(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽内に、水冷式の固定底部と複数に分割されたセグメントにて構成された水冷式円筒状の可動側壁とからなる水冷金属製るつぼと、そしてこのるつぼまわりに囲繞配設された誘導加熱コイルとを配設してなる高周波真空溶解装置において、水冷金属製るつぼの前記可動側壁を上下動可能に支持する一方、この側壁内に嵌め入れられる固定底部ならびに該側壁外に配設された前記コイルをともに固定支持することにより、装入原料の溶解終了後、可動側壁のみを下方に移動して可動側壁上部内面の付着金属を溶解可能にしたことを特徴とする高周波真空溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波真空溶解装置に関し、高真空中で高純度の金属・合金、例えば鉄やその合金を溶解精製するときに用いるものであって、とくにこの装置内に設置される水冷金属製るつぼ（コールドクルーシブル）についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高真空容器内に配設したるつぼ内の原料金属を、高周波誘導加熱して溶解する装置として、図１に示すような装置がある。この装置は、真空容器101 内に主として耐火物製のるつぼ102 を配設し、このるつぼ102 のまわりに高周波誘導加熱コイル103 を囲繞配設した構成を有するものである。
【０００３】
ところで、上記の高周波真空溶解装置において、真空容器101 内に配設されているるつぼ102 は、一般に、金属酸化物(Al2O3 , MgO , CaOなど）を焼結成形したものである。しかし、このようなるつぼを用いると、るつぼ壁から無機化合物が溶解金属中に溶出する他、酸素や吸着ガス(H2O , N2)の離膜によって精錬金属の純度が低下するという問題があった。
【０００４】
これに対し、従来、水冷式金属製るつぼを用いて溶解する技術があった。この水冷式金属製るつぼは、周方向が縦スリットによって複数に分割された側壁（セグメント）にて構築したるつぼであって、主として一定量の被溶解材料（金属）をバッチ操業によって溶解し、その後に排出する形式のものである。
【０００５】
即ち、この従来技術は、図２に示すように、水冷される銅製るつぼ201 のまわりに、やはり水冷される誘導加熱コイル202 を囲繞配置してなる溶解装置において、このるつぼ201 内に被溶解金属203 も装入し、高周波誘導加熱をして溶解し、該るつぼ内に金属の溶湯204 を生成させる方式であり、一般にはこの溶湯204 を１回ごとに排出するバッチ方式で操業が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来装置は、初装入原料や追加装入原料のための十分な充填空間、ならびに側壁下部に冷却面を確保するための冷却空間を設ける必要から、るつぼが大きくなること、るつぼとコイルの位置関係が固定されているので、るつぼ内壁面の特定の位置（凝固界面）のみが損傷する結果として寿命が短く、また上記側壁上部内面に溶け残りの付着金属が残り、それの肥厚化による操業障害を招くという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、鋳型の長さが短かくてすみ、るつぼの特定位置における内壁の損傷が起らず、付着金属の溶け残りの発生を効果的に防止できると共に、寿命の永い高周波真空溶解装置を提案することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、追加装入原料の供給と溶解金属の排出が円滑にできる、金属の高周波真空溶解装置を提案するところにある。
本発明のさらに他の目的は、上記の装置に好適に用いられる水冷式金属製るつぼの新規な構成を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
従来技術が抱えている上述の如き実情に鑑み、鋭意研究を続けた結果、発明者らは、上掲の目的実現のためには、次のような装置構成が有利であることを突き止め本発明の開発に至った。即ち、本発明は、真空槽内に、水冷式の固定底部と複数に分割されたセグメントにて構成された水冷式円筒状の可動側壁とからなる水冷金属製るつぼと、そしてこのるつぼまわりに囲繞配設された誘導加熱コイルとを配設してなる高周波真空溶解装置において、水冷金属製るつぼの前記可動側壁を上下動可能に支持する一方、この側壁内に嵌め入れられる固定底部ならびに該側壁外に配設された前記コイルをともに固定支持することにより、装入原料の溶解終了後、可動側壁のみを下方に移動して可動側壁上部内面の付着金属を溶解可能にしたことを特徴とする高周波真空溶解装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明にかかる装置の好適実施例を図３にもとづき説明する。
上述したように本発明は、位置が固定されている誘導加熱コイル２に対し、水冷金属るつぼの可動側壁は、図示しない駆動機構を介して上下方向に移動可能に支持されており、両者の相対位置、とくに上下方向の相対位置が可変になる。
【００１１】
つまり、図に示すとおり、本発明において採用している上記水冷金属製るつぼ１は、側壁と独立している水冷式の固定底部１ａを、周方向が縦スリットによって複数部分に分割されたセグメントにて構成された水冷式円筒状の可動壁１ｂ内に上下動可能に嵌め入れた構成を有し、上記誘導加熱コイル２と固定底部１ａとはいずれも位置固定式であるのに対し、該可動側壁１ｂのみは上下に移動させることができる。
【００１２】
このような、水冷金属製るつぼ１によって、金属の超高真空下で誘導溶解する場合、初装入段階（図３(a))では、るつぼの固定底部１ａはるつぼの可動側壁１ｂ内下部に収まり、そのるつぼの上部には、初装入原料３のための充填空間が形成される。
そして、コイル２への高周波誘導により、装入原料３は溶解され、該るつぼ１内には溶解金属５のプールが生成する。なお、この段階（図３(b))では、上記充填空間内に必要に応じ追加装入原料の装入が行われる。
【００１３】
このようにして、１バッチに相当する所定量の装入原料の溶解が終了したら、高周波誘導電力の投入をそのまま続けると同時に、るつぼ側壁１ｂのみを下方に移動させる。この段階（図３(c))では、るつぼの可動側壁１ｂ内の上部に付着した溶け残り金属（付着金属４）が生成している場合、該側壁１ｂの降下により、この付着金属４部が磁束密度の強いコイル２のレベルに到達する。その結果、この付着金属４は誘導加熱されると同時に溶解金属５の顕熱によって溶解し、側壁のクリーニングが実施され、排出のための準備が整う。
【００１４】
このようにして、装入した原料の溶解が終ったら、るつぼから取鍋に溶解金属５の排出を行う。もっとも、高周波通電を止め、そのまま冷却して凝固させ、凝固金属塊として、上方もしくは下方に抜き出すことももちろん可能である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、溶湯のオーバーフローや溶け残り金属の壁面付着による操業上のトラブルが少なく、かつ鋳型の大きさを小さくすることができる他、鋳型の特定位置（湯面レベル）の損傷をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的な高周波真空溶解装置の略線図である。
【図２】従来装置の溶解のもようを示す模式図である。
【図３】本発明装置の溶解のもようを示す模式図である。
【符号の説明】
１  るつぼ、  １ａ  固定底部、  １ｂ  可動側壁、
２  誘導加熱コイル、  ３  装入原料、
４  付着金属、  ５  溶湯プール
【図１】
0003899574.tif 000002
【図２】
0003899574.tif 000003
【図３】
0003899574.tif 000004