JPH0931558A - 真空アーク再溶解法 - Google Patents
真空アーク再溶解法Info
- Publication number
- JPH0931558A JPH0931558A JP18303095A JP18303095A JPH0931558A JP H0931558 A JPH0931558 A JP H0931558A JP 18303095 A JP18303095 A JP 18303095A JP 18303095 A JP18303095 A JP 18303095A JP H0931558 A JPH0931558 A JP H0931558A
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- ingot
- melting
- vacuum arc
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- Pending
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空アーク溶解（ＶＡＲ）を重ねて行なう、
いわゆるダブルＶＡＲ法による金属インゴットの製造に
おいて、二次溶解用消耗電極の製作を、スタブの機械加
工も溶接も行なうことなく可能にし、能率を高めコスト
を低減する。 【構成】 一次溶解を終了した直後、水冷モールド中の
インゴット上に溶湯プールが存在する間にスタブを下降
させ、その下端を溶湯プール中に押し込んでそのまま凝
固させることにより、スタブとインゴットとを溶着させ
て、二次溶解用の消耗電極を得る。
いわゆるダブルＶＡＲ法による金属インゴットの製造に
おいて、二次溶解用消耗電極の製作を、スタブの機械加
工も溶接も行なうことなく可能にし、能率を高めコスト
を低減する。 【構成】 一次溶解を終了した直後、水冷モールド中の
インゴット上に溶湯プールが存在する間にスタブを下降
させ、その下端を溶湯プール中に押し込んでそのまま凝
固させることにより、スタブとインゴットとを溶着させ
て、二次溶解用の消耗電極を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空アーク溶解（ＶＡ
Ｒ）を再度行なう、いわゆる「ダブルＶＡＲ」法による
金属または合金のインゴット製造に関する。 本発明
は、純チタンまたはチタン合金（以下「チタン」の語で
代表させる。）の溶製に適用したとき、その意義が大き
い。
Ｒ）を再度行なう、いわゆる「ダブルＶＡＲ」法による
金属または合金のインゴット製造に関する。 本発明
は、純チタンまたはチタン合金（以下「チタン」の語で
代表させる。）の溶製に適用したとき、その意義が大き
い。
【０００２】
【従来の技術】ダブルＶＡＲ法は、不純物が少ない金属
や均質な合金の製造法としてしばしば行なわれており、
とくにチタンのインゴットの製造には標準的な方法であ
る。チタンのダブルＶＡＲは、まずチタンスポンジを主
体とする原料をプレス成形して得たブリケットを複数箇
溶接して円柱状の母材とし、一端にスタブを溶接したも
のを消耗電極として、図１に示すように一次ＶＡＲを行
ない、その結果生じた一次インゴットにスタブを接続し
て消耗電極にしたものを用いて、やはり図１のように二
次ＶＡＲを行なうことからなる。 図１において、符号
(１)は真空室、（２）は水冷モールド、（３）はアーク
電源であり、（４）は母材、（５）はスタブ、（６）は
スティンガーロッド、（７）はインゴット、（８）は溶
湯プールである。
や均質な合金の製造法としてしばしば行なわれており、
とくにチタンのインゴットの製造には標準的な方法であ
る。チタンのダブルＶＡＲは、まずチタンスポンジを主
体とする原料をプレス成形して得たブリケットを複数箇
溶接して円柱状の母材とし、一端にスタブを溶接したも
のを消耗電極として、図１に示すように一次ＶＡＲを行
ない、その結果生じた一次インゴットにスタブを接続し
て消耗電極にしたものを用いて、やはり図１のように二
次ＶＡＲを行なうことからなる。 図１において、符号
(１)は真空室、（２）は水冷モールド、（３）はアーク
電源であり、（４）は母材、（５）はスタブ、（６）は
スティンガーロッド、（７）はインゴット、（８）は溶
湯プールである。
【０００３】この二次ＶＡＲに使用する消耗電極として
は、母材とスタブとを、図２に示すように溶接したもの
が使用されるようになった。 この溶接は、ＴＩＧ溶接
またはプラズマアーク溶接により行なっている。 溶接
は不備なく行なう必要があり、ＶＡＲ炉内に吊り下げた
ときに母材の重量でスタブと母材との間に部分的にせよ
剥離が生じたりすると、大電流を通すのに不都合である
し、消耗電極の芯がずれると端が水冷モールドに接近し
て、サイドアークを生じる心配もある。 溶接の困難さ
は、ＶＡＲの対象がチタンである場合、とくに顕著にな
る。 よく知られているとおり、チタンは活性が高い金
属であって、良好な溶接を行なうには熟練が要求され
る。
は、母材とスタブとを、図２に示すように溶接したもの
が使用されるようになった。 この溶接は、ＴＩＧ溶接
またはプラズマアーク溶接により行なっている。 溶接
は不備なく行なう必要があり、ＶＡＲ炉内に吊り下げた
ときに母材の重量でスタブと母材との間に部分的にせよ
剥離が生じたりすると、大電流を通すのに不都合である
し、消耗電極の芯がずれると端が水冷モールドに接近し
て、サイドアークを生じる心配もある。 溶接の困難さ
は、ＶＡＲの対象がチタンである場合、とくに顕著にな
る。 よく知られているとおり、チタンは活性が高い金
属であって、良好な溶接を行なうには熟練が要求され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダブ
ルＶＡＲ法に伴う上記の問題を解消し、一次溶解のイン
ゴットとスタブとの接続を、溶接を行なうこともなく実
現し、ダブルＶＡＲ法を有利に行なう方法を提供するこ
とにある。
ルＶＡＲ法に伴う上記の問題を解消し、一次溶解のイン
ゴットとスタブとの接続を、溶接を行なうこともなく実
現し、ダブルＶＡＲ法を有利に行なう方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の真空アーク再溶
解法は、金属母材にスタブを接続して消耗電極を形成
し、これを真空アーク溶解し水冷モールド中で凝固させ
て一次インゴットとする一次溶解と、一次インゴットに
スタブを接続して消耗電極を形成し、再度真空アーク溶
解し水冷モールド中で凝固させて製品インゴットとする
二次溶解とを行なう真空再溶解法において、一次溶解の
終了直後であってインゴット上に溶湯が残っている間に
スタブを下降させて溶湯プール中に押し入れ、そのまま
溶湯を凝固させてスタブとインゴットとを溶着させるこ
とにより上記一次インゴットとスタブとの接続を行なう
ことを特徴とする。
解法は、金属母材にスタブを接続して消耗電極を形成
し、これを真空アーク溶解し水冷モールド中で凝固させ
て一次インゴットとする一次溶解と、一次インゴットに
スタブを接続して消耗電極を形成し、再度真空アーク溶
解し水冷モールド中で凝固させて製品インゴットとする
二次溶解とを行なう真空再溶解法において、一次溶解の
終了直後であってインゴット上に溶湯が残っている間に
スタブを下降させて溶湯プール中に押し入れ、そのまま
溶湯を凝固させてスタブとインゴットとを溶着させるこ
とにより上記一次インゴットとスタブとの接続を行なう
ことを特徴とする。
【０００６】スタブは二次ＶＡＲにおいて製品インゴッ
トのトップに溶け込むことになるから、合金組成の変動
を回避したい場合または汚染を防止したい場合には、ス
タブとして一次インゴットの材質と実質上同じ材質で製
造したものを使用して、上記の溶着による接続を実施す
ることが好ましい。
トのトップに溶け込むことになるから、合金組成の変動
を回避したい場合または汚染を防止したい場合には、ス
タブとして一次インゴットの材質と実質上同じ材質で製
造したものを使用して、上記の溶着による接続を実施す
ることが好ましい。
【０００７】
【作用】ＶＡＲ法実施途中の状況は、図１に示したとお
りである。 母材金属（４）がすべて溶解し尽くすと、
図４に示すようにスタブ（５）だけが残るから、通電を
停止して、図５に示すようにスティンガーロッド（６）
を押し下げてスタブ(５)の下端を溶湯（８）中に押し込
む。 溶湯に接したスタブは表面が溶融するが、溶融金
属はインゴットおよびスタブに熱を奪われて間もなく凝
固し、スタブがトップに溶着したインゴットができる。
りである。 母材金属（４）がすべて溶解し尽くすと、
図４に示すようにスタブ（５）だけが残るから、通電を
停止して、図５に示すようにスティンガーロッド（６）
を押し下げてスタブ(５)の下端を溶湯（８）中に押し込
む。 溶湯に接したスタブは表面が溶融するが、溶融金
属はインゴットおよびスタブに熱を奪われて間もなく凝
固し、スタブがトップに溶着したインゴットができる。
【０００８】これをとり出したものが図６に示す消耗電
極であって、これをそのままＶＡＲ二次溶解に使用して
製品インゴットとする。
極であって、これをそのままＶＡＲ二次溶解に使用して
製品インゴットとする。
【０００９】本発明で使用するスタブの形状は、図３に
示すような、大径の円柱と小径の円柱とが重なり合った
形状が適当である。 小径の部分は、スティンガーロッ
ドの下端でチャックして接続が容易な形状および寸法と
する。 大径の部分の直径は、一次溶解の消耗電極の直
径とほぼ同じにしておき、一次溶解の終了時に一次イン
ゴット上の溶湯プールに押し入れて溶着させ、得られた
電極をそのまま二次溶解に使用するから、スタブは一次
溶解と二次溶解の両方を通して使用する。 二次溶解の
終了により残ったスタブは、可能な限度で一次溶解に戻
して複数回使用することができる。 従ってこのスタブ
は、スクラップとして回収再利用されるまでの間、多数
回使用することができる。
示すような、大径の円柱と小径の円柱とが重なり合った
形状が適当である。 小径の部分は、スティンガーロッ
ドの下端でチャックして接続が容易な形状および寸法と
する。 大径の部分の直径は、一次溶解の消耗電極の直
径とほぼ同じにしておき、一次溶解の終了時に一次イン
ゴット上の溶湯プールに押し入れて溶着させ、得られた
電極をそのまま二次溶解に使用するから、スタブは一次
溶解と二次溶解の両方を通して使用する。 二次溶解の
終了により残ったスタブは、可能な限度で一次溶解に戻
して複数回使用することができる。 従ってこのスタブ
は、スクラップとして回収再利用されるまでの間、多数
回使用することができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、ダブルＶＡＲ法
による金属のインゴット製造において、二次溶解用の消
耗電極の製作に当り溶接の必要なく、一瞬で実現し、高
い歩留りで（実質上１００％）母材金属を溶解して製品
インゴットを得ることが可能になる。 その結果、ＶＡ
Ｒ法を能率よく、かつ低減されたコストで実施すること
ができる。
による金属のインゴット製造において、二次溶解用の消
耗電極の製作に当り溶接の必要なく、一瞬で実現し、高
い歩留りで（実質上１００％）母材金属を溶解して製品
インゴットを得ることが可能になる。 その結果、ＶＡ
Ｒ法を能率よく、かつ低減されたコストで実施すること
ができる。
【００１１】本発明の真空アーク再溶解法は、チタンま
たはチタン合金を対象として実施するダブルＶＡＲ法と
して、とくに適切である。
たはチタン合金を対象として実施するダブルＶＡＲ法と
して、とくに適切である。
【図１】 真空アーク再溶解（ＶＡＲ）法を説明するた
めの、ＶＡＲ炉の縦断面図。
めの、ＶＡＲ炉の縦断面図。
【図２】 ダブルＶＡＲ法の二次溶解に使用する従来の
消耗電極の構成を示す一部断面図。
消耗電極の構成を示す一部断面図。
【図３】 本発明のＶＡＲ法に使用するスタブの形状を
示す、一部縦断面で示した側面図。
示す、一部縦断面で示した側面図。
【図４】 本発明のＶＡＲ法を説明する一連の図のう
ち、母材の溶解が終了した段階を示す図。
ち、母材の溶解が終了した段階を示す図。
【図５】 本発明のＶＡＲ法を説明する一連の図のう
ち、スタブをインゴット上の溶湯プール中に押し入れた
ところを示す図。
ち、スタブをインゴット上の溶湯プール中に押し入れた
ところを示す図。
【図６】 図４および図５のプロセスにより製造した、
二次溶解用の消耗電極を示す図。
二次溶解用の消耗電極を示す図。
１ 真空室 ２ 水冷モールド ３ アーク電源 ４ 母材 ５ スタブ ６ スティンガーロッド ７ インゴット ８ 溶湯プール ９ 二次溶解用消耗電極
Claims (3)
- 【請求項１】 金属母材にスタブを接続して消耗電極を
形成し、これを真空アーク溶解し水冷モールド中で凝固
させて一次インゴットとする一次溶解と、一次インゴッ
トにスタブを接続して消耗電極を形成し、再度真空アー
ク溶解し水冷モールド中で凝固させて製品インゴットと
する二次溶解とを行なう真空再溶解法において、一次溶
解の終了直後であってインゴット上に溶湯が残っている
間にスタブを下降させて溶湯プール中に押し入れ、その
まま溶湯を凝固させてスタブとインゴットとを溶着させ
ることにより上記一次インゴットとスタブとの接続を行
なうことを特徴とする真空アーク再溶解法。 - 【請求項２】 一次インゴットの材質と実質上同じ材質
で製造したスタブを使用して実施する請求項１の真空ア
ーク再溶解法。 - 【請求項３】 チタンまたはチタン合金を対象として実
施する請求項１または２の真空アーク再溶解法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18303095A JPH0931558A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 真空アーク再溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18303095A JPH0931558A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 真空アーク再溶解法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931558A true JPH0931558A (ja) | 1997-02-04 |
Family
ID=16128516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18303095A Pending JPH0931558A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 真空アーク再溶解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0931558A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11241131A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-09-07 | Soc Natl Etud Constr Mot Aviat <Snecma> | 高弾性限界および高耐クリープ強度を有するＴｉ２ＡｌＮｂ型のチタンを主成分とする金属間合金 |
| WO2006132016A1 (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | インゴットの製造方法 |
| CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
| CN113373317A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-10 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种零缩孔钛或钛合金铸锭的制备方法及铸锭 |
| CN114963758A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 西安高锐装备技术有限公司 | 一种真空自耗凝壳炉两端进电电流平衡装置 |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP18303095A patent/JPH0931558A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11241131A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-09-07 | Soc Natl Etud Constr Mot Aviat <Snecma> | 高弾性限界および高耐クリープ強度を有するＴｉ２ＡｌＮｂ型のチタンを主成分とする金属間合金 |
| WO2006132016A1 (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | インゴットの製造方法 |
| JP2006341280A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Daido Steel Co Ltd | インゴットの製造方法 |
| CN105611663A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-05-25 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种真空自耗炉用电极及其焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
| CN105611663B (zh) * | 2016-03-23 | 2019-03-05 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 真空自耗炉用电极及焊接方法和真空自耗熔炼补缩的方法 |
| CN113373317A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-10 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 一种零缩孔钛或钛合金铸锭的制备方法及铸锭 |
| CN114963758A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-30 | 西安高锐装备技术有限公司 | 一种真空自耗凝壳炉两端进电电流平衡装置 |
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