JPS58133338A - Method for melting titanium group metal or alloy thereof - Google Patents

Method for melting titanium group metal or alloy thereof

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JPS58133338A
JPS58133338A JP57014213A JP1421382A JPS58133338A JP S58133338 A JPS58133338 A JP S58133338A JP 57014213 A JP57014213 A JP 57014213A JP 1421382 A JP1421382 A JP 1421382A JP S58133338 A JPS58133338 A JP S58133338A
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JP
Japan
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melting
ingot
titanium
alloy
furnace
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JP57014213A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ichihashi
市橋 弘行
Ryuka Ikeda
池田 隆果
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a product ingot free from segregation and having a uniform composition, by melting a Ti-group metal under vacuum or an argon atmosphere in a dielectric heating furnace lined with a calcareous refractory material. CONSTITUTION:The inner surface of the furnace main body 16 of a dielectric heating furnace 15 used in melting a Ti-group metal or an alloy thereof is lined with a calcareous refractory material 18 such as calsis. A stock material as the Ti-group metal or the alloy thereof is charged into the furnace main body 16 from a stock material charging chamber 30 and, after an opening and closing door 27 is closed, a container 22 and the stock material charging chamber 30 are evacuated to form a vacuum atmosphere or, according to necessity, filled with an argon gas to form an argon atmosphere. In the next step, the stock material in the furnace main body 16 is subjected to dielectric heating in said atmosphere to be melted. By this method, the segregation of a product ingot is reduced and the uniformity of components in the ingot is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はチタン族金属またはその合金の溶解法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for melting titanium group metals or their alloys.

チタンまたはチタン合金等の溶解法の最も一般的な方法
としては、次の2つの手法が挙げられる。
The most common methods for melting titanium or titanium alloys include the following two methods.

1つは第1図に示す消耗電極式真空アーク炉を用いるも
のであり、他の1つは第2図の機構説明図に示す非消耗
電極式の溶解・填を用いる方法である。
One method uses a consumable electrode type vacuum arc furnace shown in FIG. 1, and the other method uses a non-consumable electrode type melting/filling method shown in FIG. 2, which is an explanatory diagram of the mechanism.

まず前者について説明すれば、予めスポンジチタン、チ
タンスクラップ、合金成分等からなる原料をブレスエ稈
(1)でプレスしてコンパクト(3)と称する圧着成型
物となし、この多数個を次の溶接工程(2)で溶接トー
チによりつなぎ合せて棒状の電極(5)をつくシ、これ
を用いて溶解を行う。すなわち、このようなコンパクト
を一次真空アーク炉(4)における電極(5)として用
い、該電極(5)と鋳型(7)中の溶湯(6)との間に
アークを発生させ、そのアーク熱により電極(5)を溶
解して鋳型(7)に鋳込んでインゴットとする。次いで
さらに、このインゴット内チ次真空アーク炉(8)にお
ける電極(9)として用いて、この電極(9)を同様に
アーク熱により溶解して鋳型00に鋳込んでインゴット
成品とするのである。
First, to explain the former, raw materials consisting of titanium sponge, titanium scrap, alloy components, etc. are pressed in advance with a breather culm (1) to form a crimped product called a compact (3), and a large number of these pieces are then welded in the next welding process. In step (2), they are connected using a welding torch to form a rod-shaped electrode (5), and this is used to perform melting. That is, such a compact is used as an electrode (5) in a primary vacuum arc furnace (4), an arc is generated between the electrode (5) and the molten metal (6) in the mold (7), and the arc heat is released. The electrode (5) is melted and cast into a mold (7) to form an ingot. Next, the electrode (9) is used as an electrode (9) in the ingot internal vacuum arc furnace (8), and the electrode (9) is similarly melted by arc heat and cast into the mold 00 to form an ingot product.

かかる方法では、溶解に先立ってコンパクト成型、電極
の組立て等の工程が必要であり、また原料ヲコンパクト
に成型する段階でコンパクトの強度を保つ関係からチタ
ンヌクラップの使用割合が制限される許りでなく、−次
溶解のみでは不純物の除去が不十分であるとともに、合
金成分がインゴット内で均一に分布しないために、少く
とも2回の溶解が必要であり、工程が煩雑となり手間が
かかる欠点がある。
This method requires processes such as compact molding and electrode assembly prior to melting, and the proportion of titanium nuclear wrap used is limited in order to maintain the strength of the compact at the stage of compacting the raw material. However, since the removal of impurities is not sufficient with only secondary melting, and the alloy components are not distributed uniformly within the ingot, melting is required at least twice, making the process complicated and time-consuming. There is.

非消耗電極式真空アーク炉を用いる後者は、いわば上記
欠点を改良した方法であり、原料として粒状または小片
状のスポンジチタン、チタンスクラップ、合金成分等を
用いて、第2図に示す如く、この原料を真空雰囲気中の
水冷銅るつぼ01)内に装入し、ここで非消耗電極(2
)との間にアークを発生せしめ、このアーク熱により前
記原料を溶解せしめて溶湯α葎を得、この溶湯Q3を適
宜鋳型041に鋳込んでインゴット成品となすものであ
る。
The latter method, which uses a non-consumable electrode type vacuum arc furnace, is a method that improves the above-mentioned drawbacks, and uses granular or small pieces of titanium sponge, titanium scrap, alloy components, etc. as raw materials, as shown in Figure 2. This raw material is charged into a water-cooled copper crucible (01) in a vacuum atmosphere, where it is placed in a non-consumable electrode (2).
), the raw material is melted by the arc heat to obtain a molten metal α, and this molten metal Q3 is appropriately cast into a mold 041 to form an ingot product.

この方法では、溶解に先立つコンパクト成型、電極の組
立等の工程が不要となるから、工程が簡素化されるとと
もに、チタンスクラツ1の使用割合の制限も解消される
。しかしながら、加熱源としてアークを用いているため
、原料を粒状乃至小片状とする必要があるのみならず、
るつぼ0])にプールできる溶湯量がインゴット成品の
実用サイズに比べ甚だ小さく止められる関係上、鋳込み
の際には原料溶解に従って順次間欠的または半連続的に
溶湯注入を進めることが必要となシ、このため鋳型内で
の成分偏析が避けられずインゴット全体としての成分の
均一性が損われる危険がある。
In this method, steps such as compact molding and electrode assembly prior to melting are not required, so the steps are simplified and the restriction on the proportion of titanium scrubs 1 to be used is also eliminated. However, since an arc is used as a heating source, it is not only necessary to make the raw material into granules or small pieces;
Since the amount of molten metal that can be pooled in the crucible (0) is extremely small compared to the practical size of the ingot product, it is necessary to inject the molten metal intermittently or semi-continuously as the raw materials are melted during casting. Therefore, segregation of components within the mold is unavoidable, and there is a risk that the uniformity of the components of the ingot as a whole may be impaired.

その他、この種の溶解法としては、上記アーク加熱に代
工てエレクトロンビームやプラズマビームによる加熱を
用いるもの等があるが、これら何れを用いたとしても、
るつぼでの溶湯プール量の増大は望み得す、上述のイン
ゴット成分の不均一性の問題は依然として避けられない
Other melting methods of this type include those that use electron beam or plasma beam heating as a substitute for the arc heating described above, but no matter which of these methods is used,
Although an increase in the amount of molten metal pool in the crucible may be desired, the above-mentioned problem of ingot composition non-uniformity is still unavoidable.

本発明は、上記後者の方法を改良し、成品インゴット内
の成分偏析を回避してインゴット全体として成分の均一
性を得ることが可能であり、また原料として粗大なスク
ラップを小片状に砕かずに、そのまま使用することがで
きるようにしたチタン、ジルコニウム及びハフニウムの
チタン族金属及びその合金の溶解方法の提供を目的とす
るものである。
The present invention improves the latter method and makes it possible to avoid component segregation in the finished ingot and obtain uniformity of the components as a whole ingot, and also to avoid crushing coarse scraps into small pieces as a raw material. Another object of the present invention is to provide a method for melting titanium group metals such as titanium, zirconium, and hafnium and their alloys so that they can be used as they are.

すなわち本発明のチタン族金属またはその合金の溶解法
は、真空またはアルゴンガス雰囲気中で、チタン族金属
またはその合金を、内面に石灰質耐火物の内張りを有す
る誘導加熱溶解熔により溶解することを特徴とする。
That is, the method for melting a titanium group metal or its alloy according to the present invention is characterized by melting the titanium group metal or its alloy in a vacuum or an argon gas atmosphere using an induction heating melt having a calcareous refractory lining on its inner surface. shall be.

前記非消耗a極式真空アーク炉を用いた場合のように、
原料をるつぼに収容して溶解しこれを鋳型に鋳込むとい
う方式の溶解において、成品インゴットの成分偏析を回
避するには、るつぼでの溶湯ブール量を大ならしめ、イ
ンボッ)1本に対応する溶湯の全量を一旦るつぼ内に貯
溜してから注湯するようにすればよい。従来のようなア
ーク、エレクトロンビームやプラズマビームの如キ加熱
手段のままではしかし、先述の如く実用サイズのインゴ
ットに対し甚だ小さい溶湯プール量しか確保できず、上
記のような対策を講じることは全く不可能なわけである
As in the case of using the non-consumable a-electrode vacuum arc furnace,
In melting methods in which raw materials are stored in a crucible, melted, and then cast into a mold, in order to avoid component segregation in the finished ingot, the amount of molten metal boule in the crucible must be increased to accommodate one ingot. The entire amount of molten metal may be stored in the crucible and then poured. However, if conventional heating methods such as arc, electron beam, or plasma beam are used, as mentioned above, only a very small amount of molten metal pool can be secured for a practical size ingot, and it is completely impossible to take the above measures. It's impossible.

さてここで、原料の加熱溶解に、誘導加熱炉を用いるな
らば、その高い加熱能力によって実用サイズのインゴッ
トを鋳込むに十分な量の溶湯をフ。
Now, if an induction heating furnace is used to heat and melt the raw materials, its high heating capacity will produce enough molten metal to cast a practical-sized ingot.

−〜することが可能となる。しかも、この場合には原料
として粗大なままのチタンスクラップを使ってもその溶
解が十分可能という利点も生まれるものである。
− It becomes possible to do. Moreover, in this case, there is an advantage that even if coarse titanium scrap is used as a raw material, it can be sufficiently melted.

ところが誘導加熱炉の使用には、避けられない大きな問
題があるのである。誘導加熱炉の場合には加熱方式の関
係上、前記るつぼに当る溶解容器としての炬それ自体を
、るつぼのように銅製ではなく耐火物製としなければな
らないが、一般にこの耐火物として使用されるのはマグ
ネシア質、マグネシアクロマイト質等であり、これらの
耐火物は何れも溶融状態のチタン、チタン合金等と接触
すれば、短時間で浸され易く、またチタンやその合金中
の成分と反応を起こす危険が高い。このため、炉を上記
一般の耐火物で形成しただけでは、チタンやチタン合金
の溶解に適用できる炉を得ることは側底不可能である。
However, there are major problems that cannot be avoided with the use of induction heating furnaces. In the case of an induction heating furnace, due to the heating method, the kettle itself, which serves as the melting vessel corresponding to the crucible, must be made of refractory material rather than copper like the crucible, but generally used as this refractory material. These refractories are made of magnesia, magnesia chromite, etc. When these refractories come into contact with molten titanium, titanium alloys, etc., they are easily immersed in a short period of time, and they also react with the components in titanium and titanium alloys. There is a high risk of it happening. Therefore, it is impossible to obtain a furnace that can be used to melt titanium or titanium alloys simply by forming the furnace using the above-mentioned general refractories.

本発明者らはチタン等の溶解に適した(4)大物を見い
出すべく、種々の材料について実験、調査を行なった結
果、Caの酸化物のような石灰質耐火物(カルシア)が
溶融チタン等との接触によっても容易には侵され難く、
チタンやその合金成分との反応性も全くないという事実
を突き止めた。石灰質耐火物の上記有効性を炉の性質と
して生かすのには、溶湯と接触する炉の内面をこの石灰
質1明大物で内張すするだけで十分である。石灰質耐火
物の内張りは、通常のキャスタブルのように流し込み、
或いは吹付けでいとも容易に遂行し得るものである。な
お本発明において、主として石灰質耐火物と限定し、た
のは、石灰質耐火物の他に少量のバインダー等を含んで
もよいということを意味する。
The present inventors conducted experiments and research on various materials in order to find (4) large materials suitable for melting titanium, etc., and found that calcareous refractories (calcia) such as Ca oxides are not suitable for melting titanium, etc. It is not easily attacked by contact with
It was discovered that there is no reactivity with titanium or its alloy components. In order to take advantage of the effectiveness of the calcareous refractory as a furnace property, it is sufficient to line the inner surface of the furnace that comes into contact with the molten metal with this calcareous refractory. The calcareous refractory lining is poured like regular castable,
Alternatively, it can be easily accomplished by spraying. Note that in the present invention, the material is mainly limited to a calcareous refractory, which means that a small amount of a binder or the like may be included in addition to the calcareous refractory.

以下実施例として掲げる図面に基いて本発明の詳細な説
明する。第8図は本発明法実施に適した装置の縦断面図
である。
The present invention will be described in detail below based on the drawings listed as examples. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an apparatus suitable for carrying out the method of the invention.

図において、αOは誘導加熱溶解炉で、溶解容器として
の炉本体0呻と、これを囲んで巻かれたコイルα力とか
ら構成されている。前記炉本体QOは、前記したような
一般の耐火物からなる容器の内面にカルシアの内張りα
樽を設けてなっており、これは台座a0上に載置されて
いる。前記コイルα力は水冷されたコイルで、図示して
いないケーブルを介して高周波の交流が給電されて、炉
本体内の原料を誘導加熱する。
In the figure, αO is an induction heating melting furnace, which is composed of a furnace body serving as a melting vessel and a coil α wound around it. The furnace body QO has a calcia lining α on the inner surface of the container made of general refractory material as described above.
A barrel is provided, and this is placed on a pedestal a0. The coil α power is a water-cooled coil to which high-frequency alternating current is supplied via a cable (not shown) to induction heat the raw material in the furnace body.

(1)は鎧型であり、図示例では水冷銅鋳型が用いられ
、レー)vI2])上に移動可能に設けられている。
(1) is an armor type, and in the illustrated example, a water-cooled copper mold is used, and it is movably provided on the top of the mold.

上記炉本体α呻と鋳型−とは略々同容量の大きさのもの
が用いられている。
The furnace body α and the mold have approximately the same capacity.

(イ)は上記誘導加熱溶解炉OF5を収納する真空容器
、(ホ)は上記梼型翰を収納する真空容器であり、それ
ぞれ排気口(ハ)と(ハ)とによって図示していない真
空排気系に接続されている。また前記真空容器(至)は
、スリブ)M・に嵌合して上下に昇降する気密性にすぐ
れたスライド式の開閉扉(イ)を介して前記真空容器(
イ)と接続する。また上記開閉扉(イ)と反対側には鋳
型−を容器外に搬出する出口翰が設けられ、該出口(至
)には上記開閉扉−と同様に気密性にすぐれた上下スラ
イド式の開閉扉−を備えている。
(A) is a vacuum container that houses the above-mentioned induction heating melting furnace OF5, and (E) is a vacuum vessel that houses the above-mentioned tower-shaped hood, and each is evacuated by exhaust ports (C) and (C), which are not shown. connected to the system. The vacuum container (to) is connected to the vacuum container (to) via an airtight sliding door (a) that fits into the sleeve M and moves up and down.
b). In addition, on the opposite side of the opening/closing door (A), there is provided an exit door for transporting the mold out of the container, and the exit (to) has a vertical sliding type that can be opened and closed with excellent airtightness, similar to the opening/closing door mentioned above. It is equipped with a door.

(至)は真空容器(イ)の上方に設けられた気密構造の
原料装入室で、排気口0])により図示していない真空
排気系に接続するとともに、ロックパルプ(イ)を備え
た連絡斜道(至)を介して真空容器(イ)と通じている
。この連絡斜道に)内には、後端を斜道(至)から真空
容器(イ)内に突出して、先端を溶解炉本体0Qの口に
臨む斜搬送樋■が設けられ、原料装入室(7)内の原料
が前記斜樋■上を滑落して炉本体αゆ内に装入される。
(To) is a raw material charging chamber with an airtight structure provided above the vacuum container (A), connected to a vacuum exhaust system (not shown) through an exhaust port 0), and equipped with rock pulp (A). It communicates with the vacuum vessel (A) via a connecting ramp (To). Inside this connecting slope (), there is a diagonal conveyance gutter (2) whose rear end protrudes from the slope (to) into the vacuum vessel (A) and whose tip faces the mouth of the melting furnace main body 0Q. The raw material in the chamber (7) slides down the diagonal gutter (2) and is charged into the furnace body (α).

なおに)は″扉本体aQ内の溶湯試料を採取する試料採
取器、(ト)はるつぼ0→内の溶湯の温度を測定する熱
電対である。
In addition, ")" is a sample collector for collecting a sample of the molten metal inside the door body aQ, and (g) is a thermocouple that measures the temperature of the molten metal inside the crucible 0→.

上記構成になる装置を用い、本発明の方法に基いてチタ
ンまたはチタン合金の溶解を行う手順としては、以下の
とおりである。
The procedure for melting titanium or titanium alloy based on the method of the present invention using the apparatus configured as described above is as follows.

まず、成分調整された所要量のチタンまたはチタン合金
の原料を原料装入室(ト)から斜樋■上を滑落させて炉
本体QQ内に装入する。次に開閉扉(イ)を閉じ、排気
口(財)及び01)からそれぞれ容器(イ)と原料−装
入室(至)内を排気して真空雰囲気とする。また必要に
応じ、前記真空雰囲気内にアルゴンガスを充填してアル
ゴンガス雰囲気とする。
First, the required amount of titanium or titanium alloy raw material whose composition has been adjusted is slid down from the raw material charging chamber (G) over the diagonal gutter (2) and charged into the furnace main body QQ. Next, the opening/closing door (A) is closed, and the inside of the container (A) and the raw material-charging chamber (To) are evacuated from the exhaust port (F) and 01) to create a vacuum atmosphere. Further, if necessary, the vacuum atmosphere is filled with argon gas to create an argon gas atmosphere.

しかる後、炉本体Ql内の原料を真空またはアルゴンガ
ス雰囲気中で誘導加熱して、上記原料の溶解を行う。こ
の溶解に際して、必要に応じて溶湯の各種成分の分析、
測温等を行うことは常法の通りである。
Thereafter, the raw material in the furnace body Ql is heated by induction in a vacuum or an argon gas atmosphere to melt the raw material. During this melting, analysis of various components of the molten metal as necessary,
Measurement of temperature, etc. is carried out as usual.

上記溶解を行う一方、鋳型−を収納する容器Cのにおい
ては、出口の開閉扉−を閉じて排気口(ハ)から排気し
て内部を真空雰囲気とすると共に、上記と同様に必要に
応じてアルゴンガス雰囲気としておく。
While performing the above melting, in the container C that stores the mold, close the opening/closing door at the outlet and exhaust the air from the exhaust port (C) to create a vacuum atmosphere inside, and as necessary, as above. Create an argon gas atmosphere.

上記溶解が終了した後、直ちじ開閉扉@全開いて鋳型−
を容器曽内の炉本体a0に近接した位置に搬入せしめ、
図示していない吊上傾動器により炉本体を吊上げ傾動□
させて、その中の溶湯を鋳型−に鋳込む。以上が溶解の
1サイクルである。
After the above melting is completed, the opening/closing door is fully opened and the mold is opened.
is carried into a position close to the furnace main body a0 in the container sonai,
Lift and tilt the furnace body using a lifting tilter (not shown)□
Then, pour the molten metal into the mold. The above is one cycle of dissolution.

次に本発明法によりチタン合金を溶解精製した実施例を
説明する。
Next, an example in which a titanium alloy was melted and refined by the method of the present invention will be described.

第3図に示した容量100 kqの高周波誘導加熱炉α
の及び同容量の鋳型(1)を用い、スポンジチタン・V
−A7合金、純Aj等からなる、Ti−6Az 4yを
成品目標とする配合割合の原料を溶解して鋳込み、イン
ゴット成品を得た。
High-frequency induction heating furnace α with a capacity of 100 kq shown in Figure 3
Using a mold (1) of the same capacity as that of the sponge titanium V
-A7 alloy, pure Aj, etc., with a blending ratio aiming at Ti-6Az 4y, were melted and cast to obtain an ingot product.

上記原料のスポンジチタン及びインゴット成品のTi以
外の代表成分を第1表に示す。
Table 1 shows representative components other than titanium sponge as the raw material and Ti in the ingot product.

第   1   表 上記インゴット成品は、目標合金成分であるT1−6A
z−−caVを略々満足している。しかも、不純成分で
あるH、 Mg、 Ct等もきわめて低くなっている。
Table 1 The above ingot product has a target alloy composition of T1-6A.
It almost satisfies z--caV. Furthermore, impurity components such as H, Mg, and Ct are also extremely low.

これは加熱炉本体INが従来のるつぼに比べ大容量で自
由表面が大きく、上記のような成分の脱ガス反応が効果
的に進行するからでろる。
This is because the heating furnace body IN has a larger capacity and a larger free surface than a conventional crucible, and the degassing reaction of the components described above proceeds effectively.

次いで上記成分中、特にAtの偏析状態を調査するため
、第4図の説明図に示す如く、インコ゛ット(イ)の中
心部から30amfX高さ60fiの試料0ηを採取し
、該試料Ql)を2u毎に水平分割して1鰭厚の試片(
6)とし、各試片のインゴットを中心とした水平方向2
1毎の位置におけるAt含有量を測定し、各試片のそれ
ぞれインゴットからの同じ位置における平均値を特性曲
線(’P)で第5図の図表に示した。
Next, in order to investigate the segregation state of At among the above components, as shown in the explanatory diagram of FIG. Divide horizontally into specimens of 1 fin thickness (
6) horizontal direction 2 centered on the ingot of each specimen.
The At content at each position was measured, and the average value at the same position from each ingot of each specimen was shown in the diagram of FIG. 5 as a characteristic curve ('P).

また比較例として、上記と同様の原料を第1図に示した
従来の消耗電極式−次真空アーク炉にて溶解・鋳込を行
ったインゴットから、上記と同様に試料を採取し、同様
に測定して得たインゴット中心からの水平方向2MI毎
のAt値を、同じく第5図に特性曲線(Q、)で示した
As a comparative example, a sample was taken from an ingot obtained by melting and casting the same raw material as above in the conventional consumable electrode-type vacuum arc furnace shown in Figure 1, and the same method was used. The measured At values every 2 MI in the horizontal direction from the center of the ingot are also shown in FIG. 5 as a characteristic curve (Q,).

第5図に見る通り、比較例においてはインゴットの巾方
向にAt値が6.6%〜5.3%に亘る極めて大きな偏
析があるのに対し、本発明例においてはAt値が6.0
4%を中心とした僅かな偏析にとどまっており、インゴ
ット内のAt成分の均一化が高い水準で保たれているこ
とが分る。
As shown in FIG. 5, in the comparative example, there is extremely large segregation in the At value ranging from 6.6% to 5.3% in the width direction of the ingot, whereas in the example of the present invention, the At value is 6.0%.
The segregation remained at a slight level of around 4%, indicating that the uniformity of the At component within the ingot was maintained at a high level.

更にまた、上記と同様のチタン合金の原料を第2図に示
した非消耗電極式真空アーク炉を用いて、同様の100
 kyのTi−5At−4Vのチタン合金のインゴット
の溶解・鋳込を行い、得たインゴット成品について上記
と同様の手順でインゴット内のAtの偏析を調査したと
ころ、図示はしていないが上記本発明例に比較してAt
の偏析は極めて大であった。
Furthermore, using the same titanium alloy raw material as above in the non-consumable electrode type vacuum arc furnace shown in FIG.
An ingot of Ti-5At-4V titanium alloy was melted and cast, and the obtained ingot product was investigated for the segregation of At in the ingot using the same procedure as above. At compared to the invention example
The segregation was extremely large.

以上の詳述した本発明のチタン族金属またはその合金の
溶解法は、以下のような利点を有する。
The method for melting titanium group metals or alloys thereof according to the present invention described in detail above has the following advantages.

■ 溶解に先立って第1図に示したコンパクトの成形や
電極組立のプロセスが不要であり、更にコンパクト成形
のために必要であったスクラップ利用率の制限が排除で
きる。
- There is no need for the processes of compact molding and electrode assembly shown in Figure 1 prior to melting, and furthermore, the limitations on the scrap utilization rate that were necessary for compact molding can be eliminated.

■ 使用原料を全てスクラップとすることが可能という
第2図に示す方法(非消耗電極を用いる方法)の特徴を
そのまま具有し、しかもその上溶解に加熱能力の大きい
誘導加熱を利用するから、原料サイズに関する制約が解
消され、粗大スクラップもそのまま使用が可能となる。
■ It has the same characteristics as the method shown in Figure 2 (method using non-consumable electrodes) in that all the raw materials used can be scrapped, and in addition, it uses induction heating with a large heating capacity for melting. Restrictions regarding size are eliminated, and even large scraps can be used as is.

■ また誘導加熱の利用によシ、鋳込みに先立ち実用サ
イズの成品インゴットの鋳込みに必要な溶湯の全量をプ
ールすることが可能となるから、成品インゴットの偏析
も可及的に低減され、インゴット内成分の均一性が際立
って向上する。
■ In addition, by using induction heating, it is possible to pool the entire amount of molten metal required for casting a finished ingot of practical size prior to casting, so the segregation of the finished ingot is reduced as much as possible, and the The uniformity of the ingredients is significantly improved.

■ その他にも、鋳込み前の溶湯プールを大量となすこ
とができるので、溶湯ブール大量化による自由表面の増
大を通して溶湯中不純物としてのMg、 Ct、 H,
N等の脱ガスの効果的な促進を達成することが可能とな
る。加えて、スクラップ”原料から混入してくるWC等
の不純物成分も、溶解の際恒内底部に沈澱して分離する
ことができるから、スクラップ”使用に伴うインゴット
汚染の問題も解決される。
■ In addition, since a large molten metal pool can be created before pouring, Mg, Ct, H,
It becomes possible to achieve effective promotion of degassing of N and the like. In addition, impurity components such as WC mixed in from the scrap raw material can be separated by settling at the bottom of the ingot during melting, so the problem of ingot contamination due to the use of scrap can be solved.

したがって本発明は、チタン族金属またはその合金の熔
解コストの低減並びに成品インゴットの品質向上に多大
に寄与するものということができる。
Therefore, it can be said that the present invention greatly contributes to reducing the melting cost of titanium group metals or their alloys and improving the quality of finished ingots.

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

第1図は消耗電極式真空アーク短を用いた従来のチタン
またはチタン合金の溶解工程図、第2図は非消耗電極式
真空アーク炉による溶解方法を説明するための縦断面図
、第3図は本発明方法を実施するに適した装置の縦断面
図、第4図はインゴットから採取する試料に関する説明
図、第5図はチタン合金インゴット内のAt含有量の変
化を示した図表である。 1:プレス工程、2:溶接工程、8:コンパクト、4ニ
一次真空アーク炉、5,9:電極、6,18:溶湯、7
.10.14,20 :鋳型、8:二次真空アーク炉、
ll:水冷銅るつぼ、12:非消耗電極、15:誘導加
熱装置、16:るつぼ、17:コイル、18:カルシア
、19:台座、21:レール、22.28:真空容器、
24.25,81 :排気口、26:ヌリツト、27.
29:開閉扉、28:出口、30:原料装入室、82:
ロックパルプ、88:連絡斜道、84:斜搬送樋、85
:試料採取器、86:熱電対、40:インゴット、41
:試料、42:試片 出願人  住友金属工業株式会社 第  1 第  2  ミ 14 F)       (V’s CD rrs−1如!l
’l+メ← < 182−
Figure 1 is a diagram of a conventional melting process for titanium or titanium alloy using a consumable electrode type vacuum arc furnace, Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view to explain the melting method using a non-consumable electrode type vacuum arc furnace, and Figure 3 4 is a longitudinal cross-sectional view of an apparatus suitable for carrying out the method of the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram regarding a sample taken from an ingot, and FIG. 5 is a chart showing changes in At content in a titanium alloy ingot. 1: Pressing process, 2: Welding process, 8: Compact, 4-2 primary vacuum arc furnace, 5, 9: Electrode, 6, 18: Molten metal, 7
.. 10.14,20: Mold, 8: Secondary vacuum arc furnace,
ll: water-cooled copper crucible, 12: non-consumable electrode, 15: induction heating device, 16: crucible, 17: coil, 18: calcia, 19: pedestal, 21: rail, 22.28: vacuum container,
24.25,81: Exhaust port, 26: Nuritsuto, 27.
29: Opening/closing door, 28: Exit, 30: Raw material charging chamber, 82:
Rock pulp, 88: Connection slope, 84: Diagonal conveyance gutter, 85
: Sample collector, 86: Thermocouple, 40: Ingot, 41
: Sample, 42: Sample Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. No. 1 No. 2 Mi14 F) (V's CD rrs-1 like!l
'l+me←<182-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内面に主として石灰質耐火物の内張りを有する誘
導加熱溶解炉を用い、真空またはアルゴン雰囲気中でチ
タン族金属又はその合金を溶解することを特徴とするチ
タン族金属またはその合金の溶解法。
(1) A method for melting titanium group metals or their alloys, which comprises melting the titanium group metals or their alloys in a vacuum or argon atmosphere using an induction heating melting furnace whose inner surface is mainly lined with calcareous refractories.
JP57014213A 1982-01-29 1982-01-29 Method for melting titanium group metal or alloy thereof Pending JPS58133338A (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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