JPS589748A - 鋳造方法並びにその装置 - 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】 本発明は特にシリコン等の半導体材料を含む材料から薄
いあるいは細いストリップ（以下単忙ストリップという
）を作り出す改良された方法および装置に関する。この
方法および装置はストリップ鋳造に改良された均一な断
面を与える制御装置を含んでいる。

シリコン等の半導体材料をストリップ形状に形成する多
くの方法が開発されている。このような方法の例は、１
９７５年９月に発行されたナショナル・テクニカル・イ
ンフォメーション・レホー）ＦＢ’−２４８，９６３に
おけるエイ、ディ、モリソンの「連続シリコン　ソーラ
セルにおけるプログラムのスケールアップ　」、および
１９６１年にニューヨークのインターサイエンスパゾリ
ッシャ社から発行された元素および化合物半導体の冶金
学の２０１〜２２６頁に記載されたジー・クー・ゴール
等の論文「制御された寸法の単結晶を引張る際の表面張
力の役割」に記載されている。またフロラシュ等の米国
特許第４．２４２．５５３号にはシリコン融解物からリ
ボン状結晶を生成する装置が開示されている。モリソン
の刊行物はシリコンの融解物からストリップ状の材料を
引き上げることに関する技術状態の一例である。ゴール
等の刊行物も同様な例ヤあシ成長界面に外圧を加えるの
に電磁力を使用することを開示している点で特に興味が
ある。

モリソンがその刊行物の第２０図に例示す為生成材料は
実質的に厚さが変動する。それは成長したリボンが均一
な厚さではないということがこの刊行物のｔＪＬ８２頁
に示されていることからも明らかである。改善された均
一な庫さを有するス）　ＩＪジッダ形成できる方法およ
びｍｙを提供することが本発明の目的である。

金属を鋳造する目的で電磁封じ込めを使用することに関
して多くの技術が開発された。このような電磁鋳造製電
は水冷インダクタと、非磁性体スクリーンと、鋳造灸品
に冷却水を供給するマニホールｒとから成る三つの部分
鋳造部材を含む。このような装置はデツツエレ７等の米
国特許第３，４６７，１６６号に例示されている。融解
金属（以下単に湯という）の封じ込めは湯と鋳造成形の
構成要素とを直接接触させることなく達゛成される。湯
の凝固は冷却マニホールドから鋳造の凝固化シェルへ直
接水を□加えることによシ達成゛される。

本発明は特に電磁鋳造システムを制御する方法および装
置に関する。インふりりの励磁を制御して均一な断面の
インイツトを得るさまざまな方法が従来技術で知られて
いる。ｒツツエレフの米国特許第４，０１４，３７９号
にはインダクタを流れる電流の大きさをインプットの液
体領域の寸法の所定値からの偏差の関数として制御する
制御システムが開示されている。

デツツエレフの属国特許第５３７，７５０号にはインダ
クタの電位を調整して予めプログラムされた値からの位
相角の偏差を低減する別の制御方法が記載されている。

カパコフの属国特許第２７５，２２６号には湯が鋳型の
所望レベルに達した後に鋳型からインゴットを回収する
インイツト回収機構を作動させる制御システムが開示さ
れている。　“ イルクーツクの属国特許第３５８，２９７号では―型に
流入する金属を制御する測定コイルが電磁鋳型に一取シ
゛付けられていである値に制御される。

電１鋳造システムの制御シス“テムめ重要な機能は１例
えば湯と凝固゛七九鋳物との間の固体−液体界面の位置
の変動による湯−ヘッドの変化を考慮することである。

界面位瞳のこれら・め変化は・回収憬構の不安定、冷却
剤注入システムの不安定等にょつて生じる。固体−障体
界面の再配置もしくは湯の上面の再配置又はその両方に
より湯ヘッドの高さが増減する結果、湯ヘッドの出す一
水圧が夫々増減する。静水圧におけるこの変化はインダ
クタの励磁を制御する制御システムによシ相殺すること
ができる。

ヤーウツｒ等の米国特許第４，１６１，２．０６号では
、電磁鋳造制御システムを使用して湯とインダクタとの
間の間隙の変動を極めて小さくしている。

この方法悼１間隙の大きさと共に変動するインダで夕の
無効電気パラメータを決定し、それを基準値と比較して
インダクタの励磁を制御するための誤差信号を発生する
ステップを含んでいる。

ヤーウＹド等の特許に開示されたシステムは、湯ヘッド
の静水圧の変化に付随する不安定を克服することにより
一層均−な断面を有す、る凝固鋳物を提供する。インダ
クタの励Ｆ　！ＩＩＩＪ　１１システムは好ましい制御
範囲全体に亘って最も効果的に動作する。従って湯ヘッ
ドの高さの変動による静水圧の長期の変化を最少限とす
るこ−とが望ましい。従つて、インダクタの励磁制御の
他に鋳造工程中の湯ヘッドの高さの変動を制御すること
が望ましいと思われる。

グレゴリの英国特許第１，５１６，３０６号には可撓性
の細長い金属部材を形成する方法および装置が開示され
ている。この英国特許は興味はあるが本発明におけるよ
うな優先順位付き制御システムを提供しない。

本発明は約記欠点を実質的に克服して正確な静水圧ヘッ
ド制御を維持する。この電磁鋳造システムは材料体積平
衡鋳造制御に依存しておシ湯の静水圧は実質的に一定で
ある。しかしながら静水圧に有意的な変動が生じると、
この優先順位付き制御システムは静水圧を迅速に所望値
に回復させもここに記載する全ての特許および刊行物は
参照文献として取入れる。

電磁鋳造システムの湯溜め内の源材料のすぐれた静水圧
制御を行うことが本発明によシ解決すべ　　　：き問題
である。

材料を所望形状に鋳造する装置であって、上述した従来
装置における制約や欠点が除去されたものを提供するこ
とが本発明の利点である。

材料を所望形状に鋳造する装置であって、制御システム
が材料体積に基いた制御を含むものを提供することも本
発明の利点である。

材料を所望形状に鋳造す−る装置であって、優先順位付
き制御装置によって補充および回収される材料の体積平
衡における有意的な変動によ、る静水圧が迅速に調節さ
れるようにしたものを提供することも本発明の利点であ
る。

従って渦状の材料を所望の形状の鋳物に電磁的に形成す
る装置および方法が提供される。この電磁成形装置線湯
に電磁界を加える。この磁界は湯の封じ込め領域を画定
する。湯溜めは湯と動作的に関連してそれを成形装置へ
送出する。所望の回収速度で成形装置から鋳物を回収す
る装・置が設けられている。もう一つの装置は鋳物φ；
影形成れるとき補充速度で湯溜めを補充する。封、じ込
め領域内の湯の出す静水圧を実質的に一定の所望値に維
持するための制御装置を有する点が改善点である。

この制御装置は封じ込め領域内における静水圧の所望値
からの変動が所望−以下である場合に１回収速度と補充
速庫の比を実質的に一定に維持するととＫよシ材料体積
平衡を実質的に一定にする第１の構造を含んでいる。第
２の装置は封じ込め領域内における湯の静水圧の変動を
感知する。第３の装置は第２の装置に応答して湯や静水
圧が所望値から所望チリ上変動した時に回収速度と補充
速度との比を変えることにより、封じ込め領域内におけ
る湯の静水圧が所望値に戻るまで材料体積不平衡を与え
る。　、 以下添付した図面を参照して本発明の詳細な説明する。

装置１０は材料、１２を、要望の形状を有する鋳物細片
１３に鋳造するために設けられている。装置１０は陽形
状の材料を所望の形状に電磁的に形成する構造１４を含
んでいる。電磁成形装置１５は源材料に電磁界を加える
。この磁界は湯の封じ込や領域１６を画定する。湯溜め
１７は成形構造１４に動作的に関連づけられて湯を成形
構造へ送出する。装＃１８は所望の回収速度で成形構造
から鋳物を回収する。もう一つの装置２０は鋳物が形成
される時に所望の補充速度で湯溜め１７に湯の補充を行
う。封じ込め領域１６内における湯の静水圧を実質的に
一定の所望値に維持する制御装ｆ１２２を設けて改良が
行われている。制御装置２２は封じ込め領域内における
静水圧の所望値からの変動が所望チ以下である時に回収
速度と補充速度との比を実質的に一定に維持することに
よシ。

実質的に一定の材料体積平衡を与える第１の構造２４を
含んでいる。第２の装置２６は封じ込め領域内における
湯の静水圧の変動を感知する。第６の装置２８は第２の
装置２６に応答して湯の静水圧が所望値から所望チ以上
に変動する時に回収速度と補充速度との比を変えること
によシ封じ込め領域内の湯の静水圧が所望値に戻るまで
材料の体積不平衡を与える。

第１図には本発明の電磁鋳造装置の一例を示も電磁鋳造
装置は鋳造されつつあるストリップ１３の周囲表面に冷
却媒体を印加する冷却マニホールド３２と非磁性スクリ
ーン３４とを含んでいる。

例えばシリコン材のような補充棒３６が鋳造工程中連続
的に湯溜め１７の中に導入される。成形構造１４は湯に
磁界を加える電磁成形装ａｉ１５を含んでいる。装置１
５は電源３８からの交流によシ励磁されるインダクタで
あってよい。インダクタは図示するように水冷型単一区
分インダクタとすることが望ましいが、２区分に分割す
ることも本発明の範囲に入る。封じ込め領域１６の第１
の部分４０において凝固化が行われ湯は所望断面形状の
ストリップ鋳物１３・に形成される。第１部分の上流に
ある封じ込め領域１６の第２の部分４２は湯溜め１７を
画定する。

湯溜め１Ｔの体積は、内部の温度差が最少となるのを保
証し、さらに封じ込め領域の凝固化、部分４０内の湯の
静水圧を制御する湯ヘッドの高さを実質的に一定に維持
、することを保証するのに充分な大きさである。これＫ
よって静水圧の変動が低減され断面積が大きく厚さの均
一なス）　ＩＪツデ製品が得られる。静水圧を比較的一
定に維持することは後述するように本発明の重要な特徴
である。

図示するように電磁力界を使用して湯溜めを支持するこ
とが望ましいが、るつぼ等の他の装置により湯溜めを支
持することも本発明の範囲に入る。

さらに、湯溜めは形成インダクタから離れた位置に配置
することができる。

インダクタ１５内の電流は最短距離であるため封じ込め
領域１６の第１部分４０に集中する。しかしながら適当
な電力値をもって、充分な電流が第２部分４２へ流れ湯
溜め１７を支持する。図示するように湯の静水圧は封じ
込め領域内のヘッドの高さが最高のところで最大である
ため、これはインダクタ１５の非常に望ましい特徴であ
る。従って、電流密度すなわち封じ込め領域１６内の表
面４６の単位面積当りの電流も最大であることが望まし
い。インダクタ１５のじょうご状部分４８に沿い電流径
路が増大するにつれて電流密度は除徐に低減する。じょ
うご状部分４８に沿って外向きに各連続点に支持された
湯ヘッドの高さが対応して低減するためにもこれは望ま
しいことである。

じょうご状表面４８の傾斜角は、被鋳造材に対して、イ
ンダクタ内の電流値の大きさと、封じ込め領域″の部分
４２内の各点における湯の静水圧とが全体として平衡す
るように選定することが望ましい。例えば湯ヘツＰの高
さ、従ってインダクタ１．５のじょうご状表面４８の各
点における湯の静水圧は、じょうご状表面４８をより垂
直にすることによシ一般的に増大することが出来、また
その逆も成立する。

湯の上面４４付近の湯ヘツｒの静水圧と平衡させるため
に磁気的圧力を微調整する非磁性スクリーン３４が設け
られている。非磁性スクリーン３４は図示する独立した
素子であってもよいし、あるいはまた従来技術で知られ
ているように装置の他の構造要素と一体化してもよい。

実際には非磁性スクリーンすなわちシールドを使用して
頂面４４付近でインダクタ１５から電磁界の一部を遮断
し湯溜め１７の頂角部が著しく丸くなるのを防いでいる
。しかしながらインダクタ１５を特殊な形状とすること
によシシールドは不必要となるので、このシールドは本
装置の本質的な要素であるとは考えられない。

成形構造１４内に磁気的に収められている湯の凝固化は
冷却マニホールド３２から凝固鋳造構造へ適正な冷却媒
体を直接印加することにより達成することができる。冷
却媒体は貯菫位＃３９からマニホールドへ供給すること
ができる。第１図の実施例において冷却媒体はインダク
タの直下でそれに非常に近接した鋳造面に供給すること
ができる。また所望する場合にはインダクタ自体に適正
な冷却媒体噴出スロットあるいは噴出口を設けることＫ
より、冷却媒体をインダクタ内の鋳物表面に印加するこ
とができる。

図示する装置１０は雰囲気制御室（図示せぬ）内に収容
することができ、−従って所望の雰囲気中において工程
を実施できるため汚染の可能性が低減する。適正な雰囲
気はアルビンガスを含むととができる。しかしながら所
望’ｔｘ　”ｂぽいかなる雰囲気も使用することができ
る。

鋳物の形成中に補充速度で湯溜めの補充を行う装置２０
は固体補充棒３６を湯溜め１７に供給する速度を制御す
るキャプスタン駆動装置５０を含んで゛いる。キャプス
タン駆動装＃５０は電動機５２により駆動することがで
き、その速度は前記したように従来の速度制御器５３に
よ多制御することができる。駆動装ａＳＯは互いに対向
する駆動ロール５４および遊びピンチロール５６を有す
ることができる。さらに、ローラ、スライｒもしくはブ
ラシを含む案内装置（図示せず）をキャプスタン駆動装
置と湯溜め１Ｔとの間に配置しても゛よい。湯溜めへの
湯材料の補充を弁によ多制御することも本発明の範囲内
にはいる。

所望の回収速度で成形構造１４から鋳物を回収する装置
１１Ｂは第２のキャプスタン駆動装置６０を含むことが
でき、それは後記するように従来の速度制御器６３によ
多制御される速度で電動機６２により駆動されうる。キ
ャプスタン駆動装置６０は互いに対向する駆動ロール６
４および遊びピンチロール６６を有している。鋳造スト
リップはキャプスタンロール６０によりねじ筋が付けら
れ従来の取上リール上に供給することができる。

本発明はストリップの長さにわたって実質的に均一な断
面を有し且つ望ましくはシリコン等の半導体材料で形成
された鋳造ス）　ＩＪッゾすなわちインプットを得るだ
めの鋳造方法および装置の制御に関する。この制御は本
発明に従って鋳造領゛域内にある湯の静水ヘラｒを制御
して実質的に均一な静水圧を維持することにより達成さ
れる。湯のヘラＰは磁気鋳造領域４０内に上記静水圧を
出す凝固化されつつあるストリップあるいはリボン上に
配置された湯溜めに対応してい゛・る。第１図の垂直鋳
造装置ｌ１ｉｏにおいて、湯ヘツＰは湯溜め１７の頂面
４４からストリッｆ１３の固体−液体界面すなわち凝固
前面６８まで延びている。

この明細書の冒頭部分の従来技術の記述においては、電
磁鋳造方法によシ実質的に均一な断面を有する鋳造イン
イツトを得る目的をもつさまざま′なシステムについて
記載した。これらの方法の・あるものは鋳物インイツト
の均一な寸法を維持するだめに湯ヘッドの変動−を、補
償するようにイ、ンダクタの励磁を制御する。ヤーウッ
ド等の米国特許第４．１６１，２０６号に示唆されてい
るこの方法の例を後り己するように本発明に組み込むこ
とができる。

後記するように、これらの方法のいずれかにょシ鋳造シ
ステム１０のいくつかのパラメータが制御システム２６
によシ感知されて誤差信号を発生し給電源３８に印加さ
れる。次に給電源はインダクタ１５を励磁して湯ヘッド
の静水圧の変動を克服するのに必要な電流量をインダク
タに供給する。

このような制御システムは感知されたパラメータの所定
の範囲にわたって最高の効率で最適に動作する。しかし
ながら鋳造工程中のある期間にわたって、感知したパラ
メータの範囲をその最適制御範囲に関して逆方向に変位
させる傾向あるいは変化が生じることがある。

従来技術に関して上述したように、他のシステムは、静
水圧を所望の限界内に維持するために湯溜め内の湯の補
充や封じ込め領域内への湯の流れを制御することによシ
湯ヘッドの変化をより長期なものにすることができる。

　　　　　。

に関する。制御システム２２は封じ込め領域内の静水圧
の所望値からの変動が所望チ以下である限シ、回収速度
と補充速度との比を実質的に一定に維持することによシ
実質的に一定の材料体積平衡を与える制御装置２４を含
んでいる。さらに封じ込め領域内の湯の静水圧の変動に
応答する制御装置２８は、湯の静水圧が所望値から所望
％以上変動する時に回収速度と補充速度との比を変える
ことによ多材料の体積不平衡を与える。こうして湯ヘッ
ドの長期変動が補償されて封じ込め領域内の湯の静水圧
が所望範囲の値に維持されるため、インダクタ１５０制
御システム２６は常に所与の範囲の値において効果的に
動作することができる。

本発明によれば、封じ込め領域内の湯の静水圧の所与の
チ変動は、湯ヘッドの高さかヘラＰの出す圧力に直接比
例するため湯溜め１７の表面４４の高さのチ変動と実質
的に等しい。

再び第１図を参照して、優先順位付き制御装置２２は湯
溜め１７の静水圧の所望値からの変動が所望チよシも小
さい場合には回収速度と補充速度の比を実質的に一定に
維持する仁とによシ実質的に一定な材料の体積平衡を与
える制御回路２４を含んでいる。制御器＃２４は各電動
機５２もしくは６２に対して速度制御器５３もしくは６
３を介して被数個の選定可能な速度値を選定できる従来
のスイッチバック構成を有することができる。キャゾス
タン駆動装ｆ１５０および６０の回転速度は鋳造工程中
に機械的に感知することができる。従来の装置は回転運
動を直接感知し所望するいくつかの装置によシミ気的信
号に変換することができる。しかしながら本出願におけ
る送り電動機の回転数が低いことによ多生じる制約とい
う観点からいえば、低回転数電動機による電流発生は固
有の騒音を有するため従来のデジタル光学タコメータ７
０および７１を用いることが望ましい。これらのタコメ
ータはキャゾスタン駆動装置の回転速度を感知して対芯
する出力信号に変換する仁とかで　　　”□きる。光学
タコメータからの出力信号は線７２およびＴ３を介して
構造２４へ送り、ストリップ排出速度と補充棒進入速度
との比を正確に維持することができる。これによって材
料の体積平衡もしくは不平衡の制御が行われる。制御装
置２４はコンピュータ、マイクロプロセッサもしくは他
の所望する回路を使用して速度制御器５３および６３を
自動調整し、電動機５２および６２を所望速度で駆動さ
せて所望する入力対出力材料体積比を達成することがで
きる。

本発明は補充棒３６および現存する鋳造ストリップ１３
の断面積が共に本質的に一定である場合に最適に動作す
る。補充棒および現存するス）　ＩＪツブの断面積が夫
々幾何学観点から一貫して均一であれば、前記したよう
に制御装置２４は鋳造領域４０内の静水圧へツーを実質
的に一定に正確に維持することができる。しかしながら
ｌｌ３６もしくは現存するス）　ＩＪツノ１３の断面積
の小さな変動によ多材料の体積平衡に長期誤差を生じる
ことがある。特にこの誤差により湯溜めの上面４４０レ
ベルが変動し従って封じ込め領域４０内の静水圧が変動
することがある。この静水圧の変化によりインダクタか
ら回収されるストツプ−）ｐ１３の断面積゛が変化する
。

この問題を緩和するために本発明は必要に応じて装置１
２６に応答して回収速度と補充速度との比を変える制御
−置２８のみならず封じ込め領域１６内の湯の静水圧レ
ベルの変動５を感知する回路装置２６を含んでいる。回
路装置２６は所望にょシどのような設計であってもよい
。しかしながらそれはヤーウッド等の米国特許第４，１
６１，２０６号の教示するものに従ったものであること
が望ましい。この方法を使用することｋよシインダクタ
１５内の電流はインダクタンスを実質的に一定に維持す
るように制御される。これにょシ鋳造工程が進行する時
湯と周囲インダクタとの間の空隙が均一に維持される。

インダクタ１５を制御および励磁する装置は図示する独
立給電源３８および電気制御器ｆｌｉ２６を有するが、
もしくはそれらを単一ユニットに組み合せることができ
る。本発明の目的のために制御装置２６はインダクタを
励磁する給電部３８の電気信号を感知する。装置２６は
インダクタの電気信号に応答して電気的誤差信号を発生
し、それは封じ込め領域内の湯ヘッドの静水圧の変化に
実質的に比例している。誤差信号はライン７５を介して
制御回路装＃２８へ送られる。

回収速度と補充速度との比を変化させ不回収装置２８は
制御装！ｔ２４を無視する回路を含んでいる。封じ込め
領域内の湯の静水圧が所望値から所与のチ１例えば１％
以上変動すると、制御器２８に誤差信号が送信される。

次に制御装置１２８は速度制御Ｗ＃５３を変えることに
より回収速度と補充速度との比を変えることを装置１２
４に知らせる回路を提供し、その結果鋳造ス）　ＩＪッ
７Ｐ１３の回収速度を実質的に一定に保ちながら湯溜め
１７に進入する棒３６の補充速度が変化する。静水圧を
増減させもしくは他の所望する方法に従って補充速度を
増減することも本発明の範囲に含まれる。制御装＃２４
の出す新しい比率は封じ込め領域内の湯の静水圧がほぼ
所望値に戻るまで有効である。

この時点において制御装置１２８内の回路は制御装置２
４に速度制御器の制御を行うように信号することができ
る。次に制御器２４は回収速度と補充速度゛との比を実
質的に一定に維持することにょシ一定の材料体積平衡を
出す機能を再開する。静水圧が所望値からおよそ（±）
１９ｂ以上変動する時制御装ｒＩｔ２８は制御装＃２４
を無視するように設定することが望ましいが、静水圧が
所望値からおよそ（±）０．５〜５％の範囲内のある値
以上に変動する時に制御器２４を無視することも本発明
の範囲に入る。

こうして本発明は制御装置２４が装置１１１ｏ内の材料
の回収速度と補充速度との比を維持して材料の体積平衡
を実質的に一定に維持する優先順位付き装ａｔ２２を提
供する。封じ込め領域内の湯の静水圧が所望値から所望
のチ、例えば１％以上変動するような場合には、制御装
置１１２８は装置２４の比を変えその結果回収速度が実
質的に一定のまま補充速度が変化する。静水圧が所望値
に戻ると、　　　′制御装置２８は装［１２４の制御機
能を変えることを停止し、その結実装置２４は回収速度
と補充速度との比を一定に維持することにょシ一定の材
料体積平衡を与える機能に戻る。

第２図に本発明の第２の実施例を示しそれは第１の実施
例と実質的に同じではあるがオーバライド制御回路２８
が補充速度と回収速度との比を変える方法が異っている
。第１図の素子と実質的に同じ第２図の素子の番号は同
じである。制御装置２８の回路はライン７４により制御
面２４へ、またライン７６によシ速度制御器５３へ接続
されている。静水圧が所望値からおよそ１％以上変動す
る場合には、制御装置１２８が正規動作の制御器２４を
無視する。制御器２８は補充棒３６の速度制御を停止し
ながら鋳物１３の一定な回収速度を与え続けることを制
御器２４に信号する。さらに制御器２８は速度制御器５
３に電動機５２の速度を変えるように信号して棒３６の
異なる補充速度を与え湯の表面４４を急速に所望の高さ
に戻す。

封じ込め領域内の静水圧が所望値からおよそ１チ以上変
動しない所望範囲内にあると、制御装置２８は比率制御
器２４を無効にすることおよび速度制御器５３を制御す
ることを停止する。次に比率制御器２４は速度制御器５
３および６３を制御して二定の材料体積平衡を与える機
能を再開すム所望の速度を与え所望の補充速度に従って
速度制御器５３によシ調整することも本発明の範囲に入
る。制御装＃２８は制御器５３の出す速度信号を直接制
御するか、もしくは電動機５２の増大もしくは低減され
た速度を出すように制御器５３に信号することができる
。また他の所望する方法によシ補充速度を変えることも
本発明の範囲に入る。

第６図に本発明の第３の実施例を示し封じ込め領域内の
静水圧の変化は湯溜め内の湯の表面４，４の高さを感知
することにょシ検出される。本実施例の番号は素子が同
一である第１図および第２図と同じである。高さを感知
する装置は本応用の背景に記載されたものを含むいかな
る所望の設計とすることも出来る。しかしながら本装置
の実施例においては、湯ヘッドの位置検出は電磁鋳造装
置の素子内に固定された赤外作像装ｆｆ１１９０を使用
して行われ、従ってそれは１次電磁鋳造領域から除去す
ることができる。本装置において、負荷からの赤外信号
はフィラメントから出されプロセッサおよびメモリ装置
とを含む信号プロセッサ９２に送出される。情報出力す
なわち信号プロセッサか！１１２Ｂへ中継することがで
きる。制御装＃２８は第１図および第２図に関して前記
したように動作する。

第６図の実施例の動作において、赤外感知装置９０は湯
溜め１７内の湯のレベルの変動を感知する。湯溜め内の
湯の頂面′４４の所望値からの変動がゝ１そ１％以下で
あれば・静水圧の所望−力゛らの変動もおよ阜１チ以乍
であり制御回路２．４は鋳造ストリッツの回収速度と棒
３６・の補充速度との比を実質的に一定に維持すること
によシ一定の材料体積平衡を与えるように動作スる。湯
の面お高さが所望値からおよそ１％以以上励動る場合に
は、プ°−ｈ−ｙ−ｒ９２力゛らの誤差信号”力゛宙１
１ヲ器２Ｂへ送られる。制御装置１１２８は回収速度を
変えることなく補充速度を変えるように比＊　ＩＩＩ御
構造２４″信号する。この工程については第１図の実施
例に関して詳記した。また第２図の実施例に関して記載
した゛ように制御装置２８を有する第６の実施例が制御
装置１２４を無視するように作動させることも本発明の
範囲に入る。

装置９８と組み合せることができる。制御装−９８は前
記ヤーウツド等の米国特許第４，１６１，２０６号に記
載された制御器を含む所望の方法によシインダクタに送
られる電気的信号を制御することができ□る。

本発明をシリコン等の半導体材料に関じて一般的に・説
明してきたが、半金属、メタロ□イド、半導体もしくは
ゲルマニウム、サファイア、ガリウムヒ、化物を含む半
導体材料の化合物にも適用できる。

りれらの材料は例として示すものであニジ他のメタロイ
ドや半金属型材料を除外するものではない。

さらに本発明は銅お蕎び銅合金、鋼および鋼合金、アル
ミニュームおよびアルミニューム合金、ニラ　　　゛ケ
ルおよびニッケル合金、チタン、ジルコニウム。

バナジウム、タンタル、モリブデンを含むさまざまな金
属に適用することができるが他の金属および合金を除外
するものではない。　　　　　　　１゜本発明に従って
前記目的、方法および利点を完全に満足する電磁形成装
置および方法が提供される。特定の実施例について本発
″明を：′！５！明してきたが本技術に習熟した人には
前記□説明から多くの変更や修正が可能であることは１
白である。これらの変更や修正は全て特許請求の範囲、
内に入るもの　□とする。　　　　　　　　　　　　　
　　　・：　・・、４：　　′１・９．１．、、。

ｗ、１図は本発明に従った装置、。概要１示□すツー。

ツク図、第２図は本発明に従つ牟装置の第２の実施例の
概要を示すブロック図、−３′図は本発明に従った装置
の第３の実施例の概要番示すプロツビ図である。

参照符号の説明 １０・・・鋳造製蓋 １２・・・材料 １３・・・鋳造ストリップ １４．１５・・・電磁形成装置 １７・・・湯溜め １８′・・・回収装装置 ２０・・・補゛充装置 ２２・・・静水圧制御御装置 ３２・・・冷却マニホールＰ 、　３４・・・非磁性スクリーン ３６・・・補充棒 、３８・・・給電源 １′　ＭＯ９６０・・・キ、ヤ？スタンロール５２．６
２・・・電動！ ５４．５６，６４．６６・・・遊び一ンチロール１ 、：　　　　　代理人　浅　　村　　　皓外４名 ・□。

ＪＦｊｆＧ−７ １７Ｇ−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）材料を所望の形状に鋳造する方法であって、湯の
   形をした前記材料を前艷所望の形状に形成する封じ込め
   領域を画定する電磁界を与える工程と。 湯材料の溜めから前記電磁界へ湯材料を送出する工程と
   。 回収速度で前記電磁界から鋳造ストリッジを回収する工
   程と。 一造ス）　ＩＪツゾが形成される時に補充速度で湯材料
   の溜めを補充する工程とを含むものにおいて、封じ込め
   領域内における湯ｉ料の静水圧を実質的に一定の所望値
   に維持する工程と、 封じ込め領域内に鱒ける湯材斡の静水圧の所望−からの
   変ｉが所望チよシも小さい場合に、前記回収一度ｉ＃艷
   補充速度との比を実質的に一定に保つことにより実質的
   に一定の材料体積平衡を維持する工程と、 ′″湯材料の静水圧値の所望値からの変動が前記所望チ
   °よシも大きい場合に封じ込め領域内の湯材料の静水圧
   が所望値に戻るまで前記回収速度と補充速度との比を変
   えることＫよ多材料め体積平衡を与える工程とをさらに
   含むことを特徴とする前記鋳造方法。 （２、特許請求の範囲第１項の記載において、実質的に
   一定の材料体積平衡を与える工程を無効とし前記回収速
   度を変えることなく前記補充速度を変える工程を含むこ
   とを特徴とする前記鋳造方法。 （３）　　特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   回収速度を変えることなく補充速度を変えて回収速度と
   補充速度との比を変える工程を含むことを特徴とする前
   記鋳造方法。 （４）　　特許請求の範囲第２項もしくは第３項の記載
   において、前記静水圧が前記所望値からの前記所望チよ
   シも大きいこれが感知される所望の変動に対応して電気
   的誤差信号を発生する工程を含むことを特徴とする前記
   鋳造方法。 （５）特許請求の範囲第４項の記載において、湯材料溜
   め内の源材料の高さを感知し、湯材料溜め内の源材料の
   感知された高さの変動に対応する第２の電気的誤差信号
   を発生する工程を含み、その結果前記比率を変える工程
   は前記第２の電気的誤差信号に応答するようＫしたこと
   を特徴とする前記鋳造方法。 （６）特許請求の範囲＠４項もしくは第５項の記載にお
   いて、前記鋳造ス）　ＩＪツゾの回収工程は第１の所望
   速度の回収速度で前記電磁界から鋳造ストリップを運ぶ
   工程を含むことを特徴とする前記鋳造方法。 （７）　　特許請求の範囲第６項の記載において、前記
   湯材料溜めの前記補充工程は第２の所望速度の補充速度
   で約配湯材料溜めへ前記材料の棒を運ぶ工程を含むこと
   を特徴とする前記鋳造方法。 （８）　　特許請求の範囲第１項の記載において、湯材
   料溜めの静水圧の所望値からの変動がおよそ５チよシも
   小さい場合に１記実質的に一定の材料体積平衡を維持す
   る工程が行なわれ、静水圧値の所望値からの変動がおよ
   そ５チよルも大きい場合に前記比率を変化させる工程が
   行なわれることを特徴とす°る前記鋳造方法。 （９）陽形状の材料の封じ込め領域を画定する磁界を該
   源材料に加える手段を含み該源材料を所望の形状に電磁
   的に成形する手段と、 前記電磁成形手段と動作的に関連づけられて前記源材料
   を前記電磁成形手段へ送出する源材料の溜め手段と、 回収速度で前記電磁成形手段から鋳物を回収する手段と
   、 鋳物が形成される時に補充速度で前記湯材料溜めを補充
   する手段とを含み源材料を前記所望の形状に鋳造する装
   置において、さらに。 前記封じ込め領域における源材料の静水圧を実質的に一
   定の所望値に維持する制御手段を含み、１記制御手段は
   前記封じ込め領域における静水圧の所望値からの変動が
   所望−以下である時に前記回収速度と補充速度との比を
   実質的に一定に維持することによシ実質的に一定の材料
   体積平衡を与える第１の手段と、 前記封じ込め領域における源材料の静水圧の変動を感知
   する第２の手段と。 □湯材料の静水圧の前記所望値からの変動が前記所望係
   以上である時ＫＩＩｔｌ記第２の手段に応答して前記回
   収速度と補充速度との比を変えることにより、前記封じ
   込め領域における源材料の静水圧がほぼ前記所望値に戻
   るまで材料の体積不平衡を与える第６の手段とを有する
   ことを％徴とする前記鋳造装着。 ０１　　特許請求の範囲第９項の記載において、前記第
   ３の手段は、前記第１の手段を無効にして前記第１の手
   段が前記補充速度を制御するのを防止するための第１の
   回路を有し、該第１の回路は前記回収速度を変えること
   なく前記補充速度を変える手段を備えていることを特徴
   とする前記鋳造装置０１　　特許請求の範囲第９項の記
   載において、前記第３の手段は、前記回収速度を変える
   ことなく前記補充速度を変えるように前記第１の手段の
   比を変える第２の回路を備えていることを特徴とする前
   記鋳造装置。 （ロ）特許請求の範囲第１０項もしくは第１１項の記載
   において、前記第２の手段は、前記第３の手段が応答す
   る前記静水圧の感知された所−〇変動に対応して第１の
   電気的誤差信号を発生する手段を備えている仁とを特徴
   とする前記鋳造装置。。 ａ３　　特許請求の範囲第１０項も員くは第１１項の記
   載において、前記第２の手段は前記湯材料溜め手段内の
   源材料の高さを感知する手段を備え、該高さ感知手段は
   前記湯材料溜め手段内の材料の高さの感知された所望の
   変動に対応！？輯２の！気的誤差信号を発生する手段を
   含み、前記第３や手段は該第２の電気的誤差信号に応答
   するよう構成し７員を特徴とする前記鋳造装−・　　　
   　　。 ａ４　　特許請求の範囲第１２項もし≦は第１６項の記
   載において、前記回収手段は第１の所望速度？回収速度
   で前記電磁成形手段かや鋳物を運ぶ手段を備え、１記補
   充手段は第２の所望導度の補充速度で前記湯材料溜め手
   段へ材料の棒を運ぶ手段を備え、前記第１の手段はｌ！
   ｔＩｉｋｌ！湯材料溜め手段内へ運ばれる補充材の棒の
   体積と前記電磁成形手段から回収される鋳物の体積とを
   °実質的に等しくするように前記第１と第２の速度を調
   節する手段を含むことを特徴とする前記鋳造装置。 α９　特許請求の範囲第９項の記載において、前記湯材
   料溜めの静水圧の前記所望値からの変動がおよそ５％よ
   りも小さい場合に前記第１の手段は実質的に一定の材料
   体積平衡を与え、前記第６の手段は静水圧値の前記所望
   値からの変動がおよそ５チよりも大きい場合に応答する
   よう構成したことを特徴とする前記鋳造装置。