JPH0154419B2 - - Google Patents

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JPH0154419B2
JPH0154419B2 JP60120157A JP12015785A JPH0154419B2 JP H0154419 B2 JPH0154419 B2 JP H0154419B2 JP 60120157 A JP60120157 A JP 60120157A JP 12015785 A JP12015785 A JP 12015785A JP H0154419 B2 JPH0154419 B2 JP H0154419B2
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JP
Japan
Prior art keywords
metal
electron beam
scrap
metal scrap
melted
Prior art date
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JP60120157A
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Japanese (ja)
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JPS61279640A (en
Inventor
Yoshiharu Mae
Tsutomu Oka
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.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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Priority to US06/868,120 priority patent/US4681627A/en
Priority to FR8607890A priority patent/FR2587366B1/en
Priority to GB8613366A priority patent/GB2178059B/en
Priority to DE19863618531 priority patent/DE3618531A1/en
Publication of JPS61279640A publication Critical patent/JPS61279640A/en
Publication of JPH0154419B2 publication Critical patent/JPH0154419B2/ja
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔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し、その結果ハース
内に溜つた溶湯を水冷モールド内に移して、凝固
した鋳塊をモールド内の下方から引き抜く方法、
または、金属スクラツプを圧縮加工してブリケツ
ト化し、水平に保持しながら電子ビームまたはプ
ラズマ電子ビーム溶解し、生成した溶湯を水冷モ
ールド内で凝固させ、インゴツトを製造する方法
(特開昭50−10201号公報参照)などが知られてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記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
解する方法は、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り、処理できるス
クラツプの範囲が限られるばかりでなく、一旦ハ
ース上で溶解しなければならないので、その分消
費電力が増加するという問題点があり、さらに、
前記予めスクラツプを圧縮加工してブリケツト化
し、電子ビームまたはプラズマ電子ビームによつ
て溶解する方法は、前記圧縮加工するための大規
模な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〕 そこで、本発明者等は、消費電力がかからず、
また製造コストを低減できる金属スクラツプから
インゴツトを製造する方法を開発すべく研究を行
つた結果、 金属スクラツプを有底の管材に自然落下により
詰め込むだけで得られた溶解材は、管材が剛性を
有するために水平に保持することができ、この水
平状態で管材とともに上記金属スクラツプを溶解
することができるという知見を得たのである。 この発明は、かかる知見にもとづいてなされた
ものであつて、 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質からなる有底の管材
に加圧することなく詰め込まれている金属スクラ
ツプを水冷モールド上に水平に保持した状態で前
記スクラツプの先端から順次電子ビームまたはプ
ラズマ電子ビームで溶解し、それによつて生成さ
れた溶湯を前記水冷モールド内に落下させて凝固
させる金属スクラツプからインゴツトを製造する
方法に特徴を有するものである。以下に、この発
明を具体的に説明する。 〔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、水冷モールド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とともに水冷モールド4内に溶け落ち
て、その水冷モールド4の上方で溶湯6のプール
を形成する一方、その下方では水冷モールド4に
より前記溶湯が冷却されて固化し、インゴツト7
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、水冷モールドの上方に形成
された溶湯プールに落下する場合も起こるが、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
れている溶湯プール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最小10mm角の板
屑から最大40mm角の大きさに至る種々の寸法の
[Industrial Application Field] This invention is a method for producing ingots by melting metal scraps, particularly scraps of refractory metals such as titanium, zirconium, or alloys thereof, with an electron beam or a plasma electron beam in a vacuum melting furnace. Regarding the method. [Prior Art] Conventionally, metal scraps, particularly scraps of refractory metals such as titanium, zirconium, or alloys thereof, are melted to produce ingots.
Chips or small lumps of scrap fed into the hearth of a vacuum melting furnace are melted by an electron beam or plasma electron beam, and the molten metal collected in the hearth is transferred to a water-cooled mold and solidified into cast metal. How to pull out the lump from below in the mold,
Alternatively, metal scrap is compressed into briquettes, melted with an electron beam or plasma electron beam while held horizontally, and the resulting molten metal is solidified in a water-cooled mold to produce ingots (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10201/1983). (see official bulletin), etc. are known. [Problems to be Solved by the Invention] However, in the method of melting chips or small chunks of scrap supplied into the hearth of the vacuum melting furnace using an electron beam or a plasma electron beam, the scraps are melted in advance. Not only does it have to be sorted by size, but it can only process scraps that are small in size, such as chips or small lumps, which makes the work time-consuming and not only limits the range of scraps that can be processed, but also makes it difficult to process scraps once they are melted on the hearth. There is a problem that power consumption increases accordingly, and
The method of compressing the scrap in advance to form briquettes and melting the scrap with an electron beam or a plasma electron beam has a problem in that it is expensive because it requires a large-scale apparatus for the compression process. . [Means for solving the problem] Therefore, the present inventors have developed a method that consumes no power and
In addition, as a result of research to develop a method for manufacturing ingots from metal scraps that would reduce manufacturing costs, it was found that the molten material obtained by simply packing metal scraps into a bottomed pipe material by gravity has the rigidity of the pipe material. Therefore, they found that the metal scrap can be held horizontally, and that the metal scrap can be melted together with the pipe material in this horizontal state. The present invention has been made based on this knowledge, and includes a method for manufacturing ingots from metal scraps, which includes water-cooling metal scraps packed without pressure into a bottomed pipe material made of the same material as the metal scraps. An ingot is manufactured from metal scrap that is held horizontally on a mold and sequentially melted with an electron beam or plasma electron beam from the tip of the scrap, and the resulting molten metal is dropped into the water-cooled mold and solidified. The method is unique. This invention will be specifically explained below. [Detailed Description of the Invention] In this invention for manufacturing ingots from metal scraps, as shown in a side view of the outline of the manufacturing state in FIG.
Scraps 1 of various sizes are packed into a vacuum melting furnace by natural fall without being pressurized without being sorted, and while being held horizontally on a water-cooled mold 4 in a vacuum melting furnace, an electron beam or plasma electron beam is heated as a heating source. When the metal scrap 1 is gradually introduced into the zone 5 heated to a high temperature by the beam 3 from the bottom end to the other end, the metal scrap 1
melts down into the water-cooled mold 4 together with the pipe material 2, forming a pool of molten metal 6 above the water-cooled mold 4, while below it the molten metal is cooled and solidified by the water-cooled mold 4, forming an ingot 7.
form. Although the tube used in this invention may have any shape in cross section, it is usually preferable to use a tube with a circular or square cross section, and the bottom provided at one or both ends of the tube may be This is to prevent scrap from falling out of the pipe when it is filled with scrap and before the pipe filled with scrap is fed into the melting furnace and melted. If so, this bottom part may be of any shape; for example, if the size of the scrap is large enough, it may be shaped like a net, a lattice, or a slit, or may have a through hole formed therein; Although it is usually sufficient to provide this at one end of the tube, it may be provided at the other end, that is, at both ends, if necessary. After the bottom of the pipe material melts down, some of the scrap packed inside the pipe material may fall into the molten metal pool formed above the water-cooled mold without being melted during the melting operation. Because of their relatively small dimensions, such scrap easily dissolves in the molten metal pool into which the electron beam or plasma electron beam is poured. In the present invention, the number of tubes to be processed at a time is not necessarily limited to one; for example, in order to increase productivity, a plurality of tubes may be fed into the heating zone 5 at the same time. The present invention is particularly advantageous when producing ingots from scraps of refractory metals such as titanium, zirconium, or alloys of these metals, but other metal scraps may also be produced by electron beam or plasma electron processing in a vacuum melting furnace. It goes without saying that the present invention can be applied to any metal scrap suitable for beam melting. [Example] Next, the present invention will be explained by referring to an example. It has a composition of Ti-6%Al-4%V and is 60mm
Prepare a titanium alloy pipe with a bottom with dimensions of square x length: 1200 mm x thickness: 1 mm, and add to this pipe a piece of scrap board with a minimum size of 10 mm square and a maximum size of 40 mm square having the same composition as above. of various dimensions ranging from

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた説明から明らかなように、この発明
によると、 (1) 金属スクラツプを、用意された金属スクラツ
プと同じ材質からなる有底の管材内に加圧する
ことなく充填する金属スクラツプを溶解しイン
ゴツトを製造することができるので、大規模な
ブリケツト製造用プレス装置を必要とせず、し
たがつて、コストがかからない。 (2) 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
長尺の管材とともに水平に保持しながら溶解で
きるので、処理できる金属スクラツプの範囲を
拡大できる。 (3) ハースを使用しないで金属スクラツプを空間
で溶解し、それによつて生じた溶湯を直ちに水
冷モールド中に落下させて凝固させるため、消
費電力が節減できる。 という産業上有用な効果を得ることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, (1) metal scrap is melted and ingot is filled into a bottomed pipe made of the same material as the prepared metal scrap without applying pressure; Since it is possible to produce briquettes, there is no need for large-scale press equipment for producing briquettes, and therefore costs are low. (2) There is no need to sort metal scraps by size, and metal scraps of a wide range of sizes, from small ones to large lumps, can be collected into long pipes. Since the metal scrap can be melted while being held horizontally, the range of metal scrap that can be processed can be expanded. (3) Metal scrap is melted in space without using a hearth, and the resulting molten metal is immediately dropped into a water-cooled mold to solidify, reducing power consumption. This industrially useful effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の方法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……水冷モールド、6……溶湯、7……
インゴツト。
FIG. 1 is an explanatory diagram drawn from the side to show the main points of the method of the present invention. In the figure: 1... Metal scrap, 2... Tube material, 3... Heat source, 4... Water cooling mold, 6... Molten metal, 7...
Ingot.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 真空溶解炉において、金属スクラツプを水冷
モールド上に水平に保持した状態で前記金属スク
ラツプの先端から順次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
を直接前記水冷モールド内に落下させて凝固さ
せ、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は、前記金属スクラツプと
同質からなる有底の管材内に加圧されることなく
詰め込まれた状態で前記管材の有底端から順次電
子ビームまたはプラズマ電子ビーム溶解されるこ
とを特徴とする金属スクラツプからインゴツトを
製造する方法。
[Scope of Claims] 1. In a vacuum melting furnace, the metal scrap is held horizontally on a water-cooled mold and sequentially melted with an electron beam or plasma electron beam from the tip of the metal scrap, and the molten metal thus generated is directly melted. In the method of producing an ingot from metal scrap by dropping it into a water-cooled mold and solidifying it, the metal scrap is packed without being pressurized into a bottomed pipe made of the same material as the metal scrap. A method for producing an ingot from metal scrap, characterized in that the tube material is sequentially melted by electron beam or plasma electron beam starting from the bottom end.
JP12015785A 1985-06-03 1985-06-03 Manufacture of ingot from metallic scrap Granted JPS61279640A (en)

Priority Applications (5)

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JP12015785A JPS61279640A (en) 1985-06-03 1985-06-03 Manufacture of ingot from metallic scrap
US06/868,120 US4681627A (en) 1985-06-03 1986-05-27 Process for preparing an ingot from metal scrap
FR8607890A FR2587366B1 (en) 1985-06-03 1986-06-02 PROCESS FOR THE PREPARATION OF A LINGOT FROM METAL RESIDUES
GB8613366A GB2178059B (en) 1985-06-03 1986-06-03 Process for preparing an ingot from metal scrap
DE19863618531 DE3618531A1 (en) 1985-06-03 1986-06-03 METHOD FOR PRODUCING A BAR OF METAL SCRAP

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Publications (2)

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JPS61279640A JPS61279640A (en) 1986-12-10
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5010201A (en) * 1973-05-22 1975-02-01
JPS55128551A (en) * 1979-03-27 1980-10-04 Nippon Jiryoku Senko Kk Producing block of granule iron

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5010201A (en) * 1973-05-22 1975-02-01
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JPS61279640A (en) 1986-12-10

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