JPH11132664A - 低温炉床精錬用の凝縮物保持装置 - Google Patents
低温炉床精錬用の凝縮物保持装置Info
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- JPH11132664A JPH11132664A JP24809498A JP24809498A JPH11132664A JP H11132664 A JPH11132664 A JP H11132664A JP 24809498 A JP24809498 A JP 24809498A JP 24809498 A JP24809498 A JP 24809498A JP H11132664 A JPH11132664 A JP H11132664A
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/22—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
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- C22B34/1295—Refining, melting, remelting, working up of titanium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/02—Crowns; Roofs
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-
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- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温炉床精錬用の凝縮物保持装置において、
追加の加工を必要とせずに、収量損失を改善する。 【解決手段】 凹面水冷表面(22)を有する部材(26)が炉
床(12)上に配置されて、炉床内で処理される合金の蒸発
成分の凝縮物を採集する。水冷表面に最小された凝縮物
は、脆くなく、壊れて、炉床(12)中に落下する傾向が少
ない。
追加の加工を必要とせずに、収量損失を改善する。 【解決手段】 凹面水冷表面(22)を有する部材(26)が炉
床(12)上に配置されて、炉床内で処理される合金の蒸発
成分の凝縮物を採集する。水冷表面に最小された凝縮物
は、脆くなく、壊れて、炉床(12)中に落下する傾向が少
ない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合金の低温炉床精
錬中に発生した金属蒸気の凝縮物を採集し、保持する装
置に関するものである。
錬中に発生した金属蒸気の凝縮物を採集し、保持する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】合金の電子ビーム低温炉床精錬におい
て、電子ビームガンのようなエネルギー源により、エネ
ルギーを、水冷炉床内に含まれる精錬すべき合金に向け
ている。そのような合金の典型的な精錬装置が、例え
ば、米国特許第5,171,357号および同第5,222,547号に記
載されている。多くの場合、例えば、様々なチタン合金
のような、精錬される合金は、その合金中に他の元素よ
りも高い蒸気圧および／または低い融点を有し、したが
って、他の元素よりも優先的に蒸発する元素を含有す
る。精錬工程中に蒸発する金属は典型的に、例えば、米
国特許第3,690,635号に記載されているような、凝縮物
スクリーン上に採集される。合金成分の蒸気圧および融
点の差のために、凝縮物は通常、精錬される合金とは異
なる組成を有しており、精錬後に所望の合金組成を提供
するために、通常、供給材料において、凝縮物に対する
成分の損失を考慮に入れている。
て、電子ビームガンのようなエネルギー源により、エネ
ルギーを、水冷炉床内に含まれる精錬すべき合金に向け
ている。そのような合金の典型的な精錬装置が、例え
ば、米国特許第5,171,357号および同第5,222,547号に記
載されている。多くの場合、例えば、様々なチタン合金
のような、精錬される合金は、その合金中に他の元素よ
りも高い蒸気圧および／または低い融点を有し、したが
って、他の元素よりも優先的に蒸発する元素を含有す
る。精錬工程中に蒸発する金属は典型的に、例えば、米
国特許第3,690,635号に記載されているような、凝縮物
スクリーン上に採集される。合金成分の蒸気圧および融
点の差のために、凝縮物は通常、精錬される合金とは異
なる組成を有しており、精錬後に所望の合金組成を提供
するために、通常、供給材料において、凝縮物に対する
成分の損失を考慮に入れている。
【０００３】しかしながら、スクリーン上または低温炉
床炉の内面に付着する凝縮物はしばしば、精錬工程が完
了するまで確実に保持されるように適切には付着せず、
不確定の割合の凝縮物が炉床内の材料中に落下してもど
り、それによって、精錬された生成物の組成が予期でき
ぬ様式で影響を受けるかもしれない。ある場合には、例
えば、米国特許第5,222,547号のように、精錬工程中に
採集した凝縮物の全てを炉床内の材料に戻す試みにおい
て、凝縮物がその上に採集される凝縮物スクリーンを振
動させている。そのような振動スクリーン装置は、複雑
であり、振動分離装置を必要としている。精錬された合
金の組成における変動性にはしばしば、化学的均一性必
要条件を満たすために、凝縮物に対する成分の損失のた
めに生じる真空アーク再溶解段階が必要である。元の精
錬中の凝縮物変動が十分に厳しい場合には、合金は、真
空アーク再溶融後でさえも仕様を満たさないかもしれ
ず、このため、収量損失が著しく、追加の加工費用が発
生し、出荷が遅くなってしまうこともある。
床炉の内面に付着する凝縮物はしばしば、精錬工程が完
了するまで確実に保持されるように適切には付着せず、
不確定の割合の凝縮物が炉床内の材料中に落下してもど
り、それによって、精錬された生成物の組成が予期でき
ぬ様式で影響を受けるかもしれない。ある場合には、例
えば、米国特許第5,222,547号のように、精錬工程中に
採集した凝縮物の全てを炉床内の材料に戻す試みにおい
て、凝縮物がその上に採集される凝縮物スクリーンを振
動させている。そのような振動スクリーン装置は、複雑
であり、振動分離装置を必要としている。精錬された合
金の組成における変動性にはしばしば、化学的均一性必
要条件を満たすために、凝縮物に対する成分の損失のた
めに生じる真空アーク再溶解段階が必要である。元の精
錬中の凝縮物変動が十分に厳しい場合には、合金は、真
空アーク再溶融後でさえも仕様を満たさないかもしれ
ず、このため、収量損失が著しく、追加の加工費用が発
生し、出荷が遅くなってしまうこともある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、従来技術の欠点を克服した、低温炉床精錬用の
凝縮物保持装置を提供することにある。
目的は、従来技術の欠点を克服した、低温炉床精錬用の
凝縮物保持装置を提供することにある。
【０００５】本発明の別の目的は、精錬中に蒸発する合
金成分を、精錬された合金を汚染させずに、それによっ
て効果的に保持できる、低温炉床精錬用の凝縮物保持装
置を提供することにある。
金成分を、精錬された合金を汚染させずに、それによっ
て効果的に保持できる、低温炉床精錬用の凝縮物保持装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらと他の目
的は、低温炉床精錬炉内の炉床の上に水冷凝縮物保持表
面を提供して、脆くなく、壊れて、精製されている金属
中に落下する傾向の少ない形態で凝縮物を採集すること
によって達成される。好ましくは、炉の天井は、水で冷
却されており、天井で採集された凝縮物が、凝縮物をド
ーム型表面に対して保持することになる「フープ強度」
を有するようなドーム構造を有する。別の実施の形態に
おいて、炉の天井から離れた別の水冷部材が設けられて
いる。さらに、この水冷部材には、凝縮物の保持を向上
させるばち形保持溝が形成された表面を設けてもよい。
的は、低温炉床精錬炉内の炉床の上に水冷凝縮物保持表
面を提供して、脆くなく、壊れて、精製されている金属
中に落下する傾向の少ない形態で凝縮物を採集すること
によって達成される。好ましくは、炉の天井は、水で冷
却されており、天井で採集された凝縮物が、凝縮物をド
ーム型表面に対して保持することになる「フープ強度」
を有するようなドーム構造を有する。別の実施の形態に
おいて、炉の天井から離れた別の水冷部材が設けられて
いる。さらに、この水冷部材には、凝縮物の保持を向上
させるばち形保持溝が形成された表面を設けてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に示した本発明の典型的な実
施の形態において、低温炉床精錬炉10は、精錬すべき合
金を含有し、水のような冷却液の内部循環により通常の
方法で冷却される従来の低温炉床12を備えている。精錬
すべき合金に、エネルギーのビーム15をそれによって炉
床内の合金材料に選択的に向けることのできる電子ビー
ムガン14のような一つ以上のエネルギー源からエネルギ
ーが供給される。精錬後、溶融した合金は、炉床からト
ラフ16を通って、溶融金属がその内部で固化されて続い
ての再溶解用のインゴットまたは電極を形成する従来の
水冷直立金型18まで搬送される。
施の形態において、低温炉床精錬炉10は、精錬すべき合
金を含有し、水のような冷却液の内部循環により通常の
方法で冷却される従来の低温炉床12を備えている。精錬
すべき合金に、エネルギーのビーム15をそれによって炉
床内の合金材料に選択的に向けることのできる電子ビー
ムガン14のような一つ以上のエネルギー源からエネルギ
ーが供給される。精錬後、溶融した合金は、炉床からト
ラフ16を通って、溶融金属がその内部で固化されて続い
ての再溶解用のインゴットまたは電極を形成する従来の
水冷直立金型18まで搬送される。
【０００８】精錬工程中、精錬される合金の様々な成分
21が蒸発して、蓋26を有する真空容器24の内面22に向か
って上方に拡散する。ここで、その成分は、表面22上で
固体コーティング25に凝縮される。本発明により表面22
上に固化された凝縮物である固体コーティング25を効果
的に保持するために、蓋26には、水のような冷却液がそ
れを通って循環する導管またはジャケットのような内部
通路28が設けられている。このように、蒸発した合金成
分がその上で凝縮し、固化する低温表面を設けることに
より、凝縮物の固体コーティング25は、冷却されていな
い表面上に付着した凝縮物のものとは異なる形態学を有
している。この形態学における差は、雪（従来の凝縮物
スクリーンおよび非冷却表面上の凝縮物に対応する）お
よび氷（水冷表面22上の凝縮物25に対応する）の間の差
といくぶん似ている。形態学のこの差の結果として、凝
縮物の固体コーティング25は、壊れにくく、割れて、炉
床内の液体金属中に落下する傾向が少ない。
21が蒸発して、蓋26を有する真空容器24の内面22に向か
って上方に拡散する。ここで、その成分は、表面22上で
固体コーティング25に凝縮される。本発明により表面22
上に固化された凝縮物である固体コーティング25を効果
的に保持するために、蓋26には、水のような冷却液がそ
れを通って循環する導管またはジャケットのような内部
通路28が設けられている。このように、蒸発した合金成
分がその上で凝縮し、固化する低温表面を設けることに
より、凝縮物の固体コーティング25は、冷却されていな
い表面上に付着した凝縮物のものとは異なる形態学を有
している。この形態学における差は、雪（従来の凝縮物
スクリーンおよび非冷却表面上の凝縮物に対応する）お
よび氷（水冷表面22上の凝縮物25に対応する）の間の差
といくぶん似ている。形態学のこの差の結果として、凝
縮物の固体コーティング25は、壊れにくく、割れて、炉
床内の液体金属中に落下する傾向が少ない。
【０００９】図１に示した実施の形態において、炉の蓋
26はドーム形状を有し、炉床に面する凹内面を設けてい
る。これにより、凝縮物コーティングを自己支持性に
し、その表面上の凝縮物の部分が分かれて炉床中に落下
する傾向を減少させる「フープ」効果が達成される。
26はドーム形状を有し、炉床に面する凹内面を設けてい
る。これにより、凝縮物コーティングを自己支持性に
し、その表面上の凝縮物の部分が分かれて炉床中に落下
する傾向を減少させる「フープ」効果が達成される。
【００１０】さらに、通路28を通って循環された冷却液
により保持された表面22の温度が比較的一定であること
によって、表面には熱サイクルがなくなり、さらに、凝
縮物がその表面から離れる傾向が減少する。
により保持された表面22の温度が比較的一定であること
によって、表面には熱サイクルがなくなり、さらに、凝
縮物がその表面から離れる傾向が減少する。
【００１１】図２に断片的に示されている本発明の別の
実施の形態において、ドーム形カバー26のドーム形挿入
部材32には、内面34上への凝縮物37の層の保持を向上さ
せるように、ばち形溝36が形成された内面34が設けられ
ている。挿入部材には、図１の蓋26と同様な方法で、水
冷通路38が設けられている。挿入部材32は好ましくは、
蓋26および炉床12の間に位置し、エネルギー源14から炉
床へのエネルギービーム15が通過するための開口部40を
有している。精錬操作の期間および精錬される特定の合
金に応じて、ばち形溝を有するまたは有さないドーム形
挿入部材32を用いてもよい。
実施の形態において、ドーム形カバー26のドーム形挿入
部材32には、内面34上への凝縮物37の層の保持を向上さ
せるように、ばち形溝36が形成された内面34が設けられ
ている。挿入部材には、図１の蓋26と同様な方法で、水
冷通路38が設けられている。挿入部材32は好ましくは、
蓋26および炉床12の間に位置し、エネルギー源14から炉
床へのエネルギービーム15が通過するための開口部40を
有している。精錬操作の期間および精錬される特定の合
金に応じて、ばち形溝を有するまたは有さないドーム形
挿入部材32を用いてもよい。
【００１２】所望であれば、図１に示した実施の形態の
ドーム形カバー26および容器24の側壁に、同様にばち形
保持溝を設けてもよい。
ドーム形カバー26および容器24の側壁に、同様にばち形
保持溝を設けてもよい。
【００１３】ここに、本発明を特定の実施の形態を参照
して記載してきたが、当業者には、多くの改変および変
更が容易に行われる。したがって、そのような変更およ
び改変の全てが本発明の意図する範囲に含まれる。
して記載してきたが、当業者には、多くの改変および変
更が容易に行われる。したがって、そのような変更およ
び改変の全てが本発明の意図する範囲に含まれる。
【図１】本発明による低温炉床精錬用の凝縮物保持装置
の一つの実施の形態を示す垂直断面図
の一つの実施の形態を示す垂直断面図
【図２】本発明による別の凝縮物保持装置を示す断片図
10 低温炉床精錬炉 12 低温炉床 14 電子ビームガン 15 ビーム 16 トラフ 18 水冷直立全型 22 表面 24 真空容器 25 固体コーティング 26 蓋 28，38 水冷通路 32 挿入部材 36 ばち形溝 40 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム エフ ブリントン アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17519 イースト アール メープル ス トリート 696 (72)発明者 レオナード エフ マクマレン アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 19543 モーガンタウン アールディー ナンバー２ ボックス 141
Claims (10)
- 【請求項１】 低温炉床精錬用の凝縮物保持装置であっ
て、 精錬炉床に上に配置された、冷却液通路を有し、前記炉
床からの蒸発した合金成分を受け入れる該炉床に面した
表面を有する部材を備えていることを特徴とする凝縮物
保持装置。 - 【請求項２】 前記部材がドーム形状を有し、前記炉床
に面する表面が該炉床に向かって凹面曲率を有すること
を特徴とする請求の範囲第１項記載の凝縮物保持装置。 - 【請求項３】 前記部材が、前記炉床を含有する容器の
蓋からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の凝
縮物保持装置。 - 【請求項４】 前記炉床に面する表面に、複数のばち形
保持溝が形成されていることを特徴とする請求の範囲第
１項記載の凝縮物保持装置。 - 【請求項５】 前記炉床を含有する容器を備え、前記冷
却液通路を有する部材が、該炉床と該容器の頂部との間
のハウジング内に配置されていることを特徴とする請求
の範囲第１項記載の凝縮物保持装置。 - 【請求項６】 冷温炉床精錬において凝縮物を保持する
方法であって、合金がエネルギービームの衝突により加
熱され、該合金の成分が蒸発される炉床の上に部材を配
置して、該部材を冷却液の循環により冷却して、前記炉
床に面する該部材の表面上に、蒸発した合金成分を凝縮
させ、固化させる各工程からなることを特徴とする方
法。 - 【請求項７】 前記炉床に面する部材の表面にばち形保
持溝を提供して、前記凝縮物の保持を促進させる工程を
含むことを特徴とする請求の範囲第６項記載の方法。 - 【請求項８】 前記部材を、前記炉床を含有する容器の
蓋として配置する工程を含むことを特徴とする請求の範
囲第６項記載の方法。 - 【請求項９】 前記部材を、前記炉床と、該炉床を含有
する容器の頂部との間に配置する工程を含むことを特徴
とする請求の範囲第６項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記炉床の上に凹面を有する部材を配
置する工程を含み、該凹面が該炉床に面していることを
特徴とする請求の範囲第６項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92320197A | 1997-09-04 | 1997-09-04 | |
| US923201 | 1997-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132664A true JPH11132664A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3076306B2 JP3076306B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=25448297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10248094A Expired - Fee Related JP3076306B2 (ja) | 1997-09-04 | 1998-09-02 | 低温炉床精錬用の凝縮物保持装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0900854B1 (ja) |
| JP (1) | JP3076306B2 (ja) |
| DE (1) | DE69800856T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008107008A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Toho Titanium Co Ltd | 金属溶製用溶解装置およびこれを用いた金属の溶製方法 |
| JP2009079790A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Toho Titanium Co Ltd | 金属の電子ビーム溶解炉および同炉を用いた金属の溶解方法 |
| US7757748B2 (en) | 2005-01-25 | 2010-07-20 | Toho Titanium Co., Ltd. | Apparatus for melting metal by electron beams and process for producing high-melting metal ingot using this apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1845325B1 (en) * | 2005-01-25 | 2010-08-11 | Toho Titanium Co., Ltd. | Apparatus for melting metal by electron beams and process for producing high-melting metal ingot using this apparatus |
| AT509787B1 (de) * | 2010-04-21 | 2012-09-15 | Inteco Special Melting Technologies Gmbh | Wassergekühlter deckel für ein feuerfest zugestelltes behandlungsgefäss für metallschmelzen |
| CN113249587B (zh) * | 2021-03-22 | 2022-10-18 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种用于eb炉熔炼钛合金的组合式冷凝罩 |
| CN113249586B (zh) * | 2021-03-22 | 2023-02-28 | 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 | 一种用于eb炉熔炼钛合金的双层式冷凝罩 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3690635A (en) * | 1969-05-16 | 1972-09-12 | Air Reduction | Condensate collection means |
| FR2254247A5 (en) * | 1973-12-05 | 1975-07-04 | Desmarquest & Cec | Spherical electrically heated laboratory furnace - for operation at high temps. under vacuum and under controlled atmospheres |
| DE3147337C2 (de) * | 1981-11-28 | 1985-03-14 | SIDEPAL S.A. Société Industrielle de Participations Luxembourgeoise, Luxemburg/Luxembourg | Wassergekühlte Haube für metallurgische Gefäße, insbesondere Gießpfannen |
| SE9504444D0 (sv) * | 1995-12-12 | 1995-12-12 | Essge Systemteknik Ab | Panel |
-
1998
- 1998-07-23 EP EP19980202473 patent/EP0900854B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-23 DE DE1998600856 patent/DE69800856T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-02 JP JP10248094A patent/JP3076306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7757748B2 (en) | 2005-01-25 | 2010-07-20 | Toho Titanium Co., Ltd. | Apparatus for melting metal by electron beams and process for producing high-melting metal ingot using this apparatus |
| JP2008107008A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Toho Titanium Co Ltd | 金属溶製用溶解装置およびこれを用いた金属の溶製方法 |
| JP2009079790A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Toho Titanium Co Ltd | 金属の電子ビーム溶解炉および同炉を用いた金属の溶解方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076306B2 (ja) | 2000-08-14 |
| DE69800856D1 (de) | 2001-07-05 |
| DE69800856T2 (de) | 2002-09-12 |
| EP0900854B1 (en) | 2001-05-30 |
| EP0900854A1 (en) | 1999-03-10 |
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