JPS583751A - 誘導融解法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 サーモスタット合金市場のような用途において、マンガ
ン−銅−ニッケル合金を誘導融解によって製造してイン
ゴットを製造し、これをその後エレクトロスラグ法のよ
うなこの目的のための従来の方法で再び融解することは
知られている。この目的のための従来の特別の合金は一
般的には７２％の一マンガン、１８％の銅および１０％
のニッケルを含んでおり、このグレードのものはＡ　Ｌ
　−７７２と呼ばれている。この合金およびこの種の合
金の融解の間、代表的には電解マンガンである装填材料
中のマンガンは、一般的には２０００　ｐｐｍのオーダ
ーの高い酸素含有量を有している。従来の方法では、融
解の間、この酸素はマンガンと結合して、普通、合金Ａ
Ｌ−７７２の融解に使う２１００〜２３００Ｆ（１１４
９〜１２６０ｔ？）　　より高温の融点を持つ高度に耐
熱性の酸化マンガンを形成する。この酸化マンガンは誘
導融解の間、融解物の上部に浮遊する固体粒子の形で存
在する。これは融解物のサンプリングおよび融解温度測
定を妨げ、さらに重要なことには、誘導融解ヒート（ｈ
ｅａｔ）のタッピング中に、めんどうなことを起こす。

特に、タッピングの間に、酸化マンガン粒子はタンディ
ツシュ（ｔｕｎｄｉｓｈ）　　ノズルをふさぎ、酸化物
粒子内に融解物からの有価金属物質を捕捉し、そして炉
にひどく付着してこれを加熱と加熱との間に炉から取り
除（ための機械的な手段が必要となる。酸素と結合する
従来の脱酸剤、たとえはアルミニウム、シリコンまたは
カルシウムを使用しても満足なものではなかった。この
種の脱酸剤を使用すると、２１００〜２３００Ｆ（１１
４９〜１２６０７？）の誘導融解温度で固体である高度
に耐熱性の酸化物が形成し、酸化マンガンを溶融するこ
とができない。

従って本発明の第一の目的は、上記の種類の合金の誘導
融解の間の酸化物の付着および高度に耐熱性の酸化物に
よる全域物質の捕捉を防ぐことである。

別のさらに詳しい本発明の目的は、融解物へ硼素を導入
して装填原料中に存在する全酸素のうちの一部と結合さ
せることによって、上記の種類のマンガン−銅−ニッケ
ル合金の誘導融解の間の高度に耐熱性の酸化マンガンに
よる付着と金属物質の捕捉を防ぐことである。

本発明では、硼素を融解物に加え、これを存在する酸素
の一部と結合させて、酸化硼素（Ｂ２０３）を形成させ
る。形成した酸化硼素は液状を保ち、そしてまたこの種
の合金に使う２１００〜２６００Ｆ（１１４９〜１２６
０１：）　　の典型的な誘導融解温度で、酸化マンガン
と共に低融点の液体を形成する。これは溶融作用として
一般的に知られている作用である。従って、従来技術の
誘導融解法の特色である高度に耐熱性の酸化物の形成と
付着およびこれによる金属物質の捕捉は避けられる。硼
素の添加についてさらに特定すると、少なくとも０４０
２重量％の装填量が誘導融解に有効であることがわかっ
た。好ましい範囲は０．０２〜０．１０重量％であり、
さらに好ましくは下限が０．０３重量％で上限が０．０
６重量％である。好ましい硼素源は硼素元素であるが、
酸化物または、ＢＯを形３ 成しそして酸化マンガンと共に低融点の液体を形成する
、すなわち耐熱性酸化物を浴融することのできる硼素含
有合金または他のいかなる硅素化合物の形で添加しても
よい。酸素含有量が１１００ｐｐより多量の合金装填材
料の誘導融解において、硼素は、好ましくない高度に耐
熱性の酸化物の形成およびこれの付着および金属物質の
捕捉を回避するのに効果を示した。本発明の方法は真空
誘導および空気誘導炉法の両方に並びに保護雰囲気たと
えばアルゴン、ヘリウム、窒素、水素およびこれらの混
合物を使用して行なう方法に有用である。

一般に、本発明の融解法では、大気中で水銀約１薗ない
し大気圧付近の圧力で融解を行なう。硼素の添加と組合
せて、脱酸剤たとえばアルミニウム、シリコン、カルシ
ウムまたはこれらの混合物を使用しうるが、ＡＬ−，７
７２の融解には必要ない。

本発明の詳しい例としておよびその効果を示すために、
二組のマンガン−銅−ニッケル合金のヒ）　（ｈｅａｔ
）を製造した。第一の組は五種類のヒートからなり、第
二の組は四種類のヒートからなる。硼素の添加を含めた
、これらのヒートの融解パラメーターを表１に示す。

これらの融解物の冶金組成を第１表に示す。

硼素を加えたヒートでは、硼素はフェロボロン（硼素１
７％）の形で、カルシウムを加えたヒートテハ、カルシ
ウムはニッケルーカルシウム合金（カルシウム５％）の
形で加えた。

第一の組の融解物では、真空誘導融解法を用い、炉は初
めは８００ミクロンにポンプダウンし、次に２５００の
アルゴンで再び満した。装填物を約２１００〜２３００
Ｆで融解し、この時点で試料を分析のために取り出した
。融解後、装填物を炉内に約２０分量大れておき、次に
代表的な鋳鉄インゴット鋳型または電極鋳型のいずれが
へ流し込んだ。次に電極を、７０重量％のＢａＦ　　お
よび６０重量％のＣａＦ２のスラグを使って、エレクト
ロスラグ再溶融した。さらにこの第一の組のヒートにお
いて、０．１０％のアルミニウムおよび０．１２％のカ
ルシウムの他に、各々０．０６％および０．０３％の硼
素を一緒に融解したヒートＲＶ７７９６およびＲＶ７７
９７　　の溶融るつぼ内に生じた見出しうる付着物はわ
ずかであった。ヒートＲＶ７７９８はアルミニウム、カ
ルシウムおよびＢａＦ　２”　ＣａＦ　２を添加して融
解したところ、いくらかの耐熱性酸化物の形成とるつぼ
中に付着物が見られた。ヒー）ＲＶ７８０７　　はアル
ミニウムおよびカルシウムを添加すると共に０．０２％
の硼素を使って融解した。このヒートはＲＶ７７９８　
　よりも酸化物の形成が少なく、従って０．０２％の硼
素の添加が有効であることを示している。０．６０％の
アルミニウムのみを添加したヒー）ＲＶ７８０８　　で
はるつぼ中に相当の耐熱性酸化物の形成が見られた。こ
の組のヒートに関する耐熱性酸化物の形成の観点からの
るつぼの定性試験では、硼素は０．０２％の少ない量で
有効であることが示された。

第二の組のヒートでは、ヒー）ＲＶ７９５４　　および
ＲＶ７９５５　　において、硼素を各々０．０６％およ
び０．１０％の量で添加した。これらの両者のヒートの
入ったるつぼを調べると、付着物および耐熱性酸化物の
形成はほとんどなかった。硼素と共にアルミニウムおよ
びカルシウムを添加したヒートＲＶ７９５６　　お、ｌ
：びＲＶ７９５７　　も同４１、るつぼ中の付着物およ
び耐熱性酸化物の形成はほとんとなかった。特に、ヒー
）ＲＶ７９５６　の場合の付着物および酸化物の形成の
全体の概略量は全装填量の２．６％であり、ＲＶ７９５
７　の場合は３６％であった。硼素を使わない多くの市
販されているＶＩＭヒートでは、耐熱性酸化物による付
着および金属の捕捉のために、１０〜１５％の金属の損
失があることが経験かられかっている。

ここで使用した“硼素“という言葉は、硼素含有合金お
よび酸化物並びに硼素元素を含めた、この目的に有効な
いかなる硼素源を特徴とする特許出願人　　アレゲニー
・ラドラム・スチール・コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｍ　　合金を誘導炉内で融解する方法であって、少なく
   とも一部が１００　ｐｐｍより多量の酸素を含有する金
   属原料を誘導炉に装填し、該誘導炉に硼素を全装填量の
   少なくとも０．０２重重量％量で装填し、該装填材料を
   該誘導炉内で融解し、そしてその後融解物を、凝固させ
   てインゴットを形成させるために、鋳型に流し込むこと
   よりなる、上記の方法。 （２）　　炉が真空誘導炉である、特許請求の範囲第（
   １）項記載の方法。 （３）炉が空気誘導炉である、特許請求の範囲第（１）
   項記載の方法。 （４）融解を保護雰囲気中で行なう、特許請求の範囲第
   ｍ項記載の方法。 （５）保護雰囲気がアルゴン、ヘリウム、窒素、水素お
   よびこれらの混合物よりなる群から選択した気体である
   、特許請求の範囲第（４）項記載の方法。 （６）融解を約１ミクロンないし大気圧付近の圧力で行
   なう、特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 ＋７１　　フルミニラム、シリコン、カルシウムおよび
   これらの混合物よりなる群から選択した脱酸剤を炉に入
   れそして装填材料と共に融解することよりなる、特許請
   求の範囲第（１）項記載の方法。 （８）炉に装填する酸素の量が全装填量の０．０２〜０
   ．２重量％である、特許請求の範囲第（１）項記載の方
   法。 （９）炉に装填する硼素の量が全装填量の０．０６％〜
   ０．１％である、特許請求の範囲第（１）項記載の方法
   。 θ０）炉に装填する金属材料の一部がマンガンである。 特許請求の範囲第ｆｉ＋項記載の方法。 旧）　誘導炉内で融解する合金がマンガン−銅−ニッケ
   ルの合金である、特許請求の範囲第（１）項記載の方法
   。 σり　合金に約７０〜７５重量％のマンガン、１５〜２
   ０重量％の銅および５〜１５重量％のニッケルが含まれ
   ている、特許請求の範囲第（Ｉｔｉ項記載の方法。