KR930004477B1 - 금속을 유도 용융하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속을 유도 용융하는 장치 및 방법

제1도는 본 발명의 유도 코일안에 배치되어 지지체에 의해 지지된 고체 금속 충전물의 개략도.

제2도 및 제3도는 유도 코일안의 충전물이 용융되는 연속 단계들을 나타내는 도면.

제4도는 본 발명의 유도 코일안의 용융 금속이 주형안으로 주입되는 것을 나타내는 개략도.

제5도는 용융될 충전물이 유도 코일에 대해 이동가능한 플랫폼상에 설치된, 본 발명의 다른 실시예의 개략도.

제6도 및 제7도는 지지체의 확대도.

제8도는 본 발명의 지지체의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유도 코일 12 : 충전물

14 : 권선 18 : 지지체

24 : 튜브 32 : 주형

40 : 플랫폼 42 : 지주

52 : 용융 링

본 발명은 도가니(crucible)나 다른 용기가 필요없는 대신에 용융물을 수용하는데 자계를 이용하여 고체 금속을 대량으로 유도하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

금속 주물의 제조에 있어서는, 금속이 비금속 함유물로 오염되는 것을 방지하는 것이 중요하다. 이러한 함유물들은 보통 산화물 상태이고, 용융되는 금속과 그 용융되는 금속을 수용하는 도가니 사이의 반응에 의해 형성되는 것이 보통이다. 용융물과의 반응성이 최소인 도가니들을 사용하여 그러한 오염을 방지하는 것이 금속 주조 업자들의 오랜 염원이었다. 그러나, 몇몇 합금들, 특히 많은 양의 알루미늄, 티타늄, 또는 하프튬을 포함할 수 있는 니켈-기재 내열합금(수퍼알로이)들은 산화물 도가니들과 왕성하게 반응하고, 용융중에 함유물들을 형성한다.

티타늄-기재 합금들과 내화 금속들(텅스텐, 탄탈, 몰리부텐, 니오브, 하프늄, 레늄, 및 지르코늄)의 합금들의 경우에는, 도가니와의 왕성한 반응 때문에, 도가니 용융이 사실상 불가능하다. 금속 주조업자들의 목표는 그러한 합금들을 오염없이 용융하는 방법을 발견하는 것이다.

지금까지는 금속 제련에 있어서 도가니로부터의 오염을 방지하는 두가지 중요한 방법이 있었다. 한가지 방법은 수냉식 구리 도가니가 사용되는 "냉도가니"용융이다. 유도, 전기 아아크, 플라즈마 토오치, 전자 비임 에너지원들에 의해 용융될 수 있는 금속 충전물(charge)은 차거운 구리 도가니 벽상에 동결한다. 그후에, 액체 금속이 도가니 벽과 접촉하지 않고, 그 자체의 조성물로 된 동결된 고체 금속의 "스컬"(skull)안에 보유된다.

다른 방법은 부양(levitatin)용융이다. 부양 용융에서는, 용융될 금속이 가열되는 동안 공간에 전자기적으로 떠 있는다. 미합중국 특허 제2,686,864호와 미합중국 특허 제4,578,552호는 유도코일을 사용하여 고체 금속을 부양시켜 그 금속을 유도 가열하는 방법을 기술하고 있다.

냉도가니 용융과 용융은 반드시 상당한 에너지를 소비한다. 냉도가니 용융의 경우에는, 단순히 스컬안에 용융 금속을 유지하는데 다량의 에너지가 요구되고, 금속에 부여된 거열 에너지의 대부분이 외측 고체 부분을 유지하도록 신중히 제거되어야 한다. 부양용융에서는, 금속을 떠있게 하는데 에너지가 필요하다. 또한, 통상의 도가니내 용융욕의 표면과 비교하여, 부양 용융은 금속이 넓은 표면적을 가지게 하고, 그 표면적이 방열에 의한 열 손실원이 된다. 금속 온도를 유지하는데 추가 에너지가 요구된다.

상기한 니켈-기재 내열합금들과 같이 도가니와 온화하게 반응하는 합금들에 있어서는, "버렉(Birlec)" 공정이라 불리는 용융 공정이 사용되었다. 이 공정은 영국의 "버밍햄 일렉트릭 캄퍼니"에 의해 개발되었다. "버랙 공정에서는, 한 주형에 주입되는 만큼의 금속을 용융하는데 유도 에너지가 사용된다. 그러나, 도가니를 기울여서 용융물이 그 도가니의 가장자리위로 흐리게 함으로써 통상적으로 도가니로부터 용융 금속을 주입하는 대신에, 이 공정에서는 도가니의 바닥에, 충전 금속과 같은 재료의 별개의 "원판"이나 "버튼"(button)으로 덮히는 구멍을 갖는다. 충전물이 용융된 후에, 용융된 충전물로부터 상기 원판으로 열이 전달되어 그 원판을 용융시킴으로써, 용융금속이 도가니 바닥의 구멍을 통해 그 아래의 대기중인 주형안으로 낙하하게 한다.

"버렉"공정에서 적절한 유도 용융 주파수 및 전력과 함께 소량의 금속을 사용함으로써, 금속이 건초 가리와 같이 쌓이거나 또는 부분적으로 부양되어, 대부분의 용융 공정동안 도가니의 측면에서 떨어져 유지되게 함으로써 도가니 측벽과의 접촉을 비록 제거하지는 않지만 최소화 한다. 그러한 공정은 오늘날 가스 터이빈 제조업에서 단결정 인베스트먼트 주물의 제조에 사용된다. 1986년 5월호 "머티리얼 사이언스 앤드 테크롤로지" 2권 442-460페이지에 "지. 제이. 에스. 히겐보딤"이 발표한 "연구에서 비용 효과적인 방향성 응고 및 단결정 제조까지-일관적 방법"이라는 논문 참조.

소위 건초 가리와 같은 "쌓기"(haystacking)를 사용하여 내화 합금 및 티타늄 합금을 용융하는 방법이 1950년대에 워터타운 병기 공장에서 미합중국 육군에 의해 탄소 도가니를 사용하여 시도되었다. 1958년 "아메리칸 파운드리맨스 소사이어티 트랙색션스" 66권 225-230 페이지에 "제이, 조토스", "피이. 제이. 에이헌", 및 "에이치. 엠. 그린"이 발표한 "유도 용융에 의한 연성 고강도 티타늄 주물들"이라는 논문 참조.

또한, 1970년대에 "쌓기"공정과 "버렉"공정을 조합하여 완성 주물품을 개선시키고자 하는 시도가 행해졌다. 미국 오하이오, 마이트-패터슨의 미국 공군기지, 에오포스 시스템 코맨드의 1972년 보고서 AFFL-TR-72-168에 "티이. 에스. 피온카"와 "시이. 알. 쿡"이 발표한 "티타늄 합금 항공기 부품들의 유도 용융 및 주조" 라는 논문 참조.

그러나, 이러한 시도들은 도가니로부터의 탄소 오염을 제거하는데 성공하지 못하였고, 항공 산업에 요구되는 정확도로 금속의 주입 온도를 제어하는 만족스런 방법이 없다.

간단히 요약해서, 지금까지는 도가니 오염을 방지하도록 용융하고 주입 온도를 제어하는 효율적인 방법이 없었다. 특히 내화금속들 및 그들의 합금과 티타늄 및 그의 합금과 같은 높은 반응성의 금속들 및, 니켈-기재 내열 합금 및 스테인리스 강과 같은 중간정도의 반응성의 합금들에 대해서는 그러한 효율적인 방법의 필요성이 존재한다.

본 발명은 도가니와 같은 용기없이 고체 금속을 대량으로 유도 용융하는 장치 및 방법이다. 소정 양의 고체 금속, 즉, "충전물"이 그 충전물의 하부부분 쪽으로 갈수록 증가하는 전자력을 그 충전물에 부여하도록 배열된 유도 코일 안에 배치된다. 그 충전물은 지지체 위에 자립하여 있다. 그 지지체는 관통하는 구멍을 가지며, 그 지지체를 소정 온도로 유지하는 수단을 포함한다. 본 발명은, 전력이 인가된때 유도 코일에 의해 발생된 전자계와 관련된 에너지와 힘을 이용하여 금속을 용융, 교반 및 한정시키는 것이다. 또한, 유도 코일에 교류 전류를 통과시키면, 유도된 전류와 자계사이의 상호작용에 의해 용융물에 전자력장이 발생되며, 이 전자력장은 2가지 성분, 즉, 교반력과 한정력(자기압)을 가진다. 그 한정력이 용융물에 작용하여 그 용융물을 원래의 공간에 한정시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 용융될 금속 충전물의 둘레에 배치되는 다수의 권선들을 갖는 유도 코일을 포함한다. 이 유도 코일은 그의 하부쪽에 여분의 권선들을 가짐으로써, 더 큰 전자력이 금속 충전물의 하부 부분에 부여되게 한다. 이 권들중 최상부 권선은 다른 권선들의 방향과 반대 방향으로 감겨있다. 충전물은 도가니 안에 있지 않고, 지지체 위에서 용융안된 상태로 자립하여 있다. 그 지지체에는 관통하는 구멍이 있고, 충전물이 용융될때 그 구멍을 통해 액체 금속이 통과할 수 있다.

본 발명의 방법은 용융될 금속 충전물을 유도 코일 안에 배치시키고, 그 충전물을 지지체 위에 세우는 단계들을 포함한다. 교류 전류가 유도 코일에 인가됨에 따라 충전물이 유도 용융된다. 충전물은 그의 상부 부분으로부터 하방으로 용융된다. 유도코일의 기부에 있는 여분의 권선들에 의해 제공된 높은 전자력 때문에, 액체 금속이 충전물의 측면에서 넘쳐 흐르지 않고, 고체 충전물이 차지했던 원래의 공간에 한정되어 유지된다. 결국에는, 액체 금속으로부터 나머지 고체금속으로 열이 전달되어, 수냉식 지지체에 직접 놓인 환형의 고체 금속 부분을 제외하고 고체 금속 모두가 용융된다. 용융된 금속은 지지체의 중앙에 있는 구멍을 통해 직접 주형 안으로 흐른다.

첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 유도로(induction furnace)의 개략도이다. 용융된 고체 금속의 충전물(12)이 다수의 권선들(14)을 갖는 유도 코일(10)안에 배치된다. 공지의 방식으로 전력이 인가될때, 유도 코일(10)은 충전물(12)안에 와전류를 유도하여 그 충전물을 가열하는 자계를 발생시킨다. 유도 가열 및 용융의 일반적인 원리는 잘 알려져 있으므로 여기에서 상세히 설명될 필요는 없다.

또한, 유도 코일(10)은 그 코일에 전력이 인가된때 충전물(12)에 전자력을 발생시킨다. 유도 코일의 권들(14)은 그 권선들이 발생하는 전자력이 충전물(12)의 하부부분쪽에서 집중되도록 배열된다. 바람직한 실시예에서는, 하부의 권선들은 유도 코일의 하부쪽으로 갈수록 이중, 삼중, 또는 다중으로 겹쳐져 있다. 또 다르게는, 권선들(14)은 충전물(12)의 하부쪽의 권선들이 상부쪽의 권선들보다 충전물에 더 가까이 있도록 배열될 수 있다. 또 다르게는, 유도 코일(10) 및 충전물(12)의 서로 다른 부분들에 각각 해당하는 다수의 별도의 전원들을 제공함으로써, 하부 권선들이 그와 관련된 전기 에너지를 더 많이 가지게 할 수도 있다.

충전물(12)은 용융되기 전에 지지체(18)위에 놓인다. 그 지지체(18)는 관통하는 구멍(20)을 가지며, 환형링으로 도시되었지만, 반드시 환형일 필요는 없다. 그러나, 구멍(20)은 원형인 것이 바람직하다. 지지체(18)는, 충전물(12)이 용융될 때 그 지지체가 충전물에 비하여 비교적 차가운 소정 온도를 유지하게 하는 수단을 포함한다. 지지체(18)를 냉각시키기 위한 대표적인 수단은 튜브(24)에 의해 공급되는 냉각액이 순환하는 내부 공동부(2)로 구성된다. 지지체(18)를 위한 바람직한 재료는 구리이다.

유도 코일(10)의 최상부 권선(16)은 유도 코일의 다른 권선들(14)의 방향과 반대 방향으로 감겨 있다. 이러한 역권선은 충전물(12)이 부분적으로 부양하거나 쌓이는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 만일 금속이 부분적으로 부양하면, 부분적인 부양에 의해 발생하는 초과 표면적이 방열에 의한 열손실원이 되어 유도코일의 용융 효율을 감소시킨다. 또한, 그러한 부양은, 충전물(12)위에 배치되어 부양력을 억제하는 디스크, 링, 또는 유사 구조물과 같은 적절한 구조의 소극적 유도자를 사용함으로써 방지될 수도 있다.

충전물(12)은 권선들(14)에 근접하지만 그 권선들과 물리적으로 접촉하지 않게 유도 코일(10)안에 배치된다. 특히 강조하고자 하는 것은 도가니(crucible)가 사용되지 않는 다는 것이다. 유도 코일의 권선들(14)은 용융물의 부양이 상기한 수단에 의해 방지되면서, 발생된 전자력이 용융되는 금속을 지지하고 용융 금속을 유도코일의 중심과 동심인 원통형 용적부에 한정시키도록 배열된다.

유도 코일(10)에 전력이 인가될때, 금속은 제2도에 도시된 바와같이 충전물의 상부로부터 용융되기 시작한다. 도면들에서, 충전물(12)의 고체 금속 부분이 빗금으로 나타내어지고, 용융된 액체 금속(12a)이 충전물의 하부쪽으로 증가한다. 유도 코일(10)의 기부에 있는 여분의 권선들에 의해 제공된 높은 전자력 때문에, 액체 금속(12a)은 충전물(12)의 측면으로 넘쳐 흐르지 않고, 그 충전물이 차지했던 원래의 공간에 한정되어 유지된다.

마지막에는 액체 금속(12a)으로부터 나머지 고체금속으로 열이 전달되어, 지지체(18) 바로위에 놓인 고체 금속의 가장자리를 제외하고 충전물(12) 모두가 용융된다. 지지체(18)의 구멍(20)에 인접한 충전물(12)의 고체 금속 부분이 마지막으로 완전히 용융된 때, 액체 금속은 구멍(20)을 통과하여 주형(32) 또는 어떤 다른 용기의 주입구(30)로 낙하한다. 충전물(12)은 주형(32)과 동일한 체적을 갖는 크기로 될 수 있다. 지지체(18)가 튜브(24)와 내부 공동부(22)를 포함하는 냉각 수단에 의해 비교적 낮은 온도로 유지되므로, 지지체(18)에 인접한 금속 부분(26)(제4도)은 고체로 남는다.

여분의 코일 권선들(14)에 의해 충전물(12)의 하부 부분쪽에 부여되는 자계의 목적은 액체금속(12a)을 유도 코일(10)안의 공간에 한정시키고, 액체 금속 안에 강력한 대류가 형성되게 하고, 액체 금속이 부양하거나 그의 무게를 지탱하지 않도록 하는 것이다. 액체 금속(12a)의 무게는, 적절한 주입 온도가 얻어질때까지 충전물(12)의 하부에 용융된 상태로 남는 고체금속 부분에 의해 지지된다. 액체금속(12a)을 한정시키는데 필요한 힘은 그 금속의 높이 및 밀도와 함수 관계에 있으므로, 증가된 무게의 충전물은 단지 그 충전물과 지지체의 직경을 증가시킴으로써 용융될 수 있다.

유도 용융에서는, 좁은 온도 범위의 액체 금속을 제공하거나 또는 그 금속을 과열, 즉 용융점 이상의 온도로 가열할 필요가 종종 있다. 충전물(12)을 오직 부분적으로만 유도 코일(10)안에 배치시킴으로써, 그 유도 코일안의 충전물 부분은, 충전물(12)의 하부부분을 용융시켜 액체 금속이 조기에 구멍(20)을 통과하게 하는 일이 없이 과열될 수 있다. 액체금속(12a)이 그의 소망의 온도에 있을 때에만, 충전물이 유도코일(10)안에 완전히 배치되고, 그 다음, 나머지 충전물의 용융이 신속히 이루어지며, 소망의 온도의 액체금속(12a)이 대기중인 주형 안으로 흐른다.

이러한 용융 공정의 정확한 제어는 제5도에 도시된 실시예에 의해 이루어질 수 있다. 여기에서, 지지체(18)는 수직이동가능한 플랫폼(platform)(40)을 포함하는 승강 장치에 부착되고, 그 플랫폼(40)은 지주들(42)상에 설치된다. 이 승강장치는 공압식, 수압식, 기계식, 전기식, 또는 어떤 다른식 수단에 의해 작동될 수 있다. 충전물(12)이 용융되기 시작할 때, 충전물(12)과 지지체(18)는 충전물의 하부부분이 유도 자계의 영향을 받지 않도록 유도 코일(10) 약간 아래에 배치된다. 이러한 하부 위치에서는, 충전물(12)의 상부 부분 만이 유도코일(10)안에서 용융된다. 충전물의 상부의 용융된 부분이 소망의 주입 온도에 도달한때, 승강장치가 작동하여 충전물을 유도 코일안으로 완전히 상승시킨다. 충전물의 나머지 부분의 용융이 신속히 이루어지고, 소망의 온도의 액체 금속(12a)이 아래에 대기중인 주형안으로 흐른다. 용융공정을 정확히 제어하기 위해서는, 충전물(12)과 유도 코일(10) 사이에 상대 운동을 제공할 필요가 있다. 따라서, 제5도에 도시된 바와같이, 충전물이 공정된 유도 코일에 대해 이동하거나, 또는 유도 코일이 공정된 고체 충전물에 대해 이동할 수 있게 한다.

지지체(18)의 구멍(20)을 통한 용융 금속의 유출이 제6도에 상세히 도시되어 있다. 앞에서 설명한 바와같이, 지지체(18)는 예를들어 그 지지체안의 내부 공동부(22)를 통해 냉각액을 순환시킴으로써, 용융되는 충전물의 용융점보다 낮은 온도로 유지된다. 지지체(18)가 충전물의 용융점보다 낮은 온도로 유지되므로, 충전물(12)중 소량의 부분이 고체로 남아있게 되어, 지지체(18)위에 그와 동심으로 놓이는 환형의 금속 부분(26)을 형성한다. 또한, 충전물(12)이 일단 완전히 용융되고 용융금속이 지지체(18)의 구멍(20)을 통해 흐르기 시작하면, 구멍(20)의 내측면상에 약간의 금속(26a)이 동결된다.

정규 작동에서, 충전물(12)의 하부의 녹아내린 "구멍"은 구멍(20)의 직경보다 크지 않다. 따라서, 정규작동에서는 고체금속이 항상 지지체(18)를 둘러싸고 있으므로, 용융된 금속은 지지체(18)와 물리적인 접촉을 하지 않는다. 그러나 항상 그러한 것은 아니다.

제7도는 충전물의 하부의 녹아내린 "구멍"이 지지체의 구멍(20)의 직경 보다 큰 때 일어나는 상황을 나타낸다. 그 경우에, 환형의 금속 부분(26)은 지지체(18)의 전체 상면에 놓이지 않고 구멍(20)의 가장자리로부터 움푹들어가서, 지지체(18)의 예리한 연부(50)가 노출되게 한다. 이것을 지지체의 구멍(20)을 통해 흐르는 용융된 금속이 지지체(18)와 접촉하고 그 접촉으로 인해 오염됨을 의미한다. 또한, 예리한 연부(50)가 구멍(20)을 통해 흐르는 용융된 금속에 의해 용융되어, 완성된 주물이 사용될 수 없을 정도로 용융물을 오염시킬 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제8도에 도시된 바와같이, 관통하는 구멍(54)이 있는 용량 링(52)이 사용될 수 있다. 이 용융 링(52)은 지지체(18)의 구멍(20)의 상부 가장자리에 설치된다. 지지체(18)에는 용융 링(52)을 지지할 수 있는 계단부(19)가 제공될 수 있다. 용융 링(52)은 충전물(12)의 재료와 동일한 재료로 만들어진다. 용융 링(52)의 구멍(54)은, 환형의 금속 부분(26)의 구멍이 구멍(54)보다 더 큰때라도, 액체 금속(12a)이 지지체(18)에 이르기까지 용융 링(52)을 침식하지 않도록 지지체(18)의 구멍(20)보다 작게 형성된다. 이것은 액체 금속(12a)이 구멍(20)의 상부 가장자리를 용융시키는 대신 용융 링(52)을 용융시킨다는 개념이다. 그러나, 액체 금속(12a)은 용융 링(52)과 동일한 재료이므로, 용융 링(52)에서 용융된 금속은 지지체(18)를 통과할때 액체 금속(12a)을 오염시키지 않는다.

상기한 공정은 용융 공정에서 도가니를 완전히 제거함으로써 도가니 오염 및 반응을 방지한다. 또한, 전자력에 의해 액체금속안에 발생된 강한 대류 흐름 때문에, 액체 금속이 상당히 균질해진다.

본 발명의 방법은, 공기중이나 진공 상태에서, 또는 제어된 대기중에서 사용될 수 있다.

명백히, 본 발명의 방법은 별도의 주입 공정이 욕되지 않기 때문에 자동 생산에 매우 적합하다. 제5도에 도시된 것과 같은 승강 장치의 사용없이 적절한 주입 온도가 얻어지는 경우에는, 충전물의 하부를 용융시키는데 필요한 양의 에너지가 충전물에 전달된때 주입(pouring)이 일어난다. 광학 또는 적외선 온도 측정 장치를 부가하므로써, 과열 제어가 요구될때 온도 측정장치로부터 신호가 승강 장치를 작동시키고 전원을 제어할 수 있도록 제어회로가 구성될 수 있다.

또한, 용융 공정이 완료된 후에 잔류하는 용융안된 환형의 금속부분(26)은 용융공정으로부터 오염되지 않았으므로 재생하기에 이상적이다.

본 발명은 도가니의 필요성과 사용을 제거한다. 따라서, 본 발명은 금속 충전물과 도가니 사이의 반응과, 도가니 또는 그의 반응 생성물에 의한 금속의 오염을 완전히 제거한다. 또한, 본 발명은 도가니의 구입, 보관, 취급, 설치 비용을 제거한다. 도가니와의 반응의 위험이 없기 때문에, 본 발명은 자동 용융 및 주입 공정에서의 액체 금속 과열의 재생가능한 제어를 가능케한다. 본 발명은 용융물로부터 차거운 도가니 벽으로의 에너지 손실이 없으므로, 냉각시 도가니 용융 공정보다 에너지 효율이 훨씬 높다. 또한, 본 발명은 금속을 뜨게하기 위해 소비되는 에너지가 없으므로, 부양 공정 보다 훨씬 에너지 효율이 높다. 본 발명의 장치는 "버렉"(Birlec)공정 및 그로부터 파생된 공정에서 용융될 수 있는 질량의 10배까지의 질량을 갖는 충전물을 용융시킬 수 있음이 판명되었다.

Claims (14)

1. 용기없이 다량의 고체 금속을 유도 용융하는 장치로서, 상기 금속을 수용하기 위한 용적부를 형성하는 다수의 권선을 가지며, 상기 금속에 그 금속의 하부분쪽으로 갈수록 증가하는 전자력을 가하기 위한 유도 코일; 상기 유도 코일에 전류를 인가하는 수단; 아랫쪽에서 상기 금속을 지지하며, 관통하는 구멍을 가지는 지지 수단; 및 상기 지지 수단을 소정 온도로 유지하는 수단으로 구성되는, 금속을 유도 용융하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 금속의 부양을 방지하는 수단을 더 포함하는, 금속을 유도 용융하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지수단이 환형인, 금속을 유도 용융하는 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지수단을 소정 온도로 유지하는 상기 수단이, 냉각 유체가 순환하는 상기 지지 수단안의 적어도 하나의 채널로 구성되는, 금속을 유도 용융하는 장치.
5. 용기없이 다량의 고체 금속을 유도 용융하는 장치로서, 상기 금속 둘레에 배치된 다수의 권선들을 가지며 상기 권선들중 최상부 권선이 다른 권들의 방향과 반대 방향으로 감겨있는 유도 코일로서, 그 유도 코일안의 상기 금속의 하부분 쪽으로 갈수록 더 큰 전자력을 제공하도록 된 유도코일; 상기 유도코일에 전류를 제공하는 수단; 관통하는 구멍을 가지며, 상기 금속의 밑면과 실제로 접촉하는 지지 수단; 및 상기 지지수단을 소정 온도로 유지하는 수단으로 구성되는, 금속을 유도 용융하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 지지수단의 구멍의 가장자리 둘레 배치되어 있고 상기 금속의 재료와 동일한 재료로된 용융 링을 더 포함하는, 금속을 유도 용융하는 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 지지수단의 상기 구멍과 소통하는 주입구를 가지는 주형을 더 포함하는, 금소을 유도 용융하는 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 지지수단이 상기 유도 코일에 대해 이동가능한, 금속을 유도 용융하는 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 지지수단이 환형인, 금속을 유도 용융하는 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 지지수단을 소정 온도로 유지하는 상기 수단이, 냉각 유체가 순환하는 상기 지지 수단안의 적어도 하나의 채널로 구성되는, 금속을 유도 용융하는 장치.
11. 용기 없이 다량의 고체 금속을 유도 용융하는 방법으로서, 상기 금속을 유도 코일안에 배치시키는 단계; 상기 금속안에 와전류를 유도하고, 상기 금속의 하부부분쪽으로 갈수록 더 강하여 그 금속이 그의 상부로부터 하방으로 용융되게 하는 전자력을 그 금속의 표면에 유도하는 전자계를 상기 유도 코일안에 발생시키는 단계; 상기 금속의 액체부분으로 부터의 열전달에 의해, 그 금속의 밑면에 배치된 지지수단과 접촉하는 환형의 고체 금속 부분을 제외하고 상기 금속의 나머지 고체 부분 모두를 용융시키도록 상기 금속을 용융시키는 단계; 및 상기 금속의 상기 액체 부분이 상기 환형의 고체 금속 부분의 구멍과 상기 지지수단의 구멍을 통해 흐르도록 상기 금속을 더 용융시키는 단계로 구성되는, 금속을 유도 용융하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 금속의 상기 액체 부분을, 상기 지지수단의 상기 구멍 아래에 배치된 주형안에 모으는 단계를 더 포함하는, 금속을 유도 용융하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 전자계 안의 상기 금속의 부분이 소정 온도에 도달할때까지 상기 금속을 전자계안에 부분적으로 배치시키고, 그 다음 상기 금속 전체를 상기 전자계안에 배치시키는 단계를 더 포함하는 금속을 유도 용융하는 방법.
14. 액체 금속이 도관을 통과할때 그 액체 금속의 오염을 방지하는 방법으로서, 상기 액체 금속의 재료와 동일한 재료로 된 용융 링을 상기 도관안에 제공하는 단계와; 상기 액체 금속이 상기 도관의 내측면과 접촉하지 않고 상기 용융 링의 구멍을 통과하게 하는 단계로 구성되는, 액체 금속의 오염방지 방법.

Images