KR20230081326A - 몰리브덴 잉곳 제조방법 - Google Patents
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Abstract
전자빔 용해장치에서 전자빔의 출력에너지 또는 전자빔의 형상 중 하나 이상을 설정하는 단계; 설정된 전자빔에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 단계; 상기 용해부피에 따라 완전 용해되는 몰리브덴 소재량을 산출하여 몰드에 몰리브덴 소재를 투입하는 단계; 상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하여 용융하는 단계; 및 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계;를 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 불순물 제거가 용이하며 용해속도를 제어하고 고순도의 잉곳으로 성장시킬 수 있는 몰리브덴 잉곳 제조방법에 관한 것이다.
몰리브덴과 같은 고융점을 가지는 금속은 일반적으로 진공 아크용해(Vacuum Arc Remelting; VAR) 또는 플라즈마 아크용해(Plasma Arc Melting; PAM)를 이용하여 용융시키며 잉곳(Ingot)을 제조할 수 있다.
진공아크용해는 용해 소재 Electrode 제조 공정이 별도로 필요하고, 수직방향으로만 용해될 수 있으므로 잉곳의 균일성(uniformity)이 떨어지며, 연속공정이 불가능할 수 있다. 플라즈마 아크용해는 전류 크기, 가스 유량, 원료 점도 등의 용해 공정 변수가 많으며, 플라즈마 구배 제어가 어려운 단점이 있다. 또한, 상기 두 가지 공정 모두 4N5급(순도99.995%) 이상의 반도체용 고순도 잉곳 제조에는 어려움이 있다.
이를 해결하기 위하여 일본공개특허 제1996-165528호에서는 '니오브, 레늄, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐 금속 또는 이들을 주성분으로 하는 합금으로 구성되는 정제용 고융점 금속과 바나듐, 크롬, 망간, 철 , 코발트, 니켈로 구성되는 천이 금속 원소 또는 희토류 원소에서 선택한 일종 또는 2종 이상의 첨가 원소의 분말 또는 소괴상 원료를 미리 프레스 성형하고 이 성형재를 또한 1000℃이상 및 100 MPa 이상의 고온 고압으로 소결한 후, 전자 빔 용해하는 것을 특징으로 하는 니오브, 레늄, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐 또는 이들을 주성분으로 하는 합금으로 구성되는 고순도 고융점 금속 또는 합금 제조 방법'이 개시된 바 있고, 일본공개특허 제1997-95743호에서는 '전자 빔 용해 설비의 멜트 챔버 10 내에 고융점 금속 등보다 산소, 질소, 수소 등의 노 내 불순물 가스 성분과의 친화력이 강한 고친화성 금속으로 구성되는 용탕 풀 18을 형성하고로 내 불순물 가스 성분을 고용 제거하는 공정과 노 내 불순물 가스 성분을 용탕 풀 18에서 고용 제거한 멜트 챔버 10 내에서 고융점 금속을 원료로서 포함한 원료 전극 12를 공급하면서, 원료 전극 12에 전자 빔 14를 조사해 원료 전극 12의 일부를 연속적으로 용해하는 공정과 그리고 용해한 원료 용탕을 도가니형 장치 11 내에 거푸집에 부어 연속적으로 응고시킴과 동시에, 주괴15로서 하방에 침하시키는 용제 금속계 재료의 제조 방법 및 용제 금속계 재료 및 전자빔 용해 설비'에 대한 기술이 공지된 바 있다.
그러나 상기의 기술들은 고순도의 몰리브덴을 제조하기는 한계가 있을 수 있으며, 고융점 금속 용탕 제조 이외의 별도의 용탕풀을 마련하여야 하는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고융점을 가지는 몰리브덴의 용해 속도를 제어하며 용융 및 잉곳 성장을 시킬 수 있는 몰리브덴 잉곳 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 불순물 제거가 용이하며 고순도의 잉곳으로 성장시킬 수 있는 몰리브덴 잉곳 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 전자빔 용해장치에서 전자빔의 출력에너지 또는 전자빔의 형상 중 하나 이상을 설정하는 단계; 설정된 전자빔에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 단계; 상기 용해부피에 따라 완전 용해되는 몰리브덴 소재량을 산출하여 몰드에 몰리브덴 소재를 투입하는 단계; 상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하여 용융하는 단계; 및 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계;를 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것은, 상기 설정된 전자빔에 대해 완전 용해되는 용융 깊이에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 몰리브덴 소재의 투입량을 산출하는 것은, 연산된 용해부피와 몰리브덴의 밀도로부터 몰리브덴의 질량을 산출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면 온도를 고려하여 설정하는 것일 수 있다.
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면온도가 2600도를 초과하는 것일 수 있다.
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 35.5kV 고정 가속전압조건에서 1A 이상 2A 이하의 전류를 인가하는 것을 포함할 수 있다.
상기 전자빔 용해장치는, 전자빔을 1차 집속하는 제1 코일과, 1차 집속된 전자빔을 2차 집속하는 제2 코일을 포함하고, 상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 제1 코일에 인가되는 전류와 제2 코일에 인가되는 전류를 조절하며 몰리브덴 소재 상에 조사되는 전자빔의 형상을 조절하는 것일 수 있다.
상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 몰리브덴 소재 상에 조사되는 전자빔의 형상이 링 형상 또는 원 형상을 가지도록 설정하는 것일 수 있다.
상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 인가되는 전류를 조절하는 것은, (제1 코일에 인가되는 전류):(제2 코일에 인가되는 전류)를 3.5:1로 설정하는 경우, 제1 코일 권취 횟수와 제2 코일 권취 횟수의 비는 2:1 또는 1:1인 것일 수 있다.
상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하는 것은, 상기 몰드에 대해 상기 전자빔이 소정의 속도로 회전하며 스캔하는 것을 포함할 수 있다.
상기 몰리브덴 잉곳 제조방법은, 상기 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계 이후, 상기 산출된 몰리브덴 소재량을 다시 몰드에 투입하고 상기 전자빔을 조사하여 용융하고 잉곳을 형성하는 단계를 반복하며 잉곳을 지속적으로 성장시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조방법은 고융점을 가지는 몰리브덴의 용해 속도를 제어하며 용융 및 잉곳 성장을 시킬 수 있으며, 불순물 제거가 용이하며 고순도의 잉곳으로 성장시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치의 제1 코일 및 제2 코일을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 자기장 해석 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 열원 해석을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔의 형상 조절을 나타낸 사진,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 챔버의 전자빔의 형상 조절을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴의 용융깊이 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴 표면온도를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 인가 전류에 따른 몰리브덴의 표면온도를 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융 상태를 나타낸 사진,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이와 용융온도를 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융비율을 나타낸 그래프,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 잉곳성장속도를 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 회전 시 전자빔 출력에너지에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프,
도16은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 용해장치의 제1 코일 또는 제2 코일의 권취회수에 따른 전자빔의 입자궤적을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치의 제1 코일 및 제2 코일을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 자기장 해석 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 열원 해석을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔의 형상 조절을 나타낸 사진,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 챔버의 전자빔의 형상 조절을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴의 용융깊이 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴 표면온도를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 인가 전류에 따른 몰리브덴의 표면온도를 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융 상태를 나타낸 사진,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이와 용융온도를 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융비율을 나타낸 그래프,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 잉곳성장속도를 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 회전 시 전자빔 출력에너지에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프,
도16은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 용해장치의 제1 코일 또는 제2 코일의 권취회수에 따른 전자빔의 입자궤적을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치를 나타낸 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치의 제1 코일 및 제2 코일을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 자기장 해석 결과를 나타낸 그래프, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 열원 해석을 나타낸 그래프, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔의 형상 조절을 나타낸 사진, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 챔버의 전자빔의 형상 조절을 나타낸 도면, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴의 용융깊이 나타낸 그래프, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴 표면온도를 나타낸 그래프, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 제1 코일 및 제2 코일의 인가 전류에 따른 몰리브덴의 표면온도를 나타낸 그래프, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융 상태를 나타낸 사진, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력강도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이와 용융온도를 나타낸 그래프, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융비율을 나타낸 그래프, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 출력밀도에 따른 몰리브덴 소재의 잉곳성장속도를 나타낸 그래프, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 회전 시 전자빔 출력에너지에 따른 몰리브덴 소재의 용융깊이를 나타낸 그래프, 도16은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 용해장치의 제1 코일 또는 제2 코일의 권취회수에 따른 전자빔의 입자궤적을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조방법은 전자빔 용해장치에서 전자빔의 출력에너지 또는 전자빔의 형상 중 하나 이상을 설정하는 단계; 설정된 전자빔에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 단계; 상기 용해부피에 따라 완전 용해되는 몰리브덴 소재량을 산출하여 몰드에 몰리브덴 소재를 투입하는 단계; 상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하여 용융하는 단계; 및 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳은 도1과 같은 전자빔 용해 장치(10)를 이용하여 제조할 수 있다. 상기 전자빔 용해 장치(10)는 전자빔 챔버(100), 용융 챔버(200), 잉곳 챔버(300)를 포함할 수 있으며, 전자빔 챔버(100), 용융 챔버(200) 또는 잉곳 챔버(300)는 진공 분위기를 위한 진공펌프와 연결될 수 있다.
전자빔 챔버(100)는 전자빔을 생성하는 전자총(130)과, 상기 전자총(130)으로부터 방출된 전자빔을 집속하는 제1 코일(110)과, 1차 집속된 전자빔을 2차 집속하는 제2 코일(120)을 포함하고, 상기 제2 코일(120)에서 집속된 전자빔(1)을 조사하여 몰리브덴 소재(M)를 용융할 수 있다. 예로써, 몰리브덴 소재(M)는 스크랩의 형태로 제공될 수 있으며, 제1 코일(110) 또는 제2 코일(120)은 포커스 유도자기코일로 구비될 수 있다.
상기 전자빔 챔버(100)의 하부에 결합되는 용융챔버(200)는 상기 몰리브덴 소재(M)가 용융된 용탕을 냉각하여 잉곳을 형성하는 몰드(210)와, 상기 몰드(210) 내부로 몰리브덴 소재(M)를 공급하는 원료공급부(220)를 포함할 수 있고, 잉곳챔버(300)는 상기 용융챔버(200)와 결합되며 상기 몰드(210)로부터 잉곳을 인발하여 잉곳을 성장시키는 잉곳풀러(310)를 구비할 수 있다. 상기 몰드(210) 내부로 몰리브덴 소재(M)를 공급하는 원료공급부(220)는 전자빔(1)에 의한 몰리브덴 소재(M)의 용해 속도에 따른 속도로 원료를 공급하는 것이 바람직하다.
예로써, 상기 몰드(210)는 구리 등의 열전도율이 우수한 금속재로 형성될 수 있으며, 상하에 개구가 형성된 원통형일 수 있다. 지지판(311) 또한 구리와 같은 열전도율이 우수한 금속재로 형성될 수 있다. 몰드(210)는 전자빔(1)으로 인해 용융 및 정제된 고융점 금속 용탕을 냉각 응고하여 잉곳을 형성할 뿐만 아니라, 전자빔(1)으로 인한 몰리브덴 소재(M)의 용융 시 내열 용기로서의 기능도 가질 수 있다.
상기 잉곳 풀러(310)는, 상기 몰드(210) 내부에 위치하고 상기 몰드 (210) 하부의 개구를 막으며 형성된 잉곳을 지지하는 지지판(311)과, 상기 지지판(311)을 하부로 이동시키면서 상기 잉곳을 인발하는 인발구동부(315)를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 몰드(210)의 하부 개구를 막고 있던 지지판(311)을 소정의 속도로 하방으로 끌어 내려감으로써, 몰리브덴 용탕이 응고한 원기둥형 잉곳은 연속적으로 주조될 수 있다.
나아가서, 상기 몰드(210) 또는 상기 지지판(311)의 내부는 상기 몰드(210) 또는 상기 지지판(311)을 냉각하는 냉각수단(230, 330)을 더 포함할 수 있다. 즉, 몰리브덴 소재(M)가 몰드(210)에서 전자빔(1)으로 인해 용융 및 정제되며, 몰드(210) 또는 상기 지지판(311)을 냉각하는 냉각수단에 의해 냉각되며 잉곳이 성장될 수 있다. 몰드(210) 및 지지판(311)을 구성하는 금속재를 냉각함으로써 몰드(210) 벽면 또는 지지판(311) 표면과의 몰리브덴 간의 합금화를 방지하고, 잉곳을 하부로 이동시킬 때 몰드 벽면과의 분리가 용이할 수 있다. 예를 들어, 냉각수단(230, 330)의 온도는 18도 내지 20도를 유지할 수 있으며, 증류수의 순환을 통하여 냉각이 이루어질 수 있다. 또한, 전자빔(1) 조사 공정 이후 몰리브덴 잉곳의 산화를 방지하기 위하여 상기 잉곳챔버(300) 및 용융챔버(200)는 10-6torr 이하의 진공도로 24시간 이상 유지하며 몰리브덴 잉곳을 냉각시킬 수 있다.
상기 몰리브덴 소재(M)와 상기 지지판(311) 사이에 상기 잉곳과 동일 소재의 더미 부재(320)가 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 더미 부재(320)는 잉곳과 동일 소재인 몰리브덴으로 구성되는 얇은 판상체일 수 있으며, 몰리브덴 용탕의 하부가 몰드(210)에 의해 냉각되고 응고되는데 더미 부재(320)와 일체화되어 잉곳이 형성될 수 있다. 인발구동부(315)는 몰리브덴 용탕이 교반되지 않을 정도의 저속, 예를 들어 0.2 회전/분 내지 2회전/분의 범위로 지지판(311)을 자전시키며 하부로 이동하며 잉곳을 성장시킬 수 있다. 또한, 몰리브덴 소재(M)의 공급 시 지지판(311)을 자전시키면서 몰리브덴 소재(M)를 공급하여 회전 방향으로 적절히 분산시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조방법은 먼저, 전자빔 용해장치(10)에서 전자빔의 출력에너지 또는 전자빔의 형상 중 하나 이상을 설정할 수 있다.
상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 제1 코일(110)에 인가되는 전류와 제2 코일(120)에 인가되는 전류를 조절하며 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔(1)의 형상을 조절하는 것일 수 있다.
상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔의 형상이 링 형상 또는 원 형상을 가지도록 설정하는 것일 수 있다. 즉, 코일에 인가되는 전류 제어를 통하여 자기장을 변화시켜 전자총(130)으로부터 방출된 전자들을 집속하거나 분산시킴으로써 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔(10)은 링 형상 또는 원 형상을 가질 수 있다.
자속밀도(B)는 진공투자율(Tm/A)을 μ0, 코일 반경(m)을 R, 코일전류(A)를 I, 코일감은 횟수를 n이라 할 때 하기의 식1과 같다.
예를 들어, 제1 코일(110) 또는 제2 코일(120)에 인가한 전류의 크기는 0.2A 내지 0.8A의 범위로 제어할 수 있는데, 제1 코일(110) 및 제2 코일(120)의 n은 1000, R은 0.04라 할 때의 자기장 해석 결과는 도 3과 같이, 제1 코일(110) 주변의 자기장은 1.03×10-4T, 제2 코일(120) 주변의 자기장은 6.03×10-5T이다. 만약 제1 코일(110)에 약 700mA, 제2 코일에 약 220mA의 전류를 가하고 몰리브덴 소재(M)에 조사되는 전자빔(1)이 직경 약 2cm로 제어될 때 전자빔 열원 해석은 도 4와 같다.
예를 들어, 본 발명의 몰리브덴 잉곳 제조를 위한 전자빔 용해장치는 전자빔 가속전압은 25~35.5kV, 전자빔 전류는 0.5~2.0A, 제1 코일의 권취 횟수는 5,000~10,000회, 제1 코일의 코일반경은 65~70mm, 제2 코일의 권취 횟수는 5,000~10,000회, 제2 코일의 코일반경은 75~85mm일 수 있다. 나아가서, 제1 코일(110)과 제2 코일(120)에 인가하는 전류 또는 권취 횟수를 제어함으로써, 전자빔의 형상을 조절할 수 있다.
상기 전자빔 용해장치(10)에 있어서, 제1 코일(110)에 인가되는 전류(A1)는 제2 코일(120)에 인가되는 전류(A2)보다 크면, 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 원 형상일 수 있다. 나아가서, 상기 제1 코일(110)에 인가되는 전류(A1)는 450mA 이상 720mA 이하이고, 제2 코일(120)에 인가되는 전류(A2)는 225mA 이상 320mA이하이면, 상기 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 원 형상일 수 있다. 바람직하게는 제1 코일(110)에 인가되는 전류(A1)와 제2 코일(120)에 인가되는 전류(A2)의 비율, A1/A2이 2.5≤A1/A2≤3.2이면 상기 고융점 금속 원료(M) 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 원 형상일 수 있다.
또한, 상기 제2 코일(120)에 인가되는 전류(A2)에 대한 제1 코일(110)에 인가되는 전류(A1)의 비율이 증가함에 따라 상기 고융점 금속 원료 상에 조사되는 원 형상 전자빔의 단면적은 증가하는 것일 수 있다.
상기 제1 코일에 인가되는 전류(A1)는 210mA 이상 450mA 미만이고, 제2 코일에 인가되는 전류(A2)는 200mA 이상 240mA 이하이면, 상기 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 링 형상일 수 있다. 바람직하게는, 제1 코일에 인가되는 전류(A1)와 제2 코일에 인가되는 전류(A2)의 비율, A1/A2이 0.9≤A1/A2≤1.5이면, 상기 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 링 형상일 수 있다. 더 바람직하게는 상기 제1 코일(110)에 인가되는 전류(A1)와 상기 제2 코일(120)에 인가되는 전류(A2)의 차이(A2-A1)는 제1 코일에 인가되는 전류(A1) 또는 제2 코일에 인가되는 전류(A2)의 10% 이하일 수 있다.
제1 코일(110)의 권취 횟수(N1)가 5,000~10,000회이고, 제2 코일(120)의 권취 횟수(N2)가 5,000~10,000회이면, 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 원 형상일 수 있다. 바람직하게는 제1 코일(110)의 권취 횟수(N1)와 제2 코일(120)의 권취 횟수(N2)의 비율, N1/N2가 0.5≤N1/N2≤2이면 상기 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 원 형상일 수 있다.
제1 코일(110)의 권취 횟수(N1)가 500~1,000회이고, 제2 코일(120)의 권취 횟수(N2)가 8,000~10,000회이면, 고융점 금속 원료 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 링 형상일 수 있다. 바람직하게는 제1 코일(110)의 권취 횟수(N1)와 제2 코일(120)의 권취 횟수(N2)의 비율, N1/N2가 0.06≤ N1/N2≤0.1이면 상기 고융점 금속 원료(M) 상에 조사되는 전자빔(10)의 형상은 링 형상일 수 있다.
전자빔 용해장치의 제1 코일 또는 제2 코일의 권취회수에 따른 전자빔의 입자궤적을 나타낸 도 16을 참조하면, 코일의 권취 횟수에 따라 전자빔의 형상이 달라짐을 알 수 있다. 예로써, 전자빔 가속전압은 20kV, 전자빔 전류는 1A, 제1 코일의 권취 횟수는 1000회, 제2 코일의 권취 횟수는 10,000회인 경우 전자빔의 형상은 링형(도 16의 a)을 나타낼 수 있으며, 전자빔 가속전압은 20kV, 전자빔 전류는 1A, 제1 코일의 권취 횟수는 5000회, 제2 코일의 권취 횟수는 10,000회인 경우 전자빔의 형상은 원형(도 16의 b)을 나타낼 수 있다.
하기 표 1은 제1 코일(110) 및 제2 코일(120)에 인가된 전류에 대한 몰리브덴 소재(M)에 조사되는 전자빔(1)의 영역(면적)을 나타낸 것이다. 이 경우, 전자빔 가속전압은 20~35.5kV, 전자빔 전류는 0.5~1.5A, 제1 코일의 권취 횟수는 5000~10000회, 제1 코일의 코일반경은 6.7cm, 제2 코일의 권취 횟수는 5000~10000회, 제2 코일의 코일반경은 8cm이다.
| 제1 코일의 인가전류 A1[mA] | 제2 코일의 인가전류 A2[mA] | 전자빔 면적 [cm 2 ] |
|
| 시험예1 | 210 | 225 | 25.38 |
| 시험예2 | 710 | 225 | 26.63 |
| 시험예3 | 740 | 475 | 0.99 |
도 5를 참조하면, 상기 시험예1의 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔(1)의 형상은 (a), 상기 시험예2의 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔(1)의 형상은 (b), 상기 시험예3의 몰리브덴 소재(M) 상에 조사되는 전자빔(1)의 형상은 (c)와 같으며, 각각의 코일에 인가되는 전류에 따라 전자빔의 형상이 달라짐을 알 수 있다. 즉, 제1 코일(110)과 제2 코일(120)에 인가하는 전류를 각각 제어함으로써, 전자빔의 형상을 조절할 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, 도 6과 같이 제1 코일(110)에서 1차적으로 집속된 빔을 제2 코일(120)에서 집속하는 하는 과정에서 전류를 각각 제어함으로써 링형상(A) 또는 원형상(B)으로 전자빔의 형상이 달라지는 것을 알 수 있다.
상기 제1 코일(110)과 상기 제2 코일(120)에 인가되는 전류를 조절하는 것은, (제1 코일에 인가되는 전류 A1):(제2 코일에 인가되는 전류 A2)를 3.5:1로 설정하는 경우, 제1 코일 권취 횟수와 제2 코일 권취 횟수의 비가 2:1 또는 1:1인 것일 수 있다. 예로써, 도 7을 참조하면, 전자빔의 가속전압이 35.5kV, 빔전류가 1A인 경우, 각 코일의 권취횟수에 따른 몰리브덴 소재(M)가 용융될 수 있는 깊이를 나타낸 것이다. 이때 제1 코일(110)에 0.7A, 제2 코일(120)에 0.2A의 전류를 인가하고, 제1 코일(110)에 10000회, 제2 코일(120)에 5000회를 권취하면 용융깊이는 3mm인 것으로 나타났으며, 제1 코일(110)에 10000회, 제2 코일(120)에 10000회를 권취하면 용융깊이는 4mm인 것으로 나타났다.
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면 온도를 고려하여 설정하는 것일 수 있다.
예로써, 상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면온도가 2600도를 초과하는 것일 수 있다. 즉, 몰리브덴의 융점이 약 2600도이므로, 전자빔 출력에너지를 몰리브덴의 표면온도가 융점보다 초과하는 온도가 되도록 전자빔 출력에너지를 설정할 수 있다.
다른 예로써, 상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 35.5kV 고정 가속전압조건에서 1A 이상 2A 이하의 전류를 인가하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 35.5kV 고정 가속전압 하에서 몰리브덴이 용융가능한 온도가 나타나는 1A 이상 2A 이하의 전류를 인가함으로써 전자빔 출력에너지를 설정할 수 있다. 이와 함께 상기 제1 코일(110)과 제2 코일(120)에 인가되는 전류 또는 제1 코일(110)과 제2 코일(120)의 권취 횟수를 조절하며, 상기 전자빔(10)이 조사되는 몰리브덴 소재(M)의 표면 온도를 조절할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 전자빔의 출력은 전자빔의 전압과 전류로 결정되는데, 전압은 음극과 양극 사이에 전기장을 형성하는 음극 전압의 절대값이고, 전류는 그리드에 의해 조절되는 전류 값을 의미한다. 즉, 전자총(130)은, 전자를 발생시켜 방출하는 필라멘트를 포함하는 음극, 음극 전방에 소정 거리로 이격되어 설치되고 음극과 전기장을 형성하여 음극으로부터 방출된 전자를 가속하는 양극, 및 음극과 양극 사이에 설치되고 음극에서 방출되는 전자의 양을 제어하여 전자빔 전류량을 조절하는 그리드를 포함한다. 양극을 접지한 상태에서 음극에 음(-)의 전압을 인가하여 음극과 양극 사이에 전기장을 형성하고, 그리드에 음극보다 낮은 전압을 인가하면서 전압을 변화시킴으로써 전자총에서 방출되는 전자빔의 전류량을 조절할 수 있다.
제1 코일(110)과 제2 코일(120)의 권취 횟수를 조절하며, 상기 전자빔(10)이 조사되는 고융점 금속 원료(M)의 표면 온도를 조절할 수 있다. 일 실시예로, 전자총(130)의 가속전압 35.5kV, 전자빔 전류 1A, 제1 코일 전류 0.6 내지 0.7A, 제2 코일 전류 0.2 내지 0.5A에서, 제1 코일(110)의 권취 횟수 9000 내지 10000회, 제2 코일(120)의 권취 횟수 5000 내지 10000회로 조절하여 고융점 금속 원료(M)인 몰리브덴을 융점 이상으로 가열할 수 있다. 고융점 금속 원료(M)의 표면 온도는 도 8과 같은 온도분포를 가진다.
또한, 상기 제1 코일(110)과 제2 코일(120)에 인가되는 전류를 조절하며, 상기 전자빔(10)이 조사되는 고융점 금속 원료(M)의 표면 온도를 조절할 수 있다. 일 실시예로, 전자총(130)의 가속전압 35.5kV, 전자빔 전류 1A, 제1 코일의 권취 횟수 9000 내지 10000회, 제2 코일의 권취 횟수 9000 내지 10000회에서, 제1 코일(110)의 전류 0.65 내지 0.7A, 제2 코일(120)의 전류 0.2 내지 0.35A로 조절하여 고융점 금속 원료(M)인 몰리브덴을 융점 이상으로 가열할 수 있다.
고융점 금속 원료(M)인 몰리브덴(Mo)의 표면 온도는 도 9와 같은 온도분포를 가진다. 이는 상기 표1의 시험예 2와 대응하는 결과라 할 수 있다. 전자빔 가속전압 35.5kV 대하여 몰리브덴의 융점 2600도 이상이 되는 전자빔 전류와 제1 코일에 인가되는 전류와 제2 코일에 인가되는 전류는 다음 표 2와 같다.
| 전자빔 전류[A] | 제1 코일의 전류[A] | 제2 코일의 전류[A] | |
| a | 2 | (a)0.2~0.22 (b)0.6~0.7 |
(a)0.2~0.22 (b)0.2~0.6 |
| b | 1.5 | 0.62~0.70 | 0.2~0.5 |
| c | 1.0 | 0.65~0.70 | 0.2~0.25 |
| d | 0.5 | - | - |
상기와 같은 실시예 및 시험예를 기반으로 하여, 설정된 전자빔에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산할 수 있다. 상기 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것은, 상기 설정된 전자빔에 대해 완전 용해되는 용융 깊이에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것을 포함할 수 있다.
도 10은 전자빔을 회전하지 않으면서 조사할 때의 몰리브덴 소재의 용융 상태를 나타낸다. 도 10의 (a)는 상기 전자총(130)으로부터 발생한 전자빔(10)의 출력이 14.2kW일 때, (b)는 17.75kW일 때, (C)는 21.3kW일 때의 몰리브덴 용융 결과를 보여주는 것이며, 도 12는 몰리브덴 온도분포에 대한 열전달 해석의 결과로써 거리(distance)는 몰리브덴 소재(M) 중심 부위의 절단면을 기준으로 상부에서 하단방향의 용융된 거리(용융 깊이)를 나타낸다. 도 10과 도 11을 비교할 때, 열전달 해석 결과(도 11)와 실험값(도 10)이 일치함을 알 수 있다. 즉, 전자빔 회전 미적용시 몰리브덴의 용융점 약 2600도 이상을 구현할 수 있는 전자빔의 출력은 17.75kW, 21.3kW임을 확인할 수 있다. 이때 고융점 금속 원료(M)에 조사되는 전자빔의 직경은 25mm 이다.
예로써, 전자빔 회전 미적용시 가속전압 35.5kV에서 전자빔 전류가 0.4A(14.2kW), 0.5A(17.75kW), 0.6A(21.3kW)인 각각의 경우, 전자빔 조사시간에 대한 몰리브덴의 용융비, 전자빔 출력밀도에 대한 몰리브덴의 용융깊이, 전자빔 출력밀도에 대한 몰리브덴의 잉곳 성장속도를 시험해보았다.
도 12는 전자빔 회전 미적용시 가속전압 35.5kV에서 전자빔 전류가 0.5A(17.75kW, 0.67kW/cm2), 0.6A(21.3kW, 0.80kW/cm2) 인 두 가지의 경우 몰리브덴의 용융비를 나타낸 것이다. 용융비는 전체 시료 부피에 대한 용융시료의 부피를 연산하여 도출될 수 있다. 10분 동안 0.80kW/cm2 의 출력밀도를 가진 전자빔을 몰리브덴 소재에 조사하면 소재의 약 23%가 용융되는 것이므로, 50분을 조사하면 완전 용해가 됨을 알 수 있다. 따라서 전자빔의 출력밀도에 따라 몰리브덴 소재(M)가 완전 용해가 되는 시간을 파악할 수 있다.
도 13를 참조하면(전자빔 회전 미적용), 전자빔의 출력밀도와 전자빔의 조사시간에 따라 몰리브덴이 용해되는 깊이를 알 수 있는데, 이로 인해 전자빔의 출력밀도에 따라 몰드에 공급될 수 있는 몰리브덴의 부피를 알아낼 수 있다. 즉, 전자빔의 출력밀도에 따라 몰리브덴 소재(M)의 투입량을 설정할 수 있다. 이 경우 전자빔의 출력밀도의 증가에 따른 용융 깊이의 증가율은 일정한 값에 머무르게(saturation) 될 것을 예상할 수 있는데, 이는 소정의 출력밀도 이상에서는 몰리브덴 소재의 용융과 함께 기화도 발생하는 것을 의미한다.
도 14를 참조하면(전자빔 회전 미적용), 전자빔의 출력밀도 증가에 따라 잉곳의 성장속도도 증가됨을 알 수 있다. 하지만, 도 12와 도 13에 나타난 바와 같이, 전자빔이 조사되는 시간에 따른 용융비는 일정한 값에 머무르게(saturation) 되는 경향을 나타내며, 전자빔의 출력밀도가 증가하더라도 용융 깊이 증가 양상은 줄어드는 것을 확인할 수 있으므로 전자빔의 출력밀도는 소정의 값 이하로 설정되는 것이 바람직하다고 볼 수 있다.
설정된 반경 이내에서 전자빔이 회전하며 조사되는 경우, 몰리브덴 소재(M)에 조사되는 전자빔 열원의 출력밀도에 따른 몰리브덴(Mo)의 용융깊이를 나타낸 도 15를 참조하면, 같은 깊이를 용융하기 위해서 전자빔 회전 적용시의 출력밀도가 전자빔 회전 미적용시의 출력밀도보다 1.25~2.5배 큰 것을 알 수 있다. 이 때, 전자빔 열원의 크기 x에 대한 몰리브덴(Mo)의 용융깊이 y는 다음의 수식 2와 같이 선형의 관계로, 전자빔 에너지와 용융깊이 관계를 나타낼 수 있다.
y=0.3x-0.3 (R2=1) -------- 식(2)
이 경우 전자빔은 17 내지 54 kW의 출력상태를 가질 수 있다. 즉, 전자빔이 회전하며 조사되는 경우, 전자빔을 고정하여 몰리브덴 소재(M)를 용융하는 것보다 2배 이상의 출력(2배 이상의 전자빔 전류)이 필요함을 알 수 있다.
상기 용해부피에 따라 완전 용해되는 몰리브덴 소재량을 산출하여 몰드에 몰리브덴 소재를 투입할 수 있다. 상기 몰리브덴 소재의 투입량을 산출하는 것은, 연산된 용해부피와 몰리브덴의 밀도로부터 몰리브덴의 질량을 산출하는 것을 포함할 수 있다.
예로써, 몰리브덴 소재가 투입되는 몰드의 면적이 10,381mm2일 때, 용융깊이와 몰드의 면적을 곱하면 용해부피가 산출될 수 있다. 그리고, 몰리브덴의 밀도 10.22g/cc에 부피를 곱하면 하기 표 3처럼 설정된 전자빔에 따른 소재의 투입량이 결정될 수 있다.
| 가속전압(kW) | 빔전류 (A) |
빔에너지(MW/m2) | 용융깊이(mm) | 용해부피(mm3) | 소재투입량(g) |
| 35.5 | 1 | 2 | 4 | 41,524 | 424 |
| 35.5 | 1.5 | 3 | 6 | 62.286 | 636 |
| 35.5 | 2 | 4 | 9 | 93,429 | 954 |
다음으로, 투입된 상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하여 용융할 수 있다. 예로써, 상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하는 것은, 상기 몰드에 대해 상기 전자빔이 소정의 속도로 회전하며 스캔하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 전자빔(1)의 회전으로 몰리브덴 소재(M)의 용탕 영역은 몰드(210) 내부 전체에 걸쳐 고르게 분포될 수 있으며, 예를 들어 약 30rpm의 속도로 전자빔이 회전할 수 있다.
그리고, 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성할 수 있다.
| 불순물 농도(PPM) | Mo순도(%) | 등급 | ||||||||
| K | Fe | Al | Ti | W | Ca | C | O | |||
| Non-EBM | 41.5 | 1.5 | 269.0 | 12.7 | 165.5 | 565.9 | 27.3 | 482.6 | 99.84 | 2N8 |
| 35.5kV, 0.5A | 22.0 | - | 148.9 | 8.4 | 149.6 | 156.1 | 13.6 | 8.4 | 99.95 | 3N5 |
| 35.5kV, 1.0A | 17.9 | - | 94.18 | 7.014 | 147.2 | 119.47 | 13.2 | 8.2 | 99.96 | 3N6 |
| 35.5kV, 1.5A | 15.15 | - | 94.15 | 4.521 | 146.6 | 112.2 | 13.1 | 8.1 | 99.991 | 4N1 |
표 4는 전자빔의 회전으로 몰리브덴을 용융시키되, 각각의 전자빔 출력상태에 따른 불순물 함유량 및 몰리브덴의 순도를 나타낸 것이다. 상대적으로 출력강도가 낮은 35.5kV, 0.5A의 경우라도, 불순물 농도가 감소됨을 알 수 있으며, 출력강도가 높아지면 불순물 농도가 더욱 감소하고 몰리브덴의 순도가 더욱 향상됨을 알 수 있다. 또한, 산소의 경우 다른 불순물에 비하여 농도감소 효과가 뛰어나므로, 전자빔 용융장치(10)를 이용하여 고융점 금속 원료(M)의 잉곳 성장 시 산화물 생성을 더욱 방지할 수 있으며, 고순도의 몰리브덴 잉곳을 생산할 수 있음을 알 수 있다.
나아가서, 상기 몰리브덴 잉곳 제조방법은, 상기 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계 이후, 상기 산출된 몰리브덴 소재량을 다시 몰드에 투입하고 상기 전자빔을 조사하여 용융하고 잉곳을 형성하는 단계를 반복하며 잉곳을 지속적으로 성장시키는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 고순도의 몰리브덴 잉곳을 지속적으로 성장시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 몰리브덴 잉곳 제조방법은 고융점을 가지는 몰리브덴의 용해 속도를 제어하며 용융 및 잉곳 성장을 시킬 수 있으며, 불순물 제거가 용이하며 고순도의 잉곳으로 성장시킬 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1; 전자빔
10; 전자빔 용해장치
100; 전자빔 챔버
110; 제1 코일
120; 제2 코일
130; 전자총
200; 용융 챔버
210; 몰드
220; 원료공급부
230, 330; 냉각수단
300; 잉곳챔버
310; 잉곳풀러
311; 지지판
315; 인발구동부
320; 더미 부재
M; 몰리브덴 소재
10; 전자빔 용해장치
100; 전자빔 챔버
110; 제1 코일
120; 제2 코일
130; 전자총
200; 용융 챔버
210; 몰드
220; 원료공급부
230, 330; 냉각수단
300; 잉곳챔버
310; 잉곳풀러
311; 지지판
315; 인발구동부
320; 더미 부재
M; 몰리브덴 소재
Claims (11)
- 전자빔 용해장치에서 전자빔의 출력에너지 또는 전자빔의 형상 중 하나 이상을 설정하는 단계;
설정된 전자빔에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 단계;
상기 용해부피에 따라 완전 용해되는 몰리브덴 소재량을 산출하여 몰드에 몰리브덴 소재를 투입하는 단계;
상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하여 용융하는 단계; 및
용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계;를 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것은, 상기 설정된 전자빔에 대해 완전 용해되는 용융 깊이에 대응하여 몰리브덴의 용해부피를 연산하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 몰리브덴 소재의 투입량을 산출하는 것은, 연산된 용해부피와 몰리브덴의 밀도로부터 몰리브덴의 질량을 산출하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면 온도를 고려하여 설정하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 전자빔이 조사되는 몰리브덴 소재의 표면온도가 2600도를 초과하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 전자빔 출력에너지를 설정하는 것은, 35.5kV 고정 가속전압조건에서 1A 이상 2A 이하의 전류를 인가하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 전자빔 용해장치는, 전자빔을 1차 집속하는 제1 코일과, 1차 집속된 전자빔을 2차 집속하는 제2 코일을 포함하고,
상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 제1 코일에 인가되는 전류와 제2 코일에 인가되는 전류를 조절하며 몰리브덴 소재 상에 조사되는 전자빔의 형상을 조절하는 것인 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 7항에 있어서,
상기 전자빔의 형상을 설정하는 것은, 상기 몰리브덴 소재 상에 조사되는 전자빔의 형상이 링 형상 또는 원 형상을 가지도록 설정하는 것인 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 7항에 있어서,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일에 인가되는 전류를 조절하는 것은, (제1 코일에 인가되는 전류):(제2 코일에 인가되는 전류)를 3.5:1로 설정하는 경우, 제1 코일 권취 횟수와 제2 코일 권취 횟수의 비가 2:1 또는 1:1인 것인 몰리브덴 잉곳의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 몰리브덴 소재에 상기 전자빔을 조사하는 것은, 상기 몰드에 대해 상기 전자빔이 소정의 속도로 회전하며 스캔하는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 몰리브덴 잉곳 제조방법은,
상기 용융된 몰리브덴을 인발하며 몰리브덴 잉곳을 형성하는 단계 이후, 상기 산출된 몰리브덴 소재량을 다시 몰드에 투입하고 상기 전자빔을 조사하여 용융하고 잉곳을 형성하는 단계를 반복하며 잉곳을 지속적으로 성장시키는 것을 포함하는 몰리브덴 잉곳 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210169269A KR102583384B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 몰리브덴 잉곳 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210169269A KR102583384B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 몰리브덴 잉곳 제조방법 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230081326A true KR20230081326A (ko) | 2023-06-07 |
| KR102583384B1 KR102583384B1 (ko) | 2023-09-27 |
| KR102583384B9 KR102583384B9 (ko) | 2023-12-08 |
Family
ID=86762067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210169269A KR102583384B1 (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 몰리브덴 잉곳 제조방법 |
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| Country | Link |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08165528A (ja) | 1994-12-09 | 1996-06-25 | Japan Energy Corp | 高純度高融点金属または合金の製造方法 |
| JPH0995743A (ja) | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Japan Energy Corp | 溶製金属系材料の製造方法及び溶製金属系材料並びに電子ビ−ム溶解設備 |
| JP2016185562A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 高融点活性金属の合金からなる鋳塊の製造方法および製造装置 |
-
2021
- 2021-11-30 KR KR1020210169269A patent/KR102583384B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| JP2016185562A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 高融点活性金属の合金からなる鋳塊の製造方法および製造装置 |
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|---|---|
| KR102583384B9 (ko) | 2023-12-08 |
| KR102583384B1 (ko) | 2023-09-27 |
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