特許 7376486 反応性合金及び金属用の密閉傾動注湯電気誘導炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】反応性合金及び金属用の密閉傾動注湯電気誘導炉

(51)【国際特許分類】

   F27B 14/02 20060101AFI20231031BHJP

   F27B 14/18 20060101ALI20231031BHJP

   F27B 14/16 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

F27B14/02

F27B14/18

F27B14/16

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020540498

(86)(22)【出願日】2019-01-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 US2019014523

(87)【国際公開番号】W WO2019147560

(87)【国際公開日】2019-08-01

【審査請求日】2021-12-21

(31)【優先権主張番号】62/620,550

(32)【優先日】2018-01-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591029943

【氏名又は名称】インダクトサーム・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＣＴＯＴＨＥＲＭ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】サティエン・プラブ

(72)【発明者】

【氏名】ピーター・アルアンノ

【審査官】村岡 一磨

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－０５２３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３２８２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１８０９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１０６２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５８８２５８２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００４４７８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７９９０７１０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ １４／００－１４／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反応性溶融物質の密閉傾動注湯のための電気誘導炉システムであって、
断熱された反応性物質格納容器を備えるとともに、水平配向回転傾動軸を有する上部傾動注湯炉容器と、
前記上部傾動注湯炉容器に接続されるとともに、前記上部傾動注湯炉容器と流体連通している下部電気誘導炉容器であって、前記下部電気誘導炉容器は、前記上部傾動注湯炉容器に装填された反応性物質を誘導加熱及び溶融するように構成されている、下部電気誘導炉容器と、
前記上部傾動注湯炉容器が前記水平配向回転傾動軸周りに注湯位置まで傾けられた時に前記上部傾動注湯炉容器から前記反応性溶融物質を注湯するように構成された密閉炉注湯スパウトと、
回転ユニオン構成要素及び固定ユニオン構成要素を有する回転ユニオンであって、前記回転ユニオン構成要素が、前記密閉炉注湯スパウトに接続されているとともに、前記密閉炉注湯スパウトから前記固定ユニオン構成要素に接続された反応性溶融物質移送装置への前記反応性溶融物質の移送のために前記上部傾動注湯炉容器が傾けられた時の、前記水平配向回転傾動軸周りの回転のために、前記水平配向回転傾動軸と軸方向に一列に並べられている、回転ユニオンと、
を備え、
前記上部傾動注湯炉容器の主内部容積の下部外周の近くに配置された内部スパウトチューブ開口から、前記主内部容積の壁を貫通するスパウトチューブを通して、前記密閉炉注湯スパウトに前記反応性溶融物質が供給される、
電気誘導炉システム。

【請求項2】

前記密閉炉注湯スパウトは、前記上部傾動注湯炉容器の平面図において、前記水平配向回転傾動軸の軸配向が０－１８０度であるとする時、２３５度に位置されている、
請求項１に記載の電気誘導炉システム。

【請求項3】

前記反応性溶融物質移送装置内に配置された溶融反応性物質レベルセンサであって、前記反応性溶融物質移送装置内の前記溶融反応性物質レベルセンサでの反応性溶融物質の流れ高さ又は反応性溶融物質の流量に応じて注湯位置を調整する、溶融反応性物質レベルセンサをさらに備える、
請求項１に記載の電気誘導炉システム。

【請求項4】

前記上部傾動注湯炉容器に配置されたスラグドア開口をさらに備え、前記上部傾動注湯炉容器は、注湯位置回転方向と反対の回転方向に前記水平配向回転傾動軸周りに前記上部傾動注湯炉容器が傾動された時に、前記スラグドア開口からスラグ物質を除去するように構成されている、
請求項１に記載の電気誘導炉システム。

【請求項5】

前記上部傾動注湯炉容器の内部に前記反応性物質を供給するために前記上部傾動注湯炉容器の上部に配置された上部チャンバをさらに備える、
請求項１に記載の電気誘導炉システム。

【請求項6】

電気誘導炉システムから反応性溶融物質移送装置に反応性溶融物質を供給するための方法であって、
下部電気誘導加熱炉容器に接続された上部傾動注湯炉容器に反応性物質をチャージすること、
前記下部電気誘導加熱炉容器内の前記反応性物質を誘導加熱及び溶融すること、
前記上部傾動注湯炉容器の内部に接続された密閉炉注湯スパウトから前記反応性溶融物質を注湯するために、水平配向回転傾動軸周りに注湯位置まで前記上部傾動注湯炉容器を傾動させること、及び
回転ユニオンの回転ユニオン構成要素を前記水平配向回転傾動軸周りに回転させると同時に、前記水平配向回転傾動軸周りに前記注湯位置まで前記上部傾動注湯炉容器を傾動させ、前記密閉炉注湯スパウトから、前記反応性溶融物質移送装置に接続された前記回転ユニオンの固定ユニオン構成要素に前記反応性溶融物質を移送すること、
を含み、
前記上部傾動注湯炉容器の前記内部の壁を貫通するスパウトチューブを通して、前記上部傾動注湯炉容器の前記内部の下部外周の近くに配置された内部スパウトチューブ開口を介して、前記上部傾動注湯炉容器の前記内部から前記密閉炉注湯スパウトに前記反応性溶融物質を供給することをさらに含む、
方法。

【請求項7】

前記上部傾動注湯炉容器の平面図において、前記水平配向回転傾動軸の軸配向が０－１８０度であるとする時、前記密閉炉注湯スパウトを２３５度に位置させることをさらに含む、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記上部傾動注湯炉容器が前記注湯位置にある時に、前記反応性溶融物質移送装置内の反応性溶融物質の流れ高さ又は反応性溶融物質の流量を感知するとともに、前記反応性溶融物質の流れ高さ又は前記反応性溶融物質の流量の変化に応じて前記注湯位置を調整することをさらに含む、
請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記上部傾動注湯炉容器からのスラグ除去のために、注湯位置傾動とは反対回転の方向に前記水平配向回転傾動軸周りに前記上部傾動注湯炉容器を傾動させることをさらに含む、
請求項６に記載の方法。

【請求項10】

電気誘導炉システムから密閉反応性溶融物質移送装置に反応性溶融物質のバッチ注湯を供給するための方法であって、
下部電気誘導加熱炉容器に接続された上部傾動注湯炉容器に、前記上部傾動注湯炉容器の上部に配置された上部チャンバによって反応性物質をチャージすること、
前記上部傾動注湯炉容器の内部容積における最大装填ラインに前記反応性溶融物質が達するまで、前記上部傾動注湯炉容器にチャージしながら、前記下部電気誘導加熱炉容器内の前記反応性物質を誘導加熱及び溶融すること、
前記上部傾動注湯炉容器内の前記反応性溶融物質の上のフリーボード容積においてカバーガスを維持すること、
前記上部傾動注湯炉容器の前記内部容積に接続された密閉炉注湯スパウトから前記反応性溶融物質の前記バッチ注湯を注湯するために、水平配向回転傾動軸周りに可変注湯角度位置まで前記上部傾動注湯炉容器を傾動させること、及び
密閉回転ユニオンの回転ユニオン構成要素を前記水平配向回転傾動軸周りに回転させると同時に、前記水平配向回転傾動軸周りに前記可変注湯角度位置まで前記上部傾動注湯炉容器を傾動させ、前記密閉炉注湯スパウトから、前記回転ユニオン構成要素及び前記密閉回転ユニオンの固定ユニオン構成要素を介して前記密閉反応性溶融物質移送装置に前記反応性溶融物質を移送すること、
を含み、
前記上部傾動注湯炉容器の前記内部容積の壁を貫通するスパウトチューブを通して、前記上部傾動注湯炉容器の前記内部容積の下部外周の近くに配置された内部スパウトチューブ開口を介して、前記上部傾動注湯炉容器の前記内部容積から前記密閉炉注湯スパウトに前記反応性溶融物質を供給することをさらに含む、
方法。

【請求項11】

前記電気誘導炉システムから前記反応性溶融物質のバッチ注湯を供給する方法の間、前記内部スパウトチューブ開口の上にある反応性溶融金属の最小レベルを維持することをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記上部傾動注湯炉容器の平面図において、前記水平配向回転傾動軸の軸配向が０－１８０度であるとする時、前記密閉炉注湯スパウトを２３５度に位置させることをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記上部傾動注湯炉容器が前記可変注湯角度位置にある時に、前記密閉反応性溶融物質移送装置内の反応性溶融物質の流れ高さを感知するとともに、前記密閉反応性溶融物質移送装置内の反応性溶融物質の流れ高さを一定に維持するために、前記反応性溶融物質の流れ高さの変化に応じて前記可変注湯角度位置を調整することをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記上部傾動注湯炉容器が前記可変注湯角度位置にある時に、前記密閉反応性溶融物質移送装置内の反応性溶融物質の流量を感知するとともに、前記密閉反応性溶融物質移送装置内の反応性溶融物質の流量を一定に維持するために、前記反応性溶融物質の流量の変化に応じて前記可変注湯角度位置を調整することをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記上部傾動注湯炉容器からのスラグ除去のために、前記可変注湯角度位置傾動とは反対回転の方向に前記水平配向回転傾動軸周りに前記上部傾動注湯炉容器を傾動させることをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前記電気誘導炉システムから前記反応性溶融物質の前記バッチ注湯を供給するとき、前記密閉回転ユニオンを介して前記密閉反応性溶融物質移送装置において前記カバーガスを維持することをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。

【請求項17】

前記上部チャンバにチャージ容器が接続されているとき、前記上部チャンバとともに前記フリーボード容積において前記カバーガスを維持することをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１月２３日に出願された米国仮出願第６２／６２０，５５０号の利益を主張し、これは参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

【0002】

本発明は、反応性合金及び金属を加熱及び溶融し、注湯された反応性溶融物質が空気中の酸素等の周囲環境中の要素から隔離される直接チル鋳造又は金型装填ライン等の工業プロセスで使用する溶融反応性合金及び金属を供給するための電気誘導炉及び炉システムに関する。

【背景技術】

【0003】

従来技術では、傾動電気誘導炉の注湯スパウトは、例えば米国特許第９，３３２，５９４Ｂ２号明細書に開示されているように、通常、炉の傾動軸に対して垂直（９０度）の角度に注湯スパウトが向けられるように配置される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

空気又は他の周囲環境からの保護カバーガス環境を溶融物質が必要とする場合、傾動注湯誘導炉は、注湯が行われる保護カバーガス密閉容器内に配置され得る。注湯領域を空気から保護する他の既知の装置及び方法は、複雑であり費用がかかる。

【0005】

本発明の１つの目的は、当技術分野で知られているものと比較して相対的に費用効果装置及び方法において、炉からの溶融反応性物質の注湯が空気又は他の周囲環境との相互作用から保護されている傾動電気誘導炉から溶融反応性金属又は金属合金を供給することができる傾動注湯電気誘導炉及び炉システム、並びにそれらの使用方法を提供することである。

【0006】

本発明の他の目的は、本明細書並びに添付の図面及び特許請求の範囲において明らかにされる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様において、本発明は、溶融金属又は合金を炉から溶融金属処理システムに供給する時に、空気又は他の周囲環境からの金属又は合金の隔離を必要とする反応性金属又は反応性金属合金を加熱するか、溶融するか又は加熱及び溶融の組み合わせを行うための傾動注湯電気誘導炉及び炉システムである。

【0008】

別の態様では、本発明は、注湯プロセス中及び溶融金属処理システムへの供給中に金属又は合金を空気又は他の周囲環境から隔離しながら、反応性金属又は反応性溶融金属合金が加熱、溶融又は加熱及び溶融される、傾動注湯電気誘導炉及び炉システムから溶融反応性金属又は反応性溶融金属合金を供給する方法である。

【0009】

本発明の上記および他の態様は、本明細書並びに添付の図面及び特許請求の範囲に記載されている。

【0010】

添付の図面は、以下に簡単に要約されるように、本発明の例示的な理解のために提供されており、本明細書及び添付の特許請求の範囲にさらに記載されている本発明を限定しない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の傾動注湯炉システムの一実施形態の上部傾動注湯炉容器、及び炉システムから反応性溶融物質移送装置への密閉接続注湯インターフェースの一例の上面図である。

【図2】図２は、線Ａ－Ａを通る図１に示された上部傾動注湯炉容器の断面立面図である。

【図3】図３の（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、本発明の密閉電気誘導炉システムが炉容器から反応性溶融物質を注湯するか又は炉容器からスラグを除去するときの、炉容器の回転傾動注湯軸周りの例示的な上部傾動注湯容器の傾動位置を示す。

【図4】図４は、本発明の密閉傾動注湯電気誘導炉を形成するための、図１及び図２に示される上部傾動注湯炉容器に接続された下部電気誘導炉容器の一例を示す。

【図5】図５は、本発明の密閉傾動注湯電気誘導炉及び炉システムのための、簡略化された炉傾動制御システムの図の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明で利用される上部傾動注湯炉容器１０の一例が図１及び図２に示されている。本明細書では、上部傾動注湯炉容器が「上部ケース」としても特定される。
本発明の図示される実施形態では、上部傾動注湯炉容器は、断熱反応性物質格納容器を形成するために、当技術分野で知られている適切な物質から選択される外部構造シェル１０ａ及び内部耐火物１０ｂを有する。
耐火物内の容積は、反応性物質装填ライン上のカバーガスフリーボード容積（図２のＦＢフリーボード領域）を有する、反応性物質バッチ注湯限度容量ライン（図２の例示的なＭＭＬ最大装填ライン）から、上部傾動注湯炉容器１０の底部の開かれた炉口（ｔｈｒｏａｔ）溶融金属領域１３までの典型的な上部ケース内部炉容積１０ｄを定義する。図示された本発明の例示的な実施形態では、開かれた炉口溶融金属領域１３は、上部傾動注湯炉容器１０を下部炉容器３０に接続する。

【0013】

図面に示される本発明の実施形態では、上部ケースの内部炉容積１０ｄは、上部内部領域から、炉口溶融物質領域１３に開口する中央底部を有する下部皿（又はボウル）形状領域まで、ほぼ円筒形状である。

【0014】

図４は、上部傾動注湯炉容器１０との組み合わせで本発明の密閉傾動注湯電気誘導炉５０の一実施形態を形成する、コアレス電気誘導溶融加熱炉としての下部電気誘導炉容器３０の一例を示す。
コアレス電気誘導溶融加熱炉は、特定の用途に応じて、米国特許出願公開第２０１６／０２４２２３９Ａ１号明細書に開示されているもの、又は当技術分野で知られている他のものであってよい。

【0015】

当技術分野で知られているように、図４に示される電気誘導炉容器３０内のインダクタ３０ａに交流電力を供給するために、適切な交流電源（図示せず）が設けられる。図４では、反応性物質３０ｄが電気誘導炉容器内に示されている。
米国特許出願公開第２０１６／０２４２２３９Ａ１号明細書にさらに開示されているように、本発明のいくつかの実施形態では、インダクタ３０ａと耐火物３０ｃとの間に冷却通路３０ｂを任意に設けることができる。

【0016】

本明細書に記載される本発明の上部傾動注湯炉容器が反応性溶融物質を注湯するために使用される時、下部電気誘導炉容器は、図４に示されるように上部傾動注湯炉容器に接続され、上部傾動注湯炉容器とともに傾けられる。
本明細書に記載されるように、炉及び炉システムは、炉バッチ注湯プロセスでも使用されるが、本発明の炉及び炉システムは、例えば金型装填ライン等の溶融物質処理システム用の複数の単一注湯反応性溶融物質移送装置と共に使用される。

【0017】

図１及び図２に示される本発明の実施形態において、上部傾動注湯炉容器１０及び回転ユニオン２０の回転構成要素２０ａは両方とも、密閉炉スパウト１２ａからの反応性溶融物質の傾動注湯中に、共通トラニオンシャフト（又は軸）「Ｔ－Ｔ」周りで同時に回転するように構成される。密閉炉スパウト１２ａは、典型的には、本発明のこの実施形態の反応性物質バッチ注湯限度容量ラインの位置か又はその上で、上部傾動注湯炉容器の内部容積から突出している。
図面に示される本発明の実施形態では、（下部炉容器３０が取り付けられている）上部傾動注湯炉容器１０及び回転ユニオンの回転構成要素２０ａは、例えば回転運動を生み出すパワードリニア駆動装置（当技術分野で既知であり、例えば米国特許第９，３３２，５９４Ｂ２号明細書等に示されている電気又は油圧駆動装置等）等の適切な駆動装置により同時に回転される。
回転ユニオン２０により、傾動注湯炉を回転させて、回転ユニオンの固定構成要素２０ｂを介して、図１に示す固定反応性溶融物質移送装置３２ａ，３２ｂの間の周囲環境に曝すことなく、反応性溶融物質を注湯することができる。固定構成要素２０ｂは、移送装置３２ａ及び回転構成要素２０ａに接続されている。回転構成要素２０ａは、密閉炉注湯スパウト１２ａに接続されており、上部傾動注湯炉容器１０の内部１０ｄから移送装置３２ａ，３２ｂへの反応性溶融物質の流れを可能にする。移送装置３２ａ，３２ｂは、例えば直接チル鋳造又は金型ライン装填プロセス装置等の工業プロセス装置（図示せず）に反応性溶融物質を供給する。
回転ユニオン２０は、当技術分野で知られているように、本発明の特定の用途に従って選択される。反応性溶融金属物質移送装置３２ａ，３２ｂは、直接チル鋳造又は金型装填ライン等の特定の工業プロセスに反応性溶融物質を移送するための、例えば当技術分野で知られている密閉金属樋（ｌａｕｎｄｅｒｓ）等の１つ又は複数の装置を表す。

【0018】

密閉炉注湯スパウト１２ａは、上部傾動注湯炉容器１０の外周から環境密封接続を介して上部傾動注湯炉容器１０まで延在し、図３（ａ）に示されるように上部炉容器が０度（水平）で水平（非注湯）配向されている時に、例えば最大容量水平反応性物質装填ライン（ＭＬＬ）の位置か又はその上に位置されることができる。
図に示される本発明の実施形態では、上部傾動注湯炉容器の壁（図示の実施形態では外部構造シェル１０ａ及び内部耐火物１０ｂ）を貫通して上部傾動注湯炉容器の内部容積１０ｄに達するスパウトチューブ１２ｂを介して、密閉炉注湯スパウト１２ａに溶融反応物質が供給される。スパウトチューブ１２ｂは、内部スパウトチューブ開口１２ｃで終端する。内部スパウトチューブ開口１２ｃは、主内部容積１０ｄの下部外周の近くにあるとともに、上部傾動注湯炉容器と下部電気誘導炉容器との間の移行内部溶融物質容積１３の上にある。
図２に示すように、内部スパウトチューブ開口１２ｃは、図面に示される本発明の実施形態における移行内部容積の上方の距離ｄ₁に配置される。距離ｄ₁は、特定の用途において、主内部容積１０ｄ内の利用可能なバッチ注湯溶融物質の容積を最大にするように選択される。
典型的には、限定するものではないが、スパウトチューブ１２ｂは開放円筒形断面形状であり得、スパウトチューブが終端する内部スパウトチューブ開口１２ｃは炉の内壁における開放楕円形断面形状であり得る。
一般に、密閉炉注湯スパウト１２ａ、スパウトチューブ１２ｂ及び内部スパウトチューブ開口１２ｃを備えるスパウトアセンブリは、（下部電気誘導炉容器が取り付けられた）上部傾動注湯炉容器が炉傾動トラニオンシャフト又は軸「Ｔ－Ｔ」周りに回転傾動された時に、炉の下部主内部容積から密閉炉スパウトに重力送りにより溶融反応性物質を引き出す。

【0019】

図１に示されるように、本発明の図示された実施形態では、密閉炉スパウト１２ａは、上部炉容器の平面図において、水平配向炉傾動回転軸「Ｔ－Ｔ」（軸配向０－１８０度）から約２３５度に位置する。本発明の他の実施形態では、密閉炉スパウトの角度位置は、角度が炉傾動回転軸に対して垂直（９０度）でない限り、変化し得る。

【0020】

傾動注湯炉からの反応性溶融物質通路は、内部スパウトチューブ開口１２ｃから炉スパウトチューブ１２ｂ、密閉炉スパウト１２ａ、特定の用途において反応性溶融物質を処理装置に供給するために（図示の例ではフランジ２０’を介して）反応性溶融物質移送装置３２ａに接続された回転ユニオン２０の密閉回転及び固定構成要素を連続的に通して、例えば酸素含有量の空気等の周囲の環境から隔離される。

【0021】

図面に示される本発明の典型的なバッチ傾動注湯プロセスにおいて、上部炉容器１０及び接続された下部炉容器３０が、上部炉容器からの反応性溶融物質のバッチ注湯に十分な量の特定の反応性溶融物質を含む時、回転ユニオン２０の固定構成要素２０ｂが固定されたままである一方で、（下部炉容器３０が取り付けられている）上部炉容器１０及び回転ユニオン２０の回転構成要素２０ａが軸「Ｔ－Ｔ」周りに同時に回転される。
図面に示されている本発明の実施形態の向きに関して、回転は、図３（ｂ）の詳細に示されているように、反時計回りＴ_CCR回転である。ここで、反時計回りの回転は、水平（ゼロ度）からＸ度である。
図面に示されている炉システムの実施形態の最大傾動注湯角は、炉の内部容積へのスパウトチューブ開口１２ｃの最も高い鉛直点によって決定される。上部炉容器内の物質は、少なくとも開口１２ｃの最も高い鉛直点（図２の点Ｐ１）のレベル（図２の物質ヒールラインＭＨＬ）に維持されて、周囲環境の酸素又はその他の望ましくない要素が侵入して炉内の反応性物質に結合することを防止する。
この状態を確実にするために、例えば最も高い鉛直点より２インチ上等の許容範囲の下側の溶融レベルは、炉内の図２及び図３（ｃ）の最低溶融レベル（ＭＨＬＭ）として維持される。

【0022】

レーザ（または他の適切な）溶融反応性物質レベルセンサ３１は、例えば図１の回転ユニオン２０の固定構成要素２０ｂに接続されている当技術分野で既知の密閉溶融金属樋等の反応性溶融物質移送装置３２ａ及び／又は３２ｂに設けることができる。
本発明の一実施形態では、移送装置３２ｂ内のレベルセンサ３１は、（「キャストアウト（ｃａｓｔｉｎｇ ｏｕｔ）」とも呼ばれる）バッチ注湯中に移送装置内で維持される固定された特定の溶融反応性物質の流れ高さを感知するように配置され得る。感知されたレベルの出力は、固定された特定の溶融反応性物質の流れ高さ（又は溶融反応性物質の流量）を、図１の移送装置３２ａ，３２ｂに接続された溶融反応性物質工業処理システムに合わせるために必要に応じて、回転位置を変更又は維持するために軸「Ｔ－Ｔ」の周りで炉を回転させる回転駆動装置に供給される。
本発明の他の実施形態では、１つ又は複数のレーザセンサを、密閉炉スパウト１２ａ及び／又は選択された反応性溶融物質移送装置で使用することができる。

【0023】

図面に示される炉及び炉システムの実施形態では、軸「Ｔ－Ｔ」の周りの時計回りの回転Ｔ_CRが、（下部炉容器が取り付けられた）上部炉容器を水平からＹ度回転させて、図３（ｄ）に示すようにスラグドア１６が開いている時に、スラグシュート１６ａを介して上部炉容器内の溶融反応性物質の表面から上部のスラグを除去する。
図面に示される本発明の実施形態において、スラグドア１６は、当技術分野において既知の大気パージシステムと連結されて、スラグドアが開いている時に炉容器の内部への酸素又は他の望ましくない要素の導入を防ぐ。

【0024】

上部炉容器の内部容積は、好ましくは、特定の用途において、密閉炉スパウト１２ａから溶融反応性物質の特定のバッチをキャストアウトする時、下部炉容器のインダクタ３０ａの交流電流によって生成される磁場と電磁結合するのに十分な溶融物質が下部炉容器の内部容積に残り、インダクタに交流電流を供給する電源から過電流が流れる可能性のある低負荷（溶融物質）インピーダンスを回避するように構成される。

【0025】

本発明の密閉注湯傾動電気誘導炉のコールドスタート操作は、炉の内部における溶融反応性物質の最小ヒール（ｈｅｅｌ）の確立を必要とする。最小ヒールを確立する１つの方法は、上部炉容器の上部２２に配置された任意のチャージ装填開口１８を介して炉内に反応性物質のチャージを導入することによる。
本発明の他の実施形態では、炉上部２２は、選択的に、固定上部筐体構造、又は取り外し可能な蓋であってよい。
チャージ装填開口は、チャージが炉内に装填されている時の、炉の内部容積内のカバーガス環境の損失を防ぐように配置されている。

【0026】

図面に示される本発明の実施形態では、チャージ装填開口１８は、チャージ環境ロックチャンバを備える。チャージ環境ロックチャンバは、チャージロックチャンバが炉上部開放ドア１８ａ，１８ｂを開放し、環境的に密閉された接続されたチャージ容器がチャージ装填開口の上部１８ｃから開放された炉上部２２を介して炉の内部にチャージを放出できるようにする前に、チャージ容器（図示せず）と接続して、環境的に密閉されたチャンバを、チャンバ容器とともに確立する。

【0027】

本発明のいくつかの実施形態では、上部炉容器にチャージを追加する時に、空気が不必要にシステムに追加されることを防ぐために、密閉されたチャージバケットが使用される。チャージ装填開口１８を介してチャージを追加するために、密閉されたフィーダが設けられ得る。チャージフィーダは、上部炉容器の上部開口部に配置された時に、チャージを炉システムに追加する前に、例えばアルゴン等のカバーガスでパージされ得る。

【0028】

コールドスタートの場合、最初に装填チャージを下部炉容器で誘導的に溶融した上で、ヒールの最小レベルが達成されるまで、継続された内部容積へのチャージの装填が、最初に溶融された反応性物質に溶け込む。

【0029】

最初及び各バッチ注湯（キャストアウト）後に上部炉容器で維持されるヒールの最小レベルは、内部スパウト開口１２ｃより上にあり、不要な阻害空気（酸素成分）が炉容器に入り、本明細書でさらに説明するように炉容器内の反応性合金又は金属と激しい反応を引き起こすのを防ぐ。

【0030】

図５は、簡略化された定容量バッチ溶融物供給制御システム６０の一例を図式的に示す。プログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）は、回転駆動装置３９に命令して、炉５０（上部炉容器１０及び下部炉容器３０）及び回転ユニオン２０の回転構成要素を傾動軸Ｔ－Ｔ周りに公称（ｎｏｍｉｎａｌ）炉注湯角Ｘ度に回転させる。
溶融レベルセンサ３１は、溶融反応性物質移送装置３２ａ及び／又は３２ｂ内の溶融物質の流れのレベルをＰＬＣに報告する。
定容量バッチ溶融物供給モードでは、ＰＬＣは、公称炉注湯角Ｘ度からの偏差を回転駆動装置３９に命令し、溶融レベルセンサ３１によって報告される定容量（レベル）の流れを維持する。
炉ロードセル（ＬＣ）は、炉に装填されるチャージの量を決定するために、ＰＬＣに炉の重量を報告する。
回転駆動装置３９の逆注湯回転を命令して、炉５０を水平配向に戻し、炉５０内の（重量による）溶融物の最小ヒールレベルを満たすために、傾動計が使用される。
傾動注湯中の異常なインダクタ３０ａ動作事象において、電源（ＰＳ）はインダクタの故障をＰＬＣに報告し、ＰＬＣは炉５０を図２の水平位置に戻すように回転駆動装置３９に命令する。

【0031】

カバーガス処理及び制御システムは、カバーガスの供給源から、パージライン経由で供給される時に密閉チャージフィーダ及び本発明の密閉傾動注湯電気誘導炉のフリーボード領域（図２のＦＢ）に、例えばアルゴン等のカバーガスを供給する。
本発明の一実施形態では、カバーガス処理及び制御システムは、独立して管理される２つのカバーガス処理及び制御サブシステムを介して供給されるパージラインを含む。
このシステムは、各溶融ステーションにポンプを有する２つの酸素モニタリングセンサを含む。酸素モニタは、システムのカバーガスの供給と排気の両方を測定し、チャージフィーダ及び炉チャンバの全体において酸素レベルが０．１％未満の酸素に維持されることを確かにする。
雰囲気制御システムのサブシステムは、開始点が雰囲気中酸素濃度約２１％である時、炉及びチャージフィーダの雰囲気の内部で３分以内に、酸素濃度を０．１％未満の酸素にする。

【0032】

本発明のいくつかの実施形態では、カバーガス供給及び処理システムは、特定の用途の必要に応じて、密閉外部炉スパウト１２ａ、回転ユニオン２０及び／又は溶融反応性物質移送装置のために選択的に設けられる。

【0033】

「反応性物質」及び「反応性溶融物質」という用語は、それぞれ反応性金属若しくは反応性金属合金、又は反応性溶融金属若しくは金属合金を定義するために使用される。一般に、「反応性」という用語は、炉システムが設置されている周囲環境の構成要素に晒された場合に望ましくない方法で反応する金属又は金属合金を示す。

【0034】

本発明は、好ましい例及び実施形態に関して説明されてきた。明示的に述べられたものに加えて、等価物、代替物及び修正物が可能であり、本発明の範囲内である。本明細書の教示の利益を有する当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、それに変更を加えることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】