JP3511718B2 - チタンの溶解方法 - Google Patents
チタンの溶解方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は純チタン，チタン合金
等チタンの溶解方法に関し、詳しくは不活性雰囲気下に
おけるチタンの溶解方法に関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】純チタ
ンは、これに含有される酸素の量によって特性が大きく
変化することが知られており、そこで純チタンの場合、
積極的な添加成分として酸素をこれに含有させることが
従来行われている。 【０００３】純チタンへの酸素の添加方法として、従来
図４に示すような方法が一般的に用いられている。この
方法は真空アーク溶解による方法であって、図示のよう
にまずスポンジチタンをプレス成形することにより消耗
電極１００を作製し、そしてこれを用いて真空アーク溶
解を行ってスポンジチタンをまず一次溶解させる。次い
で、一次溶解で得たものを電極１０２とし、これを用い
て再び真空アーク溶解により二次溶解を行い、インゴッ
ト１０４を得る。 【０００４】而して当初スポンジチタンをプレス成形し
て電極を作製する際に、図に示しているように内部にＴ
ｉＯ2１０６を埋め込んでおき、これによりスポンジチ
タンを溶解すると同時にＴｉＯ2１０６を溶かし込ん
で、これをＴｉと［Ｏ］とに解離させ、以てチタン中に
酸素を添加するといったものである。 【０００５】しかしながらこの方法の場合、ＴｉＯ2が
完全に溶けずにチタン中に粒となって残ってしまう恐れ
があり、これが成分偏析の要因になるといった問題があ
った。 【０００６】他方、純チタンの溶解方法としてプラズマ
アーク炉を用いた方法も行われている。このプラズマア
ーク炉を用いた溶解方法は、溶解室内に粒状のスポンジ
チタンを供給するとともに、溶解室内においてプラズマ
アークトーチと溶湯との間でプラズマアークを発生さ
せ、その熱によって原料を一次溶解する（二次溶解は真
空アーク溶解による）。 【０００７】このプラズマアーク溶解の場合、酸素含有
量の異なるスポンジチタンを適宜に配合することによっ
て、最終的なチタン中の酸素含有量を調整しているが、
この場合原料としてのスクラップの使用が制限されるこ
とから（スクラップの場合一般に低酸素である）コスト
が高いものとなる問題がある。 【０００８】そこでこのプラズマアーク溶解に際して、
スポンジチタン，スクラップとともに粒状のＴｉＯ2を
供給し且つその量をコントロールすることによって、チ
タンへの酸素の添加量を調整するといったことが考えら
れる。 【０００９】しかしながら本方法の場合においても真空
アーク溶解の場合と同様にＴｉＯ2が充分に溶けず、チ
タン中にＴｉＯ2の粒となって成分偏析の要因となると
いった恐れがある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、純チタン又はチタン合金を溶解するに際し、
溶湯に接する雰囲気中に酸素ガスを供給し、該雰囲気ガ
ス中の酸素を該溶湯によって吸収させることにより純チ
タン又はチタン合金に酸素添加を行い、且つ該雰囲気中
への酸素ガス供給量の制御によって酸素添加量を調整す
ることを特徴とする。 【００１１】 【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、雰囲気
中で溶解を行う溶解の特性を利用し、その雰囲気中に酸
素ガスを供給することによって、溶湯により酸素を吸収
させ、以てチタン中に酸素を添加するようになしたもの
である。 【００１２】ここで溶湯中に吸収された酸素は、Ｔｉと
反応してＴｉＯ2を形成することなく単独で含有され
る。チタンが溶融するような高温度では、ＴｉＯ2で存
在するよりもＴｉと［Ｏ］とに解離した状態の方がエネ
ルギ−的に安定であるからである。 【００１３】即ち本発明は酸素をＴｉＯ2の形で添加す
るのでなく、ガス状でこれを溶湯に吸収させるものであ
ることから、チタン中にＴｉＯ2が粒となって成分偏析
を生ぜしめるといった恐れがなく、また原料として酸素
の含有量の異なる各種のスポンジチタンを配合すること
でチタン中の酸素の添加量を調整するといった必要もな
いため、原料としてのスクラップの使用が制限され、コ
ストアップをもたらすといった問題も生じない。加え
て、雰囲気中への酸素ガスの供給量を異ならせるだけ
で、極めて容易に酸素の添加量を調整することができる
利点を有する。 【００１４】 【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。図１
は本発明の一実施例方法を実施するための装置の構成を
示したもので、図中１０は密閉のチャンバー１２内に配
置された水冷鋳型、１４はプラズマアークを発生させる
プラズマトーチ（アルゴンプラズマ）、１６はホッパー
１８内に収容されたスポンジチタン，スクラップ等の純
チタン原料を溶解室２０内、具体的には水冷鋳型１０の
内部に落下・供給する供給部である。 【００１５】本例の方法では、プラズマトーチ１４によ
りプラズマアーク（アルゴンプラズマアーク）を発生さ
せてチタン原料溶解を行い、そしてこれを凝固させつつ
連続的に鋳型１０から引き抜いてチタンインゴット２２
を作製する。このとき、供給通路２４を通じて酸素ガス
をアルゴンガスにて希釈した状態で溶解室２０内に供給
し、溶湯２６によって雰囲気ガス中の酸素ガスを（Ｂ）
に示しているように［Ｏ］として吸収させる。 【００１６】即ち本例の方法にあっては、溶湯２６によ
り酸素ガスを吸収させることによって、チタン中に酸素
を添加する。その際、（Ａ）に示しているように排気通
路２８内の酸素ガス濃度を測定し、これをフィードバッ
クしてコントローラー３０により、溶解室２０への酸素
ガスの供給量を調整するのが良い。 【００１７】本例の方法は、上記のように雰囲気中で溶
解を行うプラズマアーク溶解の特性を利用し、その雰囲
気中に酸素ガスを供給することによって、溶湯２６によ
り酸素を吸収させ、以てチタン中に酸素を添加する。 【００１８】従って本例の方法によれば、チタン中にＴ
ｉＯ2が粒となって成分偏析を生ぜしめるといった恐れ
がなく、また原料として酸素の含有量の異なる各種のス
ポンジチタンを配合することでチタン金属中の酸素の添
加量を調整するといった必要もないため、スクラップの
使用が制限されてコストアップをもたらすといった問題
を生じない。更に、雰囲気中への酸素ガスの供給量を異
ならせるだけで、極めて容易に酸素の添加量を調整する
ことができる。 【００１９】図２は、スポンジチタン（Ｏ：０．０５ｗ
ｔ％）を上記装置にて溶解し、その際に酸素ガスをアル
ゴンガスで希釈した状態で所定量チャンバー１２内の雰
囲気中に供給して酸素吸収を行わせ、これによりチタン
中に添加された［Ｏ］の量を、鋳塊（インゴット）の位
置との関係で表したものである。この図から、雰囲気中
に酸素ガスを供給することによってチタンが良好に酸素
を吸収し、結果的にチタン中に酸素が添加されることが
分る。 【００２０】図３はこの酸素ガスの濃度及びＯ2／Ａｒ
ガスの供給流量を変化させたときのチタン中の酸素の変
化を表したもので、この図から、酸素ガスの供給量を変
化させることによってチタン中の酸素の量を容易に変化
させ得ること、即ち酸素ガスの供給量を制御することに
よって、酸素の添加量を容易に調整できることが確認さ
れる。 【００２１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、種々変更を加えた態様で実施可能である。
等チタンの溶解方法に関し、詳しくは不活性雰囲気下に
おけるチタンの溶解方法に関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】純チタ
ンは、これに含有される酸素の量によって特性が大きく
変化することが知られており、そこで純チタンの場合、
積極的な添加成分として酸素をこれに含有させることが
従来行われている。 【０００３】純チタンへの酸素の添加方法として、従来
図４に示すような方法が一般的に用いられている。この
方法は真空アーク溶解による方法であって、図示のよう
にまずスポンジチタンをプレス成形することにより消耗
電極１００を作製し、そしてこれを用いて真空アーク溶
解を行ってスポンジチタンをまず一次溶解させる。次い
で、一次溶解で得たものを電極１０２とし、これを用い
て再び真空アーク溶解により二次溶解を行い、インゴッ
ト１０４を得る。 【０００４】而して当初スポンジチタンをプレス成形し
て電極を作製する際に、図に示しているように内部にＴ
ｉＯ2１０６を埋め込んでおき、これによりスポンジチ
タンを溶解すると同時にＴｉＯ2１０６を溶かし込ん
で、これをＴｉと［Ｏ］とに解離させ、以てチタン中に
酸素を添加するといったものである。 【０００５】しかしながらこの方法の場合、ＴｉＯ2が
完全に溶けずにチタン中に粒となって残ってしまう恐れ
があり、これが成分偏析の要因になるといった問題があ
った。 【０００６】他方、純チタンの溶解方法としてプラズマ
アーク炉を用いた方法も行われている。このプラズマア
ーク炉を用いた溶解方法は、溶解室内に粒状のスポンジ
チタンを供給するとともに、溶解室内においてプラズマ
アークトーチと溶湯との間でプラズマアークを発生さ
せ、その熱によって原料を一次溶解する（二次溶解は真
空アーク溶解による）。 【０００７】このプラズマアーク溶解の場合、酸素含有
量の異なるスポンジチタンを適宜に配合することによっ
て、最終的なチタン中の酸素含有量を調整しているが、
この場合原料としてのスクラップの使用が制限されるこ
とから（スクラップの場合一般に低酸素である）コスト
が高いものとなる問題がある。 【０００８】そこでこのプラズマアーク溶解に際して、
スポンジチタン，スクラップとともに粒状のＴｉＯ2を
供給し且つその量をコントロールすることによって、チ
タンへの酸素の添加量を調整するといったことが考えら
れる。 【０００９】しかしながら本方法の場合においても真空
アーク溶解の場合と同様にＴｉＯ2が充分に溶けず、チ
タン中にＴｉＯ2の粒となって成分偏析の要因となると
いった恐れがある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、純チタン又はチタン合金を溶解するに際し、
溶湯に接する雰囲気中に酸素ガスを供給し、該雰囲気ガ
ス中の酸素を該溶湯によって吸収させることにより純チ
タン又はチタン合金に酸素添加を行い、且つ該雰囲気中
への酸素ガス供給量の制御によって酸素添加量を調整す
ることを特徴とする。 【００１１】 【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、雰囲気
中で溶解を行う溶解の特性を利用し、その雰囲気中に酸
素ガスを供給することによって、溶湯により酸素を吸収
させ、以てチタン中に酸素を添加するようになしたもの
である。 【００１２】ここで溶湯中に吸収された酸素は、Ｔｉと
反応してＴｉＯ2を形成することなく単独で含有され
る。チタンが溶融するような高温度では、ＴｉＯ2で存
在するよりもＴｉと［Ｏ］とに解離した状態の方がエネ
ルギ−的に安定であるからである。 【００１３】即ち本発明は酸素をＴｉＯ2の形で添加す
るのでなく、ガス状でこれを溶湯に吸収させるものであ
ることから、チタン中にＴｉＯ2が粒となって成分偏析
を生ぜしめるといった恐れがなく、また原料として酸素
の含有量の異なる各種のスポンジチタンを配合すること
でチタン中の酸素の添加量を調整するといった必要もな
いため、原料としてのスクラップの使用が制限され、コ
ストアップをもたらすといった問題も生じない。加え
て、雰囲気中への酸素ガスの供給量を異ならせるだけ
で、極めて容易に酸素の添加量を調整することができる
利点を有する。 【００１４】 【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。図１
は本発明の一実施例方法を実施するための装置の構成を
示したもので、図中１０は密閉のチャンバー１２内に配
置された水冷鋳型、１４はプラズマアークを発生させる
プラズマトーチ（アルゴンプラズマ）、１６はホッパー
１８内に収容されたスポンジチタン，スクラップ等の純
チタン原料を溶解室２０内、具体的には水冷鋳型１０の
内部に落下・供給する供給部である。 【００１５】本例の方法では、プラズマトーチ１４によ
りプラズマアーク（アルゴンプラズマアーク）を発生さ
せてチタン原料溶解を行い、そしてこれを凝固させつつ
連続的に鋳型１０から引き抜いてチタンインゴット２２
を作製する。このとき、供給通路２４を通じて酸素ガス
をアルゴンガスにて希釈した状態で溶解室２０内に供給
し、溶湯２６によって雰囲気ガス中の酸素ガスを（Ｂ）
に示しているように［Ｏ］として吸収させる。 【００１６】即ち本例の方法にあっては、溶湯２６によ
り酸素ガスを吸収させることによって、チタン中に酸素
を添加する。その際、（Ａ）に示しているように排気通
路２８内の酸素ガス濃度を測定し、これをフィードバッ
クしてコントローラー３０により、溶解室２０への酸素
ガスの供給量を調整するのが良い。 【００１７】本例の方法は、上記のように雰囲気中で溶
解を行うプラズマアーク溶解の特性を利用し、その雰囲
気中に酸素ガスを供給することによって、溶湯２６によ
り酸素を吸収させ、以てチタン中に酸素を添加する。 【００１８】従って本例の方法によれば、チタン中にＴ
ｉＯ2が粒となって成分偏析を生ぜしめるといった恐れ
がなく、また原料として酸素の含有量の異なる各種のス
ポンジチタンを配合することでチタン金属中の酸素の添
加量を調整するといった必要もないため、スクラップの
使用が制限されてコストアップをもたらすといった問題
を生じない。更に、雰囲気中への酸素ガスの供給量を異
ならせるだけで、極めて容易に酸素の添加量を調整する
ことができる。 【００１９】図２は、スポンジチタン（Ｏ：０．０５ｗ
ｔ％）を上記装置にて溶解し、その際に酸素ガスをアル
ゴンガスで希釈した状態で所定量チャンバー１２内の雰
囲気中に供給して酸素吸収を行わせ、これによりチタン
中に添加された［Ｏ］の量を、鋳塊（インゴット）の位
置との関係で表したものである。この図から、雰囲気中
に酸素ガスを供給することによってチタンが良好に酸素
を吸収し、結果的にチタン中に酸素が添加されることが
分る。 【００２０】図３はこの酸素ガスの濃度及びＯ2／Ａｒ
ガスの供給流量を変化させたときのチタン中の酸素の変
化を表したもので、この図から、酸素ガスの供給量を変
化させることによってチタン中の酸素の量を容易に変化
させ得ること、即ち酸素ガスの供給量を制御することに
よって、酸素の添加量を容易に調整できることが確認さ
れる。 【００２１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例方法を実施する装置の概略構
成を示す図である。 【図２】本発明の一実施例において得られた鋳塊の位置
と吸収したチタン中の酸素との関係を表す図である。 【図３】本発明の実施例において得られた酸素供給量と
チタン鋳塊中の酸素との関係を表す図である。 【図４】従来のチタン溶解方法の例を説明するための説
明図である。 【符号の説明】 １０ 水冷鋳型 １２ チャンバー １４ プラズマトーチ １６ 供給部 ２０ 溶解室 ２４ 供給通路 ２６ 溶湯 ２８ 排気通路
成を示す図である。 【図２】本発明の一実施例において得られた鋳塊の位置
と吸収したチタン中の酸素との関係を表す図である。 【図３】本発明の実施例において得られた酸素供給量と
チタン鋳塊中の酸素との関係を表す図である。 【図４】従来のチタン溶解方法の例を説明するための説
明図である。 【符号の説明】 １０ 水冷鋳型 １２ チャンバー １４ プラズマトーチ １６ 供給部 ２０ 溶解室 ２４ 供給通路 ２６ 溶湯 ２８ 排気通路
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 純チタン又はチタン合金を溶解するに際
し、溶湯に接する雰囲気中に酸素ガスを供給し、該雰囲
気ガス中の酸素を該溶湯によって吸収させることにより
純チタン又はチタン合金に酸素添加を行い、且つ該雰囲
気中への酸素ガス供給量の制御によって酸素添加量を調
整することを特徴とするチタンの溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4654195A JP3511718B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | チタンの溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4654195A JP3511718B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | チタンの溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08218127A JPH08218127A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3511718B2 true JP3511718B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=12750165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4654195A Expired - Fee Related JP3511718B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | チタンの溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511718B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115466866B (zh) * | 2022-09-06 | 2024-01-16 | 西部钛业有限责任公司 | 一种采用ta1块状废料经eb熔炼回收制备ta2扁锭的方法 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP4654195A patent/JP3511718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08218127A (ja) | 1996-08-27 |
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Legal Events
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