JPH03243728A - 活性金属の誘導溶解法 - Google Patents
活性金属の誘導溶解法Info
- Publication number
- JPH03243728A JPH03243728A JP2039108A JP3910890A JPH03243728A JP H03243728 A JPH03243728 A JP H03243728A JP 2039108 A JP2039108 A JP 2039108A JP 3910890 A JP3910890 A JP 3910890A JP H03243728 A JPH03243728 A JP H03243728A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- melting
- active metal
- skull
- induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、分割され且つ水冷構造の銅ルツボ（以下、分
割水冷銅ルツボと言う）を用い、チタン、ジルコニウム
等の高融点活性金属あるいはその合金及び清浄性が要求
されるスーパーアロイを高周波誘導溶解する方法に関す
る。
割水冷銅ルツボと言う）を用い、チタン、ジルコニウム
等の高融点活性金属あるいはその合金及び清浄性が要求
されるスーパーアロイを高周波誘導溶解する方法に関す
る。
Ｃ従来の技術〕
分割水冷銅ルツボを使用し、活性金属を高周波誘導溶解
する方法は古くがら検討されており、数多くの技術が発
表されている。そして、種々の検討を経た後、所謂イン
ダクション・スラグ溶解法と呼ばれる技術が確立された
〈米国特許３７７５０９１号公報〉、この方法は、短冊
状のセグメントを組み立てたルツボを使用し、活性金属
と共にスラグ又はフラックスを装入して誘導溶解する方
法である。第９図は溶解時の状態を示した図である０図
中、２０はルツボを構成する短冊状の水冷銅セグメント
であり、間隔をあけて配置されてい！ 、 ６１．を高
周波コイル、２１は冷却流体の流路である、また、１０
は溶湯、２２は溶融スラグ、１１はスカル（凝固シェル
）を示す、そして、ルツボの内壁は凝固スラグ２３で覆
われ、各セグメント２０の間は絶縁されている。
する方法は古くがら検討されており、数多くの技術が発
表されている。そして、種々の検討を経た後、所謂イン
ダクション・スラグ溶解法と呼ばれる技術が確立された
〈米国特許３７７５０９１号公報〉、この方法は、短冊
状のセグメントを組み立てたルツボを使用し、活性金属
と共にスラグ又はフラックスを装入して誘導溶解する方
法である。第９図は溶解時の状態を示した図である０図
中、２０はルツボを構成する短冊状の水冷銅セグメント
であり、間隔をあけて配置されてい！ 、 ６１．を高
周波コイル、２１は冷却流体の流路である、また、１０
は溶湯、２２は溶融スラグ、１１はスカル（凝固シェル
）を示す、そして、ルツボの内壁は凝固スラグ２３で覆
われ、各セグメント２０の間は絶縁されている。
この方法の問題点のとしては、スラグ又はフラックスを
使用することによって溶融金属が汚染されると言う問題
がある。また、真空溶解を行う場合には、フラックスが
蒸発し、これが鋳造時に空孔を生成させる原因となる。
使用することによって溶融金属が汚染されると言う問題
がある。また、真空溶解を行う場合には、フラックスが
蒸発し、これが鋳造時に空孔を生成させる原因となる。
これらの問題を解決した改良技術として、特開昭６３−
１４９３３７号公報に示された方法がある。この方法は
スラグやフラックスを使用せずに高周波誘導溶解するも
のであり、一般にインダクト スカル溶解法と呼ばれて
いる。この方法においては、第８図に示ず構成のルツボ
に装入物を入れ、真空下又は不活性雰囲気下で誘導加熱
する。
１４９３３７号公報に示された方法がある。この方法は
スラグやフラックスを使用せずに高周波誘導溶解するも
のであり、一般にインダクト スカル溶解法と呼ばれて
いる。この方法においては、第８図に示ず構成のルツボ
に装入物を入れ、真空下又は不活性雰囲気下で誘導加熱
する。
第８図はインダクト スカル溶解法に用いるルツボを示
す図であり、（ａ）図は正面の一部断面図、ｔｂｔ図は
ｆａＪ図のＤ−Ｄ断面の一部を示す図である。
す図であり、（ａ）図は正面の一部断面図、ｔｂｔ図は
ｆａＪ図のＤ−Ｄ断面の一部を示す図である。
このルツボの側壁は複数の短冊状のセグメント１が組み
立てられて形成されている。セグメントｌは間隔をあけ
て配置され、各セグメント１間には高温絶縁材料２が詰
められている。セグメント１は銅製で、外管３と内管４
よりなる二重管の水冷構造になっている。そして、すべ
のセグメント１は底部部材５に結合されている。冷却水
は内管４に導入され外管３を経由して排出される。６は
ルツボの側壁を囲む位置に配Ｉされた高周波コイルであ
る。
立てられて形成されている。セグメントｌは間隔をあけ
て配置され、各セグメント１間には高温絶縁材料２が詰
められている。セグメント１は銅製で、外管３と内管４
よりなる二重管の水冷構造になっている。そして、すべ
のセグメント１は底部部材５に結合されている。冷却水
は内管４に導入され外管３を経由して排出される。６は
ルツボの側壁を囲む位置に配Ｉされた高周波コイルであ
る。
このような構成によるルツボを使用すれば、スラグやフ
ラックスを装入する必要がないので、上記の問題は解決
された。
ラックスを装入する必要がないので、上記の問題は解決
された。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、インダクト スカル溶解法においては、溶解時
のルツボ内の状況は第３図に示すように、溶湯１０は電
磁力によって中央部に押し寄せられる。この際、溶湯１
０及びスカル１１が接触するルツボの部位は側壁の下部
と底面だけになる。そして、ルツボ底面とスカル１１と
の接触面積は、ルツボと溶湯１０及びスカル１１が接す
る全接触面積のおよそ５０％にも達する。このため、ル
ツボ底部への抜熱量は非常に大きく、熱効率を低下させ
ている。
のルツボ内の状況は第３図に示すように、溶湯１０は電
磁力によって中央部に押し寄せられる。この際、溶湯１
０及びスカル１１が接触するルツボの部位は側壁の下部
と底面だけになる。そして、ルツボ底面とスカル１１と
の接触面積は、ルツボと溶湯１０及びスカル１１が接す
る全接触面積のおよそ５０％にも達する。このため、ル
ツボ底部への抜熱量は非常に大きく、熱効率を低下させ
ている。
本発明は、上記の問題を解決し、溶融金属からの抜熱量
を抑え、電力原単位が小さく、効率よく活性金属を溶解
できる誘導溶解法を提供することを目的とする。
を抑え、電力原単位が小さく、効率よく活性金属を溶解
できる誘導溶解法を提供することを目的とする。
し課題を解決するための手段及び作用］上記の目的を達
成するために、本発明においては、分割水冷銅ルツボに
、下面側に凹部を有する活性金属の溶解素材を装入し、
この溶解素材を誘導溶解する。
成するために、本発明においては、分割水冷銅ルツボに
、下面側に凹部を有する活性金属の溶解素材を装入し、
この溶解素材を誘導溶解する。
また、分割水冷銅ルツボに、下面側に凹部を有する活性
金属の溶解素材を装入し、この溶解素材を誘導溶解して
ルツボの底面との間に空間部を有するスカルを形成させ
、出湯した後、前記スカルが形成されたルツボに活性金
属の溶解素材を再装入し、誘導溶解しても上記方法と同
様の結果が得られる。
金属の溶解素材を装入し、この溶解素材を誘導溶解して
ルツボの底面との間に空間部を有するスカルを形成させ
、出湯した後、前記スカルが形成されたルツボに活性金
属の溶解素材を再装入し、誘導溶解しても上記方法と同
様の結果が得られる。
なお、本発明における活性金属とは、チタン、ジルコニ
ウム、ハフニウム、クロム、ニオブ、タンタル、モリブ
デン、ウラン、希土類金属及びトリウム並びにこれらの
金属の合金よりなる金属群と、さらにスーパーアロイな
どの高清浄性が要求される金属材料を含むものとする。
ウム、ハフニウム、クロム、ニオブ、タンタル、モリブ
デン、ウラン、希土類金属及びトリウム並びにこれらの
金属の合金よりなる金属群と、さらにスーパーアロイな
どの高清浄性が要求される金属材料を含むものとする。
本発明においては、ルツボ底部への抜熱を抑えるために
、ルツボの底面との間に空間部を有するスカルを形成さ
せ、ルツボとスカルとの接触面積を減らすことを図って
いる。
、ルツボの底面との間に空間部を有するスカルを形成さ
せ、ルツボとスカルとの接触面積を減らすことを図って
いる。
［実施例］
（実施例１）
第１図〜第３図は本発明に係る一実施例の説明図である
。第１図〜第３図において、ルツボの構成について、第
８図と同じ部分には同一の符号を付し説明を省略する０
本実施例では、第８図と同様の構成で、内径１０５ ａ
ｍ、高さ１５０のルツボを使用した。また、溶解素材７
ａとしては、大きさが直径９５■■、長さ１５０關の純
チタンで、下部が第４図の形状のものを供した。
。第１図〜第３図において、ルツボの構成について、第
８図と同じ部分には同一の符号を付し説明を省略する０
本実施例では、第８図と同様の構成で、内径１０５ ａ
ｍ、高さ１５０のルツボを使用した。また、溶解素材７
ａとしては、大きさが直径９５■■、長さ１５０關の純
チタンで、下部が第４図の形状のものを供した。
溶解素材７ａ下部の形状を第４図で説明する。
＋ａ＋図は溶解素材７ａ下部の側面図、ｆｂ１図はｔａ
１図のＡ−Ａ断面を示す図である。この溶解素材７ａは
下面側の円周部に環状の凸部９が設けられ、その内側に
凹部８形成されている。そして、本実施例に供した溶解
素材７ａは、凸部９の厚さを３ ＋ｕ、凹部８の深さを
７關にし、ルツボ底面との接触面積を約１０％にした。
１図のＡ−Ａ断面を示す図である。この溶解素材７ａは
下面側の円周部に環状の凸部９が設けられ、その内側に
凹部８形成されている。そして、本実施例に供した溶解
素材７ａは、凸部９の厚さを３ ＋ｕ、凹部８の深さを
７關にし、ルツボ底面との接触面積を約１０％にした。
溶解に際しては、上記分割水冷銅ルツボに、第１図のよ
うに、凹部が形成された溶解素材７ａを装入した１次い
で、８ｋＨｚ 、１００ｋｗの出力で誘導溶解したとこ
ろ、６分で４ｋｇの溶湯１０が得られた。そして、底部
に形成されたスカル１１には、ルツボの底部部材５との
間に空間部１２ができた。この際の電力原単位は２．５
ｋｗｈ／ｋｇであった。
うに、凹部が形成された溶解素材７ａを装入した１次い
で、８ｋＨｚ 、１００ｋｗの出力で誘導溶解したとこ
ろ、６分で４ｋｇの溶湯１０が得られた。そして、底部
に形成されたスカル１１には、ルツボの底部部材５との
間に空間部１２ができた。この際の電力原単位は２．５
ｋｗｈ／ｋｇであった。
（実施例２）
実施例１と同様の溶解を行い、得られた溶湯を出湯し、
第３図に示すようなスカルが形成されたルツボに、純チ
タンの溶解素材４ｋｇを装入し。
第３図に示すようなスカルが形成されたルツボに、純チ
タンの溶解素材４ｋｇを装入し。
他の条件は実施例１と同じにし、て誘導溶解した。
この溶解では、得られた溶湯が６分で４ｋｇ、ｔカ原単
位は２゜５ｋｗｈ／ｋｇであり、実施例１の結果と同様
に良好であった。
位は２゜５ｋｗｈ／ｋｇであり、実施例１の結果と同様
に良好であった。
このように、２回目以降の溶解に際しては、同一組成の
金属を溶解する場合、底部のスカル１０を除去すること
なく、ルツボを繰り返し使用することができる。
金属を溶解する場合、底部のスカル１０を除去すること
なく、ルツボを繰り返し使用することができる。
（比較例〉
実施例１の場合と同じ分割水冷銅ルツボに、下面側に凹
部を有しない通常の溶解素材を装入し、他の条件は実施
例１と同じにし、純チタンを誘導溶解したところ、溶湯
は６分で２．５ｋｇＬか得られず、電力原単位は４ ｋ
ｗｈ ／ ｋｇであった。
部を有しない通常の溶解素材を装入し、他の条件は実施
例１と同じにし、純チタンを誘導溶解したところ、溶湯
は６分で２．５ｋｇＬか得られず、電力原単位は４ ｋ
ｗｈ ／ ｋｇであった。
上記各実施例と比較例の電力原単位を比較すると、実施
例は比較例に対し約６０％であり、大幅な低減となった
。
例は比較例に対し約６０％であり、大幅な低減となった
。
なお、上記実施例は本発明の態様の一部であり、本発明
は上記実施例に限定されるものではない。例えば、溶解
素材の装入に際しては、第２図のように、まず、下面側
に凹部を有する溶解素材７ａを装入し、その上に凹部を
有しない通常の溶解素材７ｂを装入してもよい、また、
溶解素材７ａの下面に形成する凹部は、第５図〜第７図
のような形状であってもよい。
は上記実施例に限定されるものではない。例えば、溶解
素材の装入に際しては、第２図のように、まず、下面側
に凹部を有する溶解素材７ａを装入し、その上に凹部を
有しない通常の溶解素材７ｂを装入してもよい、また、
溶解素材７ａの下面に形成する凹部は、第５図〜第７図
のような形状であってもよい。
第５図〜第７図は本発明で使用する溶解素材下部の他の
形状を示す図である。第５図及び第６図において、（ａ
）図は側面図、Ｆｂ１図はそれぞれＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ
断面を示す図である。また、第７図は側面図である。
形状を示す図である。第５図及び第６図において、（ａ
）図は側面図、Ｆｂ１図はそれぞれＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ
断面を示す図である。また、第７図は側面図である。
第５図の溶解素材７ａは、円周部に間隔をおいて凸部９
を設けられ、ルツボ底面との接触面積を更に小さくして
いる。第６図は角柱状の凸部９を設けた溶解素材であり
、この角柱状の凸部９を十字に設けて格子状にしてもよ
い、第７図は、凸部９の形状をＶ字形にしてルツボ底面
との接触を線接触にし、その接触面積を格段と小さくす
ることを図った溶解素材である。この凸部９は、第５図
あるいは第６図の凸部９をＶ字形にしたものである。
を設けられ、ルツボ底面との接触面積を更に小さくして
いる。第６図は角柱状の凸部９を設けた溶解素材であり
、この角柱状の凸部９を十字に設けて格子状にしてもよ
い、第７図は、凸部９の形状をＶ字形にしてルツボ底面
との接触を線接触にし、その接触面積を格段と小さくす
ることを図った溶解素材である。この凸部９は、第５図
あるいは第６図の凸部９をＶ字形にしたものである。
［発明の効果］
本発明は、分割水冷銅ルツボに、下面側に凹部を有する
活性金属の溶解素材を装入して誘導溶解するか、又は上
記方法によって誘導溶解してルツボの底面との間に空間
部を有するスカルを形成させ、出湯した後、溶解素材を
再装入して誘導溶解する方法である。
活性金属の溶解素材を装入して誘導溶解するか、又は上
記方法によって誘導溶解してルツボの底面との間に空間
部を有するスカルを形成させ、出湯した後、溶解素材を
再装入して誘導溶解する方法である。
従って、抜熱量が非常に大きいルツボ底部とスカルとの
接触面積が減少して熱効率が著しく向上し、電力原単位
は従来技術の６０％程度までに低減できる。
接触面積が減少して熱効率が著しく向上し、電力原単位
は従来技術の６０％程度までに低減できる。
第１図〜第３図は本発明に係る一実施例の説明図、第４
図は本発明で使用する溶解素材の下部形状の一実施例を
示す図、第５図〜第７図は本発明で使用する他の溶解素
材の下部形状を示す図、第８図はインダクト スカル溶
解法に用いるルツボを示す図、第９図はインダクト・ス
ラグ溶解法における溶解時の状態を示した図である。 １．２０・・・水冷銅セグメント、２・・・高温地縁材
料、３・・・外管、４・・内管、５・・・底部部材、６
・・・高周波コイル、７ａ・・・下面側に凹部を有する
溶解素材、７ｂ・・・通常の溶解素材、８・・凹部、９
・・・凸部、１０・・・溶湯、１１・・・スカル、１２
・・空間部。
図は本発明で使用する溶解素材の下部形状の一実施例を
示す図、第５図〜第７図は本発明で使用する他の溶解素
材の下部形状を示す図、第８図はインダクト スカル溶
解法に用いるルツボを示す図、第９図はインダクト・ス
ラグ溶解法における溶解時の状態を示した図である。 １．２０・・・水冷銅セグメント、２・・・高温地縁材
料、３・・・外管、４・・内管、５・・・底部部材、６
・・・高周波コイル、７ａ・・・下面側に凹部を有する
溶解素材、７ｂ・・・通常の溶解素材、８・・凹部、９
・・・凸部、１０・・・溶湯、１１・・・スカル、１２
・・空間部。
Claims (2)
- （１）分割水冷銅ルツボを用いた活性金属の誘導溶解法
において、 前記ルツボに、下面側に凹部を有する活性金属の溶解素
材を装入し、該溶解素材を誘導溶解することを特徴とす
る活性金属の誘導溶解法。 - （２）分割水冷銅ルツボを用いた活性金属の誘導溶解法
において、 前記ルツボに、下面側に凹部を有する活性金属の溶解素
材を装入し、該溶解素材を誘導溶解して前記ルツボの底
面との間に空間部を有するスカルを形成させ、出湯後、
前記スカルが形成されたルツボに活性金属の溶解素材を
再装入し、誘導溶解することを特徴とする活性金属の誘
導溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2039108A JPH03243728A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 活性金属の誘導溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2039108A JPH03243728A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 活性金属の誘導溶解法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243728A true JPH03243728A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12543881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2039108A Pending JPH03243728A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 活性金属の誘導溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5564102A (en) * | 1993-07-06 | 1996-10-08 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Glass melting treatment method |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP2039108A patent/JPH03243728A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5564102A (en) * | 1993-07-06 | 1996-10-08 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Glass melting treatment method |
| WO2004084235A1 (ja) * | 1993-07-06 | 2004-09-30 | Hiroshi Igarashi | ガラス溶融処理方法 |
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