JPS61143528A - 消耗電極式真空ア−ク溶解法による矩形鋳塊の製造方法 - Google Patents
消耗電極式真空ア−ク溶解法による矩形鋳塊の製造方法Info
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- JPS61143528A JPS61143528A JP26491684A JP26491684A JPS61143528A JP S61143528 A JPS61143528 A JP S61143528A JP 26491684 A JP26491684 A JP 26491684A JP 26491684 A JP26491684 A JP 26491684A JP S61143528 A JPS61143528 A JP S61143528A
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- Japan
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- crucible
- vacuum arc
- ingot
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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
この発明は、チタニワム等の難融性活性金属の消耗電極
式真空アーク熔解法VC係り、特に同溶解法により鋳肌
の艮好な矩形鉛塊を作る方法に関する・ (従来の技術) 融点が高く、かつ高温で活性なチタニウム等の難融性活
性金属の溶解法としτ現在工業的にもつとも普及してい
る消耗電極式真空アーク浴解法(以下MAR法という)
は、第2図に示すa口く、ヌボンジチタン等□の俗解原
料を押し固めたブリケラ)(1)’i多数溶接して大型
の1kt極(21’ie作り、該電極(2)ヲ細長い円
筒状の水冷銅ルツボ(3)内に吊り下げて上記電極(2
)の先端と銅yツボ(3)中の浴湯(4)との間にアー
ク(5)を発生させ、電極(2)自体が浴は落ちて溶湯
7”−Iv’1作り、浴湯1−ルは下方から凝固して湯
面が上り、前記ルツボ(3〕内に鋳塊(6)を作る方法
である。
式真空アーク熔解法VC係り、特に同溶解法により鋳肌
の艮好な矩形鉛塊を作る方法に関する・ (従来の技術) 融点が高く、かつ高温で活性なチタニウム等の難融性活
性金属の溶解法としτ現在工業的にもつとも普及してい
る消耗電極式真空アーク浴解法(以下MAR法という)
は、第2図に示すa口く、ヌボンジチタン等□の俗解原
料を押し固めたブリケラ)(1)’i多数溶接して大型
の1kt極(21’ie作り、該電極(2)ヲ細長い円
筒状の水冷銅ルツボ(3)内に吊り下げて上記電極(2
)の先端と銅yツボ(3)中の浴湯(4)との間にアー
ク(5)を発生させ、電極(2)自体が浴は落ちて溶湯
7”−Iv’1作り、浴湯1−ルは下方から凝固して湯
面が上り、前記ルツボ(3〕内に鋳塊(6)を作る方法
である。
このようにMAR法ではルツボ(3)が詩聖を兼ねるた
め、ルツボ(3)の形状により時塊(6)の形状が矢定
されるのでめるが、従来よりVAR法で用いるルツボ(
3)の形状は第2図中)に見る如く完全対称形の円筒状
に限られていた。これは、この柚の紺塊が王として丸ビ
レットや丸棒にm工されることにもよるが、原料の溶解
藤原が電極自ら発生するアークである消耗電極式の場合
、角柱形ルツボ等t用いると極部的なアークスポットの
移動やf@湯の動きのコントロールが困姓となり、ルツ
ボ(3)の内面と接する浴湯メニヌカヌ(4)の温度低
下II−きたす。このため溶湯表面が上昇してルツボ(
3)17’:面に付着したス1ラッシュ堆積層と接触し
ても、ヌフ゛ラッシュ堆積層が再溶解せずにその壕ま残
存したり、あるいは凝固シェルが71ラッシュ堆積層の
下にリップ/L/状に生成するようになり、鋳肌の良好
な一塊が得られなくなるからである。 従って、VAR法で作られり鋳塊(6)ニいずれも円柱
状tなし、このため、こうした円柱状の一塊(6)から
板材’ktM造する場合は、第8図に示す如く円柱状鋳
塊(6)2鍛造によって角形のプルーム(7)とした上
で分塊圧延し、板圧延用の7ラブ(8)に形成していた
のでるるが、上記の鍛造作業はかなりの長時間ケ要し、
生産能率を低下させるだけでなく製造コストを著るしく
上昇させるため、従来より問題となっている。 −4,1フズマビーム・ガンやエレクトロンビーム・ガ
ンヶ用いて原料tハース上で溶解する非消耗電極式真空
アーク溶解法でに、上記ビーム・力ンによって浴湯表面
を自由に711:l熱し、高温に保持することができる
ため卿型の形状は必ずしも丸型でなくても良好な鋳肌の
一塊が得られる。このため、従来よυ角形の詩聖を用い
て11面矩形の一塊を作り、鍛造工程を省略することが
付われでいる。 然しなから、非消耗電極式真空アーク溶解法にVAR法
と比べて設備費が高く、また電力消費量もはるかに多い
こと等刀)らトータル生屋コストが高くつき、できる限
り避けたい方法でるる。 本発明はこのような実状に鑑みなされたもので、断面形
状が矩形で鍛造工程を省略することがでさ、かつ鋳肌の
良好な一塊2VAR法によって製造する方法を提供しよ
うとするものである。 以下、掲げた図面に基づき本発明の詳細な説明する。 (問題点を解決するための手′!9) 第1図れ)は本発明法を実施した消耗1を極式真空アー
ク溶解炬の模式縦断側面図、同図(1))に第1口軽)
(DA−A線矢視拡大断面図で、(3)に鋳型を兼ねる
水冷銅ルツボ、(21&’;Cスポンジチタン等のブリ
ケラ)k多数個出接して作った電極、(9)は電極(2
)の保持棒、αGは電極(2)を昇降させる駆動装置、
(ロ)は冷却水通路、@にルツボ(3)の外周に巻回さ
れたソレノイド・コイルでおる。 第1図四(至)に示す如く、本発明法1:(VAR法に
おいて水冷銅ルツボ(33k四隅にR−i設けた角柱状
に形成するとともに該ルツボ(3)の内面’I cao
糸、ZrOコ糸、TiOコ糸、AtコOJ系等の耐火物
(至)で内張りし、かつ電極(21溶解時に上記ルツボ
(3)の内部上下方向に5〜75ガウスの磁場(一点鎖
線で示す)r付加することにR9とするVAR法による
矩形鋳塊(6)の製造方法を要旨とする。 本発明において、角柱状に形成した銅ルツボ(3)の内
面tJ:紀耐火物α1で内張りしたのに、銅ルツボ(3
)の冷却効果を緩和し、ルツボ(3)壁内面と接すル浴
湯メニスカ7(4)の温71−常にヌ1ラッシュ堆積層
の再溶解可能な高温に保持しておくためでるる。 また、角柱状銅ルツボ(3)の四隅にR1設けたのは、
四隅を直角に形成した場合、四隅がルツボ(3)の短辺
壁(8/)と長辺壁(3コ)双方からの冷却の影響を受
けて強冷却となり、四隅に接する浴湯の温度を著しく低
下させるので、これt避けるためでめり、ま九後述する
磁場の付7JKより浴湯(4)に回転t#−えt際に、
溶湯がルツボ(3)の四隅で滞溜するのt防止するのに
も有効だ力為らでるる。 さらに、電極(21溶解時にソレノイド・コイル(ロ)
に電流を印加し、ルツボ(3)の内部上下方向に5〜7
5ガウスの磁場(一点鎖線)を付加するようにしたのは
、アークスポット(5)を電W (21断面中を均一に
移動させてアーク・コントロールを容易ニスるとともに
、lレツボ(3)内の浴湯(4)に回転を与えてより高
温なルツボ中心部の浴湯に/”ツボ壁方向へと移動循I
J1させ、ルツボ(3)壁内面と接する浴湯メニヌカヌ
(4)ニヌフ”ラッシュの再溶解が可能な高温の浴湯を
絶えず供給するためである。磁場強度の下限t5ガウス
としたのに、5ガワヌエり下では溶湯(4)の@J転が
不充分だからであり、上限ケア5ガワスとしたのは、7
5ガウスより上の磁場tかけると溶湯(4)の回転が強
くなり過ぎてルツボ(3)壁面部のメニスカス(4)が
極端に盛り上り、該メニスカスがルツボ(3)壁からの
強冷却を受けて再溶解不可能な厚いシエlLI’l形成
するため、逆に鋳肌を悪化させるからでるる。 なお、ルツボ(3)の内張りに用いる前記CaO系、Z
rOコ糸、Ti、Oa糸、Al2O3系等の1iit火
物ai、いずれも1フズマ溶射等の手段にて塗布するの
がよく、塗膜の淳ざは、いずれの耐火物の場合でも水冷
銅ルツボ(3)壁の低温が塗膜表面まで充分伝達される
程度とし、浴湯(4)との接触により融解点反応や溶解
を生じないようにする必要がるる。 また、ルツボ(3)の四隅に設けたRの大きさは、ルツ
ボ(3)の形状によって異なるが、前述の効果を得るた
めには最低半径10履以上は必要である。 次に、実施例について記載する。 (実施例) 消耗電極式真空アーク溶解炉のルツボを短辺壁16ga
a+、長辺壁210114.深さ600厘、四隅に半径
25jEIのR2有する角柱状に形成し、その内面vc
耐大物として力〜シャ(CaO)i7ヲズマ浴射により
約0.21EIの厚ざに塗布した。また上記ルツボの外
周面VCは、磁場付加用のソレノイド・コイルを巻回し
た・このルツボ内rC7レヌ浴接ニて短辺90M、長辺
150mg、 aL! 1.0001!IO角柱状に形
成した純チタンの消耗電極を吊るし、下記第1表に示す
溶解条件にて真空アーク俗解を行った・ 帛 1 表 (溶解条件〕 上記溶解により得られた短辺155履、長辺208M、
高さ400MI4の矩形時塊は、外面にヌ1ラッシュの
残存等による凹凸が全くなく、極めて建全な鋳肌を有し
ていた。また該鋳塊の組成を分析した結果、下記第2表
に示す如く、電極の組成とほぼ同じでめり、1ili4
火物であるカルジャの組成Ca、 Oの混入は見られな
かった。 第 2 表 (取分) 次いで、この矩形鍔塊tS放し状態で980℃にm熱保
持し、連続圧延により5mg厚の板に形成したところ、
圧蜘途中および最終板厚においても割れや表面疵を生じ
ることがなく、従来の丸形鋳塊以上の性能を偽ることが
できた。 (発明の効果) 以上に説明したとおり、本発明HVAR法において従来
不可能とされていた鋳肌の良好な断面矩形の鋳塊を製造
できるようにしたから、従来の丸形絹塊を矩形に鍛造す
る工程ケ省略することができ、チタニワム等の婦F7I
!kt!1:活注金属の板材の製造コストを著しく低下
させるとともに、その生産性を向上させることができる
。
め、ルツボ(3)の形状により時塊(6)の形状が矢定
されるのでめるが、従来よりVAR法で用いるルツボ(
3)の形状は第2図中)に見る如く完全対称形の円筒状
に限られていた。これは、この柚の紺塊が王として丸ビ
レットや丸棒にm工されることにもよるが、原料の溶解
藤原が電極自ら発生するアークである消耗電極式の場合
、角柱形ルツボ等t用いると極部的なアークスポットの
移動やf@湯の動きのコントロールが困姓となり、ルツ
ボ(3)の内面と接する浴湯メニヌカヌ(4)の温度低
下II−きたす。このため溶湯表面が上昇してルツボ(
3)17’:面に付着したス1ラッシュ堆積層と接触し
ても、ヌフ゛ラッシュ堆積層が再溶解せずにその壕ま残
存したり、あるいは凝固シェルが71ラッシュ堆積層の
下にリップ/L/状に生成するようになり、鋳肌の良好
な一塊が得られなくなるからである。 従って、VAR法で作られり鋳塊(6)ニいずれも円柱
状tなし、このため、こうした円柱状の一塊(6)から
板材’ktM造する場合は、第8図に示す如く円柱状鋳
塊(6)2鍛造によって角形のプルーム(7)とした上
で分塊圧延し、板圧延用の7ラブ(8)に形成していた
のでるるが、上記の鍛造作業はかなりの長時間ケ要し、
生産能率を低下させるだけでなく製造コストを著るしく
上昇させるため、従来より問題となっている。 −4,1フズマビーム・ガンやエレクトロンビーム・ガ
ンヶ用いて原料tハース上で溶解する非消耗電極式真空
アーク溶解法でに、上記ビーム・力ンによって浴湯表面
を自由に711:l熱し、高温に保持することができる
ため卿型の形状は必ずしも丸型でなくても良好な鋳肌の
一塊が得られる。このため、従来よυ角形の詩聖を用い
て11面矩形の一塊を作り、鍛造工程を省略することが
付われでいる。 然しなから、非消耗電極式真空アーク溶解法にVAR法
と比べて設備費が高く、また電力消費量もはるかに多い
こと等刀)らトータル生屋コストが高くつき、できる限
り避けたい方法でるる。 本発明はこのような実状に鑑みなされたもので、断面形
状が矩形で鍛造工程を省略することがでさ、かつ鋳肌の
良好な一塊2VAR法によって製造する方法を提供しよ
うとするものである。 以下、掲げた図面に基づき本発明の詳細な説明する。 (問題点を解決するための手′!9) 第1図れ)は本発明法を実施した消耗1を極式真空アー
ク溶解炬の模式縦断側面図、同図(1))に第1口軽)
(DA−A線矢視拡大断面図で、(3)に鋳型を兼ねる
水冷銅ルツボ、(21&’;Cスポンジチタン等のブリ
ケラ)k多数個出接して作った電極、(9)は電極(2
)の保持棒、αGは電極(2)を昇降させる駆動装置、
(ロ)は冷却水通路、@にルツボ(3)の外周に巻回さ
れたソレノイド・コイルでおる。 第1図四(至)に示す如く、本発明法1:(VAR法に
おいて水冷銅ルツボ(33k四隅にR−i設けた角柱状
に形成するとともに該ルツボ(3)の内面’I cao
糸、ZrOコ糸、TiOコ糸、AtコOJ系等の耐火物
(至)で内張りし、かつ電極(21溶解時に上記ルツボ
(3)の内部上下方向に5〜75ガウスの磁場(一点鎖
線で示す)r付加することにR9とするVAR法による
矩形鋳塊(6)の製造方法を要旨とする。 本発明において、角柱状に形成した銅ルツボ(3)の内
面tJ:紀耐火物α1で内張りしたのに、銅ルツボ(3
)の冷却効果を緩和し、ルツボ(3)壁内面と接すル浴
湯メニスカ7(4)の温71−常にヌ1ラッシュ堆積層
の再溶解可能な高温に保持しておくためでるる。 また、角柱状銅ルツボ(3)の四隅にR1設けたのは、
四隅を直角に形成した場合、四隅がルツボ(3)の短辺
壁(8/)と長辺壁(3コ)双方からの冷却の影響を受
けて強冷却となり、四隅に接する浴湯の温度を著しく低
下させるので、これt避けるためでめり、ま九後述する
磁場の付7JKより浴湯(4)に回転t#−えt際に、
溶湯がルツボ(3)の四隅で滞溜するのt防止するのに
も有効だ力為らでるる。 さらに、電極(21溶解時にソレノイド・コイル(ロ)
に電流を印加し、ルツボ(3)の内部上下方向に5〜7
5ガウスの磁場(一点鎖線)を付加するようにしたのは
、アークスポット(5)を電W (21断面中を均一に
移動させてアーク・コントロールを容易ニスるとともに
、lレツボ(3)内の浴湯(4)に回転を与えてより高
温なルツボ中心部の浴湯に/”ツボ壁方向へと移動循I
J1させ、ルツボ(3)壁内面と接する浴湯メニヌカヌ
(4)ニヌフ”ラッシュの再溶解が可能な高温の浴湯を
絶えず供給するためである。磁場強度の下限t5ガウス
としたのに、5ガワヌエり下では溶湯(4)の@J転が
不充分だからであり、上限ケア5ガワスとしたのは、7
5ガウスより上の磁場tかけると溶湯(4)の回転が強
くなり過ぎてルツボ(3)壁面部のメニスカス(4)が
極端に盛り上り、該メニスカスがルツボ(3)壁からの
強冷却を受けて再溶解不可能な厚いシエlLI’l形成
するため、逆に鋳肌を悪化させるからでるる。 なお、ルツボ(3)の内張りに用いる前記CaO系、Z
rOコ糸、Ti、Oa糸、Al2O3系等の1iit火
物ai、いずれも1フズマ溶射等の手段にて塗布するの
がよく、塗膜の淳ざは、いずれの耐火物の場合でも水冷
銅ルツボ(3)壁の低温が塗膜表面まで充分伝達される
程度とし、浴湯(4)との接触により融解点反応や溶解
を生じないようにする必要がるる。 また、ルツボ(3)の四隅に設けたRの大きさは、ルツ
ボ(3)の形状によって異なるが、前述の効果を得るた
めには最低半径10履以上は必要である。 次に、実施例について記載する。 (実施例) 消耗電極式真空アーク溶解炉のルツボを短辺壁16ga
a+、長辺壁210114.深さ600厘、四隅に半径
25jEIのR2有する角柱状に形成し、その内面vc
耐大物として力〜シャ(CaO)i7ヲズマ浴射により
約0.21EIの厚ざに塗布した。また上記ルツボの外
周面VCは、磁場付加用のソレノイド・コイルを巻回し
た・このルツボ内rC7レヌ浴接ニて短辺90M、長辺
150mg、 aL! 1.0001!IO角柱状に形
成した純チタンの消耗電極を吊るし、下記第1表に示す
溶解条件にて真空アーク俗解を行った・ 帛 1 表 (溶解条件〕 上記溶解により得られた短辺155履、長辺208M、
高さ400MI4の矩形時塊は、外面にヌ1ラッシュの
残存等による凹凸が全くなく、極めて建全な鋳肌を有し
ていた。また該鋳塊の組成を分析した結果、下記第2表
に示す如く、電極の組成とほぼ同じでめり、1ili4
火物であるカルジャの組成Ca、 Oの混入は見られな
かった。 第 2 表 (取分) 次いで、この矩形鍔塊tS放し状態で980℃にm熱保
持し、連続圧延により5mg厚の板に形成したところ、
圧蜘途中および最終板厚においても割れや表面疵を生じ
ることがなく、従来の丸形鋳塊以上の性能を偽ることが
できた。 (発明の効果) 以上に説明したとおり、本発明HVAR法において従来
不可能とされていた鋳肌の良好な断面矩形の鋳塊を製造
できるようにしたから、従来の丸形絹塊を矩形に鍛造す
る工程ケ省略することができ、チタニワム等の婦F7I
!kt!1:活注金属の板材の製造コストを著しく低下
させるとともに、その生産性を向上させることができる
。
第1図は本発明法を説明する図で、同図(に)に本発明
法に!j’施した消耗!極式真空アーク溶解炉を模式で
示す要部縦断側面図、同図(−に第1図四のA−A線矢
視断面拡大図、第2図は従来のVAR法を説明する図で
、同図(a)G’;C消耗電極式真空アーク溶解炉紮模
式で示す要部縦断側面図、同図(j))に第2図(川の
B−B線矢視断面拡大図、第8図に従来のVARYにて
作られた丸形鋳塊のヌラグへの加工工程を説明する概略
図である。 2:電極、8:Nツボ(置型〕、6:丸形鋳塊、6:矩
形鋳塊、12:ソレノイド・コイ/’% 13:耐火物 第1図 (b) 11z
法に!j’施した消耗!極式真空アーク溶解炉を模式で
示す要部縦断側面図、同図(−に第1図四のA−A線矢
視断面拡大図、第2図は従来のVAR法を説明する図で
、同図(a)G’;C消耗電極式真空アーク溶解炉紮模
式で示す要部縦断側面図、同図(j))に第2図(川の
B−B線矢視断面拡大図、第8図に従来のVARYにて
作られた丸形鋳塊のヌラグへの加工工程を説明する概略
図である。 2:電極、8:Nツボ(置型〕、6:丸形鋳塊、6:矩
形鋳塊、12:ソレノイド・コイ/’% 13:耐火物 第1図 (b) 11z
Claims (1)
- (1)消耗電極式真空アーク溶解法において、水冷銅ル
ツボを四隅にRを設けた角柱状に形成するとともに該ル
ツボの内面をCaO系、ZrO_2系、TiO_2系、
Al_2O_3系等の耐火物で内張りし、かつ電極溶解
時に上記ルツボの内部上下方向に5〜75ガウスの磁場
を付加することを特徴とする消耗電極式真空アーク溶解
法による矩形鋳塊の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26491684A JPS61143528A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 消耗電極式真空ア−ク溶解法による矩形鋳塊の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26491684A JPS61143528A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 消耗電極式真空ア−ク溶解法による矩形鋳塊の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61143528A true JPS61143528A (ja) | 1986-07-01 |
Family
ID=17409982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26491684A Pending JPS61143528A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 消耗電極式真空ア−ク溶解法による矩形鋳塊の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61143528A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003020992A1 (fr) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Sumitomo Titanium Corporation | Recipient de reaction a utiliser dans la production d'une eponge en titane, plaque de bouclier thermique placee dans ce recipient, et procede de production d'une eponge en titane |
US11434544B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-09-06 | Titanium Metals Corporation | Compact coil assembly for a vacuum arc remelting system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059028A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-05 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ア−ク溶解法 |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP26491684A patent/JPS61143528A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059028A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-05 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ア−ク溶解法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003020992A1 (fr) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Sumitomo Titanium Corporation | Recipient de reaction a utiliser dans la production d'une eponge en titane, plaque de bouclier thermique placee dans ce recipient, et procede de production d'une eponge en titane |
US11434544B2 (en) | 2017-10-17 | 2022-09-06 | Titanium Metals Corporation | Compact coil assembly for a vacuum arc remelting system |
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