JPH06200334A - Equipment for the production of high-purity metals and alloys - Google Patents

Equipment for the production of high-purity metals and alloys

Info

Publication number
JPH06200334A
JPH06200334A JP5077668A JP7766893A JPH06200334A JP H06200334 A JPH06200334 A JP H06200334A JP 5077668 A JP5077668 A JP 5077668A JP 7766893 A JP7766893 A JP 7766893A JP H06200334 A JPH06200334 A JP H06200334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crucible
electrode
metal
induction coil
ingot
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.)
Withdrawn
Application number
JP5077668A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Alok Choudhury
コーダリー アロック
Matthias Blum
ブルム マッシアス
Norbert Ludwig
ルドヴィッヒ ノルベルト
Harald Scholz
ショルツ ハラルド
Michael Hohmann
ホフマン ミカエル
Franz Hugo
フーゴ フランツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leybold Durferrit GmbH
Original Assignee
Leybold Durferrit GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Durferrit GmbH filed Critical Leybold Durferrit GmbH
Publication of JPH06200334A publication Critical patent/JPH06200334A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • F27B14/061Induction furnaces
    • F27B14/063Skull melting type
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/22Furnaces without an endless core
    • H05B6/24Crucible furnaces
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/34Arrangements for circulation of melts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 純度が高い材料からなる注入流を生成するこ
とにある。 【構成】 本発明は、高純度の金属および合金の製造装
置に関する。この装置では、電気スラグ再溶解法が冷却
式誘導るつぼ技術と組み合わされる。これにより、驚く
べき利点、たとえば、かなりのエネルギ節減、操業時間
の短縮、製造した金属または合金の非常に高い純度を達
成できる。さらに、誘導流れ案内システム、流れを流出
されるコールド・フィンガー技術またはインゴット・リ
アクタ装置も使用できる。
(57) [Summary] [Purpose] To generate an injection stream composed of a material with high purity. The present invention relates to an apparatus for producing high-purity metals and alloys. In this device, the electric slag remelting method is combined with the cooled induction crucible technology. This makes it possible to achieve surprising advantages, for example, considerable energy savings, reduced run times, and very high purity of the metal or alloy produced. In addition, inductive flow guidance systems, cold-flushed flow-through technology or ingot reactor equipment can be used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、誘導コイルによって囲
まれた、1つまたはいくつかの金属セグメントからなる
冷却式るつぼで高純度金属および合金を製造する装置に
関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to an apparatus for producing high purity metals and alloys in a cooled crucible consisting of one or several metal segments surrounded by an induction coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】高いストレスのかかる部品、たとえば、
タービン・バケットは、高純度の材料で作らなければな
らない。材料に外部物質が含まれている場合、これらの
含有物が、高いストレスの下で、毛筋割れなどの出発点
となり、最終的に、部品全体が破壊することになる。
2. Description of the Related Art Highly stressed parts, such as
Turbine buckets must be made of high purity material. If the material contains external substances, these inclusions, under high stress, become the starting point for ciliary cracks and the like, and eventually the entire part is destroyed.

【0003】高純度金属または合金を製造する従来の方
法では、出発材料が真空誘導溶解(VIM)法によって
再溶解されてインゴットとされる。しかしながら、こう
して得たインゴットの純度は、多くの場合、まだ充分で
はない。さらに、原則的に、このようなインゴットは不
均質組織を有し、これは、特に、インゴットの外径を決
定する形での金属の固化が外側から内側に生じるという
事実に起因する。もっと高い純度を得るために、インゴ
ットに真空アーク再溶解(VAR)法が施される。ここ
で、インゴットは、電圧源の1つの極に接続された円筒
形の電極の形を持ち、電極から材料の滴を落とす容器が
この電圧源の他極に接続されている。この場合、電極と
チル鋳型内で製造されるべきインゴットの間にはアーク
が形成され、このアークが、インゴット電極を一端から
溶かすことになる。
In the conventional method of producing high purity metals or alloys, the starting material is remelted into an ingot by the vacuum induction melting (VIM) method. However, the purity of the ingot thus obtained is often still not sufficient. Furthermore, in principle, such ingots have a heterogeneous structure, which is due in particular to the fact that the solidification of the metal in a manner that determines the outer diameter of the ingot occurs from the outside to the inside. To obtain higher purity, the ingot is subjected to vacuum arc remelting (VAR) method. Here, the ingot has the shape of a cylindrical electrode connected to one pole of the voltage source, and the container for dropping material drops from the electrode is connected to the other pole of this voltage source. In this case, an arc is formed between the electrode and the ingot to be produced in the chill mold, and this arc will melt the ingot electrode from one end.

【0004】別の公知方法、すなわち、電気式スラグ再
溶解(=ESR, DE=Z:Korousic,B.etal : ESR Technology
of High Purity Copper Alloys, Metall, February 198
7,第153〜155頁参照)法では、たとえ類似した形
態で電圧がVAR法(ドイツ特許出願公告第23497
21号公報参照)におけるように印加されたとしても、
チル鋳型内で電極と溶融材料との間にはまったくアーク
が形成されない。それ故、スラグ内に浸漬された電極を
経た電流によって、スラグは抵抗加熱によって加熱さ
れ、電極材料が溶融する。溶融した材料はスラグ内に侵
入する。溶融材料とスラグ面との間では、冶金学的な反
応が生じ、スラグ下に高純度の溶融金属が生じる。ES
R法の利点は、通常の大気圧でそれを実施できるという
ことにある。
Another known method, namely electric slag remelting (= ESR, DE = Z: Korousic, B. et al: ESR Technology
of High Purity Copper Alloys, Metall, February 198
7, pp. 153-155), the voltage is VAR method (German Patent Application Publication No. 23497) in a similar manner.
21), even if it is applied as in
No arc is formed between the electrode and the molten material in the chill mold. Therefore, the electric current passing through the electrode immersed in the slag causes the slag to be heated by resistance heating, which melts the electrode material. The molten material penetrates into the slag. A metallurgical reaction occurs between the molten material and the slag surface, producing a high-purity molten metal under the slag. ES
The advantage of the R method is that it can be carried out at normal atmospheric pressure.

【0005】加工片そのもの、たとえば、タービン部品
は、鍛造によって純化材料から製造することができる。
しかしながら、純化した液化材料を霧化して粉末を生成
し、それを鋳型容器内に入れ、機械的な圧力によって圧
縮することも可能である。
The workpiece itself, for example a turbine component, can be manufactured from the purified material by forging.
However, it is also possible to atomize the purified liquefied material to produce a powder, which is placed in a mold container and compressed by mechanical pressure.

【0006】VAR法ならびにESR法では、溶解に必
要な熱エネルギは、抵抗器を横切って電流を流すことに
よって得られる。
In the VAR and ESR methods, the thermal energy required for melting is obtained by passing an electric current across the resistor.

【0007】それに対して、いわゆる誘導加熱では、溶
解エネルギは、渦電流によって溶融材料に導入される。
この渦電流は、コイル内のAC磁界によって発生する。
ここで、このコイルは、溶融材料を入れたるつぼのまわ
りに配置される(ドイツ特許第3026722号公報参
照)。
On the other hand, in so-called induction heating, melting energy is introduced into the molten material by eddy currents.
This eddy current is generated by the AC magnetic field in the coil.
Here, the coil is arranged around a crucible containing the molten material (see DE 3026722).

【0008】磁界が溶融材料を透過できるように、るつ
ぼは、磁界に対して全体的あるいは少なくとも部分的に
透過性でなければならない。るつぼがセラミックからな
る場合、磁界は、問題なく溶融材料に侵入するが、金属
が溶解しつつあるセラミック製るつぼでは、問題があ
る。すなわち、るつぼが高い溶融温度を持ち、AC磁界
を透過させ得ると同時に、或る場合には、るつぼが溶融
物と反応したり、脆いセラミック製るつぼの一部が剥れ
て溶融物内に含有物と混ざったりするのである。それに
対して、金属製のるつぼは、高い靭性を持ち、溶融物と
は直接反応しない。これらの欠点は、るつぼ内に渦電流
が発生し、AC磁界が溶融材料に侵入するのを阻止され
るという事実による。加えて、金属製るつぼは、溶融温
度が比較的低い。
The crucible must be wholly or at least partially transparent to the magnetic field so that the magnetic field can penetrate the molten material. When the crucible is made of ceramic, the magnetic field penetrates the molten material without problems, but in ceramic crucibles where the metal is melting, there is a problem. That is, the crucible has a high melting temperature and is capable of transmitting AC magnetic fields, while in some cases the crucible may react with the melt or a portion of the brittle ceramic crucible may peel off and become contained in the melt. It mixes with things. In contrast, metal crucibles have high toughness and do not react directly with the melt. These drawbacks are due to the fact that eddy currents are generated in the crucible, preventing the AC magnetic field from penetrating the molten material. In addition, the metal crucible has a relatively low melting temperature.

【0009】金属および合金の誘導溶解のために前述の
負の特性があるにもかかわらず金属製るつぼを用いるこ
とは公知である(DEP 518 499、 EP 0 276 544、 DE-A-39
40029、 EP-A-0 480 845) 。ここで、るつぼの壁はいく
つかのセグメントに分割され、シールド作用を持つ渦電
流の生成を減じ、溶融材料の誘導加熱を可能とする。一
方、るつぼのセグメントは、たとえば、水で冷却されて
溶融材料の潜在的に高い温度によっても溶けないように
される。特殊な方法でるつぼセグメントを設置すること
によって、溶融材料へのエネルギの導入が最適化され得
る。さらに、たとえば、コイルから発する磁界の放射圧
力によって、溶融物をるつぼの内壁面から保つことも可
能である。冷却式誘導るつぼでは、溶融物は、生成され
た後にるつぼを傾けることによってるつぼから取り出さ
れる。しかしながら、このようなるつぼの底に開口を設
け、この開口から流出する溶融流を霧化し、金属の粉末
または金属酸化物の粉末を生成することも知られている
(DE-A-40 11 392) 。注入流を造形するために、金属製
流体冷却式セグメントからなり、誘導コイルによって囲
まれた円錐形または回転双曲線形の漏斗が設けられてい
る。漏斗の形状により、誘導コイルが作動するAC電流
周波数を選び、誘導コイルの歯ピッチによって割った1
スロットあたりの全電流の率を選ぶことによって、注入
流を造形し、阻止することができる。
It is known to use metal crucibles for the induction melting of metals and alloys despite the above-mentioned negative properties (DEP 518 499, EP 0 276 544, DE-A-39).
40029, EP-A-0 480 845). Here, the wall of the crucible is divided into several segments, reducing the production of eddy currents with a shielding effect and allowing the induction heating of the molten material. On the other hand, the crucible segment is cooled with, for example, water so that it is not melted by the potentially high temperature of the molten material. By installing the crucible segments in a special way, the introduction of energy into the molten material can be optimized. Furthermore, it is also possible to keep the melt from the inner wall surface of the crucible, for example by the radiation pressure of the magnetic field emanating from the coil. In a cooled induction crucible, the melt is removed from the crucible by tilting the crucible after it has been formed. However, it is also known to provide an opening in the bottom of such a crucible and atomize the molten stream flowing out of this opening to produce a metal powder or a metal oxide powder (DE-A-40 11 392). ). To shape the injection flow, a conical or rotating hyperbolic funnel consisting of metallic fluid-cooled segments surrounded by induction coils is provided. Depending on the shape of the funnel, select the AC current frequency at which the induction coil operates and divide by the induction coil tooth pitch
By choosing the rate of total current per slot, the injection flow can be shaped and blocked.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の方法
で製造された材料に比して純度が高い材料からなる注入
流を生成することを課題とする。
It is an object of the present invention to produce an injection stream of a material of higher purity than the material produced by the method described above.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題は、るつぼ内の
上方に形成された液体スラグ層に金属または合金からな
る少なくとも一つの電極が浸漬されており、該電極が電
源に接続されている装置を用いることによって解決され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems are solved by an apparatus in which at least one electrode made of a metal or an alloy is immersed in a liquid slag layer formed above in a crucible, and the electrode is connected to a power source. Is solved by using.

【0012】また、本発明による上記装置は、真空中、
空気中、または不活性ガス室内、あるいは、過剰圧力下
で作動し得るという事実がある。
Further, the above apparatus according to the present invention is
There is the fact that it can operate in air or in an inert gas chamber or under excess pressure.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例が添付の図面に示してあり、
以下、それを詳しく説明する。
An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings,
The details will be described below.

【0014】図に示す装置1では、電気スラグ再溶解法
の要素が誘導るつぼ技術の要素と結合してある。電極2
の溶融は、電気エネルギ源3によって行われ、この電気
エネルギ源の第1端子4が電極2に接続してあり、第2
電極5がるつぼ6に接続してある。スタータ・プレート
(図示せず)を設けてもよい。エネルギ源3は、DCま
たはAC電源のいずれであってもよい。このるつぼ6
は、いくつかの垂直方向に配置したフィンを包含するス
ロット付きるつぼであり、これのフィンのうちほんのい
くつかが7〜13で示してある。電極2の端は、液体ス
ラグ層14内に浸漬してあり、スラグ層14内の高熱の
発生により溶解される。溶解され、純化された溶融材料
15は、スラグ層14の下に集まる。この時点までは、
従来の電気スラグ再溶解法である。この公知の方法にお
いては、スラグ層14の或る特定の深さに、液化電極材
料15の溜りが生じる。この溜りの下において、材料は
再び固化する。ESR法の遅さは、一般的には、スラグ
層4の下にるつぼ6の全内容物を液状に保つことはでき
ず、おそらくは、るつぼ6の開口から流出し、霧化され
ることになる。溶解法の連続的な進行は、本発明によれ
ば、るつぼ6が冷却式誘導るつぼであることによって達
成される。このるつぼは、その周囲まわりに、水冷式誘
導コイル16を有し、これは端子17、18を介してA
C電流源19に接続してある。この誘導コイルの助けに
よって、溶融材料15は液体状態に留まることができ
る。るつぼ6の下端には、開口20が設けてあり、この
開口は、通常の溶解作業中、電極2と同じ材料で作った
ストッパ21で閉ざされている。このストッパ21は、
るつぼ6の壁を通しての冷却によって形成されるか、ま
たは、予め所定位置に設定されている。コイル16によ
って供給される溶解エネルギが充分でない場合、固化し
たストッパは、上向きに固化層22として続く。残った
溶融物15は、コイル16の誘導作用によって液体状態
に保たれ、電流を生じさせる。これらの電流は、湾曲矢
印23〜26で示してあり、これらの矢印は、非常に複
雑な電流の動きを概略的に示しており、実際の電流を正
確に示すものではない。しかしながら、いかなる場合に
も、スラグ電流が生じると、スラグ内になお存在する含
有物および不純物が外側に達し、スラグ層によって拾い
上げられ、溶融物から除去される。それ故、再溶融材料
は再び純化される。
In the device 1 shown, the elements of the electric slag remelting process are combined with those of the induction crucible technology. Electrode 2
Is melted by an electric energy source 3, the first terminal 4 of which is connected to the electrode 2,
The electrode 5 is connected to the crucible 6. A starter plate (not shown) may be provided. The energy source 3 may be either a DC or AC power source. This crucible 6
Is a slotted crucible containing several vertically oriented fins, only some of which are shown at 7-13. The end of the electrode 2 is immersed in the liquid slag layer 14 and melted by the generation of high heat in the slag layer 14. The melted and purified molten material 15 collects under the slag layer 14. Until this point,
This is a conventional electric slag remelting method. In this known method, a pool of liquefied electrode material 15 occurs at a certain depth of the slag layer 14. Under this pool, the material solidifies again. The slowness of the ESR method generally does not allow the entire contents of the crucible 6 under the slag layer 4 to be kept in liquid form, possibly flowing out of the opening of the crucible 6 and being atomized. . The continuous progression of the melting process is achieved according to the invention by the crucible 6 being a cooled induction crucible. The crucible has, around its circumference, a water-cooled induction coil 16, which is connected via terminals 17, 18 to A
It is connected to the C current source 19. With the help of this induction coil, the molten material 15 can remain in the liquid state. An opening 20 is provided at the lower end of the crucible 6 and is closed by a stopper 21 made of the same material as the electrode 2 during a normal melting operation. This stopper 21
It is formed by cooling through the wall of the crucible 6 or is preset in place. If the melting energy supplied by the coil 16 is not sufficient, the solidified stopper continues upward as a solidified layer 22. The remaining melt 15 is kept in a liquid state by the inductive action of the coil 16 and produces an electric current. These currents are indicated by curved arrows 23-26, which are schematic representations of very complex current movements and are not an exact representation of the actual currents. However, in any case, when a slag current occurs, the inclusions and impurities still present in the slag reach the outside and are picked up by the slag layer and removed from the melt. Therefore, the remelted material is purified again.

【0015】電極2は、モータ36の助けによって回転
させられ得る。また、垂直レール28上を移動できるよ
うに装置29に取り付けられた持ち上げ機構27によっ
て電極2を垂直方向に昇降させることもできる。
The electrode 2 can be rotated with the help of a motor 36. The electrode 2 can also be vertically moved up and down by a lifting mechanism 27 attached to the device 29 so as to be movable on the vertical rail 28.

【0016】溶融物15が充分に純化されたならば、そ
れはるつぼ6から取り出され、さらなる処理に供され
る。この目的のために、別の誘導コイル31がるつぼ6
の下端30に設けられ、AC電源37から電力の供給を
受ける。このコイル31を通って電流が流れる場合、誘
導熱エネルギは、ストッパ21上に集中し、それを溶解
する。このストッパが溶解した後、液体材料15は、る
つぼ6から開口20を通して下方に流れることができ、
さらに処理されて金属および合金の粉末を生成する。ま
た、連続的な鋳造または底収縮によって半加工製品を製
造することもできる。この方法は、また、電極を溶解
し、材料を流出させることによって連続的に実施され得
る。
Once the melt 15 is sufficiently purified, it is removed from the crucible 6 and subjected to further processing. For this purpose, another induction coil 31 has a crucible 6
Is provided at the lower end 30 of the power source and receives power from an AC power source 37. When a current flows through this coil 31, the induced heat energy concentrates on the stopper 21 and melts it. After the stopper has melted, the liquid material 15 can flow downward from the crucible 6 through the opening 20,
Further processing produces metal and alloy powders. It is also possible to produce semi-finished products by continuous casting or bottom shrinking. The method can also be carried out continuously by melting the electrodes and allowing the material to flow out.

【0017】このさらなる処理は、それ自体公知である
(たとえば、USP 4 762 553、 USP 4869 469) 。そのた
め、ここでこれ以上説明する必要はないであろう。ここ
で、公知のコールド・フィンガー技術を用いて流れを流
出させることができ、あるいは、インゴット・リアクタ
装置を用いることができることは了解されたい。電流源
3のAC電流(まさにESR法で用いられるものであ
る)は、可変周波数を持つことができる。1つの電極2
の代わりに、2つまたはそれ以上の電極を同時に溶解し
てもよい。3つの電極の場合、電流源3は3相電源であ
るとよい。
This further treatment is known per se (eg USP 4 762 553, USP 4869 469). Therefore, it may not need to be described further here. It should be appreciated that the known cold finger technique may be used to divert the stream, or an ingot reactor system may be used. The AC current of the current source 3, which is exactly what is used in the ESR method, can have a variable frequency. One electrode 2
Alternatively, two or more electrodes may be melted simultaneously. In the case of three electrodes, the current source 3 is preferably a three-phase power source.

【0018】溶融物15を加熱するために、2つの個別
のAC電流源19、37が図には示してある。しかしな
がら、2つのAC電流源の代わりに、1つまたは他の巻
き線に切り換えることができる場合には、1つでも充分
である。
To heat the melt 15, two separate AC current sources 19, 37 are shown in the figure. However, instead of two AC current sources, one is sufficient if one or the other winding can be switched.

【0019】本発明は、流れを流出されるためのコール
ド・フィンガー技術 (A.Gubchenko,Y.Norikov, A.Choud
hury, F.Hugo: Vacuum Induction and Induction Plasm
a Furnaces with Cold Crucible, Paper presented at
the Vacuum Metallurgy Conference, 1991, Pittsburgh
/USA)またはインゴット・リアクタ装置(A.Choudhury: V
acuum Metallurgy, ASM International, 1990, pp. 13
6,137)と組み合わせても有利である。
The present invention is a cold finger technique (A. Gubchenko, Y. Norikov, A. Choud for discharging a stream).
hury, F. Hugo: Vacuum Induction and Induction Plasm
a Furnaces with Cold Crucible, Paper presented at
the Vacuum Metallurgy Conference, 1991, Pittsburgh
/ USA) or ingot reactor device (A.Choudhury: V
acuum Metallurgy, ASM International, 1990, pp. 13
6,137) is also advantageous.

【0020】るつぼ6からの注入流は、チル鋳型に移
し、そこにおいて固化させてインゴットを形成すること
ができる。また、るつぼ6からの注入流を用いてロスト
ワックス鋳型を満たすこともできる。さらに、注入流を
不活性ガスで霧化し、微細な金属粉末を製造することも
できる。さらに、るつぼ6のテーパ付き領域から、連続
したロープを引き、その直径を可変とすることもでき
る。誘導コイル16を2つまたはそれ以上の部分に分割
し、これらの部分を同じまたは異なった電圧に接続して
もよい。
The injection flow from crucible 6 can be transferred to a chill mold where it solidifies to form an ingot. It is also possible to use an injection flow from crucible 6 to fill the lost wax mold. Further, the injection flow can be atomized with an inert gas to produce fine metal powder. Furthermore, a continuous rope can be drawn from the tapered region of the crucible 6 to make its diameter variable. The induction coil 16 may be divided into two or more parts and these parts may be connected to the same or different voltages.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明で達成される利点は、スラグ反応
によってESR電極材料を純化できること、誘導オーブ
ン内で過熱すると共に潜在的に冷たいるつぼ面上でスカ
ルの不純物を濃縮することによって液化溶融材料を純化
することにある。さらに、別個の設備に比べて1つの設
備、1つの溶解法で2つの技術を結合することによっ
て、かなりのエネルギの節減、作動時間の短縮、そし
て、潜在的に、より高い純度を達成することができる。
これらの利点に、最終製品における大きなスペクトルが
加わる。さらに、本方法は、ほぼ任意の種類の雰囲気、
たとえば、真空中、空気中、不活性ガス中、過剰圧力下
で実施し得る。組み合わせ設備では、特定の最終製品に
とって最も好ましいプロセス条件の実現を可能とする出
口を設けるとよい。
The advantages achieved by the present invention are that the ESR electrode material can be purified by a slag reaction, the liquefied molten material by heating in an induction oven and concentrating the impurities of the skull on the potentially cold crucible surface. To purify. Furthermore, by combining the two technologies in one installation, one dissolution method compared to separate installations, significant energy savings, reduced operating times, and potentially higher purities are achieved. You can
These advantages add to the large spectrum in the final product. Furthermore, the method is suitable for almost any kind of atmosphere,
For example, it may be carried out in vacuum, in air, in an inert gas, and under excess pressure. Combined equipment may be provided with outlets that allow the realization of the most favorable process conditions for a particular end product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の装置の一実施例を示す部分断面立面図
である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional elevation view showing an embodiment of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本発明の装置 2 電極 3 電気エネルギ源 4 第1端子 5 第2端子 6 るつぼ 7 フィン 14 液体スラグ層 15 溶融材料 16 誘導コイル 17 端子 18 端子 19 電流源 20 開口 21 ストッパ 22 固化層 23 電流 24 電流 25 電流 26 電流 27 持ち上げ機構 28 垂直レイル 31 別の誘導コイル 36 モータ 37 AC電流源 1 Device of the Present Invention 2 Electrode 3 Electric Energy Source 4 First Terminal 5 Second Terminal 6 Crucible 7 Fin 14 Liquid Slag Layer 15 Molten Material 16 Induction Coil 17 Terminal 18 Terminal 19 Current Source 20 Opening 21 Stopper 22 Solidification Layer 23 Current 24 Current 25 Current 26 Current 27 Lifting mechanism 28 Vertical rail 31 Another induction coil 36 Motor 37 AC current source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22B 9/187 F27B 14/06 7516−4K H05B 6/24 8915−3K (72)発明者 ノルベルト ルドヴィッヒ ドイツ連邦共和国 D−8751 ニーデルン ベルグ ノルトリング 5 エー (72)発明者 ハラルド ショルツ ドイツ連邦共和国 D−6458 ローデンバ ッハ アルベルト−アインシュタイン−シ ュトラーセ 2 (72)発明者 ミカエル ホフマン ドイツ連邦共和国 D−6450 ハナウ 7 フォン−アイフ−シュトラーセ 11 (72)発明者 フランツ フーゴ ドイツ連邦共和国 D−8750 アシァフェ ンブルクゾンネンシュトラーセ 24─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication C22B 9/187 F27B 14/06 7516-4K H05B 6/24 8915-3K (72) Inventor Norbert Ludwig Federal Republic of Germany D-8751 Niedernberg Nordling 5 A (72) Inventor Harald Scholz Federal Republic of Germany D-6458 Rodenbach-Albert-Einstein-Schutrasse 2 (72) Inventor Michael Hoffmann Federal Republic of Germany D-6450 Hanau 7 Von Aif-Strasse 11 (72) Inventor Franz Hugo Federal Republic of Germany D-8750 Asiafenburg Sonnenstraße 24

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導コイルによって囲まれた、1つまた
はいくつかの金属セグメントからなる冷却式るつぼで高
純度金属および合金を製造する装置であって、るつぼ
(6)に液体スラグ層(14)が設けてあり、この液体
スラグ層に金属または合金からなる少なくとも1つの電
極(2)が浸漬してあり、この電極(2)が電圧源
(3)に接続してあることを特徴とする装置。
1. An apparatus for producing high purity metals and alloys in a cooled crucible consisting of one or several metal segments surrounded by an induction coil, the crucible (6) comprising a liquid slag layer (14). And an electrode (2) made of a metal or an alloy is immersed in the liquid slag layer, the electrode (2) being connected to a voltage source (3). .
【請求項2】 請求項1記載の装置において、金属プレ
ートが対向電極として設けてあることを特徴とする装
置。
2. Device according to claim 1, characterized in that a metal plate is provided as counter electrode.
【請求項3】 請求項1記載の装置において、スラグ層
(14)に、金属または合金とからなる2つまたはそれ
以上の電極が浸漬してあり、これらの電極が電源(3)
に接続してあり、1つまたはいくつかの電極が対向電極
として作用することを特徴とする装置。
3. The device according to claim 1, wherein the slag layer (14) has two or more electrodes made of metal or alloy immersed therein, these electrodes being a power source (3).
A device, characterized in that one or several electrodes are connected to each other and act as counter electrodes.
【請求項4】 請求項1記載の装置において、るつぼ
(6)がその底に開口(20)を有することを特徴とす
る装置。
4. Device according to claim 1, characterized in that the crucible (6) has an opening (20) in its bottom.
【請求項5】 請求項1記載の装置において、るつぼ
(6)がその底に向かってテーパが付いており、るつぼ
のこのテーパ付きの領域が誘導コイル(31)によって
囲まれており、この誘導コイルがAC電圧源(37)に
接続していることを特徴とする装置。
5. The device according to claim 1, wherein the crucible (6) tapers towards its bottom, the tapered region of the crucible being surrounded by an induction coil (31). A device characterized in that the coil is connected to an AC voltage source (37).
【請求項6】 請求項1記載の装置において、電極
(2)が駆動装置(36)によって長手軸旋まわりに回
転させられ得ることを特徴とする装置。
6. Device according to claim 1, characterized in that the electrode (2) can be rotated about its longitudinal axis by a drive (36).
【請求項7】 請求項1記載の装置において、電極
(2)が駆動装置(27)によって下降させられ得るこ
とを特徴とする装置。
7. Device according to claim 1, characterized in that the electrode (2) can be lowered by a drive (27).
【請求項8】 請求項4記載の装置において、開口(2
0)が電極(2)と同じ材料からなるストッパ(21)
によって閉ざされていることを特徴とする装置。
8. The device according to claim 4, wherein the opening (2
0) stopper (21) made of the same material as the electrode (2)
A device characterized by being closed by.
【請求項9】 請求項5および8に記載の装置におい
て、誘導コイル(31)の誘導加熱電力が、ストッパ
(21)を溶解し得るほど高いことを特徴とする装置。
9. Device according to claims 5 and 8, characterized in that the induction heating power of the induction coil (31) is high enough to melt the stopper (21).
【請求項10】 請求項1記載の装置において、るつぼ
底の代わりに、インゴット・リアクタ装置が配置してあ
ることを特徴とする装置。
10. The apparatus according to claim 1, wherein an ingot reactor device is arranged instead of the crucible bottom.
【請求項11】 請求項1記載の装置において、注入流
がるつぼ(6)からチル鋳型に移動し、そこで、固化し
てインゴットを形成することを特徴とする装置。
11. A device according to claim 1, characterized in that the injection flow moves from the crucible (6) to the chill mold, where it solidifies to form an ingot.
【請求項12】 請求項1記載の装置において、るつぼ
(6)からの注入流がロストワックス鋳型を満たすのに
使用されることを特徴とする装置。
12. A device according to claim 1, characterized in that the injection flow from the crucible (6) is used to fill the lost wax mold.
【請求項13】 請求項1記載の装置において、不活性
ガス霧化によってるつぼ(6)からの注入流によって粉
末が形成されることを特徴とする装置。
13. A device according to claim 1, characterized in that the powder is formed by an injection flow from the crucible (6) by atomizing an inert gas.
【請求項14】 請求項5記載の装置において、るつぼ
(6)のテーパ付き領域から、連続したロープが引かれ
ており、ロープの直径が可変であることを特徴とする装
置。
14. Device according to claim 5, characterized in that a continuous rope is drawn from the tapered region of the crucible (6), the rope diameter being variable.
【請求項15】 請求項1記載の装置において、プロセ
スが、真空中、空気中、過剰圧力中または不活性ガス中
で実施されることを特徴とする装置。
15. A device according to claim 1, characterized in that the process is carried out in vacuum, in air, in excess pressure or in an inert gas.
【請求項16】 請求項1記載の装置において、誘導コ
イル(16)がセグメント化されていることを特徴とす
る装置。
16. Device according to claim 1, characterized in that the induction coil (16) is segmented.
JP5077668A 1992-03-11 1993-03-11 Equipment for the production of high-purity metals and alloys Withdrawn JPH06200334A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924207694 DE4207694A1 (en) 1992-03-11 1992-03-11 DEVICE FOR THE PRODUCTION OF METALS AND METAL ALLOYS OF HIGH PURITY
DE4207694.3 1992-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06200334A true JPH06200334A (en) 1994-07-19

Family

ID=6453766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5077668A Withdrawn JPH06200334A (en) 1992-03-11 1993-03-11 Equipment for the production of high-purity metals and alloys

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPH06200334A (en)
DE (1) DE4207694A1 (en)
FR (1) FR2688516A1 (en)
GB (1) GB2265805A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001212662A (en) * 1999-11-15 2001-08-07 General Electric Co <Ge> Articles nucleated and cast from clean metal
JP2001262245A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 General Electric Co <Ge> Sub electro-slag refining apparatus and method
JP2003523829A (en) * 2000-02-23 2003-08-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Clean metal nucleation casting apparatus and method with casting cooling
JP2003523828A (en) * 2000-02-23 2003-08-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Apparatus and method for casting casting
CN106363188A (en) * 2016-11-21 2017-02-01 张森 Device for forming stable metal liquid flow
JP2019521256A (en) * 2016-07-28 2019-07-25 アーコニック インコーポレイテッドArconic Inc. Two-step melting and casting system and method

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4320766C2 (en) * 1993-06-23 2002-06-27 Ald Vacuum Techn Ag Device for melting a solid layer of electrically conductive material
CA2181215A1 (en) * 1995-08-28 1997-03-01 Raimund Bruckner Method of operating an inductor and inductor for carrying out the method
US6043472A (en) 1996-08-28 2000-03-28 Didier-Werke Ag Assembly of tapping device and inductor therefor
DE19540641C2 (en) * 1995-11-01 1999-06-17 Didier Werke Ag Method for operating an induction device when non-metallic melts flow out
EP0907756B1 (en) * 1996-06-24 2001-03-07 General Electric Company Processing of electroslag refined metal
JP2954896B2 (en) * 1997-01-09 1999-09-27 核燃料サイクル開発機構 Device for extracting melt from cold crucible induction melting furnace
JP4147604B2 (en) * 1997-04-23 2008-09-10 神鋼電機株式会社 Induction heating melting furnace and bottom tapping mechanism
FR2766497B1 (en) * 1997-07-25 2001-05-11 Cogema CONTINUOUS ELABORATION AND PULLING, IN INDUCTIVE COLD CRUCIBLES, OF METALS OR ALLOYS
US6097750A (en) * 1997-12-31 2000-08-01 General Electric Company Electroslag refining hearth
DE19852747A1 (en) * 1998-11-16 2000-05-18 Ald Vacuum Techn Ag Production of homogeneous alloy mixtures used in the production of melt electrode in vacuum-arc melting processes comprises pressing a part of the alloying components into individual ingots to form a fusible electrode
DE19909495A1 (en) * 1999-03-04 2000-09-07 Ald Vacuum Techn Ag Melting semiconducting materials, electrically non-conducting materials or alloys involves heating graphite crucible, melting charge by heat transfer, then inductively when charge conductive
DE10325227A1 (en) * 2003-06-04 2005-01-20 Ald Vacuum Technologies Ag Heating and melting device with several each having at least one own working coil heating zones
DE102005037982B3 (en) 2005-08-02 2007-03-15 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Process for producing metal-containing castings and apparatus therefor
US8630328B2 (en) 2008-09-26 2014-01-14 Ulvac, Inc. Melting furnace
CN102650499A (en) * 2012-05-14 2012-08-29 矽明科技股份有限公司 High temperature reaction furnace reclaiming device
CN105385864B (en) * 2015-12-02 2017-05-03 东莞市逸昊金属材料科技有限公司 Amorphous alloy smelting system
WO2017202857A1 (en) 2016-05-25 2017-11-30 Ald Vacuum Technologies Gmbh Electroslag remelting process and melting vessel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3067473A (en) * 1960-03-29 1962-12-11 Firth Sterling Inc Producing superior quality ingot metal
FR1379618A (en) * 1963-02-02 1964-11-27 Glass melting process and apparatus for carrying out this process
ATE57052T1 (en) * 1986-07-04 1990-10-15 Vni Pk I T I Elektrotermichesk PLASMA INDUCTION FURNACE.
US4738713A (en) * 1986-12-04 1988-04-19 The Duriron Company, Inc. Method for induction melting reactive metals and alloys
DE4011392B4 (en) * 1990-04-09 2004-04-15 Ald Vacuum Technologies Ag Process and device for forming a pouring jet
US5160532A (en) * 1991-10-21 1992-11-03 General Electric Company Direct processing of electroslag refined metal

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001212662A (en) * 1999-11-15 2001-08-07 General Electric Co <Ge> Articles nucleated and cast from clean metal
JP2003523829A (en) * 2000-02-23 2003-08-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Clean metal nucleation casting apparatus and method with casting cooling
JP2003523828A (en) * 2000-02-23 2003-08-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Apparatus and method for casting casting
JP2001262245A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 General Electric Co <Ge> Sub electro-slag refining apparatus and method
JP2019521256A (en) * 2016-07-28 2019-07-25 アーコニック インコーポレイテッドArconic Inc. Two-step melting and casting system and method
CN106363188A (en) * 2016-11-21 2017-02-01 张森 Device for forming stable metal liquid flow

Also Published As

Publication number Publication date
FR2688516A1 (en) 1993-09-17
GB9304934D0 (en) 1993-04-28
DE4207694A1 (en) 1993-09-16
GB2265805A (en) 1993-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06200334A (en) Equipment for the production of high-purity metals and alloys
US3764297A (en) Method and apparatus for purifying metal
US3775091A (en) Induction melting of metals in cold, self-lined crucibles
US4738713A (en) Method for induction melting reactive metals and alloys
EP2067547A1 (en) Methods for centrifugally casting highly reactive titanium metals
EP2067546A1 (en) Systems for centrifugally casting highly reactive titanium metals
JPS63192543A (en) Melting and continuous casting device for metal, operating method of said device and usage of said device
US20030089481A1 (en) Method and apparatus for melting metals
US5003551A (en) Induction melting of metals without a crucible
EP0471798B1 (en) Induction skull melt spinning of reactive metal alloys
US6550526B1 (en) Method and device for producing cast parts consisting of aluminium and magnesium alloys
US6059015A (en) Method for directional solidification of a molten material and apparatus therefor
JPH03216264A (en) Prevention of metal from contamination
US5102449A (en) Inclusion decanting process for nickel-based superalloys and other metallic materials
GB2333147A (en) Induction heated vacuum crucibles
US3680163A (en) Non-consumable electrode vacuum arc furnaces for steel, zirconium, titanium and other metals and processes for working said metals
JP3028736B2 (en) Metal melting and continuous casting method
JP2002122386A (en) Water-cooled copper crucible for levitation melting
JP4263366B2 (en) Method and apparatus for melting rare earth magnet scrap
US3729307A (en) Method and apparatus for electroslag remelting of metals,particularly steel
Schlatter Melting and refining technology of high-temperature steels and superalloys: a review of recent process developments
US6913066B2 (en) Method and device for producing ingots or strands of metal by melting electrodes in an electroconductive slag bath
JPH0531571A (en) Casting manufacturing method and manufacturing apparatus
JPH03180432A (en) Metal melting method and melting equipment
US11192179B2 (en) Levitation melting method using an annular element

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000530