JPH01184392A - 金属溶融用るつぼ - Google Patents
金属溶融用るつぼInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は極めて腐蝕性の高い金属を溶融させるためのる
つぼに関するものである。
つぼに関するものである。
通常金属の溶融には炭素、アルミナなどで作られたるつ
ぼが用いられるが、特に高温を要求される場合にはタン
グステンなどの高融点金属製のるつぼが用いられる。し
かしながら高温においてタングステンなどの耐高温金属
製のるつぼを腐蝕するような金属を溶解する場合は、る
つぼの金属をベースとしてその表面に耐腐蝕性の高いセ
ラミックを溶射ライニング加工して用いる必要がある。
ぼが用いられるが、特に高温を要求される場合にはタン
グステンなどの高融点金属製のるつぼが用いられる。し
かしながら高温においてタングステンなどの耐高温金属
製のるつぼを腐蝕するような金属を溶解する場合は、る
つぼの金属をベースとしてその表面に耐腐蝕性の高いセ
ラミックを溶射ライニング加工して用いる必要がある。
他方、るつぼ材ではないが、ＦＲＰと通称されている繊
維強化形プラスチックが一般に知られている。
維強化形プラスチックが一般に知られている。
また、これもるつぼではないが、特開昭４９−２３８０
５号公報には、セラミック粒子と金属繊維とを水に分散
させた混合物を円筒形の遠心モールド内に入れ、遠心力
で金属繊維をモールド壁に同心状に整列させると共に水
を分離させて、金属繊維を含有したセラミックチューブ
を作り、これをモールドから抜き出し、乾燥後、焼結し
て、金属繊維で強化されたセラミックチューブを製造す
る方法が記載されている。
５号公報には、セラミック粒子と金属繊維とを水に分散
させた混合物を円筒形の遠心モールド内に入れ、遠心力
で金属繊維をモールド壁に同心状に整列させると共に水
を分離させて、金属繊維を含有したセラミックチューブ
を作り、これをモールドから抜き出し、乾燥後、焼結し
て、金属繊維で強化されたセラミックチューブを製造す
る方法が記載されている。
しかしながら前記のタングステンをベースとしてその表
面にセラミックスを溶射ライニングしたるつぼでは、セ
ララミック、タングステンともに靭性が乏しく、加熱冷
却時の急激な温度変化により亀裂が生じたり破損したり
する場合があった。
面にセラミックスを溶射ライニングしたるつぼでは、セ
ララミック、タングステンともに靭性が乏しく、加熱冷
却時の急激な温度変化により亀裂が生じたり破損したり
する場合があった。
他方、繊維強化形プラスチック（ＦＲＰ）は、ガラス繊
維または炭素繊維を繊維材料として用いているが、繊維
間を結合するのに高分子樹脂を用いている。したがって
、せいぜい１５０度程度の温度までしか使用出来ず、金
属溶融用るつぼの如き高温下では使用不可能である。
維または炭素繊維を繊維材料として用いているが、繊維
間を結合するのに高分子樹脂を用いている。したがって
、せいぜい１５０度程度の温度までしか使用出来ず、金
属溶融用るつぼの如き高温下では使用不可能である。
又、前記特開昭４９−２３８０５号公報記載の技術は、
チューブの製造には適するが、金属溶融用るつぼの如き
形状および用途のものには適用できない。
チューブの製造には適するが、金属溶融用るつぼの如き
形状および用途のものには適用できない。
本発明の目的は、高温において腐食性の高い金属を溶融
させるに足る耐腐食性を有し、且つ高い靭性を有し、破
損し難いるつぼを提供することにある。
させるに足る耐腐食性を有し、且つ高い靭性を有し、破
損し難いるつぼを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の金属溶融用るつぼは、金属繊維もしくは炭素繊
維または金属繊維と炭素繊維とを撚り合せて構成された
繊維を網状に織成し且つ全体としてるつぼの形状に形成
してなる母材のまわりに、耐食性のセラミック材をるつ
ぼとしての所要肉厚となるように溶射付着させてなるこ
とを特徴とする。
維または金属繊維と炭素繊維とを撚り合せて構成された
繊維を網状に織成し且つ全体としてるつぼの形状に形成
してなる母材のまわりに、耐食性のセラミック材をるつ
ぼとしての所要肉厚となるように溶射付着させてなるこ
とを特徴とする。
前記記載の構成において、セラミック材は腐食性の強い
溶融金属と直接接し、該溶融金属が前記母材に直接接し
ないようにしている。他方、母材は強度、靭性に優れ、
るつぼ全体の形状を確保し、セラミック材をばらばらに
ならない様に保持する役目を果す。母材は網状であるた
め、セラミック材はこれに良く付着保持される。このよ
うに、るつぼ全体としては、高温において耐腐性に優れ
且つ靭性に優れたものとなる。
溶融金属と直接接し、該溶融金属が前記母材に直接接し
ないようにしている。他方、母材は強度、靭性に優れ、
るつぼ全体の形状を確保し、セラミック材をばらばらに
ならない様に保持する役目を果す。母材は網状であるた
め、セラミック材はこれに良く付着保持される。このよ
うに、るつぼ全体としては、高温において耐腐性に優れ
且つ靭性に優れたものとなる。
最初に、本発明のるつぼを利用した金属精製装置を第５
図から第７図に示す。蒸気封入器１は、るつぼ８に電子
ビームを当てて発生する金属蒸気１４を外へ逃げないよ
うに封じこめる役割を有する。蒸気封入器１の内側は金
属蒸気で冒されないようにライニング２で内張りがなさ
れている。るつぼ８は、第６図および第７図に示すよう
に、冷却管１６を備えたるつぼ台１５上に設置されてい
る。電子ビーム７で加熱された溶融金属９は金属蒸気１
４となって立ち昇り、蒸気封入室１の上部に至ってライ
ニング２の表面には付着凝縮し、精製された回収金属液
滴６となる。回収金属液滴６は回収樋４，５を通って蒸
気封入器１の外へ導かれて落下口１０より回収金属液滴
１２として自然落下し、回収じょうご１３により纏めて
回収される。
図から第７図に示す。蒸気封入器１は、るつぼ８に電子
ビームを当てて発生する金属蒸気１４を外へ逃げないよ
うに封じこめる役割を有する。蒸気封入器１の内側は金
属蒸気で冒されないようにライニング２で内張りがなさ
れている。るつぼ８は、第６図および第７図に示すよう
に、冷却管１６を備えたるつぼ台１５上に設置されてい
る。電子ビーム７で加熱された溶融金属９は金属蒸気１
４となって立ち昇り、蒸気封入室１の上部に至ってライ
ニング２の表面には付着凝縮し、精製された回収金属液
滴６となる。回収金属液滴６は回収樋４，５を通って蒸
気封入器１の外へ導かれて落下口１０より回収金属液滴
１２として自然落下し、回収じょうご１３により纏めて
回収される。
この装置によれば非常に純度の高い精製金属が得られる
が、電子ビームで加熱するため、るつぼ８の熱的な負荷
が極めて厳しくなる。特に腐蝕性の強い金属を精製する
場合は、るつぼ８は耐腐蝕性も併せ有する必要がある。
が、電子ビームで加熱するため、るつぼ８の熱的な負荷
が極めて厳しくなる。特に腐蝕性の強い金属を精製する
場合は、るつぼ８は耐腐蝕性も併せ有する必要がある。
本発明に基づくるつぼの実施例を以下説明する。第２図
に斜視図として示すように、金属繊維（例えばタングス
テン繊維）１８を網状に織り且つ全体がるつぼの形状に
なるように形成してなる母材を作る。この母材にセラミ
ックス（例えばジルコニア、イツトリア又はアルミナ）
１９を、第１図に断面図として示す如く、るつぼの肉厚
になるように溶射してるつぼを構成する。なお、上記の
構成において、金属繊維の代りに炭素繊維を網状に織っ
てもよく、又は、金属繊維と炭素繊維とを撚り合せて構
成した繊維を網状に織ってもよい。
に斜視図として示すように、金属繊維（例えばタングス
テン繊維）１８を網状に織り且つ全体がるつぼの形状に
なるように形成してなる母材を作る。この母材にセラミ
ックス（例えばジルコニア、イツトリア又はアルミナ）
１９を、第１図に断面図として示す如く、るつぼの肉厚
になるように溶射してるつぼを構成する。なお、上記の
構成において、金属繊維の代りに炭素繊維を網状に織っ
てもよく、又は、金属繊維と炭素繊維とを撚り合せて構
成した繊維を網状に織ってもよい。
以上の構成のるつぼにおいては、セラミックス１９は、
溶融対象物たる腐蝕性の強い金属と直接接し、該溶融対
象物たる腐蝕性の強い金属がるつぼの母材を構成する網
状に織った繊維１８に直接接触しないようにしている。
溶融対象物たる腐蝕性の強い金属と直接接し、該溶融対
象物たる腐蝕性の強い金属がるつぼの母材を構成する網
状に織った繊維１８に直接接触しないようにしている。
一方、母材を成す網状に織られた繊維１８は、るつぼ全
体の形を確保し、極めて脆いセラミックスがひび割れて
ばらばらにならないように保持する役目をもっている。
体の形を確保し、極めて脆いセラミックスがひび割れて
ばらばらにならないように保持する役目をもっている。
したがって、るつぼ全体としては極めて靭性が高く、な
おかつ、高温に於いて耐腐蝕性の優れたるつぼを構成す
ることが出来る。また、るつぼの母材となっている繊維
１８の網は、強度が大きいと共に柔軟性があるので、る
つぼを支えるるつぼ台への追従性が良く、また、セラミ
ックス１９は、網状に織られた繊維に対する付着性が良
好であるので、熱応力によりセラミックスに亀裂が発生
しても、なおかつ、網状に織られた繊維１８への十分な
付着性を有する。
おかつ、高温に於いて耐腐蝕性の優れたるつぼを構成す
ることが出来る。また、るつぼの母材となっている繊維
１８の網は、強度が大きいと共に柔軟性があるので、る
つぼを支えるるつぼ台への追従性が良く、また、セラミ
ックス１９は、網状に織られた繊維に対する付着性が良
好であるので、熱応力によりセラミックスに亀裂が発生
しても、なおかつ、網状に織られた繊維１８への十分な
付着性を有する。
第３図は、本発明のるつぼの他の実施例の断面図である
。本実施例は、耐腐蝕性材料２２（例えばタンタル又は
ニオブ）でコーティングした金属繊維（例えばタングス
テン）または炭素繊維２０（第４図にその断面を示す）
を網状に織って第２図と同様の形状にしてなる母材に、
セラミックス２１を所要るつぼ肉厚となるように溶射し
たものである。この実施例においても、前記実施例と同
様の効果が奏せられる。セラミックス２１にひＸ割れ２
３が発生した場合、繊維２０は耐腐蝕性材料２２でそれ
ぞれコーティングしであるので、腐蝕性金属がひび割れ
２３を通って繊維２０に達しても耐腐蝕性材料２２がこ
れを遮り、従って繊維２０は侵されることはなく問題な
く使用することが出来る。
。本実施例は、耐腐蝕性材料２２（例えばタンタル又は
ニオブ）でコーティングした金属繊維（例えばタングス
テン）または炭素繊維２０（第４図にその断面を示す）
を網状に織って第２図と同様の形状にしてなる母材に、
セラミックス２１を所要るつぼ肉厚となるように溶射し
たものである。この実施例においても、前記実施例と同
様の効果が奏せられる。セラミックス２１にひＸ割れ２
３が発生した場合、繊維２０は耐腐蝕性材料２２でそれ
ぞれコーティングしであるので、腐蝕性金属がひび割れ
２３を通って繊維２０に達しても耐腐蝕性材料２２がこ
れを遮り、従って繊維２０は侵されることはなく問題な
く使用することが出来る。
本発明によれば下記の効果がある。
（１）耐腐蝕性には優れるが靭性には劣るセラミックス
と、強度および靭性に優れた金属繊維、炭素繊維とを用
いて耐腐蝕性、靭性共に優れたるつぼを構成することが
できる。
と、強度および靭性に優れた金属繊維、炭素繊維とを用
いて耐腐蝕性、靭性共に優れたるつぼを構成することが
できる。
（２）るつぼ支持台に対して追従性に優れた柔軟性を有
するるつぼを構成することができる。
するるつぼを構成することができる。
（３）比強度の優れた金属繊維、炭素繊維を使用してる
つぼを構成できるので強度的に優れたるつぼとすること
ができる。
つぼを構成できるので強度的に優れたるつぼとすること
ができる。
（４）母材である繊維の網に対するセラミックスの付着
が良く、セラミックスがばらばらになることなく該繊維
の網によって良好に保持される・
が良く、セラミックスがばらばらになることなく該繊維
の網によって良好に保持される・
第１図は本発明の一実施例のるつぼの一部断面図、第２
図は本発明実施例のるつぼにおけるセラミックス溶射前
の母材となる繊維の網の全体形状を示す斜視図、第３図
は本発明の他の実施例のるつぼの一部断面図、第４図は
第３図における繊維の断面図、第５図は本発明に基づく
るつぼを利用した金属精製装置の断面図、第６図および
第７図は該装置のるつぼ及びその支持台を示す断面図及
び斜視図である。 ８・・・るつぼ ９・・・溶融金属１５・・・
るつぼ台 １８・・・繊維１９・・・セラミックス
２０・・・繊維２１・・・セラミックス ２２・・・耐腐蝕性材料のコーティング２３・・・ひｙ
割れ 第２図 第３図 第４図 第７図
図は本発明実施例のるつぼにおけるセラミックス溶射前
の母材となる繊維の網の全体形状を示す斜視図、第３図
は本発明の他の実施例のるつぼの一部断面図、第４図は
第３図における繊維の断面図、第５図は本発明に基づく
るつぼを利用した金属精製装置の断面図、第６図および
第７図は該装置のるつぼ及びその支持台を示す断面図及
び斜視図である。 ８・・・るつぼ ９・・・溶融金属１５・・・
るつぼ台 １８・・・繊維１９・・・セラミックス
２０・・・繊維２１・・・セラミックス ２２・・・耐腐蝕性材料のコーティング２３・・・ひｙ
割れ 第２図 第３図 第４図 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属繊維もしくは炭素繊維または金属繊維と炭素繊
維とを撚り合せて構成された繊維を網状に織成し且つ全
体としてるつぼの形状に形成してなる母材のまわりに、
耐食性のセラミック材をるつぼとしての所要肉厚となる
ように溶射付着させてなることを特徴とする金属溶融用
るつぼ。 ２ 金属繊維、炭素繊維の表面が耐腐食性材料で予めコ
ーティングされていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の金属溶融用るつぼ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007894A JPH01184392A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 金属溶融用るつぼ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007894A JPH01184392A (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 金属溶融用るつぼ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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- 1988-01-18 JP JP63007894A patent/JPH01184392A/ja active Pending
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