JPS5845338A - Alloy remelting method - Google Patents

Alloy remelting method

Info

Publication number
JPS5845338A
JPS5845338A JP14847882A JP14847882A JPS5845338A JP S5845338 A JPS5845338 A JP S5845338A JP 14847882 A JP14847882 A JP 14847882A JP 14847882 A JP14847882 A JP 14847882A JP S5845338 A JPS5845338 A JP S5845338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
ingot
melting point
specific gravity
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14847882A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
チヤ−ルズ・ビ−・アダシユジク
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.)
Special Metals Corp
Original Assignee
Special Metals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Special Metals Corp filed Critical Special Metals Corp
Publication of JPS5845338A publication Critical patent/JPS5845338A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/06Melting-down metal, e.g. metal particles, in the mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0286Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium refining, melting, remelting, working up uranium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16Remelting metals
    • C22B9/20Arc remelting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来の凝固方法にあってはインゴットの巨視
的な箇所に不均一に偏析する傾向がある成分(すなわち
、化学元素)が実質的に均一な分布を有する合金インゴ
ットを製造するための再融解方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a substantially uniform distribution of components (i.e., chemical elements) that tend to be unevenly segregated in macroscopic areas of the ingot in conventional solidification methods. The present invention relates to a remelting method for producing alloy ingots.

複合合金および活性元素を有する合金は優れた融解組成
制御およびまた高品位の純度を得るために通常真空誘導
融解CVIM)のような−次融解法によって製造される
。融解した金属はVIMルツボから大型の鋳型に比較的
短時間で注湯される。
Composite alloys and alloys with active elements are usually produced by -order melting methods, such as vacuum induction melting (CVIM), in order to obtain excellent melt composition control and also high-grade purity. The molten metal is poured from the VIM crucible into large molds in a relatively short period of time.

かくて、凝固の大部分は鋳型が満された後で起る。Thus, most of the solidification occurs after the mold is filled.

これら合金の多くは広い凝固範囲(すなわち、固相線と
液相線の間の温度差)をもち、これら溶質)ま固体対液
体溶媒に異った溶解度を有する。このように、凝固する
最初の金属はあとで凝固する金1・4よりも化学組成が
非常に相違してインゴット全体の化学的偏析をもたらす
かも知れない。
Many of these alloys have wide solidification ranges (ie, the temperature difference between solidus and liquidus) and have different solubilities in solid versus liquid solvents. Thus, the first metal to solidify may have a much different chemical composition than the later solidified gold 1.4, resulting in chemical segregation throughout the ingot.

−次融解および鋳造方法からくる上述のマクロ偏析(そ
してまた収縮空洞や気孔のような構造的欠陥も)から、
望ましい化学的および物理的均一性および組織を有する
インゴットを製造するために、インゴットを真空アーク
再融解(VAR)や電気スラグ再融解(ESR)のよう
な二次再融解技法によって精製される必要が生じる。V
IM鋳物はこれらの方法において消費電極として常温の
ルツボで再融解される。(生成するインゴットの化学的
均一性はゾーン精製によって改善されるが一方では融解
金属プール(池)の大きさは再融解工程の量制御され制
限される)。これらの方法において金属が凝固するにつ
れて、溶質は固液界面の上部の融解池に排除され、一方
融解する電極から融解池にさらに液体が追加される。こ
のようにして、固液界面の上部の液の組成は全再融解工
程中正確な電極組成とほぼ同等であり、インゴット全体
の偏、折は減少する。常温のルツボに起る漸進的方向凝
固はまた凝固中材料の収縮によっておこる空隙の区域を
減少することによってインゴットの物理的均一性を向」
ニさせる。
- from the above-mentioned macrosegregation (and also structural defects such as shrinkage cavities and pores) resulting from secondary melting and casting methods;
In order to produce ingots with desirable chemical and physical uniformity and texture, the ingots need to be refined by secondary remelting techniques such as vacuum arc remelting (VAR) or electric slag remelting (ESR). arise. V
The IM casting is remelted in a cold crucible as a consumable electrode in these methods. (Chemical uniformity of the resulting ingot is improved by zone refining while the size of the molten metal pool is limited by the amount controlled remelting step). As the metal solidifies in these methods, solute is rejected into the melt pool above the solid-liquid interface while more liquid is added to the melt pool from the melting electrode. In this way, the composition of the liquid above the solid-liquid interface remains approximately equal to the exact electrode composition during the entire remelting process, and overall ingot drift is reduced. The gradual directional solidification that occurs in cold crucibles also improves the physical uniformity of the ingot by reducing the area of voids caused by shrinkage of the material during solidification.
Let it be.

別な型式のマクロ偏析がVARおよびESR技法による
二次再融解の複合合金や活性合金にしばしば生じる。凝
固は主として円柱状の樹枝状晶成長だよって起る。これ
ら樹枝状晶は凝固したインゴットから液の中に成長する
指状の固体突起物である。凝固中のある時間に液体と固
体が共存する材料のかたまりは゛マ/イゾーン’ (m
ushy zone ) ”と呼ばれる。マシイゾーン
の中にある液体または固体の運動が成長する樹枝状晶(
註1)間の液体または固体の閉じ込めKよって部分的な
偏析区域を作ることができる〔註1:フレーミング、ソ
リッドプロセシング(Flemings、 5olid
 Processing ) )。
Another type of macrosegregation often occurs in composite and active alloys that are secondary remelted by VAR and ESR techniques. Solidification occurs primarily through columnar dendrite growth. These dendrites are finger-like solid projections that grow into the liquid from the solidified ingot. A mass of material in which liquid and solid coexist at a certain time during solidification is called ``ma/izone'' (m
The movement of the liquid or solid in the mushy zone causes the growth of dendrites (
Note 1) Partial segregation zones can be created by confinement of liquid or solid between [Note 1: framing, solid processing (Flemings, 5solid
Processing ) ).

液体金属の運動は熱収縮、凝固収縮および液体中の密度
の相違から起り得る。V’ARやF、SR作業中不安定
な樹枝状晶間の流体の流れがしばしばインゴット中の”
フレックル(freckles ) ”と呼ばれるチャ
ンネル型偏析物および溶質の成層または”バンディング
(bandi、ng) ’“となる。マクロ偏析を最低
にするために、真空アーク再融解の間、電磁攪拌のよう
な手段で二次再融解中の液体の流れを制御しようと以前
に試みられたが成功しておらず、しばしばインゴットの
偏析を増す結果となった(註2,6)。
Motion of liquid metal can result from thermal contraction, solidification contraction, and density differences in the liquid. During V'AR, F, and SR operations, fluid flow between unstable dendrites often occurs in the ingot.
This results in channel-shaped segregations called ``freckles'' and solute stratification or ``banding''. To minimize macrosegregation, measures such as electromagnetic stirring are used during vacuum arc remelting. Previous attempts to control liquid flow during secondary remelting have been unsuccessful, often resulting in increased ingot segregation (Notes 2, 6).

〔註2ニドランスアクション、インターナショナルノミ
キュームメタルジイコンフエランス1967゜投−ジ6
95ブエールアントゝマックコーリー。
[Note 2 Nidorance Action, International Nomikyumu Metal Ji Conférance 1967゜Throw 6
95 Buer Ant McCauley.

(Trans、   Int、  Vaq、  Met
、C:onf、  1967、   Pg、  695
Buehl & McCauly ) 註3:同上196.7.イージ599ジェー・ダズリュ
ー・トロートマン。
(Trans, Int, Vaq, Met
, C:onf, 1967, Pg, 695
Buehl & McCauly) Note 3: Id. 196.7. Eazi 599 J Dazzlew Troutman.

(’  1968+  Pgo、599  J、W、 
Trautman)’)ウラン−ニオブ合金のような材
料は小径(20,3α(8インチ))のVARインゴッ
トにおいて、 これらの原子重量と融点が実質的に相違
するために非常に偏析する傾向がある。液体の密度の違
いとマシイゾーンでの不安定な流れがバンディングやの
系においてやや独断的にジェーセン(Jessen )
によって成層した化学的不均一と定義されており、それ
は偏析がレントゲン写真にニオブの連続勾配として(0
,1重量%のニオブが低部から頂部に、固する融解池模
様である)。フレーミング(Flemings )(註
1)らは単一方向凝固に対して、マシイゾーンにおける
流体の流れと成長する樹枝状晶間の熱的環境との間に量
的相関関係があることを示している。熱移動率における
突然の変化が溶質の多い層あるいは溶質の少ない層をも
たらす。
(' 1968+ Pgo, 599 J, W,
Materials such as uranium-niobium alloys tend to be highly segregated in small diameter (8 inch) VAR ingots due to substantial differences in their atomic weights and melting points. Differences in liquid density and unstable flow in the mashy zone are somewhat arbitrary in the banding system, as described by Jessen.
is defined as a stratified chemical heterogeneity in which the segregation appears on the radiograph as a continuous gradient of niobium (0
, 1% by weight of niobium solidifies from the bottom to the top). Flemings et al. (note 1) show that for unidirectional solidification there is a quantitative correlation between the fluid flow in the mashy zone and the thermal environment between the growing dendrites. Abrupt changes in heat transfer rates result in solute-rich or solute-poor layers.

ザンナー(Zanner)ら(註4)は最近、改善され
たプロセス制御によりマクロ偏析を低減するために数量
的な実験方法によってウランーニオブ合金の真空アーク
再融解を分析している(註4:ザンf−,”コン上0ユ
テーシヨナルアントゝエキスイリメンタルアナリシスオ
/アu−6w10N’bバキウムコンシユーマブルリメ
ルテツトゝインゴツト(Zanner et al、 
、 ”Computational and Expe
rimentalAnalysis of a U −
6W10 Nb Vaccuum Consumabl
eArc Remelted Ingot”)。
Zanner et al. (Note 4) recently analyzed the vacuum arc remelting of uranium-niobium alloys by quantitative experimental methods to reduce macrosegregation through improved process control. , "Consumable Ant Excremental Analysis/U-6w10N'b Bacium Consumable Remerite Ingot (Zanner et al.
, ”Computational and Expe.
rimentalAnalysis of a U-
6W10 Nb Vacuum Consumable
eArc Remelted Ingot”).

過熱した液体金属性と密接に接触する電気アークによる
消費電極再融解工程を有するVAR法の物理学の固着儒
雑さが達成できる工程制御の程度およびマクロ偏析制御
の程度をも制限する。
The rigid complexity of the physics of the VAR method, which has a consumable electrode remelting step with an electric arc in close contact with the superheated liquid metal, also limits the degree of process control and macro-segregation control that can be achieved.

本発明の再融解方法では、VARおよびESR技法で再
融解される場合6バンデイング”(および”フレック/
Q”)マクロ偏析を形成する傾向がある合金元素(ウラ
ン−ニオブまたは銅−アルミニウム合金などのような)
の実質的に均一な分布を有する合金インコ゛ットを製造
できる。インゴットの表面から成長する柱状の樹枝状晶
を覆って循環する過熱孔からこれら合金を凝固する従来
技術の方法と比較すると、本発明の方法は液の如何なる
循環があっても無視できるミルクセーキのよう7.C粘
稠度を有する液体金属をともなう独立した固体の核から
なるマシイゾーンを創る均一な核生成によって大部分の
液体を凝固することに依存する。
In the remelting method of the present invention, 6 banding” (and “fleck/
Q”) Alloying elements that tend to form macrosegregations (such as uranium-niobium or copper-aluminum alloys)
An alloy ingot can be produced that has a substantially uniform distribution of . Compared to prior art methods of solidifying these alloys from superheated holes circulating over columnar dendrites growing from the surface of the ingot, the method of the present invention produces milkshake-like solidification with any circulation of liquid being negligible. 7. It relies on solidifying most of the liquid by homogeneous nucleation creating a mashy zone consisting of discrete solid nuclei with liquid metal having a C consistency.

固体粒子と液の均一な混合物は凝固中成の運動を効果的
に遅らせるから、実質的に液の循環はな(、従ってマシ
イゾーンにおいて液の対流中の突然の変化はない。この
物体のどの区域も過熱されないように物体全体にわたっ
て固体粒子が少なくとも融解熱の状態を吸収するために
、液が偏析できる前に凝固がおき、そして熱移動率にお
ける突然の変化はない。また、マシイゾーンの上に過熱
した液体源がないから凝固はVARおよびESRよりも
一層急速に進行する。融解するインゴットからインゴッ
トの上に落下する液滴は固体の核を含み、そして集合し
てインゴット自身の上にマシイゾーンを形成する。従っ
て、本発明の実際は次の工程からなる。すなわち、 少なくとも1箇の消費インゴットを鋳型の上部に保持す
る工程(このインゴットは鋳型内で製造されるべきイン
ゴットの組成を有し、この組成は実質的に異る比重と実
質的に異る融点とによって特徴付けられる少なくとも2
つの成分からなるものとする); 前記インゴ′ットの一部を、前記合金組成物の固相線温
度と液相線温度との間の温度に加熱し、部分的に凝固し
だ液滴を形成させて落下せしめ、鋳型内のインゴットの
表面に多数の液滴からなるがゆ状体を形成させる工程;
および 前記かゆ状体の残留液体部分を凝固する工程。
Since the homogeneous mixture of solid particles and liquid effectively retards the movement of solidification, there is virtually no liquid circulation (and therefore no sudden changes in liquid convection in the mashy zone). Solidification takes place before the liquid can segregate, and there is no sudden change in the rate of heat transfer, because the solid particles throughout the body absorb at least the state of the heat of fusion so that they are not overheated, and there is no sudden change in the rate of heat transfer. Solidification proceeds even more rapidly than in VAR and ESR because there is no source of liquid. Droplets that fall onto the ingot from the melting ingot contain solid cores and aggregate to form a mashy zone on top of the ingot itself. The practice of the invention thus consists of the following steps: holding at least one expendable ingot in the upper part of the mold, which ingot has the composition of the ingot to be produced in the mold; are characterized by substantially different specific gravities and substantially different melting points.
A portion of the ingot is heated to a temperature between the solidus temperature and the liquidus temperature of the alloy composition to partially solidify and form droplets. forming a droplet and causing it to fall to form a goose-like body consisting of a large number of droplets on the surface of the ingot in the mold;
and a step of coagulating the residual liquid portion of the porridge.

定義として、本発明に用いられる”マシイ(’mush
y)という言葉は同相線温度と液相線温度の間の温度に
ある合金を述べている。これらの温度は示差熱分析によ
って正確に測定することができる;この技法を述べてい
る記事として、例えばライリアムシニーホーシュ等によ
る示差熱分析による超合金反応の検査、メタルプログレ
ス、1975年10月(William J、 Boe
sch、 et al、、  Differentia
l The−rmalAnalysis Detect
 5uperal]、oy Reactions。
As a definition, 'mush' used in the present invention
The term y) describes an alloy at a temperature between the in-phase and liquidus temperatures. These temperatures can be accurately measured by differential thermal analysis; articles describing this technique include, for example, Lilliam Shinnyhosh et al., Examining Superalloy Reactions by Differential Thermal Analysis, Metal Progress, October 1975 ( William J., Boe
sch, et al,, Differentia
l The-rmal Analysis Detect
5upperal], oy Reactions.

METALS PROGRESS、○ctober 1
975. )を参照ノこと。本発明のプロセスは、逆偏
析が特徴である系、すなわち比較的高い融点を有する1
成分がまた比較的低い比重をもつが、あるいは比較的低
い融点を有する1成分がまた比較的高い比重をもっ場合
に関連して特に有用であろう。
METALS PROGRESS, ○ctober 1
975. ). The process of the present invention is suitable for systems characterized by reverse segregation, i.e. 1 with a relatively high melting point.
It may be particularly useful in connection with cases where the components also have a relatively low specific gravity, or where one component with a relatively low melting point also has a relatively high specific gravity.

本発明は模式図によって説明される好ま1−(・具体例
に関して一層完全に述べることができる。この図によっ
て示されるように、少なくとも1個の消費電極10が鋳
型(またはルツボ)24の上方にある雰囲気を調整した
炉に供給される。より詳パ細に好ましい実際および図面
がアメリカ合衆国特許第4,261,412号に記載さ
れており、この特許の譲り受入と本発明の譲り受入は同
じでありここに参考資料として掲げる。
The invention can be described more fully with reference to an embodiment of the invention, preferably illustrated by means of a schematic diagram. As shown by this diagram, at least one consuming electrode 10 is placed above a mold (or crucible) 24. A more detailed preferred practice and drawings are described in U.S. Pat. No. 4,261,412, which is incorporated herein by reference. It is listed here as a reference.

消費インゴット10は前もって合金化でき、鋳造される
インゴットの公称組成を有し、あるいは稀に合金系をつ
くる金属の交互のストリップをインゴットが含んでもよ
い。また、図面に示される如く両方が消費できる2つの
°インゴットがあってもよい。また、同時に消費される
多数の組合せのインゴットがあってもよい。アークプロ
セスVCjJI]えて、1箇あるいは2箇以上のインゴ
ットもまた電子ビーム、プラズマアークなど類似の方法
によって融解(以下に述べるように)できる。
The expendable ingot 10 can be pre-alloyed and have the nominal composition of the ingot to be cast, or in rare cases the ingot may contain alternating strips of metal creating an alloy system. There may also be two ingots, both of which can be consumed as shown in the drawings. There may also be multiple combinations of ingots that are consumed simultaneously. Arc Process VCjJI] Additionally, one or more ingots can also be melted (as described below) by electron beam, plasma arc, or similar methods.

径20.3crn(3インチ)のVIMで予備合金化し
た4、′5重Pi %銅−アルミニウムインゴットを本
発明に従って融解し、図面に掲げられた炉の中で径15
.2rm(6インチ)長さ65.6m(14インチ)の
再融解インゴットにした。このインゴットは公称電流4
00077”726〜28ボルトの電圧で1分間3.1
5Kr(7ポンド)の割合で融解された。鋳型24の側
壁に沿って5 cm (2インチ)間隔で設けた7個の
に型熱電対な用いて形成されるインゴットの温度を測定
した。本発明の方法によれば、消費インゴット10の一
部は下の鋳型で形成されるインゴットの公称組成の固相
線温度と液相線温度の間の温度に加熱される。同じ組成
を有する第2のインゴット(この場合は、消費インゴッ
ト)12は第1のインゴット10の近くに夫々の隣接端
の間に間隙14を作って位置する。インゴット10と1
2の隣接端の間の間隙14に電気アークを放電した。
A VIM prealloyed 4,'5 weight Pi% copper-aluminum ingot of diameter 20.3 crn (3 inches) was melted in accordance with the present invention and made into a diameter 15
.. A remelted ingot was made into a 2rm (6 inch) long 65.6 m (14 inch) ingot. This ingot has a nominal current of 4
00077” 726-28 volts for 1 minute 3.1
It was melted at a rate of 5Kr (7 pounds). The temperature of the formed ingot was measured using seven square thermocouples spaced 5 cm (2 inches) apart along the sidewalls of the mold 24. According to the method of the invention, a portion of the spent ingot 10 is heated to a temperature between the solidus and liquidus temperatures of the nominal composition of the ingot formed in the underlying mold. A second ingot (in this case the spent ingot) 12 having the same composition is located near the first ingot 10 with a gap 14 between their respective adjacent ends. ingots 10 and 1
An electric arc was discharged into the gap 14 between the two adjacent ends.

インゴット10と12の温度が固相線温度を超えると、
一部凝固した液滴20が鋳型24の中のインコ゛ソト2
6の上に落下し始めかゆ状体(’mushybody)
を形成する。4.6重量係銅−アルミニウムインゴット
260〜ヒのかゆ状体27の最高温度が642.8℃(
1189F)から651.7℃(1205F)に変える
のを鋳型24の壁の中にある熱電対が示した。示差熱分
析によればこの組成の固相線温度および液相線温度は夫
々602.8℃(11177;’)および6678℃(
1234F)であった。凝固する合金は残留する液より
も軽くなる傾向があるためにこれらの銅−アルミニウム
組成(すなわち、銅約26重量%以下を含む)のような
系は逆に偏析する傾向があるということが状態図かられ
かる。これら成分の相対的な比重(銅8.92およびア
ルミニウム2.70 )は偏析が帯状に生ずる傾向があ
ることを示す。
When the temperature of ingots 10 and 12 exceeds the solidus temperature,
The partially solidified droplet 20 is placed inside the mold 24.
'Mushy body' begins to fall on top of 6
form. 4.6 The maximum temperature of the weight-bound copper-aluminum ingot 260 to the porridge 27 is 642.8°C (
A thermocouple in the wall of the mold 24 indicated the temperature change from 1189F to 1205F. According to differential thermal analysis, the solidus temperature and liquidus temperature of this composition are 602.8°C (11177;') and 6678°C (
1234F). The condition is that systems such as these copper-aluminum compositions (i.e., containing less than about 26% copper by weight) tend to segregate because the solidifying alloy tends to be lighter than the remaining liquid. From the diagram. The relative specific gravity of these components (copper 8.92 and aluminum 2.70) indicates that segregation tends to occur in bands.

インゴット26の上のかゆ状体27は形成されている液
体池なしで凝固した。径15.2tM(6インチ)のイ
ンゴットを長さ方向に切断してミクロ構造を検査するた
め化学的に腐食した。インゴットは粒子の大きさが径1
.6 ran (%インチ)よりも小さい均一な結晶構
造を有していた。パンデインクの3正拠はなかった。
The porridge 27 on top of the ingot 26 solidified with no liquid pond forming. A 15.2 tM (6 inch) diameter ingot was cut lengthwise and chemically etched to examine the microstructure. The particle size of the ingot is 1
.. It had a uniform crystal structure with less than 6 ran (% inches). There were no three foundations for Pandeink.

図面に掲げであるアーク炉において、むらのない溶融を
促進するためそして部分的に凝固した液滴が著しく過熱
されるのを防止するために消費インゴット10および1
2は何れの適切な手段16および18によって往復運動
させられる。また鋳型24自身はビレット(鋼片)のよ
うな従来の中間の型のみならず最終製品の型や形を含め
て希望する製品に従った種々の型や形にできる。
In the electric arc furnace shown in the drawings, the expended ingots 10 and 1 are used to promote even melting and to prevent the partially solidified droplets from being significantly overheated.
2 is reciprocated by any suitable means 16 and 18. Furthermore, the mold 24 itself can be formed into a variety of shapes and shapes according to the desired product, including not only conventional intermediate molds such as billets, but also the shape and shape of the final product.

図面にはインゴットの表面を横断して液滴20の分布を
等しくするために回転するシャフトによる手段28によ
って運転される回転鋳型が掲げである。鋳型24はまた
インイツトができた時これを引下げる手段を備えること
ができる。この炉には制御された雰囲気、例えば掲げで
あるようにポンプ22の如き何らかの適切な手段によっ
て創られる真空がなければならない。
The figure shows a rotary mold driven by means 28 of a rotating shaft to equalize the distribution of droplets 20 across the surface of the ingot. The mold 24 may also be provided with means for pulling down the inject when it is formed. The furnace must have a controlled atmosphere, such as a vacuum created by some suitable means, such as a pump 22 as shown.

ウラン−ニオブ(6重量係ニオブーウラン合金の如き)
およびリチウム−アルミニウムの系のよウナ他のバンデ
ィングマクロ偏析を起し易い系ハ本発明に従って実質的
に均一なインゴットに再輪解できる。更に加えて、液滴
がかゆ状体に落下する際イツトリヤまたはトリャまたは
炭化ケイ素のようなファイバーなどの強化粒子を液滴2
oの流れに注入できる。
Uranium-niobium (such as niobium-uranium alloy by weight 6)
and other systems prone to banding macrosegregation, such as lithium-aluminum systems, can be rebroken into substantially uniform ingots in accordance with the present invention. In addition, reinforcing particles, such as fibers such as Ittriya or Torya or silicon carbide, are added to the droplet 2 as it falls onto the oyster.
It can be injected into the flow of o.

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

図面は本発明の実施例を模式的に示したものである。 10.12:消費インゴット、  14:インゴット間
のギャップ>   16.is:往復手段、  2o:
i滴、   22:ポンプ、  24ニルツボまタハ鋳
型、  26:インゴット、  27:がゆ状体(mu
shybOdy)。
The drawings schematically show embodiments of the invention. 10.12: Consumption ingot, 14: Gap between ingots> 16. is: round trip means, 2o:
i drop, 22: pump, 24 nil acupoint mataha mold, 26: ingot, 27: gourd body (mu
shybOdy).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)帯状のマクロ偏析を形成する傾向をもつ成分の実
質的均一分布を有する合金インゴットの製造を目的とす
る再融解法であって、下記の各工程;鋳型の上部に少な
くとも1箇の消費用インゴットを保持する工程(但し該
インゴットは鋳型内で製造されるべきインゴットの組成
を有し、該組成は、実質的に異る比重と実質的に異る融
点とによって特徴付けられる少なくとも2つの成分から
なるものとする); 前記インゴットの一部を、前記合金組成物の固相線温度
と液相線温度との間の温度に加熱し、部分的に凝固した
液滴を形成させて落下せしめ、鋳型内のインゴットの表
面に多数の液滴からなるかゆ状体を形成せしめる工程:
および 前記かゆ状体中の残留液体部分を凝固する工程:からな
ることを特徴とする、合金インゴットの再融解方法。 (2)複数の消費インゴットを鋳型の上方で加熱する、
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (3)鋳型の上方で加熱されるインゴットは最初に予備
合金化される、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (4)  インゴットが電弧によって加熱される、特許
請求の範囲第1項に記載の方法。 (5)インゴットが電子ビームによって加熱される、特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 (6)インゴットがプラズマアークによって加熱される
、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (7)組成が少なくとも2つの成分からなり、第1の成
分は第2の成分の融点よりも実質的に高い融点を有し、
第2の成分は第1の成分の比重よりも実質的に大きい比
重を有する、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (8)第1の成分の融点は第2の成分の融点より少なく
とも1000℃高く、第2の成分の比重は第1の成分の
比重の少な(とも2倍である、特許請求の範囲第7項に
記載の方法。 (9)第1の成分がニオブである、特許請求の範囲第8
項に記載の方法。 (10)第2の成分がウランである、特許請求の範囲第
9項に記載の方法。 Qi)  a成がウラン中約6重量−のニオブからなる
特許請求の範囲第10項に記載の方法。 (121組成が少なくとも2つの成分からなり、第1の
成分は第2の成分の融点および比重よりも実質的に犬な
る融点および比重を有する、特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 (13)第1の成分の融点は第2の成分の融点よりも少
なくとも600℃高く、第1の成分の比重は第2の成分
の比重の少なくとも2倍である、特許請求の範囲第12
項に記載の方法。 (14)第1の成分が銅である、特許請求の範囲第12
項て記載の方法。 ″ (15)  第2の成分がアルミニウムである、特許請
求の範囲第14項に記載の方法。 (16)組成がアルミニウム中約4.3重量%の銅でC
17)帯状のマクロ偏析を形成する傾向がある成分が実
質的に均一な分布を有する、特許請求の範囲第1項に記
載の方法で製造された合金インゴット。
[Scope of Claims] (1) A remelting process for producing an alloy ingot having a substantially uniform distribution of components with a tendency to form band-like macrosegregation, comprising the steps of: holding at least one consumable ingot in the mold, provided that the ingot has the composition of the ingot to be produced in the mold, and the composition has a substantially different specific gravity and a substantially different melting point. heating a portion of said ingot to a temperature between the solidus and liquidus temperatures of said alloy composition to form a partially solidified liquid; Step of forming droplets and allowing them to fall to form a slag-like body consisting of a large number of droplets on the surface of the ingot in the mold:
and a step of solidifying the remaining liquid portion in the porridge. (2) heating a plurality of consumed ingots above the mold;
A method according to claim 1. 3. The method of claim 1, wherein the ingot heated above the mold is first prealloyed. (4) The method according to claim 1, wherein the ingot is heated by an electric arc. (5) The method according to claim 1, wherein the ingot is heated by an electron beam. (6) The method according to claim 1, wherein the ingot is heated by a plasma arc. (7) the composition consists of at least two components, the first component having a melting point substantially higher than the melting point of the second component;
2. The method of claim 1, wherein the second component has a specific gravity that is substantially greater than the specific gravity of the first component. (8) The melting point of the first component is at least 1000° C. higher than the melting point of the second component, and the specific gravity of the second component is less than (both twice) that of the first component. (9) Claim 8, wherein the first component is niobium.
The method described in section. (10) The method according to claim 9, wherein the second component is uranium. 11. The method of claim 10, wherein the Qi) a component comprises about 6 wt. niobium in uranium. (121) The method of claim 1, wherein the composition consists of at least two components, the first component having a melting point and specific gravity substantially greater than the melting point and specific gravity of the second component. 13) The melting point of the first component is at least 600° C. higher than the melting point of the second component, and the specific gravity of the first component is at least twice that of the second component.
The method described in section. (14) Claim 12, wherein the first component is copper.
The method described in section. (15) The method of claim 14, wherein the second component is aluminum. (16) The composition is about 4.3% by weight copper in aluminum.
17) An alloy ingot produced by the method of claim 1, having a substantially uniform distribution of components that tend to form band-like macrosegregations.
JP14847882A 1981-08-26 1982-08-26 Alloy remelting method Pending JPS5845338A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29638881A 1981-08-26 1981-08-26
US296388 1981-08-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5845338A true JPS5845338A (en) 1983-03-16

Family

ID=23141805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14847882A Pending JPS5845338A (en) 1981-08-26 1982-08-26 Alloy remelting method

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0073585A1 (en)
JP (1) JPS5845338A (en)
AU (1) AU8678782A (en)
BR (1) BR8204957A (en)
CA (1) CA1202490A (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6369928A (en) * 1986-09-09 1988-03-30 Nippon Kokan Kk <Nkk> Production of alloy
DE3864979D1 (en) * 1987-11-02 1991-10-24 Siemens Ag METHOD FOR PRODUCING MELTING MATERIALS FROM COPPER, CHROME AND AT LEAST ONE LIGHT EVAPORABLE COMPONENT, AND MELTING ELECTRODE FOR USE IN SUCH A METHOD.
EP0429019A1 (en) * 1989-11-20 1991-05-29 Nkk Corporation Method for producing a high reactive alloy
AT399513B (en) * 1990-10-05 1995-05-26 Boehler Edelstahl METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METALLIC ALLOYS FOR PRE-MATERIALS, COMPONENTS, WORKPIECES OR THE LIKE OF TITANIUM-ALUMINUM BASE ALLOYS
US6264717B1 (en) * 1999-11-15 2001-07-24 General Electric Company Clean melt nucleated cast article
US6496529B1 (en) 2000-11-15 2002-12-17 Ati Properties, Inc. Refining and casting apparatus and method
US8891583B2 (en) 2000-11-15 2014-11-18 Ati Properties, Inc. Refining and casting apparatus and method
EP1247872A1 (en) * 2001-03-13 2002-10-09 Solar Applied Material Technology Corp. Method for producing metal sputtering target
US7114548B2 (en) 2004-12-09 2006-10-03 Ati Properties, Inc. Method and apparatus for treating articles during formation
US7578960B2 (en) 2005-09-22 2009-08-25 Ati Properties, Inc. Apparatus and method for clean, rapidly solidified alloys
US7803212B2 (en) 2005-09-22 2010-09-28 Ati Properties, Inc. Apparatus and method for clean, rapidly solidified alloys
US7803211B2 (en) 2005-09-22 2010-09-28 Ati Properties, Inc. Method and apparatus for producing large diameter superalloy ingots
US8748773B2 (en) 2007-03-30 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Ion plasma electron emitters for a melting furnace
US8642916B2 (en) 2007-03-30 2014-02-04 Ati Properties, Inc. Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter
US7798199B2 (en) 2007-12-04 2010-09-21 Ati Properties, Inc. Casting apparatus and method
US8747956B2 (en) 2011-08-11 2014-06-10 Ati Properties, Inc. Processes, systems, and apparatus for forming products from atomized metals and alloys

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2899294A (en) * 1959-08-11 Purification melting process for metal-
DE1213874B (en) * 1956-12-26 1966-04-07 Osamu Madono Process for the production of ductile iron-aluminum alloys with an aluminum content of up to 18%
BE560147A (en) * 1957-08-12
US4261412A (en) * 1979-05-14 1981-04-14 Special Metals Corporation Fine grain casting method

Also Published As

Publication number Publication date
AU8678782A (en) 1983-03-03
BR8204957A (en) 1983-08-02
CA1202490A (en) 1986-04-01
EP0073585A1 (en) 1983-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mortensen et al. Columnar dendritic solidification in a metal-matrix composite
EP2011588B1 (en) Casting method
CA1282222C (en) Method of forming a fine-grained equiaxed casting
EP1204775B1 (en) Semi-solid casting of metallic alloys
CA1117321A (en) Method for the preparation of thixotropic slurries
JPS5845338A (en) Alloy remelting method
US6918427B2 (en) Process and apparatus for preparing a metal alloy
EP0233828B1 (en) A method of forming dense ingots having a fine equiaxed grain structure
US3290742A (en) Grain refining process
Flemings New solidification processes and products
EP1900455A1 (en) Semi-solid casting method and charge
JPS59225872A (en) Casting method of hypereutectic aluminum-silicon alloy
JP2003164946A (en) Manufacturing method for nickel-group superalloy ingot
Kattamis Heat and mass transfer during solidification
JPH0970656A (en) Production of metal and alloy cast block
JPWO2007126114A1 (en) Casting method and apparatus
Jacobson et al. Casting of Beryllium
Hachani Magnetic Fields, Convection and Solidification L. Hachani, J. Wang 2, b, I. Kaldre 3, c, G. Salloum Abou-Jaoude 4, d, O. Budenkova, G. Reinhart 4, f, K. Zaidat, N. Mangelinck 4, h, X. Li 2, i, H. Nguyen Thi 4, j, A. Bojarevics 3, k, Z.-M. Ren 2, l, L. Buligins 3, m, and Y. Fautrelle
Novikov Heat Exchange in Portion Electroslag Casting of Large Ingots
Mitchell et al. The Melting and Casting of Reactive and Refractory Metals