JPS63128134A - 電子ビ−ム溶解法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ハースとモールドの二段構成炉を使用する電
子ビーム溶解法に関するものである。

［従来の技術］ 電子ビーム溶解やプラズマビーム溶解、プラズマアーク
溶解は、チタン、ジルコニウム等の活性金属や高合金鋼
、超高合金鋼の溶解手段として近年広く採用されている
。このうち原料がハース内に投入され電子ビームの照射
によって溶解された後、鋳型内に注湯され、鋳塊が溶製
される方法がある。第２図はその一例を示したもので、
（１）は真空引きされた炉、（２）は原料投入口、（３
）はハース、（５ａ）（５ｂ）は電子ビームガン、（６
）は金属原料、（９）はモールドである。

同図に示すように、原料投入口（２）よりハース（３）
上に投入された金属原料（６）は、まず平坦状のハース
（３）上面を照射する電子ビームガン（５ａ）のビーム
（ｌｌａ）によって溶解され、ｉ湯（７１）を作り引き
続き一定の時間加熱保持される。これによりＭ８、Ｃ１
、Ｈ等の不純物が除去され、物理的な精製が行われる。

原料を投入しつつ溶解された溶湯はハース（３）よりオ
ーバーフローし、モールド（９）上面に臨むハースの注
ｔＮ口（以下スパウトと称する）（８）よりモールド（
９）内に滴下し、モールド内の溶湯（７２）ｆｆｉを増
やしてゆく。モールド内の溶ｔｉ（７２）はモールド上
面を照射する別の電子ビームガン（５ｂ）のビーム（Ｉ
ｌｂ）によフて加熱保持されており、モールド（９）下
方から引き抜くことにより、鋳塊（１０）が製造される
のである。

［発明が解決しようとする問題点］ 然しながら、上記従来の電子ビーム溶解法には、次のよ
うな問題点がある。

すなわち、溶融プール内に原料を落下させて投入してい
るので溶融金属が飛散し、特にチタン、ジルコニウムス
ポンジ等のようにＭｇＣＩ　２、ＮａＣｌ等揮発成分を
含有する原料では、溶融プール内に投入されると揮発成
分が急激に気化してＷＪ′ｒ＆金属を多量に飛散させ、
鋳塊歩留が低下することになる。

また原料は常温状態から溶融プールに投入されるため、
−挙には溶融されず、原料投入口の下方に未溶解原料が
山積状態になり、原料の供給をさまたげることがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、電子ビーム溶解方法において、原料投入時の溶融
金属の飛散を防止して鋳塊歩留を向上させ、また原料を
円滑に投入することができる方法を提供しようとするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 以下、本発明を実施例に対応する第１図〜第２図を用い
て説明する。

第１図に示すように本発明の方法は、ハース（３）に原
料を投入しつつハース上面を照射する加熱！（５ａ）に
よりハース上で溶解し、一定の時間加熱した金属原料の
溶湯（７１）を、モールド内に注湯し・モールド内の溶
１（７２）表面を別の加熱！　（５ｂ）の照射で加熱保
持しつつモールド下方より鋳塊（ｌＯ）を引き抜く電子
ビーム溶解法において゛前記″−スは・平坦的な部分で
溶融金属を保持し、精錬作用を行わせると共に原料投入
口下方に伸びる傾斜部（４）を有し、前記ハースを前後
に振動させながら原料を加熱源（５ａ）により予熱しつ
つ前記傾斜部より滑らせて投入することを特徴とする電
子ビーム溶解法を要旨とする。この時、傾斜部（４）は
ハース水平部分に対して３０°以上傾斜させるのが好ま
しい。

［作用〕 上記本発明によれば、原料は、原料投入口（２）から前
後に振動するハースの原料投入口下方に伸びる傾斜部を
流れてハースに徐々に投入されるので、溶融金属の飛散
がなく、また原料が予熱されて投入されるので原料投入
口直下で未溶解のまま山積になることもなくなる。

［実施例］ 以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明法で使用する溶解炉の要部側面図である
。

第１図において、（３）は２００ａ＋ｍ（巾）Ｘ　６０
０ｍｍ（長）のハース、（９）は１００ａ＋ｍ（巾）　
Ｘ　６００ａ＋ｍ（長）のモールド、（５ａ）はハース
上面を照射する２００ｋｗの電子ビームガン、（５ｂ）
はモールド上面およびスパウト（８）を照射する２００
ｋｗの電子ビームガンである。

上記ハース（３）は原料投入口下方に伸びる傾斜部（４
）を有し、矢印で示すように前後に振動するように設け
られている。

また、ハース（３）上面を照射する電子ビームガン（５
ａ）は、局部的なスポットビーム（ｌｌａ）を高速移動
させながら照射するものである。この電子ビーム（ｌｌ
ａ）の照射により、ハース（３）上に供給される金属［
料（６）が溶解され、その溶湯（７１）が一定の時間加
熱保持される。

モールド（９）上面およびスパウト（８）を照射する電
子ビームガン（５ｂ）は、局部的なスポットビーム（ｌ
ｌｂ）をモールド（９）内面に沿って高速移動させなが
ら照射し、モールド（９）内溶１（７２）の加熱保持と
スパウト（８）の加熱保持を行う・ なおモールド（９）はｆｉ製で、水冷式のものである・
上記構造の真空溶解炉を用い、純チタンスポンジを原料
として、約２００ｋｇの純チタンスラブインゴットを２
チヤージ製造した。

すなわち、原料投入口（２）よりハース傾斜部（４）を
流れる０、５インチル２０１ツシコのチタンスポンジ（
６）を電子ビームガン（５ａ）のビーム（ｌｌａ）照射
で予熱、溶解し、この溶湯（７１）を精製のため引き続
き上記ビーム（Ｉｌａ）で加熱保持した後、スパウト（
８）よりモールド（９）内に滴下する。　この操作を繰
り返すことによりモールド（９）内？ａ　ｍ　（７２）
を増やしていった。この操作は、終始ハース（３）を前
後に振動させながら行った。

モールド〈９）上面は別の電子ビームガン（５ｂ）のビ
ーム（Ｉｌｂ）照射によって加熱保持し、モールド（９
）下方より溶解速度に応じた引き下げ速度で引き抜くこ
とにより角型のインゴットを得た。

また、比較例として第２図の溶解炉を使用し・従来の電
子ビーム溶解法、すなわちハース（３）を振動させずに
ハースに原料を落下投入する方法により約２００ｋｇの
角型純チタンスラブインゴットを２チヤージ製造した。

結果は第１表に示すとおり、従来の電子ビーム溶解法に
より製造した２つのインゴットの鋳塊歩留マリハ（Ａ）
カ８８．０！−（Ｂ）カ８９．５！テアツタ（７）　ニ
対し、本発明の電子ビーム溶解法により製造した２つの
インゴットの鋳塊歩留まりは、（Ｃ）が９４　、５Ｋ、
（Ｄ）が９４．０χであり、従来法で製造したインゴッ
トより平均５．５ｘ程度鋳塊歩留まりが向上した。

第１表 「発明の効果］ 以上に説明したとおり、本発明の電子ビーム溶解法によ
れば、原料が円滑に供給され、原料がハースから飛散す
ることが抑えられ鋳塊歩留を著しく高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビーム溶解法に使用する溶解炉の
要部側面図、第２図は従来の電子ビーム溶解法を説明す
る要部側面図である。 ２：原料投入口、３：ハース、４：ハース傾斜部５ａ、
５ｂ：電子ビームガン、６：金属原料？＋　、７２　：
溶湯、８：スパウト、９：モールドｌＯ：鋳塊、ｌｌａ
、ｌｌｂ：電子ビーム出願人　大阪チタニウム製造株式
会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハース（３）に原料を投入しつつハース上面を照射する
   加熱源（５ａ）によりハース上で溶解し、一定の時間加
   熱保持した金属原料の溶湯（７＿１）を、モールド（９
   ）上面に臨むハースのスパウト（８）よりモールド内に
   注湯し、モールド内の溶湯（７＿２）表面を別の加熱源
   （５ｂ）の照射で加熱保持しつつモールド下方より鋳塊
   （１０）を引き抜く電子ビーム溶解法において、前記ハ
   ースは、原料投入口下方に伸びる傾斜部を有し、前記ハ
   ースを前後に振動させながら原料を加熱源（５ａ）によ
   り予熱しつつ前記傾斜部より滑らせて投入することを特
   徴とする電子ビーム溶解法。