JPH02228415A - 電子ビーム溶解精錬方法 - Google Patents
電子ビーム溶解精錬方法Info
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- JPH02228415A JPH02228415A JP5082389A JP5082389A JPH02228415A JP H02228415 A JPH02228415 A JP H02228415A JP 5082389 A JP5082389 A JP 5082389A JP 5082389 A JP5082389 A JP 5082389A JP H02228415 A JPH02228415 A JP H02228415A
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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〕
この発明は、酸素含有量が極端に低く、アルミニウムを
殆んど含有しない高級品質のステンレス鋼を製造するた
めの電子ビーム溶解精錬方法に関するものである 〔従来の技術〕 近時、半導体および医薬品等の製造、微生物工業等の分
野におけるいわゆるクリーンルームに設置されるクリー
ンルーム用鋼管等のために、酸素含有量が３０ ｐｐｍ
以下で、アルミニウムを殆んど含有しない、極めて高級
な品質のステンレス鋼が要求されている。
殆んど含有しない高級品質のステンレス鋼を製造するた
めの電子ビーム溶解精錬方法に関するものである 〔従来の技術〕 近時、半導体および医薬品等の製造、微生物工業等の分
野におけるいわゆるクリーンルームに設置されるクリー
ンルーム用鋼管等のために、酸素含有量が３０ ｐｐｍ
以下で、アルミニウムを殆んど含有しない、極めて高級
な品質のステンレス鋼が要求されている。
高級鋼の溶解精錬方法として、電子ビーム溶解精錬方法
が知られている。第１図は、電子ビーム溶解精錬方法の
概略説明図であるｄ第１図において、１は真空室であっ
て、真空室１内には、その一端Ｋ例えば棒状の被精錬金
属材料２が水平移動可能に位置する、上端が開放された
所定長さの水平な精錬用容器３と、精錬用容器３の他端
に位置する垂直なモールド４と、そして、精錬用容器３
およびモールド４の各々の上方に、精錬用容器３および
モールド４の各々に向けて位置する電子銃５．６とが設
けられている。
が知られている。第１図は、電子ビーム溶解精錬方法の
概略説明図であるｄ第１図において、１は真空室であっ
て、真空室１内には、その一端Ｋ例えば棒状の被精錬金
属材料２が水平移動可能に位置する、上端が開放された
所定長さの水平な精錬用容器３と、精錬用容器３の他端
に位置する垂直なモールド４と、そして、精錬用容器３
およびモールド４の各々の上方に、精錬用容器３および
モールド４の各々に向けて位置する電子銃５．６とが設
けられている。
精錬用容器３は、銅製であって、その側壁お：び底壁内
には冷却水が循環し冷却している。７は精錬用容器３の
他端に、その下端を精錬用容器３の底から離して設けた
、容器Ｓ内の溶融金属８の表面上に浮上した介在物を分
離するためのせき板である。モールド４も銅製であって
、その側壁内には冷却水が循環し冷却している。電子銃
５は、発射された電子ビームによって一被精錬金属材料
２の端部および精錬用容器３内の上流側の溶融金属８の
表面を加熱し得るように、揺動可能になっている。電子
銃６は、発射された電子ビームによって、精錬用容器３
内の下流側の溶融金属８お↓びモールド４内の溶融金属
を加熱し得るように、揺動可能になっている。
には冷却水が循環し冷却している。７は精錬用容器３の
他端に、その下端を精錬用容器３の底から離して設けた
、容器Ｓ内の溶融金属８の表面上に浮上した介在物を分
離するためのせき板である。モールド４も銅製であって
、その側壁内には冷却水が循環し冷却している。電子銃
５は、発射された電子ビームによって一被精錬金属材料
２の端部および精錬用容器３内の上流側の溶融金属８の
表面を加熱し得るように、揺動可能になっている。電子
銃６は、発射された電子ビームによって、精錬用容器３
内の下流側の溶融金属８お↓びモールド４内の溶融金属
を加熱し得るように、揺動可能になっている。
被精錬金属材料２の、精錬用容器３の一端に位置する部
分を、電子銃５からの電子ビームによシ加熱して溶解し
、その溶融金属８を精錬用容器３内に供給する。このよ
うにして精錬用容器３内に供給された溶融金属８は、容
器３の出側に向って流れ、その間、容器３内において、
電子銃５からの電子ビームにより、加熱、保温されなが
ら滞留する。そして、この間に、溶融金属中のＣは、Ｃ
十〇−＋ＣＯの反応によって除去され、Ａｌ２Ｏ，系、
Ｏｒ、Ｏ８系等の介在物は、溶融金属の表面上に浮上し
分離され、その他、水素、窒素、塩素等もガスとして除
去される。このようにして精錬された溶融金属は、精錬
用容器３の他端からモールド４内に供給され、鋳造され
る。
分を、電子銃５からの電子ビームによシ加熱して溶解し
、その溶融金属８を精錬用容器３内に供給する。このよ
うにして精錬用容器３内に供給された溶融金属８は、容
器３の出側に向って流れ、その間、容器３内において、
電子銃５からの電子ビームにより、加熱、保温されなが
ら滞留する。そして、この間に、溶融金属中のＣは、Ｃ
十〇−＋ＣＯの反応によって除去され、Ａｌ２Ｏ，系、
Ｏｒ、Ｏ８系等の介在物は、溶融金属の表面上に浮上し
分離され、その他、水素、窒素、塩素等もガスとして除
去される。このようにして精錬された溶融金属は、精錬
用容器３の他端からモールド４内に供給され、鋳造され
る。
１０００年発行の、’Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｕｒｎａｃ
ｅ Ｐｒｏｃｅ−ｅｄｉｎｇｓ ’には、上述の方法に
よって、Ｃｒ含有鋼を、下記第１表に示すように精錬し
た旨が開示されている。
ｅ Ｐｒｏｃｅ−ｅｄｉｎｇｓ ’には、上述の方法に
よって、Ｃｒ含有鋼を、下記第１表に示すように精錬し
た旨が開示されている。
前述したようＫ、高級品質のステンレス鋼として、現在
要求されている鋼中の酸素含有量は、３０ｐｐｍ以下好
ましくは２０ ｐｐｍ以下である。これに対して、従来
の電子ビーム溶解精錬方法によっては、精錬後の酸素含
有量は、通常約８０ ｐｐｍである。
要求されている鋼中の酸素含有量は、３０ｐｐｍ以下好
ましくは２０ ｐｐｍ以下である。これに対して、従来
の電子ビーム溶解精錬方法によっては、精錬後の酸素含
有量は、通常約８０ ｐｐｍである。
精錬用容器内における溶融金属の滞留時間を長くすれば
、酸素含有量を３０ ｐｐｍ以下に低減することが可能
である。しかしながら、滞留時間を長くすると、鋼中の
クロム等の有価金属が例えばＣｒ ！Ｏ８となって逸出
する量が著しく増大する。従って、上述のように、酸素
含有量を３０ ｐｐｍ以下に低減するまで、精錬用容器
内に長時間溶融金属を滞留させることは、事実上不可能
である。
、酸素含有量を３０ ｐｐｍ以下に低減することが可能
である。しかしながら、滞留時間を長くすると、鋼中の
クロム等の有価金属が例えばＣｒ ！Ｏ８となって逸出
する量が著しく増大する。従って、上述のように、酸素
含有量を３０ ｐｐｍ以下に低減するまで、精錬用容器
内に長時間溶融金属を滞留させることは、事実上不可能
である。
従って、この発明の目的は、酸素含有量が３０’ｐ’ｐ
ｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しない高級品質の
ステンレス鋼を、クロムのような有価金属の逸出量が少
なく経済的に製造するための、電子ビーム溶解精錬方法
を提供することにある。
ｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しない高級品質の
ステンレス鋼を、クロムのような有価金属の逸出量が少
なく経済的に製造するための、電子ビーム溶解精錬方法
を提供することにある。
本発明者等は、上述した問題を解決し、酸素含有量が３
０ ｐｐｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しない高
級品質のステンレス鋼を、クロムのよ究を重ねた。
０ ｐｐｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しない高
級品質のステンレス鋼を、クロムのよ究を重ねた。
その結果、被精錬金属材料の炭素含有量が３０ｐｐｍ以
上の場合には、精錬用容器内においてＣＯ脱酸反応が支
配的に生じ、一方、被精錬金属材料の炭素含有量が３０
ｐｐｍ未満の場合には、Ｃｒ２Ｏ３介在物の浮上分離
が支配的に生ずることを知見した。
上の場合には、精錬用容器内においてＣＯ脱酸反応が支
配的に生じ、一方、被精錬金属材料の炭素含有量が３０
ｐｐｍ未満の場合には、Ｃｒ２Ｏ３介在物の浮上分離
が支配的に生ずることを知見した。
この発明は、上述の知見に基づいてなされたものであっ
て、電子ビーム溶解精錬方法によって、ステンレス鋼か
らなる被精錬金属材料を溶製するに当り、被精錬金属材
料として、酸素含有量が３０−２００ ｐｐｍ 、炭素
含有量が１０〜６００ ｐｐｍ。
て、電子ビーム溶解精錬方法によって、ステンレス鋼か
らなる被精錬金属材料を溶製するに当り、被精錬金属材
料として、酸素含有量が３０−２００ ｐｐｍ 、炭素
含有量が１０〜６００ ｐｐｍ。
そして、アルミニウム含有量がｏ、 Ｏｌ ｗｔ、１以
下のステンレス鋼を使用し、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、３０〜６００ｐｐ
ｍの場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞留
時間を、脱炭速度によって定まるＣＯ反応所要時間以上
より、前記溶融金属からの有価金属の許容し得る蒸発量
が生ずる時間以下までの範囲内となし、そして、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、１０〜３０ｐｐｍ
未満の場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞
留時間を、前記溶融金属中から介在物が浮上分離するに
要する時間以上より、前記溶融金属からの有価金属の許
容し得る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となすこ
とに特徴を有するものである。。
下のステンレス鋼を使用し、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、３０〜６００ｐｐ
ｍの場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞留
時間を、脱炭速度によって定まるＣＯ反応所要時間以上
より、前記溶融金属からの有価金属の許容し得る蒸発量
が生ずる時間以下までの範囲内となし、そして、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、１０〜３０ｐｐｍ
未満の場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞
留時間を、前記溶融金属中から介在物が浮上分離するに
要する時間以上より、前記溶融金属からの有価金属の許
容し得る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となすこ
とに特徴を有するものである。。
この発明において、被精錬金属材料としてのステンレス
鋼の成分組成を、上述のように限定した理由について、
以下に述べる。
鋼の成分組成を、上述のように限定した理由について、
以下に述べる。
被精錬金属材料の酸素含有量を３０ｐｐｍ未満にするこ
とは、実操業上困難である。一方、酸素含有量が２００
ｐｐｍを超えると、精錬用容器内において酸素含有量
を３０ ｐｐｍ以下にまで精錬するために長時間を必要
とする結果、クロムの逸出が多量になシ、経済上問題が
生ずる。従って、被精錬金属材料の酸素含有量は、３０
から２００ ｐｐｍの範囲内とすべきである。
とは、実操業上困難である。一方、酸素含有量が２００
ｐｐｍを超えると、精錬用容器内において酸素含有量
を３０ ｐｐｍ以下にまで精錬するために長時間を必要
とする結果、クロムの逸出が多量になシ、経済上問題が
生ずる。従って、被精錬金属材料の酸素含有量は、３０
から２００ ｐｐｍの範囲内とすべきである。
被精錬金属材料の炭素含有量をｌ Ｏｐｐｍ未満にする
ことは、実操業上困難である。一方、炭素含有量が６０
０ ｐｐｍを超えると、製品の炭素含有量が、ステンレ
ス鋼としての規格を外れる。従って、被精錬金属材料の
炭素含有量は、１０から６００ｐｐｍの範囲内とすべき
である。
ことは、実操業上困難である。一方、炭素含有量が６０
０ ｐｐｍを超えると、製品の炭素含有量が、ステンレ
ス鋼としての規格を外れる。従って、被精錬金属材料の
炭素含有量は、１０から６００ｐｐｍの範囲内とすべき
である。
被精錬金員材料のアルミニウム含有量が０．０１ｗｔ、
チを超えると、製品中ＫＡｊ、０．介在物が残シ、品質
が劣化する。従って、被精錬金属材料のアルミニウム含
有量は、０．０１ ｗｔ、ｓ以下とすべきである。
チを超えると、製品中ＫＡｊ、０．介在物が残シ、品質
が劣化する。従って、被精錬金属材料のアルミニウム含
有量は、０．０１ ｗｔ、ｓ以下とすべきである。
この発明において、精錬用容器内における溶融金属の滞
留時間を、被精錬金属材料の炭素含有量が３０〜６Ｑｏ
ｐｐｍの場合と、１０〜３０ｐｐｍ未満の場合とで区分
し、前者の場合には、脱炭速度によって定まるＣｏ反応
所要時間以上より、溶融金員からの有価金属の許容し得
る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となし、一方、
後者の場合には、溶融金属中から介在物が浮上分離する
に要する時間以上より、溶融金属中からの有価金属の許
容し得る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となし７
を基準として区分したことは、本発明者等による多くの
試験研究の結果、炭素含有量が３０１）ｐｍ以上の場合
には、精錬用容器内においてＣｏ脱酸反応が支配的に生
じ、一方、炭素含有量が３０ ｐｐｍ未満の場合には、
Ｃｒ２Ｏ，介在物の浮上分離が支配的に生ずることがわ
かったからである。なお、上述の溶融金属中から蒸発す
る有価金属は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ等である。
留時間を、被精錬金属材料の炭素含有量が３０〜６Ｑｏ
ｐｐｍの場合と、１０〜３０ｐｐｍ未満の場合とで区分
し、前者の場合には、脱炭速度によって定まるＣｏ反応
所要時間以上より、溶融金員からの有価金属の許容し得
る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となし、一方、
後者の場合には、溶融金属中から介在物が浮上分離する
に要する時間以上より、溶融金属中からの有価金属の許
容し得る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となし７
を基準として区分したことは、本発明者等による多くの
試験研究の結果、炭素含有量が３０１）ｐｍ以上の場合
には、精錬用容器内においてＣｏ脱酸反応が支配的に生
じ、一方、炭素含有量が３０ ｐｐｍ未満の場合には、
Ｃｒ２Ｏ，介在物の浮上分離が支配的に生ずることがわ
かったからである。なお、上述の溶融金属中から蒸発す
る有価金属は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ等である。
被精錬金属材料の炭素含有量が３０〜６００１）ＤＩの
場合の、脱炭速度によって定まるＣｏ反応所要時間は、
次の反応式α）に基づく（１）式によって算出す但し１
．ｔｅ：Ｃｏ反応所要時間（Ｍ）Ｃ０：被精錬金属材料
の炭素含有量（ｐｃａ）Ｃｆ：精錬後の溶融金属の目標
炭素含有量（ｐｐｍ） Ｋｃ：定数 上記定数式は、被精錬金属材料の成分組成および溶解速
度、精錬用容器内における溶融金属の容積および温度等
の操業条件によって定まる定数でらシ、その−例は、０
．０４６２間″″１〜ｏ、ｏ Ｏ５ａ ｍｍ−”である
。
場合の、脱炭速度によって定まるＣｏ反応所要時間は、
次の反応式α）に基づく（１）式によって算出す但し１
．ｔｅ：Ｃｏ反応所要時間（Ｍ）Ｃ０：被精錬金属材料
の炭素含有量（ｐｃａ）Ｃｆ：精錬後の溶融金属の目標
炭素含有量（ｐｐｍ） Ｋｃ：定数 上記定数式は、被精錬金属材料の成分組成および溶解速
度、精錬用容器内における溶融金属の容積および温度等
の操業条件によって定まる定数でらシ、その−例は、０
．０４６２間″″１〜ｏ、ｏ Ｏ５ａ ｍｍ−”である
。
溶酸金属中からの有価金属の許容し・得°る蒸発量が生
ずる時間は、Ｌａｎｆｍｕｉｒ の式に基づく次の（
２）式によって算出する。
ずる時間は、Ｌａｎｆｍｕｉｒ の式に基づく次の（
２）式によって算出する。
但し、ｐｘ：有価金属の密度（ｍｏＪ！７／ｃｔｄ ）
Ｍｘ：有価金属の原子量（ｙ／ｍｏｔ）Ｒ：定数（８，
３１Ｘ １０ ｅｒｒ ／に、ｍ０ｔ）Ｔ：溶融金属の
温度（Ｋ） γＸ：有価金属の活量係数 Ｐ″ｌＣ：有価金属の蒸気圧（ｄＰ／ｃ７１１．）Ｈ：
精錬用容器内における溶融金属の 深さ（ロ） ［、Ｘ）。：被精錬金属材料の有価金属の含有量（ｗｔ
、％） （Ｘ）ｆ ：精錬後の溶融金属の目標有価金属含有量（
ｗｔ、％） １８：精錬用容器内の溶融金属中の有価金属の含有量が
、ＣＸ）。から〔ｘ′ｌｌｆに減少するに要する時間（
―） なお、Ｃｒ 、 Ｍｎ 、 Ｃｕ等の有価金属に関して
、上記式が適用し得ることは、試験によって確認されて
被精錬金属材料の炭素含有量が、１０〜３０’ｐｐｍ未
満の場合の、溶融金属中から介在物が浮上分離するに要
する時間は、次の反応式（３′）に基づく（３）式によ
って算出する。
Ｍｘ：有価金属の原子量（ｙ／ｍｏｔ）Ｒ：定数（８，
３１Ｘ １０ ｅｒｒ ／に、ｍ０ｔ）Ｔ：溶融金属の
温度（Ｋ） γＸ：有価金属の活量係数 Ｐ″ｌＣ：有価金属の蒸気圧（ｄＰ／ｃ７１１．）Ｈ：
精錬用容器内における溶融金属の 深さ（ロ） ［、Ｘ）。：被精錬金属材料の有価金属の含有量（ｗｔ
、％） （Ｘ）ｆ ：精錬後の溶融金属の目標有価金属含有量（
ｗｔ、％） １８：精錬用容器内の溶融金属中の有価金属の含有量が
、ＣＸ）。から〔ｘ′ｌｌｆに減少するに要する時間（
―） なお、Ｃｒ 、 Ｍｎ 、 Ｃｕ等の有価金属に関して
、上記式が適用し得ることは、試験によって確認されて
被精錬金属材料の炭素含有量が、１０〜３０’ｐｐｍ未
満の場合の、溶融金属中から介在物が浮上分離するに要
する時間は、次の反応式（３′）に基づく（３）式によ
って算出する。
ユ＝ ｅｘｐ（−Ｋｙ’ｙ ） ・・・・・・ （３
′）第２表に示す成分組成の、直径１２０１ｔ、長さ１
．５ｍのステンレス鋼からなる丸棒鋼を、被精錬金属材
料として使用した。
′）第２表に示す成分組成の、直径１２０１ｔ、長さ１
．５ｍのステンレス鋼からなる丸棒鋼を、被精錬金属材
料として使用した。
第 ２
表
（ｉｔ、チ）
但し、ｉ？：介在物が浮上分離するに要する時間（ｍ）
０゜：被精錬金属材料の酸素含有量（ｐｐｍ）Ｏｆ：精
錬後の溶融金属の目標酸素含有量（ｐｐｍ） ＫＦ：定数 上記定数に２は、被精錬金属材料の成分組成および溶解
速度、精錬用容器内における溶融金属の容積および温度
等の操業条件によって定まる定数であり、その−例は、
０．１７７闇 である。
錬後の溶融金属の目標酸素含有量（ｐｐｍ） ＫＦ：定数 上記定数に２は、被精錬金属材料の成分組成および溶解
速度、精錬用容器内における溶融金属の容積および温度
等の操業条件によって定まる定数であり、その−例は、
０．１７７闇 である。
次に、この発明を、実施例によシ更に詳細に説明する。
〔実施例１〕
上述の被精錬金属材料を、第１図に示す電子ビーム溶解
精錬方法により、下記の条件で精錬し、直径２００ｍの
鋳片に鋳造した。
精錬方法により、下記の条件で精錬し、直径２００ｍの
鋳片に鋳造した。
精錬用容器 ：鋼製、水冷
長さ４ Ｏｃｍ Ｘ幅１５ｃ！ｎＸ深さ５儒
真空室の真空度： １０ Ｔｏｒｒ
電子銃の出力 ：１６０ＫＷ（２基合計）材料の溶解速
度： １００〜ｌ ３０ｋｙ／Ｈｒ精錬用容器内での溶
融金属の滞留時間を、前述の（１）式および（２）式に
基づき、次のようにして定めた。先ず（１１式において
、 ＣＯＣ被精錬金属材料の炭素含有量）：２２０ｐｐｍＣ
ｆ（精錬後の溶融金属の目標炭素含有量）＝２００ ｐ
ｐｍＫ。（定数）：０，０１４ｍ とすると、ｉ。即ちＣＯ反応所要時間は、７分となる。
度： １００〜ｌ ３０ｋｙ／Ｈｒ精錬用容器内での溶
融金属の滞留時間を、前述の（１）式および（２）式に
基づき、次のようにして定めた。先ず（１１式において
、 ＣＯＣ被精錬金属材料の炭素含有量）：２２０ｐｐｍＣ
ｆ（精錬後の溶融金属の目標炭素含有量）＝２００ ｐ
ｐｍＫ。（定数）：０，０１４ｍ とすると、ｉ。即ちＣＯ反応所要時間は、７分となる。
次に、（２）式において
ρＸ（有価金属の密度） ： Ｏ，ｌ ６３ ｍｏｔ／
ｃｍ３Ｍｘ（有価金属の原子量）：５ｚｆ／ｍｏｔＲ
（定数） ： Ｂ、 ３ ＬＸ １０ ｅ
ｒｆ’／に、ｍｏｌＴ（溶融金属の温度） ：１５２
０℃γＸ（有価金属の活量係数）＝γ。ｒ：０．９４Ｐ
′ｘ（有価金属の蒸気圧）”ＰＣｒ″： ７７．２ ｄ
ｙａ／ｄＰｃｒ’ ＝１．３３ Ｘ ｌ ｏ（−２０６
８０１／″−１，３１１Ｏｆ Ｔ＋２７．５ ）Ｈ（溶
融金属の深さ）：３ｃｒ＋＋ 〔Ｘ）Ｊ有価金属の含有量） ＝ Ｉ：Ｃｒ：］ｏ：
１６−１ ｖ９−ｔ−％〔Ｘ）、（有価金属の目標含有
量） ＝（Ｃｒ）ｆ：１５．７ ｗｔ、 ％とすると、
へ即ち精錬用容器内の溶融金属中の有価金属の含有量が
〔ｘ〕。から〔ｘ）ｆに減少するに要する時間は、２０
分となる。
ｃｍ３Ｍｘ（有価金属の原子量）：５ｚｆ／ｍｏｔＲ
（定数） ： Ｂ、 ３ ＬＸ １０ ｅ
ｒｆ’／に、ｍｏｌＴ（溶融金属の温度） ：１５２
０℃γＸ（有価金属の活量係数）＝γ。ｒ：０．９４Ｐ
′ｘ（有価金属の蒸気圧）”ＰＣｒ″： ７７．２ ｄ
ｙａ／ｄＰｃｒ’ ＝１．３３ Ｘ ｌ ｏ（−２０６
８０１／″−１，３１１Ｏｆ Ｔ＋２７．５ ）Ｈ（溶
融金属の深さ）：３ｃｒ＋＋ 〔Ｘ）Ｊ有価金属の含有量） ＝ Ｉ：Ｃｒ：］ｏ：
１６−１ ｖ９−ｔ−％〔Ｘ）、（有価金属の目標含有
量） ＝（Ｃｒ）ｆ：１５．７ ｗｔ、 ％とすると、
へ即ち精錬用容器内の溶融金属中の有価金属の含有量が
〔ｘ〕。から〔ｘ）ｆに減少するに要する時間は、２０
分となる。
そこで、精錬用容器内での溶融金属の滞留時間を、７分
以上、２０分以下の範囲内の１０分と定めた。なお、上
述の滞留時間は、被精錬金属材料の溶解速度によって制
御した。
以上、２０分以下の範囲内の１０分と定めた。なお、上
述の滞留時間は、被精錬金属材料の溶解速度によって制
御した。
この結果、第３表に示す成分組成のステンレス鋼を得る
ことができた。
ことができた。
第 ３ 表 （ｗｔ、％）〔実施例２
〕 成分組成が第４表に示す通シであるほかは、実施例１と
同じ被精錬金属材料を、実施例１と同じ条件で精錬した
。
〕 成分組成が第４表に示す通シであるほかは、実施例１と
同じ被精錬金属材料を、実施例１と同じ条件で精錬した
。
τ（溶融金属の温度） ：１５６０℃γ工（有価金属
の活量係数）＝γ。ｒ：０．９４ｐ’ｘ（有価金属の蒸
気圧） ＝”Ｃｒ”二１３４ｊｙｎ／ｉＨ（溶融金属の
深さ）：３ｃｒ１１ 精錬用容器内での溶融金属の滞留時間を、前述の（３）
式および（２）式に基づき、次のようにして定めｏｆ（
精錬後の溶融金属の目標酸素含有量）：１２ｐｐｍＫｙ
（定数）：Ｏ，１９１＋０１！ とすると、１２即ち介在物が浮上分離するに要する時間
は、１２分となる。
の活量係数）＝γ。ｒ：０．９４ｐ’ｘ（有価金属の蒸
気圧） ＝”Ｃｒ”二１３４ｊｙｎ／ｉＨ（溶融金属の
深さ）：３ｃｒ１１ 精錬用容器内での溶融金属の滞留時間を、前述の（３）
式および（２）式に基づき、次のようにして定めｏｆ（
精錬後の溶融金属の目標酸素含有量）：１２ｐｐｍＫｙ
（定数）：Ｏ，１９１＋０１！ とすると、１２即ち介在物が浮上分離するに要する時間
は、１２分となる。
次に、（２１式において、
ρＸ（有価金属の密度） ： ０．１６３ ｍｏｔ／ｃ
！ｎ３４（有価金属の原子量） ： ５２ ｒ／ｍｏ！
Ｒ（定数） ： ８．３１Ｘ １０ ｅｒ
ｔ／に、ｍｏｔ価金属の含有量が（Ｘ）。から〔ｘ′ｌ
ｆに減少するに要する時間は、２５分となる。
！ｎ３４（有価金属の原子量） ： ５２ ｒ／ｍｏ！
Ｒ（定数） ： ８．３１Ｘ １０ ｅｒ
ｔ／に、ｍｏｔ価金属の含有量が（Ｘ）。から〔ｘ′ｌ
ｆに減少するに要する時間は、２５分となる。
そこで、精錬用容器内での溶融金属の滞留時間を、１２
分以上、２５分以下の節囲内の１５分と定めた。なお、
上述の滞留時間は、被精錬金属材料の溶解速度によって
制御した。
分以上、２５分以下の節囲内の１５分と定めた。なお、
上述の滞留時間は、被精錬金属材料の溶解速度によって
制御した。
この結果、第５表に示す成分組成のステンレス鋼を得る
ことができた。
ことができた。
第 ５ 表
（ｐｐｎ）
１・・・真空室。
３・・・精錬用容器。
５、ε・・・電子銃。
８・・・溶融金属。
２・・・被精錬金属材料。
４・・・モールド。
７・・・せき板。
第２表と第３表、および、１４表と第５表とを対比すれ
ば明らかなように、この発明の方法によれば、酸素含有
量が３０ｐｐｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しな
い高級品質のステンレス鋼を、クロムのような有価金属
の逸出量が少なく、経済的に製造することができる工業
上有用な効果がもたらされる。
ば明らかなように、この発明の方法によれば、酸素含有
量が３０ｐｐｍ以下で、アルミニウムを殆んど含有しな
い高級品質のステンレス鋼を、クロムのような有価金属
の逸出量が少なく、経済的に製造することができる工業
上有用な効果がもたらされる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空室内に、その一端に被精錬金属材料が水平移動
可能に位置する、上端が開放された水平な精錬用容器と
、前記精錬用容器の他端に位置する垂直なモールドと、
そして、前記精鋼用容器および前記モールドの上方に、
前記精錬用容器および前記モールドの各々に向けて位置
する電子銃とを設け、 前記被精錬金属材料の前記精錬用容器の一端に位置する
部分を、前記電子銃からの電子ビームで溶解し、そして
、その溶融金属を前記精錬用容器内に供給し、このよう
にして前記精錬用容器内に供給された前記溶融金属を、
前記精錬用容器内において所定時間滞留させ、この間に
、前記電子銃からの電子ビームによって加熱しそして精
錬し、このようにして精錬された溶融金属を、前記精錬
用容器の他端から前記モールド内に供給して鋳造するこ
とからなる電子ビーム溶解精錬方法において、 前記被精錬金属材料として、酸素含有量が３０〜２００
ｐｐｍ、炭素含有量が１０〜６００ｐｐｍ、そしてアル
ミニウム含有量が０．０１ｗｔ．％以下のステンレス鋼
を使用し、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、３０〜６００ｐｐ
ｍの場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞留
時間を、脱炭速度によつて定まるＣＯ反応所要時間以上
より、前記溶融金属中からの有価金属の許容し得る蒸発
量が生ずる時間以下までの範囲内となし、そして、 前記被精錬金属材料の炭素含有量が、１０〜３０ｐｐｍ
未満の場合は、前記精錬用容器内での前記溶融金属の滞
留時間を、前記溶融金属中から介在物が浮上分離するに
要する時間以上より、前記溶融金属中からの有価金属の
許容し得る蒸発量が生ずる時間以下までの範囲内となす
ことを特徴とする、電子ビーム溶解精錬方法。 ２ 前記脱炭速度によつて定まるＣＯ反応所要時間を、
下記（１）式によつて算出し、そして、前記溶融金属中
からの有価金属の許容し得る蒸発量が生ずる時間を、下
記（２）式によつて算出し、そして、前記溶融金属中か
ら介在物が浮上分離するに要する時間を、下記（３）式
によつて算出する、請求項１記載の、電子ビーム溶解精
錬方法。 ｔ＿ｃ＝（１／Ｋ＿ｃ）ｌ＿ｎ（Ｃ＿ｏ／Ｃ＿ｆ）・・
・・・・（１） 但し、ｔ＿ｃ：ＣＯ反応所要時間（ｍｍ） Ｃ＿ｏ：被精錬金属材料の炭素含有量（ｐｐｍ） Ｃ＿ｆ：精錬後の溶融金属の目標炭素含有量（ｐｐｍ） Ｋ＿ｃ：定数 ｔ＿Ｅ＝［ρ＿ｘＨ√（２πＭ＿ｘＲＴ）／６０γ＿ｘ
Ｐ゜＿ｘ］ｌ＿ｎ（〔Ｘ〕＿ｏ／〔Ｘ〕＿ｆ）・・・・
・・（２） 但し、ρ＿ｘ：有価金属の密度（ｍｏｌ／ｃｍ＾３） Ｍ＿ｘ：有価金属の原子量（ｇ／ｍｏｌ） Ｒ：定数（８．３１×１０＾７ｅｒｇ／ｋ．ｍｏｌ） Ｔ：溶融金属の温度（Ｋ） γ＿ｘ：有価金属の活量係数 Ｐ゜＿ｘ：有価金属の蒸気圧（ｄｙｎ／ｃｍ＾２） Ｈ：精錬用容器内における溶融金属の深さ（ｃｍ） 〔Ｘ〕＿ｏ：被精錬金属材料の有価金属の含有量（ｗｔ
．％） 〔Ｘ〕＿ｆ：精錬後の溶融金属の目標有価金属含有量（
ｗｔ．％） ｔ＿Ｅ：精錬用容器内の溶融金属中の有価 金属の含有量が、〔Ｘ〕＿ｏから〔Ｘ〕＿ｆに減少する
に要する時間（ｍｍ） ｔ＿Ｆ＝（１／Ｋ＿Ｆ）ｌ＿ｎ（Ｏ＿ｏ／Ｏ＿ｆ）・・
・・・・・・・（３） 但し、ｔ＿Ｆ：介在物が浮上分離するに要する時間（ｍ
ｍ） Ｏ＿ｏ：被精錬金属材料の酸素含有量（ｐｐｍ） Ｏ＿ｆ：精錬後の溶融金属の目標酸素含有量（ｐｐｍ） Ｋ＿Ｆ：定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082389A JPH02228415A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 電子ビーム溶解精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082389A JPH02228415A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 電子ビーム溶解精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228415A true JPH02228415A (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=12869488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082389A Pending JPH02228415A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 電子ビーム溶解精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02228415A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428843A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼極細線用素材の製造方法 |
| EP2455501A4 (en) * | 2009-07-15 | 2016-11-30 | Kobe Steel Ltd | METHOD FOR THE PRODUCTION OF ALLOY BLOCKS |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP5082389A patent/JPH02228415A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428843A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Nippon Steel Corp | ステンレス鋼極細線用素材の製造方法 |
| EP2455501A4 (en) * | 2009-07-15 | 2016-11-30 | Kobe Steel Ltd | METHOD FOR THE PRODUCTION OF ALLOY BLOCKS |
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