JPS60190506A - 鉄基及び非鉄基超合金の製造方法 - Google Patents
鉄基及び非鉄基超合金の製造方法Info
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- JPS60190506A JPS60190506A JP59043911A JP4391184A JPS60190506A JP S60190506 A JPS60190506 A JP S60190506A JP 59043911 A JP59043911 A JP 59043911A JP 4391184 A JP4391184 A JP 4391184A JP S60190506 A JPS60190506 A JP S60190506A
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- JP
- Japan
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- flux
- tio2
- ferrous
- al2o3
- cao
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- 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
- C22B9/18—Electroslag remelting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は活性元素を含有する鉄基及び非鉄基超合金の製
造方法に係り、特に活性元素（Ｔｉ及びＡＱ）を効率良
く鉄基及び非鉄基超合金中に含有する鉄基及び非鉄基超
合金の製造方法に関する。
造方法に係り、特に活性元素（Ｔｉ及びＡＱ）を効率良
く鉄基及び非鉄基超合金中に含有する鉄基及び非鉄基超
合金の製造方法に関する。
鉄基及び非鉄基超合金の製造方法としては従来からもＥ
ＳＲ法が用いられていたが、活性元素を含有する超合金
を歩留良く安定に製造するプロセスは明確に規定されて
いなかった。
ＳＲ法が用いられていたが、活性元素を含有する超合金
を歩留良く安定に製造するプロセスは明確に規定されて
いなかった。
その理由として、超合金中のＴｉ及びＡＱ等、活性元素
が優先的に酸化され、その酸化物がスラグに移行しＥＳ
Ｒ鋳塊中のこれら元素の歩留が著しく低下し、製造条件
が安定しないためである。
が優先的に酸化され、その酸化物がスラグに移行しＥＳ
Ｒ鋳塊中のこれら元素の歩留が著しく低下し、製造条件
が安定しないためである。
特にＡＱはフラックス中のＡａ２０３濃度に依存して歩
留が大きく変化することが報告されてしする。
留が大きく変化することが報告されてしする。
また、ＥＳＲ鋳塊の縦方向でＡＱ含有量が変化し、鋳塊
歩留の向上に支障をきたす。さらに、熱力学的に不安定
な酸化物等のフラックスを主体とする防止策も有るが、
フッ化物系主体のフラックスは電気伝導度が高く、その
ため溶融プールが深くなり、不純物の浮上除去が不十分
となるとともに鋳塊表面性状が改善されなしζことが知
られてしする。
歩留の向上に支障をきたす。さらに、熱力学的に不安定
な酸化物等のフラックスを主体とする防止策も有るが、
フッ化物系主体のフラックスは電気伝導度が高く、その
ため溶融プールが深くなり、不純物の浮上除去が不十分
となるとともに鋳塊表面性状が改善されなしζことが知
られてしする。
本発明の目的は、活性元素を含有する鉄基及び非鉄基超
合金の製造法として、Ｔ＋及びＡ Ｑを歩留良く残存す
るため、 Ｃａ Ｏ−Ｃａ Ｆ、 −Ｔｉｅ。
合金の製造法として、Ｔ＋及びＡ Ｑを歩留良く残存す
るため、 Ｃａ Ｏ−Ｃａ Ｆ、 −Ｔｉｅ。
−ＡＱ、Ｏ，系フラックスを用いたＥＳＲ法を提供する
ことにある。
ことにある。
本発明の要点は、鉄基及び非鉄基超合金へＴｉ及びＡＱ
の活性元素を歩留り良く含有させるための方法として、
Ｃａ ＯＣａ Ｆ ２ Ｔ ｉ Ｏ２−ＡΩ２０３４元
系フラックスと鉄基及び非鉄基超合金溶湯間の熱力学的
平衡関係に着目し、′ｒｉ及び八〇をあらかじめ所定濃
度を含有した鉄基及び非鉄基超合金を電極材とし、（Ｔ
ｉ Ｏ，＋ＡＱ２０３）と（Ｃａ Ｏ十Ｃａ Ｆ２
）を特定の比率に設定したＣａ０−ＣａＦ２−Ｔｉｅ２
−ＡＱ２０，４元系フラックスを使用したＥＳＲ法によ
り製造する方法である。
の活性元素を歩留り良く含有させるための方法として、
Ｃａ ＯＣａ Ｆ ２ Ｔ ｉ Ｏ２−ＡΩ２０３４元
系フラックスと鉄基及び非鉄基超合金溶湯間の熱力学的
平衡関係に着目し、′ｒｉ及び八〇をあらかじめ所定濃
度を含有した鉄基及び非鉄基超合金を電極材とし、（Ｔ
ｉ Ｏ，＋ＡＱ２０３）と（Ｃａ Ｏ十Ｃａ Ｆ２
）を特定の比率に設定したＣａ０−ＣａＦ２−Ｔｉｅ２
−ＡＱ２０，４元系フラックスを使用したＥＳＲ法によ
り製造する方法である。
鉄基及び非鉄基超合金中のＴｊ及びＡＱの含有量を決定
する因子として、電極材として使用する同合金中にあら
かじめ添加するＴｉ及びＡＱの濃度とＥＳＲ法の工程中
で同合金溶湯と接触、反応させるフラックスとの間のＴ
ｊ及びＡＱの分配関係が重要である。
する因子として、電極材として使用する同合金中にあら
かじめ添加するＴｉ及びＡＱの濃度とＥＳＲ法の工程中
で同合金溶湯と接触、反応させるフラックスとの間のＴ
ｊ及びＡＱの分配関係が重要である。
原料としての電極材中のＡＱ及びＴｉ濃度が、製品（鋳
塊）となった場合にどの程度の変動を示すかのパラメー
タは（１）式の歩留（％）で表わすが、この値は添加フ
ラックス組成に大きく依存する。
塊）となった場合にどの程度の変動を示すかのパラメー
タは（１）式の歩留（％）で表わすが、この値は添加フ
ラックス組成に大きく依存する。
通常のＥＳＲでは、温度を一定とみなしうるので添加フ
ラックスとの関係として歩留の変化が整理しうる。（１
）式の歩留と添加フラックス成分のＴ ｉＯ２／ ＡＱ
２０３比の関係を示した結果は、第１図に示すように、
Ｔｉの歩留は’「ｉｏ、／Ａμ２ｏ３比に無関係にほぼ
８０％と一定である。
ラックスとの関係として歩留の変化が整理しうる。（１
）式の歩留と添加フラックス成分のＴ ｉＯ２／ ＡＱ
２０３比の関係を示した結果は、第１図に示すように、
Ｔｉの歩留は’「ｉｏ、／Ａμ２ｏ３比に無関係にほぼ
８０％と一定である。
尚、第１図は電極材中のＴｉ及びＡｌｌ濃度が各々２．
２％、０．２６乃至０．２８％における結果である。
２％、０．２６乃至０．２８％における結果である。
一方、ＡｆｉはＴ ｉｏ２／ＡＱ２０３（７）比率が約
０．７より小さくなるにつれて大きな値となり、約０．
７より大きければ、Ｔｉと同程度の一定した歩留を有す
る。
０．７より小さくなるにつれて大きな値となり、約０．
７より大きければ、Ｔｉと同程度の一定した歩留を有す
る。
さらに、第２図はＥＳＲ工程終了後のフラックス中のＴ
ｉ、０２及びＡＱ、Ｏ，濃度と、フラックスの塩基度に
対応する成分重量比（ＣａＦ、＋Ｃａｂ）／ （Ｔ ｉ
Ｏ−／ＡＱ２０））との関係を示したものである。Ｅ
ＳＲ工程前に種々の重量比に設定したフラックスは反応
後には図中の実線及び破線の関係に到達する。
ｉ、０２及びＡＱ、Ｏ，濃度と、フラックスの塩基度に
対応する成分重量比（ＣａＦ、＋Ｃａｂ）／ （Ｔ ｉ
Ｏ−／ＡＱ２０））との関係を示したものである。Ｅ
ＳＲ工程前に種々の重量比に設定したフラックスは反応
後には図中の実線及び破線の関係に到達する。
第３図は、Ｔｉの分配比（Ｔ ｉ Ｏ２／ Ｔ ｉ）と
（Ｃａｂ／Ｔｉｅ２ＸＩ Ｏ’ ／４．５７ＸＴ）との
関係を示したものである。
（Ｃａｂ／Ｔｉｅ２ＸＩ Ｏ’ ／４．５７ＸＴ）との
関係を示したものである。
以上の関係図に基づいて、フラックス組成をあらかじめ
設定することによって、鋳塊中のＴｉ及びＡＱ濃度を目
標どおりに設定させることができる。
設定することによって、鋳塊中のＴｉ及びＡＱ濃度を目
標どおりに設定させることができる。
さらに、本発明の特徴として、鋳塊の高さ方向に於ける
Ｔｉ及びＡＱの濃度分布を一定に保持するため、ＥＳＲ
工程での溶湯及び溶融フラックスの成分を迅速分析し、
その結果が第１図〜第３図の結果から偏倚している場合
には、ＥＳＲ装置のフラックス成分添加装置を制御し、
精魂中高さ方向のＴｉ及びＡ Ｏ，の濃度変動を最小に
する装置を供給することにある。
Ｔｉ及びＡＱの濃度分布を一定に保持するため、ＥＳＲ
工程での溶湯及び溶融フラックスの成分を迅速分析し、
その結果が第１図〜第３図の結果から偏倚している場合
には、ＥＳＲ装置のフラックス成分添加装置を制御し、
精魂中高さ方向のＴｉ及びＡ Ｏ，の濃度変動を最小に
する装置を供給することにある。
本製造装置は、ＥＳＲ装置とＥＳＲ工程に於けるフラッ
クス成分組成の変動及び溶湯ブールの組成変動を化学分
析により検知しその結果が所定の幼穂成分濃度及びフラ
ックス成分濃度との偏差の度合によってフランクス添加
装置に附随した制御系を用い、フラックス各成分の添加
量を調節しながらスラックスを添加させる装置とから構
成されている。
クス成分組成の変動及び溶湯ブールの組成変動を化学分
析により検知しその結果が所定の幼穂成分濃度及びフラ
ックス成分濃度との偏差の度合によってフランクス添加
装置に附随した制御系を用い、フラックス各成分の添加
量を調節しながらスラックスを添加させる装置とから構
成されている。
第４図は本発明に係る制造装置の一例を示す概略説明図
である。図中番号１は水冷定盤であり、ＥＳＲ工程に於
いて製造される鋳塊２は水冷定盤１と水冷銅鋳型３によ
って溶湯４が凝固することにより生成される。溶湯４は
ＥＳＲ，工程での原材料である電極材５が溶融フラック
ス６を介して電源７による抵抗加熱により生成される。
である。図中番号１は水冷定盤であり、ＥＳＲ工程に於
いて製造される鋳塊２は水冷定盤１と水冷銅鋳型３によ
って溶湯４が凝固することにより生成される。溶湯４は
ＥＳＲ，工程での原材料である電極材５が溶融フラック
ス６を介して電源７による抵抗加熱により生成される。
溶融フラックス６はＥＳＲ工程に於いてほぼ一定速度で
蒸発減量をする。この現徘は成分変動の原因となつてい
る。そのため、一定時間ごとにフラックス多析用試料採
取器９及び溶湯試料採留器１ｏによりフラックス６及び
溶湯４を採取し、迅速分析器１１により採取試料を分析
する。その結果が鋳塊の規格値から偏倚している場合、
フラックス用Ｃａ Ｏ収納容器１２、フラックス用Ｃａ
Ｆ２収納容器１３、同Ｔｉｅ２収納容器１４、及び同Ａ
Ｑ２０３収納容器１５の各々の下部に設置されている添
加ノズル１２ａ”１５ａの開孔度合を迅速分析器１１か
らの信号により制御する。フラックス各成分の収納容器
１２〜１５がら排出されたフラックスはフラックス混合
容器１６中に十分に混合され、フラックス添加容器９中
に送られ、溶融フラックスの上部に添加される。
蒸発減量をする。この現徘は成分変動の原因となつてい
る。そのため、一定時間ごとにフラックス多析用試料採
取器９及び溶湯試料採留器１ｏによりフラックス６及び
溶湯４を採取し、迅速分析器１１により採取試料を分析
する。その結果が鋳塊の規格値から偏倚している場合、
フラックス用Ｃａ Ｏ収納容器１２、フラックス用Ｃａ
Ｆ２収納容器１３、同Ｔｉｅ２収納容器１４、及び同Ａ
Ｑ２０３収納容器１５の各々の下部に設置されている添
加ノズル１２ａ”１５ａの開孔度合を迅速分析器１１か
らの信号により制御する。フラックス各成分の収納容器
１２〜１５がら排出されたフラックスはフラックス混合
容器１６中に十分に混合され、フラックス添加容器９中
に送られ、溶融フラックスの上部に添加される。
以上のように樒造してなる製造装置によれば、活性元素
を含有する鉄基及び非鉄基超合金を歩留良く製造するこ
とができる。
を含有する鉄基及び非鉄基超合金を歩留良く製造するこ
とができる。
次に本発明の詳細な説明する。Ａ２８６の電極材（初期
Ｔｉ含有量＝２．３５％、初期ＡＱ含有量＝０．２６％
電極寸法：外径約３００閣、長さ１２００ｍｍ）を使用
し第１表に示す組成を有するフラックスを用いてＥＳＲ
を行った結果、第２表に示すＴｉ及びＡＲ含有量を有す
る鋳塊かえられた。
Ｔｉ含有量＝２．３５％、初期ＡＱ含有量＝０．２６％
電極寸法：外径約３００閣、長さ１２００ｍｍ）を使用
し第１表に示す組成を有するフラックスを用いてＥＳＲ
を行った結果、第２表に示すＴｉ及びＡＲ含有量を有す
る鋳塊かえられた。
第１表に示す添加フラックスはＥＳＲ工程で常時一定量
添加したものを意味し、最終フラックスはＥＳＲ工程終
了後に凝固したフラックスを採用したものの分析結果で
ある。
添加したものを意味し、最終フラックスはＥＳＲ工程終
了後に凝固したフラックスを採用したものの分析結果で
ある。
第２表の結果に示すように、ＥＳＲ工程後の鋳塊中のＴ
ｉ及びＡＱの歩留は各々８２％、１０２％と高い値がえ
られる。同表の結果を含めてプロットした結果が第１図
であるが、良い一致を示している。また、フラックス組
成の変化も実施例として第２図に示すように各々の関係
図上で良く一致している。
ｉ及びＡＱの歩留は各々８２％、１０２％と高い値がえ
られる。同表の結果を含めてプロットした結果が第１図
であるが、良い一致を示している。また、フラックス組
成の変化も実施例として第２図に示すように各々の関係
図上で良く一致している。
また、第４図に示す製造装置を使用した場合の結果を第
５図に示す。
５図に示す。
第５図は、ＥＳＲ工程終了後の鋳塊の垂直方向のＴｉ及
びＡＱの歩留の調査結果であり、第４図に示す製造装置
を使用した場合としない場合での比較したものである。
びＡＱの歩留の調査結果であり、第４図に示す製造装置
を使用した場合としない場合での比較したものである。
電極材中のＴｉ及びＡｊ２の初期含有量は各々２．２３
％、０．２２％である。
％、０．２２％である。
発明実施例の方法で、用いたフラックスは次の組成を有
している。Ｃａ Ｏ２Ｂ、 ４％、ＣａＦ。
している。Ｃａ Ｏ２Ｂ、 ４％、ＣａＦ。
３５．２％、ＴｉＯ２１２，０％、ＡＱ２０３３６．４
％。
％。
発明実施例の方法に基づく結果（第５図（Ａ））では、
鋳塊底部からの距離に対応し、ＴｉとＡＱは両元素とも
高い歩留から低い値に変化している。
鋳塊底部からの距離に対応し、ＴｉとＡＱは両元素とも
高い歩留から低い値に変化している。
このように濃度分布を有する鋳塊は、その製品としての
歩留が低く第５図に示したように、発明実施例の方法で
の製品歩留は７５％にとどまっている。
歩留が低く第５図に示したように、発明実施例の方法で
の製品歩留は７５％にとどまっている。
一方、本発明を実施した結果を第５図（Ｂ）に示す。本
発明に基づく方法では、第５図（Ａ）の第１期、第８期
及び第■期に各々第３表の組成のフラックスに変化させ
る方法を採用している。
発明に基づく方法では、第５図（Ａ）の第１期、第８期
及び第■期に各々第３表の組成のフラックスに変化させ
る方法を採用している。
これによると、Ｔｉの歩留は８２±６％、ＡＱの歩留は
１０１±５％の範囲にとどまり、製品歩留は９２％に上
昇した。
１０１±５％の範囲にとどまり、製品歩留は９２％に上
昇した。
第１図は電極材の成分を示す線図、第２図はフラックス
の成分濃度を示す線図、第３図はＴｉの分配比の関係線
図、第４図は本発明に係る製造装置の構成図、第５図は
第４図の製造装置を使用した場合の結果を示す線図であ
る。 １・・・水冷定盤、２・・・鋳塊、３・・・鋳型、４・
・・溶湯、５・・・電極材、６・・・フラックス、７・
・・電源、１１・・・分析器、１２〜１５・・・収納容
器。 代理人 弁理士 高橋明５ 噌１図 皿 （光り口つつ１．り爪分卑す心比）八Ｑ、０３ 充２図 蓮１１０１腫び比） ＴｔＯｚ ＋へ１□０３ 翳３図
の成分濃度を示す線図、第３図はＴｉの分配比の関係線
図、第４図は本発明に係る製造装置の構成図、第５図は
第４図の製造装置を使用した場合の結果を示す線図であ
る。 １・・・水冷定盤、２・・・鋳塊、３・・・鋳型、４・
・・溶湯、５・・・電極材、６・・・フラックス、７・
・・電源、１１・・・分析器、１２〜１５・・・収納容
器。 代理人 弁理士 高橋明５ 噌１図 皿 （光り口つつ１．り爪分卑す心比）八Ｑ、０３ 充２図 蓮１１０１腫び比） ＴｔＯｚ ＋へ１□０３ 翳３図
Claims (1)
- ■、鉄基及び非鉄基超合金の製造方法に於いて、同合金
中にＴｉ及びＡ、Ｑ等の活性元素を歩留良く添加するた
めにあらかじめＡＱ及びＴｉを所定量含有した電極材を
使用し、かつＴ ｉ Ｏ，とＡＱ、０３の相対重量比が
特定の比率を有するＣａＯ−ＣａＦ、−ＴｉＯ２−ＡＱ
２０．系フラックスを使用したエレクトロスラグ再溶解
法（Ｅ Ｓ Ｒ法）であることを特徴とする鉄基及び非
鉄基超合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043911A JPS60190506A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 鉄基及び非鉄基超合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043911A JPS60190506A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 鉄基及び非鉄基超合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190506A true JPS60190506A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12676895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59043911A Pending JPS60190506A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 鉄基及び非鉄基超合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336966A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Daido Steel Co Ltd | エレクトロスラグ再溶解方法 |
| CN107858525A (zh) * | 2017-05-18 | 2018-03-30 | 邢台树志冶金科技有限公司 | 一种电渣重熔无氟渣工艺配方及其用于电渣重熔的方法 |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP59043911A patent/JPS60190506A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336966A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Daido Steel Co Ltd | エレクトロスラグ再溶解方法 |
| CN107858525A (zh) * | 2017-05-18 | 2018-03-30 | 邢台树志冶金科技有限公司 | 一种电渣重熔无氟渣工艺配方及其用于电渣重熔的方法 |
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