JP5027682B2 - Method for producing refractory metal ingot - Google Patents

Method for producing refractory metal ingot Download PDF

Info

Publication number
JP5027682B2
JP5027682B2 JP2008016318A JP2008016318A JP5027682B2 JP 5027682 B2 JP5027682 B2 JP 5027682B2 JP 2008016318 A JP2008016318 A JP 2008016318A JP 2008016318 A JP2008016318 A JP 2008016318A JP 5027682 B2 JP5027682 B2 JP 5027682B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ingot
mold
electron beam
pool
metal ingot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008016318A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009172665A (en
Inventor
俊秋 川田
敏昭 持丸
真澄 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toho Titanium Co Ltd
Original Assignee
Toho Titanium Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toho Titanium Co Ltd filed Critical Toho Titanium Co Ltd
Priority to JP2008016318A priority Critical patent/JP5027682B2/en
Publication of JP2009172665A publication Critical patent/JP2009172665A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5027682B2 publication Critical patent/JP5027682B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

本願発明は、電子ビーム溶解炉による高融点金属インゴットの製造方法であって、特に、鋳肌のすぐれた高融点金属インゴットの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a refractory metal ingot using an electron beam melting furnace, and more particularly, to a method for producing a refractory metal ingot having an excellent casting surface.

金属チタンは、航空機産業のみならず近年の世界的な需要の拡大に伴い生産量も大幅に伸びてきている。これに伴い、スポンジチタンのみなならず、金属チタンインゴットの需要も大きく伸びている。   Titanium metal production has been greatly increased not only in the aircraft industry but also in recent years with the expansion of global demand. Along with this, the demand for not only sponge titanium but also metal titanium ingots is greatly increasing.

金属チタンインゴットは、四塩化チタンを還元性金属で還元する所謂クロール法で製造されたスポンジチタンをブリケットに成形した後、前記ブリケットを組み合わせて溶解用の電極とし、前記電極を真空アーク溶解することで製造することができる。   A metal titanium ingot is formed by forming titanium sponge made by a so-called crawl method, which reduces titanium tetrachloride with a reducing metal, into briquettes, and then combining the briquettes into an electrode for melting, and then vacuum arc melting the electrodes. Can be manufactured.

金属チタンインゴットは、スポンジチタンのみならず、市況に出回っている金属チタンスクラップを原料とし、これを電子ビーム溶解炉にて溶解することでも純度の高い金属インゴットを溶製することができる。電子ビーム溶解炉は、真空アーク溶解炉と違って、溶解原料を必ずしも電極に成形する必要はなく、顆粒状あるいは塊状の原料をそのまま溶解することができるという特徴を有している。   A metal titanium ingot can be made of not only sponge titanium but also metal titanium scrap that is available in the market, and melting a high-purity metal ingot in an electron beam melting furnace. Unlike a vacuum arc melting furnace, an electron beam melting furnace does not necessarily require a melting raw material to be formed into an electrode, and has a feature that a granular or massive raw material can be melted as it is.

また、ハース付きの電子ビーム溶解炉では、ハースにて原料を溶解して原料中の不純物を効果的に分離してから溶湯を鋳型に供給することができるので、純度の高い金属チタンインゴットを溶製することができるという効果も奏するものである。よって、ハース付きの電子ビーム溶解炉によれば、チタンスクラップのみならずジルコニウムやハフニウムあるいはタンタル等の高融点金属に不純物が含まれているような原料を好適に溶解することができる。   In addition, in an electron beam melting furnace with a hearth, the molten metal can be supplied to the mold after the raw material is melted in the hearth and the impurities in the raw material are effectively separated, so that a high-purity metal titanium ingot is melted. The effect that it can be manufactured is also produced. Therefore, according to the electron beam melting furnace with a hearth, it is possible to suitably melt a raw material in which impurities are contained not only in titanium scrap but also in a refractory metal such as zirconium, hafnium or tantalum.

しかしながら、電子ビーム溶解炉は、前記したようにスクラップを用いて純度の高いインゴットを効果的に溶製することができるものの、溶製されたインゴットは、鋳型と接する表面である鋳肌が真空アーク溶解炉に比べてやや劣る場合がある。   However, although the electron beam melting furnace can effectively melt a high-purity ingot using scrap as described above, the cast ingot which is the surface in contact with the mold is a vacuum arc. May be slightly inferior to melting furnaces.

これは、前記したハースから注入される溶湯が、鋳型プールの一部に供給されるために鋳型プール内の溶湯温度に偏りが生じ、その結果、鋳型内で生成されるインゴットの鋳肌が不均一になるというものであり、改善が求められている。   This is because the molten metal injected from the above hearth is supplied to a part of the mold pool, so that the temperature of the molten metal in the mold pool is biased, and as a result, the casting surface of the ingot generated in the mold is not good. There is a need for improvement.

この問題に対して、底部に鋳型を連設した誘導溶解炉で溶製されたチタン溶湯を底部の鋳型内で冷却固化させてインゴットとし、これを回転させつつ引抜く技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、インゴットの引抜き速度と回転速度の最適値は、試験を行った結果を解析することにより提示されているに過ぎず、溶製されるインゴットのサイズやチタン合金等の溶解に際しては前記の条件をそのまま適用することは困難である。   In order to solve this problem, a technique has been disclosed in which a molten titanium melted in an induction melting furnace having a mold continuously provided at the bottom is cooled and solidified in a mold at the bottom to form an ingot, which is extracted while being rotated ( For example, see Patent Document 1). However, the optimum values of the ingot drawing speed and rotation speed are only presented by analyzing the results of the test, and the above conditions are required for melting the ingot size and titanium alloy to be melted. It is difficult to apply as it is.

また、誘導溶解炉ではなく前記した電子ビーム溶解炉で溶製されたインゴットを回転させつつ引き抜くという技術に関する開示は見当たらない。   Further, there is no disclosure relating to a technique of pulling out an ingot melted in the above-described electron beam melting furnace instead of an induction melting furnace.

更にクロムまたはクロム合金をインダクション・スラグ溶解法により溶解して鋳型内で冷却・固化させてインゴットとし、これを回転させつつ、連続的に引き抜く技術が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。しかしながら、前記回転速度は、1回転当たりの原料の投入速度で数値的に規定されているために、他の金属の溶解に前記の条件を適用することは困難である。   Further, a technique is disclosed in which chromium or a chromium alloy is melted by an induction slag melting method, cooled and solidified in a mold to form an ingot, and continuously drawn while rotating (see, for example, Patent Documents 2 and 3). reference). However, since the rotation speed is numerically defined by the input speed of the raw material per rotation, it is difficult to apply the above conditions to the dissolution of other metals.

以上のように、電子ビーム溶解炉を用い、チタンのみならずジルコニウムあるいはタンタルのような高融点金属について鋳肌の優れた金属インゴットを溶解する技術が望まれている。
特開平02−236232号公報 特開平06−279884号公報 特開平06−287659号公報
As described above, there is a demand for a technique for melting a metal ingot having an excellent casting surface for not only titanium but also a high melting point metal such as zirconium or tantalum using an electron beam melting furnace.
Japanese Patent Laid-Open No. 02-236232 Japanese Patent Laid-Open No. 06-279884 Japanese Patent Laid-Open No. 06-287659

本願発明は、電子ビームを用いた高融点金属インゴットの製造方法であって、特に、鋳肌の優れた金属インゴットを効果的に溶製することができる溶解方法の提供を目的としている。   The present invention is a method for producing a refractory metal ingot using an electron beam, and particularly aims to provide a melting method capable of effectively melting a metal ingot having an excellent casting surface.

かかる実情に鑑みて鋭意検討を重ねてきたところ、電子ビーム溶解炉で溶製された高融点金属インゴットを回転させつつ引き抜くことで、従来に比べて鋳肌の優れた高融点金属インゴットを溶製することができることを見出し、本願発明を完成するに至った。また、高融点金属インゴットを回転させつつ引き抜くのみならず、インゴット1回転当たりの引抜き距離を、鋳型プールの深さよりも小さくすることで、更に鋳肌の優れた高融点金属インゴットを溶製することができることも見出した。   As a result of extensive studies in view of such circumstances, a refractory metal ingot having an excellent casting surface compared to the conventional one is melted by rotating and drawing out the refractory metal ingot melted in the electron beam melting furnace. As a result, the present invention has been completed. In addition to pulling out the refractory metal ingot while rotating it, melting the refractory metal ingot with better casting surface by making the drawing distance per rotation of the ingot smaller than the depth of the mold pool. I also found out that

即ち、本願発明は、電子ビーム溶解炉を構成する鋳型内に溶湯を供給すると共に電子ビームを照射して鋳型プールを形成しつつ、鋳型底部近傍の冷却固化したインゴットを鉛直下方に引き抜くチタン、ジルコニウム、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから選択される金属インゴットの製造方法であって、ステップ1:上記金属インゴットを鉛直下方に移動させる、ステップ2:ステップ1の移動を停止させる、ステップ3:上記金属インゴットを水平面内で回転させる、ステップ4:ステップ3の回転を停止させる、の各ステップを繰り返すと共に、インゴットの水平方向1回転当たりの引き抜き距離が、鋳型プールの最大深さよりも小さいことを特徴としている。
That is, the present invention relates to titanium and zirconium that supply molten metal into a mold constituting an electron beam melting furnace and irradiate an electron beam to form a mold pool while drawing a cooled and solidified ingot near the mold bottom vertically. , A method for producing a metal ingot selected from hafnium, tantalum and tungsten , step 1: moving the metal ingot vertically downward, step 2: stopping the movement of step 1, step 3: moving the metal ingot Each step of rotating in a horizontal plane, step 4: stopping the rotation of step 3 is repeated, and the drawing distance per horizontal rotation of the ingot is smaller than the maximum depth of the mold pool.

本願発明では、冷却固化したインゴットを水平面内で回転させた後、前記回転を停止し次いで鉛直方向に引き抜く操作を繰り返しつつ前記インゴットを引き抜くことを特徴としている。
In the present invention, after the cooled and solidified ingot is rotated in a horizontal plane, it is characterized in that withdrawing the ingot while repeating the operation to pull out the rotation was stopped and then the vertical direction.

また、本願発明においては、上記鋳型プール面に照射する電子ビームのうち、鋳型プールの中心部に比べて、上記鋳型に隣接した鋳型プールの周縁部に沿った電子ビームのエネルギー密度を高めて照射することを特徴とするものである。
Further, in the present invention , among the electron beams irradiated to the mold pool surface, the energy density of the electron beam along the peripheral edge of the mold pool adjacent to the mold is increased as compared with the central portion of the mold pool. It is characterized by doing.

本願発明に係る高融点金属インゴットの製造方法を用いることにより、鋳肌の優れた金属インゴットを溶製することができ、その結果、切削歩留まりが改善されて低コストの高融点金属インゴットを溶製することができるという効果を奏するものである。また、前記の方法で溶製された高融点金属インゴットは、その内質も優れているという効果を奏するものである。   By using the method for producing a refractory metal ingot according to the present invention, a metal ingot having an excellent casting surface can be melted. As a result, the cutting yield is improved and a low-cost refractory metal ingot is melted. The effect that it can be done is produced. Moreover, the refractory metal ingot melted by the above method has an effect that the quality is excellent.

本願発明の最良の実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。図1は本願発明を実施するための好適な装置構成例を表している。図1に示す本願発明に用いる電子ビーム溶解炉Mは、溶湯を保持し冷却固化させる鋳型1と、インゴットの溶解原料である電極2と、原料を溶解する電子銃3と、原料が溶解された溶湯からなる鋳型プール4と、鋳型プール4の底部近傍から下方に形成されたインゴット5と、インゴット引き抜き用スタブ6と、インゴット5の引き抜き手段7と、電極2の懸架手段8とから構成されている。   The best embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a preferred apparatus configuration example for carrying out the present invention. The electron beam melting furnace M used in the present invention shown in FIG. 1 has a mold 1 for holding and cooling and solidifying a molten metal, an electrode 2 as a melting raw material of an ingot, an electron gun 3 for melting the raw material, and a raw material melted. A mold pool 4 made of molten metal, an ingot 5 formed downward from the bottom of the mold pool 4, a stub 6 for pulling out the ingot, a pulling means 7 for the ingot 5, and a suspension means 8 for the electrode 2. Yes.

電極2は、本願発明により製造されるインゴットの溶解原料となるものであり、チタン、タンタル、ハフニウム等から構成される金属棒、金属スクラップあるいは、粉末冶金により作成した棒状の溶解原料から構成することができる。   The electrode 2 serves as a melting raw material for the ingot produced according to the present invention, and is composed of a metal rod composed of titanium, tantalum, hafnium, etc., a metal scrap, or a rod-shaped melting raw material prepared by powder metallurgy. Can do.

前記棒状の原料を電極懸架手段8に装着した後、図示しない真空チャンバーを閉じた後、電子ビーム溶解炉M内を減圧吸引することが好ましい。   After the rod-shaped raw material is mounted on the electrode suspension means 8, it is preferable that the inside of the electron beam melting furnace M is sucked under reduced pressure after closing a vacuum chamber (not shown).

電子ビーム溶解炉M内の圧力が平衡に達したことを確認後、電極2の周囲に配設した電子銃3からの電子ビームの照射を開始して、電極2先端部の溶解を進める。電極先端部の溶解の進行に伴い、電極懸架装置8を下方に順次連続的に下降させることで、電極2の全体の溶解を完了させることができる。   After confirming that the pressure in the electron beam melting furnace M has reached equilibrium, irradiation of the electron beam from the electron gun 3 disposed around the electrode 2 is started, and melting of the tip of the electrode 2 proceeds. The dissolution of the entire electrode 2 can be completed by sequentially lowering the electrode suspension device 8 downward as the electrode tip portion dissolves.

鋳型1内には、前記した溶解に先立って、引き抜き手段7に載置されたスタブ6を鋳型1内に挿入しておくことが好ましい。鋳型1内に挿入されたスタブ6の頂部は、電子銃3からの電子ビームを受けて鋳型プール4を形成することが好ましい。   Prior to the above-described dissolution, the stub 6 placed on the drawing means 7 is preferably inserted into the mold 1 into the mold 1. The top of the stub 6 inserted into the mold 1 preferably receives the electron beam from the electron gun 3 to form the mold pool 4.

電極懸架装置8を下方に順次連続的に下降させながら電極2を連続的に溶解させることで、鋳型プール4が増量して溶湯面が上昇するので、その上昇速度に合わせて引き抜き手段7によってインゴット5を下方に引き抜く。   By continuously melting the electrode 2 while the electrode suspension device 8 is successively lowered downward, the mold pool 4 is increased and the molten metal surface is raised, so that the molten metal surface rises. Pull 5 down.

鋳型プール4の深さは、鋳型1径と投入される電子ビームのエネルギー、電極2の先端部から落下する溶融金属の顕熱、鋳型1内で形成されるインゴットの引き抜き速度および鋳型プール4から鋳型1への抜熱量および鋳型プール4からの輻射熱とのバランスにより決定される。   The depth of the mold pool 4 depends on the diameter of the mold 1 and the energy of the injected electron beam, the sensible heat of the molten metal falling from the tip of the electrode 2, the drawing speed of the ingot formed in the mold 1, and the mold pool 4. It is determined by the balance between the amount of heat removed from the mold 1 and the radiant heat from the mold pool 4.

鋳型プール4は深いほど溶製されるインゴットの組成は均一になる傾向にあるが、鋳型プール4に投入すべき電子ビームのエネルギーも増加させる必要がありコストの上昇を招く。   The deeper the mold pool 4, the more uniform the composition of the ingot that is melted, but it is also necessary to increase the energy of the electron beam to be injected into the mold pool 4, which increases the cost.

従って、前記の要因をコストの点あるいは品質の点でその都度目的に応じて最適な条件を組み合わせることにより鋳型プール4の深さを設定することができる。本願発明においては、鋳型およびコストの観点から、鋳型プール4の深さは、鋳型1の内径の6%〜7%の範囲となるように構成しておくことが好ましい。   Therefore, the depth of the mold pool 4 can be set by combining the above factors with the optimum conditions according to the purpose each time in terms of cost or quality. In the present invention, from the viewpoint of the mold and cost, it is preferable that the depth of the mold pool 4 is configured to be in the range of 6% to 7% of the inner diameter of the mold 1.

前記のような条件の下で安定したプールの形成が確認された後、まずは、チタンインゴットの回転を開始すると共にインゴットの下方への引き抜きも開始する。インゴットの回転数は、1rpm〜5rpmの範囲に設定することが好ましい。このような速度でインゴットを回転させることにより、鋳型1内で形成されるチタンインゴットの鋳肌を良好に維持することができるという効果を奏するものである。   After the formation of a stable pool is confirmed under the above conditions, first, the titanium ingot starts rotating and the ingot is also pulled downward. The number of revolutions of the ingot is preferably set in the range of 1 rpm to 5 rpm. By rotating the ingot at such a speed, there is an effect that the casting surface of the titanium ingot formed in the mold 1 can be favorably maintained.

また、本願発明においては、インゴット5の下方への引き抜きと回転を同時に行って螺旋状にインゴットを引き抜くことも可能ではあるが、引き抜きと回転とは別個に実施することが更に好ましい。即ち、実操業においては、鋳型1内に保持されているインゴット5を所定の回数だけ回転させた後、前記インゴット5の回転を停止させてから、前記インゴット5を所定量だけ引抜くことが好ましい。本願発明においては、インゴット5を1〜5回転させた後、回転を停止させ、鋳型プール4の深さよりも小さい距離だけ引き抜くことが好ましい。   Further, in the present invention, it is possible to pull out and rotate the ingot 5 downward at the same time to pull out the ingot spirally, but it is more preferable to perform the pulling and rotation separately. That is, in actual operation, it is preferable to rotate the ingot 5 held in the mold 1 a predetermined number of times and then stop the rotation of the ingot 5 and then pull out the ingot 5 by a predetermined amount. . In the present invention, after the ingot 5 is rotated 1 to 5 times, it is preferable to stop the rotation and pull out the ingot 5 by a distance smaller than the depth of the mold pool 4.

前記のような回転および引抜きをいわば交互に断続的に行うことで、溶製されるインゴット5の表面を平滑に保持することができるという効果を奏する。また、比較的簡素な装置で、インゴットの溶解・引き抜き操作を進めることができるという効果を奏するものである。   In other words, the surface of the ingot 5 to be melted can be held smoothly by alternately and intermittently performing the rotation and drawing as described above. In addition, the ingot can be melted and pulled out with a relatively simple device.

前記のより具体的には、鋳型径が100〜200mmの場合、インゴット5の引抜き速度は、0.5〜2.0cm/分の範囲で操業することが好ましい。前記した操作を継続することで、鋳肌の優れたチタンインゴットを効率よく製造することができるという効果を奏するものである。   More specifically, when the mold diameter is 100 to 200 mm, the drawing speed of the ingot 5 is preferably operated in the range of 0.5 to 2.0 cm / min. By continuing the above-described operation, it is possible to efficiently produce a titanium ingot having an excellent casting surface.

図2は、鋳型1および鋳型プール4を上方から見た平面図であり、鋳型プール4内の電子ビームの照射部位を表している。鋳型1内に形成する鋳型プール4に対しては、電子銃3から鋳型1の内壁面に隣接した鋳型プール4の周縁部への外周照射と鋳型プール4中心部への中心照射に分けて照射することが好ましい。このような照射方式を採用することで、鋳型プール4内の温度を均一に保持することができるという効果を奏するものである。   FIG. 2 is a plan view of the mold 1 and the mold pool 4 as viewed from above, and shows an electron beam irradiation site in the mold pool 4. For the mold pool 4 formed in the mold 1, the irradiation is divided into the peripheral irradiation from the electron gun 3 to the periphery of the mold pool 4 adjacent to the inner wall surface of the mold 1 and the central irradiation to the center of the mold pool 4. It is preferable to do. By employing such an irradiation method, the temperature in the mold pool 4 can be maintained uniformly.

なお、前記の外周照射の照射方向は、インゴットの回転方向と必ずしも整合させる必要はなく、任意の方向に回転させつつ照射すればよい。   In addition, the irradiation direction of the said outer periphery irradiation does not necessarily need to match with the rotation direction of an ingot, and what is necessary is just to rotate and rotate in arbitrary directions.

前記外周照射の回転数は、前記したインゴットの回転数よりも大きくなるように設定することが好ましい。本願発明においては、10〜100rpmの範囲に設定することが好ましい。   It is preferable to set the rotation speed of the outer periphery irradiation to be larger than the rotation speed of the ingot described above. In this invention, it is preferable to set to the range of 10-100 rpm.

また、本願発明においては、前記の外周照射の回転方向はインゴット5に対して同じように周期的に反転させてもよい。このような方法に沿って、電子銃3からの電子ビームを照射することで前記インゴットを効率的に溶製することができるという効果を奏するものである。   In the present invention, the rotation direction of the outer periphery irradiation may be periodically reversed with respect to the ingot 5 in the same manner. By irradiating the electron beam from the electron gun 3 along such a method, the ingot can be efficiently melted.

本願発明においては、鋳型プール4内への電子ビームの照射に先立って、インゴット5を回転させることが好ましい。このようなインゴット5の回転操作により鋳型プール4内に保持される溶湯が一部攪拌され、その後に照射される電子ビームエネルギーを鋳型プール4内全体に分散供給させることができる。その結果、鋳型プール4内の温度分布を均一に保持することができるという効果を奏するものである。   In the present invention, it is preferable to rotate the ingot 5 prior to the irradiation of the electron beam into the mold pool 4. The molten metal held in the mold pool 4 is partly agitated by such a rotation operation of the ingot 5, and the electron beam energy irradiated thereafter can be distributed and supplied throughout the mold pool 4. As a result, the temperature distribution in the mold pool 4 can be maintained uniformly.

本願発明を用いて溶製できる金属は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、タングステン等の高融点金属のみならず、周期律表の4族〜10族に属する金属インゴットの溶製に対して好適に適用できる。また、これら金属の合金インゴットの溶製に対しても好適に用いることができる。   The metal that can be melted using the present invention is suitable not only for melting metals such as titanium, zirconium, hafnium, tantalum, and tungsten, but also for melting metal ingots belonging to groups 4 to 10 of the periodic table. Applicable. Moreover, it can use suitably also for melting of the alloy ingot of these metals.

以上述べたような本願発明に従って金属インゴットを製造することにより、鋳肌の良好な金属インゴットを溶製することができるという効果を奏するものである。また、その結果、前記のインゴットの切削歩留まりを効果的に高めることができるという効果を奏するものである。   By producing a metal ingot according to the present invention as described above, it is possible to produce a metal ingot having a good casting surface. As a result, it is possible to effectively increase the cutting yield of the ingot.

[実施例1]
図1に示した電子ビーム溶解炉Mを用いて当該実施例を構成した。電子ビーム溶解炉Mの構成設備の仕様および操業条件は以下の通りである。以下の条件にてインゴットを製造し、引き抜きを行った。
[Example 1]
The said Example was comprised using the electron beam melting furnace M shown in FIG. The specifications and operating conditions of the constituent equipment of the electron beam melting furnace M are as follows. An ingot was manufactured and pulled out under the following conditions.

1.電子ビーム溶解炉
1)電極(原料):インゴット原料であり、タンタルスクラップから構成されている。寸法は外径150mm×全長550mm。
2)鋳型:水冷銅製の底なし円筒容器。内径150mm×全長170mm。
3)電子銃:電極溶解用と鋳型プール形成用の電子銃がそれぞれ2基ずつ配置されている。電極溶解用の出力は70kW、鋳型プール形成用の出力は150kW。
4)回転・引き抜き装置:スタブと呼ばれる引き抜き用台座に固定された引き抜き棒を回転しつつ引き抜くことができるような駆動設備を使用した。
2.引抜き速度・回転数
1分間だけ引抜き操作を停止してインゴットを3回転させた後、次いで、インゴットの回転操作を停止して、鉛直方向に1分間だけ2cm引抜く操作を繰り返した。
1)引抜き速度:1cm/分〜2cm/分
2)回転数:2rpm
3.鋳型プール深さ
1cm
1. Electron beam melting furnace 1) Electrode (raw material): It is an ingot raw material and is composed of tantalum scrap. Dimensions are outer diameter 150mm x total length 550mm.
2) Mold: A bottomless cylindrical container made of water-cooled copper. Inner diameter 150 mm x total length 170 mm.
3) Electron gun: Two electron guns for electrode dissolution and template pool formation are arranged. The output for electrode dissolution is 70 kW, and the output for mold pool formation is 150 kW.
4) Rotation / Pulling Device: A driving facility called a stub that can pull the pulling rod fixed to the pulling base while rotating it.
2. After the drawing operation was stopped for 1 minute and the ingot was rotated 3 times, the ingot was then stopped and the operation of drawing 2 cm in the vertical direction for 1 minute was repeated.
1) Drawing speed: 1 cm / min to 2 cm / min 2) Rotation speed: 2 rpm
3. Mold pool depth 1cm

[比較例1]
前記インゴットの回転を付与しない以外は同じ条件下でインゴットの製造および引き抜きを行った。
[Comparative Example 1]
The ingot was manufactured and pulled out under the same conditions except that the rotation of the ingot was not applied.

実施例1で溶製されたタンタルインゴットは、比較例1で溶製されたインゴットと比較して鋳肌が極めて良好であった。また、前記の方法で溶製されたインゴットの表面を所要量切削して製品インゴットにしたところ、実施例1の製品インゴットの切削後の歩留まりは、比較例1の製品インゴットに比べて5%改善されていることが確認された。   The tantalum ingot melted in Example 1 had a very good casting surface as compared with the ingot melted in Comparative Example 1. Further, when a required amount of the surface of the ingot melted by the above method was cut into a product ingot, the yield after cutting of the product ingot of Example 1 was improved by 5% compared to the product ingot of Comparative Example 1. It has been confirmed.

高品質な高融点金属インゴットの製造における効率化に寄与する。   Contributes to efficiency in the production of high quality refractory metal ingots.

図1は、本願発明の電子ビーム溶解装置の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an electron beam melting apparatus of the present invention. 図2は、図1の電子ビーム溶解装置の鋳型および鋳型プール部分を上方から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the mold and the mold pool portion of the electron beam melting apparatus of FIG. 1 as viewed from above.

符号の説明Explanation of symbols

1…鋳型、2…電極、3…電子銃、4…鋳型プール、41…外周照射部分、42…中心照射部分、5…インゴット、6…スタブ、7…引き抜き手段、8…電極懸架手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold, 2 ... Electrode, 3 ... Electron gun, 4 ... Mold pool, 41 ... Outer periphery irradiation part, 42 ... Center irradiation part, 5 ... Ingot, 6 ... Stub, 7 ... Extraction means, 8 ... Electrode suspension means

Claims (3)

電子ビーム溶解炉を構成する鋳型内に溶湯を供給すると共に電子ビームを照射して鋳型プールを形成しつつ、上記鋳型底部近傍の冷却固化したインゴットを鉛直下方に引き抜くチタン、ジルコニウム、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから選択される金属インゴットの製造方法であって、
下記ステップ1〜4の操作
ステップ1:上記金属インゴットを鉛直下方に移動させる
ステップ2:ステップ1の移動を停止させる
ステップ3:上記金属インゴットを水平面内で回転させる
ステップ4:ステップ3の回転を停止させる
を繰り返すと共に、
上記インゴットの水平方向1回転当たりの引き抜き距離が、上記鋳型プールの最大深さよりも小さいことを特徴とする金属インゴットの製造方法。
Titanium, zirconium, hafnium, tantalum and titanium, zirconium, hafnium, tantalum and A method for producing a metal ingot selected from tungsten,
Steps 1 to 4 below Step 1: Move the metal ingot vertically downward Step 2: Stop the movement of Step 1 Step 3: Rotate the metal ingot in a horizontal plane Step 4: Stop the rotation of Step 3 Repeat and let
A method for producing a metal ingot, wherein a drawing distance per horizontal rotation of the ingot is smaller than a maximum depth of the mold pool.
前記鋳型プール面に照射する電子ビームのうち、鋳型プールの中心部に比べて、上記鋳型に隣接した鋳型プールの周縁部に沿った電子ビームのエネルギー密度を高めて照射することを特徴とする請求項1に記載の金属インゴットの製造方法。   The electron beam irradiated to the mold pool surface is irradiated with a higher energy density of the electron beam along the peripheral edge of the mold pool adjacent to the mold than the center of the mold pool. Item 2. A method for producing a metal ingot according to Item 1. 前記鋳型プールの周縁部に沿って照射する電子ビームの周速を、前記引き抜き手段によるインゴット自体の回転速度よりも大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載の高融点金属インゴットの製造方法。
3. The refractory metal ingot according to claim 1, wherein the peripheral speed of the electron beam irradiated along the peripheral edge of the mold pool is made larger than the rotational speed of the ingot itself by the drawing means. Method.
JP2008016318A 2008-01-28 2008-01-28 Method for producing refractory metal ingot Active JP5027682B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008016318A JP5027682B2 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Method for producing refractory metal ingot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008016318A JP5027682B2 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Method for producing refractory metal ingot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009172665A JP2009172665A (en) 2009-08-06
JP5027682B2 true JP5027682B2 (en) 2012-09-19

Family

ID=41028368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008016318A Active JP5027682B2 (en) 2008-01-28 2008-01-28 Method for producing refractory metal ingot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5027682B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545935A (en) * 2017-04-20 2019-12-06 英特科熔铸技术有限公司 Method and device for producing ingots made of metal
JP2021115607A (en) * 2020-01-28 2021-08-10 日本製鉄株式会社 Device for titanium casting

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013006290B4 (en) 2012-12-28 2018-08-02 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Continuous titanium casting device
JP6022416B2 (en) 2013-06-27 2016-11-09 株式会社神戸製鋼所 Continuous casting equipment for ingots made of titanium or titanium alloy
FR3009216B1 (en) * 2013-11-13 2015-09-04 Aubert & Duval Sa TOOLING FOR ATTACHING A HITCH HEAD TO A CASTING ELECTRODE IN A MOLD, AND ASSOCIATED INSTALLATION AND METHOD
JP7135556B2 (en) * 2018-08-06 2022-09-13 日本製鉄株式会社 Method for manufacturing titanium ingot
JP7406073B2 (en) * 2019-11-15 2023-12-27 日本製鉄株式会社 Manufacturing method for titanium ingots

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63157739A (en) * 1986-12-19 1988-06-30 Kawasaki Steel Corp Apparatus for producing hollow metal ingot having high melting point
JPH02236232A (en) * 1989-03-09 1990-09-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for melting and casting titanium and titanium alloy
JP2000274957A (en) * 1999-03-19 2000-10-06 Toshiba Corp Electron beam fusion furnace
JP3791395B2 (en) * 2001-11-06 2006-06-28 三菱マテリアル株式会社 Method for producing Ni-base superalloy ingot comprising small and uniform fine crystal grains

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545935A (en) * 2017-04-20 2019-12-06 英特科熔铸技术有限公司 Method and device for producing ingots made of metal
CN110545935B (en) * 2017-04-20 2022-02-11 英特科熔铸技术有限公司 Method and device for producing ingots made of metal
JP2021115607A (en) * 2020-01-28 2021-08-10 日本製鉄株式会社 Device for titanium casting
JP7376790B2 (en) 2020-01-28 2023-11-09 日本製鉄株式会社 Equipment for titanium casting

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009172665A (en) 2009-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5027682B2 (en) Method for producing refractory metal ingot
JP4744872B2 (en) Equipment for metal production or purification
JP6161533B2 (en) Titanium continuous casting machine
US6368375B1 (en) Processing of electroslag refined metal
JP2010037651A (en) Method for producing titanium-ingot by vacuum arc melting method
JP5064974B2 (en) Ingot manufacturing method for TiAl-based alloy
JP5788691B2 (en) Melting furnace for melting metal and method for melting metal using the same
JP2009052764A (en) High frequency induction furnace and molten material manufacturing method using the same
JP5513389B2 (en) Silicon purification method
JP4414861B2 (en) Long ingot manufacturing method for active refractory metal-containing alloys
RU2335553C2 (en) Consumable electrode for producing high titanium ferro alloy by means of electro slag melting
CN115540594A (en) Continuous smelting method and device of titanium alloy ingot electromagnetic cold crucible with electromagnetic stirring device
JP2011173172A (en) Method for producing long cast block of active high melting point metal alloy
KR20160071949A (en) Slag for electro slag remelting and the method for preparing ingot using the same
US7753986B2 (en) Titanium processing with electric induction energy
JP5261216B2 (en) Method for melting long ingots
JP5342322B2 (en) Ingot manufacturing method
JP7406073B2 (en) Manufacturing method for titanium ingots
JP2012228722A (en) Melting furnace for smelting metal
JP2003340560A (en) Method and apparatus for manufacturing active metal ingot
RU2770807C1 (en) Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys
JPH05104208A (en) Plasma melting and casting method
JPH0531568A (en) Plasma melting/casting method
JPS6092432A (en) Method and device for plasma arc melting
JP5636316B2 (en) Ingot manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20111129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120604

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120619

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120622

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5027682

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150629

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250