JPH0819494B2

JPH0819494B2 - 活性金属の溶製用消耗電極の製造装置

Info

Publication number: JPH0819494B2
Application number: JP61189130A
Authority: JP
Inventors: 教夫弓田; 勉塩入; 和臣東
Original assignee: Sumitomo Sitix Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPS6345333A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野） Ti、Zr、Nb、Ta等の活性金属は一般に、これら金属の
塩化物を還元精製する形で製造される。この製造方法に
よれば、各活性金属はいわゆるスポンジ金属として得ら
れるので、インゴットとするためには更に、粒状のスポ
ンジ金属を押し固めた消耗電極を用いて、真空アーク溶
解等による溶製を実施している。本発明は前記各活性金
属を基とする合金の消耗電極の母体となるブリケットの
製造装置に関する。

（従来の技術）前記各活性金属の真空アーク溶解用消耗電極は、前述
したように圧縮成形を基本とし、通常は先ず、ブリケッ
トと呼ばれる小片をプレスで製造し、しかる後、第３図
（イ）に示すように、このブリケット（31）を溶接して
１本の電極とされる。第３図には半円体のブリケット
（31）を溶接して円柱状の消耗電極としたものが示され
ているが、この他にも例えば1/4円の扇形ブリケット等
を組合せる場合もあり、その寸法、形状は様々である。

従来、このブリケットは、商用純金属の場合、材質を
調整するために酸素、Feを基体金属に加える必要から、
プレス金型内において粒状の基体金属に酸化物の粉末
やFe片を混合した後プレス成型を行う、予め両者をミ
キサーで混合した後プレス成型を行う、の２法で製造さ
れていた。

一方、前記各活性金属を基とする合金の場合は、合金
成分によってはブリケット組立ての際の溶接性を阻害
し、溶接ビードが割れる等により溶製中に電極が破損し
たり落下する危険を生じたり、合金成分の散逸により成
分外れを生じるので、これを回避する目的から溶接ビー
ドの本数を増加させたり、徐冷する方法の他、第３図
（ロ）に示すように基体金属（32）を外側、基体金属と
合金成分金属と混合物（33）を内側に位置させたブリケ
ット（31）をつくり、しかる後、溶接によりブリケット
（31）を組立てて一体化する手法が採用されている。

この場合のブリケット製造方法としては、基体金属
と合金成分金属との混合物を、予め基体金属を投入した
金型内に投入した後、プレス成形を行う、予めプレス
成形した混合物を、基体金属の入った金型内に装入した
後、プレス成形を行う、罐に封入した混合物を、基体
金属の入った金型内に装入した後、プレス成形を行う、
の三法が通常使用されている。しかし、いずれの方法も
次のような問題点を有している。

（発明が解決しようとする問題点）合金用ブリケットを製造する方法のうち、プレス成型
に先だって基体金属と合金成分金属との混合物を、予め
金型に投入してある基体金属内に投入するもの（）
は、人手で行うために能率が悪いばかりでなく、金型内
で両者が混ざり合いコンパクト外側に合金成分金属が
出、溶接ビードに割れを生じたり、合金成分が散逸した
りすることがあり、また予めプレス成型した混合物を用
いるもの（）、混合物を罐に封入するもの（）は、
両者が混ざり合う危険はないものの、いずれも手間がか
かり、コスト高を招く問題がある。

本発明は合金用ブリケットを製造する際に、シュート
の巧みな利用により前述の問題点を全て解決し得る消耗
電極製造装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の製造装置は、第１図に示すように、プレス金
型（１）に対して進退可能に設けられ、かつ進状態で下
端がプレス金型（１）内部の外側部分と内側部分とにそ
れぞれ臨む第１の傾斜シュート（４−１）と第２の傾斜
シュート（４−２）との各上端に基体金属用ホッパ（８
−５）と混合物用ホッパ（８−６）とそれぞれを連設せ
しめるとともに、プレス金型（１）内部の外側部分と内
側部分とを仕切る隔板（24）をプレス金型（１）に対し
て進退可能に設けたものである。

（作用）本発明の製造装置においては、隔板（24）に仕切られ
たプレス金型（１）内部の外側部分に、第１の傾斜シュ
ート（４−１）を主要構成部とする第１の投入系路を用
いて基体金属が投入され、プレス金型（１）内部の内側
部分には第２の傾斜シュート（４−２）を主要構成部分
とする第２の投入系路を用いて基体金属と合金成分金属
との混合物が投入される。プレス金型（１）に投入され
た両材料はプレス成形を受けるが、プレス金型（１）の
内部は隔板（24）によって外側部分と内側部分とに仕切
られているので、両材料がプレス金型（１）において混
ざり合うことがないばかりでなく、プレス成形に際して
は隔板（24）を傾斜シュート（４−１）（４−２）とと
もにプレス金型（１）に対して退避させ得るので、これ
らの部材がプレス成形の邪魔になることもない。

（実施例）以下、第１図に示す実施例を詳しく説明する。

第１図の装置においては、固設されたプレス金型
（１）を跨ぐように図示されないプレス本体が設置さ
れ、その加圧型（３）はプレス金型（１）の直上に位置
している。プレス金型（１）および加圧型（３）はプレ
ス成形しようとするブリケットの形状に応じて半円形、
1/4円形等、様々な横断面形状が適宜選択される。

プレス機構の一方の側方に設けられた架体（11）には
第１の傾斜シュート（４−１）がモータ（12）、ギア
（13）にて旋回し得るように取付けられている。この傾
斜シュート（４−１）はシリンダ（14）の動作により伸
縮し、その先端は伸長状態で円弧状の開口部がプレス金
型（１）内部の外側部分に上方から臨むようになってい
る。

前記架体（11）には又、プレス金型（１）内の外側部
分に投入するための材料、すなわち基体金属用のホッパ
ー（８−５）が傾斜シュート（４−１）の上端より高い
位置に取付けられ、その投入口は計量ホッパ（27）を介
して傾斜シュート（４−１）の上端につながっている。
（15）は基体金属をホッパー（８−５）に運びこむ容器
で、リフト（図示せず）で昇降されるようになってい
る。

プレス機構の今一方の側方に設けられた架体（16）に
は、第２の傾斜シュート（４−２）が取付けられてい
る。この傾斜シュート（４−２）は途中で折曲し得るよ
うになっていて、下部がシリンダ（17）にて図矢視方向
に傾動するとともに、シリンダ（18）の動作により伸縮
を行い、図示の作業位置において先端開口部がプレス金
型（１）内部の内側部分に上方から臨むようになってい
る。

この架体（16）に取付けられたホッパ（８−６）は基
体金属と合金成分金属との混合物用のものであって、そ
の投入口は前記傾斜シュート（４−２）の上端に接続さ
れる。このホッパ（８−６）も前記ホッパ（８−５）と
同様にリフト（図示せず）で昇降される材料容器（19）
を備えている。

さらに別の架体（28）には又、垂直なガイドポスト
（20）にシリンダ（21）にて昇降するよう取付けられた
水平アーム（22）が備わっている。この水平アーム（2
2）は先端部がシリンダ（23）にて伸縮し、先端に、プ
レス金型（１）内部の外側部分と内側部分とを仕切るた
めの隔板（24）を備えている。

第２図（イ）（ロ）は、プレス金型（１）の内部に隔
板（24）が挿入され、更にその隔板（24）により仕切ら
れた金型内部の外側部分（25）に基体金属が、また内側
部分（26）に基体金属と合金成分金属との混合物が投入
された状態を横断平面図（同図イ）と縦断側面図（同図
ロ）とで示したものである。

この図面では半円状のブリケットをつくる関係から、
プレス金型（１）内郭の横断面形状は半円形状、隔板
（24）も弧状に弯曲したものとなっているが、これらの
形状は製造しようとするブリケットの形状に応じて適宜
選択されるもので、図示例に限定されるものではない。

なお、前述した第１の傾斜シュート（４−１）の下端
開口部は、第２図（イ）（ロ）に示された隔板（24）の
外側部分（25）に上方から臨むようになっており、第２
の傾斜シュート（４−２）の下端開口部は、同じく第２
図（イ）（ロ）に示された隔板（24）の内側部分（26）
に上方から臨むようになっているのである。

第１図装置の動作を次に説明すると、先ず、容器（1
5）からホッパ（８−５）に移された基体金属が、１個
のブリケットの製造に必要な分だけ自動計量されて計量
ホッパ（27）に一時蓄えられる。この段階では、傾斜シ
ュート（４−１）はその長さを縮めて退避位置にあり、
傾斜シュート（４−２）も縮退されて手前の退避位置に
ある。一方、隔板（24）はプレス金型（１）の内部に挿
入されている。

この状態から、先ず、第１の傾斜シュート（４−１）
をモータ（12）を駆動させてプレス金型（１）のところ
まで旋回させ、次いでシリンダ（14）を駆動してシュー
ト下部を伸ばし下端開口部をプレス金型（１）内部の外
側部分に臨ましめる。しかる後、計量ホッパ（27）を開
放してここに蓄えられた基体金属を前記外側部分に投入
する。投入が終わると、第１の傾斜シュート（４−１）
は元の退避位置に戻る。

第１の傾斜シュート（４−１）が退避すると、次にシ
リンダ（17）（18）が駆動して、第２の傾斜シュート
（４−２）をプレス金型（１）の方に傾動させるととも
に、その下部が伸長して下端開口部がプレス金型（１）
内部の内側部分に臨む。しかる後、ホッパ（８−６）に
投入されたブリケット１個分の混合物が傾斜シュート
（４−２）を経て前記内側部分に装入される。混合物の
装入が終わると、第２の傾斜シュート（４−２）が元の
位置に退避する。第２の傾斜シュート（４−２）が退避
すると、次に水平アーム（22）がシリンダ（21）の動作
により上昇してプレス金型（１）内から隔板（24）を上
方へ抜き取り、しかる後、水平アーム（22）が縮退し隔
板（24）を退避させる。

隔板（24）が退避すると、プレス機構が作動してプレ
ス金型（１）内の装入材料を圧縮し、ブリケットを得
る。

以上の動作は作業員が遠隔操作で行ってもよいし、予
め定めたプログラムにより自動で連続的に行ってもよ
い。

第１図の装置を用いてTi−6Al−4Vおよびジルカロイ
−２の半円状合金ブリケットを製作し、これを組合わせ
た消耗電極で真空アーク二重溶解を行って得た735φ、
4.5Tのインゴットの表層部のトップ（Ｔ）、ミドル
（Ｍ）、ボトム（Ｂ）の三点分の化学分析結果を第１表
に示しておく。

（発明の効果）本発明によれば、合金用のブリケットを製作する場合
に基体金属と混合物とが２つの傾斜シュートにて自動投
入され、投入作業が簡単であるばかりでなく、投入され
た２種類の材料がプレス金型内において隔板により完全
に仕切られ、互いに混ざり合う事態が回避されてインゴ
ットの高品質化を図るとともに、両材料がプレス金型に
投入された状態のまま一度のプレスが成形を終了させる
ので、予め混合物をプレスしておくとか罐に封入してお
くといった２重手間がなくなり、工程が能率的で製造コ
スト面で著しく有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るブリケット製造装置を例
示した正面図、第２図（イ）（ロ）は第１図装置のプレ
ス金型の部分を拡大して示した横断平面図（同図イ）お
よび縦断側面（同図ロ）、第３図（イ）（ロ）は消耗電
極の形状を商用純金属用（同図イ）と合金用（同図ロ）
とについて模式的に示した斜視図である。図中、1:プレス金型、4:傾斜シュート、8:材料投入ホッ
パ、24:隔板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレス金型（１）に対して進退可能に設け
られ、かつ進状態で下端がプレス金型（１）内部の外側
部分と内側部分とにそれぞれ臨む第１の傾斜シュート
（４−１）と第２の傾斜シュート（４−２）との各上端
に基体金属用ホッパ（８−５）と混合物用ホッパ（８−
６）とそれぞれを連設せしめるとともに、プレス金型
（１）内部の外側部分と内側部分とを仕切る隔板（24）
をプレス金型（１）に対して進退可能に設けたことを特
徴とする活性金属溶製用消耗電極の製造装置。