(57)【要約】  本発明は、溶かされ、出口（３８）から注がれる物質を含有するるつぼ（１０）を受領し支持するように準備されたるつぼ支持体および誘導加熱手段（１４、１６、１８）を含むキャスティング装置に関する。該出口は、垂直軸（４０）に置かれる。また、該支持体および誘導加熱手段は、誘導加熱を該物質に適用して、それを該るつぼの中で溶解するように作動する。また、該るつぼがまだ支持されている間および熱がそれに継続して適用されている間、該るつぼを傾ける並進メカニズムが存在する。このメカニズムは、傾けられている間、該るつぼの該出口が、該垂直軸上に維持されて、該溶かされた物質が該垂直軸上の該出口から注がれるような様式で作動する。記載された具体例において、該るつぼは、該溶解物が注がれる該溶解物に向かって、上下方向に、同時に動かされる。
2008511448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−溶解され、るつぼの出口から注がれる物質を含有するるつぼを受領し、支持するように配置されたるつぼ支持体および誘導加熱手段、ここに、該出口は垂直軸に置かれ、該支持体および誘導加熱手段は、さらに、該物質に誘導加熱を適用して、該るつぼにおいてそれを溶解するように操作可能であり；および
−操作可能な並進手段を含み、その間、該支持体および誘導加熱手段は該るつぼを支持し、誘導加熱をその中の物質に適用し続けて、該るつぼを傾けて、溶かされた物質を、該るつぼの出口から注ぎ出し、ここに該並進手段は、該るつぼを拘束して、該出口が、傾けられている間、該垂直軸上にあるようにし、それにより、溶かされた物質が、少なくとも実質的には該垂直軸上で、該るつぼの出口から注がれるキャスティング装置。
【請求項２】
さらに、実質的に該垂直軸上に注入口を有する鋳型を支持するための鋳型支持体を含み、ここに、該るつぼが傾くと、溶かされた物質が該るつぼから注がれ、該並進手段は、該るつぼおよび該鋳型支持体の間で相対的な上下移動を起こらせるように操作可能であり、その間、同時に該るつぼを傾けて、溶かされた物質が該鋳型支持体装置によって支持された鋳型の注入口へと該るつぼから注がれるように操作できる請求項１記載の装置。
【請求項３】
該鋳型支持体装置が垂直に静止していて、該並進手段が、該るつぼを、最初の位置から垂直に下向きに、該鋳型支持体装置に向かって動くように操作可能である請求項２記載の装置。
【請求項４】
該並進手段が、回転式および垂直に可動式の支持体メンバーおよび該支持体メンバーを拘束して、垂直に動かし、その間、同時に、該垂直軸を交差する水平軸の周囲を回転するための手段を含み、ここに、該るつぼ支持体および誘導加熱手段が該支持体メンバーに接続されて、それによって支持されたるつぼの該出口が該垂直軸上にあり、該メンバーが垂直に動き、回転する時、その軸に従い、それにより、該るつぼを傾け、それを垂直に動かす請求項３記載の装置。
【請求項５】
該るつぼ支持体および誘導手段がソレノイドコイルを含み、ここに該るつぼが受領可能であり、該コイルが、該メンバーが周囲を回転可能である水平軸から間隔を設けられた位置で、該支持体メンバーに接続される請求項４記載の装置。
【請求項６】
該ソレノイドコイルが、水平軸に対する、該支持体メンバーに相対的な該るつぼの配向の調整を可能にする様式で、該メンバーに接続される請求項５記載の装置。
【請求項７】
該支持体メンバーが、円形の周辺を有し、該拘束手段が、該メンバーが垂直に動く時、この周辺上での該支持体メンバーの回転運動を引き起こすように操作する請求項４ないし６のいずれか１記載の装置。
【請求項８】
該メンバーが円の領域として形成される請求項７記載の装置。
【請求項９】
該拘束手段が、固定された構造に、一端で各々取り付けられたケーブルを含み、ここに該ケーブルが、角度的に間隔を設けられた位置にて、該領域の周辺に取り付けられた反対端を有する請求項８記載の装置。
【請求項１０】
該拘束手段が、該メンバー上に接触歯を含み、それがピニオンとして作用し、固定された、垂直要素上では該ピニオンに対するラックとして作用する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
該鋳型支持体装置が、該鋳型を回転させるための手段を含む請求項３ないし１０のいずれか１記載の装置。
【請求項１２】
該鋳型支持体装置が、該鋳型を支持するための架台および該架台を回転させるための手段を含む請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
該鋳型に対して、注入口の半径方向に外側に置かれた鋳型空洞を含む鋳型を含む請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
該架台が、先細になった鋳型を受け取り、中心に集めるように先細にされた請求項１２または請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
垂直軸上に置かれた出口を有するるつぼで溶解される物質を置き、該るつぼの中の該物質に誘導加熱を適用して、該物質を溶解させて、実質的に該垂直軸上に鋳型注入口を有する鋳型を提供し、次いで、該るつぼを傾け、その間、該物質への誘導加熱の適用を維持し、その間、該るつぼの注入口を、該垂直軸上に維持して、実質的に該鋳型への該垂直軸に沿って、該出口から、該るつぼの外に溶かされた物質を注ぐ工程を含むキャスティング法。
【請求項１６】
該るつぼを傾けている間、該るつぼおよび該鋳型の間に相対的な垂直運動を起こす工程を含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
該るつぼを傾けている間、該るつぼが、該鋳型に向かって垂直方向に下向きに動かされる請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
溶かされた物質が該注入口に注がれる時、該鋳型を回転する工程を含む請求項１５ないし１７のいずれか１記載の方法。
【請求項１９】
回転が、該鋳型が置かれた架台に適用され、それにより該鋳型を回転させる請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、キャスティング法および装置、特に誘導炉を使用するキャスティング法および装置に関する。
誘導炉は、伝導物質が、磁場の適用を介して、その中の電流の誘導によって溶解されるものである。該物質は、電流がそれを通って流れる時の該物質の電気抵抗に起因する、その中における電力損失の結果として加熱され、これはつまり、いわゆるオーム加熱である。慣用的な誘導炉は、交流または交流電圧を生成する発電機またはインバータよりなる。
【０００２】
本発明は、固定された振幅の交流が生成される電流型インバータシステムおよび固定された交流電圧が生成される電圧型インバータシステムの両方に適用できる。いずれかの場合において、該電流または電圧は、該コイルの周りに磁場を発生させるために、ソレノイドの形態で、伝導コイルを通過する。磁束の線はトロイダル形態を形成し、ここに該円錐曲線回転面の中心軸は該コイルの該中心軸と一致する。この軸上で溶解する物質を該コイルの中心に置くことは従来のやり方であり、ここに該磁束は最も高密度である。
【０００３】
また、るつぼ内のこの位置に該物質を収容することが従来のやり方である。溶解が進行するに従って、該るつぼは、該物質の固体相および液相の両方を含有するであろう。完全な溶解後であっても、非常に加熱された状態で該物質を保持するために、上質なキャスティングを達成して、誘導加温を維持することが必要かもしれない。一旦、該適切な温度が達成されると、該物質は、鋳型またはフラスコに移されなければならない。これは、通常、その内容物を、注ぎ口または他の出口を介して該鋳型へと注ぐために該るつぼを傾けることによって、またはその内容物を慣性効果下で取り出すために、該るつぼを加速させることによってのいずれかで達成される。
【０００４】
いずれかのシステムにおいて、該るつぼは動かされる。この動きは、従来のやり方では、該ソレノイドからの分離または該ソレノイドからの該るつぼの取り外しを要する点で、問題になる。誘導加熱の不在下で、該物質の高速冷却は、該るつぼが動かされた時に起こり得る。そのような冷却は、最後のキャスティングの質を損ない得る。
【０００５】
この問題に取り組むのが、本発明の目的である。
【発明の開示】
【０００６】
発明の概要
本発明の１つの態様によって、
−溶解され、るつぼの出口から注がれる物質を含有するるつぼを受領し、支持するように配置されたるつぼ支持体および誘導加熱手段、ここに、該出口は垂直軸に置かれ、該支持体および誘導加熱手段は、さらに、該物質に誘導加熱を適用して、該るつぼにおいてそれを溶解するように操作可能であり；および
−操作可能な並進手段を含み、その間、該支持体および誘導加熱手段は該るつぼを支持し、誘導加熱をその中の物質に適用し続けて、該るつぼを傾けて、溶かされた物質を、該るつぼの出口から注ぎ出し、ここに該並進手段は、該るつぼを拘束して、該出口が、傾けられている間、該垂直軸上にあるようにし、それにより、溶かされた物質が、少なくとも実質的には該垂直軸上で、該るつぼの出口から注がれるキャスティング装置が提供される。
【０００７】
該好ましい装置は、さらに、溶かされた物質が、るつぼが傾く時に、該るつぼから注がれた該垂直軸上に注入口を有する鋳型を支持するための鋳型支持体装置を含み、該並進手段は、相対的な上下運動を、該るつぼおよび該鋳型支持体装置間で生じさせ、その間、同時に、該るつぼを傾くように操作して、溶かされた物質が、該るつぼから、該るつぼ支持体装置によって支持された鋳型の注入口に注ぐように操作可能である。
【０００８】
該鋳型支持体装置は、垂直に静止していてもよく、ここに該並進手段は、該鋳型支持体装置に向かって、最初の位置から垂直方向に下向きに該るつぼを動かすように操作可能である。
【０００９】
有利には、該並進手段は、回転式および上下に可動式の支持体メンバーおよび該支持体メンバーを拘束して、上下に動かして、その間、同時に、該垂直軸と交差する水平軸の周囲を回転するための手段を含み、該るつぼ支持体および誘導加熱手段は、該支持体メンバーに接続されて、それにより支持されたるつぼの該出口は、該垂直軸上にあり、該メンバーが垂直に動く時、その軸に従い、それにより、該るつぼを傾け、それを垂直に動かす。
【００１０】
従って、本発明のこの態様は、該るつぼがその内容物を注ぎ出すように傾けられる時に、該物質の誘導加熱を維持することによって、該溶かされた物質の不要な冷却の上記の問題を扱う。本発明は、さらに、該出口、典型的には注ぎ口が、所定の垂直軸に沿って垂直に、該鋳型に向かって動く様式で、傾けられた間、該るつぼの動きを制御することによって、異なる鋳型サイズに適合する問題を扱う。実際には、該鋳型の該注入口が、また、この軸上に置かれて、該鋳型のサイズに拘わらず、該るつぼから注ぎ出る溶かされた物質が、実質的に該垂直軸に沿って、該鋳型へと落ちるようになるであろう。
【００１１】
本発明のもう１つの態様によって、垂直軸上に置かれた出口を有するるつぼ中に、溶解される物質を置き、誘導加熱を該るつぼ中の該物質に適用して、該物質を溶解し、該垂直軸上に鋳型注入口を有する鋳型を提供し、次いで、該るつぼを傾け、その間、該物質への誘導加熱の適用を維持し、その間、該垂直軸上に該るつぼの出口を維持して、該るつぼから、溶かされた物質を、該出口から、実質的に該垂直軸に沿って、該鋳型へと注ぐ工程を含むキャスティング法が提供される。
【００１２】
本発明の方法および装置の他の特徴は、添付の請求の範囲に記載する。
【００１３】
示された具体例の記載
図１ないし４に示される要素は、誘導炉の一部を形成する。図１において、数字１０はるつぼを示し、ここに物質、典型的には金属は、溶解され、そこから該溶解された物質は、鋳型または図６に見られるフラスコ１２に注がれる。該るつぼは、コイルリード１６を有する誘導コイル１４において受領される。示されるように、該コイル１４およびリード１６は、該るつぼに対して完全な支持体を提供する。いくつかの状況において、さらなる機械的支持体要素は、また、該るつぼおよびその内容物の重量を運ぶのに必要であり得る。図解の便宜のため、そのようなさらなる要素は示さない。
【００１４】
該コイルリード１６、およびこれらが提供されるさらなる機械的支持体要素は、チャック２０にて、回転式かつ垂直方向に可動式の支持体メンバー１８に接続される。該メンバー１８は、実質的に、チャック２０から間隔を設けられた回転２４の円形の周辺２２および中心軸を有する円のセクターとして形作られる。水平方向に延びる制御アーム２６は、該軸２４にて、該メンバー１８に接続される。
【００１５】
ケーブル２８の一端２７は、該誘導炉のフレームの固定された部分に接続される。該ケーブル２８の該反対端３０は、その一端に向かって、該メンバー１８の周辺２２に取り付けられる。同様の様式で、もう一方のケーブル３６の反対端３２および３４は、該メンバー１８の該固定フレーム構造におよび該周辺２２に、その他端に向かって接続される。該ケーブルが、該メンバーの周辺の溝に位置することが記されるであろう。
【００１６】
該るつぼの出口は、注ぎ口３８の形態で、軸２４上にある。
【００１７】
使用の際、該るつぼの内容物は、該コイル１４によって発生された該磁場を介して、誘導加熱によって溶解される。該溶かされた内容物が、該鋳型１２に注がれる時に、該制御アーム２６は、該矢印３７によって示されるように、上下方向に下向きに動かされる。実際には、適当なドライブ機構が提供されて、該対照アームを下向きに動かしてもよい。
【００１８】
また、該対照アーム２６の下向きの動きは、該メンバー１８を上下方向に下向きに動かし、それと一緒に、該コイル１４、もし存在するなら機械的支持体要素および該るつぼ１０を動かす。同時に、該ケーブル２８および３６によって確立された強制手段の作用は、該メンバー１８を、該矢印３９によって示されるように、該軸２４の周りを回転させる。従って、該メンバー１８は、実質的に、該ケーブルの該垂直部分を含有する該垂直面上でローリングするその周辺によるローリング作用を実施する。この効果は、その溶かされた内容物が該注ぎ口３８から注がれるような様式で、該るつぼが傾けられるということである。
【００１９】
この順序は、図２（ａ）ないし４（ａ）および２（ｂ）ないし４（ｂ）に示され、それらは該るつぼの傾きが生じると、該注ぎ口３８が該軸２４と同一の、その軸と交差する垂直軸４０に沿って動くことも示す。該注ぎ口３８が、一定の垂直経路に沿って、つまり該軸２４に沿って動くという事実は、その内容物が、実質的に該同一経路上に注ぎ出すと考えられ得ることを意味する。この関連で、該物質が注がれる該垂直経路は、特に該るつぼが素早く傾けられるなら、該垂直軸から僅かに変動し得ることが理解されるであろう。それにも拘わらず、通常の傾きの速度による通常の操作において、該注がれた物質は、少なくとも実質的に、該軸２４によって確立された垂直経路に続くであろうことが予測される。
【００２０】
図２（ａ）ないし４（ａ）および２（ｂ）ないし４（ｂ）に示される該ケーブルメカニズム以外の強制手段は、本発明の範囲内である。もう１つの例は、図５に示され、これは、該メンバー１８が、どのように、ラックおよびピニオン型のメカニズムによる上下ローリング動作を経験するように強制され得るかを示す。該メンバー１８の該一部円形の周辺は、垂直の、固定されたラック４６上の歯４４とかみ合う歯４２で形成される。この場合においても、該るつぼの該注ぎ口が、傾けられている間、該メンバー１８が上下方向に下向きに動くにつれ、垂直軸に沿って動くように強制されると理解されるであろう。
【００２１】
該るつぼによって経験される回転式および上下式並進を通して、誘導加熱は維持される。このように、必要な高温は、質の高いキャスティングが得られることを確証するために、出来るだけ長い間、該溶解物において維持され得る。
【００２２】
さて、該キャスティング装置のさらなる要素を示す図６について、言及する。該鋳型またはフラスコ１２は、テーパー、載頭円錐（フラスト−コニカル）外部形状を有し、テーパー架台５０において相補的に受け取られる。該鋳型１２は、該垂直軸４０上にあり、該るつぼから注ぎ、垂直に落ちる溶かされた物質を受け取るために、該注ぎ口３８と垂直に並べられた中央、漏斗型入り口５２を有する。
【００２３】
この具体例において、該鋳型は、放射状に該注入口の外側に位置し、放射状チャネルまたは通路(目に見えない)を介して該注入口と伝達する内部鋳型空洞（目に見えない）を有する。該架台は、軸受けブロック５６において支持された垂直軸５４上で固く取り付けられる。Ｖ字形ベルトまたは歯付ベルト５７は、該軸５４上の電子モーター６２およびもう一方の滑車６４によって駆動される軸６０上で滑車５８の間で作用する。操作中、該架台５０および鋳型１２は、該垂直軸の周りを回転する。従って、該るつぼから該注入口５２へと注がれる溶かされた物質は、内側の経路を介して、該鋳型の空洞へと外向きに加速される。このように、該溶かされた物質は、達成される該キャスティングの質を高めるために、該鋳型の空洞へと入れられる。
【００２４】
図６中の数字７０は、該鋳型１２の代わりに使用することができ、該架台５０に補完的に入れ子になることが可能である代替の鋳型またはフラスコを示す。従って、記載される配置の利点は、異なる容量の鋳型を適用する能力である。さらなる利点は、中央化、および該鋳型および該架台上の該相補的テーパーによって達成される該鋳型の適切な並列である。
【００２５】
つまり、上記のような該チャック２０の回転調整による該ソレノイドコイルおよび該メンバー１８の間の接続の回転調整のための施設は、また、多くの点で利点がある。それは、該るつぼの最初の向きが、つまり該るつぼの出発位置にて、該メンバー１８に相対的に設定されることを可能にする。この接続地点での適切な調整によって、異なる溶解容量のために該るつぼを設定することが可能であり、つまり、下向きの動きおよび該メンバー１８の回転が始まる直後またはすぐ後に注ぎ始めるように、該るつぼの傾きの角度を設定することが可能である。これは、代わりに、例えば、該鋳型１２および７０といった、異なる垂直範囲の鋳型を使用する能力を提供する。なおさらに、それは、正確に配置された該るつぼの該注ぎ口または他の出口が、該メンバー１８が垂直に動かされ回転する時、垂直の位置を示すように傾きの最初の角度を設定することによって、異なる容量のるつぼのための施設を提供する。
【００２６】
上記のように、特に、もし該るつぼが素早く傾けられて、その結果、該溶解物が、何らかの水平推進力で出て来るなら、該溶解物は、実際には、該軸４０に正確に沿って、該注ぎ口から注がれ得ない。各々特定の例において、該装置は、しかしながら、該鋳型注入口が、該注がれた物質の経路に置かれることを確証する目的で設定され、これは、一般的には、正確に該垂直軸４０上でなければ、それに非常に近いであろう。該垂直軸および該注入口に沿って注がれ、該垂直軸上にある該溶解物に対してこの明細書中でなされた言及は、適宜に解釈されるべきである。
【００２７】
本発明は、これから、ほんの一例として、以下の添付図面への言及をもって、より詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明によるキャスティング装置の特定の要素を図式的に示す；
【図２（ａ）】図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）は、図式的におよび順序的透視図で、キャスティング手順においてそれぞれの透視図で、図１で見られる要素の操作を示す；
【図２（ｂ）】図２（ｂ）、３（ｂ）および４（ｂ）は、それぞれの正面図で、図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）と同じ順序を示す；
【図３（ａ）】図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）は、図式的におよび順序的透視図で、キャスティング手順においてそれぞれの透視図で、図１で見られる要素の操作を示す；
【図３（ｂ）】図２（ｂ）、３（ｂ）および４（ｂ）は、それぞれの正面図で、図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）と同じ順序を示す；
【図４（ａ）】図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）は、図式的におよび順序的透視図で、キャスティング手順においてそれぞれの透視図で、図１で見られる要素の操作を示す；
【図４（ｂ）】図２（ｂ）、３（ｂ）および４（ｂ）は、それぞれの正面図で、図２（ａ）、３（ａ）および４（ａ）と同じ順序を示す；
【図５】図５は、本発明のもう１つの具体例によるキャスティング装置の特定の要素を示す；ならびに
【図６】図６は、本発明のキャスティング装置のさらなる要素を示す。
【図１】
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【図２（ａ）】
2008511448.tif 000004
【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
2008511448.tif 000007
【図４（ａ）】
2008511448.tif 000008
【図４（ｂ）】
2008511448.tif 000009
【図５】
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【図６】
2008511448.tif 000011
【図７】
2008511448.tif 000012
【国際調査報告】
2008511448.tif 000013
2008511448.tif 000014