(57)【要約】【課題】  溶融金属を安定した出湯レートで出湯可能な溶融金属の出湯方法を提供する。【解決手段】  貯湯容器３に収容した金属を加熱により溶融させて、貯湯容器３の底部に設けられた出湯ノズル４から噴出させる溶融金属の出湯方法であって、貯湯容器３および出湯ノズル４は、それぞれの周囲に、貯湯容器用高周波誘導加熱コイル１および出湯ノズル用高周波誘導加熱コイル２が設けられており、貯湯容器用高周波誘導加熱コイル１および出湯ノズル用高周波誘導加熱コイル２の作動により、貯湯容器３から出湯ノズル４に向けた溶融金属の流れを生じさせる。【選択図】  図１
2019013943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯容器に収容した金属を加熱により溶融させて、前記貯湯容器の底部に設けられた出湯ノズルから噴出させる溶融金属の出湯方法であって、
前記貯湯容器および出湯ノズルは、それぞれの周囲に、貯湯容器用高周波誘導加熱コイルおよび出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルが設けられており、
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルおよび出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルの作動により、前記貯湯容器から前記出湯ノズルに向けた溶融金属の流れを生じさせる溶融金属の出湯方法。
【請求項２】
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルと前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルとの間に生じる間隔が、−５０ｍｍ以上＋１００ｍｍ以下である請求項１に記載の溶融金属の出湯方法。
【請求項３】
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルが生成する高周波磁場の周波数に対して、前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルが生成する高周波磁場の周波数を、３倍以上６０倍以下に設定する請求項１または２に記載の溶融金属の出湯方法。
【請求項４】
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルの外径に対して、前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルの外径を、１／２以下に設定する請求項１から３のいずれかに記載の溶融金属の出湯方法。
【請求項５】
前記出湯ノズルは、オリフィスを有する先端部が着脱可能とされている請求項１から４のいずれかに記載の溶融金属の出湯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の出湯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノメートルオーダのサイズを有する微細なNd-Fe-B、Sm-Fe-Nなどの硬磁性相とFe-Bやα-Feなどの軟磁性相とが同一金属組織内に存在するナノコンポジット型永久磁石（以下、「ナノコンポジット磁石」と称する）が提案されている。このナノコンポジット型永久磁石は、ナノメートルオーダの結晶粒であるが故に静磁気相互作用に加え、交換相互作用により各結晶粒が磁気的に結合して、優れた磁石特性を発現することがマイクロマグネティクスを応用した計算機シミュレーション等にて明らかにされ、次世代の高性能永久磁石材料として注目されている。
【０００３】
DC小型モータや各種センサなどの電子工業製品分野では、残留磁束密度Brの高い磁石が要求されている。この要求に応じてナノコンポジット磁石の残留磁束密度を向上させるには、ナノコンポジット磁石に含まれる2.2Tと高い飽和磁化Jsを有するα-Fe相の存在比率を高めることが有効である。Nd2Fe14B相の飽和磁化Jsが1.6TであることからNd2Fe14B単相で磁石が構成された場合よりも、α-Feが同一組織内に混在している方が高い磁化が期待される。そのため製造方法としては一般的に単ロール急冷法にて体積比率で40%以上のアモルファス組織を有する溶湯急冷凝固合金を作製した後、本急冷凝固合金に結晶化熱処理を施す工程にてNd2Fe14B相とα-Fe相が同一組織内に混在している前記のナノコンポジット磁石が作製されている。
【０００４】
等方性鉄基希土類系ナノコンポジット磁石合金においては、Nd2Fe14B相とα-Fe相あるいはFe-B相が同一金属組織内にナノメータオーダーの結晶粒径で混在していることで各結晶粒間に働く交換相互作用によりあたかも一体の磁石の様に振る舞うことが特徴として挙げられる。
【０００５】
加えて、電子部品として使用されるインダクタやリアクトルといった各種受動素子やトランス向けに鉄損が低く飽和磁束密度Bsが高い材料が市場から求められており、透磁率が高く、鉄損が低い軟磁性材料として鉄基アモルファス材料や、同じく鉄基のナノ結晶材料といった鉄（Fe）、硼素（B）、ケイ素（Si）を主原料とするガスアトマイズ粉（平均粒径50μm程度）、水アトマイズ粉（平均粉末粒径20μm以下程度）、並びに単ロール急冷法で作製された溶湯急冷合金薄帯を粉砕した平均粉末粒径70μm程度の急冷合金粉等を用いた形状自由度に優れる圧粉磁心が従来のケイ素鋼板を用いた積み鉄心に代わる高性能高効率軟磁性材料として各種の受動素子等に使用され需要が年々拡大している。
【０００６】
特許文献１では、液体急冷装置を用いた鋳型液体急冷法により、アモルファス合金のバルク材を作製する際において、鋳巣欠陥の発生を防止することが可能な融解金属噴射ノズルを提供することを目的に先端にノズル穴を有する石英管ノズル内に納めた母合金の背後に、石英管ノズル内を摺動可能なピストンを設ける。ピストンは、母合金側とは反対側の背後を不活性ガスで加圧することにより母合金側へと摺動し、液体状態の母合金を石英管ノズル先端のノズル穴から噴射する。母合金を噴射した後には、ピストンがノズル穴を遮蔽し、不活性ガスのノズル穴からの噴出を防止する方法が提案されているが、ノズルから安定した出湯（噴出）レートで溶湯を出湯（噴出）する技術は示されていない。
【０００７】
特許文献２では、液体急冷法によって作製する磁石粉末において、安定した寸法のリボン状磁石を作製することによって、安定した磁気特性の磁石粉末を得ることを目的とし、溶湯を急冷のための回転するロール、溶融磁石合金を吐出させるオリフィスを有する容器、加熱装置を備えた液体急冷法において、高周波加熱の交流磁界によって内向きの電磁気力が生じることによる中心部の流れ方向をオリフィスから噴射する方向と一致させることにより、溶融磁石合金の噴射が安定することを特徴とする。又、溶融磁石合金の温度分布から生じる対流が噴射を妨げないように高周波コイルの加熱分布を決めることがクレームされているが、量産レベル例えば数時間以上、一定の安定した溶湯出湯（噴出）レートを維持しながら安定して溶湯をノズルから出湯（噴出）する技術方法については何ら示していない。
【０００８】
また、特許文献３では、 回転ロールを用いた急冷・凝固によるボンド磁石用永久磁石合金粉末を連続的に製造して安価に提供できる製造方法及びその装置に関する出願において、溶解炉にて溶解した溶湯を急冷薄帯化する前に、出湯温度に保温された貯湯容器に溶湯を貯湯し、貯湯容器内の溶湯を急冷薄帯にする時、溶解炉にて配合原料を連続的に溶解し、貯湯装置内の減少した溶湯に追加補充し、追加補充した溶湯を連続して水冷ロールにて急冷薄帯化し、溶湯レベルを検出器にて検出した信号により貯湯容器内の出湯ノズルのオリフィス部に働く溶湯のヘッド圧の変化に対応して、急冷槽の圧力を調整することにより、溶解槽と急冷槽の槽間圧力差と貯湯容器内の溶湯のヘッド圧からなる出湯圧力に依存する出湯量を一定に保持して、急冷薄帯の品質を均一に保持することが記載されているが、本方法では溶湯の融点以上に保持される出湯ノズル周囲からのリークを防ぐことは極めて難しく、溶解槽と急冷槽間における差圧は溶湯のヘッド圧の変化に加えて、溶解槽と急冷槽間のノズル周囲からのリーク量を踏まえた差圧制御が必要となり、実用化には溶湯ヘッド圧の変化に加え溶解槽内圧力、急冷槽内圧力の変化をモニタリングしながら出湯レートを制御することが必要となるため、システム構築には多額の装置費用が必要となるだけでなく、安定生産に必要な操業パラメータが多く、工程費用の増加要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１５１４号公報
【特許文献２】特開平１１−５４３０９号公報
【特許文献３】特開平８−２７７４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
鉄基溶湯急冷凝固合金の結晶化熱処理に係り、最適な熱処理条件で結晶化することにより、50nm以下の均一ナノ結晶組織にすることでRE-Fe-B系合金であれば高磁束密度、高保磁力に加えて減磁極性の角形性に優れた良好なナノ結晶型永久磁石特性が得られ、Fe-Si-B系の軟磁性材料では高透磁率と高飽和磁束密度を両立可能な優れたナノ結晶軟磁性材料が得られることから各種の高性能DCブラシレスモータや磁気センタおよび各種受動素子等々向けに均一微細なナノ結晶組織を有する鉄基磁性材料が電子部品市場より強く望まれている。
【００１１】
ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、単ロール溶湯急冷法並びにこれら溶湯急冷方法を組み合せた溶湯装置においては、何れも金属を溶融し、溶湯状態にした後、ノズル先端の設けたオリフィスあるいはスリットから溶湯を出湯する技術は共通であり、出湯後、ガスあるいは水で溶湯が急冷される方法がアトマイズ法であり、回転する金属ロール上に溶湯を出湯し急冷する方法が単ロール溶湯急冷方法と呼ばれている。つまり、種々の冷却媒体により溶湯の熱量を短時間で奪い急冷することが種々の溶湯急冷凝固法では最も重要であり、均一な溶湯急冷状態を維持するめには、溶湯による入熱量を安定化した上、冷却媒体の抜熱量を一定に保持し、入熱量と抜熱量のバランスを常に一定状態に維持することが重要となるが、抜熱量の一定維持は冷却ロールの熱容量並びにロール冷却水の温度並びに流量制御、アトマイズ時の噴霧水量等の調整により工業的に実施することは比較的容易であるものの入熱量、つまり出湯レート（単位時間当たりの出湯重量）と溶湯温度の維持を工業的に安価な方法で容易に実現することは極めて難しい。
【００１２】
金属を溶かし溶融金属を得る方法としては抵抗加熱方式と誘導加熱方式があるが抵抗加熱は金属回りの雰囲気を別の熱源（例えば燃焼ガス、電気ヒータ等）で加熱することで、金属の温度を融点以上にして溶融させるため、金属は静的な状態で溶けていく。一方、誘導加熱は金属に数kHz〜数10kHz高周波磁場を加えることで金属の表面に渦電流を生じさせ、これによって金属が抵抗加熱により加熱される原理を応用し金属を溶かす。高周波誘導加熱炉では、コイルの内側に坩堝を配し、そこに金属を入れて抵抗加熱により金属を溶かすが、溶融金属の周りのコイルに流れる高周波電流により磁場（B）が発生し、その磁場により溶融金属には渦電流(J )が円周方向に流れ、磁場(B)と渦電流（J）にて生じる「フレミングの左手の法則」により、坩堝の中心方向へピンチ力(F)が生まれ、このピンチ力（F）により溶融金属に流れが生じ坩堝内で金属が撹拌されるため溶融金属は動的な状態になる。
【００１３】
溶融金属をオリフィスを施した出湯ノズルから安定した出湯レートで出湯するためには、底部に出湯ノズルを配した貯湯容器（タンディシュ）内の溶湯重量をノズルから出湯が可能な溶湯噴射圧が得られる溶湯ヘッド圧になるよう溶湯重量を一定範囲に保持する、あるいは貯湯容器内を加圧し、溶湯噴射圧を確保する必要があるが、ノズルから溶湯出湯が可能な噴射圧10kPa以上を確保するのは内径250mmの貯湯容器の場合では溶湯ヘッド圧のみで出湯を継続するには溶湯重量50kg程度に維持する必要があり、50kgを下回ると貯湯容器内を加圧しない場合は、ノズルからの出湯が停止し、貯湯容器内の溶融金属を完全出湯できない。加えて貯湯容器内の溶湯が高周波磁場により電磁撹拌していると溶湯ヘッド圧に変化を及ぼすため、溶融金属が静的な状態で保持される抵抗加熱方式による貯湯容器の加熱が一般的に採用されているが、本方式では貯湯容器内で金属を溶解するには長時間を要するため、別に金属溶解用の高周波誘導加熱炉を用意し、本溶解炉で金属を溶かした後、貯湯容器内へ溶融金属を注ぎ、この注ぎ込む溶湯重量を調整することで貯湯容器内の溶湯ヘッド圧を一定の範囲、例えば、溶湯ヘッド圧が10kPa〜20kPaとなる範囲に維持する方式が採用されているものの、溶解量が少ないと注ぎ込む溶融金属の温度が変化し、溶湯粘性に影響することから前記高周波誘導加熱炉は、10ton〜40tonと非常に大きな溶解サイズとなり装置全体のコストアップ要因となっている。
【００１４】
また、出湯ノズル先端回りは断熱できないだけでなく、配下に設置されている急冷ロールの巻込み風により常に冷却される状態になるため、ノズル周りには先端を除き、SiC等のヒータ材を仕込んだ上、断熱材でヒータ材を覆った上、ノズルを溶融金属の凝固温度以上に保持し、溶湯凝固によるノズル閉塞を防ぐ対策が取られているが、ノズル周りのセットアップ作業が多くなるだけでなく、融点が高い金属の場合は、ヒータ材への負荷が大きくなりヒータの断線により出湯が停止する等のトラブルも発生し易くなり、工程費用の増加要因となっている。
【００１５】
そこで、本発明は、溶融金属を安定した出湯レートで出湯可能な溶融金属の出湯方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の前記目的は、貯湯容器に収容した金属を加熱により溶融させて、前記貯湯容器の底部に設けられた出湯ノズルから噴出させる溶融金属の出湯方法であって、前記貯湯容器および出湯ノズルは、それぞれの周囲に、貯湯容器用高周波誘導加熱コイルおよび出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルが設けられており、前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルおよび出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルの作動により、前記貯湯容器から前記出湯ノズルに向けた溶融金属の流れ（ダウンストリーム）を生じさせる溶融金属の出湯方法により達成される。
【００１７】
この溶融金属の出湯方法は、前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルと前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルとの間に生じる間隔が、−５０ｍｍ以上＋１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルが生成する高周波磁場の周波数に対して、前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルが生成する高周波磁場の周波数を、３倍以上６０倍以下に設定することが好ましい。
【００１９】
前記貯湯容器用高周波誘導加熱コイルの外径に対して、前記出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルの外径を、１／２以下に設定することが好ましい。
【００２０】
前記出湯ノズルは、オリフィスを有する先端部が着脱可能とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、溶融金属を安定した出湯レートで出湯可能な溶融金属の出湯方法を提供することができる。すなわち、貯湯容器用高周波誘導加熱コイルおよび出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルによる金属の誘導加熱が可能になると共に、それぞれのコイルが貯湯容器内の溶融金属に与える電磁誘導が、貯留容器内の溶融金属の重量変化に合わせて変化する。したがって、出湯ノズルからの溶湯の噴出が、溶融金属の残量に拘らず、出湯ノズルから溶湯が噴出し切る直前まで一定の噴出力を維持したまま継続するため、出湯ノズルの開口面積に応じた一定範囲内の出湯レートで溶湯を噴出させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶融金属の出湯方法に使用する装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す装置の作動を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の比較例の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
従来の単ロール溶湯急冷装置、水およびガスアトマイズ装置等の各種の溶湯急冷装置における出湯ノズルからの溶湯噴出は、貯湯容器内の溶湯重量変化（溶湯ヘッド圧の変化）を出湯ノズルのオリフィスから溶湯噴出が可能な溶湯ヘッド圧の範囲内に維持するよう貯湯容器内の溶湯重量を一定範囲内に維持する、あるいは貯湯容器内を溶湯噴出が可能な圧力で加圧する方法の何れかしかなかったが、貯湯容器（タンデッシュ）用高周波誘導加熱コイルに加え、出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルを配置した二連式高周波誘導加熱方式を採用し、夫々のコイルの大きさ、配置並びに高周波磁場の周波数比率を最適化することで、夫々のコイルにて発生する磁束が互いに干渉することなく、誘導加熱が可能になると共に、貯湯容器からノズル先端にかけて貯湯容器用高周波誘導加熱コイルとノズル用高周波誘導加熱コイルにて発生する電磁誘導により、溶融金属の流れ（ダウンストリーム）を貯湯容器から出湯ノズルにかけて発生すると共に貯湯容器内の溶融金属に与える電磁誘導は、貯湯容器内の溶融金属重量の変化に合わせて変化するため、結果的に前記ダウンストリームは一定の噴出力を維持したまま貯湯容器内の溶湯が全て無くなるまで継続し、ノズルオリフィスの開口面積による溶湯出湯量を調整することによって、出湯ノズルから溶湯が噴出し切る直前まで、貯湯容器内の溶融金属重量に因らず一定範囲内の出湯レートを維持することが可能になることを見出し本発明の完成に至った。
【００２４】
本発明による溶融金属の出湯方法では、貯湯容器用高周波誘導加熱コイルに加え、貯湯容器の底部の出湯ノズルに、貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルの外径（外郭直径）に対して1/2以下の外径（外郭直径）を有する出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルを配置した二連式高周波誘導加熱方式を採用する。貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルと出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルとの間に生じる間隔が-50mm以上+100mm以下になるよう、それぞれのコイルを配することが好ましく、こうして貯湯容器用高周波誘導加熱コイルと出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルの配置を最適な状態とした上、それぞれの高周波磁場の周波数比率を3倍以上60倍以下にすることが好ましい。
【００２５】
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２６】
[誘導加熱コイル構成]
本発明による溶融金属出湯方法は、貯湯容器の周囲に貯湯容器用高周波誘導加熱コイルを備え、貯湯容器底部の出湯ノズルの周囲に設けた出湯ノズル用高周波誘導加熱コイルを備えて、これらの作動による二連式高周波誘導加熱により、貯湯容器からノズル先端にかけて電磁誘導による溶融金属のダウンストリームを起こすことにより、溶湯ヘッド圧の変化に因らず一定範囲の出湯レートを維持しながら出湯する方法である。
【００２７】
[誘導加熱コイルの配置]
本発明の好ましい実施形態では、貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルと出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルとの間隔（図１の符号Ｓ）を-50mm以上+100mm以下とすることが好ましい。なお、間隔Ｓがマイナスの場合は、貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルと出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルとが、側面視においてオーバーラップしている状態である。-50mm以下の場合、互いのコイルにより発生する磁束が干渉し効率的に誘導加熱できない。また、+100mm以上では出湯ノズル部で溶融金属の温度低下が発生する。より好ましくは-40mm以上+80mm以下であり、さらに好ましくは-30mm以上+70mm以下である。
【００２８】
［高周波磁場周波数比率］
貯湯容器加熱用高周波誘導コイルが生成する高周波磁場の周波数に対して、出湯ノズル加熱用高周波誘導コイルが生成する高周波磁場の周波数が、3倍未満の場合、互いのコイルにより発生する磁束が干渉し効率的に誘導加熱できず、60倍を超える場合は、電磁誘導による溶融金属の撹拌が小さくなるため前記の溶融金属によるダウンストリームが抑制されることから、3倍以上60倍以下にすることが好ましい。より好ましくは3倍以上50倍以下であり、さらに好ましくは4倍以上40倍以下である。
【００２９】
［誘導加熱コイルの外径比率］
本発明の好ましい実施形態では、貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルの外径（図１の符号Ｄ１）に対して、出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルの外径（図１の符号Ｄ２）を、1/2以下にすることが好ましい。この比率が1/2より大きいと、互いのコイルにより発生する磁束が干渉し効率的に誘導加熱できない。この比率は、より好ましくは、3/7以下であり、さらに好ましくは2/5以下である。この比率の下限は特に存在しないが、実用的には、例えば1/10以上である。
【００３０】
[分割式出湯ノズル]
本発明の好ましい実施形態では、貯湯容器底部に配置した出湯ノズルのオリフィスを有する先端部を着脱可能な構成として、溶融金属をノズルから出湯完了後、出湯ノズルの先端部のみを新品に交換し、貯湯容器および出湯ノズルの先端部以外は交換せずに、溶融金属の出湯を再開する。オリフィスには、先端部にスリット加工を施したものも含まれる。
【００３１】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３２】
（実施例）
外郭直径400mm高さ650mmである貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイル最下部より20mm下に外郭直径100mm高さ60mmである出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルを配し、その中心付近に底部に内径25mm長さ100mmの0.5mm×幅20mmのスリット加工を施したBN製ノズルを配したアルミナ製貯湯容器（内径200mm、高さ800mm）を設置した上、前記アルミナ製貯湯容器内へFe80Si6.5B12.5C1原子%の合金組成となるよう、純度99.5%以上のSi、B、CおよびFeの各元素を配合した素原料50kgを挿入後、貯湯容器加熱用高周波誘導加熱コイルへ80kW、1.5kHzの高周波出力にて素原料を1450℃まで加熱し、溶融合金にした後、出湯ノズル加熱用高周波誘導加熱コイルへ25kW、9kHzの高周波出力を付与することで出湯ノズル内の凝固合金を溶解し、出湯ノズルより溶融合金を噴出し、噴出した溶融合金の重量変化を測定した。
【００３３】
溶融金属の噴出は、出湯開始から15分06秒間で停止し、溶湯噴出重量は49.8kg、残湯は出湯ノズル内に100g残っていた。残りは貯湯容器内壁に付着固化していた。図３に溶湯噴出時間を横軸に取った際の溶湯噴出重量と貯湯容器及び出湯ノズル内の溶融合金重量から想定される溶湯ヘッド圧の変化を示す。
【００３４】
図３から判るように実施例に記載の溶融金属出湯方法では、貯湯容器からノズル先端にかけて発生する電磁誘導による溶融金属のダウンストリームにより、溶湯ヘッド圧の変化に因らず一定範囲の出湯レートを維持しながら貯湯容器内の溶融合金の全量を出湯ノズルから噴出することができることを確認した。
【００３５】
（比較例）
Fe80Si6.5B12.5C1原子%の合金組成となるよう、純度99.5%以上のSi、B、CおよびFeの各元素を配合した素原料100kgをアルミナ製坩堝へ挿入した後、高周波誘導加熱により溶解、1450℃以上の溶融合金を形成した後、SiCヒータにて1400℃まで予備加熱した外郭直径400mm高さ650mmであるアルミナ製貯湯容器に溶融合金を50kg注いだ。貯湯容器底部の中心には内径25mm長さ100mmの0.5mm×幅20mmのスリット加工を施したBN製ノズルを配し、ノズル周りにはSiCヒータを設置した上、貯湯容器同様1400℃まで予備加熱を実施した。次いで前記溶融合金を50kg注いだ後、貯湯容器用、出湯ノズル用夫々のSiCヒータを引き続き加熱し、貯湯容器内の溶融合金温度が1450℃に到達した時点で出湯ノズル上部に配したアルミナ製の溶湯ストッパーを引き抜き、出湯ノズルより溶融合金を噴出し、噴出した溶融合金の重量変化を測定した。
【００３６】
溶融金属の噴出重量は、出湯開始から徐々に低下し17分30秒間で停止し、溶湯噴出重量は31.1kg、残湯は貯湯容器及び出湯ノズル内に形18.9kg残っていた。図４に溶湯噴出時間を横軸に取った際の溶湯噴出重量と貯湯容器及び出湯ノズル内の溶融合金重量から想定される溶湯ヘッド圧の変化を示す。
【００３７】
図４から判るように比較例に記載の溶融金属出湯方法では、溶湯ヘッド圧の変化に伴い出湯レートは低下し、溶湯ヘッド圧が6kPaを下回った時点で貯湯容器内の溶融合金の出湯ノズルから噴出が停止することを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の溶融金属の出湯方法は、各種高性能DCブラシレスモータ並びに磁気センサ等に適用されるナノ結晶型RE-Fe-B等方性磁石およびナノ結晶Sm-Fe-N等方性磁石に加え、各種受動素子、パワーコンディショナー、モータ用コア向けの圧粉磁心等に適用されるFe-Si-B系アモルファス及びナノ結晶軟磁性材料向け材料を生産する上で必須の製造設備である単ロール溶湯急冷装置、ガスアトマイズ装置、水アトマイズ装置並びにそれらを組み合わせた各種の溶湯急冷装置において、溶融金属をオリフィス（スリット加工を含む）を施した出湯ノズルから安定した出湯レート並びに温度にて出湯可能な量産対応し易い出湯方法として広く工業的に適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  貯湯容器用高周波誘導加熱コイル
２  出湯ノズル用高周波誘導加熱コイル
３  貯湯容器
４  出湯ノズル
５  溶融金属
６  磁場（B）
７  渦電流（J）
８  ピンチ力（F）
９  溶融金属の誘導撹拌
10  溶融金属のダウンストリーム
【図１】
2019013943.tif 000003
【図２】
2019013943.tif 000004
【図３】
2019013943.tif 000005
【図４】
2019013943.tif 000006