JPS6036632A - テルミツト法による金属合金の製造方法 - Google Patents
テルミツト法による金属合金の製造方法Info
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- JPS6036632A JPS6036632A JP14533083A JP14533083A JPS6036632A JP S6036632 A JPS6036632 A JP S6036632A JP 14533083 A JP14533083 A JP 14533083A JP 14533083 A JP14533083 A JP 14533083A JP S6036632 A JPS6036632 A JP S6036632A
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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
【発明の詳細な説明】
この発明は、金網クロム又はアルミニウム・バナジウム
合金等の金属合金をテルミット法で製造する方法に関し
、更に詳述すれば、金属合金中の酸素、窒素又は不純物
アルミニウム等の不純物含有量が低く、アルミニウム等
の偏析が小さい鋳塊が高歩留まりで得られる金属合金の
製造方法を提案するものである。
合金等の金属合金をテルミット法で製造する方法に関し
、更に詳述すれば、金属合金中の酸素、窒素又は不純物
アルミニウム等の不純物含有量が低く、アルミニウム等
の偏析が小さい鋳塊が高歩留まりで得られる金属合金の
製造方法を提案するものである。
金属クロム(以下、金属Crと略す)の製造方法として
、テルミット法(乾式精錬法)と電解法(湿式精錬法)
がある。テルミット法は、酸化クロム(Cr2O3)に
、還元剤としてアルミニウム(At)を配合し、更に塩
素酸ソーダ等の酸化剤及び生石灰等の造滓剤を添加した
原料に着火させて反応させ、酸化物をAtによシ還元し
て金属Crを得る方法である。而して、原料の酸化クロ
ム又はAtにはケイ素(Sl)、鉄(Fa)又は硫黄(
S)等の不純物が含まれており、また反応時にAt、酸
素(0)又は窒素(N)等の不純物がとり込まれるため
、金属Cr製品中には、At、 O及びNが夫々0.1
乃至0.3重量係、008重量%及び0.06重量%と
かなり高濃度で存在し、品質上問題がある。
、テルミット法(乾式精錬法)と電解法(湿式精錬法)
がある。テルミット法は、酸化クロム(Cr2O3)に
、還元剤としてアルミニウム(At)を配合し、更に塩
素酸ソーダ等の酸化剤及び生石灰等の造滓剤を添加した
原料に着火させて反応させ、酸化物をAtによシ還元し
て金属Crを得る方法である。而して、原料の酸化クロ
ム又はAtにはケイ素(Sl)、鉄(Fa)又は硫黄(
S)等の不純物が含まれており、また反応時にAt、酸
素(0)又は窒素(N)等の不純物がとり込まれるため
、金属Cr製品中には、At、 O及びNが夫々0.1
乃至0.3重量係、008重量%及び0.06重量%と
かなり高濃度で存在し、品質上問題がある。
一方、電解法は、高炭素フェロクロム又はクロム鉱石を
硫酸に溶解してCr、 Fsを抽出し、さらにCrだけ
を明ばんとして精製した後、電解して金属Crを得る方
法である。この方法においても、製品中にOが0.4乃
至0.5%と極めて高濃度で存在するという欠点がある
。
硫酸に溶解してCr、 Fsを抽出し、さらにCrだけ
を明ばんとして精製した後、電解して金属Crを得る方
法である。この方法においても、製品中にOが0.4乃
至0.5%と極めて高濃度で存在するという欠点がある
。
従って、不純物濃度が低く高品質の金属Crを得るため
には、従来は、テルミット法又は電解法により得た粗金
属を粉砕して粒子又は微粒子状にし、これを貞、空又は
水素ガス中で1000乃至1500℃に加熱して脱ガス
処理を行うか、又はこの粗金属を消耗電極としてアルゴ
ンがス雰囲気下のもとにエレクトロスラグ再溶解する必
要がある。この精製後処理における再加熱のために電力
を消費し、設備費が高いという難点があり、しかもこの
後処理工程のために・・ンドリングロスがあって製品歩
留シが悪く、製造コストが高いという欠点がある。
には、従来は、テルミット法又は電解法により得た粗金
属を粉砕して粒子又は微粒子状にし、これを貞、空又は
水素ガス中で1000乃至1500℃に加熱して脱ガス
処理を行うか、又はこの粗金属を消耗電極としてアルゴ
ンがス雰囲気下のもとにエレクトロスラグ再溶解する必
要がある。この精製後処理における再加熱のために電力
を消費し、設備費が高いという難点があり、しかもこの
後処理工程のために・・ンドリングロスがあって製品歩
留シが悪く、製造コストが高いという欠点がある。
一方、TI−6At−4Vのようなチタン合金の溶製に
は、Atを50チ又は60係含有するAt−V母合金が
At及びバナジウム(V)の添加剤として使用されてい
る。そして、このAt−V母合金は、通常テルミット法
により製造される。
は、Atを50チ又は60係含有するAt−V母合金が
At及びバナジウム(V)の添加剤として使用されてい
る。そして、このAt−V母合金は、通常テルミット法
により製造される。
つまシ、■酸化物、At及び生石灰を混合した原料に着
火して反応させ、その反応熱により溶融させる。次いで
、反応終了後、炉内でメタルとスラグとを比重分離し、
そのまま冷却凝固させて鋳塊を得、スラグを研削除去し
た後ナイジングして製品化するか、又は溶融スラグを分
離除去した後、溶融メタルを鋳造して製品化する。
火して反応させ、その反応熱により溶融させる。次いで
、反応終了後、炉内でメタルとスラグとを比重分離し、
そのまま冷却凝固させて鋳塊を得、スラグを研削除去し
た後ナイジングして製品化するか、又は溶融スラグを分
離除去した後、溶融メタルを鋳造して製品化する。
ところで、Atの融点とVの融点との差が大きいため、
kl−V合金の鋳塊には成分偏析及び巣(ブローホール
)が発生し易すく、また大気中の酸素及び窒素ガスによ
って酸化及び窒化され易すく鋳塊の表面全体に酸化被膜
等が厚く生成する。
kl−V合金の鋳塊には成分偏析及び巣(ブローホール
)が発生し易すく、また大気中の酸素及び窒素ガスによ
って酸化及び窒化され易すく鋳塊の表面全体に酸化被膜
等が厚く生成する。
このため、At−V母合金として製品化するためには、
鋳塊の巣の部分及び酸化被膜の部分を機械的又は化学的
に除去して清浄度及び均一性を高める必要がある。この
後処理工程のために製造コストが上昇し、製品歩留わが
低下するという欠点がある。しかも、巣及び酸化被膜を
除去した後においても、なおO及びNはいずれも0.0
5重量%以上含有されており、品質上問題がある。
鋳塊の巣の部分及び酸化被膜の部分を機械的又は化学的
に除去して清浄度及び均一性を高める必要がある。この
後処理工程のために製造コストが上昇し、製品歩留わが
低下するという欠点がある。しかも、巣及び酸化被膜を
除去した後においても、なおO及びNはいずれも0.0
5重量%以上含有されており、品質上問題がある。
5−
この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、
脱ガス処理、エレクトロスラグ再溶解、機械加工又は化
学的処理等の後処理を行うことなく、不純物濃度が低く
、偏析及び酸化被膜が少なく、清浄度が優れた鋳塊を高
歩留りで得ることができるテルミット法による金属合金
の製造方法を提供することを目的とする。
脱ガス処理、エレクトロスラグ再溶解、機械加工又は化
学的処理等の後処理を行うことなく、不純物濃度が低く
、偏析及び酸化被膜が少なく、清浄度が優れた鋳塊を高
歩留りで得ることができるテルミット法による金属合金
の製造方法を提供することを目的とする。
この発明に係るテルミット法による金属合金の製造方法
は、酸化物をアルミニウムによシ還元するテルミット法
による金属合金の製造方法において、酸化物及びアルミ
ニウムを反応炉に装入し、これらを着火させて少なくと
もその一部を融解させ、この溶融物中にガスを吹き込ん
で攪拌することを特徴とする。即ち、この発明は、酸化
物とアルミニウムとをテルミット法により反応させ、溶
融させた後、溶融物中にがスを吹き込んで攪拌すること
に特徴がある。この攪拌ガスとしては、通常、Arガス
等の不活性ガスが使用され、例えば反応炉底部の近傍に
設けたノズルから溶融物中に吹き込まれる。攪拌期6− 間は反応の終了直前、反応の終了直後又は反応の終了前
後にほろ期間のいずれでもよい。未反応物及び未溶解物
を含む溶融メタルと溶融スラグの混合溶融物中にガスを
吹き込んで強攪拌することにより、一部未反応で残存し
ている酸化物とアルミニウムとの接触が図られ、反応が
促進されて迅速に反応の終結に至ると共に、反応終了後
にガスを溶融物中に導入することによシ、吹込まれたガ
スの気泡が溶融メタル中を浮上する際に、溶融メタル中
に残留している非金属介在物及びメタルの冷却過程で発
生するガスが吹込ガスの気泡に巻き込まれて浮上が促進
され、迅速にスラグ中に排出される。
は、酸化物をアルミニウムによシ還元するテルミット法
による金属合金の製造方法において、酸化物及びアルミ
ニウムを反応炉に装入し、これらを着火させて少なくと
もその一部を融解させ、この溶融物中にガスを吹き込ん
で攪拌することを特徴とする。即ち、この発明は、酸化
物とアルミニウムとをテルミット法により反応させ、溶
融させた後、溶融物中にがスを吹き込んで攪拌すること
に特徴がある。この攪拌ガスとしては、通常、Arガス
等の不活性ガスが使用され、例えば反応炉底部の近傍に
設けたノズルから溶融物中に吹き込まれる。攪拌期6− 間は反応の終了直前、反応の終了直後又は反応の終了前
後にほろ期間のいずれでもよい。未反応物及び未溶解物
を含む溶融メタルと溶融スラグの混合溶融物中にガスを
吹き込んで強攪拌することにより、一部未反応で残存し
ている酸化物とアルミニウムとの接触が図られ、反応が
促進されて迅速に反応の終結に至ると共に、反応終了後
にガスを溶融物中に導入することによシ、吹込まれたガ
スの気泡が溶融メタル中を浮上する際に、溶融メタル中
に残留している非金属介在物及びメタルの冷却過程で発
生するガスが吹込ガスの気泡に巻き込まれて浮上が促進
され、迅速にスラグ中に排出される。
以下、本発明方法について、その実施に使用する装置の
一例を示す図面を参照して具体的に説明する。第1図は
反応炉ノの縦断面図を示す。
一例を示す図面を参照して具体的に説明する。第1図は
反応炉ノの縦断面図を示す。
反応炉Jの側壁下部には複数個のノズル2がその長手方
向を略々水平にして設置されておυ、これらのノズル2
はArガス又は02ガス等のガス供給源に接続されてい
る。
向を略々水平にして設置されておυ、これらのノズル2
はArガス又は02ガス等のガス供給源に接続されてい
る。
先ず、金属Crの製造方法について説明する。
テルミット法による従来の製造方法と同様に、酸化クロ
ム等の酸化物、アルミニウム並びに必要に応じて塩素酸
ソーダ等の酸化剤及び生石灰等の造滓剤を所定量配合し
、混合器で混合した後、反応炉1に装入する。この原料
は通常粉体であるから、装入時にはノズル2にArガス
等の不活性ガスを少量通流させてノズル詰りを防止し、
装入後においてもノズル2からArガスを装入物中に導
入して装入物中のエアーパージを行う。
ム等の酸化物、アルミニウム並びに必要に応じて塩素酸
ソーダ等の酸化剤及び生石灰等の造滓剤を所定量配合し
、混合器で混合した後、反応炉1に装入する。この原料
は通常粉体であるから、装入時にはノズル2にArガス
等の不活性ガスを少量通流させてノズル詰りを防止し、
装入後においてもノズル2からArガスを装入物中に導
入して装入物中のエアーパージを行う。
次に、原料を篇火させて反応を開始させ、同時にノズル
2から炉内に導入されるArがスの流量を増加させる。
2から炉内に導入されるArがスの流量を増加させる。
これは、着火により原料が溶融し、ノズル詰りか生じや
すくなるからであり、従って、このときのArガスの吹
込量は溶湯の逆流によ如ノズル詰りか生じない程度の流
量に設定すればよい。
すくなるからであり、従って、このときのArガスの吹
込量は溶湯の逆流によ如ノズル詰りか生じない程度の流
量に設定すればよい。
而して、原料の着火により、反応(主としてCr 20
3とAtとの反応)が開始され、Atによυ還元されて
金属Crが生成する。また、このときに発生する反応熱
によって装入物が溶融メタル3と溶融スラグ4に溶融す
る。このように、装入物の少なくとも一部が溶融した後
、ノズル2がら装入物中に吹き込1れているArガス等
の不活性ガスの流量を増加させて溶融メタル3及び溶融
スラグ4を強攪拌する。この強攪拌によって、未反応で
残留しているクロム酸化物と還元剤のアルミニウムとの
接触が十分に且つ均一になされ、反応が促進されて未反
応のままスラグに移行してしまうCrが減少してクロム
収率が向上すると共に、迅速に反応が終了する。また、
溶融メタルに溶存しているC r 203又はAt2o
3等の非金属介在物の浮上が吹込まれた不活性ガスの気
泡によって促進され、溶融メタル中の0及びAtの濃度
が低下する。また、不活性ガスの吹込によ)溶融物は不
活性ガスの雰囲気下におかれ、大気中の窒素ガスによる
汚染から保護されるので、溶融メタル中のNの濃度が低
下する。
3とAtとの反応)が開始され、Atによυ還元されて
金属Crが生成する。また、このときに発生する反応熱
によって装入物が溶融メタル3と溶融スラグ4に溶融す
る。このように、装入物の少なくとも一部が溶融した後
、ノズル2がら装入物中に吹き込1れているArガス等
の不活性ガスの流量を増加させて溶融メタル3及び溶融
スラグ4を強攪拌する。この強攪拌によって、未反応で
残留しているクロム酸化物と還元剤のアルミニウムとの
接触が十分に且つ均一になされ、反応が促進されて未反
応のままスラグに移行してしまうCrが減少してクロム
収率が向上すると共に、迅速に反応が終了する。また、
溶融メタルに溶存しているC r 203又はAt2o
3等の非金属介在物の浮上が吹込まれた不活性ガスの気
泡によって促進され、溶融メタル中の0及びAtの濃度
が低下する。また、不活性ガスの吹込によ)溶融物は不
活性ガスの雰囲気下におかれ、大気中の窒素ガスによる
汚染から保護されるので、溶融メタル中のNの濃度が低
下する。
不活性ガスによる攪拌は反応の終了直前又は9−
終了直後から1乃至2分間行う。この発明においてはノ
ズル2から不活性ガスを高速度で装入物中に吐出させ、
その強力な吐出エネルギーによって装入物を強攪拌する
ことにより、反応の促進と非金属介在物の浮上の促進と
を図るものであるから、この不活性ガスの吹込量がこの
発明の目的を達成する上で重要な要素を占める。
ズル2から不活性ガスを高速度で装入物中に吐出させ、
その強力な吐出エネルギーによって装入物を強攪拌する
ことにより、反応の促進と非金属介在物の浮上の促進と
を図るものであるから、この不活性ガスの吹込量がこの
発明の目的を達成する上で重要な要素を占める。
本願発明者等が種々の実験及び研究を重ねた結果、不活
性ガスの吹込量を、標準状態に換排した流速Vで20O
Nm/秒以上又は標準状態に換瀞゛シた流量して溶融物
(溶融メタル及び溶融スラグ)1kg当h O,t 5
Nt 7分以上にすることによシ、極めて優れた効果
を奏することが判明した。このようにして強攪拌するこ
とにょシ、金属Cr製品のO及びNの濃度は夫々0.0
5重量%及び0.04重量幅となυ、従来の製品に比し
て30乃至40%8度低い。また、Atの濃度は0.0
7乃至0.10重i%と従来の製品に比して0.03乃
至0,2重皿係も低下し、鋳塊内のAt濃度のばらつき
も従来の製品におけるばらつき10− の1/2〜1/3と4多めて低い。
性ガスの吹込量を、標準状態に換排した流速Vで20O
Nm/秒以上又は標準状態に換瀞゛シた流量して溶融物
(溶融メタル及び溶融スラグ)1kg当h O,t 5
Nt 7分以上にすることによシ、極めて優れた効果
を奏することが判明した。このようにして強攪拌するこ
とにょシ、金属Cr製品のO及びNの濃度は夫々0.0
5重量%及び0.04重量幅となυ、従来の製品に比し
て30乃至40%8度低い。また、Atの濃度は0.0
7乃至0.10重i%と従来の製品に比して0.03乃
至0,2重皿係も低下し、鋳塊内のAt濃度のばらつき
も従来の製品におけるばらつき10− の1/2〜1/3と4多めて低い。
強攪什後、吹込ガスの流量を減少させ、1時間和ガスの
吹込みを継続させる。このがス通流はノズル結りを防止
するためであり、この間に溶融物の凝固が進行する。そ
して、鋳塊表面の凝固殻が生成した後、ガス流Mを原料
の装入時の流用に更に低下させてガスの吹込みを継続し
つつ、鋳塊を冷却して完全に凝固させる。この吹込ガス
は鋳塊と反応炉内面との間を通流して離散する。このよ
うに鋳塊6却時においてもノズルを介して不活性ガスを
吹込むのは、高温の鋳塊表面を不活性ガスで被覆するこ
とにより、鋳塊表面の酸化及び窒化を防止するためであ
る。
吹込みを継続させる。このがス通流はノズル結りを防止
するためであり、この間に溶融物の凝固が進行する。そ
して、鋳塊表面の凝固殻が生成した後、ガス流Mを原料
の装入時の流用に更に低下させてガスの吹込みを継続し
つつ、鋳塊を冷却して完全に凝固させる。この吹込ガス
は鋳塊と反応炉内面との間を通流して離散する。このよ
うに鋳塊6却時においてもノズルを介して不活性ガスを
吹込むのは、高温の鋳塊表面を不活性ガスで被覆するこ
とにより、鋳塊表面の酸化及び窒化を防止するためであ
る。
なお、不純物At濃度が一層低下した金属C「製品を得
るためには、上述の如くしてノズル2を介して吹き込ま
れるガスとして、不活性ガスの替υに、不活性ガスと酸
素ガス又は酸素含有ガスとの混合ガスを使用すればよい
。特に、溶融物の攪拌過程においてこの混合ガスを使用
することにより、溶融メタル中の未反応のA2が吹込ガ
ス中の酸素ガスと反応してAt206となり、溶融メタ
ル中を浮上してスラブ中に移行する。
るためには、上述の如くしてノズル2を介して吹き込ま
れるガスとして、不活性ガスの替υに、不活性ガスと酸
素ガス又は酸素含有ガスとの混合ガスを使用すればよい
。特に、溶融物の攪拌過程においてこの混合ガスを使用
することにより、溶融メタル中の未反応のA2が吹込ガ
ス中の酸素ガスと反応してAt206となり、溶融メタ
ル中を浮上してスラブ中に移行する。
これによって、At濃度が0.07重量循以下の金属C
rを製造することができる。
rを製造することができる。
また、以下の如くして不活性ガス雰囲気下で上述の各処
理を行うことにより、不純物N濃度が一層低下した金属
CrfJ品を得ることができる。
理を行うことにより、不純物N濃度が一層低下した金属
CrfJ品を得ることができる。
第2図はハウジング5内に収納設置された反応炉1の縦
断面図を示す。ハウジング5は本体6と蓋体7とからな
り、本体6内に反応炉1を設置した後、本体6と蓋体7
とをゴム・ヤッキン8を介して密閉し、押え金具9によ
り両者を固定する。本体6の側壁にはガス供給口1.9
及びがス排出口14が設けられており、ハウジング5内
にArガス等の不活性ガスを尋人し、ハウジング5内を
不活性ガスで充填させることができるようになっている
。反応炉ノに設置されたノズル2は、供給ノ奢イブ15
を介して、Arガス又は0□ガス等のガス供給源に接続
されている。一方、蓋体7の上面中央には、ガス噴出口
が穿設されており、このガス噴出口には蓋板1oがゴム
・ぐッキン11を介して押え金具12により固定されて
いて、差板10によりハウジング5が密閉されるように
なっている。なお、このハウジング5は鋳塊の冷却速度
を高めるために、水冷・ジャケット構造にするのが好ま
しい。
断面図を示す。ハウジング5は本体6と蓋体7とからな
り、本体6内に反応炉1を設置した後、本体6と蓋体7
とをゴム・ヤッキン8を介して密閉し、押え金具9によ
り両者を固定する。本体6の側壁にはガス供給口1.9
及びがス排出口14が設けられており、ハウジング5内
にArガス等の不活性ガスを尋人し、ハウジング5内を
不活性ガスで充填させることができるようになっている
。反応炉ノに設置されたノズル2は、供給ノ奢イブ15
を介して、Arガス又は0□ガス等のガス供給源に接続
されている。一方、蓋体7の上面中央には、ガス噴出口
が穿設されており、このガス噴出口には蓋板1oがゴム
・ぐッキン11を介して押え金具12により固定されて
いて、差板10によりハウジング5が密閉されるように
なっている。なお、このハウジング5は鋳塊の冷却速度
を高めるために、水冷・ジャケット構造にするのが好ま
しい。
先ず、原料を配合し混合して反応炉1に装入した後、反
応炉1を本体6に設置し、ノズル2と供給パイプ15と
を連結した後、蓋体7を本体6上に載置して封密的に固
定する。ガス供給ロノ3を介して不活性ガス、例えばA
rガスをハウジング5内に導入し、ガス排出口14を介
してハウジング5内の空気を排出させることにより、ハ
ウジング5内をArがスで置換する。この置換作業と併
行して反応炉J内の原料にノズル2を介してArガスを
吹込み、原料のエアパージを行う。置換作業はガス排出
口14から排出される排出ガス中の酸素濃度を検出しつ
つ行い、酸素濃度が例えば3容量係以下に低下したとき
に置換作業を終了する。
応炉1を本体6に設置し、ノズル2と供給パイプ15と
を連結した後、蓋体7を本体6上に載置して封密的に固
定する。ガス供給ロノ3を介して不活性ガス、例えばA
rガスをハウジング5内に導入し、ガス排出口14を介
してハウジング5内の空気を排出させることにより、ハ
ウジング5内をArがスで置換する。この置換作業と併
行して反応炉J内の原料にノズル2を介してArガスを
吹込み、原料のエアパージを行う。置換作業はガス排出
口14から排出される排出ガス中の酸素濃度を検出しつ
つ行い、酸素濃度が例えば3容量係以下に低下したとき
に置換作業を終了する。
13−
置換作業の終了後、蓋板10を開けて反応炉J内の原料
に着火し、反応を開始させ、前述と同様にして、ノズル
2を介して吹込まれた不活性ガスによシ溶融物を攪拌す
る。なお、この間、ハウジング5内へのArガスの導入
は継続してなされ、反応及び攪拌期間中、反応炉1内の
装入物は不活性ガス雰囲気下に保持される。
に着火し、反応を開始させ、前述と同様にして、ノズル
2を介して吹込まれた不活性ガスによシ溶融物を攪拌す
る。なお、この間、ハウジング5内へのArガスの導入
は継続してなされ、反応及び攪拌期間中、反応炉1内の
装入物は不活性ガス雰囲気下に保持される。
攪拌終了後、前述の如く、溶融物へのガス吹込量を低下
させて冷却過程に入り、同時にガス噴出口の蓋板10を
閉じる。ガス供給口J3からは、ハウジング5内を10
ran H20程度の圧力に保持できる甘のArガス
を供給しつつ、鋳塊を冷却させる。
させて冷却過程に入り、同時にガス噴出口の蓋板10を
閉じる。ガス供給口J3からは、ハウジング5内を10
ran H20程度の圧力に保持できる甘のArガス
を供給しつつ、鋳塊を冷却させる。
このようにして不活性ガス雰囲気下で金属Crを製造す
ることによp、N濃度が0.010重量重量子である極
めて低N濃度の金属Cr製品が得られ、またAtの偏析
がなく均一性に優れた鋳塊が得られる。なお、本願発明
者等の実験によれば、ガス排出口14から排出される排
出ガス中のO濃度が3谷量係を超えると、N濃度が14
− 0010重量係以下の金属Crを得ることが困雛になる
ので、原料の着火に先立ち、ハウジング5内を十分にA
rガスで置換することが好ましい。
ることによp、N濃度が0.010重量重量子である極
めて低N濃度の金属Cr製品が得られ、またAtの偏析
がなく均一性に優れた鋳塊が得られる。なお、本願発明
者等の実験によれば、ガス排出口14から排出される排
出ガス中のO濃度が3谷量係を超えると、N濃度が14
− 0010重量係以下の金属Crを得ることが困雛になる
ので、原料の着火に先立ち、ハウジング5内を十分にA
rガスで置換することが好ましい。
次に、At−V母合金の製造方法について説明する。母
合金の所望の組成を得るのに必要な量のVを含むバナジ
ウム化合物(改酸化バナジウム又はへキシーバナジン酸
ソーダ等)と、このバナジウム化合物の還元に必要な量
のAtと、母合金の所望の組成を得るのに必要な情のA
tと、生石灰等の適量の造滓剤とを配合し、この原料を
混合する。そして、金属Crの製造の場合と同様の方法
で、装入・エアパージ、着火、反応、攪拌及び冷却の各
工程を実施してAt−V母合金を製造する。なお、装入
物の攪拌に際しては、不活性ガスの吹込朋を200 N
m7秒以上及び/又は溶融物1kg当p O,15N1
7分以上に設定することが好ましい。これにより、At
−V母合金製品のO纒度及びN濃度はいずれも0.03
重量係程度となり、従来のテルミット法によるAt−V
母合金製品に比して約40係低値のO濃度及びN濃度を
有するAt−V 79合金が得られる。また、鋳塊内の
At偏析は従来品に比して軽減され、更に、鋳塊内部の
巣の発生は抑制され、鋳塊表面の酸化級DC(清浄部鋳
塊重量)/(生成鋳塊重薪)〕は従来のものに比して1
5乃至20係向上する。
合金の所望の組成を得るのに必要な量のVを含むバナジ
ウム化合物(改酸化バナジウム又はへキシーバナジン酸
ソーダ等)と、このバナジウム化合物の還元に必要な量
のAtと、母合金の所望の組成を得るのに必要な情のA
tと、生石灰等の適量の造滓剤とを配合し、この原料を
混合する。そして、金属Crの製造の場合と同様の方法
で、装入・エアパージ、着火、反応、攪拌及び冷却の各
工程を実施してAt−V母合金を製造する。なお、装入
物の攪拌に際しては、不活性ガスの吹込朋を200 N
m7秒以上及び/又は溶融物1kg当p O,15N1
7分以上に設定することが好ましい。これにより、At
−V母合金製品のO纒度及びN濃度はいずれも0.03
重量係程度となり、従来のテルミット法によるAt−V
母合金製品に比して約40係低値のO濃度及びN濃度を
有するAt−V 79合金が得られる。また、鋳塊内の
At偏析は従来品に比して軽減され、更に、鋳塊内部の
巣の発生は抑制され、鋳塊表面の酸化級DC(清浄部鋳
塊重量)/(生成鋳塊重薪)〕は従来のものに比して1
5乃至20係向上する。
このように溶融物を強攪拌することによって製品品質及
び歩留りが向上する理由は、金属Crの製造の場合と同
様である。つまり、不活性ガスの吹込みによる強攪拌に
よって、残留している未反応のバナジウム化合物とアル
ミニウムとの接触が十分になされ、反応が促進されて、
未反応のまま溶融スラグ中に移行するVが減少すること
によって鋳塊のVの歩留υが向上する。
び歩留りが向上する理由は、金属Crの製造の場合と同
様である。つまり、不活性ガスの吹込みによる強攪拌に
よって、残留している未反応のバナジウム化合物とアル
ミニウムとの接触が十分になされ、反応が促進されて、
未反応のまま溶融スラグ中に移行するVが減少すること
によって鋳塊のVの歩留υが向上する。
また、スラグに移行せず酸化物として溶融メタル中に溶
存している非金属介在物及び冷却過程でメタルから発生
するガスが、吹込まれた不活性ガスの気泡に巻き込まれ
て浮上が促進されるため、製品のO#度が低下し、鋳塊
の巣の発生が抑制される。更に、不活性ガスの吹込みに
よシ溶融物の表面が不活性ガスによって保護され、大気
中の窒素ガスによる汚染が減少し、製品のN濃度が従来
法によるAt−V母合金製品のN濃度に比して低下する
が、高純度チタン合金添加用のAt−V母合金等、0及
びNfa度が一層低い製品を得るためには、前述と同様
にして不活性ガス雰囲気下で各工程を実施すればよい。
存している非金属介在物及び冷却過程でメタルから発生
するガスが、吹込まれた不活性ガスの気泡に巻き込まれ
て浮上が促進されるため、製品のO#度が低下し、鋳塊
の巣の発生が抑制される。更に、不活性ガスの吹込みに
よシ溶融物の表面が不活性ガスによって保護され、大気
中の窒素ガスによる汚染が減少し、製品のN濃度が従来
法によるAt−V母合金製品のN濃度に比して低下する
が、高純度チタン合金添加用のAt−V母合金等、0及
びNfa度が一層低い製品を得るためには、前述と同様
にして不活性ガス雰囲気下で各工程を実施すればよい。
これにより、0及びNl#度がいずれもo、oio重量
係以下の高純度母合金を製造することができる。この場
合においても、製品のO及びN濃度を0.010重i%
以下にするためには、・・ウジング内の残存O濃度(排
出ガス中の0濃度)を3容量係以下にすることが好まし
い。
係以下の高純度母合金を製造することができる。この場
合においても、製品のO及びN濃度を0.010重i%
以下にするためには、・・ウジング内の残存O濃度(排
出ガス中の0濃度)を3容量係以下にすることが好まし
い。
次に、この発明の実施例についてその効果と共に説明す
る。実施例1乃至4は、金属Cr の製造についてのも
のであり、いずれも原料配合量は、酸化クロム、At1
塩素酸ソーダ及び生石灰が夫々3130kg、 124
2kg、276kg及び76に、9である。反応炉1の
内面はマグネシアクリンカ−17− でライニングしてアリ、内のり及び高さが、夫夫150
0mmφ及び2300n++nである。また、反応炉1
の側壁には、下端から2α離れた位置に、内径3簡φの
ステンレス製のガス吹込ノズル2が10本装着されてい
る。
る。実施例1乃至4は、金属Cr の製造についてのも
のであり、いずれも原料配合量は、酸化クロム、At1
塩素酸ソーダ及び生石灰が夫々3130kg、 124
2kg、276kg及び76に、9である。反応炉1の
内面はマグネシアクリンカ−17− でライニングしてアリ、内のり及び高さが、夫夫150
0mmφ及び2300n++nである。また、反応炉1
の側壁には、下端から2α離れた位置に、内径3簡φの
ステンレス製のガス吹込ノズル2が10本装着されてい
る。
18−
−21−
装入・エアノ4’−ノ、着火・反応、(W拌、冷却!及
び冷却■の各工程の反応炉内へのガス吹込条件は第1表
に示すとおりである。なお、流量は全流量であり、従っ
て攪拌時流量120ONtZ分を溶融物1 kg当りに
換算すると0254Nt1分になる。また、このガスの
高速吹込みによる攪拌は、いずれの実施例においても反
応が終了したと思われる時点の直後から開始した。
び冷却■の各工程の反応炉内へのガス吹込条件は第1表
に示すとおりである。なお、流量は全流量であり、従っ
て攪拌時流量120ONtZ分を溶融物1 kg当りに
換算すると0254Nt1分になる。また、このガスの
高速吹込みによる攪拌は、いずれの実施例においても反
応が終了したと思われる時点の直後から開始した。
実施例1においては全工程でArガスを使用し、実施例
2においては攪拌工程までArガスと02ガスとを50
容量係ずつ混合させた混合ガスを使用した。実施例3に
おいては、攪拌工程まで、5本のノズルからArガスを
、また他の5本のノズルから0゜ガスを導入した。つま
り、例えば攪拌時において、Arガスを5本のノズルか
う60ONt1分だけ吹込み、02ガスを他の5本のノ
ズルから600 Nt/分だけ吹込んだ。実施例4はア
ルゴンガス雰囲気下で各処理を行った。ガス供給口を介
してハウジング内にArがスを50 Nt/%の流量で
供給した。このとき、排出ガス中の022− 濃度は2.9容知チ以下に低下した。
2においては攪拌工程までArガスと02ガスとを50
容量係ずつ混合させた混合ガスを使用した。実施例3に
おいては、攪拌工程まで、5本のノズルからArガスを
、また他の5本のノズルから0゜ガスを導入した。つま
り、例えば攪拌時において、Arガスを5本のノズルか
う60ONt1分だけ吹込み、02ガスを他の5本のノ
ズルから600 Nt/分だけ吹込んだ。実施例4はア
ルゴンガス雰囲気下で各処理を行った。ガス供給口を介
してハウジング内にArがスを50 Nt/%の流量で
供給した。このとき、排出ガス中の022− 濃度は2.9容知チ以下に低下した。
」二連の如くして製造された金属Cr製品の組成、クロ
ム収率及びAt1度の分散(バラツキ)を紀2表に示す
。At、 O,Nの各不純物濃度は極めて低値である。
ム収率及びAt1度の分散(バラツキ)を紀2表に示す
。At、 O,Nの各不純物濃度は極めて低値である。
特に、不活性ガス雰囲気下で製造された実施例4の場合
は、N濃度が0.009優と極めて低い。また、Cr収
率はいずれも90係以上であり、At濃度のバラツキも
極めて少ない。
は、N濃度が0.009優と極めて低い。また、Cr収
率はいずれも90係以上であり、At濃度のバラツキも
極めて少ない。
実施例1において、鋳塊内のAt濃度(重量係)のバラ
ツキを調査した結果を第3表に示す。鋳塊の直径方向に
5等分し、高さ方向の上、中。
ツキを調査した結果を第3表に示す。鋳塊の直径方向に
5等分し、高さ方向の上、中。
下に3等分した計15個のナンノルについてAt濃度を
分析した。その結果、第3表から明らかな如く、htf
!#度のバラツキは極めて小さいことがわかる。
分析した。その結果、第3表から明らかな如く、htf
!#度のバラツキは極めて小さいことがわかる。
次に、At−V FJ金合金製造に関する実施例5及び
6と、従来方法によるその比較例について説明する。実
施例5.6及び比較例のいずれも、原料配合量は■20
5が900kg、Atが945kg及びCll0が15
0kl?であった。なお、ガス吹込みノズル2は6本使
用しメC8 装入・エア・千−ノ、着火・反応、攪拌、冷却I及び冷
却Hの各工程における反応炉内へのがス吹込条件は第4
表に示すとおりである。なお、攪拌時の吹込ガス流量7
00 N11分は溶融物1klil当りに換舞すると、
0.35 I N11分である。
6と、従来方法によるその比較例について説明する。実
施例5.6及び比較例のいずれも、原料配合量は■20
5が900kg、Atが945kg及びCll0が15
0kl?であった。なお、ガス吹込みノズル2は6本使
用しメC8 装入・エア・千−ノ、着火・反応、攪拌、冷却I及び冷
却Hの各工程における反応炉内へのがス吹込条件は第4
表に示すとおりである。なお、攪拌時の吹込ガス流量7
00 N11分は溶融物1klil当りに換舞すると、
0.35 I N11分である。
実施例6はハウジング内の不活性ガスg囲気下で各処理
を行ったものであり、ハウジング内にけArがスを50
N11分の流量で供給した。比較例においては、溶融
物へがスを吹込むことなく、大気下で上述の各処理を行
った。
を行ったものであり、ハウジング内にけArがスを50
N11分の流量で供給した。比較例においては、溶融
物へがスを吹込むことなく、大気下で上述の各処理を行
った。
各実施例5.6及び比較例におけるkl−V母合金製品
の組成、性状及び歩留シは第5表に示すとおりである。
の組成、性状及び歩留シは第5表に示すとおりである。
比較例のO及びN濃度はいずれも0.05重量係以上で
あるのに対し、実施例5及び6のO及びNl#度はいず
れも0.05ii係以下と低い。特に、実施例6におけ
る不純物濃度は比較例のl/10程度と極めて低い。ま
た、比較例においては、鋳塊の中央部から上部にかけて
多量の巣が生成しておシ、鋳塊表面及びその冷却時に発
生するクラックに黒紫色の酸化被膜が生成している。こ
のため、チタン合金用のAt−V母合金としては使用で
きないので、巣及び酸化被膜の部分を破砕し又は研削し
て除去した。
あるのに対し、実施例5及び6のO及びNl#度はいず
れも0.05ii係以下と低い。特に、実施例6におけ
る不純物濃度は比較例のl/10程度と極めて低い。ま
た、比較例においては、鋳塊の中央部から上部にかけて
多量の巣が生成しておシ、鋳塊表面及びその冷却時に発
生するクラックに黒紫色の酸化被膜が生成している。こ
のため、チタン合金用のAt−V母合金としては使用で
きないので、巣及び酸化被膜の部分を破砕し又は研削し
て除去した。
従って、清浄鋳塊部の歩留りは73%と極めて低い。こ
れに対し、本発明方法による場合は(実施例5,6)、
巣は殆んど発生せず、酸化被膜は極めて少ない。このた
め、鋳塊歩留シはいずれも90%以上と高値であった。
れに対し、本発明方法による場合は(実施例5,6)、
巣は殆んど発生せず、酸化被膜は極めて少ない。このた
め、鋳塊歩留シはいずれも90%以上と高値であった。
更に、第3図は横軸に鋳塊下部表面からの距離をとシ、
縦軸にAt濃度をとって、Atの偏析を示すグランであ
るが、実施例5及び6は比較例に比して偏析が少ないこ
とがわかる。
縦軸にAt濃度をとって、Atの偏析を示すグランであ
るが、実施例5及び6は比較例に比して偏析が少ないこ
とがわかる。
た金属・合金を高歩留りで製造することができる。
25−
なお、この発明は上記実施例のように金属Cr又はA、
l −V 合金の製造に限らず、At−MO合金、Fe
−V合金、F e −M o合金、Fe−Nb合金又け
Fe−B合金等、種々の金属合金の製造に適用できる。
l −V 合金の製造に限らず、At−MO合金、Fe
−V合金、F e −M o合金、Fe−Nb合金又け
Fe−B合金等、種々の金属合金の製造に適用できる。
第1図は反応炉の縦断面図、第2図はハウジング内に設
置された反応炉の縦断面図、第3図はこの発明の効襲を
示すグラフである。 1・・・反応炉、2・・・ノズル、3・・・溶融メタル
、4・・・溶融スラグ、5・・・ハウジング。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦26一 第1図 第2図 0112 ■−−−羽、” 第3図 4年44下面かうの工巨離(mm)
置された反応炉の縦断面図、第3図はこの発明の効襲を
示すグラフである。 1・・・反応炉、2・・・ノズル、3・・・溶融メタル
、4・・・溶融スラグ、5・・・ハウジング。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦26一 第1図 第2図 0112 ■−−−羽、” 第3図 4年44下面かうの工巨離(mm)
Claims (7)
- (1) #化物をアルミニウムにより還光するテルミッ
ト法による金属合金の製造方法において、酸化物及びア
ルミニウムを反応炉に装入し、これらを着火させて少な
くともその一部を融解させ、この溶融物中にがスを吹き
込んで情拌することを特徴とするテルミット法による金
属合金の製造方法。 - (2)前記ガスを200 Nrrt/秒以上及び/又は
溶融物?、当りo、 ls Nz/分以上の速度で溶融
物に吹き込むことを特徴とする特許請求の範囲第1mに
記載のテルミット法による金属合金の製造方法。 - (3)前記酸化物はクロム酸化物を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のテルミット
法による金属合金の製造方法。 - (4)前記酸化物はバナジウム酸化物を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のテルミ
ット法による金属合金の製造方法。 - (5)前記ガスは不活性ガスであることを特徴とする特
許請求の範囲第3項又は第4項に記載のテルミット法に
よる金属合金の製造方法。 - (6)前記ガスは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載のテ
ルミット法による金属合金の製造方法。 - (7)前記酸化物とアルミニウムとを反応炉に装入した
後、これらを不活性ガス雰囲気下にすることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のテルミット法による金
属合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14533083A JPS6036632A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | テルミツト法による金属合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14533083A JPS6036632A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | テルミツト法による金属合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036632A true JPS6036632A (ja) | 1985-02-25 |
| JPS6232251B2 JPS6232251B2 (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=15382670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14533083A Granted JPS6036632A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | テルミツト法による金属合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036632A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62286648A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-12 | アー エル デー ヴァキューム テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属材料からなる塊状材料の溶融および脱ガス法 |
| JP2003013153A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Taiyo Koko Co Ltd | バナジウム材料の製造方法 |
| US7004992B2 (en) | 2000-03-07 | 2006-02-28 | Jfe Steel Corporation | Chromium-containing metal and method for producing the same |
| KR100887859B1 (ko) * | 2002-11-07 | 2009-03-09 | 주식회사 포스코 | 크롬 광석의 직접환원을 통한 스테인레스강 제조방법 |
| JP2013537582A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-10-03 | 攀枝▲花▼学院 | バナジウム‐クロム‐鉄合金及びその製造方法 |
| CN105136530A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-12-09 | 国家电网公司 | 一种电缆屏蔽层材质的现场检测方法 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP14533083A patent/JPS6036632A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62286648A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-12 | アー エル デー ヴァキューム テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属材料からなる塊状材料の溶融および脱ガス法 |
| US7004992B2 (en) | 2000-03-07 | 2006-02-28 | Jfe Steel Corporation | Chromium-containing metal and method for producing the same |
| JP2003013153A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Taiyo Koko Co Ltd | バナジウム材料の製造方法 |
| KR100887859B1 (ko) * | 2002-11-07 | 2009-03-09 | 주식회사 포스코 | 크롬 광석의 직접환원을 통한 스테인레스강 제조방법 |
| JP2013537582A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-10-03 | 攀枝▲花▼学院 | バナジウム‐クロム‐鉄合金及びその製造方法 |
| CN105136530A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-12-09 | 国家电网公司 | 一种电缆屏蔽层材质的现场检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6232251B2 (ja) | 1987-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |