JPH02187253A - 金属溶融物を鋳込むための方法並びにこの方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分前 本発明は、鋳造材料Ｒｋ影形成る溶融物用の鉛直軸線を
有する流出開口を備えた溶融物容器から金属溶融物を鋳
込むための方法に関する。

従来の技術 通常金属溶融物は底部開口を備えた溶融物容器から単純
に自由落下で流出する。鋳造材料流の継続処理は種々の
形式で行なわれる。従って例えば、鋳造材料流を複雑な
成形体を製作する鋳造型に供給するか又＆′ｉブロック
もしくはインボッ）ｋ製作するだめの鋳造型に供給する
ことができる。更に、鋳造材料流を金属粉末を製作する
ために、鋳造材料流を極めて細かな粒子に分割する遠心
ディスク又は噴霧ノズルに供給することもできる。

更にＤｇ−Ａｓ１０４１６５２号明細書によって、鋳造
材料流を中断できるようにするために（ピンチ効果−Ｐ
ｉｎＣｈ−Ｅｆｆｅｋｔ　）　、／ｌｚツボの底部開口
の環状の鉛直延長部を円筒状の誘導コイルによって取囲
み、これにより適当に熱を奪うことによって鋳造材料流
を凍結させかつ次いで凍結した凝塊体（Ｐｆｒｏｐｆａ
ｎ　）を適当な周波数の誘導加熱によって再溶融し、こ
れにより再び鋳込みを行なうことは公知である。

溶硲物容器はいわゆるホッパであってよく、このホツノ
ｆ内では溶融物は所定横断面の鋳造材料流を定心もしく
は成形するために椿めで短時間だけ維持される。このよ
うなホッパは、所望の湿度安定性音生ぜしめるため、通
常セラミック製の内表面もしくはライニングを有してい
る１゜鋳造材料流の位置決めもしくは所定の材料流横断
面の調節は特にいわゆる噴出装置において必要であり、
このばあい溶融された金属の鉛直な鋳造材料流は回転対
称的なノズル機構内に同心的に流入し、このノズル機構
内で鋳造材料流は不活性がスの超音速流によって細かな
粉末に分割される。従来使用されたセラミック製のホッ
パは、ホッパ内壁と溶融物との接触によって生ぜしめら
れる溶融物の温度損失をわずかに保つために、通常付加
的に加熱される。

特に前記ホッパの欠点は、鋳造材料流が底部開口もしく
はホッパ開口から流出した際にしばしば対称的に解離さ
れ女いということにある。

更に、完全にセラミックを含まない最終製品を製作せね
ばならないばあい、セラミック製のホッパ内壁に溶融物
が強烈に接触することも欠点である。このような要求は
高純度の耐熱性で反応性の金属およびその合金と関連し
て、しかも高純度の、ニッケルおよびコバルトをベース
とした合金のばあいに極めて頻繁に課せられている。

更Ｖこ、物体的な案内部材を用いずに高い精１ｇを以っ
て鉛直な鋳造材料流を安定化させることがすでに試みら
れた。従って例えば金属製の鋳造材料流ヲデンデを挿入
することによってかつ電圧をかけることによって導電体
にし、この導電体に材料流案内のために磁力が及ぼされ
る。

１、かしながらこのような措置によって拐料流案内は比
較的低下しかつ不正確になり、更に鋳造材料流内に挿入
された・戸ンデは飛散作用以外に乱流をも生ぜしめ、こ
の乱流によって鋳造材料流は不安定になり、これによっ
て本来の目的が得られなくなる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、安定した軸線および所定の横断面を有
する鋳造材料流を生せしめ、更にこの鋳造材料流を正確
に定心して流出開口の下縁から解離できるような、冒頭
に述べた形式の方法を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段 前記課題は冒頭に述べた形式の方法から出発して、鋳造
材料流を自由落下で鉛直軸線を中心として回転する少な
くとも１つの磁界を通して導ひくことによって解決され
た。

特に有利には磁界として、いわゆる多相モータのステー
タによって周知のような回転磁界が使用される。このば
あい特に有利には５０ヘルツ乃至５００へ、ルツの回転
数もしくは回転周波数が使用される。

本発明の措置によって鋳造材料流には、その自由落下中
および場合によってはすでに前身って流出開口内もしく
は流出開口の管状の延長部内でねじれが生ぜしめられ、
このねじれによって鋳造材料流は今や正確に真直に調整
された固有の鉛直軸線を中心として回転せしめられる。

更に、このばあい極めて安定した材料流案内が得られる
ので、鋳造材料流は連続的に横方向にずするか又は揺動
することはない。

これによって精密鋳造時に、鋳造材料流を精密鋳造型の
極めて狭い型開口内に導入できるという利点が得られ、
これによって例えば、鋳造型が例えば鉱物質の材料から
成っているばあい型材料のエロージョンが避けられる。

更に特に有利には金属粉末を製作するために回転対称的
な噴霧ノズル内で鋳造材料流を位置決めすることができ
、これによって粉末の粒子スペクトルが著しく制限され
る。従って、金属粉末からできるだけ均質なプレス成形
体を製作するためにできるだけ狭い粒子サイズスペクト
ルを得るという金属粉末加工における重要な要求が満さ
れる。

通常鋳造材料流と回転磁界との間で少なくとも落下経路
の上側部分で一種のスベリが生ずる。

これに関連した金属材料流内部のうず電流によって所望
の形式で鋳造材料流の後加熱が生せしめられるので、こ
れによって同等量溶融物全鋳込み始める前に過熱する必
要はなくなる。合金溶融物の過熱は多くのはあい不都合
である。それというのも揮発し易い合金元素の蒸発によ
ってしばしば合金組成変化が生ぜしめられるからである
。このことは特に、真空又は防護がスをかけてのみ鋳込
まれる高反応性の溶融物のばあいに該当する。

溶融物に対する案内作用並びに溶融物の回転速度は有利
には、溶融物の落下経路内で、上下に配置された少なく
とも２つの回転磁界が使用されることによって一層改善
され、これら回転磁界は同じ回転数でしかも位相をずら
されて回転する。２つの回転磁界を使用するばあい位相
令は有利には９０度である。

このばあい特に有利には、ゾンデを溶融物の落下経路内
に挿入することなしに鋳造材料流を安定化できるので、
付加的な乱流および飛散作用が確実に回避される。材料
流回転がすでに流出開口内部でもしくは流出開口に接続
された管片内部で開始されることによって、回転する鋳
造材料流を開口の下縁もしくはホッパ開口から回転対称
的に極めて確実に解離することができる。

更に本発明は上記方法を実施する装置に関する。このよ
うな装置は従来のように、溶融物容器および少なくとも
１つのマグネット装置を備え、前記溶融物容器が鉛直に
落下する鋳造材料流を形成するための鉛直軸線を有する
閉鎖可能な流出開口を備えていてかつ前記マグネット装
置が流出開口の範囲に配置されて溶融物の経路を取囲ん
でいる。

前述の同じ課題を解決するために本発明の装置では、マ
グネット装置が回転磁界発生器として構成されていてか
つ回転磁界発生器の中央軸線が流出開口の軸線に対して
同軸的にのびている。

このような本発明による装置は本発明の別の構成によっ
て一層改良される、即ち、回転磁界発生器に対して同軸
的に、連続的に回転対称的な磁界を生せしめるための少
なくとも１つの別のマグネット装置が配置されているこ
とによって一層改良される。

このような構成によって少なくとも１つの回転磁界には
、鋳造材料流の落下経路に対して回転対称的な電磁的、
静的又は周期的な案内磁界を前置、間挿および／またけ
後置できるか又は直接重畳することができる。これによ
って落下経路内で材料流横断面を成形しかつこの成形さ
れた材料流を必要であれば長い材料流経路範囲に亘って
維持するか継続させることができる。

このようなマグネット装置は例えば電磁式の電子レンズ
に類似して構成することができる、即ち、いわゆる円筒
コイルがＵ字形のヨークによって取囲まれていて、この
ヨークの両脚部が半径方向にのびかつ外周部範囲で中空
円筒状のヨークによって互いに結合されているように構
成することができる。

鋳造材料流が通過する際に回転磁界発生器の不均質な周
辺部分において鋳造材料流内で誘導される、材料流横断
面を循環する循環電流は付加的なマグネット装置の静的
な磁界と関連して磁界方向に応じて半径方向の、集束的
な又は遠心的な力成分を生ぜしめ、この力成分は同様に
有利には材料流案内のために使用される。

回転磁界は多相モータのステータによって周知であるよ
うな公知の措置によって形成される。

このばあい特に有利には、８妾であれば数キロヘルツ程
度までの高い回転数をも使用できるようにするために回
転数を調節することができる。

このために有利には、静的な組合わされた調節部材とし
て並びに電動発電機として構成できる三相周波数発生器
が設けられる。

本発明の方法および装置の有利な構成は別の請求項に記
載されている。

実施例 第１図で図示された回転対称的に構成されかつホッパ形
状を有する溶融物容器１は下側部分に同心的な流出開口
２を備えていて、この流出開口には、水平平面内に位置
する下縁４′？ｆ−有する鉛直な管片３が接続されてい
る。溶融物容器には溶融物５が充填されていて、この溶
融物は溶融物容器内で閉鎖装置（図示せず）によって−
時的に制限されて保持される。このような閉鎖装置は例
えばいわゆる塞栓ロッドから形成される〆又は自体公知
の電磁式の閉鎖手段によって形成され、前記塞栓ロッド
は上方から融物５を貫通して流出開口２内まで案内され
る。

流出開口３もしくは流出開口からのびる管片３は、鋳造
材料流６用の落下経路を規定する鉛直な対称軸線Ａ−Ａ
’ｉ規定する。

この落下経路内にはまずマグネット装置７が設けられて
いて、このマグネット装置は電子レンズの形式で構成さ
れていてかつこれによって連続的に回転対称的な磁界を
生ぜしめる。このためにマグネット装置７は三方で磁極
片機構によって取囲まれている同筒コイル８を有してい
る。前記磁極片機構は円形リング状の半径方向の２つの
脚部９，１０と脚部の外周部を互いに結合するヨーク１
１とから成っている。半径方向断面図でみて脚部９，１
０はヨーク１１と共にＵ字形磁石を形成している。これ
によって生ぜしめられる磁束は電子光学的なレンズによ
って周知なようにいわばトーラス状の磁界の内側部分を
生ぜ［７める。このような磁界は鋳造材料流６に対して
安定化効果を有する。これによってＳ界強度の時間的な
経過に応じておよび／甘たは磁界強度に応じて鋳造材料
流６に対し゛Ｃ付加的な収縮作用が及ぼされる。

マグネット装置７には下側で別のマグネット装置１２が
接続されていて、このマグネット装置は回転磁界発生器
として構成されていてかつこの回転磁界発生器の中央４
１１線は流出開口２の軸線に対してもし７くは対称軸線
Ａ−Ａに対［７て同軸的にのびている。

マグネット装＠１２はカプセル化されていで、その水平
断面図を第２図で図示されている。マグネット装置１２
は中空円筒状のヨーク１３を有していて、このヨークか
らは中径方向で内向きに、巻線１５を備えた３つの磁極
１４が突出している。１グネツト装置は多相モータのば
あいのように積層化されて構成される。個々の巻線１５
は図示の形式では多相電源網又は多相発電機の端子Ｒ，
Ｓ、Ｔ、Ｏｉ／こ接続されているので、マグネット装置
１２の内部では、多相モタによって周知のように回転磁
界が生ずる。

マグネット装置１２には別のマグネット装置１６が接続
されていて、このマグネット装置はマグネット装置１２
と同じ構造を有している、つまり同様に回転磁界発生器
として構成されている。しかしながらこのマグネット装
置１６のばあい、マグネット装置１６の回転磁界がマグ
ネット装置１２の回転磁界に対して位相をずらされるよ
うな配置形式がとられるかもしくはこのように形成され
る。

回転磁界を生せしめる下側のマグネット装置１６には更
に別のマグネット装置１７が接続されていて、このマグ
ネット装置の構造はマグネット装置７に合致している、
即ち、連続的に回転対称的な磁界を生せしめる。更にマ
グネット装置１７の作用形式はマグネット装置７０作用
形式（電子レンズ）に相応している。

第１図による装置は分解図で、即ち軸方向で引離して図
示されているが、実際には当然軸方向で短縮して構成さ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は２
つの回転磁界発生器を有する本発明による装置の分解図
、第２図は一方の回転磁界発生器の水平断面図である。 １・・溶融物容器、２・・・流出開口、３・・・管片、
４・・・下縁、５・・・溶融物、６・・・鋳造材料流、
７゜１２．１６．１７・・・マグネット装置、８・・・
円筒コイル、９，１０・・・脚部、１１．１３・・・ヨ
ーク、１４・・・磁極、１５・・・巻線、Ａ−Ａ・・・
対称軸線、Ｒ，Ｓ、Ｔ、Ｏ・・・端子 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、２ １２・・・マグネット装置 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 平成　１ 発明の名称 年 特許願 第 補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ライゼルト・アクチェンゲゼルシャフト代 理 人 ５、補正命令の日付 平成　ｌ　年１ ３、補正の対象 ２月 ２６日 （発送臼）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳造材料流を形成する溶融物用の鉛直軸線を有する
   流出開口を備えた溶融物容器から金属溶融物を鋳込むた
   めの方法において、鋳造材料流を自由落下で鉛直軸線を
   中心として回転する少なくとも１つの磁界を通して導び
   くことを特徴とする、金属溶融物を鋳込むための方法。 ２、磁界として回転磁界を使用する、請求項１記載の方
   法。 ３、５０ヘルツ乃至５００ヘルツの回転周波数の回転磁
   界を使用する、請求項１記載の方法。 ４、同じ回転数でしかも位相をずらされて回転する上下
   に配置された少なくとも２つの回転磁界を使用する、請
   求項１記載の方法。 ５、２つの回転磁界を使用したばあい位相角を９０度に
   する、請求項４記載の方法。 ６、金属溶融物を鋳込むための装置であつて、溶融物容
   器および少なくとも１つのマグネット装置を備え、前記
   溶融物容器が鉛直に落下する鋳造材料流を形成するため
   の鉛直軸線を有する閉鎖可能な流出開口を備えていてか
   つ前記マグネット装置が流出開口の範囲に配置されて溶
   融物の経路を取囲んでいる形式のものにおいて、少なく
   とも１つのマグネット装置（１２、１６）が回転磁界発
   生器として構成されていてかつ回転磁界発生器の中央軸
   線（Ａ−Ａ）が流出開口（２）の軸線に対して同軸的に
   のびていることを特徴とする、金属溶融物を鋳込むため
   の装置。 ７、回転磁界発生器として構成された少なくとも２つの
   マグネット装置（１２、１６）が同軸的に上下に配置さ
   れている、請求項６記載の装置。 ８、回転磁界発生器がヨーク（１３）および３ｎの磁極
   （１４）を有するステータを備え、このばあいｎ＝１、
   ２、３・・・・・・であり、更に回転磁界発生器が三相
   交流によつて負荷されるようになつている、請求項６記
   載の装置。 ９、回転磁界発生器として構成された少なくとも１つの
   マグネット装置に対して同軸的に、連続的に回転対称的
   な磁界を生ぜしめるための少なくとも１つの別のマグネ
   ット装置（７、１７）が配置されている、請求項６記載
   の装置。