JPH1161288A - 溶解炉における不純物蒸発金属の凝固物落下防止方法並びにＮｂ精製用溶解炉における蒸発Ａｌの凝固物落下防止方法及びそれを実施する溶解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 真空溶解炉を用いてＮｂを精製する際、不純
物であるＡｌ凝固物がインゴットに落下するのを防ぐ方
法を提供する。 【解決手段】 真空下で加熱手段１７、１８によりＮｂ
−Ａｌ合金１９を溶解し、溶解炉内に配置されたハース
１４上に溜めつつＡｌを蒸発させることによりＮｂを精
製する工程と、精製したＮｂを水冷ルツボ１６に移して
Ｎｂインゴット１５を鋳造する工程と、水冷ルツボ１６
上に冷却手段付きの回転体２０を設け、この回転体２０
の下部にステンレス製線材を織編したネット２２を着脱
可能に取り付けることにより蒸発Ａｌをネット上にほぼ
均一且つ緻密に付着凝固させる工程とを含み構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不純物を大量に含
む高融点金属、例えば、Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｍｏの精
製において、蒸発した不純物が凝固成長した後精製した
高融点金属インゴット内に落下混入するのを防止する不
純物蒸発金属の凝固物落下防止方法に係り、特に、Ｎｂ
−Ａｌ合金を加熱溶融してＡｌを蒸発させＮｂの純度を
上げる際に用いる溶解炉内において、蒸発したＡｌが炉
内壁上等に凝固成長した後精製したＮｂインゴット内に
落下混入するのを防止する凝固物落下防止方法及びそれ
を実施する溶解炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｎｂ−Ａｌ合金のように、精製しようと
する金属に対して不純物含有量の多い合金を溶解して精
製する場合、従来は精製を三回繰り返して所望の純度の
金属を得ていた。特に、一次溶解では、大量のＡｌが蒸
発して炉本体の内壁面に付着凝固し、凝固成長したＡｌ
凝固物が精製されたＮｂインゴット上に落下混入し、Ｎ
ｂの純度を低下させることが多々あった。そのため、二
回の溶解では許容値に達することができず、さらに、も
う一回仕上げの溶解を行わなければならなかった。

【０００３】図６は、この場合に用いる一次溶解炉を示
す概略図である。図６に示されているように、一次溶解
炉３０は、真空ポンプ３２により炉内を所定の真空度に
維持できる炉本体３１を含んでいる。炉本体３１内の所
定位置には、Ｎｂ−Ａｌ合金を受け入れ溶解されたＮｂ
−Ａｌ合金を所定時間収容するハース３４と、Ａｌを蒸
発させることにより所定の純度まで精製された溶融Ｎｂ
をハース３４から流し入れてＮｂインゴット３５を鋳造
する水冷ルツボ３６とが隣接して設けられている。鋳造
されたＮｂインゴット３５を下方に引き抜くことによ
り、溶融Ｎｂ液面はほぼ一定に保持される。炉本体３１
の天井壁には、一対の電子銃３７、３８が設置されてい
る。電子銃３７の電子ビームは、原料であるＮｂ−Ａｌ
合金３９を溶融しハース３４内に流し入れると共にハー
ス３４内の溶融Ｎｂ−Ａｌ合金をさらに加熱してＡｌを
蒸発させる。これにより、Ｎｂは所定の純度になる。水
冷ルツボ３６の直上には、吊り具４０が炉本体３１の天
井壁に固定して設けられている。吊り具４０の下面に
は、図７（ａ）に詳細に示されているようなネット４２
が着脱可能に取り付けられている。ネット４２は、ステ
ンレス製伸展金網で、網目の大きさが一片２０ｍｍ程度
の大きな菱形となっている。

【０００４】かかる一次溶解炉３０を用いてＮｂ−Ａｌ
合金３９を溶解しＮｂを精製した場合、炉本体３１内に
は、蒸発したＡｌが充満して炉内壁に付着凝固する。水
冷ルツボ３６の上方には、吊り具４０の下面に固定して
ネット４２が静止して取り付けられており、Ａｌはネッ
ト４２の網目を中心として凝固成長する。図７（ａ）〜
（ｃ）は、ネット４２に付着したＡｌ凝固物の成長の様
子を概略的に示したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ネット４２上に凝固成
長するＡｌは、図７（ｂ）に示されているように、線状
材料に既に付着している凝固物上又はそれに隣接するよ
うに成長して行く。このように、Ａｌ凝固物はネット４
２上に不均一に成長するため、比較的短時間の内に、あ
る領域の線状材料に支持されていたＡｌ凝固物の一部が
剥がれ落ち、水冷ルツボ３６内側の溶融Ｎｂ内に落下し
ていた。このため、せっかくＡｌを蒸発させてある程度
の純度のＮｂとしたものに再び不純物のＡｌが混入し、
局部的に純度を低下させていた。このため、従来は、溶
解を合計三回繰り返し、所定の許容値をクリアしてい
た。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、蒸発した不純物凝固物が精製した高融点金属イン
ゴット内に落下混入するのを防止し、それによって、溶
解回数を三回から二回に減少することができる高融点金
属精製用溶解炉における蒸発不純物金属の凝固物落下防
止方法及びそれを実施する溶解炉を提供することであ
る。

【０００７】本発明の目的は、また、不純物であるＡｌ
凝固物が精製したＮｂインゴット内に落下混入するのを
防止し、それによって、溶解回数を三回から二回に減少
することができるＮｂ精製用溶解炉における蒸発Ａｌの
凝固物落下防止方法及びそれを実施する溶解炉を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、不純物を大量に含む高融点金属の精製において、
蒸発した不純物が凝固成長した後精製した高融点金属イ
ンゴット内に落下混入するのを防止する不純物蒸発金属
の凝固物落下防止方法であって、真空下で加熱手段によ
り金属を溶解し、溶解炉内に配置されたハース上に溜め
つつ不純物を蒸発させる精製工程と、精製した高融点金
属を水冷ルツボに移して高融点金属インゴットを鋳造す
る工程と、そして、水冷ルツボ上に冷却手段付きの回転
体を設け、この回転体の下部に耐熱性金属製線材を織編
したネットを着脱可能に取り付けることにより蒸発した
不純物をネット上にほぼ均一且つ緻密に付着凝固させる
工程とを含み構成される溶解炉における不純物蒸発金属
の凝固物落下防止方法を提供する。

【０００９】本発明方法は、Ｎｂだけでなく不純物を大
量に含む他の高融点金属、例えば、Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｍｏ
の精製においても用いることができる。本発明の第二の
態様は、Ｎｂ−Ａｌ合金を加熱溶融してＡｌを蒸発させ
Ｎｂの純度を上げる際に用いる溶解炉内において、蒸発
したＡｌが凝固成長した後精製したＮｂインゴット内に
落下混入するのを防止する凝固物落下防止方法であっ
て、真空下で加熱手段によりＮｂ−Ａｌ合金を溶解し、
溶解炉内に配置されたハース上に溜めつつＡｌを蒸発さ
せることによりＮｂを精製する工程と、精製したＮｂを
水冷ルツボに移してＮｂインゴットを鋳造する工程と、
そして、水冷ルツボ上に冷却手段付きの回転体を設け、
この回転体の下部にステンレス製線材を織編したネット
を着脱可能に取り付けることにより蒸発Ａｌをネット上
にほぼ均一且つ緻密に付着凝固させる工程とを含み構成
される溶解炉における蒸発金属の凝固物落下防止方法を
提供する。

【００１０】水冷ルツボ直上に冷却手段付きの回転体を
設け、この回転体の下部にステンレス製線材を織編した
ネットを着脱可能に取り付けることにより、蒸発Ａｌは
ネット上にほぼ均一に付着凝固する。すなわち、ネット
を冷却手段付きの回転体に取り付けることにより、緻密
にＡｌをネットに付着させることができ、また、ネット
を回転することによりネット全面にわたって均一にＡｌ
を凝固させることができる。さらに偏ってＡｌが凝固成
長することがなく且つ凝固物も緻密であるから、付着し
たＡｌ凝固物は線材から剥がれ難くなっている。請求項
３に記載の発明は、請求項２に記載の凝固物落下防止方
法において、Ｎｂ−Ａｌ合金中のＡｌを蒸発させること
により所定純度までＮｂを精製してＮｂインゴットを鋳
造し終えた後、さらに、溶解炉を冷却してから大気解放
を行い、蒸発Ａｌが付着凝固したネットを取り外して廃
棄すると共に、天井を含む溶解炉内壁を清掃する工程を
備えて構成されてなることを特徴とする。

【００１１】精製毎にネットを交換し且つ天井を含む溶
解炉内壁を清掃することにより、Ａｌ凝固物の異常成長
を防止し、それだけ、Ａｌ凝固物落下の可能性を小さく
する。また、これにより、一次溶解炉を二次溶解に用い
ることもできるようにする。請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の凝固物落下防止方法において、さら
に、回転体の下部に一次溶解により得られたＮｂインゴ
ットを吊し、真空下で加熱手段により該Ｎｂインゴット
の下部より溶解して水冷ルツボ内に流し落とし高純度の
Ｎｂインゴットを鋳造する工程を備えて構成されてなる
ことを特徴とする。

【００１２】単一の溶解炉を用いて、一次溶解及び二次
溶解を行う。二次溶解では、本発明方法による一次溶解
で所定のレベルまで純度を上げたＮｂインゴットが用い
られているため、三次溶解をすることなく所望の純度の
Ｎｂに精製することができる。請求項５に記載の発明
は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の凝固物落下防
止方法において、加熱手段が、電子ビームを照射する電
子銃又はレーザビームを発振するレーザ発振器であるこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項２〜５の
いずれか１項に記載の凝固物落下防止方法において、ネ
ットの網目の大きさが、線材を中心に付着凝固したＡｌ
が成長してある程度の重量に達した際、交差する線材及
び／又は平行する隣接線材に付着成長したＡｌと連結し
て支持力を増大させる程度の大きさとされてなることを
特徴とする。

【００１４】これにより、線材を中心に付着凝固したＡ
ｌが成長するのに従って支持力も増大し、Ａｌ凝固物の
落下を防止できる。請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載の凝固物落下防止方法において、ネットの網目の
大きさが一辺の長さが５ｍｍ〜１５ｍｍの正方形となる
ように織編されてなることを特徴とする。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の
いずれか１項に記載の凝固物落下防止方法において、回
転体が、水冷機構を備えていることを特徴とする。

【００１６】本発明の第三の態様は、Ｎｂ−Ａｌ合金を
加熱溶融してＡｌを蒸発させＮｂの純度を上げる際に用
いる溶解炉であって、真空ポンプにより炉内を所定の真
空度に維持できる炉本体と、炉本体内の所定位置に配置
され、溶解されたＮｂ−Ａｌ合金を受け入れつつＡｌを
蒸発させるハースと、Ｎｂ−Ａｌ合金に電子ビーム又は
レーザビームを照射して、Ｎｂ−Ａｌ合金を溶解しハー
スに流し入れると共にＡｌを蒸発させることにより所定
の純度までＮｂを精製する第一の電子銃又はレーザ発振
器と、炉本体内の所定位置にハースに隣接して配置さ
れ、ハース内で所定の純度まで精製されたＮｂを流し入
れてＮｂインゴットを鋳造する水冷ルツボと、水冷ルツ
ボに流し入れられたＮｂの表面に電子ビーム又はレーザ
ビームを照射して溶解する第二の電子銃又はレーザ発振
器と、水冷ルツボ上に配置された冷却手段付きの回転体
と、そして、回転体の下部に着脱可能に取り付けられた
ステンレス製線材を織編して得られたネットとを含み構
成され、それにより、蒸発Ａｌが凝固成長した後精製し
たＮｂインゴット内に落下混入するのを防止したことを
特徴とする溶解炉を提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る溶解炉における不純
物蒸発金属の凝固物落下防止方法並びにＮｂ精製用溶解
炉における蒸発Ａｌの凝固物落下防止方法及びそれを実
施する溶解炉を図面に示された好ましい実施形態を用い
て詳細に説明する。

【００１８】図２は、本発明に係るＮｂ精製用溶解炉に
おける蒸発Ａｌの凝固物落下防止方法を実施する溶解炉
の一実施形態を示す概略図である。図示された本発明に
係る溶解炉１０は、従来の一次溶解炉３０の吊り具４０
及びその下面に固定して設けられたネット４２の代わり
に、冷却手段付きの回転体２０を設け、この回転体２０
の下部にステンレス製線材を織編したネット２２を着脱
可能に取り付けた点を除いて一次溶解炉３０と基本的に
同一の構成を有している。従って、対応する構成要素に
ついては、同一の名称を用いることにより詳細な説明は
省略する。

【００１９】回転体２０は、炉本体１１の天井壁に回転
可能、例えば、１〜１０ｒｐｍの速度で回転する軸２０
ａとこの軸２０ａの下端に固定された銅製円盤２０ｂと
を含んで構成されている。図５に最も良く示されている
ように、図示された好ましい実施形態では、銅製円盤２
０ｂの下面に銅管２０ｃを銀ろう固着し、この銅管２０
ｃに冷却水源から冷却水を供給している。

【００２０】本発明方法に実施するネット２２は、回転
体２０の下面に適当な締結手段により着脱可能に取り付
けられるものである。後述するように、この締結手段に
よりネット２２から回転体２０側に熱を吸収するため、
締結手段は所定の間隔に複数設けることが好ましい。ネ
ット２２は、耐熱性に優れ且つ安価に入手できるステン
レス鋼、例えば、熱に強いＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０９
Ｓ等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いた線材を織
編して製造することが好ましい。網目の大きさは、線材
を中心に付着凝固したＡｌが成長してある程度の重量に
達した際、交差する線材及び／又は平行する隣接線材に
付着成長したＡｌと連結して支持力を増大させ、それに
より、凝固Ａｌの落下を防止できる程度の大きさ、例え
ば、一辺の長さが５ｍｍ〜１５ｍｍである正方形となる
ように織編される。

【００２１】図４（ａ）〜（ｃ）は、蒸発したＡｌがネ
ット２２の線材２２ａに凝固付着する様子を絵画的に示
したものである。図４（ａ）に示されているように、蒸
発したＡｌは、初め、織編された縦及び横方向の線材２
２ａの周囲に凝固付着する。ネット２２は、回転体２０
により回転されているため、その全面にわたってほぼ均
一に全ての線材２２ａの周囲に凝固し、偏りはなくなっ
ている。また、ネット２２を支える回転体２０は、銅管
２０ｃ内を通過する冷却水により冷却されているため、
ネット２２の線材２２ａに凝固付着するＡｌは緻密な凝
固物となる。これにより、線材２２ａに対する付着力が
大きくなり落下し難くなっている。

【００２２】さらに、図４（ｂ）に示されているよう
に、線材２２ａに付着したＡｌ凝固物が成長し、かなり
の重量となった場合に、交差する線材２２ａに付着して
いたＡｌ凝固物との連結が強化され相互に支え合うよう
になる。これにより、線材２２ａに対する付着力がさら
に大きくなり、凝固成長して重量の大きくなったＡｌ凝
固物も落下し難くなる。

【００２３】その後も、蒸発したＡｌは、既に線材２２
ａに付着凝固したＡｌ凝固物上に重なって凝固してい
き、最後は、図４（ｃ）に示されているように、網目を
塞ぐ程度、あるいは、完全に網目を覆い尽くすまで付着
凝固する。次に、図１を参照して、本発明に係るＮｂ精
製用溶解炉における蒸発Ａｌの凝固物落下防止方法につ
いて説明する。

【００２４】図示された本発明に係る凝固物落下防止方
法は、概略的に、Ｎｂ−Ａｌ合金の溶解工程（ステップ
１）と、Ａｌ蒸発・Ｎｂ精製工程（ステップ２）と、Ｎ
ｂインゴットの鋳造工程（ステップ３）と、蒸発Ａｌの
ネットへの均一且つ緻密な付着凝固工程（ステップ４）
と、ネットの廃棄・炉内清掃工程（ステップ５）と、回
転体へのＮｂインゴット吊り下げ工程（ステップ６）
と、Ｎｂインゴットの二次溶解工程（ステップ７）と、
そして、高純度Ｎｂインゴットの鋳造工程（ステップ
８）とを含んで構成されている。

【００２５】ステップ１〜ステップ４までが一次溶解で
あり、前述した図２の構成を有する溶解炉１０を用いて
実施する。ステップ５〜ステップ８までが二次溶解であ
り、図２に示された同一の溶解炉１０を用いて実施する
（図３参照）。

【００２６】ステップ１のＮｂ−Ａｌ合金の溶解工程
は、溶解炉１０内を真空ポンプ１２により真空下とした
上で、第一の電子銃１７でＮｂ−Ａｌ合金１９を溶解し
て実施する。溶解されたＮｂ−Ａｌ合金は、溶解炉１０
内に配置されたハース１４上に溜められつつ、さらに、
第一の電子銃１７の電子ビームを受けて加熱し続けられ
る。これにより、Ｎｂ−Ａｌ合金中のＡｌを蒸発させる
ことによりＮｂを精製してステップ２のＡｌ蒸発・Ｎｂ
精製工程を実施する。

【００２７】精製したＮｂは、ハース１４に隣接して配
置された水冷ルツボ１６に移してＮｂインゴット１５を
鋳造しステップ３のＮｂインゴットの鋳造工程を実施す
る。Ｎｂインゴット１５の表面は、第二の電子銃１８か
らの電子ビームを受けて溶融状態を維持しており、精製
したＮｂ中に微量含まれているＡｌをさらに蒸発させて
純度を上げている。水冷ルツボ１６は、Ｎｂインゴット
１５を下方から引き抜き連続的に精製されたＮｂを鋳造
する。

【００２８】ハース１４及び水冷ルツボ１６の表面から
蒸発したＡｌは、水冷ルツボ１６の直上に配置された回
転体２０に着脱可能に取り付けられたネット２２にほぼ
均一にかつ緻密に付着凝固し、再び、水冷ルツボ１６上
に落下しないように構成されており、ステップ４の蒸発
Ａｌのネットへの均一且つ緻密な付着凝固工程が実施さ
れる。

【００２９】Ｎｂ−Ａｌ合金１９を全て溶解し、所定純
度までＮｂを精製してＮｂインゴット１５を鋳造し終え
た後、炉本体１１内を冷却してから大気解放を行う。し
かる後、蒸発Ａｌが付着凝固したネット２２を回転体２
０から取り外して廃棄すると共に、天井を含む炉本体１
１内壁を清掃してステップ５のネットの廃棄・炉内清掃
工程を実施する。これにより、一次溶解と同一の溶解炉
１０を用いて二次溶解を行えるようにする。

【００３０】次に、図３に示されているように、回転体
２０の下部に一次溶解により得られたＮｂインゴット１
５を吊しステップ６の回転体へのＮｂインゴット吊り下
げ工程を実施する。真空ポンプ１２により、再び、炉本
体１１内を真空下にした後、第一の電子銃１７及び第二
の電子銃１８の電子レンズを調節することにより、Ｎｂ
インゴット１５を下方から溶解してステップ７のＮｂイ
ンゴットの二次溶解工程を実施する。

【００３１】溶解したＮｂは、下方の水冷ルツボ１６内
に落下し溜められると共に、第一の電子銃１７及び第二
の電子銃１８により引き続き加熱溶融され、その中に微
量含まれているＡｌは蒸発されＮｂの純度はさらに向上
する。水冷ルツボ１６は、高純度Ｎｂインゴット２４を
下方から引き抜き連続的に高純度に精製されたＮｂを鋳
造することによりステップ８の高純度Ｎｂインゴットの
鋳造工程を実施する。

【００３２】上記工程において、第一及び第二の電子銃
の代わりにレーザ発振器又は同様の機能を有する加熱装
置を用いることができることはもちろんである。また、
本発明方法は、不純物を大量に含む他の高融点金属、例
えば、Ｔａ，Ｖ，Ｗ，Ｍｏの精製において用いることが
できる。

【００３３】（実施例）図２に示された溶解炉１０を用
いてＡｌの含有率９％のＮｂ−Ａｌ合金１９を一次溶解
し、図３に示すように同一の溶解炉１０を用いて二次溶
解を行った。真空引き、一次溶解、溶解炉１０の冷却、
再度の真空引き及び二次溶解に要した時間は、それぞ
れ、２時間、４時間、２時間、２時間及び４時間で合計
１４時間かかった。一次溶解では、Ａｌの含有率を０．
０２％程度に下げ、さらに、二次溶解にて許容値である
０．００４％以下にすることを目標として実施した。

【００３４】表１に示すように、実施例１〜５の全てに
おいて、許容値である０．００４％を大きく下回る結果
を得た。特に、二次溶解における溶解速度が１０Ｋｇ／
時間である実施例１及び２では、Ａｌの含有率が０．０
０１％以下であり、後述する従来例１の３回溶解による
結果とほぼ同一の結果となった。なお、二次溶解におけ
る溶解速度が１２Ｋｇ／時間である実施例３〜５でも、
Ａｌの含有率が０．００２％以下となっており許容値で
ある０．００４％を大きく下回っており、実用上は問題
ないことが確認された。

【００３５】（比較例）比較例１では、図６に示された
溶解炉３０を用いてＡｌの含有率９％のＮｂ−Ａｌ合金
３９を一次溶解し、図３に示すように同一の溶解炉３０
を用いて二次溶解及び三次溶解を行った。所用時間は、
三次溶解のための時間、すなわち、溶解炉３０の冷却、
再再度の真空引き及び三次溶解自体に要した時間の分
（８時間）だけ長くかかった。比較例２〜４では、時間
短縮のために、三次溶解を省略した場合について実験し
た。

【００３６】その結果、３回溶解を行えば許容値である
０．００４％をクリアできるが、２回溶解ではＮｂイン
ゴットの部位によってＡｌ濃度にバラつきがあり、幾つ
かの部位では許容値を越えている。従って、図６に示さ
れた溶解炉３０を一次溶解に用いる従来方法では、２回
溶解で済ますことはできず３回溶解をせざるを得ないこ
とが実証された。

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明に係るＮｂ精製用溶解炉における
蒸発Ａｌの凝固物落下防止方法は、水冷ルツボ直上に冷
却手段付きの回転体を設け、この回転体の下部にステン
レス製線材を織編したネットを着脱可能に取り付けるこ
とにより、緻密にＡｌをネットに付着させることがで
き、また、ネットを回転することによりネット全面にわ
たって均一にＡｌを凝固させることができる。さらに偏
ってＡｌが凝固成長することがなく且つ凝固物も緻密で
あるから、付着したＡｌ凝固物は線材から剥がれ難くな
っている。これにより、蒸発したＡｌが凝固成長した後
精製したＮｂインゴット内に落下混入するのを防止する
ことができるから、一次溶解により精製されたＮｂイン
ゴットは全体的に均一で且つ純度が高くなる。従って、
合計２回の溶解で所定の高純度のＮｂに精製でき、時間
短縮により操業効率が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るＮｂ精製用溶解炉における蒸発
Ａｌの凝固物落下防止方法のフローチャートである。

【図２】 本発明に係るＮｂ精製用溶解炉における蒸発
Ａｌの凝固物落下防止方法を実施する溶解炉の一実施形
態を示す概略図である。

【図３】 図２のＮｂ精製用溶解炉を二次溶解に用いた
場合における溶解炉の一実施形態を示す概略図である。

【図４】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、蒸発したＡｌ
がネットの線材に凝固付着する様子を絵画的に示したも
のである。

【図５】 図２のＮｂ精製用溶解炉に使用されている回
転体及びネットの分解斜視図である。

【図６】 従来のＮｂ精製用溶解炉の一実施形態を示す
概略図である。

【図７】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、従来のＮｂ精
製用溶解炉において、蒸発したＡｌがネットの線材に凝
固付着する様子を絵画的に示したものである。

【符号の説明】

１０ 溶解炉 １１ 炉本体 １２ 真空ポンプ １４ ハース １５ Ｎｂインゴット １６ 水冷ルツボ １７、１８ 電子銃 １９ Ｎｂ−Ａｌ合金 ２０ 回転体 ２０ａ 軸、２０ｂ 銅製円盤、２０ｃ 銅管 ２２ ネット ２２ａ 線材 ２４ 高純度Ｎｂインゴット

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不純物を大量に含む高融点金属の精製に
   おいて、蒸発した不純物が凝固成長した後精製した高融
   点金属インゴット内に落下混入するのを防止する不純物
   蒸発金属の凝固物落下防止方法であって、 真空下で加熱手段により前記金属を溶解し、溶解炉内に
   配置されたハース上に溜めつつ不純物を蒸発させる精製
   工程と、 精製した高融点金属を水冷ルツボに移して高融点金属イ
   ンゴットを鋳造する工程と、そして、 水冷ルツボ上に冷却手段付きの回転体を設け、この回転
   体の下部に耐熱性金属製線材を織編したネットを着脱可
   能に取り付けることにより蒸発した不純物をネット上に
   ほぼ均一且つ緻密に付着凝固させる工程と、 を含み構成される溶解炉における不純物蒸発金属の凝固
   物落下防止方法。
2. 【請求項２】 Ｎｂ−Ａｌ合金を加熱溶融してＡｌを蒸
   発させＮｂの純度を上げる際に用いる溶解炉内におい
   て、蒸発したＡｌが凝固成長した後精製したＮｂインゴ
   ット内に落下混入するのを防止する凝固物落下防止方法
   であって、 真空下で加熱手段によりＮｂ−Ａｌ合金を溶解し、溶解
   炉内に配置されたハース上に溜めつつＡｌを蒸発させる
   ことによりＮｂを精製する工程と、 精製したＮｂを水冷ルツボに移してＮｂインゴットを鋳
   造する工程と、そして、 水冷ルツボ上に冷却手段付き
   の回転体を設け、この回転体の下部にステンレス製線材
   を織編したネットを着脱可能に取り付けることにより蒸
   発Ａｌをネット上にほぼ均一且つ緻密に付着凝固させる
   工程と、 を含み構成される溶解炉における蒸発金属の凝固物落下
   防止方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の凝固物落下防止方法に
   おいて、Ｎｂ−Ａｌ合金中のＡｌを蒸発させることによ
   り所定純度までＮｂを精製してＮｂインゴットを鋳造し
   終えた後、さらに、溶解炉を冷却してから大気解放を行
   い、蒸発Ａｌが付着凝固したネットを取り外して廃棄す
   ると共に、天井を含む溶解炉内壁を清掃する工程を備え
   て構成されてなる溶解炉における蒸発金属の凝固物落下
   防止方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の凝固物落下防止方法に
   おいて、さらに、前記回転体の下部に一次溶解により得
   られたＮｂインゴットを吊し、真空下で前記加熱手段に
   より該Ｎｂインゴットの下部より溶解して前記水冷ルツ
   ボ内に流し落とし高純度のＮｂインゴットを鋳造する工
   程を備えて構成されてなる溶解炉における蒸発金属の凝
   固物落下防止方法。
5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれか１項に記載の凝
   固物落下防止方法において、前記加熱手段は、電子ビー
   ムを照射する電子銃又はレーザビームを発振するレーザ
   発振器であることを特徴とする溶解炉における蒸発金属
   の凝固物落下防止方法。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれか１項に記載の凝
   固物落下防止方法において、前記ネットは、網目の大き
   さが、線材を中心に付着凝固したＡｌが成長してある程
   度の重量に達した際、交差する線材及び／又は平行する
   隣接線材に付着成長したＡｌと連結して支持力を増大さ
   せ、それにより、凝固Ａｌの落下を防止できる程度の大
   きさとされてなることを特徴とする溶解炉における蒸発
   金属の凝固物落下防止方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の凝固物落下防止方法に
   おいて、前記ネットは、網目の大きさが一辺の長さが５
   ｍｍ〜１５ｍｍの正方形となるように織編されてなるこ
   とを特徴とする溶解炉における蒸発金属の凝固物落下防
   止方法。
8. 【請求項８】 請求項２〜７のいずれか１項に記載の凝
   固物落下防止方法において、前記回転体は、水冷機構を
   備えていることを特徴とする溶解炉における蒸発金属の
   凝固物落下防止方法。
9. 【請求項９】 Ｎｂ−Ａｌ合金を加熱溶融してＡｌを蒸
   発させＮｂの純度を上げる際に用いる溶解炉であって、 真空ポンプにより炉内を所定の真空度に維持できる炉本
   体と、 前記炉本体内の所定位置に配置され、溶解されたＮｂ−
   Ａｌ合金を受け入れつつＡｌを蒸発させるハースと、 Ｎｂ−Ａｌ合金に電子ビーム又はレーザビームを照射し
   て、Ｎｂ−Ａｌ合金を溶解し前記ハースに流し入れると
   共にＡｌを蒸発させることにより所定の純度までＮｂを
   精製する第一の電子銃又はレーザ発振器と、 前記炉本体内の所定位置に前記ハースに隣接して配置さ
   れ、前記ハース内で所定の純度まで精製されたＮｂを流
   し入れてＮｂインゴットを鋳造する水冷ルツボと、 前
   記水冷ルツボに流し入れられたＮｂの表面に電子ビーム
   又はレーザビームを照射して溶解する第二の電子銃又は
   レーザ発振器と、 水冷ルツボ上に配置された冷却手段付きの回転体と、そ
   して、 前記回転体の下部に着脱可能に取り付けられたステンレ
   ス製線材を織編して得られたネットと、 を含み構成され、それにより、蒸発Ａｌが凝固成長した
   後精製したＮｂインゴット内に落下混入するのを防止し
   たことを特徴とする溶解炉。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の溶解炉において、前
    記ネットは、網目の大きさが、線材を中心に付着凝固し
    たＡｌが成長してある程度の重量に達した際、交差する
    線材及び／又は平行する隣接線材に付着成長したＡｌと
    連結して支持力を増大させ、それにより、凝固Ａｌの落
    下を防止できる程度の大きさとされてなることを特徴と
    する溶解炉。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の溶解炉において、
    前記ネットは、網目の大きさが一辺の長さが５ｍｍ〜１
    ５ｍｍの正方形となるように織編されてなることを特徴
    とする溶解炉。
12. 【請求項１２】 請求項９〜１１のいずれか１項に記載
    の溶解炉において、前記回転体は、水冷機構を備えてい
    ることを特徴とする溶解炉。