JPH02287091A - 誘導炉 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は誘導子により取囲まれ、金属又は金属合金を収
容するセグメントとスロットよりなるるつぼを備えた誘
導炉に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）るつぼ
内で材料を融解するとき、るつぼの融解温度が融解すべ
き材料の融解温度より確実に高くなるように気をつけな
ければならない。従来のるつぼにおいては、その内面が
溶湯と同じ温度を有するので、この融解温度の差を保た
なければならない。セラミックるつぼは極めて高い融解
温度を有するので、通常、この要件を満たす。

しかしながら、セラミックるつぼの高温に加熱された内
面が溶湯と化学的に反応することがある。その場合、る
つぼの材料が溶湯を汚染する。この汚染は通常、るつぼ
のセラミック酸化物の還元による溶湯の酸化という形を
とる。また、るつぼの不純物、例えば、硫黄が溶湯に入
込む可能性もある。更に、セラミック粒子のフレークが
るつぼからはげて溶融材料に入り込むことがある。溶融
材料の凝固後に、該フレークは混在物となる。これらの
混在物はしばしば「低密度混在物」と呼するものであり
、凝固溶湯の質を低下させる。何故なら、例えば、混在
物が亀裂の開始点になるからである。

これらの問題を回避することができる一つの方法はセラ
ミックの代わりに金属製のるつぼを製造することである
。しかしながら、金属るつぼでは、高い融解温度を有す
る物質をこのるつぼで融解することができない。例えば
、いかなる特別の手段なしに銅るつぼを使用してタンタ
ル、タングステン又はトリウムなどの金属を融解する場
合、これらの金属の融解温度に達するずっと前に銅るつ
ぼが融解してしまう。

高い融解温度を有する物質をもっと低い融解温度を有す
る金属で作られたるつぼで融解するために、るつぼを水
で冷却することが長い間知られていた。その結果、るつ
ぼはその融点より低い温度に絶えず保たれる。しかしな
がら、この装置についての問題点は融解すべき材料を加
熱することにある。材料を保持する容器がそれ自体冷却
されるので、その容器では、いずれかの融解すべき材料
を任意のより高い温度で融解することができない。

この問題は融解すべき材料を電気加熱することによって
、すなわち誘導加熱することによって簡単な方法で解決
することができる。電気エネルギーをるつぼの壁部を通
して融解すべき材料に供給するコイルをるつぼのまわり
に設ける。

この場合、金属るつぼは、これが誘導加熱からの渦電流
によって過度に加熱されないように絶縁層によって互い
に離間した個々のセグメントで構成するのがよい（西独
特許第５１．８４９９号参照）この絶縁層は例えばマイ
カにするとよい。鉄心を有していない他の誘導溶解炉が
知られており、その溶解炉では、誘導コイルの巻回密度
は底部から頂部まで、あるいは頂部から底部まで減小す
る（西独特許第５６３７１０号参照）。従って、溶湯の
移動を制御することができる。例えば、液状の鉄または
鋼を強く酸化しようとする場合、上部における巻回密度
が下部におけるより高いコイルを使用し、それにより浴
面の激しい流動を達成する。しかし、なから、誘導溶解
炉内のアルミニウムの過熱により、溶湯、特に浴面の激
しすぎる流動を回避すべき時には通常、下部における巻
回密度が上、部におけるよりも高いコイルが使用される
。しかしながら、この場合に使用するるつぼはスロット
を有していない。また、米国特許第１．８３９．８０１
号には、端部におけるコイル巻回密度が中間部分におけ
るよりも高い同様なコイルが述べられている。

更に、電気加熱真空炉で粉末物を真空焼結する方法が知
られており、この方法では、炉の加熱を炉圧力の関数と
して制御する（西独公開特許出願第２１５２４８９号参
照）。この方法で使用されるるつぼもスロットを有して
いない。

金属を融解するための他の公知な誘導溶解炉は長円形の
電気絶縁された水冷式溶解るつぼを備えており、このる
つぼは頂部および底部が開放されており、その全長にわ
たって同じ横断面を有している（米国特許第３．７７５
．０９１号）。この溶解るつぼは垂直なスロットによっ
て少なくとも２つのセグメントに分割されている。全て
のセグメントは電気ショートが起らないように他のセグ
メントから電気的に絶縁されている。

該スロットは電場に対するるつぼの遮蔽作用を減じる目
的を果たす。該炉はセグメント間およびるつぼの内側で
の絶縁を常に発生維持するためにセラミックライニング
が施されている。このセラミックライニングは固体状態
で電気絶縁特性を有し、また融解すべき金属の融点とは
異なる融点を有している。このセラミック絶縁ライニン
グは例えば、アルカリ土類金属フッ化物を含有している
。その結果、自己生成型絶縁うイニングが作られる。

この炉には、反応性金属を融解するとき、スラブを用い
ると、金属を汚染する恐れがあるという欠点がある。ま
た、アルゴンまたはヘリウムの分圧を仮定したとしても
、溶融材料の質は望まれているものからあまりにかけ離
れていることが示された。

西独特許第５１８４９９号に開示されているように、溶
湯と冷却セグメントとの間に絶縁スラグを用いることは
電気的な理由で必要でない。溶湯と冷却セグメントとの
間には断熱層が用いられ、かくして溶湯から冷却セグメ
ントへの熱フラツクスを著しく低下させる。従って、よ
り低い電気誘導加熱容量で融解を行うことができる。こ
の場合、電源のサイズを小さくすることができ、融解工
程を制限する電流の力はまだそれほど著しくなくてよい
。

非反応性環境下で反応性金属および合金を誘導融解する
公知の方法は絶縁スラグなしに、セグメントに分割され
たるつぼ内で被融解材料を融解する（欧州特許公Ｍ公報
Ｎα０２７Ｇ５４４号）。

この方法はスラグ等で汚染されない質の高い生成物を生
成することを意図する。従って、るつぼの壁セグメント
は先の公報および西独特許公報第５１８４９９号に開示
されているように、互いに電気的に絶縁されていず、そ
れらの基部において互いに接続され、その結果電気的に
短絡されている。また、るつぼは５０ｇｄｇ未満の真空
を有する空間内に設けられている。この方法には、誘導
電気加熱容量がるつぼの全高にわたって同じであり、融
解時間が最適にならないという欠点がある。

拡散高炉、真空炉および製陶キルンでは、各々における
加熱領域が種々の帯域に分割されている。この場合、各
帯域に異なるコイルを使用することができる（米国特許
節３．２９１．９８９号、西独公開公報第２１５２４８
９号、米国特許公報節４゜０１１．４３０および西独特
許公報第２７０４６８１号、西独公告公報第３７０３１
０８号、西独特許公報第１０５５７１５号、西独特許公
報第９７４７４７号、西独特許公報第１２２５７８７号
および英国特許公報第６２７５０７号参照）。しかし、
これらのるつぼは、該るつぼの融解温度よりも高い融解
温度を存する融解材料には適切でない。

冷却るつぼを使用する上記融解方法は融解すべき材料が
るつぼ壁部に熱を放出することによって高いエネルギー
損失をこうむるという重大な欠点がある。この融解方法
を出来るだけすばやく行うことによってしか、その熱効
率を許容レベルに保つことができない。従って、熱損失
として浪費されたエネルギー量は浪費出力と時間との積
としては小さい。

本発明の目的は金属材料を汚染せずに、該材料を融解し
て溶融状態に保つ工程を改良した金属材料処理用誘導溶
解炉を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の原理によれば、上記目的は実質的に垂直に配向
した軸線を持つるつぼと、このるつぼに対して局部的に
変化する誘導電力密度を有する誘導加熱界を発生させる
ことによってるつぼ内の金属材料を誘導加熱する手段と
を有する誘導溶解炉で達成される。該誘導電力密度はる
つぼの下部における方がるつぼの上部におけるよりも大
きいことが好ましい。

金属材料は全体が単一の金属よりなっても、金属合金で
あってもよい。

誘導加熱手段が好ましくは下向きピッチを持つコイル装
置であることが好ましい。このコイル装置は１つのコイ
ルであってもよく、この場合誘導電力密度の変化は、よ
り少ない誘導電力を受けるべきるつぼ部分を遮蔽するこ
とによってか、あるいはより大きな誘導電力を受けるべ
きるつぼ部分に対してコイルにより高い巻回密度を付与
することによって達成される。コイル装置は電源に接続
された１つのコイルからなっていてもよいし、あるいは
るつぼの別々の部分に夫々関連した２つ又はそれ以上の
コイルからなっていてもよい。２つまたはそれ以上のコ
イルを使用する場合、これらのコイルをすべて共通の電
源に接続してもよいし、別々の電源に接続してもよい。

電源は約ｌＯ〜５．０ＫＩｆｚ、好ましくは２．５〜５
．０ＫＩＩｚの範囲で作動するＡ、Ｃ，電源であるのが
よい。

るつぼは好ましくは垂直方向に延びる継目または空間を
間に有する複数の電導セグメントで構成される。これら
のセグメントには、るつぼ内の溶湯の温度が高く保たれ
ていてもるつぼ自身（すなちわ、セグメント）の温度が
比較的低くなるように冷却材を循環させる導管を各セグ
メントの内部に延びるよう設けるのがよい。使用する冷
却材は好ましくはＮａ又はＮａ／に混合物のような溶融
金属、高い引火点を有する論のような有機液体、または
ＮａＮＯ２、ＮａＮＯ３またはＫＮＯ３のような溶融塩
である。

（作　用） 本発明には、るつぼのセグメント間のスロットでは絶縁
材が溶湯と接触しない領域にのみ充填されるので、被融
解材料が電気絶縁部材で汚染されることなしに電気エネ
ルギーを被融解材料に効率的に導びくことができるとい
う利点がある。この領域では溶湯に面する側で約１つの
スロットの幅の深さまで空である。しかも、誘導エネル
ギーの供給が溶湯の重力による圧力に反作用するので、
融解工程を一様にかつすばや〈実施できる。所定の作動
周波数においては高さ依存性電力密度により、可能な最
大加熱容量が達成される。同時に、溶湯とるつぼとの間
の機械的座面が出来るだけ小さく保たれるので溶湯から
るつぼへの熱損失が低減される。これは溶湯の外面が高
さに応じて最適化される電磁放射圧力により一部追い出
されることにより溶湯の円筒形部分で起る。それにより
、るつぼの横断面が溶湯のすべての高位で十分に活用さ
れる。

溶湯円錐体を追加手段で安定化する場合には、熱放射面
がこの領域で出来るだけ小さく保たれる。

融解工程中だけではなく、温度維持と称する期間中、す
なわち、金属材料をすでに融解し、この材料を所定期間
その溶融状態に保とうとする期間中にも本発明の利点は
存在する。該温度維持期間中、加熱誘導電流の周波数は
、融解中のものと同様な高さの力が低下した出力で生じ
る程度まで下げる。特に大きなるつぼの場合には局部過
熱を避けるために異なる加熱帯域に異なる周波数を利用
するのがよく、あるいは本発明の他の実施例では異なる
サブコイルを使用することができる。また、比較的大き
い表面が形成されることにより溶湯がすばやく脱ガスし
、処理時間および損失が減小されるという利点がこの高
さ依存性出力分布によって温度維持中に得られる。更に
、溶湯溜りを熱的および金属学的に混合する相互に連絡
した大きな渦流が下方に行くに従って増加していく電力
密度により溶湯領域内で発生する。また、本発明は融解
中および温度維持中の利点を有するほかに、溶湯の凝固
中にも利点を有する。すでに知られているように、冷却
るつぼ内の材料の誘導融解は溶湯をインゴット型に注入
する必要がないという従来の誘導融解にまさる一般的利
点がある。それとは反対に、溶湯をるつぼ内で凝固させ
、それにより主コストを低減することもできる。それに
より、誘導電流を単に遮断するだけで重力ダイカストに
おけると同様のブロックの質が達成される。下方加熱帯
域を操作して上方加熱帯域と比較してより低い誘導加熱
電力出力を発生させることができる本発明の構造により
、凝固帯域は溶湯の底部から頂部までゆっくり進行し、
かくして所定の凝固構造を得ることができる。

微細粒状化主構造体を生じることは或る合金の種類には
有利である。液相線領域に保たれた電磁界の撹拌作用に
よりブロックにおける微粒構造の生成が有効となる。

（実施例） 本発明は高純度金属を融解により製造し、熱損失を低下
させる誘電溶解炉に関する。

第１図は誘電子２と融解可能な材料３を備えた従来式の
誘電溶解炉１を示している。誘導子２は或るインダクタ
ンスおよびオーム抵抗を有するコイルで構成されている
。電流が誘導子２を通って流れて融解すべき材料３に電
圧を誘発する。融解すべき材料３は導電性材料よりなる
。

融解すべき材料３中の電圧は融解すべき材料３に誘導電
流を引起し、その結果、融解すべき材料３が加熱される
。電流の浸透深さをδで表わす。

第１ｈ図ハ２　ツ（Ｄ異ｔ　ル周ｍ数ｆ＋、ｆ２（ｆ２
＞ｒ、）の場合の中心（Ｘ、−０）からの距離に応じた
電流密度ｇの曲線を示している。周波数ｆ１の場合の浸
透深さを６１で表わすが、この浸透深さが意味するもの
は、そこにおいて電流密度ｇが１から１、／ｅ（ｅ・は
オイラー数である。）まで減少する平らな極めて厚い壁
部に得られる位置である。

この図は周波数が高くなるにつれて電流が次第に深く浸
透しなくなることを示してる。

融解すべき材料３内を流れる電流は渦電流とも称する。

導電性材料を交番磁界に置くと、常に渦電流が生じる。

渦電流は磁気導電線に連接される経過内を流れる。渦電
流の発生および特性は知られている。（ｋ、クブ、ミュ
ーラーの電気工学理論入門（１９８４年）の３０４頁以
下を参照）。

この熱出力比すなわち、融解可能な）ｒＪ　＄４３の単
位体積当りの熱変換出力は誘電溶解炉において重要な役
割を果たす。この熱出力の分布も知られている（Ｋ、シ
モニイの電気工学理論（１，，９５６年）の３０４頁参
照）。

第２ａ図はセグメント５、Ｅｆ、７に分割されたるつぼ
４を備えた本発明による誘電溶解炉１を図示する。るつ
ぼ４には、誘導子２ずなわちコイルが配設されている。

このコイル２は、ここに記載の構造では、金属材料であ
る融解可能な材料３と相互作用する誘電加熱界を発生す
る。

融解可能な材料を説明するためにここで使用する用語「
金属」とは、材料３が全く１種の金属（最終生成物の所
望の純度と一致するレベルの不純物を含有する）よりな
るか、あるいは材料３が金属合金であることを意味する
。るつぼ４の個々のセグメント５．６．７には取水口１
０および排水口１１を有する冷却管８．９が配置されて
いる。

るつぼ４はそれに沿って重量による力が変化する軸線（
第２ａ図に示すＺ方向）を有している。

コイル２のような誘導加熱手段は、るつぼ４に対して、
例えば、垂直軸線に沿って局部的に変化する誘導電力密
度を有する誘電加熱界を発生させるように構成されてい
る。誘導電力密度はるつぼ４の底部における方が高いこ
とが好ましい。これはるつぼ４の上部を取囲む磁気シー
ルド（図示せず）を誘電加熱手段の一部として備えるこ
とによって達成することができる。後述の他の実施例で
は、これはコイル２の巻回密度を代えることによって達
成される。

るつぼ４は通常の作動条件下では金属材料と化学的に相
互作用しない材料よりなる。

好適な実施例では、るつぼ４は比較的良好な熱伝導性を
有すに金属で構成されている。金属はガラスまたはセラ
ミックと比較して好ましい。

何故なら、ガラスまたはセラミックは融解すべき金属を
過度に汚染してしまうからである。また、良好な熱伝動
性を有する金属が良好な電動体でもあるので、コイル２
により発生された磁気エネルギーは主としてるつぼ４の
セグメント５．６．７間に配置されたスロット１２．１
３を通って溶解すべき材料３まで進む。融解すべき材料
３はその上方領域１４で溶融される。融解すべき材料３
は冷却板１６上の凝固層１５により支持される。冷却板
１６をロッド１７により上下に移動させることができる
。

溶融された材料３はその機械特性について液体と考える
ことができる。該溶融材料３がその流れを考慮しないで
、静止状態にあると仮定すると、溶融材料の或る個所に
作用する圧力はこれが作用する表面要素の配向に依存し
ない。静止している液体における圧力はあらゆる方法で
同じであると思われる。従って、液柱の同じ高さの個所
においては同じ圧力が存在する。しかしながら該圧力は
溶融材料３内の高さ座標に従って変化する。Ｚｏを一部
レベルと仮定し、Ｚｏ　−０であるように座標系を選択
すると圧力ｐ　（ｚ）については下記式が有効である。

Ｐ　（ｚ）繻Ｐｏ−ρｇｚ （上記式中、ρは溶湯密度゛−ごあり、ｇは重力による
加速度である。） この式は静水力学の観点から、圧力が高さの増大に伴っ
て線形に低ドするか、あるいは重質一定密度の液体にお
いては該圧力が深さに伴って線形に」１昇することを示
している。

コイル２が溶融可能な材す、１３には給する電磁エネル
ギーは主としてスロット１２．１３を通り、溶湯に放射
圧力を発生ずる。局部放射圧力がるつぼの壁部に及ぼし
た液圧を越えると、スロット１２．１３における溶融材
料３は内方に移動される。この材料は材料の移動に伴う
磁界の強さの減衰および／または液体の高さの上昇によ
り、＋］料が１′・衡状態になる程度まで内方に移動さ
れる。その結果、最適な加熱溶解方法は可能でなくなる
。その場合、るつぼ４の内壁部における放射圧力は溶解
材料３の静水圧より高くなるべきではない。該静水圧は
Ｚ座標に依存しているので、本発明における放射圧力は
これもＺ座標に依存するようにした。

例えば、これは融解可能な材料３に透過する磁界の振幅
の平方が頂部から底部まで線形に増大するような方法で
達成される。

そこから電磁波が部分的に反射される導電性金属に直角
に入射する電磁波の経時的に平均化された放射圧力は下
記式の如くである。

（上記式中、εは誘電定数であり、μは磁器透過率であ
り、Ｅは電磁波の電界の強さであり、Ｈは電磁波の磁界
の強さである）（ベルグマン／ンエーファーの実験物理
字書、第２巻「電気および磁気」、第７版の５０１頁参
照。マックスウェルの電圧テンソルによる圧縮の数学的
偏差は例えばＷ、グライナーの理論物理、第３巻「典型
的な電気力学」、第４版（１９８６年）の２４２〜２４
７頁に記載されている）。

壁部が融解可能な材料３と同様に有限導電率を有する場
合、入射波は電界の強さがこの壁部で全く消失しないよ
うに部分的にのみ反射される。その場合、電界の強さは
また圧力に寄与する。磁界の強さはその分だけ以前より
低い。電磁波が壁部を部分的に透過するときには、後側
で圧力が生じるので、この圧力を前側に作用する圧力か
ら差引くべきである。

１１１位表面あたりの電力密度すなわち放射電力はボイ
ンティング（Ｐｏｙｎｔｉｎｇ）ベクトルと称する（シ
モニイ、２８頁以下参照）。このボインティングベクト
ルは電界の強さと磁界の強さとのベクトル積と定義され
る。

−ＥＸＨ 平坦な構成の場合には、比較的簡単な数学的式が得られ
る。本発明におけるるつぼは力学的に均衡化された部材
ではないが、平らな構成と比較すると、その差は実際、
特に大きいわけではない。このため、平坦条件について
の基本的な式を立てて、より調査し難い円筒形について
は放棄することが適切である。平坦な構成に基づくとき
、下記の境界条件が生じる。

ＥＸ−０（ＥＸはＸ方向における電界の強さの成分であ
る。）と、 皿　　　　−ｊに Ｅｙ−ＦＥｏ−ｅ　ａ　会ｅ　　ａ （ＥｙはＹ方向における電界の強さの 成分であり、δは浸透深さであり、 Ｅｏは電場の強さの最大振幅である。

）と、 Ｅｚ−０（［ＥｚはＺ方向における電界の強さの成分で
ある。）と、 １ｉｘ　−０（）！ｘはＸ方向の磁界の強さの成分であ
る。）と、 ）！、ｙ＝　０　（ｉｌｙはＹ方向の磁界の強さの成分
である。）と、 （Ｅｏは電界の強さの最大振幅であり、εは誘電定数で
あり、ｊ−Ｊ−薯 である。） である。

複素数計算の法則によれば、 Ｓｘ　−Ｌ　／　２１？ｅ　（Ｅｙ−１１ｚ”　）はＸ
方向におけるボインティングベクトルの大きさであり、
ｌ　ｚ　”はｌｌｚの共役である。正弦変化する場合の
経時的平均から敗因子１／２が得られる（シモニイ、２
８３頁の式３５を参照）。

変換後、表面に生じる入力電力密度は 体積力密度と距離とのスカラー積を積分することによっ
て算出される。

たった１つの体積力密度成分が通常、平らな場の表面に
対して直角に入射するので、下記式が適用される。

で得られる（シモニイ、２８３頁の式３８を参照。）溶
解材料３に作用する電磁力は溶湯中に機械力を発生する
。体積力密度ｆは体積について導電率および透過率一定
の場合には、下記式で表わされる。

ｍ−μ１２　ψ６２ ・Ｅｏ２　Ｅ　１−　ｅ　≠３ この式に挿入される表面の電力密度の結果がら下記式が
得られる。

導である） 体積力密度はボインティングベクトルの大キさに正比例
する。溶湯に形成される圧力の値はかくして、電磁放射
圧力は材料の表面に突然現われるのではなく、むしろ通
常は表面に対する距離にわたって増大する。浸透深さが
標準の加熱周波数では小さいので、電磁圧力が溶融浴面
の形成のため初めに近似的に溶融浴面に作用することを
想定することができる。かくして、電磁圧力は溶湯に存
在する電力密度に比例する。

第２ｂ図は第２ａ図の励解炉の頂面図を示している。こ
の図は互いの間にスロット１２．１３を形成したセグメ
ント　５、Ｂ、　　？ならびに互いの間にスロット２３
〜２８を形成したセグメントｌε〜２２を示している。

本発明では、融解工程はスロット１２．１．３．２３〜
２８の背後ではなく個々のセグメント　５．６．７の中
間で始まる。溶解可能な原料３は溶融状態であるとき、
内方に移動され、浴面で最も著しく半径方向内方の流れ
が溶湯に形成される。

溶湯から突出する張出部は外方に星状に存在し、個々の
セグメント　５、Ｇ、？、１８〜２２の中心に対向して
位置する。溶湯円錐体に上から磁界がるつぼの上縁部に
わたって入射することは避けなければならず、さもない
と、溶湯円錐体にテント状変形が生じ、この変形はくぼ
みの形成を促進する。例えば、るつぼ縁部上のこの磁界
入射はコイル２をるつぼ縁部を越えて伸ばさないことに
より防ぐことができる。

第３図は異なる構成の冷却装置を有する本発明実施例を
示しており、この実施例は下方に行くに従ってピッチが
減少するコイルを備えている。るつぼ４は複数のセグメ
ント　５．６．７を有し、体積が例えばＳ、５ｄ＝のち
のである。また、るつぼ４はセグメント　５．６．７の
冷却水用に取水口１０および排水口１１を有している。

他の可能な冷却材としては、溶融金属、例えば、Ｎａ又
はＮａＸ　、有機液体、例えば高い引火点を有するシリ
コーン油、又は溶融共晶塩、例えば、ＮａＮＯ２、Ｎａ
ＮＯ３、ＫＮＯ，またはそれらの’１９７合物が挙げら
れる。コイル２の上方巻回部２９．３０は下方巻回部３
１．３２の間よりも大きく互いに離間している。その結
果、コイル２の下方領域には、融解すべき原料３により
高い圧力を及ぼすより大きな巻回密度が存在する。

るつぼ４の上縁部には、短絡ストラップすなわちリング
３３が配置されており、このリング３３はある種の磁界
のリニア化を引起す。コイル２がその上縁部で急に終っ
ていて、磁界の強さの急変化を引起すが、この磁場から
離れた磁界はゆっくり減衰するので、リニア化が必要と
される。るつぼ縁部上の磁界の強さは短絡ストラ・ノブ
すなわちリング３３で大きく低下されるので、溶湯表面
の領域には、磁界の減衰が生じ、かくして溶湯の隆起に
は限界が生じる。短絡ストラップ３３はセグメント　５
．６の上に位置し、これらと連結されている。

コイル２は、電源３４に接続されている。この電源３４
はほぼ１，０００〜５，０００　ｆｉｚの周波数を有す
るＡｅｔｙ源である。コイル２の上方巻回部２９．３０
および上方巻回部３１．３２を流れる電流はすべての位
置で同じである。

溶融材料３は本発明の誘導溶解装置のるつぼ４内を流れ
る。下方から中間のコイル領域では、溶融材料３は内方
に流れる。その箇所において溶融材料３は上方および下
方に変向され、溶湯の外側に対して再び下方に流れ、そ
こでは内方に向けられた力が最も大きい。溶湯の中心領
域で上方に向って流れる融解材料が溶融浴面に現われる
。それにより溶湯円錐体に不安定性がもたらされる。放
射圧力により形成された溶湯の隆起部では、円錐体の主
な流れとの摩擦力によって発生ずる変動流が生じる。

本発明の実施例では、電源は２，５００ないし５．００
０　ｆｉｚの周波数を有する電圧を出力する。既知の式 によれば、アルミニウム溶湯である場合、浸透深さは４
．８ｍ＋ｓおよび３．４ｍ＋ｉである。チタン溶湯であ
る場合には、浸透深さは１３　、３　ｍｍおよび９．４
１である。周波数を増大させると、浸透深さが減少され
る。

第４図は本発明の他の実施例を示しており、この実施例
では、コイル巻回部の電流の強さがすべての位置におい
て同じではない。巻回部２９．３０を有する第　１サブ
コイル３Ｂはるつぼ４の上方領域にある。これらの巻回
部は第１の電源３５に接続されている。該第　１のサブ
コイル３６の巻回数は比較的多い。るつぼ４の下方領域
には、巻回部３８〜４１を有する第２サブコイル３７が
配置されている。第２サブコイル３７は第　１サブコイ
ル３６より短かく、そしてそれより少ない巻回数を存す
る。第２サブコイル３７は第２電源４２のようなそれ自
身の電源に接続Ｃれる。

また、第４図に破線４３．４４で示すように、第１サブ
コイル３５を第２サブコイル３７に並列に接続し、単一
の共通電源３５又は４２を使用することが可能である。

サブコイル３Ｂ、３７を並列に接続すると、下方のサブ
コイル３７の方が巻回密度が高く、コイル電流が大きい
ので、るつぼ４の下方領域にはるつぼ４の上方領域に比
べ高い放射圧力が生じる。第　１および第２電源３５．
４２をサブコイル３Ｇ、３７用に別々に用いる場合には
、サブコイル３６．３７に流れる電流は必要な放射圧力
を発生するように選択することができる。

溶湯の円錐体は第４図に６０で示されている。

この円錐体は出来るだけわずかに隆起しているのがよく
、放射圧力により、溝が形成されてはならない。先に述
べたように、磁界の強さを低下させる手段は該隆起に反
するように選択するのがよい。円錐体の溝すなわちチャ
ンネル６１〜６４は本質的にセグメント　５、Ｌ　　７
間のスロ・ント１２．１３を通る電磁放射の透過によっ
て生じる。

セグメントの幅ａに対するスロットの幅すの比は溶湯円
錐体の特性にとっては重要である。

この比を最適に定めるために、多くの面から考慮すべき
である。第１に、電磁界が多くの異なるスロットを通っ
て溶融すべき材料３に透過することができるようにセグ
メントの数を最適にすべきである。また、渦電流を誘発
することができる電流路の長さが過度に長くならないよ
うにこれらのセグメントの数が過度に多くないことが望
ましい。

多数のセグメント　５．６．７によって分割されたるつ
ぼ４の周囲では溶融すべき材料３への磁界の浸透深さδ
に匹敵するか、あるいはこの深さより小さいセグメント
の幅ａがもたらされるべきである。セグメントの幅ａは
円周方向における磁界の周期性を定める。従って、セグ
メントの幅ａが小さい場合、溶湯円錐体６０における彎
曲部すなわち層状部６５．６Ｇ、６７はそれらの頂部お
よび底部で、彎曲部６５．６Ｂ、　６７を分解する表面
力を強めるような大きな曲率を有している。溶湯円錐体
６０における彎曲部すなわち層状部６５．６Ｂ、　６７
の形成を防ぐためには、円錐体領域における磁界の強さ
を低下させるのがよい。

あるいは、磁界の周波数を増大させてもよい。

また、幅狭のセグメント　５．６．７を使用してもよ、
い。

磁界が゛ｆ、径方向内方に透過しなければならないので
、金属セグメント　５．６．７における損失が生じる。

これらの損失は望ましくない熱損失を生じる誘導電流に
よって起される。これらの損失はセグメンｌ−５，６，
７間のスロット１２．１３を最適な幅にすることによっ
て制限することができる。溶湯が外力に浸透しないよう
に溶融ずべき材料３に対向する側部においてスロットの
幅すが最適に小さいことが必要であるため、スロットを
半径方向外方に拡げることが解決策となる。それにより
、セグメント　５．６．７間の距離をもっと大きくする
と、柑７ｉ、の電流変動による損失が減少される。

誘導子巻回部に根本的にあてはまる同じ設計原理がセグ
メント　５．６．７の横断面にもあてはまるので、鋭い
縁部が出来るだけ存在しないことが必要である。何故な
ら、このような鋭い縁部には大きな熱損失が現われるか
らである。

縁部における半径はδの１，５倍〜約２倍より大きいこ
とが必要である。セグメント　５．６．７間のスロット
１２、Ｉ３の幅すを垂直方向または軸方向に各々変化さ
せることができる。例えば、セグメント間のスロットを
溶融材料３の下、すなわち床部６８で幅広くすると白−
：ｆｌである。

２つのセグメント　５．６．７間に存在する電圧はスロ
ット１２．１３の幅すには依存しない。むしろ、この電
圧は周方向の電圧を数多くのセグメント　５．６．７に
分割することに由来する。

セグメント　５．６．７は誘導サブコイル３Ｇ、３７の
磁界により溶湯に向かって曲げられる。また、溶湯側で
の加熱により、セグメント　５．６．７の内方変形が生
じるこれを炉閉込め効果（ｆｕｒｎａｃｅ　ｂｏｘ　ｅ
ｒｆｅｃｔ）と称する。セグメント５．６．７を、例え
ば、これらの間の絶縁部材でこれらの力に耐えるように
支持するのがよい。

該絶縁部材はまた、停電が起きた場合に溶湯の流出を防
ぐ。絶縁材は　１〜２柱幅だけ内側に向けてオフセット
しているべきである。るっぽ４の床部６８は好ましくは
、半径方向にスロットが形成された水冷式ブロックであ
る。この床部はその、Ｌ方領域でセグメント　５．６．
７から絶縁されている。しかも、その高さは溶湯の高さ
に最適に合わせることができるように調整できる。

上ｆの複数のサブコイル３６．３７をＨする第４図の装
置では、溶融材料３が下から凝固するまで下方のサブコ
イル３７から始めて、電力を減少することが可能である
。これは、最終的に最も上のサブコイル３Ｇのみが減少
した電力で作動するまで行うことができ、その結果溶融
浴面のすぐ近くでは溶湯がしばらくのＩＨｊ、まだ溶融
状態を維持する。また、「ホットトッピング」（ｈｏｔ
　ｔｏｐｐ！ｎｇ　）とも称するこの液状性を維持する
ことによりブロックヘッドにおけるシンクホール（、ｓ
！、ｎｋｈｏｌｅｓ　）の形成が回避される。また、Ｆ
方のサブコイル３７は上方のサブコイル３６より低い周
波数で作動することもできる。

第５図はＡＣ電源３４から７［気エネルギーを１−）の
コイルのみに供給する本発明の更に他の実帷例を示す。

コイル２にはコンデンサ４５が並列に接続されており、
該コイル２がコンデンサ４５とともに共振回路を構成し
ている。周波数の変更を引起すと共に、スイッチ５０に
より短絡することができるインダクタンス４６がこの並
列共振回路２．４５と直列に接続されている。また、Ａ
Ｃ電源３４および並列共振回路２．４５と並列にＤＣ電
源４７が接続されている。このＤＣ電源４７は直流電流
をコイル２の交流電流に重畳する。ＤＣ電源４７は溶、
・１）の流れを穏やかにし７かつ溶湯円錐体６０の形状
を安定化する静磁界を発生させる。この場合、静磁界は
交番磁界と同じ方向性をＨしている。

また、静磁界を交番磁界に対して直角に加えるができ、
詳細には静磁界を溶湯の上方領域に加λることができる
。るつぼ４の垂直軸線に沿った一連の静磁界を発生させ
ることができ、これら一連の連続する磁界は異なる極性
のものである。静磁界は別々の巻回部によって、あるい
は永久磁石によって発生される。

溶融すべき祠！−１３の上方には、第５図に概略的に示
す追加の加熱源４８が配置されている。この加熱源は電
子ガン、プラズマ源、外部供電式抵抗ヒータ等とするこ
とができる。

例えば、プラズマバーナまたはグロー放電陽極をエネル
ギー源４８として利用する場合には、溶融浴の表面と加
熱源４８との間の空間に反応性ガスを導入するとよい。

従って、混在物として溶湯中に浮遊する亜硝酸塩、酸化
物またはこれらの物質の望ましくない化合物を化学的に
破壊することができる。

固形充填物の融解中、床部６８は溶湯円錐体６０がるつ
ぼ４または各々のコイル２に対してほぼ同じ位置に保持
されるように変位される。

設定される電磁力の分割は例えば「融解」「温度維持」
および「ブロック凝固」のような異なる工程段階ごとに
夫々変化することができる。

第６図は複数のサブコイルを有する構成の場合の電力密
度分布の現われ方をグラフで示している。

るつぼ４は高い効率を達成するためには非常に薄い設計
とすべきである。しかしながら、極めて背の高いるつぼ
の場合には、コイルおよびセグメントに作用する熱応力
を制限するために、第７図に示すようなパワー分布を発
生ずる必要がある。すでに述べたように、るっぽ４は例
えば５．５ｄ７ｒｌの容積を有する。一般にるつぼは１
００〜ｌ０ＤＯｄＴｒＬの容積を有することができる。

金属材料と同じ金属又は金属合金よりなるワイヤすなわ
ちストラップとともに保持された複数の金属材料要素に
よって形成された金属材料塊３をるつぼ４に充填するこ
とができる。この塊は好ましくはるつぼ４の直径より約
２％〜１０％小さい横断面寸法（例えば直径）をＨする
。

ここに述べた実施例についての種々の変形例および変更
例が当業者には明らかであろう。本発明の精神および範
囲を逸脱することなしにがつその付随利点を減少させる
ことなしにこのような変形例および変更例を行うことが
できる。

従って、このような変形例および変更例は請求の範囲に
含まれる。

（発明の効果） 以−Ｌの説明から明らかなよ、うに、本発明によれば、
局部的に変化する誘導電力密度を有する誘導加熱界が発
生されるため、溶湯の静水圧に抵抗するような体積力を
生じさせて、融解工程を一様に且つ迅速に実行すること
ができ、更に溶湯のるつぼに対する接触面積を可及的に
減少して、溶湯からるつぼへの伝熱による熱損失を低減
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ、図は公知の誘導溶解炉を示す断面図、第ｉｂ図
は金属ブロックへの電流の浸透深さの公知な依存関係を
示すグラフ、第２ａ図は本発明の水冷式誘導溶解炉の断
面図、第２ｂ図は第２ａ図の炉の溶解るつぼの［ｂ−１
ｂ線断面図、第３図は本発明の誘導溶解炉の実施例の断
面図、第４図は本発明の誘導溶解炉の他の実施例の断面
図、第５図は本発明の誘導溶解炉の更に他の実施例の断
面図、第６図はＺ軸についての電力密度分布のグラフ、
第７図はＺ軸についての電力密度分布のグラフである。 １・・・誘導溶解炉 ２・・・誘導子（コイル） ３・・・材　料 ４・・・るつぼ ５、Ｇ９．７．１８〜２２・・・セグメントＩ２．１３
．２３〜２８・・・スロット３４・・・電源 ３６． ３７・・・サブコイル ３５． ４２・・・電 源 ６０・・・溶湯円錐体 ６１〜６４・・・チャンネル 特 許 出 願 人 ライボルト アクチェンゲゼルシャフ ト ＦＩＧ、１ａ ＦＩＧ、１ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属材料を受入れ、溶融金属材料を保持するように
   なっているるつぼと、 上記るつぼに対して局部的に変化する誘導電力密度を有
   する誘導加熱界を発生させるための誘導加熱手段とを備
   え、該誘導加熱手段は上記誘導加熱界が上記るつぼ内の
   上記金属材料と相互作用するように上記るつぼに対して
   配置されていることを特徴とする誘導炉。 ２、上記るつぼはそれに沿って重力による力が変化する
   軸線を有しており、上記誘導加熱手段は上記軸線に沿っ
   て変化する誘導電力密度を有する誘導加熱界を発生させ
   るための手段であることを特徴とする請求項１記載の誘
   導炉。 ３、上記るつぼ内の上記金属材料はその一部が最も低い
   静水圧であり、別の一部が最も高い静水圧になるように
   静水圧を受けると共に、上記誘導加熱手段は上記金属材
   料の上記静水圧に応じて変化する誘導電力密度を有する
   誘導加熱界を発生させるための手段であることを特徴と
   する請求項１記載の誘導炉。 ４、上記るつぼは底部を有しており、上記るつぼ内の上
   記金属材料は融解されると、先端を有する溶湯円錐体を
   呈すると共に、上記誘導加熱手段は上記るつぼの底部か
   ら上記溶湯円錐体の上記先端まで線形変化する誘導電力
   密度を有する誘導加熱界を発生させる手段であることを
   特徴とする請求項１記載の誘導炉。 ５、上記るつぼは底部を有しており、上記誘導加熱手段
   は上記るつぼの上記底部から上記るつぼの上記底部より
   上の所定の高さまで線形変化し、それ以後は一定である
   誘導電力密度を有する誘導加熱界を発生させるための手
   段であることを特徴とする請求項１記載の誘導炉。 ６、上記るつぼはその間に空間を形成した複数の導電性
   セグメントよりなり、上記金属材料は融解されると、溶
   湯円錐体を呈すると共に、上記誘導加熱手段は、溶融金
   属材料が溶湯円錐体に正体する領域を除く上記空間にお
   いて上記るつぼから離間するように誘導加熱界を発生さ
   せるための手段であり、上記金属材料が夫々のセグメン
   トの中央領域では上記るつぼに押しあたることを特徴と
   する請求項１記載の誘導炉。 ７、上記るつぼは壁部を有しており、更に冷却剤を上記
   るつぼ壁部のチャンネルを通して循環させるための手段
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の誘導炉。 ８、上記循環手段は水を循環させるための手段であるこ
   とを特徴とする請求項７記載の誘導炉。 ９、上記循環手段は溶融金属を循環させるための手段で
   あることを特徴とする請求項７記載の誘導炉。 １０、上記循環手段はＮａおよびＮａとＫとの混合物よ
   りなる群から選択された溶融金属を循環させるための手
   段であることを特徴とする請求項９記載の誘導炉。 １１、上記循環手段は有機液体を循環させるための手段
   であることを特徴とする請求項７記載の誘導炉。 １２、上記循環手段は高い引火点を有するシリコーン油
   を循環させるための手段であることを特徴とする請求項
   １１記載の誘導炉。 １３、上記循環手段は溶融共晶塩を循環させるための手
   段であることを特徴とする請求項７記載の誘導炉。 １４、上記循環手段はＮａＮＯ＿２、ＮａＮＯ＿３、Ｋ
   ＮＯ＿３およびそれらの混合物よりなる群から選択され
   た溶融共晶塩を循環させるための手段であることを特徴
   とする請求項１３記載の誘導炉。 １５、上記誘導加熱手段は、上記るつぼを取囲んでいて
   、ＡＣ電源に接続されるようになっている誘導コイル組
   立体であることを特徴とする請求項１記載の誘導炉。 １６、上記コイル組立体は上記るつぼの底部と頂部との
   間で変化するピッチを有しており、該ピッチは上記るつ
   ぼの上記底部で最も狭く、上記るつぼの上記頂部で最も
   広いことを特徴とする請求項１５記載の誘導炉。 １７、上記コイル組立体は上記るつぼの上部でよりも上
   記るつぼの下部での方が高い巻回密度を有していること
   を特徴とする請求項１５記載の誘導炉。 １８、上記コイル組立体が上記るつぼを取囲む１つのコ
   イルから成っていることを特徴とする請求項１５記載の
   誘導炉。 １９、上記コイル組立体が上記るつぼの頂部から底部ま
   で順次配置された複数のコイルと、該コイルの各々に夫
   々異なる電流を供給するための手段とからなることを特
   徴とする請求項１５記載の誘導炉。 ２０、上記るつぼの底部におけるコイルが上記るつぼの
   頂部におけるコイルより短いことを特徴とする請求項１
   ９記載の誘導炉。 ２１、上記るつぼの底部におけるコイルが上記るつぼの
   頂部におけるコイルより少ない巻回部を有していること
   を特徴とする請求項１９記載の誘導炉。 ２２、上記るつぼの底部におけるコイルには、上記るつ
   ぼの頂部におけるコイルより大きな電流が供給されるこ
   とを特徴とする請求項１９記載の誘導炉。 ２３、上記コイルの各々に夫々接続される別々の電源を
   更に備えたことを特徴とする請求項１９記載の誘導炉。 ２４、上記コイルのすべてを並列に接続する共通の電源
   を更に備え、上記コイルの各々は異なる巻数の巻回部を
   有していることを特徴とする請求項１９記載の誘導炉。 ２５、静磁場を上記誘導加熱界に重畳させるための手段
   を更に備えたことを特徴とする請求項１９記載の誘導炉
   。 ２６、上記るつぼは実質的に垂直な軸線を有していると
   共に、静磁場を重畳させる上記手段は静磁場を上記るつ
   ぼの軸線と同軸に重畳させることを特徴とする請求項２
   ５記載の誘導炉。 ２７、上記るつぼは実質的に垂直な軸線を有していると
   共に、静磁場を重畳させる上記手段が静磁場を上記るつ
   ぼの軸線と直角に重畳させる手段であることを特徴とす
   る請求項２５記載の誘導炉。 ２８、上記金属材料は上記るつぼ内で融解されると、ヘ
   ッドを呈すると共に、静磁場を重畳させる上記手段が実
   質的に上記金属材料の上記ヘッドとのみ相互作用する静
   磁場を重畳させる手段であることを特徴とする請求項２
   ５記載の誘導炉。 ２９、上記るつぼは実質的に垂直な軸線を有しており、
   静磁場を重畳させる上記手段は上記るつぼの軸線に沿っ
   て複数の逆極性を有する静磁場を重畳させる手段である
   ことを特徴とする請求項２５記載の誘導炉。 ３０、複数の静磁場を重畳させる上記手段は上記るつぼ
   の頂部から底部まで上記るつぼを順次取囲む複数のコイ
   ルであり、これらのコイルはそこを流れる電流が各々コ
   イルからコイルへの方向において交番するものであるこ
   とを特徴とする請求項２９記載の誘導炉。 ３１、複数の静磁場を重畳させる上記手段は上記るつぼ
   の頂部から底部まで順次配置された複数の永久磁石であ
   り、これらの永久磁石は磁石から磁石へ複数の極性交番
   することを特徴とする請求項２９記載の誘導炉。 ３２、静磁場の重畳させる上記手段は、上記誘導加熱手
   段から分離され、ＤＣ電源に接続されたコイルであるこ
   とを特徴とする請求項２５記載の誘導炉。 ３３、上記誘導加熱手段はＡＣ電源に接続されて上記る
   つぼを取囲むコイルを有しており、静磁場を重畳させる
   上記手段は上記コイルに接続されたＤＣ電源であること
   を特徴とする請求項２５記載の誘導炉。 ３４、上記金属材料は融解されると、頂面を有し、更に
   、上記金属材料の上記表面を加熱するため上記誘導加熱
   手段から分離されたエネルギー源手段を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の誘導炉。 ３５、上記エネルギー源手段は可変周波数エネルギーを
   発生させる手段であることを特徴とする請求項１記載の
   誘導炉。 ３６、上記金属材料は融解されると、上記るつぼ内に上
   面を有し、更に 上記金属材料の上記表面の上方に配置された電極と、 上記金属材料の上記表面と上記電極との間に反応性ガス
   を導入するための手段と、 上記反応性ガスをグロー放電にさらすために上記電極と
   上記金属材料の上記表面との間に電圧を印加するための
   手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の誘導炉
   。 ３７、上記誘導加熱手段に接続され、上記誘導加熱手段
   の共振周波数を下げるための負荷共振手段を更に備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の誘導炉。 ３８、上記負荷共振手段は上記誘導加熱手段と並列に接
   続された容量性負荷であることを特徴とする請求項３７
   記載の誘導炉。 ３９、上記負荷共振手段は上記誘導加熱手段と直列に接
   続された誘導負荷であることを特徴とする請求項３７記
   載の誘導炉。 ４０、上記るつぼは垂直方向の空間を間に形成した複数
   のセグメントよりなることを特徴とする請求項１記載の
   誘導炉。 ４１、上記るつぼの頂部に配置され、上記るつぼを取囲
   む短絡回路リングを更に備え、該短絡回路リングは上記
   セグメントの各々と電気接触していることを特徴とする
   請求項４０記載の誘導炉。 ４２、上記るつぼは５．５ｍ＾３の容積を有することを
   特徴とする請求項１記載の誘導炉。 ４３、上記るつぼは約１００〜１０００ｄｍ＾３の範囲
   の容積を有することを特徴とする請求項１記載の誘導炉
   。 ４４、上記るつぼは基部を有しており、該基部はこれを
   上記軸線に沿って変位させる手段を備えていることを特
   徴とする請求項１記載の誘導炉。 ４５、金属材料を受入れ、溶融金属材料を保持するよう
   になっており、それに沿って重力による力が変化する軸
   線を有するるつぼと、 該るつぼを取囲み、ＡＣ電源に接続されるようになって
   いるコイルとを備え、該コイルは上記軸線に沿って変化
   する誘導電力密度を有する誘導加熱界を発生させるよう
   に上記軸線に沿って変化する巻回密度を有しており、上
   記誘導加熱界は上記るつぼ内の上記金属材料と相互作用
   することを特徴とする誘導炉。 ４６、金属材料を受け入れ、溶融金属材料を保持するよ
   うになっており、それに沿って重力による力が変化する
   軸線を有するるつぼと、該軸線に沿ってるつぼを順次取
   り囲む複数のコイルと各コイルに各々別々の大きさのエ
   ネルギーを供給し、各コイルが各々別々の誘導電力密度
   を有する誘導加熱界を発生する手段であって、該誘導加
   熱界が各々該るつぼ内の金属材料と相互作用するものを
   含むことを特徴とする誘導炉。 ４７、それに沿って重力による力が変化する軸線を有す
   るるつぼに金属材料を収容し、該金属材料の溶融時に、
   上記軸線に沿って変化する静水圧をかける工程と 上記軸線に沿って変化する誘導電力密度を有する誘導加
   熱界を発生させることによって該るつぼ内で上記金属材
   料を誘導加熱し、上記誘導加熱界の放射圧力が上記静水
   圧に実質的に反作用する工程を含むことを特徴とする溶
   湯の温度維持方法。 ４８、上記るつぼ内の上記金属材料の上面が実質的に一
   定の高さに保たれるように上記金属材料の一誘導加熱工
   程中、上記るつぼの基部を変位させる工程を更に含むこ
   とを特徴とする請求項４７記載の方法。 ４９、上記金属材料を誘導加熱する工程が更に、或る周
   波数で交番誘導加熱界を発生させ、上記静水圧に実質的
   に反作用するように上記周波数を次第に低下させること
   によって行なわれることを特徴とする請求項４７記載の
   方法。 ５０、溶湯をるつぼに収容する工程と 上記るつぼ内の上記溶湯と相互作用する交番誘導加熱界
   を発生させる工程と、上記溶湯の冷却中、上記溶湯がそ
   の凝固温度のすぐ下の温度に達するまで、上記溶湯に絶
   えず付加されている交番誘導加熱界の電力密度を電磁力
   によって低下させる工程と 上記溶湯の温度が上記凝固温度のすぐ下の上記温度に達
   するときにのみ、上記溶湯を凝固させる工程とを含むこ
   とを特徴とする溶湯を凝固処理する方法。 ５１、溶湯をるつぼに収容する工程と、 上記るつぼ内の上記溶湯と相互作用する誘導加熱界を発
   生させる工程と、 上記溶湯をそれに沿って重力による力が変化する軸線上
   の最も低い点から該軸線上の最も高い点まで実質的に一
   定の凝固速度で凝固するように上記誘導加熱界の誘導電
   力密度を上記軸線に沿って次第に減少させる工程を含む
   ことを特徴とする溶湯を凝固処理する方法。 ５２、誘導加熱界を発生させる工程は更に、複数の誘導
   加熱界成分よりなる誘導加熱界を発生させることによっ
   て行なわれ、各誘導加熱界成分は上記るつぼの一部を取
   囲む別々のコイルによって上記軸線に沿って順次発生さ
   れると共に、上記誘導加熱界の誘導電力密度を次第に減
   少させる工程は更に、上記誘導加熱界成分の各々の誘導
   電力密度を上記軸線に沿って順次減少させることによっ
   て行なわれることを特徴とする請求項５１記載の方法。