(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水によって冷却され、温度が一定に調整される鋳型と、該鋳型が下面に密着し、密閉容器となる溶解室と、前記鋳型上の金属材料を溶解するエネルギー熱源とを備える溶解炉を有するアーク溶解炉装置において、
ベース台と、前記ベース台に設けられた傾動手段と、前記溶解炉が取り付けられ、前記傾動手段により前記ベース台に対し少なくとも左右前後方向に傾動自在に設けられた架台と、前記架台に設けられたハンドル部とを備え、
前記ハンドル部を操作して前記架台に取り付けられた前記溶解炉を傾動させることにより、前記エネルギー熱源により溶解された金属材料が揺動し攪拌されることを特徴とするアーク溶解炉装置。
【請求項２】
前記傾動手段は、前記ベース台上に設けられ上下方向に伸縮自在な複数のスプリングと、前記複数のスプリング上に設けられ前記架台を支持する板部材と、前記ベース台と前記板部材との間に設けられ板部材の傾動の支点となる支点部材とを有し、
前記支点部材の高さ位置が調整されることにより前記板部材の最大傾動角度が設定されることを特徴とする請求項１に記載されたアーク溶解炉装置。
【請求項３】
前記溶解室において、前記鋳型上で前記エネルギー熱源により溶解された金属材料に対し金型で型押しするチルド成形手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたアーク溶解炉装置。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載のアーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、
前記鋳型の上面に横並びに形成された二つの溶解用凹部と、前記二つの溶解用凹部の間に形成された、前記二つの溶解用凹部を区切る突起部とを有し、
前記溶解炉が傾動することによって、前記エネルギー熱源により溶解された金属材料が前記二つの溶解用凹部の間を、前記突起部を越えて移動し揺動、攪拌されることを特徴とする鋳型。
【請求項５】
前記請求項１または請求項２に記載のアーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、
前記鋳型の上面に横並びに形成された溶解用凹部及び成形用凹部と、前記溶解用凹部と前記成形用凹部とを連通する通路と、
前記溶解炉が傾動することにより、前記溶解用凹部で溶解された金属材料が前記通路を通って前記成形用凹部に流され、金属材料が成形されることを特徴とする鋳型。
【請求項６】
前記請求項１または請求項２に記載のアーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、
前記鋳型の上面に横並びに形成された二つの溶解用凹部と、前記二つの溶解用凹部を連通する通路と、
前記通路の容積が前記二つの溶解用凹部の夫々の容積よりも小さくなるように、通路幅が前記溶解用凹部の幅よりも細く形成されていることを特徴とする鋳型。
【請求項７】
前記請求項３に記載のアーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、
前記鋳型の上面に横並びに形成された溶解用凹部及び成形用凹部と、前記溶解用凹部と成形用凹部とを連通する通路と、
前記溶解炉が傾動することにより、前記溶解用凹部で溶解された金属材料が前記通路を通って前記成形用凹部に流されて移動し、前記チルド成形手段により金属材料が型押しされ成形されることを特徴とする鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶解炉において金属材料を溶解するアーク溶解炉装置及び該溶解炉に用いる鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
アークの熱エネルギーを使用して鋳型内に収容された金属材料を溶解するアーク溶解は従来から広く知られている。このアーク溶解には消耗型アーク溶解と非消耗型アーク溶解とがある。そのうち非消耗型アーク溶解は、減圧アルゴンの雰囲気内で直流アーク電源を用いてタングステン電極を陰極とし、水冷鋳型上に置いた金属材料（陽極）との間で直流アークによる熱エネルギーによって金属材料を溶解するものである。
【０００３】
図１０に、従来の非消耗型アーク溶解炉の構成例を示す。図示するアーク溶解炉２００において、溶解室２１０の下面に銅鋳型２０１が密着し、溶解室２１０は密閉容器となされている。また、銅鋳型２０１の下方には、冷却水が循環する水槽２０２が設けられ、銅鋳型２０１は水冷鋳型となされている。
【０００４】
また、図示するように棒状の水冷電極２０３が、溶解室２１０の上方から室内に挿設され、陰極としてのタングステンが形成されたその先端は、ハンドル部２０４の操作によって溶解室２１０を上下、前後、左右に移動できるようになされている。
【０００５】
このアーク溶解炉２００において金属溶解し合金生成する場合、秤量した金属材料が銅鋳型２０１上に置かれる。そして、水冷電極２０３のタングステン電極（陰極）と銅鋳型２０１上の金属材料（陽極）との間でアーク放電が発生させられ、その熱エネルギーにより複数異なる金属材料が溶解し合金化される。
尚、前記したようなアーク溶解炉については、特許文献１（特開２０００−３１７６２１号公報）に開示されている。
【０００６】
ところで前記したようなアーク溶解炉を用いた合金生成方法にあっては、比重の大きい金属は合金された材料の底部に溜まりやすいため、合金が溶湯状態のときによく攪拌する必要があった。しかしながら、水冷鋳型上で金属材料を溶解しても、鋳型に接する溶湯底面は冷却されるため、底部がすぐに液相から固相に変化し、全体的に充分な攪拌が出来ないという技術的課題があった。
そこで従来は、前記課題を解決するため、溶解した合金材料Ｍを冷却後、図１１に示すように反転棒２０５を用いて銅鋳型２０１上で反転し、再び溶解し、その後続けて冷却、反転、溶解のプロセスを複数回繰り返すことによって攪拌を行い、材料Ｍを合金化する方法が用いられている。
【特許文献１】特開２０００−３１７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のように冷却、反転、溶解のプロセスを繰り返し行う方法では、作業ステップ数が多くなり、エネルギーロスと作業時間のロスが大きいという課題があった。
さらに、鋳型上で溶解から成形までを行う場合、同一鋳型上での反転溶解プロセスの繰り返し法以外に、成形用鋳型の近傍で溶解し、成形用鋳型に落とし込む方法があるが、水冷鋳型との接触部付近は溶湯が固相化しやすいため、溶湯が成形用鋳型の内部全体に入り込まない場合や、表面に湯皺の発生等を起こすことがあり、その結果、不定形な成形体が出来上がり、歩留まりが低下するという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、金属材料を溶解する溶解炉を備えるアーク溶解炉装置において、従来よりも効率的に金属材料の攪拌作業を行うことができ、鋳型上で成形を行う場合に成形品の歩留まりを向上させ、金属を均一に溶解合金化できるアーク溶解炉装置及び該溶解炉に用いる鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために、本発明に係るアーク溶解炉装置は、冷却水によって冷却され、温度が一定に調整される鋳型と、該鋳型が下面に密着し、密閉容器となる溶解室と、前記鋳型上の金属材料を溶解するエネルギー熱源とを備える溶解炉を有するアーク溶解炉装置において、ベース台と、前記ベース台に設けられた傾動手段と、前記溶解炉が取り付けられ、前記傾動手段により前記ベース台に対し少なくとも左右前後方向に傾動自在に設けられた架台と、前記架台に設けられたハンドル部とを備え、前記ハンドル部を操作して前記架台に取り付けられた前記溶解炉を傾動させることにより、前記エネルギー熱源により溶解された金属材料が揺動し攪拌されることに特徴を有する。
【００１０】
このように構成すれば、ハンドル部の操作により溶解炉を傾動させることができるため、鋳型上で溶解された金属材料（溶湯）を揺動させて、その固相化を抑制し、さらに揺動の傾斜を大きくすることにより効果的に金属材料を攪拌することができる。これにより、従来よりも作業ステップ数が少なくなり、エネルギーロスと作業時間のロスを小さくすることができる。
【００１１】
また、前記傾動手段は、前記ベース台上に設けられ上下方向に伸縮自在な複数のスプリングと、前記複数のスプリング上に設けられ前記架台を支持する板部材と、前記ベース台と前記板部材との間に設けられ板部材の傾動の支点となる支点部材とを有し、前記支点部材の高さ位置が調整されることにより前記板部材の最大傾動角度が設定されることが望ましい。
このように構成することにより、溶解炉を傾動させることができると共に、溶解する金属材料の融点、粘度、溶解量、鋳型の形状等の種々の条件に応じた最大傾動角度を設定することができる。
【００１２】
また、前記溶解室において、前記鋳型上で前記エネルギー熱源により溶解された金属材料に対し金型で型押しするチルド成形手段を備えることが望ましい。
このように構成すれば、溶湯状態の金属材料に対し固相化の前に一様なチルド成形を行うことができる。
【００１３】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る鋳型は、アーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、前記鋳型の上面に横並びに形成された二つの溶解用凹部と、前記二つの溶解用凹部の間に形成された、前記二つの溶解用凹部を区切る突起部とを有し、  前記溶解炉が傾動することによって、前記エネルギー熱源により溶解された金属材料が前記二つの溶解用凹部の間を、前記突起部を越えて移動し揺動、攪拌されることに特徴を有する。
このような鋳型によれば、二つの溶解用凹部を区切る突起部が設けられることにより効果的に金属材料を反転させることができ、金属材料を充分に揺動、攪拌することができる。
【００１４】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る鋳型は、アーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、前記鋳型の上面に横並びに形成された溶解用凹部及び成形用凹部と、前記溶解用凹部と前記成形用凹部とを連通する通路と、前記溶解炉が傾動することにより、前記溶解用凹部で溶解された金属材料が前記通路を通って前記成形用凹部に流され、金属材料が成形されることに特徴を有する。
このような鋳型によれば、固相化のない溶湯状態の金属材料をすぐに成形用凹部に流し込むことができ、成形品の歩留まりを向上することができる。
【００１５】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る鋳型は、アーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、前記鋳型の上面に横並びに形成された二つの溶解用凹部と、前記二つの溶解用凹部を連通する通路と、前記通路の容積が前記二つの溶解用凹部の夫々の容積よりも小さくなるように、通路幅が前記溶解用凹部の幅よりも細く形成されていることに特徴を有する。
このような鋳型によれば、例えば融点差の大きい二種類の金属を合金化する場合に、夫々、溶解用凹部を分けて溶解し、鋳型を傾動させることにより前記通路を介して少量ずつ混合することができる。即ち、混合量を徐々に多くすることによって効果的に合金化を行うことができる。
【００１６】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る鋳型は、アーク溶解炉装置に用いられる前記鋳型であって、前記鋳型の上面に横並びに形成された溶解用凹部及び成形用凹部と、前記溶解用凹部と成形用凹部とを連通する通路と、前記溶解炉が傾動することにより、前記溶解用凹部で溶解された金属材料が前記通路を通って前記成形用凹部に流されて移動し、前記チルド成形手段により金属材料が型押しされ成形されることに特徴を有する。
このような鋳型によれば、溶湯状態の金属材料に対し固相化の前に一様なチルド成形を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、金属材料を溶解する溶解炉を備えるアーク溶解炉装置において、従来よりも効率的に金属材料の攪拌作業を行うことができ、鋳型上で成形を行う場合に成形品の歩留まりを向上させ、金属を均一に溶解合金化できるアーク溶解炉装置及び該溶解炉に用いる鋳型を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る溶解炉装置の全体構成を示す側面図、図２はその正面図である。
図示するように溶解炉装置１００は、容易に移動することができるように、キャスタ付の移動ベース１（ベース台）上に形成されている。この移動ベース１上には、スプリング２及び上方に露出した球を有する回転球受部３（支点部材）を介して方形状の板部材４が設けられ、板部材４上には、架台５が設けられ支持されている。図２に示すように架台５は２本の脚部５ａにより板部材４の一辺両端上に立設され、脚部５ａの上部には溶解炉取付板５ｂが設けられている。また、溶解炉取付板５ｂには溶解炉６が取り付けられている。
【００１９】
図１、図２に示すように、スプリング２は板部材４の四隅と移動ベース１との間に夫々設けられ、回転球受部３は、溶解炉６の重心位置に配置されている。即ち、板部材４は、回転球受部３を支点として、少なくとも前後左右方向に傾動可能になされており、その上方に設けられた溶解炉６も板部材４に連動して傾動するように構成されている。このように、スプリング２、板部材４、回転球受部３は移動ベース１上に設けられた傾動手段として機能している。
【００２０】
また回転球受部３は、移動ベース１に設けられた揺動角調整機構７によって、その高さ位置が任意に調整可能になされている。即ち、回転球受部３の高さ位置により板部材４の最大傾斜角度が決定され、溶解する金属材料の融点、粘度、溶解量、鋳型の形状等の種々の条件に応じて回転球受部３の高さ位置が調整される。尚、この揺動角調整機構７の高さ位置調整動作は好ましくはモータ等の駆動源を用い、図示しないペダル等による操作により行われる。
また、架台５において溶解炉取付板５ｂの上部には、溶解炉揺動ハンドル８（ハンドル部）が設けられ、この溶解炉揺動ハンドル８を操作することにより、任意の方向に溶解炉６を傾斜させ、揺動することが可能になされている。
【００２１】
また、図１に示すように移動ベース１上において、溶解炉６が取り付けられた架台５に隣接して架台９が設けられ、この架台９には排気系装置１０が取り付けられている。図１に示すように、排気系装置１０と溶解炉６とは排気通路となる蛇腹状のベロージョイント１１により接続され、溶解炉６における溶解作業中において排気作業が可能になされている。また、ベロージョイント１１を取り付けるためのフランジ面内には、ベローの動きを可動範囲内で調整するためのガイドストッパーネジ棒１２が取り付けられている。
【００２２】
続いて、図３に基づき溶解炉６の説明をする。図３は、溶解炉６の縦断面図である。図示するように溶解炉６は、下方が開口した溶解室２０と、溶解室２０の下方開口に密着されたプレート状の銅鋳型３０（鋳型）とを有し、それらにより溶解室２０は密閉容器となる。銅鋳型３０は、水槽２２の上面に装着されて水冷鋳型とされ、水槽２２には図示しない冷却水循環手段により常に冷却水が循環し、銅鋳型３０の温度を一定に調整するようになされている。即ち、銅鋳型３０は冷却水によって冷却され、温度が一定に調整される。尚、銅鋳型３０は、溶解室２０と水槽２２との間にボルト固定等により設けられており、必要に応じて交換可能になされている。
【００２３】
また、溶解室２０の頂部には、陰極保持用の保持管２４が設けられ、保持管２４内に設けられたユニバーサルジョイント（図示せず）によって、水冷電極２３が溶解室２０内を上下、前後、左右に移動可能になされている。水冷電極２３の上部にはハンドル２５が設けられ、作業者は溶解室２０に形成された明かり窓、覗き窓（図示せず）を利用し、目視により確認しながらハンドル２５により水冷電極２３を操作することができる。
【００２４】
尚、水冷電極２３の先端には、タングステン（陰極）２３ａが設けられ、銅鋳型３０上の金属材料を陽極としてアーク放電を発生可能になされている。即ち、このアーク放電を熱エネルギー源として金属を溶解するようになされている。
また、ハンドル２５の操作により水冷電極２３の先端、即ちタングステン（陰極）２３ａは、銅鋳型３０上の任意の場所に移動できるようになされている。したがって、銅鋳型３０上に置かれた金属材料は、どの位置であってもハンドル２５の操作によりすぐに溶解することができる。
【００２５】
また、図示するように溶解室２０内には、内部にユニバーサルジョイント（図示せず）を有する保持管２６を介して材料ハンドリングスティック２７が挿設され、室内を上下、前後、左右に移動可能になされている。この材料ハンドリングスティック２７の先端にはフック２７ａが設けられ、銅鋳型３０上で溶解した金属材料の反転、移動を補助するために用いられる。
【００２６】
また、溶解室２０内には、内部にユニバーサルジョイント（図示せず）を有する保持管２８を介してチルド成形スティック２９（チルド成形手段）が挿設され、室内を上下、前後、左右に移動可能になされている。このチルド成形スティック２９の先端には金型２９ａが設けられ、銅鋳型３０上で溶解した金属材料上に金型２９ａを被せることによってプレス成形することも可能な構成となされている。
【００２７】
このように構成された溶解炉装置１００においては、銅鋳型３０上に例えば溶解すべき複数の異なる金属材料が置かれ、溶解室２０内が減圧アルゴン雰囲気となされる。そして、水冷電極２５のタングステン（陰極）２３ａと銅鋳型３０上の金属材料（陽極）との間でアーク放電が発生させられ、その熱エネルギーにより複数異なる金属材料が溶解され混合される。
【００２８】
作業者は、アーク溶解電極２５を作動させ、溶解を継続しながら、さらに架台５に設けられた溶解揺動ハンドル８を操作し、溶解炉６を揺動する。これにより銅鋳型３０上の金属材料（溶湯）も揺動し、水槽２２によって冷却される銅鋳型３０に接し固相状態に移行しつつある金属材料の底面部が反転する。したがって、金属材料底部の固相化が抑制され、金属材料は全体的にその液相状態が維持される。また、溶解炉６の傾動角度を大きくすれば、銅鋳型３０が大きく傾斜し溶湯の金属材料を銅鋳型３０上で回転させることができる。これにより、金属材料内部を繰り返し反転させることができ、金属材料を効果的に揺動、攪拌することができる。
【００２９】
また、前記したように、銅鋳型３０は交換することが可能である。このため、用途に応じた銅鋳型３０を使用することができる。
続いて、その銅鋳型３０として使用可能な形態について説明する。先ず、図４、図５に基づいて、合金生成の際に効果的に攪拌を行うことのできる銅鋳型３０について説明する。図４は銅鋳型３０の平面図、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面図であって、銅鋳型３０の傾斜による金属材料の移動を示す図である。
【００３０】
図４に示すように、銅鋳型３０は、円板状（板状）になされ、この鋳型３０の上面には、横並びに形成された二つの溶解用凹部３１ａと、それら二つの溶解用凹部３１ａの間に形成された、前記二つの溶解用凹部３１ａ，３１ａを区切る突起部３１ｂとが二組設けられている。この突起部３１ｂは金属材料Ｍ（溶湯）の流れを抑制し、突起部３１ｂ側部に金属材料Ｍ（溶湯）の溜まりを形成する、いわゆる堰として機能する。尚、図示においては二組としたが、鋳型３０上には何組設けられてもよい。
作業者は、図５（ａ）に示すように先ず一つの溶解用凹部３１ａの中で金属材料Ｍを溶解し溶湯状態とした後、溶解炉６を傾動することにより図５（ｂ）に示すように銅鋳型３０を少し傾斜させ、突起部３１ｂ側部に金属材料Ｍ（溶湯）の溜まりを形成する。尚、この状態においても溶湯と水冷電極２３とが同時移動できるため、水冷電極２３を作動し溶湯の状態とすることによって金属材料Ｍ（溶湯）が揺動し攪拌される。
【００３１】
そして、さらに銅鋳型３０の傾斜を大きくし、水冷電極２３の先端を突起部３１ｂ側と反対側の金属材料Ｍ（溶湯）の端部に当てると、図５（ｃ）に示すように金属材料Ｍ（溶湯）が突起部３１ｂを越えて他方の溶解用凹部３１ａに移動する。このとき金属材料Ｍ（溶湯）が反転（回転）し、その上部と下部とが入れ替わる。
また、続けて銅鋳型３０を反対方向に傾斜させると（図示せず）、金属材料Ｍ（溶湯）は突起部３１ｂ側部に溜まり、さらに傾斜させると突起部３１ｂを越えて他方の溶解用凹部３１ａに移動する。即ち、再度、金属材料Ｍ（溶湯）の上部と下部とが入れ替わる。
このようにして、銅鋳型３０の傾斜方向を交互に変えることにより、金属材料Ｍ内部の上部と下部とが連続して反転し、金属材料Ｍを効果的に攪拌し、均一合金化、成形することができる。
【００３２】
また、溶解炉６内で（一次）成形まで行う場合には、前記した鋳型３０に代えて、例えば図６に示す銅鋳型４０を使用することができる。図６（ａ）はその銅鋳型４０の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
図６（ａ）に示すように、この銅鋳型４０は円板状（板状）になされ、この鋳型４０の上面には、横並びに形成された溶解用凹部４１ａ及び成形用凹部４１ｂと、それらを連通する通路４１ｃが設けられ、それを一組とすると、鋳型４０上には、それらが二組設けられている。さらに、横並びに形成された溶解用凹部４１ｄ及び成形用凹部４１ｅと、それらを連通する通路４１ｆとが一組設けられている。
この通路４１ｃの深さ寸法は、溶解用凹部４１ａの深さ寸法、成形用凹部４１ｂの深さ寸法よりも小さな寸法に形成され、この通路４１ｃは金属材料Ｍ（溶湯）の流れを抑制する、いわゆる堰として機能する。また通路４１ｆの深さ寸法は、溶解用凹部４１ｄの深さ寸法、成形用凹部４１ｅの深さ寸法よりも小さな寸法に形成され、この通路４１ｆは金属材料Ｍ（溶湯）の流れを抑制する、いわゆる堰として機能する。
【００３３】
この銅鋳型４０においては、先ず溶解用凹部４１ａ、４１ｄにおいて金属材料Ｍが溶解されて溶湯とされ、その後、銅鋳型４０は、成形用凹部４１ｂ、４１ｅが下方となるように傾斜される。これにより溶解用凹部４１ａから成形用凹部４１ｂに、溶解用凹部４１ｄから成形用凹部４１ｅに夫々通路４１ｃ、４１ｆを通って、溶湯である金属材料Ｍが一気に流し込まれる。即ち、溶湯の状態の金属材料Ｍを一気に様々な鋳型形状に対し流し込むことができるため、１回の溶解で一次成形加工品を得ることができ、最終加工品までの工程が簡略化されコストを低減することができる。
【００３４】
また、融点の異なる金属材料Ｍ（例えば高融点と低融点の金属）を合金化する場合には、前記した鋳型３０に代えて、例えば図７に示す銅鋳型５０を使用することができる。図７（ａ）はその銅鋳型５０の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
図７（ａ）に示すように、この銅鋳型５０は、円板状（板状）になされ、この鋳型５０の上面には、横並びに形成された二つの溶解用凹部５１ａ、５１ｂと、それらを連通する通路５１ｃとが設けられ、それらが三組設けられている。
尚、図７（ａ）（ｂ）に示すように、溶解用凹部５１ａと溶解用凹部５１ｂとを結ぶ通路５１ｃは、溶解用凹部５１ａ、５１ｂの容積に対し小さい容積となるように、通路幅が前記溶解用凹部の幅よりも小さく形成されている。また、この通路５１ｃの深さ寸法は、溶解用凹部５１ａ、５１ｂの深さ寸法よりも小さな寸法に形成されている。即ち、通路５１ｃは、溶解用凹部５１ａ、５１ｂの容積に対し小さい容積となるよう細く形成され、金属材料Ｍ（溶湯）の流れを抑制する、いわゆる堰として機能する。
【００３５】
この銅鋳型５０においては、溶解用凹部５１ａと溶解用凹部５１ｂにおいて夫々融点の異なる金属材料Ｍが溶解されて溶湯とされる。そして、銅鋳型５０がそれら凹部５１ａ、５１ｂの並び方向に沿って、傾動方向が交互に変更される。溶解用凹部５１ａの金属材料Ｍと溶解用凹部５１ｂの金属材料Ｍとは夫々通路５１ｃを通って少量ずつ混合され、最終的に全体が充分に混合される。
これにより精度よい合金化が困難な、融点差が大きい金属材料の合金化も容易に行うことができる。
【００３６】
また、大口径材料を作成する場合には、水冷電極２３（１極）を２極、３極と増やすことによって可能となる（図示せず）。使用する鋳型は、前記した鋳型３０に代えて、例えば図８に示す銅鋳型６０を使用することができる。図８（ａ）はその銅鋳型６０の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
図８（ａ）に示すように、この銅鋳型６０は、円板状（板状）になされ、この鋳型６０の上面には、その略全面に亘り溶解用凹部６１ａが形成されている。
この銅鋳型６０においては、溶解用凹部６１ａ上で例えば大型板等を作成するための大量の金属材料Ｍが溶解されて溶湯とされ、所定の形状に加工される。即ち、従来、材料が大きいために、冷却、反転、溶解のプロセス及びその繰り返し作業が困難である場合でも容易に金属材料Ｍを所定の大口径材料とすることができる。但し、大きさにより、水冷電極２３を２極、３極と増やすことも可能である。
【００３７】
また、前記したチルド成形スティック２９を用いて金属材料Ｍをチルド成形する場合、前記した鋳型３０に代えて、例えば図９に示す銅鋳型７０を使用することができる。図９（ａ）はその銅鋳型７０の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。
図９（ａ）に示すように、この銅鋳型７０は、円板状（板状）になされ、この鋳型７０の上面には、横並びに形成された溶解用凹部７１ａ及び成形用凹部７１ｂと、それらを連通する通路７１ｃとが設けられ、それらが二組設けられている。
尚、図９（ａ）（ｂ）に示すように、通路７１ｃの通路幅は、前記溶解用凹部の幅よりも小さく形成され、またこの通路７１ｃの深さ寸法は、溶解用凹部７１ａ、成形用凹部７１ｂの深さ寸法よりも小さな寸法に形成され、この通路７１ｃは金属材料Ｍ（溶湯）の流れを抑制する、いわゆる堰として機能する。
【００３８】
この銅鋳型７０においては、先ず溶解用凹部７１ａにおいて金属材料Ｍが溶解されて溶湯とされ、その後、銅鋳型７０は、成形用凹部７１ｂが下方となるように傾斜される。これにより溶解用凹部７１ａから成形用凹部７１ｂに、通路７１ｃを通って溶湯である金属材料Ｍが流し込まれる。そして、成形用凹部７１ｂに移動した金属材料Ｍ（溶湯）の上面に対し、チルド成形スティック２９の金型２９ａにより型押しがなされチルド成形される。
このように従来は溶解（合金化）後の困難であった成形作業を、溶解炉装置１００において、この銅鋳型７０を用いることにより容易に行うことができる。
【００３９】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、溶解炉６を少なくとも前後左右に傾動させることができるため、銅鋳型３０上で溶解された金属材料Ｍ（溶湯）を揺動させて、その固相化を抑制し、さらに揺動の傾斜を大きくすることにより効果的に金属材料Ｍを攪拌、合金化することができる。これにより、従来よりも作業ステップ数が少なくなり、エネルギーロスと作業時間のロスを小さくすることができる。
また、銅鋳型３０を取り替えることにより、様々な用途に対応することができ、従来困難であった成形作業において精度よい成形品を作成することができ、均一な合金化が可能となり、歩留まりを向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、熱源としてアークの高エネルギー源を使用して鋳型内に収容された金属材料を溶解する溶解炉に関するものであって、該溶解炉の製造業及び該溶解炉を用いた製造業において好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係る溶解炉装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】図２は、図１の溶解炉装置の正面図である。
【図３】図３は、図１の溶解炉装置が備える溶解炉の縦断面図である。
【図４】図４は、図３の溶解炉に用いる銅鋳型の平面図である。
【図５】図５は、図４の銅鋳型のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図６は、図３の溶解炉に用いる銅鋳型の他の形態を示す図である。
【図７】図７は、図３の溶解炉に用いる銅鋳型の他の形態を示す図である。
【図８】図８は、図３の溶解炉に用いる銅鋳型の他の形態を示す図である。
【図９】図９は、図３の溶解炉に用いる銅鋳型の他の形態を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の溶解炉の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の溶解炉において金属材料を反転させる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１        移動ベース（ベース台）
２        スプリング
３        回転球受部（支点部材）
４        板部材
５        架台
６        溶解炉
７        揺動角調整機構
８        溶解炉揺動ハンドル（ハンドル部）
９        架台
１０      排気系装置
２０      溶解室
３０      銅鋳型（鋳型）
３１ａ    溶解用凹部
３１ｂ    突起部
４０      銅鋳型（鋳型）
４１ａ    溶解用凹部
４１ｂ    成形用凹部
４１ｃ    通路
５０      銅鋳型（鋳型）
５１ａ    溶解用凹部
５１ｂ    溶解用凹部
５１ｃ    通路
６０      銅鋳型（鋳型）
６１ａ    溶解用凹部
７０      銅鋳型（鋳型）
７１ａ    溶解用凹部
７１ｂ    成形用凹部
７１ｃ    通路
１００    溶解炉装置
Ｍ        金属材料
【図１】
0004646032.tif 000002
【図２】
0004646032.tif 000003
【図３】
0004646032.tif 000004
【図４】
0004646032.tif 000005
【図５】
0004646032.tif 000006
【図６】
0004646032.tif 000007
【図７】
0004646032.tif 000008
【図８】
0004646032.tif 000009
【図９】
0004646032.tif 000010
【図１０】
0004646032.tif 000011
【図１１】
0004646032.tif 000012