JPS6330169A

JPS6330169A - ハ−ス溶解法

Info

Publication number: JPS6330169A
Application number: JP17440986A
Authority: JP
Inventors: Akira Kanai; 章金井; Hiroaki Shiraishi; 白石　博章; Kazuomi Azuma; 和臣東
Original assignee: Osaka Titanium Co Ltd
Current assignee: Osaka Titanium Co Ltd
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-02-08
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH0729197B2

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、電子ビーム溶解、プラズマビーム溶解、プ
ラズマアーク溶解において、ハースとモールドの二段構
成炉を使用するハース溶解法であって、鋳肌の良好な鋳
塊が得られる方法に関する。

〔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
、超高合金網の溶解手段として近年広く採用されている
。このうちハースとモールドの二段構成炉を使用するも
のを特にハース溶解法という。第２図は従来のハース熔
解法の一例を示したもので、（１）は真空引きされた炉
、（２）はハース、（３）はモールド、（４ａ）　（４
ｂ）は電子ビームガン、（５）は金属原料である。

同図に示すように、ハース（２）上に供給された金属原
料（５）・・・は、まずハース（２）上面を照射する電
子ビームガン（４ａ）のビーム（７ａ）によって溶解さ
れ、引き続き一定の時間加熱保持される。これによりＭ
ｇ、（Ｊ、ｌ（等の不純物が除去され、物理的な精製が
行われる。ハース（２）よりオーバーフローした溶？３
　（５ｌ）は、モールド（３）上面に臨むハースの注湯
口（以下スパウトと称する）（２’）よりモールド（３
）内に滴下し、モールド内の溶湯（５□）量を増やして
ゆく。モールド内の７容）易（５□）はモールド上面を
照射する別の電子ビームガン（４ｂ）のビーム（７ｂ）
によって加熱保持されており、モールド（３）下方から
引き抜くことにより、鋳塊（６）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、上記従来のハース溶解法には、次のような
問題がある。

すなわち、モールド（３）上面を照射する電子ビームガ
ン（４ｂ）は、凹凸のない良好な！！肌の鋳塊（６）が
得られるように、ビーム（７ｂ）をモールド（３）内面
の際まで照射するのであるが、モールド（３）上面に臨
む前記スパウト（２’　）直下の熔？ａ（５ｓ）は、ス
パウト（２°）やオーバーフローしたン容湯に鵡られて
ビーム（７ｂ）が照射されない状態となっている。

このため、スパウト直下の溶湯は急冷されて不規則に凝
固し、その結果、第３図に示すように、得られた鋳塊（
６）の表面には、Ｔ度スパウ）　（２’　）直下に相当
する部分に、タレ状の凹凸（８ａ）やシマ状の凹凸（８
ｂ）が生じてしまう。このような凹凸（８ａ）　（８ｂ
）は、次工程で勢延や鍛造を行った場合に、割れ等の欠
陥原因となるため、切削等の手入れによって取り除かな
ければならず、結局、加工工数が増えるだけでなく、鋳
塊の歩留まりも著しく低下することになる。

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、ハース溶解法において、前記タレ状やシマ状の凹
凸（８ａ）　（８ｂ）を生じることがなく、切削加工等
の手入れをほとんど必要としない滑らかな鋳肌の鋳塊が
得られ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（ａ）（ｂ）を
用いて説明する。

図に示すように本発明の方法は、ハース（２）上面を照
射する加熱源（４ａ）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（５１）を、モールド内に
注湯し、モールド内の溶湯（５□）表面を別の加熱ｆｌ
（４ｂ）の照射で加熱保持しつつモールド下方より鋳塊
（６）（第２図参照）を引き抜くハース溶解法において
、前記ハース（２）からモールド（３）への注湯を、ス
パウト（２°）を左右へ往復移動させながら行うととも
に、ハース上面を照射する加熱ｉ［（４ａ）を上記ハー
ス（２）の移動に追従させ、ビーム／アーク（７ａ）が
ハース（２）上面を照射し続けるよう制御することを特
徴とするハース溶解法を要旨とする。

〔作　　　用〕

上記本発明によれば、ハース（２）のスパウト（２゛）
を一箇所に固定せず、左右へ往復移動させながらモール
ド（３）内への注湯を行うことにより、モールド（３）
内溶湯（５□）の特定の箇所が、スパウト（２″）に遮
られて加熱源（４ｂ）のビーム／アーク（７ｂ）照射を
受けられない事態が避けられ、モールド（３）の内面に
接する溶場（５２）の縁全体をビームガン　（４ｂ）の
ビーム（７ｂ）で隈なく照射することができる。従って
、加熱むらのない滑らかな鋳肌の鋳塊を製造することが
可能となる。

〔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一例を示し、同図
（ａ）は要部側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。

第１図（ａ）（ｂ）において、（２）は１５０ｍｍ　（
巾’）　　Ｘ２００ｍｍ　（長）　　Ｘ６０ｍｍ　（高
）のハース、（３）は１００ｍｍ　（巾）Ｘ６００ｍｍ
　（長）のモールド、　（４ａ）はハース上面を照射す
る２００Ｋｗの電子ビームガン、　（４ｂ）はモールド
上面およびスパウト（２′）を照射する１００に−の電
子ビームガンである。

上記ハース（２）は第１図（ｂ）に破線で示すように、
後端部を中心として左右へ揺動するように設けられてい
る。ハース（２）の移動量は左方向、右方向ともに、ス
パウト（２°）がモールド（３）上面から離脱しない範
囲に調整してあり、その移動速度はｍａｘｏ、０５　π
ｒａｄ／ｍ１ｎ（９°〜１０°／　ｍｉｎ　）に設定さ
れている。

また、ハース（２）上面を照射する電子ビームガン（４
ａ）は、局部的なスポットビーム（７ａ）を高速移動さ
せながら斜線（イ）で示すように照射し、この照射範囲
（斜線（イ））をハース内前後に移動させるものである
。この電子ビーム（７ａ）の照射により、ハース（２）
上に供給される金属原料（５）が溶解され、その溶湯（
５１）が一定の時間加熱保持される。この電子ビームガ
ン（４ａ）は炉内天井部より吊下された銃身全体が、前
記ハース（２）と同期的。

かつ同一速度で左右へ揺動する。従って、その照射ビー
ム（７ａ）はハース（２）の揺動に追従し、ハース（２
）上面を絶えず照射し続けることができる。

ハース（２）のは動に電子ビームガン（４ａ）のビーム
（７ａ）を追従させる手段としては、機械的手段のほか
、偏向コイルによって電子ビーム（７ａ）を左右へ往復
移動させる電磁的手段等がある。

また、モールド（３）上面およびスパウト（２′）を照
射する電子ビームガン（４ｂ）は、局部的なスポットビ
ーム（７ｂ）を斜線（ロ）で示すようにモールド（３）
内面に沿って高速移動させながら照射し、モールド（３
）内溶湯（５□）の加熱保持とスパウト（２°）の加熱
保持を行う。

なお、モールド（３）は銅製で、水冷式のものである。

上記構造の真空７容解炉を用い、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（９）よりハース（２）上に供給
した０、５インチル２０メツシユのチタンスポンジ（５
）・・・を電子ビームガン（４ａ）のビーム（７ａ）咳
射によりン容解し、このン容７易（５１）を本青製のた
め引き続き上記ビーム（７ａ）で加熱保持した後、スパ
ウト（２１）よりモールド（３）内に滴下する。この操
作を繰り返すことによりモールド（３）内？８湯（５□
）を増やしていった。この操作は、終始ハース（２）を
左右へ揺動させるとともに、電子ビームガン（４ａ）を
ハース（２）の移動に連動させ、ビーム（７ａ）がハー
ス（２）上面を照射し続けるよう制御しながら行った。

モールド（３）上面は別の電子ビームガン（４ｂ）のビ
ーム（７ｂ）照射によって加熱保持し、モールド（３）
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、比較例として前記同様の溶解炉を使用し、従来の
ハース溶解法、すなわちハース（２）を揺動させずにス
パウト（２°）をモールド（３）上面の一箇所に固定し
た状態でハースからモールドへの注湯を行う方法により
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。

その結果、従来のハース溶解法により製造した２つのイ
ンゴットには、いずれもスパウト（２“）直下に該当す
る部分にタレ状やシワ状の肌荒れ凹凸が生していたのに
対し、本発明のハース溶解法により製造した２つのイン
ゴットには、いずれも上記のような肌荒れ凹凸がなく、
全面美麗な平滑部であることが判明した。

また、これら４つのインゴットを熱延する場合を想定し
て、表面疵がほとんど消失するまで表面切削を行い、切
削歩留まりを算出した。

結果は第１表に示すとおり、従来のハース溶解法により
製造した２つのインゴットの切削歩留まりは（Ａ）が９
７．２％、（Ｂ）が９７．０％であったのに対し、本発
明のハース溶解法により製造した２つのインゴノ′トの
切削歩留まりは、（Ｃ）が９８．５％１（Ｄ）が９８％
であり、従来法で製造したインゴットより平均１．２％
程度切削歩留まりが向上していることが判明した。

第　　１　　表これは、本発明法により製造したインゴット（Ｃ）（Ｄ
）が、いすでムも０．５〜１．５ｍｍ程度の表面切削で
表面疵を除去できたのに対し、従来法で装造下インゴッ
ト（Ａ）　（Ｂ）は、スパウト直下に該当する箇所に生
じた肌荒れ凹凸の除去に、５０〜１００ｍｍ巾に渡って
約６ｍｍ程度の切削を要したためである。

〔発明の効果〕

以上に説明したとおり、本発明のハース溶解法は、溶解
操業中にハースを終始左右へ）訂動させることにより、
従来スパウトに８られて不可能であったスパウト直下の
モールド内？８　？”Ａ　（５＋　）にも、モールド内
溶湯（５１）の加熱用ビームを照射することができる。

従って、得られたインゴットには上記ビームの未照射に
よる局部的な肌荒れがな（、手入れを殆ど要することな
く、次段の熱延、鍛造工程に送ることができ、鋳塊歩留
まりも著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のハース溶解法に使用する溶解炉の一例
を示し、同図（ａ＞は要部側面図、（ｂ）は（ａ）の平
面図、第２図は従来のハース溶解法を説明する側面図、
第３図は従来のハース溶解法により得られた鋳塊のスパ
ウト直下該当箇所に生じたタレ状凹凸、シワ状凹凸を説
明する斜視図である。２：ハース、３；モールド、４ａ、４ｂ、電子ビームガ
ン、５：金ＥｉｌＩＩ料、６：鋳塊、７ａ、７ｂ：電子
ビーム第　　２　　図第　　１　　図（Ｇ）手３ダεネ市正書（自発）ｌ、事件の表示昭和６１年特許願第１７４４０９号２、発明の名称ハースン容解法３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所尼崎市東浜町１番地名　称　　大阪チタニウム製造株式会社代表者　小　島
　　浩４、代理人５、補正命令の日付６、補正の対象明細書の「発明の詳細な説明の欄」および同面７、補正の内容（１）明細書第１１巨５行目「モールド内ン容湯（５１）Ｊとあるを［モールド内溶
湯（５））Ｊに補正します。（２）明細書第１１貞６行目［モールド内溶湯（５１）Ｊとあるを「モールド内溶湯
（５□）」に補正しまず。（３）図面を別紙のとおり補正します。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハース（２）上面を照射する加熱源（４ａ）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（５＿１）を、モールド（３）上面に臨むハース
のスパウト（２′）よりモールド内に注湯し、モールド
内の溶湯（５＿２）表面を別の加熱源（４ｂ）の照射で
加熱保持しつつモールド下方より鋳塊（６）を引き抜く
ハース溶解法において、前記ハース（２）からモールド
（３）への注湯を、スパウト（２′）を左右へ往復移動
させながら行うとともに、ハース上面を照射する加熱源
（４ａ）を上記ハース（２）の移動に追従させ、ビーム
／アーク（７ａ）がハース（２）上面を照射し続けるよ
う制御することを特徴とするハース溶解法。