JPWO2018190419A1 - 金属鋳塊の製造方法 - Google Patents
金属鋳塊の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018190419A1 JPWO2018190419A1 JP2019512578A JP2019512578A JPWO2018190419A1 JP WO2018190419 A1 JPWO2018190419 A1 JP WO2018190419A1 JP 2019512578 A JP2019512578 A JP 2019512578A JP 2019512578 A JP2019512578 A JP 2019512578A JP WO2018190419 A1 JPWO2018190419 A1 JP WO2018190419A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- irradiation
- line
- hearth
- supply line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/041—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/103—Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
- B22D21/005—Castings of light metals with high melting point, e.g. Be 1280 degrees C, Ti 1725 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
- B22D21/022—Casting heavy metals, with exceedingly high melting points, i.e. more than 1600 degrees C, e.g. W 3380 degrees C, Ta 3000 degrees C, Mo 2620 degrees C, Zr 1860 degrees C, Cr 1765 degrees C, V 1715 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/06—Casting non-ferrous metals with a high melting point, e.g. metallic carbides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/02—Use of electric or magnetic effects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
- B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
- B22D41/01—Heating means
- B22D41/015—Heating means with external heating, i.e. the heat source not being a part of the ladle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/70—Furnaces for ingots, i.e. soaking pits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
- C22B34/1295—Refining, melting, remelting, working up of titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/22—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/22—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
- C22B9/228—Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation by particle radiation, e.g. electron beams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/02—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of single-chamber fixed-hearth type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
- F27B3/045—Multiple chambers, e.g. one of which is used for charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
- F27D2099/003—Bombardment heating, e.g. with ions or electrons
Abstract
Description
Inclusion)の2種類に分類される。HDIは、例えば、タングステンを主成分とする不純物であり、HDIの比重は溶融チタンの比重よりも大きい。一方、LDIは、窒化チタン等などを主成分とする不純物である。LDIの内部はポーラス状であるため、LDIの比重は溶融チタンの比重よりも小さい。
電子ビームの照射位置を制御可能である電子銃と、金属原料の溶湯を貯留するハースとを備えた電子ビーム溶解炉を用いて、チタン、タンタル、ニオブ、バナジウム、モリブデン及びジルコニウムからなる群から選択された少なくとも1つ以上の金属元素を合計で50質量%以上含む金属鋳塊を製造する、金属鋳塊の製造方法であって、
前記金属原料の溶湯を貯留するハースの複数の側壁のうち、第1の側壁は、前記ハース内の前記溶湯をモールドへ流出させるためのリップ部が設けられる側壁であり、第2の側壁は、前記第1の側壁以外の少なくとも1つの側壁であり、
前記溶湯の表面において前記第2の側壁の内側面に沿って配置された供給ラインの位置に、前記金属原料を供給し、
前記溶湯の表面において前記供給ラインに沿って配置され、かつ、前記供給ラインよりも前記ハースの中央部側に配置された第1の照射ラインに対して、第1の電子ビームを照射し、
前記第1の照射ラインに対して前記第1の電子ビームを照射することによって、前記第1の照射ラインにおける前記溶湯の表面温度(T2)を、前記ハース内の前記溶湯の表面全体の平均表面温度(T0)よりも高くして、前記溶湯の表層において前記第1の照射ラインから前記供給ラインに向かう第1の溶湯流を形成する、金属鋳塊の製造方法が提供される。
ΔT/L=(T2−T1)/L ・・・(A)
T1:前記供給ラインにおける前記溶湯の表面温度[K]
T2:前記第1の照射ラインにおける前記溶湯の表面温度[K]
L:前記溶湯の表面における前記第1の照射ラインと前記供給ラインとの距離[mm]
前記溶湯の表層において前記第1の照射ラインから前記供給ラインを横切って前記第2の側壁の内側面に向かう前記第1の溶湯流を形成するようにしてもよい。
前記第2の溶湯流に対して第2の電子ビームをスポット照射するようにしてもよい。
最初に、本発明の第1の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法について説明する。
まず、図3を参照して、本実施形態に係る金属鋳塊の製造方法を実行するための電子ビーム溶解炉の構成について説明する。図3は、本実施形態に係る電子ビーム溶解炉1(以下、EB炉1」と称する。)の構成を示す模式図である。
次に、図3〜図5を参照して、本実施形態に係る金属鋳塊の製造方法の概要について説明する。図4は、本実施形態に係るハース30における照射ライン25及び供給ライン26の一例を示す平面図である。図5は、本実施形態に係る金属鋳塊の製造方法により形成された溶湯流の一例を示す平面図である。なお、図4及び図5のハース30の平面図は、図3のEB炉1のハース30に対応している。
次に、図5〜図7を参照して、電子ビームのライン照射によるハース30内の溶湯5cの流動について、より詳細に説明する。図6A、図6Bはそれぞれ、本実施形態の比較例として、照射ライン25に対して電子ビームを照射しないときの溶湯5cの流動状態を示すハースの縦断面図、平面図である。図7は、本実施形態に係る金属鋳塊の製造方法により、照射ライン25に対して電子ビームを照射したときの溶湯5cの流動状態を示すハースの縦断面図である。
次に、電子ビームが集中的に照射される照射ライン25の配置について、より詳細に説明する。
次に、上記照射ライン25に対して集中的に照射されるライン照射用の電子ビーム(第1の電子ビーム)の設定について説明する。
次に、図5、図8及び図9を参照して、照射ライン25と供給ライン26との間の温度勾配ΔT/Lが、ハース30内の溶湯5cの流動に与える影響について説明する。
T1:供給ライン26における溶湯5cの表面温度(原料供給温度)[K]
T2:照射ライン25における溶湯5cの表面温度(ライン照射温度)[K]
L :溶湯5cの表面における照射ライン25と供給ライン26との距離[mm]
まず、図5を参照して、温度勾配ΔT/Lが0.00[K/mm]以上である場合について説明する。この場合、ライン照射温度T2が原料供給温度T1以上に高くなり(T2≧T1>T0)、ΔT/Lも十分に大きくなる。
次に、図8を参照して、温度勾配ΔT/Lが−2.70[K/mm]以上、0.00[K/mm]未満である場合について説明する。この場合、ライン照射温度T2は溶湯表面温度T0よりは高いものの(T2>T0)、原料供給温度T1よりも低くなり、ΔT/Lもゼロ未満になる。
次に、図9を参照して、温度勾配ΔT/Lが−2.70[K/mm]未満である場合について説明する。この場合、ライン照射温度T2が原料供給温度T1よりも大幅に低くなり(T1>T2>T0)、ΔT/Lも大幅に小さいマイナス値になる。このため、照射ライン25に対する電子ビームの照射位置(Y方向の位置)によって、照射ライン25から供給ライン26に向かう溶湯流61が形成される位置と、形成されない位置が生じうる。
次に、上記第1の実施形態の変更例について説明する。上記では、図4に示したように、ハース30の長手方向(Y方向)の側壁37A、37B及び供給ライン26、26に対して平行な一対の照射ライン25、25を配置する例について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されない。照射ライン25と供給ライン26は、リップ部36が設けられる側壁37D(第1の側壁)以外の任意の1または2以上の側壁37A、37B、37C(第2の側壁)に沿って配置されればよく、照射ライン25と照射ライン25の設置本数や方向等は、上記図4の例に限定されない。
以上、本発明の第1の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法について説明した。本実施形態によれば、供給ライン26よりもハース30の幅方向の中央部側に、供給ライン26に沿って照射ライン25を配置し、当該照射ライン25に対して電子ビームを集中的に照射する。これにより、図5、図8、図9等に示すように、照射ライン25付近に高温領域を形成し、照射ライン25から供給ライン26に向かう溶湯流61を形成できる。従って、溶湯流61により、供給ライン26付近の溶湯5cの表面に浮遊するLDI8等の不純物の拡散をガードできる。これにより、不純物がハース30のリップ部36からモールド40へ流出してインゴット50に混入することを抑制できる。
続いて、本発明の第2の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法について説明する。
まず、図12を参照して、第2の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法の概要について説明する。図12は、第2の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法により形成された溶湯流の一例を示す平面図である。
LDI8は、窒化チタン等からなり、窒化チタンの融点は純チタンの融点よりも高い。このため、溶湯表面温度T0が比較的低い場合には、溶湯5cの主成分であるチタンが溶融している場合であっても、LDI8の成分である窒化チタンは溶融せずに、粒状の固体で残存しやすい。そこで、上記照射スポット27において、電子ビームを集中的に照射して、当該照射スポット27における溶湯5cの表面温度T3(以下、「スポット照射温度T3」と称する。)を溶湯表面温度T0よりも大幅に上昇させる。これにより、スポット照射温度T3を例えば窒化チタンの融点よりも高くして、窒化チタンを溶湯5cに溶解して、窒素を拡散させ、チタンに変化させることができる。従って、照射スポット27を通過する溶湯流66に含まれるLDI8を、溶湯5cに確実に溶解させて除去することができる。なお、窒化チタンの融点は窒素濃度により変化するが、例えば、窒素濃度が1.23〜4質量%である場合は、窒化チタンの融点は2300Kである。
まず、照射スポット27のY方向の位置について説明する。照射スポット27は、図12に示すように、照射ライン25と供給ライン26の間の帯状領域S3のうち、リップ部36側の端部又はその付近に配置されることが好ましい。帯状領域S3をリップ部36に向けて流れる溶湯流66は、帯状領域S3のリップ部36側の端部から帯状領域S3外に流出する。このため、帯状領域S3を流れる溶湯流66に含まれるLDI8は、当該帯状領域S3のリップ部36側の端部を通過することになる。従って、帯状領域S3のリップ部36側の端部に照射スポット27を配置し、当該照射スポット27に対して電子ビームを集中的に照射することが好ましい。これにより、帯状領域S3を流れる溶湯流66に乗ってリップ部36に向かうLDI8の全て若しくは大半を、照射スポット27の位置で、より確実に溶解させて除去できる。
第2の実施形態では、上記のように照射ライン25と供給ライン26の間の帯状領域S3に、LDI8の流路(溶湯流66)を形成して、その流路を絶つように照射スポット27を配置し、当該照射スポット27に対して、電子ビームを集中的に照射する。これにより、照射スポット27におけるスポット照射温度T3を高温に維持することで、リップ部36へ向かう溶湯流66中のLDI8を、より確実に溶解させることができる。溶湯5cが溶融チタンである場合は、放射温度計で測定されるスポット照射温度T3を、例えば2400K以上に維持すれば、溶湯チタンに含まれるLDI8を確実に溶解させることができる。
次に、上記第2の実施形態の変更例について説明する。上記では、図12に示したように、ハース30の長手方向(Y方向)の側壁37A、37Bに対して略平行な2つの帯状領域S3、S3が配置される例について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されない。帯状領域S3は、リップ部36が設けられる側壁37D(第1の側壁)以外の任意の1または2以上の側壁37A、37B、37C(第2の側壁)に沿って配置されてもよく、帯状領域S3の設置数や方向、形状等は、上記図12の例に限定されない。
以上、本発明の第2の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法について説明した。第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果に加えて、次の効果を奏する。
続いて、本発明の第3の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法について説明する。
まず、図15を参照して、第3の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法の概要について説明する。図15は、第3の実施形態に係る金属鋳塊の製造方法により形成された溶湯流の一例を示す平面図である。
照射ライン28は、ハース30内の溶湯5cの表面上において、電子ビームが集中的に照射される位置の軌跡を表す仮想ラインである。照射ライン28は、溶湯5cの表面上において、リップ部36を取り囲むように配置される。照射ライン28の両端は、ハース30の側壁37D(第1の側壁)の内側面の近傍に位置する。ここで「近傍」とは、照射ライン28の両端と側壁37の内側面との間の距離が5mm以下の範囲内であることを意味する。照射ライン28の両端が側壁37Dの近傍に配置されることで、照射ライン28の両端と側壁37Dとの隙間を不純物がすり抜けて、リップ部36へ向かうことを適切に抑制できる。
第3の実施形態では、図15に示したように、リップ部36を取り囲む照射ライン28に対して電子ビームを集中的に照射することにより、照射ライン28からリップ部36とは反対側に向かう溶湯流68を形成する。この溶湯流68によって、LDI8等の不純物を含む溶湯流がリップ部36に流入しないように、リップ部36の周囲をガードする。かかる第2ライン照射用の電子ビームは、第2ライン照射温度T4を所定範囲に維持できれば、照射ライン28に対して連続的に照射されてもよいし、断続的に照射されてもよい。また、第2ライン照射用の電子ビームの伝熱量、走査速度及び熱流束分布等の照射条件は、電子ビームを照射する設備スペックにより制約される。したがって、電子ビームの照射条件を設定する場合には、設備スペックの範囲内で、できるだけ、電子ビームの伝熱量を大きく、走査速度を速く、熱流束分布を狭く(電子ビームの絞りを小さく)することが好ましい。
次に、図16を参照して、上記第3の実施形態の変更例について説明する。図16は、第3の実施形態の変更例に係る金属鋳塊の製造方法により形成された溶湯流の一例を示す平面図である。
まず、表1及び図18〜図26を参照して、上述の本発明の第1の実施形態に係るライン照射によるLDIの除去効果を検証するシミュレーションを行った実施例について説明する。
A評価: LDIの流出量が0.1%未満、またはLDIの流出が検出されず。
B評価: LDIの流出量が0.1%以上、1%未満
C評価: LDIの流出量が1%以上、5%未満
D評価: LDIの流出量が100%(基準値)
次に、表2及び図27〜図32を参照して、上述の本発明の第2の実施形態に係るライン照射とスポット照射の組合せによるLDIの除去効果を検証するシミュレーションを行った実施例について説明する。
5 金属原料
5c 溶湯
7 スカル
8 LDI
10A、10B 原料供給部
20A、20B 原料溶解用の電子銃
20C、20D 溶湯保温用の電子銃
20E ライン照射用の電子銃
23 保温照射領域
25 第1の照射ライン
26 供給ライン
27 照射スポット
28 第2の照射ライン
30 精錬ハース
36 リップ部
37A、37B、37C 第2の側壁
37D 第1の側壁
40 モールド
50 インゴット
61、62、63、64、65、66、67、68 溶湯流
S3 帯状領域
Claims (9)
- 電子ビームの照射位置を制御可能である電子銃と、金属原料の溶湯を貯留するハースとを備えた電子ビーム溶解炉を用いて、チタン、タンタル、ニオブ、バナジウム、モリブデン及びジルコニウムからなる群から選択された少なくとも1つ以上の金属元素を合計で50質量%以上含む金属鋳塊を製造する、金属鋳塊の製造方法であって、
前記金属原料の溶湯を貯留するハースの複数の側壁のうち、第1の側壁は、前記ハース内の前記溶湯をモールドへ流出させるためのリップ部が設けられる側壁であり、第2の側壁は、前記第1の側壁以外の少なくとも1つの側壁であり、
前記溶湯の表面において前記第2の側壁の内側面に沿って配置された供給ラインの位置に、前記金属原料を供給し、
前記溶湯の表面において前記供給ラインに沿って配置され、かつ、前記供給ラインよりも前記ハースの中央部側に配置された第1の照射ラインに対して、第1の電子ビームを照射し、
前記第1の照射ラインに対して前記第1の電子ビームを照射することによって、前記第1の照射ラインにおける前記溶湯の表面温度(T2)を、前記ハース内の前記溶湯の表面全体の平均表面温度(T0)よりも高くして、前記溶湯の表層において前記第1の照射ラインから前記供給ラインに向かう第1の溶湯流を形成する、金属鋳塊の製造方法。 - 下記式(A)で表される温度勾配ΔT/Lが、−2.70[K/mm]以上である、請求項1に記載の金属鋳塊の製造方法。
ΔT/L=(T2−T1)/L ・・・(A)
T1:前記供給ラインにおける前記溶湯の表面温度[K]
T2:前記第1の照射ラインにおける前記溶湯の表面温度[K]
L:前記溶湯の表面における前記第1の照射ラインと前記供給ラインとの距離[mm] - 前記ΔT/Lが、0.00[K/mm]以上であり、
前記溶湯の表層において前記第1の照射ラインから前記供給ラインを横切って前記第2の側壁の内側面に向かう前記第1の溶湯流を形成する、請求項2に記載の金属鋳塊の製造方法。 - 原料供給部において前記金属原料を溶解し、前記溶解された金属原料を、前記原料供給部から前記ハース内の前記溶湯の前記供給ラインの位置に滴下させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属鋳塊の製造方法。
- 前記溶湯の表面において、前記第1の照射ラインの両端は、前記供給ラインの両端よりも前記供給ラインの延長方向の外側に位置する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属鋳塊の製造方法。
- 前記供給ラインと前記第1の照射ラインとの間の帯状領域において、前記リップ部へ向かう第2の溶湯流を形成し、
前記第2の溶湯流に対して第2の電子ビームをスポット照射する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属鋳塊の製造方法。 - 前記帯状領域の前記リップ部側の端部に配置される照射スポットの位置で、前記第2の溶湯流に対して前記第2の電子ビームをスポット照射する、請求項6に記載の金属鋳塊の製造方法。
- 前記溶湯の表面において前記リップ部を塞ぐように配置され、かつ、両端が前記第1の側壁の近傍に位置する第2の照射ラインに対して、第3の電子ビームを照射する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の金属鋳塊の製造方法。
- 前記金属原料は、チタン元素を50質量%以上含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の金属鋳塊の製造方法。
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079734 | 2017-04-13 | ||
JP2017079734 | 2017-04-13 | ||
JP2017079735 | 2017-04-13 | ||
JP2017079733 | 2017-04-13 | ||
JP2017079732 | 2017-04-13 | ||
JP2017079732 | 2017-04-13 | ||
JP2017079735 | 2017-04-13 | ||
JP2017079733 | 2017-04-13 | ||
PCT/JP2018/015536 WO2018190419A1 (ja) | 2017-04-13 | 2018-04-13 | 金属鋳塊の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018190419A1 true JPWO2018190419A1 (ja) | 2020-05-14 |
JP7010930B2 JP7010930B2 (ja) | 2022-01-26 |
Family
ID=63793277
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019512578A Active JP7010930B2 (ja) | 2017-04-13 | 2018-04-13 | 金属鋳塊の製造方法 |
JP2019512583A Active JP6922977B2 (ja) | 2017-04-13 | 2018-04-13 | 金属鋳塊の製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019512583A Active JP6922977B2 (ja) | 2017-04-13 | 2018-04-13 | 金属鋳塊の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11498118B2 (ja) |
EP (2) | EP3611277B1 (ja) |
JP (2) | JP7010930B2 (ja) |
CN (2) | CN110770359B (ja) |
UA (2) | UA125661C2 (ja) |
WO (2) | WO2018190424A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114699655A (zh) | 2017-07-11 | 2022-07-05 | 反射医疗公司 | 用于pet检测器余辉管理的方法 |
US11369806B2 (en) | 2017-11-14 | 2022-06-28 | Reflexion Medical, Inc. | Systems and methods for patient monitoring for radiotherapy |
CN109465419B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-03-30 | 陕西天成航空材料有限公司 | 一种电子束离心铸造大尺寸钛合金管设备及方法 |
JP7261615B2 (ja) * | 2019-03-01 | 2023-04-20 | 東邦チタニウム株式会社 | ハース、電子ビーム溶解炉、及び鋳造品の製造方法 |
CN111945022B (zh) * | 2020-08-10 | 2021-12-31 | 昆明理工大学 | 一种减少eb炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法 |
RU2753847C1 (ru) * | 2020-10-12 | 2021-08-24 | Публичное акционерное общество "Электромеханика" | Способ и устройство для производства металлического слитка |
CN112496278A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-03-16 | 攀枝花云钛实业有限公司 | 电子束冷床熔炼圆锭的方法 |
CN114505471B (zh) * | 2022-02-22 | 2024-04-23 | 襄阳金耐特机械股份有限公司 | 一种多自由度浇铸机 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004276039A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Toho Titanium Co Ltd | 高融点金属の電子ビーム溶解方法 |
JP2013001975A (ja) * | 2011-06-18 | 2013-01-07 | Toho Titanium Co Ltd | 金属製造用溶解原料およびこれを用いた金属の溶解方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4932635A (en) | 1988-07-11 | 1990-06-12 | Axel Johnson Metals, Inc. | Cold hearth refining apparatus |
US4838340A (en) | 1988-10-13 | 1989-06-13 | Axel Johnson Metals, Inc. | Continuous casting of fine grain ingots |
JPH04124229A (ja) * | 1990-09-14 | 1992-04-24 | Nippon Steel Corp | チタン合金の電子ビーム溶解方法 |
JP3725873B2 (ja) | 2003-01-31 | 2005-12-14 | 東邦チタニウム株式会社 | 金属チタンの電子ビーム溶解方法 |
JP4443430B2 (ja) * | 2005-01-25 | 2010-03-31 | 東邦チタニウム株式会社 | 電子ビーム溶解装置 |
WO2008078402A1 (ja) | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Toho Titanium Co., Ltd. | 金属インゴットの溶製方法 |
WO2008084702A1 (ja) | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Nikon Corporation | 光学素子、ファインダー光学系、測光光学系及び撮影光学系と、これらを用いた結像方法および測光方法 |
JP5380264B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2014-01-08 | 東邦チタニウム株式会社 | 金属インゴットの溶製方法 |
JP5580366B2 (ja) | 2012-05-29 | 2014-08-27 | 東邦チタニウム株式会社 | チタンインゴットの製造方法 |
-
2018
- 2018-04-13 JP JP2019512578A patent/JP7010930B2/ja active Active
- 2018-04-13 JP JP2019512583A patent/JP6922977B2/ja active Active
- 2018-04-13 US US16/604,916 patent/US11498118B2/en active Active
- 2018-04-13 UA UAA201911104A patent/UA125661C2/uk unknown
- 2018-04-13 WO PCT/JP2018/015555 patent/WO2018190424A1/ja unknown
- 2018-04-13 EP EP18783838.8A patent/EP3611277B1/en active Active
- 2018-04-13 US US16/604,906 patent/US11833582B2/en active Active
- 2018-04-13 EP EP18784257.0A patent/EP3611278B1/en active Active
- 2018-04-13 WO PCT/JP2018/015536 patent/WO2018190419A1/ja unknown
- 2018-04-13 UA UAA201911107A patent/UA125662C2/uk unknown
- 2018-04-13 CN CN201880039148.2A patent/CN110770359B/zh active Active
- 2018-04-13 CN CN201880040085.2A patent/CN110770360B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004276039A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Toho Titanium Co Ltd | 高融点金属の電子ビーム溶解方法 |
JP2013001975A (ja) * | 2011-06-18 | 2013-01-07 | Toho Titanium Co Ltd | 金属製造用溶解原料およびこれを用いた金属の溶解方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3611278A1 (en) | 2020-02-19 |
US11498118B2 (en) | 2022-11-15 |
US20200164432A1 (en) | 2020-05-28 |
EP3611278B1 (en) | 2023-02-08 |
EP3611277A1 (en) | 2020-02-19 |
JP7010930B2 (ja) | 2022-01-26 |
CN110770360B (zh) | 2022-02-01 |
US20200122226A1 (en) | 2020-04-23 |
EP3611277A4 (en) | 2020-08-05 |
JP6922977B2 (ja) | 2021-08-18 |
US11833582B2 (en) | 2023-12-05 |
EP3611277B1 (en) | 2022-03-16 |
WO2018190424A1 (ja) | 2018-10-18 |
EP3611278A4 (en) | 2020-08-05 |
CN110770360A (zh) | 2020-02-07 |
UA125661C2 (uk) | 2022-05-11 |
CN110770359B (zh) | 2021-10-15 |
WO2018190419A1 (ja) | 2018-10-18 |
CN110770359A (zh) | 2020-02-07 |
JPWO2018190424A1 (ja) | 2020-02-27 |
UA125662C2 (uk) | 2022-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7010930B2 (ja) | 金属鋳塊の製造方法 | |
RU2470242C2 (ru) | Крышка для печи для приема расплавленного материала, в частности металла, и печь для приема расплавленного материала | |
US10549385B2 (en) | Method for laser melting with at least one working laser beam | |
WO2013133332A1 (ja) | チタン鋳塊およびチタン合金鋳塊の連続鋳造装置および連続鋳造方法 | |
KR102077416B1 (ko) | 금속 재료들을 주조하기 위한 시스템들 및 방법들 | |
JP5788691B2 (ja) | 金属溶製用溶解炉およびこれを用いた金属の溶製方法 | |
US9205489B2 (en) | Hearth and casting system | |
JP5774438B2 (ja) | チタンまたはチタン合金からなるスラブの連続鋳造方法および連続鋳造装置 | |
JP2013212518A (ja) | チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造用の鋳型およびこれを備えた連続鋳造装置 | |
EA039286B1 (ru) | Способ производства металлического слитка | |
KR101877460B1 (ko) | 몰드 플럭스 및 이를 이용한 연속 주조방법 | |
EA039285B1 (ru) | Способ производства металлического слитка | |
JP2013049084A (ja) | チタンまたはチタン合金からなるスラブの連続鋳造方法および連続鋳造装置 | |
JP5031537B2 (ja) | 連続鋳造鋳片のプラズマ表層加熱装置及びプラズマ表層加熱方法 | |
KR20140008066A (ko) | 실리콘의 정련 장치 | |
JP6022416B2 (ja) | チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造装置 | |
KR20160139636A (ko) | 몰드 플럭스 및 이를 이용한 연속 주조방법 | |
KR20140008485A (ko) | 실리콘의 정련 장치 | |
EP3225329A1 (en) | Method for continuously casting slab containing titanium or titanium alloy | |
JPH10102112A (ja) | 高炉出銑樋 | |
JP2001272172A (ja) | 障壁を含む複数炉床装置 | |
JP2016118342A (ja) | 金属溶解炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191009 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210115 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210309 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210603 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210603 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210611 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210615 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20210806 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20210817 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20211116 |
|
C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20211207 |
|
C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20220111 |
|
C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220113 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7010930 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |