JP2003523828A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空金属鋳造品を製造するための鋳造装置であって、中空鋳造品を製造するための鋳造装置が、
エレクトロスラグ精錬装置と、
鋳造品を凝固させるための核生成鋳造装置と、
少なくとも核生成鋳造装置内の鋳造品の液相線部分に配置された冷却マンドレルアセンブリとを含んでいて、金属鋳造品の液相線部分が、冷却マンドレルアセンブリの周囲で、実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織からなるミクロ組織を有する中空鋳造品を形成するのに十分な方式で凝固する、鋳造装置。
【請求項２】 エレクトロスラグ精錬装置が、
精錬用溶融スラグを収容して保持し得るエレクトロスラグ精錬構造物と、
エレクトロスラグ精錬構造物内で精錬すべき金属源と、
エレクトロスラグ精錬構造物内の溶融スラグであって、溶融スラグと接するように金属源が配置された溶融スラグと、
精錬用スラグを溶融状態に保つとともにスラグと接した金属源の端部を融解するため、電極としての金属源に電流を供給して溶融スラグを通してスラグ下方の精錬金属に電流を供給することのできる電源と、
電極の精錬の進行に伴う電極の接触面の融解速度に対応した速度で金属源を前進させて溶融スラグと接しせしめる前進装置と、
低温炉床容器の壁に形成された精錬金属の固形スカルと接したエレクトロスラグ精錬溶融金属を収容して保持し得る、エレクトロスラグ精錬構造物の直下の低温炉床構造物と、
低温炉床構造物内で溶融スラグの直下に位置する精錬溶融金属と、
エレクトロスラグ精錬装置で処理され低温炉床構造物を通過した精錬溶融金属を受入れてその流れを排出することのできる、オリフィスを有する低温炉床の下方のコールドフィンガオリフィス構造物と、
低温炉床構造物及びオリフィスを有するコールドフィンガオリフィス構造物と接した凝固精錬金属のスカルとを含む、請求項１記載の鋳造装置。
【請求項３】 核生成鋳造装置が、
液体金属の流れを溶融金属液滴に変える破壊部位と、
溶融金属液滴を受入れて、各半固形液滴の平均５〜４０体積％が固体状態で残部が溶融状態にある半固形液滴へと溶融金属液滴を凝固させる冷却域と、
液相線部分に液滴を集めて冷却マンドレルの周囲で液滴を凝固させることによって、実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空鋳造品を形成する鋳型とを含む、請求項１記載の鋳造装置。
【請求項４】 鋳造品の液相線部分が鋳造品の上部領域内の金属液滴によって生成し、液相線部分の内部では平均的液滴の平均５０体積％未満が固体状態にある、請求項１記載の鋳造装置。
【請求項５】 冷却マンドレルアセンブリが水冷マンドレルを含む、請求項１記載の鋳造装置。
【請求項６】 鋳造品がニッケル基、コバルト基、チタン基及び鉄基金属の１種以上からなる、請求項１記載の鋳造装置。
【請求項７】 実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空金属鋳造品を製造するための中空品用鋳造品の鋳造装置であって、中空品用鋳造品の鋳造装置が、
液体金属源と、
液体金属源からの液体金属の流れを溶融金属液滴に変える金属破壊部位と、
溶融金属液滴を受入れて、各半固形液滴の平均５〜４０体積％が固体状態で残部が溶融状態にある半固形液滴へと溶融金属液滴を凝固させる冷却域と、
少なくとも鋳造品の液相線部分に配置された冷却マンドレルアセンブリと、
液相線部分に液滴を集めて冷却マンドレルアセンブリの周囲で液滴を凝固させることによって、実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空鋳造品を形成する鋳型とを含む、鋳造装置。
【請求項８】 実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空金属鋳造品を製造するための中空品用鋳造品を製造するための鋳造方法であって、中空品用鋳造品を製造するための方法が、
エレクトロスラグ精錬によって酸化物及び硫化物を取除いた清浄な精錬金属源を生成させる工程と、
核生成鋳造方法によって中空鋳造品を形成する工程とを含んでいて、核生成鋳造方法によって中空鋳造品を形成する工程が、冷却マンドレルアセンブリの周囲で鋳造品を凝固させて中空鋳造品を形成することからなり、微細粒均質ミクロ組織からなる中空鋳造品のミクロ組織が、実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない、方法。
【請求項９】 精錬金属源を生成させる工程が、
精錬すべき金属源を用意する工程と、
金属源のエレクトロスラグ精錬を行うためのエレクトロスラグ精錬構造物を設けるとともに該容器内に溶融スラグを用意する工程と、
溶融スラグの直下に精錬溶融金属を保持するための低温炉床構造物を設けるとともに低温炉床構造物内に精錬溶融金属を用意する工程と、
エレクトロスラグ精錬構造物内に挿入してエレクトロスラグ精錬構造物内の溶融スラグに接触させるための金属源を載置する工程と、
電力を供給するための電源を設ける工程と、
電源、金属源、溶融スラグ及びエレクトロスラグ精錬構造物からなる回路を通して金属源のエレクトロスラグ精錬用の電力を供給する工程と、
金属源と溶融スラグとが接する部位で金属源を抵抗融解させて金属の溶融液滴を生成させる工程と、
溶融スラグを通して溶融液滴を落下させる工程と、
溶融スラグを通過した後の溶融液滴をエレクトロスラグ精錬構造物の直下の低温炉床構造物内に精錬液体金属として集める工程と、
低温炉床構造物の下方部分に、オリフィスを有するコールドフィンガオリフィス構造物を設ける工程と、
低温炉床構造物内に集められたエレクトロスラグ精錬金属を、コールドフィンガオリフィス構造物のオリフィスを通して排出する工程とを含むエレクトロスラグ精錬からなる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】 実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への金属凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織を有する中空金属鋳造品を製造するための中空品用鋳造品の鋳造方法であって、当該方法が、
精錬によって酸化物と硫化物が除去された清浄な精錬金属源を生成させる工程と、
冷却マンドレルアセンブリの周囲で核生成鋳造によって鋳造品を形成する工程とを含んでいて、冷却マンドレルアセンブリの周囲で核生成鋳造によって鋳造品を形成する工程で、実質的に酸化物と硫化物を含まず偏析欠陥がなく液相線状態から固体状態への凝固時に巻き込まれた空気に起因するボイドを実質的に含まない微細粒均質ミクロ組織からなるミクロ組織を有する中空鋳造品が形成される、方法。