JP2000274957A - Electron beam fusion furnace - Google Patents

Electron beam fusion furnace

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JP2000274957A
JP2000274957A JP11076366A JP7636699A JP2000274957A JP 2000274957 A JP2000274957 A JP 2000274957A JP 11076366 A JP11076366 A JP 11076366A JP 7636699 A JP7636699 A JP 7636699A JP 2000274957 A JP2000274957 A JP 2000274957A
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JP
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ingot
electron beam
ingot base
fixing plate
base
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JP11076366A
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Inventor
Nobuyuki Aoyama
信行 青山
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam fusion furnace which can minimize the thermal influence, and can prevent the transformation, fusion, and, damage accident of constituent parts, and further can raise the yield in manufacture of a produced ingot. SOLUTION: In an electron beam fusion furnace 1a which forms a specified dimension of ingot by accumulating metallic material 2 heated and fused by an electron beam 3 on the topside of an ingot base 5a, and cooling and solidifying the fused metallic material 2 by a cooling mold 6 arranged around the ingot base 5a, and drawing a connection metal fitting 7a mounted and fixed to the bottom of the ingot base 5a gradually in downward direction, a fixing plate 11 to fix the connection metal fitting 7a to the ingot base 5a is attached to the bottom of the ingot base 5a, and also the fixing plate 11 is fixed to the periphery of the bottom of the ingot base 5a by a plurality of fixing means 12 arranged around it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム溶解炉に
係り、特に熱影響を最小化でき構成部品の変形,溶融,
損傷事故を効果的に防止でき、生成するインゴットの製
造歩留りを高めることが可能な電子ビーム溶解炉に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam melting furnace.
The present invention relates to an electron beam melting furnace capable of effectively preventing damage accidents and increasing the production yield of ingots to be produced.

【0002】[0002]

【従来の技術】W,Mo,Ta,Ti,Ptなどの高融
点金属(耐火金属)である原材料に、電子銃(EBガ
ン)から発生させた電子ビームを照射して加熱溶解せし
め、しかる後に冷却凝固せしめて所定寸法の金属インゴ
ットや合金インゴットを調製する電子ビーム溶解炉が広
く用いられている。上記電子ビーム溶解炉における溶解
処理に際しては、金属の酸化による劣化,気体による蒸
発原子の散乱,インゴット中への不純物の混入等を防止
するとともに、電子ビーム(EB)の散乱を防止して、
その経路を正常に確保するために、通常、処理雰囲気は
真空に保持される。上記電子ビーム溶解炉によれば、特
に不純物による汚染が少なく高純度の金属インゴットま
たは合金インゴットを調製することができる。
2. Description of the Related Art An electron beam generated from an electron gun (EB gun) is applied to a raw material which is a high melting point metal (refractory metal) such as W, Mo, Ta, Ti, Pt, etc. to heat and melt the material. BACKGROUND ART An electron beam melting furnace for cooling and solidifying to prepare a metal ingot or an alloy ingot of a predetermined size is widely used. In the melting treatment in the above-mentioned electron beam melting furnace, while preventing deterioration due to oxidation of metal, scattering of evaporated atoms by gas, mixing of impurities into an ingot, and scattering of an electron beam (EB),
In order to normally secure the path, the processing atmosphere is usually kept at a vacuum. According to the above-mentioned electron beam melting furnace, it is possible to prepare a high-purity metal or alloy ingot with less contamination particularly by impurities.

【0003】図2は従来の電子ビーム溶解炉の構造例を
示す断面図である。この電子ビーム溶解炉1は、原材料
2に照射する電子ビーム(EB)3を発生する電子ビー
ム発生機(EBガン)4と、電子ビーム3によって溶解
した金属材を受けるインゴット基台5と、このインゴッ
ト基台5の周囲に配置され、溶解した金属材を冷却凝固
せしめる銅製の冷却型6とを備えて構成される。冷却型
6には冷却水が供給され冷却型6の表面温度が一定に保
持される。インゴット基台5の底部には接続金具7がね
じ込み構造で一体に取り付けられている。接続金具7の
突出端にはピン8が配設されており、引き抜きシャフト
9の上端部と接続金具7の突出部とがピン結合によって
接続されている。
FIG. 2 is a sectional view showing a structural example of a conventional electron beam melting furnace. The electron beam melting furnace 1 includes an electron beam generator (EB gun) 4 for generating an electron beam (EB) 3 for irradiating a raw material 2, an ingot base 5 for receiving a metal material melted by the electron beam 3, A cooling die 6 made of copper, which is arranged around the ingot base 5 and cools and solidifies the melted metal material. Cooling water is supplied to the cooling die 6 to keep the surface temperature of the cooling die 6 constant. A connection fitting 7 is integrally attached to the bottom of the ingot base 5 by a screwing structure. A pin 8 is provided at a protruding end of the connection fitting 7, and an upper end of the drawing shaft 9 and a protrusion of the connection fitting 7 are connected by pin connection.

【0004】上記のような電子ビーム溶解炉1におい
て、サイドチャージ方式によって炉内に供給された原材
料2は、電子ビーム発生機4からの電子ビーム3の照射
を受けて加熱され溶解し、溶解した金属材は順次、イン
ゴット基台5の上面に堆積する。堆積した金属材はイン
ゴット基台5の上面部において高温度の溶融部10を形
成する。この溶融部10は、インゴット基台5の周囲に
配設された冷却型6の内側表面部において順次冷却され
凝固してインゴット基台5と一体化する。この冷却・凝
固操作と並行して引き抜きシャフト9が低速度で回転し
ながら下方向に降下する。そのため、軸方向の長さが増
大化したインゴット基台5が接続金具7を介して下方向
に牽引される。そして上記原材料の溶解操作と冷却凝固
操作とを繰り返すことによりインゴット基台5が所定の
長さに成長した時点でインゴット基台5を取り外し、接
続金具7の上端近傍において切断して、所定の直径を有
するインゴットが得られる。さらに、このインゴットを
所定の厚さで切断することにより、複数枚のスパッタリ
ング用のターゲットなどの金属板材が調製される。
In the electron beam melting furnace 1 as described above, the raw material 2 supplied into the furnace by the side charge method is heated and melted by being irradiated with the electron beam 3 from the electron beam generator 4, and melted. The metal material is sequentially deposited on the upper surface of the ingot base 5. The deposited metal material forms a high-temperature fusion zone 10 on the upper surface of the ingot base 5. The melted portion 10 is sequentially cooled and solidified on the inner surface of the cooling mold 6 disposed around the ingot base 5, and is integrated with the ingot base 5. In parallel with this cooling / solidification operation, the drawing shaft 9 descends while rotating at a low speed. Therefore, the ingot base 5 whose axial length has been increased is pulled downward through the connection fitting 7. The ingot base 5 is removed at the time when the ingot base 5 has grown to a predetermined length by repeating the above-mentioned melting operation and cooling / solidification operation of the raw material, and cut near the upper end of the connection fitting 7 to have a predetermined diameter. Is obtained. Further, by cutting the ingot to a predetermined thickness, a plurality of metal plates such as sputtering targets are prepared.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子ビーム溶解炉においては、インゴット基台底部
の中央部にねじ止めにより接続金具を固定していたが、
高温度の金属溶融部がインゴット基台の中央部ほど深く
形成されるため、中央部に固定された接続金具のねじ部
等が熱影響を受け易くなり、変形したり、溶融して損傷
し易い難点があり、接続金具の着脱が困難になったり、
接続金具を繰り返して使用できないという問題点があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional electron beam melting furnace, the connection fitting is fixed to the center of the bottom of the ingot base by screwing.
Since the high-temperature metal melting part is formed deeper in the center of the ingot base, the screw part of the connection fitting fixed to the center is easily affected by heat, and is easily deformed or melted and damaged. There are disadvantages, making it difficult to attach and detach the connection fittings,
There is a problem that the connection fitting cannot be used repeatedly.

【0006】一方、上記の熱影響を回避するために、予
め、インゴット基台の厚さを厚く設定した場合には、溶
解炉の高さ寸法で最長となるインゴット長さが規制され
ているため、製品インゴットの長さが短くなる。そのた
め、1回当りのインゴット調製によって得られるターゲ
ット板などの製品の製造歩留りが低下してしまう問題点
もあった。
On the other hand, if the thickness of the ingot base is previously set to be large in order to avoid the above-mentioned thermal effects, the maximum length of the ingot in the melting furnace is restricted. , The length of the product ingot is shortened. Therefore, there is also a problem that the production yield of products such as a target plate obtained by one ingot preparation is reduced.

【0007】さらに、従来の電子ビーム溶解炉において
は、接続金具がねじ込みによってインゴット基台の底面
部に取り付けられる構造であったため、引き抜きシャフ
トを回転させてインゴット基台をも回転させながら原材
料を溶解する際に、接続金具のねじ結合が緩み、インゴ
ット基台の回転が円滑に進行しない問題点や、最悪の場
合には接続金具がインゴット基台から外れ、インゴット
の調製操作が不能になり、その復旧作業に多大な労力を
要する問題点もあった。
Further, in the conventional electron beam melting furnace, since the connecting fitting is attached to the bottom of the ingot base by screwing, the raw material is melted while rotating the drawing shaft to rotate the ingot base. When connecting, the screw connection of the connection fitting is loosened, the rotation of the ingot base does not proceed smoothly, or in the worst case, the connection fitting comes off the ingot base, making the ingot preparation operation impossible, There was also a problem that a great deal of labor was required for restoration work.

【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、熱影響を最小化でき、構成部品の変
形,溶融,損傷事故を効果的に防止でき、さらに生成す
るインゴットの製造歩留りを高めることが可能な電子ビ
ーム溶解炉を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can minimize heat effects, can effectively prevent deformation, melting, and damage of components, and furthermore, can produce ingots at a high yield. It is an object of the present invention to provide an electron beam melting furnace capable of increasing the melting point.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子ビーム溶解炉は、電子ビームによ
り加熱溶解した金属材をインゴット基台上面に堆積さ
せ、インゴット基台周囲に配設した冷却用型により上記
溶融した金属材を冷却凝固せしめ、インゴット基台の底
面に装着固定した接続金具を順次下方向に牽引すること
により所定寸法のインゴットを形成する電子ビーム溶解
炉において、上記接続金具をインゴット基台に固定する
固定板を上記インゴット基台の底面に取り付けるととも
に、この固定板はその外周部に配置された複数の固定手
段によって上記インゴット基台底面の外周部にて固定さ
れていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electron beam melting furnace according to the present invention deposits a metal material heated and melted by an electron beam on an upper surface of an ingot base and arranges the metal material around the ingot base. The molten metal material is cooled and solidified by the cooled cooling mold, and the connection fittings fixed to the bottom surface of the ingot base are sequentially pulled downward to form an ingot of a predetermined size in the electron beam melting furnace. A fixing plate for fixing a metal fitting to the ingot base is attached to the bottom surface of the ingot base, and the fixing plate is fixed at the outer peripheral portion of the bottom surface of the ingot base by a plurality of fixing means arranged on the outer peripheral portion. It is characterized by being.

【0010】また、接続金具および固定板は、加熱溶解
する金属材より高い融点を有する耐火金属で形成すると
よい。さらに、接続金具および固定板は、ニオブ(N
b),モリブデン(Mo)およびタングステン(W)か
ら選択される少なくとも1種の耐火金属で形成するとよ
い。
The connection fitting and the fixing plate are preferably formed of a refractory metal having a higher melting point than the metal material to be heated and melted. Further, the connection fitting and the fixing plate are made of niobium (N
b), at least one refractory metal selected from molybdenum (Mo) and tungsten (W).

【0011】また、接続金具の本体部を角柱状に形成す
る一方、固定板の中央部に角穴を形成し、この角穴に上
記接続金具の角柱状の本体部を嵌合して構成するとよ
い。
[0011] Further, it is possible to form the main body of the connection fitting into a prismatic shape, form a square hole in the center of the fixing plate, and fit the prismatic body of the connection fitting into the square hole. Good.

【0012】本発明において、上記接続金具および固定
板を構成する材料として、インコネルなどのNi系耐熱
合金材やNi系超合金材を使用してもよいが、溶融する
金属材の融点より高い融点を有する材料,好ましくは、
少なくとも1000℃以上の高い融点を有する耐火金属
材で構成することにより、熱による変形,損傷等をより
効果的に防止することができる。上記耐火金属として
は、ニオブ(Nb),モリブデン(Mo)およびタング
ステン(W)から選択される少なくとも1種の金属材ま
たはその合金が好適である。特にMoおよびWと比較し
てNbは割れにくい性質を有しているため、上記接続金
具および固定板の構成材として好ましい。またTa−W
合金は高温強度に優れているので好ましい。
In the present invention, a heat-resistant Ni-based material such as Inconel or a Ni-based superalloy may be used as a material for forming the connection fitting and the fixing plate, but the melting point is higher than the melting point of the melting metal material. Material, preferably,
By using a refractory metal material having a high melting point of at least 1000 ° C. or more, deformation, damage, and the like due to heat can be more effectively prevented. As the refractory metal, at least one metal material selected from niobium (Nb), molybdenum (Mo), and tungsten (W) or an alloy thereof is preferable. In particular, since Nb has a property of being less likely to be cracked as compared with Mo and W, it is preferable as a constituent material of the connection fitting and the fixing plate. Ta-W
Alloys are preferred because of their excellent high-temperature strength.

【0013】また上記接続金具の本体部を例えば、四角
柱状に形成する一方、固定板の中央部に四角穴を形成
し、この四角穴に上記接続金具の四角柱状の本体部を嵌
合することにより、引き抜きシャフトが回転した場合に
おいても接続金具は引き抜きシャフトとともに確実に回
転し、インゴット基台を円滑に回転させることが可能で
ある。
Further, the main body of the connection fitting is formed, for example, in the shape of a square pole, while a square hole is formed in the center of the fixing plate, and the square pillar-shaped main body of the connection fitting is fitted into the square hole. Accordingly, even when the extraction shaft is rotated, the connection fitting is reliably rotated together with the extraction shaft, and the ingot base can be smoothly rotated.

【0014】上記構成に係る電子ビーム溶解炉によれ
ば、接続金具をインゴット基台に固定する固定板を、そ
の外周部に配置された複数の固定手段によって上記イン
ゴット基台底面の外周部にて固定している構造であるた
め、固定手段は高温度の金属溶融部から離れた位置に配
置される。したがって、固定手段に作用する熱影響を最
小化することが可能であり、固定手段の変形,溶融,損
傷事故を効果的に防止することができる。
According to the electron beam melting furnace having the above configuration, the fixing plate for fixing the connection fitting to the ingot base is fixed to the outer periphery of the bottom surface of the ingot base by a plurality of fixing means arranged on the outer periphery. Because of the fixed structure, the fixing means is disposed at a position away from the high-temperature metal fusion zone. Therefore, it is possible to minimize the influence of heat acting on the fixing means, and it is possible to effectively prevent deformation, melting and damage of the fixing means.

【0015】また、熱影響が大きい中央部に配置された
接続金具には微細なねじ部が形成されていないため、ね
じ部の熱損傷によって接続金具の取り外しが困難になる
ことはない。さらに、接続金具は熱影響を受けた場合に
おいても、繰り返して使用することが可能である。
[0015] Further, since a fine screw portion is not formed in the connection fitting disposed at the central portion where the heat is greatly affected, it is not difficult to remove the connection fitting due to thermal damage of the screw portion. Furthermore, the connection fitting can be used repeatedly even when it is affected by heat.

【0016】さらに、固定板は複数の固定手段によって
インゴット基台の底面に接合されているため、固定手段
がインゴット基台内部に挿通される長さが短くなる。し
たがって、インゴット基台の初期長さも最小化すること
ができ、生成した製品インゴットの長さを増加させるこ
とも可能になり、製品インゴットを切断して得られる金
属板の製造歩留りを大幅に高めることも可能になる。
Furthermore, since the fixing plate is joined to the bottom surface of the ingot base by a plurality of fixing means, the length of the fixing means inserted into the ingot base is reduced. Therefore, the initial length of the ingot base can also be minimized, and the length of the generated product ingot can be increased, and the production yield of the metal plate obtained by cutting the product ingot can be significantly increased. Also becomes possible.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について添
付図面を参照して以下に示す実施例に従って具体的に説
明する。図1は本発明に係る電子ビーム溶解炉の一実施
例を示す断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings according to the following embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of an electron beam melting furnace according to the present invention.

【0018】すなわち、本実施例に係る電子ビーム溶解
炉1aは、電子ビーム発生機4で発生させた電子ビーム
3により加熱溶解した金属材2としてのTi原材料を、
同じくTiから成るインゴット基台5a上面に堆積さ
せ、インゴット基台5aの周囲に配設した銅製の冷却用
型6により上記溶融した金属材10を冷却凝固せしめ、
インゴット基台5aの底面に装着固定した接続金具7a
を順次下方向に牽引することにより所定寸法のインゴッ
トを形成する電子ビーム溶解炉1aにおいて、上記接続
金具7aをインゴット基台5aに固定する固定板11を
上記インゴット基台5aの底面に取り付けるとともに、
この固定板11はその外周部に配置された6本の固定手
段12としての固定ボルトによって上記インゴット基台
5aの底面の外周部にて固定して構成される。
That is, the electron beam melting furnace 1a according to the present embodiment uses the Ti raw material as the metal material 2 heated and melted by the electron beam 3 generated by the electron beam generator 4,
Similarly, the molten metal material 10 is deposited on the upper surface of the ingot base 5a made of Ti, and the molten metal material 10 is cooled and solidified by the copper cooling mold 6 arranged around the ingot base 5a.
Connection metal fitting 7a attached and fixed to the bottom of ingot base 5a
Are sequentially pulled downward to form an ingot of a predetermined size in the electron beam melting furnace 1a, and a fixing plate 11 for fixing the connection fitting 7a to the ingot base 5a is attached to a bottom surface of the ingot base 5a.
The fixing plate 11 is configured to be fixed at the outer peripheral portion of the bottom surface of the ingot base 5a by fixing bolts as six fixing means 12 arranged on the outer peripheral portion.

【0019】また、上記固定板11はインゴット基台5
aと同一の直径(80〜230mm)を有する円盤状に
形成されている。さらに、上記接続金具7aおよび固定
板11は、加熱溶解する金属材としてのTi材(融点1
677℃)より高い融点を有する耐火金属としてのニオ
ブ(Nb)(融点:約2700℃)で形成されている。
また、6本の固定ボルト12は耐熱性Ni合金製のもの
を使用した。
The fixed plate 11 is provided on the ingot base 5.
It is formed in a disk shape having the same diameter (80 to 230 mm) as a. Further, the connection metal 7a and the fixing plate 11 are made of a Ti material (melting point 1
It is formed of niobium (Nb) (melting point: about 2700 ° C.) as a refractory metal having a melting point higher than 677 ° C.).
The six fixing bolts 12 were made of heat-resistant Ni alloy.

【0020】また、上記接続金具7aの本体部は四角柱
状に形成される一方、固定板11の中央部に四角穴を形
成し、この四角穴に上記接続金具7aの四角柱状の本体
部を嵌合している。また、接続金具7aの突出部と引き
抜きシャフト9の上端部とは、ピン8によって一体的に
結合されている。
The main body of the connection fitting 7a is formed in the shape of a quadrangular prism, while a square hole is formed in the center of the fixing plate 11, and the square column-shaped main body of the connection fitting 7a is fitted into the square hole. I agree. Further, the protruding portion of the connection fitting 7a and the upper end portion of the extraction shaft 9 are integrally connected by a pin 8.

【0021】上記構成の電子ビーム溶解炉1aを使用し
て大径の高純度Tiインゴットを調製する操作は下記の
通りである。すなわち、電子ビーム発生機4で発生した
電子ビーム3をTi原材料2に照射して加熱溶解せしめ
る。溶解したTi材はインゴット基台5aの上面に順次
堆積して溶融部10を形成する。インゴット基台5a上
に堆積した溶融部10は、その周囲に配置した銅製冷却
用型6によって順次、冷却され凝固する。このとき溶融
部の均一化を図るために、引き抜きシャフト9を緩速度
で回転させてインゴット基台5a全体を回転させると同
時に引き抜きシャフト9を降下させて生成したインゴッ
ト部分を下方向に引き抜く。
The operation of preparing a large-diameter high-purity Ti ingot using the electron beam melting furnace 1a having the above-described structure is as follows. That is, the Ti raw material 2 is irradiated with the electron beam 3 generated by the electron beam generator 4 to be heated and melted. The melted Ti material is sequentially deposited on the upper surface of the ingot base 5a to form a molten portion 10. The melted portion 10 deposited on the ingot base 5a is sequentially cooled and solidified by the copper cooling mold 6 disposed therearound. At this time, in order to make the molten portion uniform, the drawing shaft 9 is rotated at a slow speed to rotate the entire ingot base 5a, and at the same time, the drawing shaft 9 is lowered to pull out the ingot portion generated downward.

【0022】上記実施例に係る電子ビーム溶解炉1aに
よれば、接続金具7aをインゴット基台5aに固定する
固定板11を、その外周部に配置された6本の固定ボル
ト12によって上記インゴット基台5aの底面の外周部
にて固定している構造であるため、固定ボルト12は高
温度の金属溶融部10から離れた位置に配置される。し
たがって、固定ボルト12に作用する熱影響を最小化す
ることが可能であり、固定ボルト12の変形,溶融,損
傷事故を効果的に防止することができる。
According to the electron beam melting furnace 1a according to the above embodiment, the fixing plate 11 for fixing the connection fitting 7a to the ingot base 5a is fixed to the ingot base by the six fixing bolts 12 arranged on the outer periphery thereof. The fixing bolt 12 is disposed at a position distant from the high-temperature metal melting portion 10 because the fixing is performed at the outer peripheral portion of the bottom surface of the table 5a. Therefore, it is possible to minimize the thermal effect acting on the fixing bolt 12, and it is possible to effectively prevent the fixing bolt 12 from being deformed, melted, or damaged.

【0023】特に、インゴットの溶融部10は、図1に
示すように、中央部が最も深くなり、またインゴットの
直径が80mmから230mmへと増加するに伴って、
より深くなるため、固定板11を取り付ける固定ボルト
12を中央位置から離し、外周部に配置することによ
り、高温度の溶融部10からの熱影響を低減することが
できる。
In particular, as shown in FIG. 1, the melted portion 10 of the ingot is deepest at the center and as the diameter of the ingot increases from 80 mm to 230 mm,
Since the fixing bolt 11 is further deepened, the fixing bolt 12 for attaching the fixing plate 11 is separated from the center position and is arranged on the outer peripheral portion, so that the influence of heat from the high-temperature melting portion 10 can be reduced.

【0024】すなわち、溶融部10の最深部(中央部)
から固定ボルト12までの距離を最大化することによ
り、固定ボルト12近傍の温度が低くなり、固定板11
と接続金具7aとの形状を保持するための十分な強度が
得られる。
That is, the deepest part (central part) of the fusion part 10
By maximizing the distance from the fixing bolt 12 to the fixing bolt 12, the temperature near the fixing bolt 12 decreases, and the fixing plate 11
Sufficient strength for maintaining the shape of the connection fitting 7a is obtained.

【0025】また、熱影響が大きい中央部に配置された
接続金具7aには、微細なねじ部が形成されていないた
め、ねじ部の熱損傷によって接続金具7aの取り外しが
困難になることはない。さらに、接続金具7aは熱影響
を受けた場合においても、その変形量が小さい限り繰り
返して使用することが可能である。
Further, since the connection fitting 7a disposed at the central portion where the thermal influence is large is not formed with a fine thread, it is not difficult to remove the connection fitting 7a due to thermal damage of the screw. . Furthermore, even when the connection fitting 7a is affected by heat, it can be used repeatedly as long as its deformation is small.

【0026】さらに、固定板11は複数の固定ボルト1
2によってインゴット基台5aの底面に接合されている
ため、固定ボルト1本当りに要求される固定力は小さく
でき、固定ボルト12がインゴット基台5aの内部に挿
通される長さが短くなる。したがって、インゴット基台
5aの初期長さも最小化することができ、生成した製品
インゴットの長さを増加させることも可能になり、製品
インゴットを切断して得られる金属板の製造歩留りを大
幅に高めることも可能になる。
Further, the fixing plate 11 includes a plurality of fixing bolts 1.
2, the fixing bolt 12 is joined to the bottom surface of the ingot base 5a, so that the fixing force required per fixing bolt can be reduced, and the length of the fixing bolt 12 inserted into the ingot base 5a is shortened. Therefore, the initial length of the ingot base 5a can be minimized, and the length of the generated product ingot can be increased, and the production yield of the metal plate obtained by cutting the product ingot can be greatly increased. It becomes possible.

【0027】また、接続金具7aの本体部を四角柱状に
形成し、固定板11に形成した四角穴に嵌合するように
固定しているため、引き抜きシャフト9を回転させてイ
ンゴット基台5aを回転させながら金属材を溶解した場
合においても、従来のように接続金具7が外れたり、イ
ンゴット基台5aを回転させる回転力の伝達が困難にな
るおそれは全くない。
Further, since the main body of the connection fitting 7a is formed in the shape of a quadrangular prism and is fixed so as to fit into the square hole formed in the fixing plate 11, the drawing shaft 9 is rotated to move the ingot base 5a. Even when the metal material is melted while being rotated, there is no possibility that the connection fitting 7 will be disengaged or the transmission of the rotational force for rotating the ingot base 5a becomes difficult as in the related art.

【0028】本実施例の溶解炉を使用して直径80mm
〜230mmのTiインゴットをそれぞれ製造したが、
消耗品としての固定ボルト12に損傷が僅かに発生した
以外は、接続金具7aおよび固定板11には全く変形や
損傷は発生しなかった。特に本実施例に係る溶解炉によ
れば、インゴット基台と炉体との接続構造に関する事故
を防止できることに加えて、インゴットの初期長さも最
小化することができ、1回のインゴット調製によって製
造できる金属板数を大幅に増加でき、金属板の製造歩留
りを高めることも可能であった。また、インゴット交換
等のハンドリングにおいても、作業者の労力負荷および
危険度も軽減することができた。
Using the melting furnace of this embodiment, the diameter is 80 mm.
~ 230mm Ti ingot was manufactured respectively,
Except for slight damage to the fixing bolts 12 as consumables, no deformation or damage occurred to the connection fitting 7a and the fixing plate 11. In particular, according to the melting furnace according to the present embodiment, in addition to being able to prevent an accident related to the connection structure between the ingot base and the furnace body, the initial length of the ingot can be minimized, and the ingot can be manufactured by one ingot preparation. The number of possible metal plates could be greatly increased, and the production yield of metal plates could be increased. In addition, in handling ingot replacement and the like, the labor load and the risk of the operator could be reduced.

【0029】なお、上記実施例においては、接続金具7
aおよび固定板11を耐火金属であるニオブ(Nb)で
形成した例で示しているが、モリブデン(Mo)および
タングステン(W)で形成した場合においても、ほぼ同
等な効果が得られることが確認できた。
In the above embodiment, the connection fitting 7
Although an example is shown in which a and the fixing plate 11 are formed of niobium (Nb), which is a refractory metal, it is confirmed that substantially the same effect can be obtained when molybdenum (Mo) and tungsten (W) are formed. did it.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る電子ビー
ム溶解炉によれば、接続金具をインゴット基台に固定す
る固定板を、その外周部に配置された複数の固定手段に
よって上記インゴット基台底面の外周部にて固定してい
る構造であるため、固定手段は高温度の金属溶融部から
離れた位置に配置される。したがって、固定手段に作用
する熱影響を最小化することが可能であり、固定手段の
変形,溶融,損傷事故を効果的に防止することができ
る。
As described above, according to the electron beam melting furnace of the present invention, the fixing plate for fixing the connection fitting to the ingot base is fixed to the ingot base by a plurality of fixing means arranged on the outer peripheral portion thereof. Since the structure is fixed at the outer peripheral portion of the base surface, the fixing means is arranged at a position away from the high-temperature metal melting portion. Therefore, it is possible to minimize the influence of heat acting on the fixing means, and it is possible to effectively prevent deformation, melting and damage of the fixing means.

【0031】また、熱影響が大きい中央部に配置された
接続金具には微細なねじ部が形成されていないため、ね
じ部の熱損傷によって接続金具の取り外しが困難になる
ことはない。さらに、接続金具は熱影響を受けた場合に
おいても、繰り返して使用することが可能である。
Further, since a fine screw portion is not formed in the connection fitting disposed at the central portion where the heat is greatly affected, it is not difficult to remove the connection fitting due to thermal damage of the screw portion. Furthermore, the connection fitting can be used repeatedly even when it is affected by heat.

【0032】さらに、固定板は複数の固定手段によって
インゴット基台の底面に接合されているため、固定手段
がインゴット基台内部に挿通される長さが短くなる。し
たがって、インゴット基台の初期長さも最小化すること
ができ、生成した製品インゴットの長さを増加させるこ
とも可能になり、製品インゴットを切断して得られる金
属板の製造歩留りを大幅に高めることも可能になる。
Further, since the fixing plate is joined to the bottom surface of the ingot base by a plurality of fixing means, the length of the fixing means inserted into the ingot base is reduced. Therefore, the initial length of the ingot base can also be minimized, and the length of the generated product ingot can be increased, and the production yield of the metal plate obtained by cutting the product ingot can be significantly increased. Also becomes possible.

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

【図1】本発明に係る電子ビーム溶解炉の一実施例を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of an electron beam melting furnace according to the present invention.

【図2】従来の電子ビーム溶解炉の構造例を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a structural example of a conventional electron beam melting furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a 電子ビーム溶解炉 2 原材料 3 電子ビーム(EB) 4 電子ビーム発生機(EBガン) 5,5a インゴット基台 6 冷却型(銅冷却型) 7,7a 接続金具 8 ピン 9 引き抜きシャフト 10 溶融部 11 固定板 12 固定手段(固定ボルト) 1,1a Electron beam melting furnace 2 Raw material 3 Electron beam (EB) 4 Electron beam generator (EB gun) 5,5a Ingot base 6 Cooling type (copper cooling type) 7,7a Connection metal 8 Pin 9 Pulling shaft 10 Melting Part 11 Fixing plate 12 Fixing means (fixing bolt)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C22B 9/22 C22B 9/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C22B 9/22 C22B 9/22

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームにより加熱溶解した金属材を
インゴット基台上面に堆積させ、インゴット基台周囲に
配設した冷却用型により上記溶融した金属材を冷却凝固
せしめ、インゴット基台の底面に装着固定した接続金具
を順次下方向に牽引することにより所定寸法のインゴッ
トを形成する電子ビーム溶解炉において、上記接続金具
をインゴット基台に固定する固定板を上記インゴット基
台の底面に取り付けるとともに、この固定板はその外周
部に配置された複数の固定手段によって上記インゴット
基台底面の外周部にて固定されていることを特徴とする
電子ビーム溶解炉。
1. A metal material heated and melted by an electron beam is deposited on an upper surface of an ingot base, and the molten metal material is cooled and solidified by a cooling mold disposed around the ingot base, and the metal material is formed on the bottom surface of the ingot base. In an electron beam melting furnace for forming an ingot of a predetermined size by sequentially pulling the attached and fixed connecting fittings downward, while attaching a fixing plate for fixing the connecting fitting to the ingot base to the bottom surface of the ingot base, An electron beam melting furnace characterized in that the fixing plate is fixed at the outer peripheral portion of the bottom surface of the ingot base by a plurality of fixing means arranged at the outer peripheral portion.
【請求項2】 接続金具および固定板は、加熱溶解する
金属材より高い融点を有する耐火金属で形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の電子ビーム溶解炉。
2. The electron beam melting furnace according to claim 1, wherein the connection fitting and the fixing plate are formed of a refractory metal having a higher melting point than the metal material to be heated and melted.
【請求項3】 接続金具および固定板は、ニオブ(N
b),モリブデン(Mo)およびタングステン(W)か
ら選択される少なくとも1種の耐火金属で形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム溶解炉。
3. The connecting fitting and the fixing plate are made of niobium (N
2. An electron beam melting furnace according to claim 1, wherein said furnace is made of at least one refractory metal selected from b), molybdenum (Mo) and tungsten (W).
【請求項4】 接続金具の本体部を角柱状に形成する一
方、固定板の中央部に角穴を形成し、この角穴に上記接
続金具の角柱状の本体部を嵌合したことを特徴とする請
求項1記載の電子ビーム溶解炉。
4. A main body of the connection fitting is formed in a prismatic shape, while a square hole is formed in a central portion of the fixing plate, and the prismatic body of the connection fitting is fitted into the square hole. The electron beam melting furnace according to claim 1, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009172665A (en) * 2008-01-28 2009-08-06 Toho Titanium Co Ltd Method for producing high melting point metal ingot
US9682421B2 (en) 2012-12-28 2017-06-20 Kobe Steel, Ltd. Titanium continuous casting device

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