JPS62248558A

JPS62248558A - 電子ビ−ム偏向コイルを装着した電子ビ−ム溶解炉用鋳型

Info

Publication number: JPS62248558A
Application number: JP8944486A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Harada; 原田　新一; Yoshinobu Ishihara; 石原　義信; Hideki Otsuka; 秀樹大塚
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1987-10-29
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0671645B2

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】（産業上の利用分野）本発明は電子ビーム溶解炉に係り、特に鋳型内の湯面温
度を均一に保持可能な電子ビーム溶解炉用鋳型に関する
。

（従来の技術）電子ビームを利用した溶解法は、高真空下で高温溶解で
きることから高純度溶解乃至難溶解材料の溶解に適用さ
れている。

この電子ビーム溶解法は、原料の形態に応じて次の２つ
の方法に大別される。

すなわち、第２図に示すように、電子ビーム溶解炉内に
おいて、炉の側方より、棒状に成形した原料７を供給し
、これに電子ビームガン１より発せられた電子ビームＥ
Ｂを照射して溶解させ、溶融した金属を鋳型２に滴下し
て、インゴットを製造する方法がある。また、第３図に
示すように。

棒状原料７に代え、塊状等の原料８をハース３に供給し
、同様にしてこれに電子ビームを照射して溶解させ、鋳
型２に滴下してインゴット６を製造する方法がある。

これらの電子ビーム溶解法のいずれも、鋳型内の湯面温
度を均一に保持するために湯面にも電子ビームを照射さ
せている。しかし、原料が棒状であったり或いはハース
の存在により、湯面上に電子ビームを照射できない影の
部分が生じてしまう。

そこで、従来、第４図に示すように、電子ビームガンｌ
を複数個設置して影の部分を照射する方法や、ハースを
揺動させて影の部分を間欠的に照射する方法などが試み
られている。

（発明が解決しようとする問題点）鋳型内のインゴット内部には液相の部分、すなわち溶湯
プール９が存在する。この溶湯プールの形状はインゴッ
ト内部に発達してくる結晶の方向性に非常に大きな影響
を与える。したがって、結晶を最適の方向に発達させ、
良好な内部組織を有するインゴットを得るためには、溶
湯プールの形状を最適に保つ必要がある。その際、湯面
の温度が不均一な場合には、溶湯プールの形状がいびつ
になり、鋳片の内部組織が不均一となり、インゴットの
品質が不良となる。実験においても、湯面上で影になっ
た部分は明らかに品質が劣化し、それに伴って欠陥が生
じていることが確認されている。

さて、この影の問題を解決するための前述の従来の方法
を検討してみると、以下に述べるような問題点がある。

（１）複数のＥＢＢ２Ｏ設置する場合 ■　電子ビーム（ＥＢ）ガンそのものが高価なものであ
るので、設備費が高くつく。

■　ＥＢＢ２Ｏらはそれぞれ冷却水用、真空排気用の配
管が突出している。したがって、ＥＢＢ２Ｏ個数が増加
することにより、溶解炉の炉上が輻幀した状態になり、
メンテナンスが困難になってくる。

■　ＥＢＢ２Ｏ機械的な取合により、複数個の設置が不
可能なケースもある。

（２）ハースを揺動させる場合 ■　揺動させるための駆動軸等を溶解炉内に導入する必
要が生じる。すなわち、炉外の大気と炉内の真空を遮断
するためのシール部分が必要となり、この部分のリーク
の問題が生じてくる。

■　ハースは通常、冷却水が必要である。揺動させるな
らば、当然、冷却水固定配管とハースを接続するフレキ
シブルチューブ等が必要となってくる。一般的に真空中
で使用されるフレキシブルチューブは頻度の高い繰返し
運動に対しては耐久性がないので、操業中にチューブが
破損する危険性が極めて高くなる。

■　電子ビームの照射位置をハースの揺動運動に同調さ
せて移動させる必要がある。

■　溶湯で満杯の状態のハースを揺動させるのであるか
ら、揺動のサイクル時間をあまり短くできない。したが
って、電子ビームの均一照射にも、自ずと限界がある。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、電子ビームの
照射を鋳型内の湯面に対して効果的に可能にし、しかも
簡易な構成により、鋳型内の湯面温度を均一に保持でき
、欠陥のない高品質なインゴットの製造を可能にする電
子ビーム溶解炉用鋳型を提供することを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため１本発明者は、従来のように電
子ビームガンの個数の増加やハースの揺動等によるハー
ド面での解決策が得策でないことに鑑み、電子ビームそ
のものを所要の影の部分に照射できるようにビームの特
性を利用して偏向させることに想到したものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは、鋳型の上方に
設置した電子ビームガンからの電子ビームを原料に照射
させ、その溶滴を鋳型内に鋳込むと共に鋳型内の湯面を
電子ビームによって加熱する電子ビーム溶解炉において
、前記鋳型の上方に電子ビーム偏向用コイルを装着した
ことを特徴とする電子ビーム溶解炉用鋳型、にある。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る鋳型を備えた電子ビー
ム溶解炉の概略断面図である。

図中、１は電子ビームガン、２は水冷インサート（ｕＩ
型）、３は原料８を収容するハースであり、電子ビーム
ガン１から発せられた電子ビームＥＢを原料８に照射し
溶解させ、溶融した金属を水冷インサート２に滴下して
インゴット６を製造することは、従来と同様である。

電子ビームガン１より発射される電子ビームは、磁界が
存在しない限り、直進するので１本来は発射位置からみ
て影の部分には照射することができない。この点、本発
明では、鋳型２の上部にコイル４を装着し、このコイル
４により、適宜、湯面直上部に磁界を発生させ、この磁
界によって電子ビームの進路を曲げ、影の部分に照射さ
せるものである。この磁界の方向１強さ、更には電子ビ
ームの照射位置の組合せを変えることにより、湯面上で
ハース等の存在によって影になった部分に電子ビームを
照射することが可能となる。

なお、コイル４はバックアップフレーム５を介して水冷
インサート２に装着されているが、他の適当な手段にて
装着することも可能である。また。

図示の場合、原料をハース３に収容した供給態様を示し
たが、第２図の如く棒状に成形した棒状原料により供給
する場合にも、同様に適用できることは云うまでもない
。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、電子ビーム偏向
用コイルを鋳型上部に装着したので、簡易な構成にて従
来技術の問題点をすべて解決することができる。すなわ
ち、従来ハース等の存在により生じた影の部分へ電子ビ
ームを照射することができるため、電子ビームガンの個
数を特別に増加することなく、鋳型内の湯面全体に電子
ビームを照射でき、更にハースを揺動させるなどの物理
的な運動の導入に伴う諸問題も起こらない。

したがって、鋳型内の湯面温度を均一に保持することが
でき、欠陥のない高品質のインゴットを製造することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る鋳型を備えた電子ビー
ム溶解炉の概略断面図、第２図乃至第４図は各々従来の電子ビーム溶解炉を示す
概略断面図である。１・・・電子ビームガン、２・・・水冷インサート（鋳
型）、３・・・ハース、　　　　４・・・コイル、５・
・・バックアップフレーム、６・・・インゴット、７．
８・・・原料、　　　９・・・溶湯プール。ＥＢ・・・電子ビーム。特許出願人　　株式会社神戸製鋼所代理人弁理士　中　　村　　　尚第１図第２図　　　第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

鋳型の上方に設置した電子ビームガンからの電子ビーム
を原料に照射させ、その溶滴を鋳型内に鋳込むと共に鋳
型内の湯面を該電子ビームによって加熱する電子ビーム
溶解炉において、前記鋳型の上方に電子ビーム偏向用コ
イルを装着したことを特徴とする電子ビーム溶解炉用鋳
型。