JPH0154417B2 - - Google Patents
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- JPH0154417B2 JPH0154417B2 JP60120158A JP12015885A JPH0154417B2 JP H0154417 B2 JPH0154417 B2 JP H0154417B2 JP 60120158 A JP60120158 A JP 60120158A JP 12015885 A JP12015885 A JP 12015885A JP H0154417 B2 JPH0154417 B2 JP H0154417B2
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、真空溶解炉において金属スクラツ
プ、特にチタン、ジルコニウムまたはこれらの合
金のような難融性金属のスクラツプを電子ビーム
またはプラズマ電子ビームで溶解してインゴツト
を製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、金属スクラツプ、特にチタン、ジルコニ
ウムまたはこれらの合金のような難融性金属のス
クラツプを溶解してインゴツトを製造するのに、
真空溶解炉中のハース内に供給された切粉ないし
小さな塊状のスクラツプを電子ビームまたはプラ
ズマ電子ビームによつて溶解するか、または溶解
材料をハース上に水平に保持した状態で電子ビー
ムまたはプラズマ電子ビーム溶解し、その結果ハ
ース内に溜つた溶湯をオーバーフローにより水冷
モールド内に移して、凝固した鋳塊をモールドの
下方から引き抜く方法が利用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このようなインゴツトの製造法
は、金属スクラツプ中に炭化タングステン粉末の
ような重質の切削工具粉末が混在していても、そ
れがハース中にトラツプされてインゴツト中に混
入しないという利点はあるものの、予めスクラツ
プをその大きさによつて仕分けしなければならな
い上に、切粉ないし小さな塊状までの寸法の小さ
いスクラツプしか処理できないので作業に手間が
かかり、処理できるスクラツプの範囲が限られる
という問題があつた。 また、金属スクラツプをハース上に水平に保持
した状態で電子ビームまたはプラズマ電子ビーム
溶解するには、金属スクラツプを圧縮加工したも
のを水平に保持しなければならず、圧縮加工のた
めおよび水平保持のための装置を必要とするため
にコストがかかるという問題点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上述の状況に鑑みて発明されたも
ので、真空溶解炉において金属スクラツプを電子
ビームまたはプラズマ電子ビームで溶解し、それ
によつて生成した溶湯を水冷モールド内で凝固さ
せてインゴツトとすることによつて、前記金属ス
クラツプからインゴツトを製造する方法におい
て、前記金属スクラツプと同じ材質からなる有底
の管材に加圧することなく詰め込まれた前記金属
スクラツプを、前記溶解炉中でその管材をハース
上に水平に保持した状態で、前記管材の有底端か
ら順次他端へ向つて電子ビームまたはプラズマ電
子ビームで加熱することによつて溶解し、それに
よつて生成した溶湯をハース内に落下させてこの
溶湯を前記ハース内に集めた後、前記溶湯の上澄
みを水冷モールドにオーバーフローにより注入し
て凝固させることを特徴とするものである。 〔発明の具体的説明〕 金属スクラツプからインゴツトを製造するこの
発明においては、第１図にその製造状態の概要を
側面図で示したように、底部２ａを有する管材２
に種々の大きさのスクラツプ１を仕分けしないで
そのまま自然落下により加圧することなく詰め込
み、これを、真空溶解炉中、ハース４上で水平に
保持しながら、加熱源である電子ビームまたはプ
ラズマ電子ビーム３によつて高温に加熱されてい
る帯域５内に、その有底端から他端へ向つて少し
ずつ進入させると、その金属スクラツプ１は管材
２とともにハース４内に溶け落ちて溶湯６のプー
ルを形成し、この溶湯６の上澄みはハース４から
水冷モールド７内に連続的にオーバーフローす
る。その水冷モールド７内の上方では溶湯６のプ
ールを形成する一方、その下方ではこの水冷モー
ルド７により前記溶湯が冷却されて固化し、イン
ゴツト８を形成する。 この発明において使用される管材は断面がどの
ような形状のものでもよいが、通常断面が円形ま
たは角状の管材が好ましく、またこの管材の一端
または両端に設けられる底部は、その管材の中に
スクラツプを充填する際、およびこのスクラツプ
を詰め込んだ管材を溶解炉内に供給して溶解する
迄に、スクラツプが管材の中からこぼれ落ちるの
を防止するためのもので、このようなこぼれ落ち
を防ぐものであればこの底部はどのようなもので
もよく、例えばスクラツプの寸法が或程度大きけ
ればこれを例えばネツト状、格子状またはスリツ
ト状のものなど、貫通孔が形成されているもので
もよく、この底部は通常管材の一端に設ければ十
分であるが、必要に応じて他の一端にも、すなわ
ち両端に設けてもよい。 管材の底部が溶け落ちた後には、管材中に詰め
込まれたスクラツプのうちの幾分かが、溶解作業
中に溶解しないままハース内に落下する場合も生
ずるが、このようなスクラツプは寸法が比較的小
さいために、電子ビームまたはプラズマ電子ビー
ムが注がれているハース内の溶湯中で容易に溶解
する。 この発明においては、一度に処理する管材は必
ずしも１本とは限らず、例えば生産性を上げるた
め、同時に複数本前記加熱帯域５に送り込んでも
よい。 なお、この発明は、特にチタンがジルコニウム
またはこれらの合金のような難融性金属のスクラ
ツプからインゴツトを製造する場合好都合に適用
されるが、その他の金属スクラツプでも真空溶解
炉中電子ビームまたはプラズマ電子ビームで溶解
するのに適した金属スクラツプならば、どのよう
な金属スクラツプに対してもこの発明を適用でき
ることは言う迄もない。 〔実施例〕 ついで、この発明を実施例によつて説明する。 Ti―６％Al―４％Ｖの組成を有し、かつ60mm
角×長さ：1200mm×厚さ：１mmの寸法を有する底
付きのチタン合金製パイプを用意し、このパイプ
に、上記組成と同じ組成を有する切粉から最大40
mm角の大きさに至る種々の寸法のチタン合金スク
ラツプを自然落下により加圧することなく詰め込
み、このときのパイプ全重量は9.9Kgとなり、充
填率は51％であつた。これを第１図に示されるよ
うにプラズマビーム溶解炉中で横置きとし、真空
（0.01mmHg）下、電圧36V、電流：500Aのプラズ
マトーチ２基、管材進行速度：0.35cm／minの条
件下でプラズマ電子ビームを照射して溶解し、そ
の結果生成したハース内の溶湯を水冷銅モールド
中にオーバーフローにより注入して、直径：115
mm×長さ：200mmの寸法を有する円柱状のインゴ
ツトを製造した。この実施例において使用したス
クラツプと、得られたインゴツトの成分分析値は
第１表に示すとおりであつた。 さらに、このように処理した管材とスクラツプ
の合計約10Kgから得られた上記インゴツト約9.5
Kgには、切削工具に由来する炭化タングステンが
含まれていなかつたのに対し、ハース内に残つた
残渣中には切削工具の欠損片と思われる炭化タン
グステン片が２個発見された。
プ、特にチタン、ジルコニウムまたはこれらの合
金のような難融性金属のスクラツプを電子ビーム
またはプラズマ電子ビームで溶解してインゴツト
を製造する方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、金属スクラツプ、特にチタン、ジルコニ
ウムまたはこれらの合金のような難融性金属のス
クラツプを溶解してインゴツトを製造するのに、
真空溶解炉中のハース内に供給された切粉ないし
小さな塊状のスクラツプを電子ビームまたはプラ
ズマ電子ビームによつて溶解するか、または溶解
材料をハース上に水平に保持した状態で電子ビー
ムまたはプラズマ電子ビーム溶解し、その結果ハ
ース内に溜つた溶湯をオーバーフローにより水冷
モールド内に移して、凝固した鋳塊をモールドの
下方から引き抜く方法が利用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このようなインゴツトの製造法
は、金属スクラツプ中に炭化タングステン粉末の
ような重質の切削工具粉末が混在していても、そ
れがハース中にトラツプされてインゴツト中に混
入しないという利点はあるものの、予めスクラツ
プをその大きさによつて仕分けしなければならな
い上に、切粉ないし小さな塊状までの寸法の小さ
いスクラツプしか処理できないので作業に手間が
かかり、処理できるスクラツプの範囲が限られる
という問題があつた。 また、金属スクラツプをハース上に水平に保持
した状態で電子ビームまたはプラズマ電子ビーム
溶解するには、金属スクラツプを圧縮加工したも
のを水平に保持しなければならず、圧縮加工のた
めおよび水平保持のための装置を必要とするため
にコストがかかるという問題点があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上述の状況に鑑みて発明されたも
ので、真空溶解炉において金属スクラツプを電子
ビームまたはプラズマ電子ビームで溶解し、それ
によつて生成した溶湯を水冷モールド内で凝固さ
せてインゴツトとすることによつて、前記金属ス
クラツプからインゴツトを製造する方法におい
て、前記金属スクラツプと同じ材質からなる有底
の管材に加圧することなく詰め込まれた前記金属
スクラツプを、前記溶解炉中でその管材をハース
上に水平に保持した状態で、前記管材の有底端か
ら順次他端へ向つて電子ビームまたはプラズマ電
子ビームで加熱することによつて溶解し、それに
よつて生成した溶湯をハース内に落下させてこの
溶湯を前記ハース内に集めた後、前記溶湯の上澄
みを水冷モールドにオーバーフローにより注入し
て凝固させることを特徴とするものである。 〔発明の具体的説明〕 金属スクラツプからインゴツトを製造するこの
発明においては、第１図にその製造状態の概要を
側面図で示したように、底部２ａを有する管材２
に種々の大きさのスクラツプ１を仕分けしないで
そのまま自然落下により加圧することなく詰め込
み、これを、真空溶解炉中、ハース４上で水平に
保持しながら、加熱源である電子ビームまたはプ
ラズマ電子ビーム３によつて高温に加熱されてい
る帯域５内に、その有底端から他端へ向つて少し
ずつ進入させると、その金属スクラツプ１は管材
２とともにハース４内に溶け落ちて溶湯６のプー
ルを形成し、この溶湯６の上澄みはハース４から
水冷モールド７内に連続的にオーバーフローす
る。その水冷モールド７内の上方では溶湯６のプ
ールを形成する一方、その下方ではこの水冷モー
ルド７により前記溶湯が冷却されて固化し、イン
ゴツト８を形成する。 この発明において使用される管材は断面がどの
ような形状のものでもよいが、通常断面が円形ま
たは角状の管材が好ましく、またこの管材の一端
または両端に設けられる底部は、その管材の中に
スクラツプを充填する際、およびこのスクラツプ
を詰め込んだ管材を溶解炉内に供給して溶解する
迄に、スクラツプが管材の中からこぼれ落ちるの
を防止するためのもので、このようなこぼれ落ち
を防ぐものであればこの底部はどのようなもので
もよく、例えばスクラツプの寸法が或程度大きけ
ればこれを例えばネツト状、格子状またはスリツ
ト状のものなど、貫通孔が形成されているもので
もよく、この底部は通常管材の一端に設ければ十
分であるが、必要に応じて他の一端にも、すなわ
ち両端に設けてもよい。 管材の底部が溶け落ちた後には、管材中に詰め
込まれたスクラツプのうちの幾分かが、溶解作業
中に溶解しないままハース内に落下する場合も生
ずるが、このようなスクラツプは寸法が比較的小
さいために、電子ビームまたはプラズマ電子ビー
ムが注がれているハース内の溶湯中で容易に溶解
する。 この発明においては、一度に処理する管材は必
ずしも１本とは限らず、例えば生産性を上げるた
め、同時に複数本前記加熱帯域５に送り込んでも
よい。 なお、この発明は、特にチタンがジルコニウム
またはこれらの合金のような難融性金属のスクラ
ツプからインゴツトを製造する場合好都合に適用
されるが、その他の金属スクラツプでも真空溶解
炉中電子ビームまたはプラズマ電子ビームで溶解
するのに適した金属スクラツプならば、どのよう
な金属スクラツプに対してもこの発明を適用でき
ることは言う迄もない。 〔実施例〕 ついで、この発明を実施例によつて説明する。 Ti―６％Al―４％Ｖの組成を有し、かつ60mm
角×長さ：1200mm×厚さ：１mmの寸法を有する底
付きのチタン合金製パイプを用意し、このパイプ
に、上記組成と同じ組成を有する切粉から最大40
mm角の大きさに至る種々の寸法のチタン合金スク
ラツプを自然落下により加圧することなく詰め込
み、このときのパイプ全重量は9.9Kgとなり、充
填率は51％であつた。これを第１図に示されるよ
うにプラズマビーム溶解炉中で横置きとし、真空
（0.01mmHg）下、電圧36V、電流：500Aのプラズ
マトーチ２基、管材進行速度：0.35cm／minの条
件下でプラズマ電子ビームを照射して溶解し、そ
の結果生成したハース内の溶湯を水冷銅モールド
中にオーバーフローにより注入して、直径：115
mm×長さ：200mmの寸法を有する円柱状のインゴ
ツトを製造した。この実施例において使用したス
クラツプと、得られたインゴツトの成分分析値は
第１表に示すとおりであつた。 さらに、このように処理した管材とスクラツプ
の合計約10Kgから得られた上記インゴツト約9.5
Kgには、切削工具に由来する炭化タングステンが
含まれていなかつたのに対し、ハース内に残つた
残渣中には切削工具の欠損片と思われる炭化タン
グステン片が２個発見された。
以上述べた説明から明らかなように、この発明
によると、金属スクラツプをその大きさによつて
仕分けする必要がない上に、寸法の小さいものば
かりでなく、大きな塊状のものに至るまで広範囲
にわたる種々の寸法の金属スクラツプをまとめて
溶解できるので、処理できる金属スクラツプの範
囲を拡大でき、また金属スクラツプを金属スクラ
ツプと同じ材質からなる有底の管材内に加圧する
ことなく充填するだけでハース上に水平に供給す
ることができる程度の剛性を有する長尺の溶解材
を簡単に作製することができ、加圧圧縮装置を必
要としないので、その分だけコスト安になり、さ
らに、溶湯を一旦ハース上に溜め、その上澄みを
オーバーフローにより水冷モールドに注入してイ
ンゴツトとしているので、炭化タングステンやそ
の他の重質の不純物が除かれたインゴツトを得る
ことができるという産業上有用な効果が得られ
る。
によると、金属スクラツプをその大きさによつて
仕分けする必要がない上に、寸法の小さいものば
かりでなく、大きな塊状のものに至るまで広範囲
にわたる種々の寸法の金属スクラツプをまとめて
溶解できるので、処理できる金属スクラツプの範
囲を拡大でき、また金属スクラツプを金属スクラ
ツプと同じ材質からなる有底の管材内に加圧する
ことなく充填するだけでハース上に水平に供給す
ることができる程度の剛性を有する長尺の溶解材
を簡単に作製することができ、加圧圧縮装置を必
要としないので、その分だけコスト安になり、さ
らに、溶湯を一旦ハース上に溜め、その上澄みを
オーバーフローにより水冷モールドに注入してイ
ンゴツトとしているので、炭化タングステンやそ
の他の重質の不純物が除かれたインゴツトを得る
ことができるという産業上有用な効果が得られ
る。
第１図はこの発明の要点を示すために側面から
描いた説明図である。図において、 １……金属スクラツプ、２……管材、３……加
熱源、４……ハース、６……溶湯、７……水冷モ
ールド、８……インゴツト。
描いた説明図である。図において、 １……金属スクラツプ、２……管材、３……加
熱源、４……ハース、６……溶湯、７……水冷モ
ールド、８……インゴツト。
Claims (1)
- １ 真空溶解炉において金属スクラツプを電子ビ
ームまたはプラズマ電子ビームで溶解し、それに
よつて生成した溶湯を水冷モールド内で凝固させ
てインゴツトとすることによつて、前記金属スク
ラツプからインゴツトを製造する方法において、
前記金属スクラツプと同じ材質からなる有底の管
材に加圧することなく詰め込まれた前記金属スク
ラツプを、前記溶解炉中でその管材をハース上に
水平に保持した状態で、前記管材の有底端から順
次他端へ向つて電子ビームまたはプラズマ電子ビ
ームで加熱することによつて溶解し、それによつ
て生成した溶湯をハース内に落下させてこの溶湯
を前記ハース内に集めた後、前記溶湯の上澄みを
水冷モールドをオーバーフローにより注入して凝
固させることを特徴とする、前記インゴツトの製
造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12015885A JPS61279638A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 金属スクラツプからインゴツトを製造する方法 |
| US06/868,120 US4681627A (en) | 1985-06-03 | 1986-05-27 | Process for preparing an ingot from metal scrap |
| FR8607890A FR2587366B1 (fr) | 1985-06-03 | 1986-06-02 | Procede de preparation d'un lingot a partir de residus metalliques |
| GB8613366A GB2178059B (en) | 1985-06-03 | 1986-06-03 | Process for preparing an ingot from metal scrap |
| DE19863618531 DE3618531A1 (de) | 1985-06-03 | 1986-06-03 | Verfahren zur herstellung eines barrens aus metallschrott |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12015885A JPS61279638A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 金属スクラツプからインゴツトを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279638A JPS61279638A (ja) | 1986-12-10 |
| JPH0154417B2 true JPH0154417B2 (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14779388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12015885A Granted JPS61279638A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 金属スクラツプからインゴツトを製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61279638A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8891583B2 (en) | 2000-11-15 | 2014-11-18 | Ati Properties, Inc. | Refining and casting apparatus and method |
| US8748773B2 (en) * | 2007-03-30 | 2014-06-10 | Ati Properties, Inc. | Ion plasma electron emitters for a melting furnace |
| US8642916B2 (en) | 2007-03-30 | 2014-02-04 | Ati Properties, Inc. | Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter |
| JP5729816B2 (ja) * | 2011-06-18 | 2015-06-03 | 東邦チタニウム株式会社 | 金属製造用溶解原料およびこれを用いた金属の溶解方法 |
| JP5694068B2 (ja) * | 2011-06-18 | 2015-04-01 | 東邦チタニウム株式会社 | 金属製造用溶解原料およびこれを用いた金属の溶解方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128551A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-04 | Nippon Jiryoku Senko Kk | Producing block of granule iron |
| JPS57120629A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Refining method |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP12015885A patent/JPS61279638A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128551A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-04 | Nippon Jiryoku Senko Kk | Producing block of granule iron |
| JPS57120629A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Refining method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61279638A (ja) | 1986-12-10 |
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