks out. At this time, since the molten metal easily touches the induction heating coil, there is a high risk that the coil is burned out by the molten metal, and the safety is low.

前記のような不都合を解消するため、この発明は、寿命が長く、溶湯の品質を高く維持でき、しかも誘導加熱コイルが焼損する危険を低下させ、安全性の高い誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉を提供することを課題とするものである。   In order to eliminate the inconveniences described above, the present invention has a long life, can maintain the quality of the molten metal at a high level, reduces the risk of the induction heating coil being burned out, and has a high safety induction heating type aluminum melting and holding furnace. It is a problem to provide.

前記の課題を解決するため、この発明は、コイル導体を適宜の間隔をおいて複数回巻回して円筒状の誘導加熱コイルを形成し、このコイル成形体の全体を耐熱性のキャスタブルセメントにより包み込んで成形して、全体が耐火性無機質セメント被覆層で覆われたほぼ円筒状の誘導加熱コイル成形体を形成し、この誘導加熱コイル成形体を炉枠内に固定的に設置し、前記円筒状の誘導加熱コイル成形体の中央空所に、磁性を有する鉄材で形成した鍋状のるつぼを出し入れ可能に収納し、前記鉄材製るつぼの外周を前記誘導加熱コイルにより取り囲み、前記鍋状の鉄材製るつぼの周壁の厚さを前記誘導加熱コイルで発生する磁束の浸透深さの２．３倍以上の厚さとすることを特徴とするものである。浸透深さの２．３倍の厚みの部分では、誘導電流は表面の１０％の大きさであり、これ以上の厚みにすることで大方の電流を発熱に使うことができる。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention forms a cylindrical induction heating coil by winding a coil conductor a plurality of times at an appropriate interval, and encloses the entire coil molded body with a heat-resistant castable cement. To form an almost cylindrical induction heating coil molded body entirely covered with a refractory inorganic cement coating layer, and the induction heating coil molded body is fixedly installed in a furnace frame, and the cylindrical In the central space of the induction heating coil molded body, a pot-shaped crucible formed of magnetic iron material is stored so as to be able to be taken in and out, and the outer periphery of the iron crucible is surrounded by the induction heating coil, and the pot-shaped iron material The thickness of the peripheral wall of the crucible is 2.3 times or more the penetration depth of the magnetic flux generated by the induction heating coil. In the portion having a thickness of 2.3 times the penetration depth, the induced current is 10% of the surface, and by making the thickness larger than this, most of the current can be used for heat generation.

また、この発明においては、前記誘導加熱コイルの巻回したコイル導体の間隔を中央部より上下端部を狭くして上下端部における導体密度を高くすることができる。   Moreover, in this invention, the conductor density in the upper-lower-end part can be made high by narrowing the upper-lower-end part from the center part about the space | interval of the coil conductor wound by the said induction heating coil.

さらに、この発明においては、誘導加熱コイル成形体の誘導加熱コイルを覆う耐火性無機質セメント被覆層に粒状の高熱伝導材を分散混合するようにしてもよい。   Furthermore, in this invention, you may make it disperse | mix and mix a granular high heat conductive material with the fireproof inorganic cement coating layer which covers the induction heating coil of the induction heating coil molded object.

この発明においては、アルミニウム溶解原料を収容するるつぼを磁性を有する鉄材で形成しているため、黒鉛製のるつぼに比べると損耗が小さいため寿命を長くすることができるとともに、誘導加熱コイルで発生される磁束によりるつぼに誘導して流れる電流がるつぼの外表面付近に集中して流れるようになりるつぼの発熱効率が高くなる。また、誘導加熱コイルで発生される磁束が磁性材製のるつぼに周壁に集中して流れ、るつぼのアルミニウム溶解原料を収容した内部にはほとんど流れないので、アルミニウム溶解原料が溶解された溶湯を撹拌する電磁力が僅少となり、アルミニウム溶湯の撹拌が抑制されることによる、アルミニウム溶湯の品質を向上することができる。   In this invention, since the crucible containing the aluminum melting raw material is formed of a magnetic iron material, the wear is less than that of a graphite crucible, so that the life can be extended and the crucible is generated by an induction heating coil. The current flowing inductively through the crucible due to the magnetic flux concentrates and flows near the outer surface of the crucible, and the heat generation efficiency of the crucible increases. In addition, the magnetic flux generated by the induction heating coil flows concentratedly on the peripheral wall of the crucible made of magnetic material, and hardly flows inside the crucible containing the aluminum melting raw material. The quality of the molten aluminum can be improved by reducing the electromagnetic force to be reduced and suppressing the stirring of the molten aluminum.

この発明の実施例のアルミニウム溶解・保持炉の構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the aluminum melting and holding furnace of the Example of this invention. 図１に示すアルミニウム溶解・保持炉のII−II線に沿う縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which follows the II-II line of the aluminum melting and holding furnace shown in FIG. この発明の実施例のアルミニウム溶解・保持炉の構成を示す側面図。The side view which shows the structure of the aluminum melting and holding furnace of the Example of this invention. この発明の実施例のアルミニウム溶解・保持炉に使用する誘導加熱コイルの平面図。The top view of the induction heating coil used for the aluminum melting and holding furnace of the Example of this invention. この発明の実施例のアルミニウム溶解・保持炉に使用する誘導加熱コイルの正面図。The front view of the induction heating coil used for the aluminum melting and holding furnace of the Example of this invention. 従来のアルミニウム溶解・保持炉の構成を示す一部破断面図。The partially broken sectional view which shows the structure of the conventional aluminum melting and holding furnace.

＜実施例＞
以下に図１ないし図５に示すこの発明の実施例について説明する。 <Example>
The embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 5 will be described below.

図１ないし図３において、１は、アルミニウム溶解・保持炉である。このアルミニウム溶解・保持炉１は、アルミニウム溶解原料を収容する鍋状のるつぼ１０と、このるつぼを誘導加熱するための誘導加熱コイル成形体２０およびるつぼ１０およびコイル成形体２０を支持する炉枠３０とを備える。   1 to 3, reference numeral 1 denotes an aluminum melting / holding furnace. The aluminum melting / holding furnace 1 includes a pot-shaped crucible 10 containing an aluminum melting raw material, an induction heating coil molded body 20 for induction heating the crucible, and a furnace frame 30 that supports the crucible 10 and the coil molded body 20. With.

るつぼ１０は、有低の円筒部１１とこの円筒の上部開口の外周に水平に延びたフランジ部１２とで構成した鍋状容器からなり、ＳＳ材と呼ばれる圧延鋼等の磁性を有する鉄材で製作されている。フランジ部１２には、るつぼ１０を吊り下げて移動するときに使用する吊下げ用フック１５が複数個設けられている。   The crucible 10 is made of a pot-shaped container composed of a cylindrical portion 11 having a height and a flange portion 12 extending horizontally around the outer periphery of the upper opening of the cylinder. The crucible 10 is made of an iron material having magnetism such as rolled steel called SS material. Has been. The flange portion 12 is provided with a plurality of hanging hooks 15 used when the crucible 10 is suspended and moved.

コイル成形体２０は、図４および図５に示すように、パイプや棒材で構成されたコイル導体を適宜の間隔をおいて複数回巻回して、ほぼ円筒台形状に形成された誘導加熱コイル２１を備える。このコイル２１の巻始めと巻終わりは適宜の長さ引き出されて電源接続リード２２を形成する。このリード２２の先端部には、外部の電源から給電ケーブルを接続するための接続端子板２３が結合されている。コイル２１の各ターン間には、耐熱性の無機材料で形成されたスペーサブロック２４が円周上に等間隔で複数個挿入されている。上下方向に位置するスペーサブロックは、図５に示すように互いに重ならないように円周方向に少しずらして配置するのがよい。   As shown in FIGS. 4 and 5, the coil molded body 20 is an induction heating coil formed in a substantially cylindrical trapezoidal shape by winding a coil conductor composed of a pipe or a bar a plurality of times at an appropriate interval. 21 is provided. The winding start and the winding end of the coil 21 are drawn out to an appropriate length to form the power connection lead 22. A connecting terminal plate 23 for connecting a power feeding cable from an external power source is coupled to the tip of the lead 22. A plurality of spacer blocks 24 made of a heat-resistant inorganic material are inserted between the turns of the coil 21 at equal intervals on the circumference. As shown in FIG. 5, the spacer blocks positioned in the vertical direction are preferably arranged slightly shifted in the circumferential direction so as not to overlap each other.

このように、コイル導体を円筒台形状に巻回して構成された誘導加熱コイル２１の全体を、注形型などを用いて耐熱性の無機材料のキャスタブルセメントにより一体モールドして、コイル２１の全体が耐火性セメント被覆層２５で被覆された、円筒状をなす誘導加熱コイル成形体２０を形成する。このコイル成形体２０は、円筒の内周面が、るつぼの外形に合わせて、上端から下端へ向かって内径が小さくなるように傾斜したテーパ面に形成されている。セメント被覆層２５は、コイル２１の絶縁材であるとともに形状保持材でもある。そして、セメント被覆層２５に粒状の高熱伝導材を分散混合するようにすれば、セメント被覆層２５の熱伝導が高くなり、コイル２１の冷却を助けることができる。   In this way, the entire induction heating coil 21 configured by winding the coil conductor in a cylindrical trapezoidal shape is integrally molded with a castable cement of a heat-resistant inorganic material using a casting mold or the like, and the entire coil 21 is formed. Is formed with a cylindrical induction heating coil molded body 20 covered with a refractory cement coating layer 25. The coil molded body 20 has a cylindrical inner peripheral surface formed in a tapered surface inclined so that the inner diameter decreases from the upper end toward the lower end in accordance with the outer shape of the crucible. The cement coating layer 25 is an insulating material for the coil 21 and a shape retaining material. If a granular high thermal conductive material is dispersed and mixed in the cement coating layer 25, the thermal conductivity of the cement coating layer 25 is increased, and cooling of the coil 21 can be aided.

次に炉枠３０について説明する。炉枠３０は、チャンネル材で構成された２本の支持脚３１上に、アングル材を組み合わせて直方体状に組み上げた枠体３２が載置されている。この枠体３２の側面は側面板３３で、天面は天面板３４で、そして底面は底面板３５で覆われている。底面板３５上には、耐火煉瓦３６を敷き詰め、その上に、高さ調節の可能な複数の支持脚３７を介してコイル支持基板３８が設置される。この基板３８の中央部は、るつぼ１０の底壁１３を支持するためにセラミック材等で形成された耐熱基板３８ａで構成されている。コイル支持基板３８の周囲には、コイル成形体２０の中心位置を調整するために複数のアジャスタボルト付きの保持機構３９が等間隔で設けられている。   Next, the furnace frame 30 will be described. In the furnace frame 30, a frame body 32 assembled in a rectangular parallelepiped shape by combining angle materials is placed on two support legs 31 made of channel material. The side surface of the frame 32 is covered with a side plate 33, the top surface is covered with a top plate 34, and the bottom surface is covered with a bottom plate 35. A refractory brick 36 is laid on the bottom plate 35, and a coil support substrate 38 is installed thereon via a plurality of support legs 37 whose height can be adjusted. The central portion of the substrate 38 is composed of a heat-resistant substrate 38a formed of a ceramic material or the like to support the bottom wall 13 of the crucible 10. Around the coil support substrate 38, a plurality of holding mechanisms 39 with adjuster bolts are provided at equal intervals in order to adjust the center position of the coil molded body 20.

コイル成形体２０から電源接続リード２２の引き出される側の炉枠３０の側面板３３には、その一部を切欠き、この切り欠き部に電気絶縁板で構成したリード支持板３３ａが貼り付けられ、このリード支持板３３ａにより、炉枠３０から外へ引き出される電源接続リード２２を支持するようにしている。   A part of the side plate 33 of the furnace frame 30 on the side from which the power connection lead 22 is drawn out from the coil molded body 20 is cut out, and a lead support plate 33a made of an electrical insulating plate is attached to the cutout portion. The lead support plate 33a supports the power connection lead 22 drawn out from the furnace frame 30.

炉枠３０内に設置されたコイル成形体２０は、コイル支持基板３８を支持する支持脚により水平レベルが調整され、保持機構３９のアジャスタボルトにより水平方向の位置が調整される。コイル成形体２０が水平に保たれ、中心位置が炉枠３０の中心位置に一致されたところで、支持脚３７および保持機構３９のアジャスタボルトを固定することにより、コイル成形体２０の位置決めを行う。   The horizontal level of the coil molded body 20 installed in the furnace frame 30 is adjusted by the support legs that support the coil support substrate 38, and the horizontal position is adjusted by the adjuster bolt of the holding mechanism 39. When the coil molded body 20 is kept horizontal and the center position coincides with the center position of the furnace frame 30, the coil molded body 20 is positioned by fixing the adjuster bolts of the support leg 37 and the holding mechanism 39.

このように炉枠３０内に位置決め固定されたコイル成形体２０の中央空所部内に鍋状の鉄材製るつぼ１０を出し入れ可能に挿入する。このコイル成形体２０の中央空所部内に挿入された鉄材製るつぼ１０は、上端縁のフランジ部１２を炉枠３０の上面板３４上に、そして底壁を支持基板３３上に載置することにより、炉枠３０によって支持され、るつぼ１０のコイル成形体２０への挿入位置が所定の位置に固定される。るつぼ１０の筒状部１１の外周とコイル成形体２０の内周との間の隙間およびるつぼ２０の底壁とるつぼ支持基板３８、３８ａとの間の隙間には、るつぼ１０の放熱防止のために、ガラスウール等の繊維状の断熱材２９が詰め込まれている。   Thus, the pot-shaped iron crucible 10 is inserted into the central space of the coil molded body 20 positioned and fixed in the furnace frame 30 so as to be put in and out. The iron crucible 10 inserted in the central space of the coil molded body 20 has the flange 12 at the upper edge on the top plate 34 of the furnace frame 30 and the bottom wall on the support substrate 33. Accordingly, the insertion position of the crucible 10 into the coil molded body 20 is supported by the furnace frame 30 and fixed at a predetermined position. The clearance between the outer periphery of the cylindrical portion 11 of the crucible 10 and the inner periphery of the coil molded body 20 and the clearance between the bottom wall of the crucible 20 and the crucible support substrates 38, 38a are provided to prevent heat dissipation of the crucible 10. Further, a fibrous heat insulating material 29 such as glass wool is packed.

このように構成されたアルミニウム溶解・保持炉１においては、るつぼ１０内に収容されたアルミニウム溶解原料を溶解するために、接続端子２３に図示しない高周波交流電源から給電ケーブルを接続して、誘導加熱コイル２１に高周波の交流電力が供給される。   In the aluminum melting / holding furnace 1 configured as described above, in order to melt the aluminum melting raw material accommodated in the crucible 10, a feeding cable is connected to the connection terminal 23 from a high-frequency AC power source (not shown), and induction heating is performed. High frequency AC power is supplied to the coil 21.

これによって誘導加熱コイル２１で高周波磁界が発生され、その磁束がほとんど磁性を有する鉄材製のるつぼ１０の周壁を通流することにより、るつぼ１０の周壁が誘導加熱作用により発熱する。この熱より、るつぼ１０内に収容されたアルミニウム溶解原料が急速に加熱され、溶解される。   As a result, a high-frequency magnetic field is generated in the induction heating coil 21, and the magnetic flux flows through the peripheral wall of the iron crucible 10 having magnetism, whereby the peripheral wall of the crucible 10 generates heat by induction heating. With this heat, the aluminum melting raw material accommodated in the crucible 10 is rapidly heated and melted.

るつぼ１０内の溶解されたアルミニウム溶湯の保持温度は、誘導加熱コイル２１へ供給する電力の調整により容易に制御することができる。このため、温度調節器を設け、この温度調節器により温度センサにより検出した溶湯温度と設定温度との偏差が零になるように誘導加熱コイル２１へ供給する電力を調節することにより、溶湯の温度を、精度良く設定温度に保つことができる。   The holding temperature of the molten aluminum melted in the crucible 10 can be easily controlled by adjusting the power supplied to the induction heating coil 21. For this reason, a temperature controller is provided, and the temperature of the molten metal is adjusted by adjusting the electric power supplied to the induction heating coil 21 so that the deviation between the molten metal temperature detected by the temperature sensor and the set temperature becomes zero. Can be accurately maintained at the set temperature.

また、この発明においては、るつぼ１０が磁性を有する鉄材で形成されているため、誘導加熱コイルで発生された磁束が、ほとんどるつぼ１０の周壁に集中して通流し、るつぼ１０のアルミニウム溶解原料収容部を通ることがなくなるため、溶解されたアルミニウム溶湯に電磁撹拌力が発生することがなくなり、溶湯には熱的な弱い対流だけでるつぼ１０内を流動するだけとなる。このため、溶湯に含まれる不純物はるつぼ１０の底部に沈降集積され、溶湯全体に拡散されることがないので、溶湯の品質を高い品質に維持することができる。   Further, in the present invention, since the crucible 10 is formed of a magnetic iron material, the magnetic flux generated by the induction heating coil is almost concentrated on the peripheral wall of the crucible 10 and flows into the crucible 10 to contain the aluminum melting raw material. Since it does not pass through the section, no electromagnetic stirring force is generated in the molten aluminum melt, and the molten metal only flows in the crucible 10 by only a weak thermal convection. For this reason, impurities contained in the molten metal settle and accumulate at the bottom of the crucible 10 and are not diffused throughout the molten metal, so that the quality of the molten metal can be maintained at a high quality.

このようにして、溶解されたアルミニウムの溶湯を、ダイキャストするために、ダイキャストマシーンの設置されている場所まで運ぶために、るつぼ１０から別の取鍋に移して運ぶことも可能であるが、るつぼ１０が炉枠３０に対して取り出し可能に構成されているので、このるつぼ１０を炉枠３０から取り出して、直接ダイキャストマシーンの設置されている場所まで運んでダイカストマシーンに溶湯を注ぐことができる。   In this way, it is possible to transfer the molten aluminum melt from the crucible 10 to another ladle in order to carry it to the place where the die casting machine is installed in order to die-cast. Since the crucible 10 is configured to be removable from the furnace frame 30, the crucible 10 is taken out from the furnace frame 30, transported directly to the place where the die cast machine is installed, and the molten metal is poured into the die casting machine. Can do.

この発明においては、アルミニウムを溶解し、保持するるつぼを、磁性を有するＳＳ材等の鉄材で形成しているため、るつぼ１０の発熱効率が高くなる利点がある。   In the present invention, since the crucible for melting and holding aluminum is formed of an iron material such as a magnetic SS material, there is an advantage that the heat generation efficiency of the crucible 10 is increased.

すなわち、導電材を流れる誘導電流は、表皮効果により導電材の表面付近に集中して流れることはよく知られていることである。そして、そのときの電流の浸透深さδは、次の数１に示されるとおりとなる。   That is, it is well known that the induced current flowing through the conductive material flows in a concentrated manner near the surface of the conductive material due to the skin effect. The current penetration depth δ at that time is as shown in the following equation (1).

Figure 2012141081
Figure 2012141081

ここで、ρ：被加熱体の固有抵抗（μΩ/ｃｍ）、μ：比透磁率、ｆ：周波数（Ｈｚ）である。   Here, ρ is the specific resistance (μΩ / cm) of the heated object, μ is the relative permeability, and f is the frequency (Hz).

比透磁率は非磁性材の場合は１で、ＳＳ材のような磁性を有する鉄材の場合は、２０〜１０００と大きな値を示す。   The relative magnetic permeability is 1 in the case of a nonmagnetic material, and shows a large value of 20 to 1000 in the case of an iron material having magnetism such as an SS material.

このため、この発明のように磁性材である鉄材で構成したるつぼ１０は、前記した従来装置のように非磁性材の黒鉛で構成したるつぼに比べると比透磁率が著しく大きいので、るつぼに流れる誘導電流の浸透深さδが浅くなる。ＳＳ材製のるつぼの浸透深さδを実際に計算すると、電源周波数が１０ｋＨｚで、浸透深さδが０．９ｍｍ程度となり、かなり浅いことがわかる。   For this reason, the crucible 10 made of an iron material, which is a magnetic material as in the present invention, has a remarkably large relative permeability compared to a crucible made of non-magnetic material graphite as in the conventional device described above, and therefore flows into the crucible. The penetration depth δ of the induced current becomes shallow. When the penetration depth δ of the SS crucible is actually calculated, it can be seen that the power source frequency is 10 kHz and the penetration depth δ is about 0.9 mm, which is quite shallow.

このため、この発明における鉄材製るつぼ１０においては、これに流れる誘導電流が小さい断面積に集中して流れることになり、電流密度が実効的に大きくなり、発熱効率を高くすることができる。   For this reason, in the iron crucible 10 according to the present invention, the induced current flowing through the crucible 10 is concentrated in a small cross-sectional area, the current density is effectively increased, and the heat generation efficiency can be increased.

この場合、鍋状の鉄材製るつぼの周壁の厚さを前記るつぼに流れる誘導電流の浸透深さの２．３倍以上の厚さとすると前記の効果がより高く発揮される。   In this case, if the thickness of the peripheral wall of the pot-shaped iron crucible is set to 2.3 times or more of the penetration depth of the induced current flowing in the crucible, the above effect is exhibited more highly.

そして、誘導加熱コイル２０で発生される磁束が、前記鉄材製るつぼにより均等に分布するようにするためには、コイル成形体を形成するコイル導体をコイル成形体の上下端において間隔を狭く、そして中央部において間隔を広く巻くようにするのがよい。   And in order to distribute the magnetic flux generated in the induction heating coil 20 evenly by the iron crucible, the interval between the coil conductors forming the coil molded body is narrowed at the upper and lower ends of the coil molded body, and It is preferable to wind the gap widely in the central portion.

さらに、この発明においては、アルミニウム溶解原料を溶解し、保持するるつぼを鉄材でだけで構成しているので、るつぼは、使用中にアルミニウム溶湯により僅かに浸食を受けるが、熱応力に対する耐力が高いことにより、加熱、冷却によってるつぼ壁に亀裂が生じることがほとんどないため、るつぼの寿命を長くすることができる。   Furthermore, in this invention, since the crucible for melting and holding the aluminum melting raw material is composed only of iron material, the crucible is slightly eroded by the molten aluminum during use, but has high resistance to thermal stress. As a result, the crucible wall is hardly cracked by heating and cooling, so that the life of the crucible can be extended.

また、万が一にもるつぼ壁に亀裂が生じて、アルミニウム溶湯がるつぼから漏れ出すような事故が発生しても、誘導加熱コイル成形体２０は、コイル導体を巻回して構成したコイルが、全体に耐熱性のセメント被覆層２５で被覆されているので、漏れ出したアルミニウム溶湯がこのセメント被覆層２５に接触して冷やされるだけで、コイル２１に直接当たることはない。このため、漏れ出したアルミニウム溶湯によって誘導加熱コイル２１が焼損することはないので、極めて安全に運転することができる。さらに、漏れ出したアルミニウム溶湯が炉底に達しても、炉低に敷き詰められた耐火煉瓦により保護され、アルミニウム溶湯が炉外に漏れ出すことを防止することができるので、さらに安全性を高めることができる。   In addition, even if an accident occurs in which the crucible wall is cracked and the molten aluminum leaks out of the crucible, the induction heating coil molded body 20 has a coil formed by winding a coil conductor on the whole. Since it is covered with the heat-resistant cement coating layer 25, the leaked molten aluminum only comes into contact with the cement coating layer 25 and is cooled, and does not directly contact the coil 21. For this reason, since the induction heating coil 21 is not burned by the leaked molten aluminum, it can be operated extremely safely. Furthermore, even if the leaked molten aluminum reaches the bottom of the furnace, it is protected by the refractory bricks laid down in the furnace low, and the molten aluminum can be prevented from leaking out of the furnace, further enhancing safety. Can do.

１：誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉
１０：鉄材製るつぼ
１１：胴部
１２：フランジ部
１３：底部
２０：誘導加熱コイル成形体
２１：誘導加熱コイル
２２：引き出しリード部
２３：接続端子部
２５：セメント被覆層
２９：断熱材
３０：炉枠
３１：支持台
３２：枠体
３３：側面版
３４：天面板
３５：下面板
３６：耐火煉瓦壁
３７：支持脚
３８：支持基板 1: Induction heating type aluminum melting / holding furnace 10: Iron crucible 11: Body 12: Flange part 13: Bottom part 20: Induction heating coil molded body 21: Induction heating coil 22: Lead lead part 23: Connection terminal part 25: Cement coating layer 29: heat insulating material 30: furnace frame 31: support stand 32: frame 33: side plate 34: top plate 35: bottom plate 36: refractory brick wall 37: support leg 38: support substrate

Claims (3)

コイル導体を適宜の間隔をおいて複数回巻回して円筒状の誘導加熱コイルを形成し、このコイル成形体の全体を耐熱性のキャスタブルセメントにより包み込んで成形して、全体が耐火性無機質セメント被覆層で覆われたほぼ円筒状の誘導加熱コイル成形体を形成し、この誘導加熱コイル成形体を炉枠内に固定的に設置し、前記円筒状の誘導加熱コイル成形体の中央空所に、磁性を有する鉄材で形成した鍋状のるつぼを出し入れ可能に収納し、前記鉄材製るつぼの外周を前記誘導加熱コイルにより取り囲み、前記鍋状の鉄材製るつぼの周壁の厚さを前記誘導加熱コイルで発生する磁束の浸透深さの２．３倍以上の厚さとしたことを特徴とする誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉。   A coiled induction heating coil is formed by winding a coil conductor a plurality of times at an appropriate interval, and the entire coil molded body is encased in a heat-resistant castable cement, and the whole is coated with a fire-resistant inorganic cement. A substantially cylindrical induction heating coil molded body covered with a layer is formed, this induction heating coil molded body is fixedly installed in the furnace frame, and in the central space of the cylindrical induction heating coil molded body, A pot-shaped crucible formed of magnetic iron material is stored in a removable manner, the outer periphery of the iron crucible is surrounded by the induction heating coil, and the thickness of the peripheral wall of the pot-shaped iron crucible is determined by the induction heating coil. An induction heating type aluminum melting / holding furnace characterized in that the thickness is 2.3 times or more the penetration depth of the generated magnetic flux. 前記誘導加熱コイルの巻回したコイル導体の間隔を中央部より上下端部を狭くして導体密度を高くすることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉。   The induction heating type aluminum melting / holding furnace according to claim 1, wherein the conductor density is increased by narrowing the upper and lower end portions of the coil conductor wound around the induction heating coil from the central portion. 前記誘導加熱コイル成形体の誘導加熱コイルを覆う耐火性無機質セメント被覆層に粒状の高熱伝導材を分散混合することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の誘導加熱式アルミニウム溶解・保持炉。   3. The induction heating type aluminum according to claim 1, wherein a granular high thermal conductive material is dispersed and mixed in a refractory inorganic cement coating layer covering the induction heating coil of the induction heating coil molded body. Melting and holding furnace.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759535A (en) * 2014-01-08 2014-04-30 广西贺州金广稀土新材料有限公司 Method for manufacturing heat-insulation layers of coil of medium-frequency vacuum smelting furnace
CN111315057A (en) * 2018-12-11 2020-06-19 恩格尔奥地利有限公司 Forming machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0352598U (en) * 1989-09-26 1991-05-22
JPH03116595U (en) * 1990-03-07 1991-12-03
JP2001289567A (en) * 2000-04-06 2001-10-19 Metts Corp Control method for induction furnace
JP2011220598A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Chubu Electric Power Co Inc Induction heating type aluminum melting furnace, and melting facility using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0352598U (en) * 1989-09-26 1991-05-22
JPH03116595U (en) * 1990-03-07 1991-12-03
JP2001289567A (en) * 2000-04-06 2001-10-19 Metts Corp Control method for induction furnace
JP2011220598A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Chubu Electric Power Co Inc Induction heating type aluminum melting furnace, and melting facility using the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759535A (en) * 2014-01-08 2014-04-30 广西贺州金广稀土新材料有限公司 Method for manufacturing heat-insulation layers of coil of medium-frequency vacuum smelting furnace
CN103759535B (en) * 2014-01-08 2015-07-22 广西贺州金广稀土新材料有限公司 Method for manufacturing heat-insulation layers of coil of medium-frequency vacuum smelting furnace
CN111315057A (en) * 2018-12-11 2020-06-19 恩格尔奥地利有限公司 Forming machine

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