コ-ルド・クル-シブルの設計と高融点材料の溶解・浮揚特性

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850149
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 浅井 滋生 名古屋大学, 工学部, 教授 (80023274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 恭二郎 大阪チタニウム製造株式会社, 研究開発センター, 参事 ; 佐々 健介 名古屋大学, 工学部, 助手 (30101166) ; 桑原 守 名古屋大学, 工学部, 助手 (70023273) ; 長谷川 正 名古屋大学, 工学部, 助手 (20218457)
• Keywords: コ-ルド・クル-シブル / 高融点材料 / 化学的活性材料 / 材料電磁プロセシング / 電磁場理論解析 / 液体急冷

Research Abstract

1.コ-ルド・クル-シブル周りの電磁場の理論解析結果に基づき、溶湯深さ、自由表面形状、および、チャ-ジ上の電磁誘導効率に及ぼすコイル巻数と周波数の効果を検討した。また、コ-ルド・クル-シブルを用いたアルミニウム溶解の試行実験を行い、溶湯自由表面形状やその安定法に及ぼす周波数の効果を調査した。これらの結果、以下の結論を得た。
アルミニウム溶解の試行実験では、周波数が1800Hzでの界面は不安定だが440kHzでは非常に安定した。
(2)溶湯自由表面を考慮した電磁場の理論解析モデルを作成した結果、溶湯内の電磁体積力、joule発熱の評価が可能となった。さらに、理論モデルに基づいて電流値に関するコイル、クル-シブルおよびチャ-ジ間の電磁誘導効率を評価した。効率は周波数とともに増加するが、系のインダクタンス関係で決まると考えられる飽和値が存在する。
(3)一定の溶湯ヘッドを維持するために必要とされるコイル電流値には近似的にアンペア・タ-ンの保存則が成立する。
2.様々な雰囲気中で溶解可能なチャンバ-を作成して、Si、Zr、Tiなどの難溶解金属の溶解実験を開始するとともに、(1)のモデルを使用して理論と実験の両面から、さまざまな非溶解物質に応じたコイルとコ-ルド・クル-シブルの設計に着手した。
3.コ-ルド・クル-シブルを利用して難溶解金属を液体急冷することができる双ロ-ル液体急冷装置を作成して予備実験を行った。

Research Products

• [Publications] 桑原守,佐々健介,中田博道,浅井滋生: "コ-ルド・クル-シブルの周方向分布を考慮した電磁場解析" 材料とプロセス. 2. 1350 (1989)
• [Publications] 佐々健介,浅井滋生: "誘導型コ-ルド・クル-シブルによる発熱速度の実測とモデル計算" 材料とプロセス. 2. 1352 (1989)
• [Publications] 岩井一彦,佐々健介,浅井滋生: "コ-ルド・クル-シブルの磁場強度に及ぼすスリット幅の影響" 材料とプロセス. 3. 312 (1990)