December 1, 2025
コアキーワード： 中周波溶解炉、誘導溶解炉、鋳造溶解、金属溶解設備
中周波溶解炉は、金属溶解に電磁誘導の原理を利用する設備です。三相交流電力（50Hz）を、中周波電源を介して単相中周波（通常150～10,000Hz）交流電力に変換し、誘導コイル（炉体）に供給します。これにより、金属の内部に強力な渦電流が誘導され、金属自体の電気抵抗を利用して加熱・溶解を行います。
基本動作原理：
電力変換： 中周波電源システムは、商用電源を整流・インバータして、必要な中周波交流電力を生成します。
交流磁界の生成： 中周波電流は、水冷銅管誘導コイルを通過し、急速に変化する強力な磁界を生成します。
渦電流による加熱： この磁界は、炉のるつぼ内の金属装入物（導体である必要があります）を貫通し、その内部に巨大な渦電流を誘導します。
金属の溶解： 金属材料の電気抵抗により、渦電流は強烈なジュール熱を発生させ、金属材料自体を急速に加熱し、溶解させます。
電磁攪拌： 交流磁界は、溶融金属にも強力な電磁力を及ぼし、炉内で自然に攪拌され、より均一な組成と温度が得られます。
従来のキューポラ炉や商用周波溶解炉と比較して、中周波炉は圧倒的な利点があります。
| 特性 | 中周波溶解炉 | キューポラ炉 |
|---|---|---|
| 熱効率 | 高（90%以上） | 低（30%～50%） |
| 溶解速度 | 速い、装入物に直接作用遅い、コークス燃焼に依存 | 元素の焼損 |
| 非常に低い、高合金歩留まり | 大きい、特にSi、Mn温度制御 | 精密、超高温溶解が可能 |
| 精密な制御が困難 | 環境への影響クリーンで環境に優しい、低騒音、排ガスなし | 高度な汚染、多くの粉塵と排気 |
| 柔軟性 | 高い、いつでも起動/停止可能、合金変更が容易低い、連続運転が必要 | 溶融金属の品質均一な組成、高純度（電磁攪拌あり） |
| 硫黄含有量が高い、多くの不純物 | 主な利点のまとめ：高効率と省エネ： | 高い熱効率、速い溶解速度、低い比消費電力。 |
| 優れた溶解品質： | 元素の焼損が少ない（特にC、Siの制御に有利）、均一な組成、低いガスと介在物含有量。運転の柔軟性： | 炉体を傾けて出湯やスラグ除去が可能。いつでも起動・停止でき、多品種少量生産のスケジュールに最適。 |
環境に優しい：
煙、粉塵、有害ガスの排出がほとんどなく、作業環境を大幅に改善し、環境規制に適合。高度な自動化：
装入、温度測定、注湯システムと統合して、全自動または半自動生産を実現可能。III. 主な構成部品
完全な中周波溶解炉システムは、通常、以下を含みます。中周波電源キャビネット：
コアであり、AC-DC-AC変換プロセスを実行し、炉体にエネルギーを供給します。補償コンデンサバンク：
無効電力補償を提供し、システムの力率と効率を向上させます。炉体（誘導コイルとライニング）：
長方形の中空銅管から巻かれ、水冷されています。
炉ライニング： コイルの内側に配置され、耐火材から突き固められ、溶解容器として機能します。その品質と寿命が重要です。
水冷システム： 電源、コイル、コンデンサなどを冷却します。安全な設備運転のためのライフラインです。
炉傾斜システム：
溶融金属を出湯するために炉体を傾けるための油圧または電気機構。自動装入システム（オプション）：
炉への装入物の自動追加を可能にします。IV. 主な用途
中周波溶解炉は、鋳造業界で以下の溶解に広く使用されています。鋳鉄：
灰口鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄など。鋳鋼：
炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼など。非鉄金属：
自動車部品、エンジニアリング機械、ポンプとバルブ、管継手、ハードウェアツールなど、溶融金属を必要とするほぼすべての鋳造分野をカバーしています。
V. 主要な技術的考慮事項と一般的な問題炉ライニング材と突き固め：
材料の選択： 溶解する金属に基づいて選択されます。たとえば、
マグネシア系または
シリカ系
寿命と安全性：
炉ライニングは消耗品であり、定期的なメンテナンスと交換が必要です。ライニングのひび割れや過度の薄化は、ブレイクアウト事故（溶融金属がライニングを貫通し、コイルを損傷する）につながる可能性があり、非常に危険です。起動装入物（「コールドスタート」）：
中周波炉は空の状態で起動できません。渦電流の閉回路を形成するために、ある程度の金属装入物（できれば大きな塊）を装入する必要があります。多くの場合、前回の溶解から残った「起動ブロック」が使用されます。電力と周波数の選択：電力： 溶解速度を決定します。生産サイクルと炉の容量に基づいて選択されます。周波数： 加熱効率と浸透深さに影響します。基本原則は、
高抵抗の小容量
の金属（例：鋼、アルミニウム）を溶解するには、
高周波
が好ましく、低抵抗の大容量
の金属（例：銅、鉄）を溶解するには、低周波が好ましいということです。VI. よくある質問（FAQ）Q1：中周波炉における「ブレイクアウト」とは何ですか？それを防ぐには？A1： 「ブレイクアウト」は、炉ライニングの損傷により溶融金属が漏れ出し、誘導コイルを破壊する重大な安全事故です。予防措置：高品質の耐火材料を使用し、ライニングの専門的で標準化された突き固めと焼結を確実に行います。各溶解前に、ライニングの摩耗を注意深く検査し、その厚さを測定します。
ライニングの使用と交換に関する厳格な手順を確立します。 Q2：中周波炉は電力網に大きな影響を与えますか？A2： 影響は大きくなる可能性があります。高出力のため、起動と運転は
高調波
と
無効電力の影響
を発生させ、グリッド品質に影響を与える可能性があります。最新の中周波電源は、
12パルス整流 などの技術を使用し、高調波フィルタ/無効電力補償装置（SVC/SVG）を追加して、この問題を効果的に軽減しています。Q3：中周波炉からの電磁放射線は人体に有害ですか？A3： 設備が準拠しており、正しく設置され、安全な動作距離が維持されている場合、磁界強度は通常、国際ガイドライン（例：ICNIRP）で設定された公衆曝露制限を下回っており、人体に安全です。ただし、オペレーターは、炉体と電源のすぐそばに長時間立たないことをお勧めします。結論鋳造用の中周波溶解炉は、高効率、優れた品質、柔軟性、環境への優しさという特徴を持ち、現代の鋳造業界に不可欠な「心臓」となっています。鋳造部門の技術進歩と産業高度化を大いに促進しました。新規に鋳造設備を建設または既存の設備をアップグレードする予定の企業にとって、中周波溶解炉を選択し、効果的に利用することは、中核的な競争力を高めるための重要なステップです。
