JP2002275551A - バナジウム合金の製造方法 - Google Patents
バナジウム合金の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低酸素濃度のバナジウム合金を大量に製造す
る方法を提供すること。 【解決手段】 合金原料を水冷できるトラフるつぼ３に
入れ、上記合金原料を電子ビーム発生照射装置４により
電子ビームを照射し、溶解して鋳塊にし、その後この鋳
塊を真空アーク炉で再溶解することを特徴とするバナジ
ウム合金の製造方法。
る方法を提供すること。 【解決手段】 合金原料を水冷できるトラフるつぼ３に
入れ、上記合金原料を電子ビーム発生照射装置４により
電子ビームを照射し、溶解して鋳塊にし、その後この鋳
塊を真空アーク炉で再溶解することを特徴とするバナジ
ウム合金の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バナジウム合金の
製造方法、詳細には低酸素濃度のバナジウム合金の製造
方法に関する。
製造方法、詳細には低酸素濃度のバナジウム合金の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バナジウム合金は、超電導合金、Ｖが水
素を吸蔵することを利用した水素吸蔵合金として使用さ
れており、また高融点であり、中性子線の照射に耐える
ことから核融合炉用の構造材料などとして使用されるこ
とが検討されており、高品質（低酸素濃度）のバナジウ
ム合金を大量に製造する技術が求められている。
素を吸蔵することを利用した水素吸蔵合金として使用さ
れており、また高融点であり、中性子線の照射に耐える
ことから核融合炉用の構造材料などとして使用されるこ
とが検討されており、高品質（低酸素濃度）のバナジウ
ム合金を大量に製造する技術が求められている。
【０００３】従来、バナジウム合金は、アルミナ製など
のるつぼに合金原料を入れ、真空誘導溶解炉を用いて溶
解し、鋳造して製造されていた。しかし、この方法は、
バナジウム合金が高融点であることなどから、るつぼの
原料のアルミナなどの耐火物から不純物、特に酸素が多
量に混入し、低酸素濃度のバナジウム合金を製造するこ
とができなかった。
のるつぼに合金原料を入れ、真空誘導溶解炉を用いて溶
解し、鋳造して製造されていた。しかし、この方法は、
バナジウム合金が高融点であることなどから、るつぼの
原料のアルミナなどの耐火物から不純物、特に酸素が多
量に混入し、低酸素濃度のバナジウム合金を製造するこ
とができなかった。
【０００４】さらに、金属バナジウム又はバナジウム合
金の製造方法として、Ｖ酸化物をテルミット反応により
金属Ｖにし、これを普通の水冷銅るつぼに入れて電子ビ
ーム溶解により高純度化する方法も知られているが、こ
こで用いる電子ビーム溶解では、表面のみの加熱しかで
きず、溶湯プールが浅いため、合金化ができなく、また
偏析などにより均一な品質のものができないという問題
があった。
金の製造方法として、Ｖ酸化物をテルミット反応により
金属Ｖにし、これを普通の水冷銅るつぼに入れて電子ビ
ーム溶解により高純度化する方法も知られているが、こ
こで用いる電子ビーム溶解では、表面のみの加熱しかで
きず、溶湯プールが浅いため、合金化ができなく、また
偏析などにより均一な品質のものができないという問題
があった。
【０００５】また、バナジウム合金の製造方法として、
不純物として少なくとも酸素を含む金属バナジウムが主
成分である合金を、分割型水冷銅鋳型を用いる真空誘導
溶解炉内においてＹ，Ｌａ，Ｃｅ等の希土類元素の中か
ら選択される１種以上の金属を脱酸剤として添加して、
これらを同時に溶解する金属バナジウム合金の溶解方法
が特開平１１−２９３３５９号公報に開示されている。
この製造方法は、溶解に用いる分割型水冷銅鋳型の底が
黒鉛であるため、溶湯が底部で凝固し、注湯が困難にな
るという問題がある。
不純物として少なくとも酸素を含む金属バナジウムが主
成分である合金を、分割型水冷銅鋳型を用いる真空誘導
溶解炉内においてＹ，Ｌａ，Ｃｅ等の希土類元素の中か
ら選択される１種以上の金属を脱酸剤として添加して、
これらを同時に溶解する金属バナジウム合金の溶解方法
が特開平１１−２９３３５９号公報に開示されている。
この製造方法は、溶解に用いる分割型水冷銅鋳型の底が
黒鉛であるため、溶湯が底部で凝固し、注湯が困難にな
るという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低酸素濃度
のバナジウム合金を大量に製造する方法を提供すること
を課題とするものである。
のバナジウム合金を大量に製造する方法を提供すること
を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、低酸素濃度のバナジウム合金を大量
に製造する方法について鋭意研究したところ、図１に示
すような水冷できる銅製などのトラフるつぼ（以下「水
冷トラフるつぼ」という。）を用いて粒状の合金原料を
電子ビームで溶解して得た鋳塊を図２に示すような真空
アーク炉で再溶解すると、不純物の酸素濃度が低く、溶
解速度が他の電子ビーム溶解法で再溶解する方法に比較
して７倍以上になり、また蒸発し易い合金元素であるＣ
ｒの歩留りが高いこと、水冷トラフるつぼで合金を製造
する場合、合金元素の各原料を層状に重ね、かつ蒸発し
易い合金元素の原料の層を表面に出ないように重ねて電
子ビームで溶解すると、比較的均一な組成の合金を製造
することができ、また蒸発し易い合金元素の歩留りが高
くなることなどの知見を得た。本発明は、これらの知見
に基づいて発明をされたものである。
め、本発明者らは、低酸素濃度のバナジウム合金を大量
に製造する方法について鋭意研究したところ、図１に示
すような水冷できる銅製などのトラフるつぼ（以下「水
冷トラフるつぼ」という。）を用いて粒状の合金原料を
電子ビームで溶解して得た鋳塊を図２に示すような真空
アーク炉で再溶解すると、不純物の酸素濃度が低く、溶
解速度が他の電子ビーム溶解法で再溶解する方法に比較
して７倍以上になり、また蒸発し易い合金元素であるＣ
ｒの歩留りが高いこと、水冷トラフるつぼで合金を製造
する場合、合金元素の各原料を層状に重ね、かつ蒸発し
易い合金元素の原料の層を表面に出ないように重ねて電
子ビームで溶解すると、比較的均一な組成の合金を製造
することができ、また蒸発し易い合金元素の歩留りが高
くなることなどの知見を得た。本発明は、これらの知見
に基づいて発明をされたものである。
【０００８】すなわち、上記課題を解決するため、本発
明のバナジウム合金の製造方法においては、Ｖ，Ｃｒ，
Ｔｉなどの合金原料を水冷トラフるつぼに入れ、上記合
金原料を電子ビームで溶解、すなわち合金原料に電子ビ
ームを照射して溶解し、これらを必要に応じて複数回繰
り返し、凝固させて鋳塊にし、その後この鋳塊を真空ア
ーク炉で再溶解することである。
明のバナジウム合金の製造方法においては、Ｖ，Ｃｒ，
Ｔｉなどの合金原料を水冷トラフるつぼに入れ、上記合
金原料を電子ビームで溶解、すなわち合金原料に電子ビ
ームを照射して溶解し、これらを必要に応じて複数回繰
り返し、凝固させて鋳塊にし、その後この鋳塊を真空ア
ーク炉で再溶解することである。
【０００９】また、本発明のバナジウム合金の製造方法
においては、粒状などの合金原料を水冷銅トラフるつぼ
に入れ、上記合金原料を電子ビームで溶解し、これらを
必要に応じて複数回繰り返し、凝固させて鋳塊にし、そ
の後この鋳塊を真空アーク炉で再溶解して鋳塊にし、更
にこのようにして製造した鋳塊を電子ビーム溶接などで
複数個溶接して接続し、この溶接をして大きくした鋳塊
を真空アーク炉で再溶解することである。
においては、粒状などの合金原料を水冷銅トラフるつぼ
に入れ、上記合金原料を電子ビームで溶解し、これらを
必要に応じて複数回繰り返し、凝固させて鋳塊にし、そ
の後この鋳塊を真空アーク炉で再溶解して鋳塊にし、更
にこのようにして製造した鋳塊を電子ビーム溶接などで
複数個溶接して接続し、この溶接をして大きくした鋳塊
を真空アーク炉で再溶解することである。
【００１０】
【作用】本発明のバナジウム合金の製造方法は、水冷ト
ラフるつぼを用いて粒状などの合金原料を電子ビームで
溶解する溶解炉（以下「トラフ電子ビーム炉」とい
う。）で溶解、すなわち深さが浅く、また幅の狭いるつ
ぼを用いて粒状などの合金原料を電子ビームで溶解する
ので、溶解した溶融プールが浅くても（電子ビームで溶
解した場合、溶融プールが浅くなる。）十分合金化され
ると共に、蒸発し易い合金元素を内部に入れて溶解する
ことができるので、蒸発し易い合金元素の溶解歩留りが
高くなる。
ラフるつぼを用いて粒状などの合金原料を電子ビームで
溶解する溶解炉（以下「トラフ電子ビーム炉」とい
う。）で溶解、すなわち深さが浅く、また幅の狭いるつ
ぼを用いて粒状などの合金原料を電子ビームで溶解する
ので、溶解した溶融プールが浅くても（電子ビームで溶
解した場合、溶融プールが浅くなる。）十分合金化され
ると共に、蒸発し易い合金元素を内部に入れて溶解する
ことができるので、蒸発し易い合金元素の溶解歩留りが
高くなる。
【００１１】さらに、その後真空アーク炉で再溶解する
ので、不純物の酸素濃度が低く、さらに溶解速度が速
く、そのため蒸発し易い合金元素のＣｒの溶解歩留りが
高くなり、また十分高温で溶解されるため表面肌がよい
鋳塊が得られる。また、上記真空アーク炉で再溶解して
得た鋳塊を複数個溶接して大きくし、この鋳塊を再度真
空アーク炉で再溶解することにより、表面肌がよく、大
型の鋳塊を得ることができるので、以後の鍛造、圧延な
どの成形加工を効率良く行うことができ、また大きな構
造部材を製造することもできる。
ので、不純物の酸素濃度が低く、さらに溶解速度が速
く、そのため蒸発し易い合金元素のＣｒの溶解歩留りが
高くなり、また十分高温で溶解されるため表面肌がよい
鋳塊が得られる。また、上記真空アーク炉で再溶解して
得た鋳塊を複数個溶接して大きくし、この鋳塊を再度真
空アーク炉で再溶解することにより、表面肌がよく、大
型の鋳塊を得ることができるので、以後の鍛造、圧延な
どの成形加工を効率良く行うことができ、また大きな構
造部材を製造することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明のバナジウム合金の
製造方法を図面を参照して説明する。図１は、本発明に
使用するトラフ電子ビーム炉（水冷トラフるつぼを用い
て電子ビームで溶解する溶解炉）の一例の概念図、図２
は、本発明に使用する真空アーク炉の一例の概念図、図
３は、本発明の請求項２の発明の溶解方法を説明するた
めの真空アーク炉の一例の概念図および図４は、水冷ト
ラフるつぼに溶解原料を装入する方法を示す説明図であ
る。
製造方法を図面を参照して説明する。図１は、本発明に
使用するトラフ電子ビーム炉（水冷トラフるつぼを用い
て電子ビームで溶解する溶解炉）の一例の概念図、図２
は、本発明に使用する真空アーク炉の一例の概念図、図
３は、本発明の請求項２の発明の溶解方法を説明するた
めの真空アーク炉の一例の概念図および図４は、水冷ト
ラフるつぼに溶解原料を装入する方法を示す説明図であ
る。
【００１３】本発明に使用するトラフ電子ビーム炉１の
一例は、図１に示すように真空にすることができる真空
容器２と、この真空容器２の中に入っている水冷トラフ
るつぼ３と、電子ビーム発生照射装置４と、真空排気手
段５からなるものである。上記水冷トラフるつぼ３は、
深さが浅く、さらに幅が狭く、また幅に比較して長さが
長い樋状のものであって、全体が一体構造で内部に冷却
水を循環することができようにしたもの、鋳塊が取り出
し易いように底と周囲が別体となっており、それぞれの
内部に冷却水を循環することができようにしたものなど
である。その材料は、冷却効率、コストなどから銅また
は銅合金が好ましい。また、上記電子ビーム発生照射装
置４は、金属の溶解に用いることができるものであれ
ば、従来から用いられているものでもよいし、他の公知
のものなどでもよい。その数は、１個でもよいが、速く
溶解するためには２個以上が好ましい。
一例は、図１に示すように真空にすることができる真空
容器２と、この真空容器２の中に入っている水冷トラフ
るつぼ３と、電子ビーム発生照射装置４と、真空排気手
段５からなるものである。上記水冷トラフるつぼ３は、
深さが浅く、さらに幅が狭く、また幅に比較して長さが
長い樋状のものであって、全体が一体構造で内部に冷却
水を循環することができようにしたもの、鋳塊が取り出
し易いように底と周囲が別体となっており、それぞれの
内部に冷却水を循環することができようにしたものなど
である。その材料は、冷却効率、コストなどから銅また
は銅合金が好ましい。また、上記電子ビーム発生照射装
置４は、金属の溶解に用いることができるものであれ
ば、従来から用いられているものでもよいし、他の公知
のものなどでもよい。その数は、１個でもよいが、速く
溶解するためには２個以上が好ましい。
【００１４】上記トラフ電子ビーム炉１を用いてバナジ
ウム合金を溶解する方法の一例は、図４に示すように水
冷トラフるつぼ３の中に製造する合金の各成分の含有量
に応じて層状に粒状の各溶解原料を入れ、真空容器２内
を１０-1〜１０-3Ｐａに減圧し、電子ビーム発生照射装
置４から電子ビームを縦方向に移動しながら溶解原料上
に照射し、その後少し横にずらしてまた縦方向に移動し
ながら溶解原料上に照射して全面に照射して溶解する。
この溶解が終わると、必要に応じて更に溶解した合金の
上に溶解原料を合金の各成分の含有量に応じて層状に入
れ、電子ビームを縦方向に移動しながら溶解原料上に照
射して溶解して所定の大きさ（厚さ）の鋳塊になったら
溶解を終了し、水冷トラフるつぼ３から鋳塊を取り出
す。上記水冷トラフるつぼ３の中に溶解原料を入れる方
法は、上記のように層状に入れる方法、各溶解原料を混
合して入れる方法、バナジウムの半分を入れて溶解し、
その後その上にＣｒおよびＴｉを層状に入れ、その上に
バナジウムの残りの半分を入れる方法などがある。
ウム合金を溶解する方法の一例は、図４に示すように水
冷トラフるつぼ３の中に製造する合金の各成分の含有量
に応じて層状に粒状の各溶解原料を入れ、真空容器２内
を１０-1〜１０-3Ｐａに減圧し、電子ビーム発生照射装
置４から電子ビームを縦方向に移動しながら溶解原料上
に照射し、その後少し横にずらしてまた縦方向に移動し
ながら溶解原料上に照射して全面に照射して溶解する。
この溶解が終わると、必要に応じて更に溶解した合金の
上に溶解原料を合金の各成分の含有量に応じて層状に入
れ、電子ビームを縦方向に移動しながら溶解原料上に照
射して溶解して所定の大きさ（厚さ）の鋳塊になったら
溶解を終了し、水冷トラフるつぼ３から鋳塊を取り出
す。上記水冷トラフるつぼ３の中に溶解原料を入れる方
法は、上記のように層状に入れる方法、各溶解原料を混
合して入れる方法、バナジウムの半分を入れて溶解し、
その後その上にＣｒおよびＴｉを層状に入れ、その上に
バナジウムの残りの半分を入れる方法などがある。
【００１５】上記トラフ電子ビーム炉１で溶解して得た
鋳塊（以下「トラフ鋳塊」という。）を再溶解する真空
アーク炉６の一例は、図２に示すように真空容器２と、
この真空容器２の中に入っており、水冷鋳型７と、消耗
電極（トラフ鋳塊）８などからなるもので、従来から用
いられているものでもよいし、他の公知のものなどでも
よい。この真空アーク炉６でトラフ鋳塊を再溶解するに
は、真空容器２内を１０-1〜１０-3Ｐａに減圧し、水冷
鋳型７と消耗電極（トラフ鋳塊）８の間にアークを発生
させてトラフ鋳塊８を再溶解（一次）し、鋳塊にする。
鋳塊（以下「トラフ鋳塊」という。）を再溶解する真空
アーク炉６の一例は、図２に示すように真空容器２と、
この真空容器２の中に入っており、水冷鋳型７と、消耗
電極（トラフ鋳塊）８などからなるもので、従来から用
いられているものでもよいし、他の公知のものなどでも
よい。この真空アーク炉６でトラフ鋳塊を再溶解するに
は、真空容器２内を１０-1〜１０-3Ｐａに減圧し、水冷
鋳型７と消耗電極（トラフ鋳塊）８の間にアークを発生
させてトラフ鋳塊８を再溶解（一次）し、鋳塊にする。
【００１６】上記真空アーク炉６で溶解して得た鋳塊を
更に大型の鋳塊にするには、複数個の鋳塊を図３に示す
ように電子ビーム溶接などで溶接して消耗電極（鋳塊を
溶接した大型鋳塊）９とし、大型の水冷鋳型７などを用
い、上記真空アーク炉による溶解と同様な方法で溶解し
て大型の鋳塊とすることができる。
更に大型の鋳塊にするには、複数個の鋳塊を図３に示す
ように電子ビーム溶接などで溶接して消耗電極（鋳塊を
溶接した大型鋳塊）９とし、大型の水冷鋳型７などを用
い、上記真空アーク炉による溶解と同様な方法で溶解し
て大型の鋳塊とすることができる。
【００１７】本発明の製造方法によって製造することが
できるバナジウム合金は、バナジウム合金なら制限がな
く、超電導合金、水素吸蔵合金、核融合炉用構造材料の
Ｃｒ：３．５〜４．５重量％、Ｔｉ：３．５〜４．５重
量％、残部実質的にＶからなるバナジウム合金などの何
れの合金でもよく、特に大量に必要とされ、高品質（低
酸素濃度）のバナジウム合金に適している。
できるバナジウム合金は、バナジウム合金なら制限がな
く、超電導合金、水素吸蔵合金、核融合炉用構造材料の
Ｃｒ：３．５〜４．５重量％、Ｔｉ：３．５〜４．５重
量％、残部実質的にＶからなるバナジウム合金などの何
れの合金でもよく、特に大量に必要とされ、高品質（低
酸素濃度）のバナジウム合金に適している。
【００１８】以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】実施例１ Ｃｒ：４重量％、Ｔｉ：４重量％、Ｏ：１３０ｐｐｍ以
下、残部実質的にＶからなるバナジウム合金で、重さが
２５ｋｇの鋳塊を製造することを目標に、幅１２０ｍｍ
×深さ１００ｍｍ×長さ７８０ｍｍの内寸を有する水冷
銅トラフるつぼ３に図４に示すようにＣｒ，Ｔｉおよび
Ｖの粒状の溶解原料を溶解後上記成分組成になるように
層状に装入した。装入方法は、一番下にＶ原料のほぼ半
分を上面が水平になるように入れ、その上にＣｒ原料の
全部を上面が水平になるように入れ、さらにその上にＴ
ｉ原料の全部を上面が水平になるように入れ、一番上に
Ｖ原料の残りを上面が水平になるように入れた。
下、残部実質的にＶからなるバナジウム合金で、重さが
２５ｋｇの鋳塊を製造することを目標に、幅１２０ｍｍ
×深さ１００ｍｍ×長さ７８０ｍｍの内寸を有する水冷
銅トラフるつぼ３に図４に示すようにＣｒ，Ｔｉおよび
Ｖの粒状の溶解原料を溶解後上記成分組成になるように
層状に装入した。装入方法は、一番下にＶ原料のほぼ半
分を上面が水平になるように入れ、その上にＣｒ原料の
全部を上面が水平になるように入れ、さらにその上にＴ
ｉ原料の全部を上面が水平になるように入れ、一番上に
Ｖ原料の残りを上面が水平になるように入れた。
【００１９】この合金原料を装入した水冷銅トラフるつ
ぼ３を図１に示したようなトラフ電子ビーム炉１に入
れ、真空容器２内を１０-3Ｐａに減圧し、２個の電子ビ
ーム発生照射装置４から電子ビームを縦方向に移動しな
がら溶解原料上に照射し、その後少し横にずらしてまた
縦方向に移動しながら溶解原料上の全面に照射して溶解
した。その後水冷銅トラフるつぼ３から幅１００ｍｍ×
高さ５５ｍｍ×長さ７７５ｍｍのトラフ鋳塊を取り出し
た。
ぼ３を図１に示したようなトラフ電子ビーム炉１に入
れ、真空容器２内を１０-3Ｐａに減圧し、２個の電子ビ
ーム発生照射装置４から電子ビームを縦方向に移動しな
がら溶解原料上に照射し、その後少し横にずらしてまた
縦方向に移動しながら溶解原料上の全面に照射して溶解
した。その後水冷銅トラフるつぼ３から幅１００ｍｍ×
高さ５５ｍｍ×長さ７７５ｍｍのトラフ鋳塊を取り出し
た。
【００２０】このトラフ鋳塊を消耗電極８として図２に
示すような真空アーク炉６にセットし、真空容器内２を
１０-1Ｐａに減圧して１５０ｋｇ／ｈの溶解速度でφ１
６０ｍｍ×長さ９５０ｍｍの内寸を有する水冷銅鋳型７
に再溶解し、φ１５５ｍｍ×長さ２２６ｍｍの鋳塊を得
た。この鋳塊の成分組成を分析し、その結果を下記表１
の本発明例１の欄に示す。上記方法と同様にしてφ１５
５ｍｍ×長さ２２６ｍｍの２個の鋳塊を得た。これらの
鋳塊の成分組成を分析し、その結果を下記表１の本発明
例２および３の欄に示す。
示すような真空アーク炉６にセットし、真空容器内２を
１０-1Ｐａに減圧して１５０ｋｇ／ｈの溶解速度でφ１
６０ｍｍ×長さ９５０ｍｍの内寸を有する水冷銅鋳型７
に再溶解し、φ１５５ｍｍ×長さ２２６ｍｍの鋳塊を得
た。この鋳塊の成分組成を分析し、その結果を下記表１
の本発明例１の欄に示す。上記方法と同様にしてφ１５
５ｍｍ×長さ２２６ｍｍの２個の鋳塊を得た。これらの
鋳塊の成分組成を分析し、その結果を下記表１の本発明
例２および３の欄に示す。
【００２１】比較例１ 上記実施例１の成分組成のバナジウム合金の鋳塊を製造
することを目標に、真空誘導炉に入れたＡｌ2 Ｏ3 製る
つぼの中に合金原料を入れ、該真空誘導炉内を１０-1Ｐ
ａに減圧して溶解し、５０ｋｇの鋳塊を得た。この鋳塊
の成分組成を分析し、その結果を下記表１の比較例１の
欄に示す。
することを目標に、真空誘導炉に入れたＡｌ2 Ｏ3 製る
つぼの中に合金原料を入れ、該真空誘導炉内を１０-1Ｐ
ａに減圧して溶解し、５０ｋｇの鋳塊を得た。この鋳塊
の成分組成を分析し、その結果を下記表１の比較例１の
欄に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】実施例２ 上記実施例１と同様な方法で製造した４個のトラフ鋳塊
（重さは、各約２５ｋｇ）を電子ビーム溶接により接続
して約１００ｋｇの鋳塊とし、これを消耗電極９として
図３に示すような真空アーク炉６で、直径φ２００ｍｍ
×長さ９５０ｍｍの内寸を有する水冷銅鋳型内に再再溶
解し、φ１９５ｍｍ×長さ５７０ｍｍの鋳塊を得た。こ
の鋳塊の外観および材質は特に問題がなく、またＯ含有
量は１２７ｐｐｍであった。
（重さは、各約２５ｋｇ）を電子ビーム溶接により接続
して約１００ｋｇの鋳塊とし、これを消耗電極９として
図３に示すような真空アーク炉６で、直径φ２００ｍｍ
×長さ９５０ｍｍの内寸を有する水冷銅鋳型内に再再溶
解し、φ１９５ｍｍ×長さ５７０ｍｍの鋳塊を得た。こ
の鋳塊の外観および材質は特に問題がなく、またＯ含有
量は１２７ｐｐｍであった。
【００２４】実施例３ 上記実施例１と同様にしてトラフ電子ビーム炉１で溶解
して幅１００ｍｍ×高さ５５ｍｍ×長さ７７５ｍｍのト
ラフ鋳塊を４個製造した。これらのトラフ鋳塊の溶解歩
留りおよびＣｒの歩留りを下記表２のトラフ溶解の欄に
示す。鋳塊の１つを消耗電極として上記実施例１と同様
に真空アーク炉６で再溶解してφ１５５ｍｍ×長さ２２
６ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解歩留りおよびＣｒ
の歩留りを下記表２の本発明例４のＶＡＲの欄に示す。
して幅１００ｍｍ×高さ５５ｍｍ×長さ７７５ｍｍのト
ラフ鋳塊を４個製造した。これらのトラフ鋳塊の溶解歩
留りおよびＣｒの歩留りを下記表２のトラフ溶解の欄に
示す。鋳塊の１つを消耗電極として上記実施例１と同様
に真空アーク炉６で再溶解してφ１５５ｍｍ×長さ２２
６ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解歩留りおよびＣｒ
の歩留りを下記表２の本発明例４のＶＡＲの欄に示す。
【００２５】比較例２〜４ 上記実施例３で製造したトラフ鋳塊の１つを図５に示す
ようなサイドフィード溶解法により溶解し、φ１７５ｍ
ｍ×長さ１７７ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解歩留
りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例２の欄に示
す。上記実施例３で製造したトラフ鋳塊の１つを図５に
示すようなサイドフィード溶解法により再溶解し、φ１
７５ｍｍ×長さ１６５ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊を図
６に示すようなドリップ溶解法により再再溶解し、φ１
７５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶
解歩留りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例３の欄
に示す。上記実施例３で製造したトラフ鋳塊の１つを図
６に示すようなドリップ溶解法により再溶解し、φ１７
５ｍｍ×長さ１６０ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解
歩留りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例４の欄に
示す。
ようなサイドフィード溶解法により溶解し、φ１７５ｍ
ｍ×長さ１７７ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解歩留
りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例２の欄に示
す。上記実施例３で製造したトラフ鋳塊の１つを図５に
示すようなサイドフィード溶解法により再溶解し、φ１
７５ｍｍ×長さ１６５ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊を図
６に示すようなドリップ溶解法により再再溶解し、φ１
７５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶
解歩留りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例３の欄
に示す。上記実施例３で製造したトラフ鋳塊の１つを図
６に示すようなドリップ溶解法により再溶解し、φ１７
５ｍｍ×長さ１６０ｍｍの鋳塊を得た。この鋳塊の溶解
歩留りおよびＣｒの歩留りを下記表２の比較例４の欄に
示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】表１の結果より、本発明例は、何れも酸素
含有量が１３３ｐｐｍ以下の低酸素のものであり、鋳塊
の材質および形状に問題がなかった。これに対して、比
較例１のものは、酸素含有量が１１７０ｐｐｍの高酸素
のものであった。また、表２の結果より、本発明例は、
溶解歩留りが９９％であり、またＣｒの歩留りが９０％
であった。これに対して、比較例２〜４は、何れも溶解
歩留りが９３％以下であり、またＣｒの歩留りが５０％
以下であった。
含有量が１３３ｐｐｍ以下の低酸素のものであり、鋳塊
の材質および形状に問題がなかった。これに対して、比
較例１のものは、酸素含有量が１１７０ｐｐｍの高酸素
のものであった。また、表２の結果より、本発明例は、
溶解歩留りが９９％であり、またＣｒの歩留りが９０％
であった。これに対して、比較例２〜４は、何れも溶解
歩留りが９３％以下であり、またＣｒの歩留りが５０％
以下であった。
【００２８】
【効果】本発明のバナジウム合金の製造方法は、上記構
成にしたことにより、次のような優れた効果を奏する。 （１）低酸素濃度のバナジウム合金を製造することがで
き、また溶解速度が速い真空アーク炉で再溶解するの
で、大量に製造することができる。 （２）溶解速度が速い真空アーク炉で再溶解するので、
他の電子ビーム溶解法（サイドフィード溶解法およびド
リップ溶解法）に比較して蒸発し易い合金元素のＣｒの
溶解歩留りが高くなる。 （３）真空アーク炉で再溶解して製造した鋳塊を複数個
溶接して大きな鋳塊とし、これを真空アーク炉で再再溶
解する場合には、大型の鋳塊を得ることができるので、
以後の鍛造、圧延などの成形加工を効率良く行うことが
でき、また大きな構造部材を製造することができる。
成にしたことにより、次のような優れた効果を奏する。 （１）低酸素濃度のバナジウム合金を製造することがで
き、また溶解速度が速い真空アーク炉で再溶解するの
で、大量に製造することができる。 （２）溶解速度が速い真空アーク炉で再溶解するので、
他の電子ビーム溶解法（サイドフィード溶解法およびド
リップ溶解法）に比較して蒸発し易い合金元素のＣｒの
溶解歩留りが高くなる。 （３）真空アーク炉で再溶解して製造した鋳塊を複数個
溶接して大きな鋳塊とし、これを真空アーク炉で再再溶
解する場合には、大型の鋳塊を得ることができるので、
以後の鍛造、圧延などの成形加工を効率良く行うことが
でき、また大きな構造部材を製造することができる。
【図１】本発明に使用するトラフ電子ビーム炉（水冷ト
ラフるつぼを用いて電子ビームで溶解する溶解炉）の一
例の概念図である。
ラフるつぼを用いて電子ビームで溶解する溶解炉）の一
例の概念図である。
【図２】本発明に使用する真空アーク炉の一例の概念図
である。
である。
【図３】本発明の請求項２の発明の溶解方法を説明する
ための真空アーク炉の一例の概念図である。
ための真空アーク炉の一例の概念図である。
【図４】本発明の実施例における水冷銅トラフるつぼ３
に溶解原料のＣｒ，ＴｉおよびＶを装入する方法を示す
説明図である。
に溶解原料のＣｒ，ＴｉおよびＶを装入する方法を示す
説明図である。
【図５】比較例に用いたサイドフィード溶解法を実施す
る炉の概念図である。
る炉の概念図である。
【図６】比較例に用いたドリップ溶解法を実施する炉の
概念図である。
概念図である。
１ トラフ電子ビーム炉 ２ 真空容器 ３ 水冷トラフるつぼ ４ 電子ビーム発生照射装置 ５ 真空排気手段 ６ 真空アーク炉 ７ 水冷銅鋳型 ８ 消耗電極（トラフ鋳塊） ９ 消耗電極（トラフ鋳塊を溶接した大型鋳塊）
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/04 Ｃ２２Ｂ 9/04 34/22 34/22
Claims (2)
- 【請求項１】 合金原料を水冷できるトラフるつぼに入
れ、上記合金原料を電子ビームで溶解して鋳塊にし、そ
の後この鋳塊を真空アーク炉で再溶解することを特徴と
するバナジウム合金の製造方法。 - 【請求項２】 合金原料を水冷できるトラフるつぼに入
れ、上記合金原料を電子ビームで溶解して鋳塊にし、そ
の後この鋳塊を真空アーク炉で再溶解して鋳塊にし、更
にこのようにして製造した鋳塊を複数個溶接して接続
し、この溶接をして大きくした鋳塊を真空アーク炉で再
溶解をすることを特徴とするバナジウム合金の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037553A JP2002275551A (ja) | 2001-01-12 | 2001-02-14 | バナジウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001004779 | 2001-01-12 | ||
| JP2001-4779 | 2001-01-12 | ||
| JP2001037553A JP2002275551A (ja) | 2001-01-12 | 2001-02-14 | バナジウム合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002275551A true JP2002275551A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=26607582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037553A Pending JP2002275551A (ja) | 2001-01-12 | 2001-02-14 | バナジウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002275551A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270851A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Taiyo Koko Co Ltd | 中性子散乱実験用部材及びその製造方法 |
| CN105648243A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-08 | Ald真空技术股份有限公司 | 合金的熔化方法 |
| CN111468693A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-07-31 | 云南钛业股份有限公司 | 一种电子束冷床熔炼炉铸锭质量控制装置和方法 |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001037553A patent/JP2002275551A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009270851A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Taiyo Koko Co Ltd | 中性子散乱実験用部材及びその製造方法 |
| CN105648243A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-08 | Ald真空技术股份有限公司 | 合金的熔化方法 |
| US10196711B2 (en) | 2014-11-27 | 2019-02-05 | Ald Vacuum Technologies Gmbh | Melting method for alloys |
| CN111468693A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-07-31 | 云南钛业股份有限公司 | 一种电子束冷床熔炼炉铸锭质量控制装置和方法 |
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