JPH04362144A - 誘導溶解方法 - Google Patents
誘導溶解方法Info
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- JPH04362144A JPH04362144A JP3139048A JP13904891A JPH04362144A JP H04362144 A JPH04362144 A JP H04362144A JP 3139048 A JP3139048 A JP 3139048A JP 13904891 A JP13904891 A JP 13904891A JP H04362144 A JPH04362144 A JP H04362144A
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Classifications
-
- 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)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活性金属あるいは高融
点金属等の材料を高純度で溶解する誘導溶解方法に関す
るものである。
点金属等の材料を高純度で溶解する誘導溶解方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】活性金属あるいは高融点金属の溶解方法
として、従来、誘導溶解、プラズマ溶解、電子ビーム溶
解、真空アーク溶解等の方法が用いられているが、これ
らの方法に加え、近年、水冷分割銅ルツボを用いた誘導
溶解方法が研究され、実用化されつつある。この溶解法
は設備が比較的簡単で、作業性が良好で、均質な溶湯が
得られる等の多くの利点がある。
として、従来、誘導溶解、プラズマ溶解、電子ビーム溶
解、真空アーク溶解等の方法が用いられているが、これ
らの方法に加え、近年、水冷分割銅ルツボを用いた誘導
溶解方法が研究され、実用化されつつある。この溶解法
は設備が比較的簡単で、作業性が良好で、均質な溶湯が
得られる等の多くの利点がある。
【０００３】図２は従来の誘導溶解法の説明図で、（ａ
） は一体型の耐火物ルツボを使用したもので、（ｂ）
は近年、研究され、実用化されつつある水冷分割銅ル
ツボ（水冷銅セグメント）を使用したものである。（ａ
） は誘導コイル１内に一体型の耐火物ルツボ５を配置
したもので、（ｂ） は誘導コイル１内に、内部に冷却
水路８を有する複数本の銅セグメント２と、銅セグメン
ト２間のスリットに挿入された耐火物７より構成された
銅ルツボ６を配置し、この中で被溶解物を誘導溶解する
ものである。 誘導コイル１は高周波電源９に接続されている。図中の
３はスカル（凝固殻）、４は溶融金属を示す。
） は一体型の耐火物ルツボを使用したもので、（ｂ）
は近年、研究され、実用化されつつある水冷分割銅ル
ツボ（水冷銅セグメント）を使用したものである。（ａ
） は誘導コイル１内に一体型の耐火物ルツボ５を配置
したもので、（ｂ） は誘導コイル１内に、内部に冷却
水路８を有する複数本の銅セグメント２と、銅セグメン
ト２間のスリットに挿入された耐火物７より構成された
銅ルツボ６を配置し、この中で被溶解物を誘導溶解する
ものである。 誘導コイル１は高周波電源９に接続されている。図中の
３はスカル（凝固殻）、４は溶融金属を示す。
【０００４】銅ルツボ６は縦方向に長い銅セグメント２
をスリット内に挿入された耐火物７を介して円筒状に連
結して構成されており、銅ルツボ６の上部は円周方向に
不連続の構造となっている。したがって、高周波電流を
誘導コイル１に流したとき、銅ルツボ６はスリットによ
り分断されているので、銅ルツボ６には誘導電流はほと
んど流れず、銅ルツボ６内の被溶解物に誘導電流が流れ
ることになり、被溶解物の効率的な溶解が可能になる。
をスリット内に挿入された耐火物７を介して円筒状に連
結して構成されており、銅ルツボ６の上部は円周方向に
不連続の構造となっている。したがって、高周波電流を
誘導コイル１に流したとき、銅ルツボ６はスリットによ
り分断されているので、銅ルツボ６には誘導電流はほと
んど流れず、銅ルツボ６内の被溶解物に誘導電流が流れ
ることになり、被溶解物の効率的な溶解が可能になる。
【０００５】銅ルツボ６内の溶融金属４は水冷されてい
る銅セグメント２の冷却効果により形成された溶融金属
のスカル（凝固殻）３内で溶融保持されることと、さら
に、溶融金属４は誘導コイル１からの電磁気力により攪
拌され（図中の矢印）、その上部は図２（ｂ） に示す
ごとく、放物面状に保持されるので、銅ルツボ６と接触
せずに溶解されることとによって、図２（ａ） に示す
耐火物ルツボ５に比べ、ルツボからの耐火物汚は勿論、
銅ルツボ６からの汚染も少ない高純度溶解が可能である
。
る銅セグメント２の冷却効果により形成された溶融金属
のスカル（凝固殻）３内で溶融保持されることと、さら
に、溶融金属４は誘導コイル１からの電磁気力により攪
拌され（図中の矢印）、その上部は図２（ｂ） に示す
ごとく、放物面状に保持されるので、銅ルツボ６と接触
せずに溶解されることとによって、図２（ａ） に示す
耐火物ルツボ５に比べ、ルツボからの耐火物汚は勿論、
銅ルツボ６からの汚染も少ない高純度溶解が可能である
。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した溶解
方法により得られた溶融金属は、原理上、スーパーヒー
ト量（溶融金属温度と溶融金属の融点との差）が十分に
得られないという欠陥がある。このことは、鋳造品を製
造する上で非常に問題となる。特に、薄肉複雑形状品を
鋳造する場合、融点近傍の温度しか持たない溶融金属は
粘性が高く、鋳造中に凝固してしまい、鋳型先端まで十
分に溶融金属が充填されないことがあり、数多くの鋳造
欠陥を生じることになる。また、このスカル部分が多い
と歩留りが下がり、コスト上昇にも直結する。
方法により得られた溶融金属は、原理上、スーパーヒー
ト量（溶融金属温度と溶融金属の融点との差）が十分に
得られないという欠陥がある。このことは、鋳造品を製
造する上で非常に問題となる。特に、薄肉複雑形状品を
鋳造する場合、融点近傍の温度しか持たない溶融金属は
粘性が高く、鋳造中に凝固してしまい、鋳型先端まで十
分に溶融金属が充填されないことがあり、数多くの鋳造
欠陥を生じることになる。また、このスカル部分が多い
と歩留りが下がり、コスト上昇にも直結する。
【０００７】本発明は、上記の諸問題を解決するために
なされたもので、スカルとルツボ間に熱抵抗層を入れる
ことにより、十分なスーパーヒート量を確保するととも
に、スカル量を低減する誘導溶解方法を提供することを
目的とする。
なされたもので、スカルとルツボ間に熱抵抗層を入れる
ことにより、十分なスーパーヒート量を確保するととも
に、スカル量を低減する誘導溶解方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１発明は、複数の棒状
水冷銅セグメントから構成される銅ルツボを使用するス
カル誘導溶解法において、チタン合金等の活性金属を溶
解する場合、スカルとルツボ間に熱抵抗層を形成して溶
解する誘導溶解方法である。
水冷銅セグメントから構成される銅ルツボを使用するス
カル誘導溶解法において、チタン合金等の活性金属を溶
解する場合、スカルとルツボ間に熱抵抗層を形成して溶
解する誘導溶解方法である。
【０００９】第２発明は、熱抵抗層に、Ｙ２Ｏ３、Ｈｆ
Ｏ２、ＣａＯ 、ＺｒＯ２、Ｔａ、Ｗ 、Ｍｏの内から
選んだ１種類を使用する請求項１の誘導溶解方法である
。
Ｏ２、ＣａＯ 、ＺｒＯ２、Ｔａ、Ｗ 、Ｍｏの内から
選んだ１種類を使用する請求項１の誘導溶解方法である
。
【００１０】
【作用】熱抵抗層としては、高融点、低熱伝導率、活性
金属と反応しない化学的に安定な材料が求められ、被溶
解材に適したものが選ばれる。上記のＹ２Ｏ３、ＨｆＯ
２、ＣａＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ、Ｗ 、Ｍｏはいずれも熱
抵抗層として満足のいくものである。因みに、これらの
融点はいずれも２４００℃以上である。
金属と反応しない化学的に安定な材料が求められ、被溶
解材に適したものが選ばれる。上記のＹ２Ｏ３、ＨｆＯ
２、ＣａＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ、Ｗ 、Ｍｏはいずれも熱
抵抗層として満足のいくものである。因みに、これらの
融点はいずれも２４００℃以上である。
【００１１】また、熱抵抗層の厚さは投入電力、冷却水
量、被溶解材量を考慮して決定される。熱抵抗層の効果
を大きくするためには、銅ルツボ、熱抵抗層、スカル間
の接触面を粗面にすることによって、接触面での熱伝達
率を小さくして熱抵抗を大きくすることが肝要である。 これにより、熱移動の伝導にあずかる要因が減少し、輻
射、対流にあずかる要因が増加しスーパーヒートが得や
すくなる。
量、被溶解材量を考慮して決定される。熱抵抗層の効果
を大きくするためには、銅ルツボ、熱抵抗層、スカル間
の接触面を粗面にすることによって、接触面での熱伝達
率を小さくして熱抵抗を大きくすることが肝要である。 これにより、熱移動の伝導にあずかる要因が減少し、輻
射、対流にあずかる要因が増加しスーパーヒートが得や
すくなる。
【００１２】懸念される本熱抵抗層の溶融金属への汚染
は、溶解方法を工夫することにより解決される。すなわ
ち、図１に示すように、銅ルツボ６の底部に、中窪みの
熱抵抗層１１を設置し、その上に、被溶解材であらかじ
め製作しておいたスカル１２を設置する。この状態で、
被溶解材を銅ルツボ６内に装入して、誘導コイル１に高
周波電源９から高周波電流を流し溶解する。溶解開始と
ともにスカル１２の上部は溶解し始めるが、熱的に平衡
状態になると、スカル１２の溶解は停止し、スカル１２
の下部は溶解することなく、溶融金属４の熱抵抗層１１
からの汚染は防止できる。また、溶融金属４は誘導コイ
ル１からの電磁気力により攪拌され、その上部は放物面
状に保持されるので、銅ルツボ６と接触せずに溶解され
ることになる。
は、溶解方法を工夫することにより解決される。すなわ
ち、図１に示すように、銅ルツボ６の底部に、中窪みの
熱抵抗層１１を設置し、その上に、被溶解材であらかじ
め製作しておいたスカル１２を設置する。この状態で、
被溶解材を銅ルツボ６内に装入して、誘導コイル１に高
周波電源９から高周波電流を流し溶解する。溶解開始と
ともにスカル１２の上部は溶解し始めるが、熱的に平衡
状態になると、スカル１２の溶解は停止し、スカル１２
の下部は溶解することなく、溶融金属４の熱抵抗層１１
からの汚染は防止できる。また、溶融金属４は誘導コイ
ル１からの電磁気力により攪拌され、その上部は放物面
状に保持されるので、銅ルツボ６と接触せずに溶解され
ることになる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。溶解材にＴ
ｉおよびＴｉ−３７Ａｌ ２０ｋｇを用い、熱抵抗層の
ある場合と、ない場合について溶解を行った。熱抵抗層
にはＹ２Ｏ３粉末を用い、銅ルツボの低部に中窪み状に
敷き詰め、その上に、被溶解材で製作したスカルを設置
した。このときのスーパーヒート量、出湯量、溶存酸素
量を表１に示す。 なお、溶解炉は図１に示す誘導溶解炉を使用した。
ｉおよびＴｉ−３７Ａｌ ２０ｋｇを用い、熱抵抗層の
ある場合と、ない場合について溶解を行った。熱抵抗層
にはＹ２Ｏ３粉末を用い、銅ルツボの低部に中窪み状に
敷き詰め、その上に、被溶解材で製作したスカルを設置
した。このときのスーパーヒート量、出湯量、溶存酸素
量を表１に示す。 なお、溶解炉は図１に示す誘導溶解炉を使用した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１から明らかなように、本発明の熱抵抗
層がある場合は、熱抵抗層がない場合に比べて、スーパ
ーヒート量は大きくなり、また、スカル量が減少し出湯
量も増加し、歩留りが向上している。さらに、酸素分析
の結果、熱抵抗層であるＹ２Ｏ３粉末からの溶湯への酸
素の汚染は認められなかった。
層がある場合は、熱抵抗層がない場合に比べて、スーパ
ーヒート量は大きくなり、また、スカル量が減少し出湯
量も増加し、歩留りが向上している。さらに、酸素分析
の結果、熱抵抗層であるＹ２Ｏ３粉末からの溶湯への酸
素の汚染は認められなかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、スカルとルツボ間に熱抵抗層
を入れることにより、十分なスーパーヒート量を確保す
るとともに、スカル量を低減する誘導溶解方法であって
、熱抵抗層をスカルとルツボ間に入れることによって、
スーパーヒート量を大きくすることによって、薄肉複雑
形状品の鋳造が可能となり、また、スカル量を減少して
出湯量を増加し、歩留りを向上することができるという
優れた効果を有するものである。
を入れることにより、十分なスーパーヒート量を確保す
るとともに、スカル量を低減する誘導溶解方法であって
、熱抵抗層をスカルとルツボ間に入れることによって、
スーパーヒート量を大きくすることによって、薄肉複雑
形状品の鋳造が可能となり、また、スカル量を減少して
出湯量を増加し、歩留りを向上することができるという
優れた効果を有するものである。
【図１】本発明の誘導溶解法の説明図である。
【図２】従来の誘導溶解法の説明図である。
１…誘導コイル、２…銅セグメント、３…スカル、４…
溶融金属、５…耐火物ルツボ、６…銅ルツボ、７…耐火
物、８…冷却水路、９…高周波電源、１１…熱抵抗層、
１２…スカル。
溶融金属、５…耐火物ルツボ、６…銅ルツボ、７…耐火
物、８…冷却水路、９…高周波電源、１１…熱抵抗層、
１２…スカル。
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の棒状水冷銅セグメントから構成
される銅ルツボを使用するスカル誘導溶解法において、
チタン合金等の活性金属を溶解する場合、スカルとルツ
ボ間に熱抵抗層を形成して溶解することを特徴とする誘
導溶解方法。 - 【請求項２】 熱抵抗層に、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｃ
ａＯ 、ＺｒＯ２、Ｔａ、Ｗ 、Ｍｏの内から選んだ１
種類を使用することを特徴とする請求項１の誘導溶解方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139048A JPH04362144A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 誘導溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139048A JPH04362144A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 誘導溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362144A true JPH04362144A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15236255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139048A Pending JPH04362144A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 誘導溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362144A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085525A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル溶解炉 |
| CN102080931A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-01 | 黄喜锤 | 铝压铸用高频感应熔铝炉 |
| CN106191482A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 张强 | 高洁净度的钛铝金属间化合物和高纯度钛合金的感应熔铸方法 |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3139048A patent/JPH04362144A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009085525A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Co Ltd | コールドクルーシブル溶解炉 |
| CN102080931A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-01 | 黄喜锤 | 铝压铸用高频感应熔铝炉 |
| CN102080931B (zh) | 2010-12-21 | 2012-12-05 | 黄喜锤 | 铝压铸用高频感应熔铝炉 |
| CN106191482A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 张强 | 高洁净度的钛铝金属间化合物和高纯度钛合金的感应熔铸方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990105 |