JPS63183755A - チタンおよびチタン合金の薄板製造方法 - 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〕 この発明はチタンおよびチタン合金の薄板製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来チタンおよびチタン合金のような活性金属および活
性合金の薄板は、次のような工程で製造されていた。す
なわち第２図（ａ）に示すようにまずスポンジチタン、
スクラップチタン、マスターアロイ等をプレス成形によ
り円筒形のブリケットｌにする。これを真空チャンバー
内で溶接して継ぎ合わせ、−次電極２を作る。この−次
電極２を用いて、第２図（ｂ）に示すように、真空チャ
ンバー３内で真空アーク溶解を行い、溶解した溶湯を鋳
型４に受けて凝固させ、鋼塊５を製造する。できた鋼塊
５の均質性を高めるため、さらにできた鋼塊５を電極と
して使用し、二次溶解、三次溶解を行って均質で大型の
鋼塊を得るようにしている。

この鋼塊を加熱鍛造してスラブを製造し、さらにこのス
ラブを加、熱して厚板圧延機やホットストリップミルで
薄板を製造している。

また他のチタンおよびチタン合金薄板の製造方法として
エレクトロンビーム溶解法がある。この方法は、第３図
に示すように真空容器（図示せず）内において、ホッパ
ー６に貯留されたスポンジチタン、スクラップチタン、
マスターアロイ等の原料７を、水冷銅ハース８内に連続
的に装入し、装入した原料を電子銃９から放射されたエ
レクトロンビーム１０により溶解して水冷銅ハース８内
に溶融メタルプールを形成させる。このメタルプールの
湯面が上るにつれ、溶融メタルは水冷銅ハース８からオ
ーバーフローして、隣接して配設しである水冷銅鋳型４
に流入し、冷却されてチタンおよびチタン合金のスラブ
ができる。そのあと前記した方法と同じ方法で薄板を製
造する。

なお、第４図のように水冷容器８の溶湯１１を、水冷容
器８に近接して配設した軸線がほぼ水平な水冷ロール１
２のロール外周面に引き上げつつ凝固させてチタン及び
チタン合金の薄板を製造しようという試みもあるが、第
５図に示すように、凝固シェル１３が水冷容器の底部（
１３ａ）　、同側壁部（１３ｂ）および水冷ロールのロ
ール外周面（１３ｃ）に生成され、それらがお互いにつ
ながった状態になっているので、これが阻害要因となり
、連続的に水冷ロールのロール外周面だけに凝固シェル
を生成させて賛全な薄板を製造するということはできな
かった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

Ｊ−述したような従来技術には次のような問題点があっ
た。すなわち従来の方法でチタンおよびチタン合金の薄
板を製造するには、一旦鋼塊またはスラブを作り、これ
を加熱してから圧延しているため、工程が複雑で運搬費
、電力費、燃料費等製造コストが高くなるという問題点
があった。

また水冷容器内の溶湯を、水冷容器に近接して配設した
水冷ロールのロール外周゛面に引き上げつつ凝固させて
チタンおよびチタン合金の薄板を製造する方法では、板
の表面に欠陥があるとか凝固シェルが途中で破断して連
続操業ができない等の問題点があった。

この発明は以上のような問題点を解消し、安価にかつ安
定してチタンおよびチアン合金の薄板が製造できる方法
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、水冷容器内のチタンおよびチタン合金の溶
湯を、該水冷容器に近接して配設した軸線がほぼ水平な
水冷ロールの外周面に引き上げつつ凝固させて薄板を製
造するに際し、水冷容器内の溶湯が水冷ロールのロール
外周面と接触する部分の溶湯を、エレクトロンビームで
加熱するチタンおよびチタン合金の薄板製造方法である
７゜〔作用〕 水冷ロールのロール外周面と接触する部分の溶湯を、エ
ネルギー集中度の高いエレクトロンビームで加熱するの
で、水冷容器内の最もロール外周面に近い水冷容器の（
底部と側壁部）の表面に生成される凝固シェルが再溶解
される。これらの凝固シェルは、再溶解されなければ水
冷ロールのロール外周面に生成される凝固シェルとつな
がっており、ロール外周面に生成される凝固シェルの健
全な発達を阻害するように作用しているが、再溶解によ
り阻害要因が除去されるので、ロール外周面に生成され
る凝固シェルは健全に発達し、品質的に良好なチタンお
よびチタン合金の薄板を得ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に基づき説明する。

第１図はこの発明の一実施例の断面図であり、ここに示
された機器はすべて真空容器（図示せず）内に収納され
ている。水冷銅ハース８にホッパー６よりスポンジチタ
ン、スクラップチタン、マスターアロイ等の原料７を連
続的に投入し、これを順次電子銃９から放射されるエレ
クトロンビームｌＯにより溶解する。原料７が溶解され
溶湯１１の湯面が上ってくると、溶湯１１は水冷銅ハー
ス８のホッパー６から離れた一方の側壁部に設けられた
切り欠きｉ’！！１１４から流出するような状態となる
。しかしながら、切り欠き部１４に近接して、軸線がほ
ぼ水平な水冷ロール１２が設けられているので、溶湯１
１は水冷ロール１２の回転につれて、ロール外周面に引
き上げられ、ロール外周面上に連続的に凝固シェル１３
を形成し、最終的には水冷ロール１２のロール外周面に
巻き付くようにしてチタンおよびチタン合金の薄板１５
ができる。これをスフレバー１６ではがし、巻き取りａ
１７でコイルに巻き取る。この際凝固シェル１３は、ロ
ール外周面上だけに生成されるのではなくて、水冷銅ハ
ース８の水冷ロール１２に近い底部や側壁部の水冷銅板
の上にも生成される。そしてこれらの凝固シェル１３ａ
、１３ｂとロール外周面上の凝固シェル１３ｃが連なり
合っているので、ロール外周面上の凝固シェルが、水冷
ロール１２の回転につれて移動しようとするのを妨げる
働きをする結果、良好な薄板を製造することができなく
なる０本実施例では、このような問題点を解消するため
、前記電子銃９からのエレクトロンビームｌＯが原料７
を溶解するとともに、水冷ロール１２に近接した部分の
溶湯をも常に加熱するようにビーム偏光装置を備えてい
る。このため水冷銅ハース８の水冷銅板上で生成されよ
うとする凝固シェル１３ａ　、　１３ｂは、常に再溶解
されるので、水冷ロール１２のロール外周面上の凝固シ
ェル１３ｃは拘束されないので、水冷ロール１２の回転
に従ってスムーズに前進し、凝固も進行して健全なチタ
ンおよびチタン合金の薄板１５となる。なお電子銃９を
使用したのは、エレクトロンビームがエネルギー集中度
が高く溶湯１１の局部加熱に適していること、また照射
位置をビーム偏光装置により電気的に精密にコントロー
ルできること等により、水冷銅ハース８で生成される凝
固シェルの再溶解に適しているからである。したがって
原料７の溶解自体には必ずしもエレクトロンビーム１０
を使用する必要はなく、他の加熱手段を用いてもよい。

以上の方法で溶解素材を純チタンとしてチタンの薄板を
製造した時の製造諸元を次に示す。

１）水冷ロール　　直径　５００　ａｍ、幅　　３００
腸禦回転数　６回転／分 ２）水冷銅ハース　＠３００ｍｍ、長さ　７００　ｔａ
■溶融メタル深さ　　　　３０ＩＩ１１ ３）’Ｔｔ子銃　　　　出力　５００　ｋｗ０製品寸法
　　　厚さ　０．５　ａｍ、　＠　　　３００　ｔｌｔ
ｓ５）製造能率　　　３００ｋｇ／時間 〔発明の効果〕 本発明により、品質的に良好なチタンおよびチタン合金
の薄板を、溶湯から直接連続的にかつ安定して製造でき
るので、その工業的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の縦断面図
、第２図（ａ）　、　（ｂ）は従来の真空アーク溶解法
を実施するための装置の縦断面図、第３図は従来のエレ
クトロンビーム溶解法を実施する装置の縦断面図、：５
４図は従来の水冷ロールによる方法を実施する装置の縦
断面図、第５図は凝固シェルの生成状態を示す斜視図で
ある。 １・・・ブリケット、２・・・−次電極、３・・・真空
チャン／＜−１４・・・鋳型、５・・・鋼塊、６・・・
ホッパー、７・・・原料、８・・・水冷銅ハース、９・
・・電子銃、１０・・・エレクトロンビーム、１１・・
・溶湯、１２・・・水冷ロール、１３・・・凝固シェル
、１３ａ・・・水冷銅ハース炉底部の凝固シェル、１３
ｂ・・・水冷銅ハース側壁部の凝固シェル、１３ｃ・・
・ロール外周面上の凝固シェル、１４・・・水冷銅ハー
スの切り欠き部、！５・・・チタンおよびチタン合金の
薄板、１６・・・スクレーバー、　　　　１７・・・巻
き取り機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水冷容器内のチタンおよびチタン合金の溶湯を、該水冷
   容器に近接して配設した軸線がほぼ水平な水冷ロールの
   ロール外周面に引き上げつつ凝固させて薄板を製造する
   に際し、水冷容器内の溶湯が水冷ロールのロール外周面
   と接触する部分の溶湯を、エレクトロンビームで加熱す
   ることを特徴とするチタンおよびチタン合金の薄板製造
   方法。