RU2613253C2 - Способ непрерывного литья для слитка, изготавливаемого из титана или титанового сплава - Google Patents

Способ непрерывного литья для слитка, изготавливаемого из титана или титанового сплава Download PDF

Info

Publication number
RU2613253C2
RU2613253C2 RU2015133468A RU2015133468A RU2613253C2 RU 2613253 C2 RU2613253 C2 RU 2613253C2 RU 2015133468 A RU2015133468 A RU 2015133468A RU 2015133468 A RU2015133468 A RU 2015133468A RU 2613253 C2 RU2613253 C2 RU 2613253C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ingot
mold
titanium
contact area
molten metal
Prior art date
Application number
RU2015133468A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015133468A (ru
Inventor
Еисуке КУРОСАВА
Такехиро НАКАОКА
Казуюки ЦУЦУМИ
Хидето ОЯМА
Хидетака КАНАХАСИ
Хитоси ИСИДА
Даики ТАКАХАСИ
Дайсуке МАЦУВАКА
Original Assignee
Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) filed Critical Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.)
Publication of RU2015133468A publication Critical patent/RU2015133468A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2613253C2 publication Critical patent/RU2613253C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055—Cooling the moulds
    • 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
    • B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/188—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to thickness of solidified shell
    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/207—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to thickness of solidified shell
    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • 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
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/06—Melting-down metal, e.g. metal particles, in the mould
    • B22D23/10—Electroslag 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
    • 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
    • F27D2099/0031—Plasma-torch heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии. Способ включает подачу расплавленного титана или титанового сплава в кристаллизатор и вытягивание слитка вниз при его затвердевании. Толщину затвердевшей оболочки слитка в области (16) контакта между литейной формой (2) и слитком (11) поддерживают в предварительно заданном диапазоне посредством управления температурой (TS) участка (11а) в области (16) контакта и/или проходящим тепловым потоком (q) от участка (11а) к литейной форме (2). Среднее значение температуры участка поверхности слитка в области контакта устанавливают в диапазоне 800°C<TS<1250°C. Обеспечивается повышение качества поверхности слитка. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, в котором слиток, выполняемый из титана или титанового сплава, непрерывно отливается.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Непрерывное литье слитка традиционно выполнялось посредством инжекции металла, расплавленного посредством вакуумной дуговой плавки и электронно-лучевой плавки, в бездонную литейную форму и извлечения расплавленного металла вниз при затвердевании.
Патентный документ 1 раскрывает способ автоматического управления для литья посредством плазменной плавки, в котором титан или титановый сплав плавят посредством плазменно-дуговой плавки в атмосфере инертного газа и впрыскивают в литейную форму для затвердевания. Выполнение плазменно-дуговой плавки в атмосфере инертного газа, в отличие от электронно-лучевой плавки в вакууме, обеспечивает возможность литья не только чистого титана, но также титанового сплава.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
Патентный документ 1: патент Японии No. 3077387
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
Однако, если литая слиток имеет неровности или плены на поверхности отливки, является необходимым выполнять предварительную обработку, такую как обработка резанием поверхности, до прокатки, таким образом вызывая уменьшение использования материала и увеличение количества рабочих процессов. Следовательно, требуется отливать слиток без неровностей и плен на поверхностях отливок.
В непрерывном литье слитка, выполняемого из титана, поверхность слитка контактирует с поверхностью литейной формы только рядом с областью поверхности расплавленного металла (областью, проходящей от поверхности расплавленного металла на глубину, приблизительно, 10-20 мм), где расплавленный металл нагревается посредством плазменной дуги или электронного луча. В области, глубже, чем эта область контакта, слиток подвергается термической усадке, таким образом воздушный зазор создается между слитком и литейной формой. Следовательно, предполагается, что условия подачи/отвода тепла, применяемые к первоначальному затвердевшему участку расплавленного металла рядом с областью поверхности расплавленного металла (участком, где расплавленный металл первоначально приводится в контакт с литейной формой для затвердевания), оказывали бы огромное влияние на свойства поверхности отливки, и считается, что слиток, имеющий хорошую поверхность, может быть получен посредством надлежащего управления условиями подачи/отвода тепла, применяемыми к расплавленному металлу рядом с областью поверхности расплавленного металла.
Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении способа непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, способного отливать слиток, имеющий хорошее состояние поверхности.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
Способ непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, по настоящему изобретению представляет собой способ непрерывного литья, в котором слиток, выполняемый из титана или титанового сплава, непрерывно отливается посредством инжекции расплавленного металла, подготовленного посредством расплавления титана или титанового сплава, в бездонную литейную форму и вытягивания металла вниз при затвердевании, при этом способ отличается тем, что посредством управления температурой участка поверхности слитка в области контакта между литейной формой и слитком и/или проходящим тепловым потоком от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта, толщина в области контакта затвердевшей оболочки, полученной посредством затвердевания расплавленного металла, находится в предварительно заданном диапазоне.
В соответствии с конфигурацией, описанной выше, толщина затвердевшей оболочки в области контакта определяется посредством, по меньшей мере, любым значением из: температуры участка поверхности слитка в области контакта между литейной формой и слитком; или проходящего теплового потока от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта. Таким образом, посредством управления температурой участка поверхности слитка в области контакта и/или проходящим тепловым потоком от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта, толщина затвердевшей оболочки в области контакта находится в предварительно заданном диапазоне, в котором дефекты не возникают на поверхности слитка. Наличие такого управления может сдерживать возникновение дефектов на поверхности слитка, таким образом делая возможным отливать слиток, имеющий хорошее состояние поверхности отливки.
Более того, в способе непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, средние значения температуры TS участка поверхности слитка в области контакта могут контролироваться в диапазоне 800°C<TS<1250°C. В соответствии с конфигурацией, описанной выше, дефекты на поверхности слитка могут предотвращаться.
Более того, в способе непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, средние значения проходящего теплового потока q от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта могут контролироваться диапазоне 5 МВт/м2<q<7,5 МВт/м2. В соответствии с конфигурацией, описанной выше, дефекты на поверхности слитка могут предотвращаться.
Более того, в способе непрерывного литья для слитка, выполняемой из титана или титанового сплава, толщина D затвердевшей оболочки в области контакта может задаваться в диапазоне 0,4 мм<D<4 мм. В соответствии с конфигурацией, описанной выше, могут сдерживаться "дефект отрывания", при котором поверхность затвердевшей оболочки отрывается вследствие недостатка прочности из-за отсутствия достаточной толщины затвердевшей оболочки, и "дефект покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка, которая была сформирована (утолщена), покрывается расплавленным металлом.
Более того, в способе непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, настоящего изобретения, расплавленный металл может представлять собой титан или титановый сплав, расплавленный посредством плавки в холодном тигле, и впрыскиваться в литейную форму. Плавка в холодном тигле может представлять собой плазменно-дуговую плавку. В соответствии с конфигурацией, описанной выше, является возможным отливать не только чистый титан, но также титановый сплав. Здесь, плавка в холодном тигле представляет собой обобщенное понятие для способов плавки, включая в качестве примеров плазменно-дуговую плавку и электронно-лучевую плавку.
ПОЛЕЗНЫЙ ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии со способом непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, настоящего изобретения, посредством задания толщины затвердевшей оболочки в области контакта в пределах предварительно заданного диапазона, в котором дефекты не возникают на поверхности слитка, дефекты на поверхности слитка могут предотвращаться, таким образом обеспечивая возможность литья слитка, имеющего хорошее состояние поверхности отливки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[Фиг. 1] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид установки для непрерывного литья.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой разрез установки для непрерывного литья.
[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой перспективный вид установки для непрерывного литья.
[Фиг. 4А] Фиг. 4А представляет собой чертеж, описывающий механизм возникновения поверхностных дефектов.
[Фиг. 4В] Фиг. 4В представляет собой чертеж, описывающий механизм возникновения поверхностных дефектов.
[Фиг. 5] Фиг. 5 представляет собой схему модели, показывающую температуру и проходящий тепловой поток в области контакта.
[Фиг. 6А] Фиг. 6А представляет собой схему модели, показывающую литейную форму, имеющую круглое поперечное сечение, если смотреть сверху.
[Фиг. 6В] Фиг. 6В представляет собой схему модели, показывающую литейную форму, имеющую прямоугольное поперечное сечение, если смотреть сверху.
[Фиг. 7А] Фиг. 7А представляет собой схему модели, показывающую литейную форму, имеющую круглое поперечное сечение, если смотреть сверху.
[Фиг. 7В] Фиг. 7В представляет собой схему модели, показывающую литейную форму, имеющую прямоугольное поперечное сечение, если смотреть сверху.
[Фиг. 8] Фиг. 8 представляет собой график, показывающий сравнение между результатами измеренной температуры литейной формы, полученными из испытаний непрерывного литья, и результатами симуляции температуры литейной формы.
[Фиг. 9] Фиг. 9 представляет собой график, показывающий отношение между проходящим тепловым потоком и температурой поверхности слитка.
[Фиг. 10] Фиг. 10 представляет собой график, показывающий отношение между температурой поверхности слитка и толщиной затвердевшей оболочки.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В дальнейшем, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. В дальнейших описаниях, объяснение выполняется для испытания, в котором титан или титановый сплав подвергается плазменно-дуговой плавке.
(КОНФИГУРАЦИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ)
В способе непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, посредством инжекции расплавленного металла титана или титанового сплава, расплавленного посредством плазменно-дуговой плавки, в бездонную литейную форму и извлечения металла вниз при затвердевании, слиток, выполняемый из титана или титанового сплава, непрерывно отливается. Установка 1 для непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, в способе непрерывного литья, как показана на Фиг. 1 в виде перспективного вида и на Фиг. 2 в виде разреза, включает в себя литейную форму 2, холодный тигель 3, загрузочную установку 4 для сырьевого материала, плазменную горелку 5, стартовый блок (затравку) 6 и плазменную горелку 7. Установка 1 для непрерывного литья окружена атмосферой инертного газа, содержащей газообразный аргон, газообразный гелий и тому подобное.
Загрузочное устройство 4 для сырьевого материала подает сырьевые материалы из титана или титанового сплава, такие как титановую губку, лом и тому подобное, в холодный тигель 3. Плазменная горелка 5 размещается над холодным тиглем 3 и используется для расплавления сырьевых материалов в холодном тигле 3 посредством генерирования плазменных дуг. Холодный тигель 3 подает расплавленный металл 12, имеющий расплавленные сырьевые материалы, в литейную форму 2 через разливочный участок 3а. Литейная форма 2 выполнена из меди и образована с бездонной литейной формой, имеющей круглое поперечное сечение. По меньшей мере, часть цилиндрического стенового участка литейной формы 2 выполнена таким образом, чтобы вода циркулировала через стенку, тем самым охлаждая литейную форму 2. Стартовый блок 6 является подвижным по направлению вверх и вниз посредством приводного участка, не показан, и является способным закрывать нижнее отверстие литейной формы 2. Плазменная горелка 7 размещается над расплавленным металлом 12 в литейной форме 2 и используется для нагревания поверхности расплавленного металла 12, подаваемого в литейную форму 2, посредством плазменных дуг.
В вышеприведенной конфигурации, затвердевание расплавленного металла 12, подаваемого в литейную форму 2, начинается от контактной поверхности между расплавленным металлом 12 и литейной формой 2, имеющей систему водяного охлаждения. Затем, когда начальный блок 6, закрывающий нижнее боковое отверстие литейной формы 2, опускается с предварительно заданной скоростью, слиток 11 в цилиндрической форме, образованная посредством затвердевания расплавленного металла 12, непрерывно отливается, при этом извлекаясь вниз из литейной формы.
В этой конфигурации, является трудным отливать слиток, выполняемую из титанового сплава, используя электронно-лучевую плавку в вакуумной атмосфере, так как микрокомпоненты в титановом сплаве испарялись бы. В противоположность, является возможным отливать не только чистый титан, но также титановый сплав, используя плазменно-дуговую плавку в атмосфере инертного газа.
Более того, установка 1 для непрерывного литья может включать в себя загрузочное устройство для флюса для подачи флюса в твердой фазе или жидкой фазе на поверхность расплавленного металла 12 в литейной форме 2. В этой конфигурации, является трудным наносить флюс на расплавленный металл 12 в литейной форме 2, используя электронно-лучевую плавку в вакуумной атмосфере, так как флюс рассеивался бы. В противоположность, плазменно-дуговая плавка в атмосфере инертного газа имеет преимущество того, что флюс может наноситься на расплавленный металл 12 в литейной форме 2.
Установка 201 для непрерывного литья, осуществляющая способ непрерывного литья по настоящему варианту осуществления, может быть выполнена таким образом, чтобы включать в себя литейную форму 202, имеющую прямоугольное поперечное сечение, как показано на Фиг. 3, и выполнять непрерывное литье сляба 211. В дальнейшем, литейная форма 2, имеющая круглое поперечное сечение, и литейная форма 202, имеющая прямоугольное поперечное сечение, сгруппированы вместе и описываются в качестве литейной формы 2, и слиток 11 и сляб 211 сгруппированы вместе и описываются в качестве слитка 11.
(РАБОЧИЕ УСЛОВИЯ)
Когда слиток 11, выполняемый из титана или титанового сплава, изготавливается посредством непрерывного литья, если неровности или плены имеются на поверхности слитка 11 (литейной поверхности), они вызывали бы поверхностные дефекты в процессе прокатки, который является следующим процессом. Таким образом, неровности или плены на поверхности слитка 11 должны устраняться до прокатки посредством обработки резанием или тому подобное. Однако, этот этап уменьшал бы выход материалов и увеличивал бы количество рабочих процессов, тем самым увеличивая стоимость непрерывного литья. По существу, требуется отливать слиток 11, не имеющий неровности или плены на ее поверхности.
Как показано на Фиг. 4А и 4В, в непрерывном литье слитка 11, выполняемого из титана, поверхность слитка 11 (затвердевшая оболочка 13) контактирует с поверхностью литейной формы 2 только рядом с областью поверхности расплавленного металла (областью, проходящей от поверхности расплавленного металла на глубину, приблизительно, 10-20 мм), где расплавленный металл 12 нагревается посредством плазменной дуги или электронного луча. В области, глубже, чем эта область контакта, слиток 11 подвергается термической усадке, таким образом воздушный зазор 14 создается между слитком 11 и литейной формой 2. Затем, как показано на Фиг. 4А, если тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15 (участок расплавленного металла 12, первоначально приведенный в контакт с литейной формой 2 для затвердевания), является чрезмерным, так как затвердевшая оболочка 13, образованная посредством затвердевания расплавленного металла 12, становится слишком тонкой, возникает "дефект отрывания", при котором поверхность затвердевшей оболочки 13 разрывается вследствие недостатка прочности. С другой стороны, как показано на Фиг. 4В, если тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15, является слишком небольшим, возникает "дефект покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка 13, которая была сформирована (утолщена), покрывается расплавленным металлом 12. Следовательно, предполагается, что условия подачи/отвода тепла, применяемые к первоначальному затвердевшему участку 15 расплавленного металла 12 рядом с областью поверхности расплавленного металла, оказывали бы огромное влияние на свойства поверхности отливки, и считается, что слиток 11, имеющий хорошую поверхность отливки, может быть получен посредством надлежащего управления условиями подачи/отвода тепла, применяемыми к расплавленному металлу 12 рядом с областью поверхности расплавленного металла.
Как показано на Фиг. 5, когда точка плавления чистого титана (1680°C) показана как ТМ, температура участка 11а поверхности слитка 11 - как TS, температура поверхности литейной формы 2 - как Tm, температура охлаждающей воды, циркулирующей в литейной форме 2, - как TW, толщина затвердевшей оболочки 13 - как D, толщина литейной формы 2 - как Lm, проходящий тепловой поток от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2, обозначенный стрелкой, - как q, теплопроводность затвердевшей оболочки 13 - как λS, теплопроводность между литейной формой 2 и слитком 11 в области 16 контакта - как h, и теплопроводность литейной формы 2 - как λm, в таком случае проходящий тепловой поток q может рассчитываться по нижеследующей формуле 1. Следует отметить, что область 16 контакта ссылается на область, проходящую от поверхности расплавленного металла на глубину, приблизительно, 10-20 мм, где литейная форма 2 и слиток 11 находятся в контакте, показанную посредством штриховки на фигуре.
q=λS(TM-TS)/D=h(TS-Tm)=λm(Tm-TW)/Lm (Формула 1)
Посредством модификации вышеприведенной формулы 1 может быть получена формула 2, обозначающая отношение между толщиной D затвердевшей оболочки 13 и температурой TS участка 11а поверхности слитка 11, и формула 3, обозначающая отношение между толщиной D затвердевшей оболочки 13 и проходящим тепловым потоком q.
D=λS(TM-TS)(1/h+Lm/λm)/(TS-TW) (Формула 2)
D=λS(TM-TW)/q-λS (1/h+Lm/λm) (Формула 3)
На основании формул 2 и 3, формула 4, обозначающая отношение между температурой TS участка 11а поверхности слитка 11 и проходящим тепловым потоком q, получается следующей.
TS=(1/h+Lm/λm)q+TW (Формула 4)
На основании формул 2 и 3 выше, толщина D затвердевшей оболочки 13 определяется любым значением из: температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 рядом с областью поверхности расплавленного металла 12 (областью 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11); или проходящего теплового потока q. Таким образом, параметром, который необходимо контролировать, является температура TS участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11, или проходящий тепловой поток q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11.
Таким образом, в настоящем варианте осуществления, средние значения температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 контролируются в диапазоне 800°C<TS<1250°C. Более того, средние значения проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 контролируются в диапазоне 5 МВт/м2<q<7,5 МВт/м2. С таким управлением, толщина D затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 находится в пределах диапазона 0,4 мм<D<4 мм.
Соответственно, в настоящем изобретении, каждое из средних значений температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 и средних значений проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 контролируется в вышеописанных диапазонах. Как описано ниже, выполнение такого управления может сдерживать возникновение "дефекта отрывания" и "дефекта покрывания расплавленным металлом". Таким образом, является возможным отливать слиток 11, имеющую хорошее состояние поверхности отливки.
В настоящем варианте осуществления, средние значения температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта и средние значения проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта используются в качестве параметра, который необходимо контролировать, однако, только одни из них могут использоваться в качестве такого параметра.
Более того, в настоящем варианте осуществления, параметры, которые необходимо контролировать, устанавливаются для непрерывного литья слитка 11, выполняемого из чистого титана, однако, эта установка также может применяться для непрерывного литья слитка 11, выполняемой из титанового сплава.
Более того, является предпочтительным, что в литейной форме 202, имеющей прямоугольное поперечное сечение, показанное на Фиг. 3, средние значения температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 и средние значения проходящего теплового потока q устанавливаются в пределах диапазонов, описанных выше, вдоль всех внутренних периферий литейной формы 202 в области 16 контакта. Однако средние значения температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 и средние значения проходящего теплового потока q могут устанавливаться в пределах диапазонов, описанных выше, только вдоль периферий бόльших сторон литейной формы 202 в области 16 контакта. То есть, так как поверхности меньших сторон слитка 11 могут подвергаться обработке резанием, средние значения температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 и средние значения проходящего теплового потока q могут не устанавливаться в пределах диапазонов, описанных выше, вдоль периферий меньших сторон литейной формы 202 в области 16 контакта. Это также имеет место в нижнем концевом участке (первоначальном участке отливки) и верхнем концевом участке (конечном участке отливки) слитка 11, оба из которых могут подвергаться обработке резанием.
(ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТЛИВКИ)
Далее, поверхности отливки оцениваются посредством выполнения испытаний непрерывного литья, используя чистый титан в одиннадцати разных тестовых рабочих условиях, указанных как испытания 1-11, в которых форма литейной формы, выходная мощность плазменной горелки 7, центральное положение плазменной горелки 7 и скорость отвода начального блока 6 используются в качестве параметров. В испытаниях, как показано на Фиг. 6А, показывающей вид сверху литейной формы 2, и на Фиг. 6В, показывающей вид сверху литейной формы 202, литейная форма 2 и литейная форма 202 снабжены множеством термопар 31 и используются. В этой конфигурации, все термопары 31 вмонтированы на глубину 5 мм от поверхности расплавленного металла 12. В Таблице 1 показаны тестовые рабочие условия для испытаний 1-11.
[Таблица 1]
Таблица 1
Тестовые рабочие условия
Испытание Форма литейной формы Выходная мощность плазменной горелки [кВт] Центральное положение плазменной горелки Скорость вытягивания [мм/мин]
1 Круглая Ø 81 мм 63 Центр литейной формы 10
2 Круглая Ø 81 мм 63 Центр литейной формы 10
3 Круглая Ø 81 мм 63 Центр литейной формы 10
4 Круглая Ø 81 мм 28 Центр литейной формы 10
5 Круглая Ø 51 мм 63 Центр литейной формы 20
6 Круглая Ø 51 мм 68 Центр литейной формы 20
7 Круглая Ø 51 мм 63 Центр литейной формы 15
8 Круглая Ø 51 мм 63 Центр литейной формы 3,5
9 Круглая Ø 51 мм 63 Центр литейной формы 10
10 Прямоугольная 50х75 мм 63 Центр литейной формы 15
11 Прямоугольная 50х75 мм 50 Центр литейной формы 15
В Таблице 1, форма литейной формы, являющейся круглой, ссылается на литейную форму 2, имеющую круглое поперечное сечение, как показано на Фиг. 1. Форма литейной формы, являющейся прямоугольной, ссылается на литейную форму 202, имеющую прямоугольное поперечное сечение, как показано на Фиг. 3. Более того, "восток" в выражении "на 10 мм смещено на восток" и т.д., как описано в Таблице 1, наряду с "западом", "югом" и "севером", показанными на Фиг. 7А и 7В, соответственно показывающих вид сверху литейной формы 2 и литейной формы 202, ссылается на одно направление из четырех направлений, ортогональных относительно друг друга, заданных в литейной форме 2, имеющей круглое поперечное сечение, и литейной форме 202, имеющей прямоугольное поперечное сечение. В литейной форме 202, имеющей прямоугольное поперечное сечение, направление восток-запад соответствует направлению длинной стороны, при этом направление юг-север соответствует направлению короткой стороны, перпендикулярному относительно направления длинной стороны. Более того, "центр литейной формы" означает, что центр плазменной горелки 7 располагается в центре литейной формы 2 и литейной формы 202. В заключение, "на 10 мм смещено на восток" означает, что, как показано на Фиг. 7А и 7В, центр плазменной горелки 7 расположен в положении, сдвинутом из центра литейной формы 2 и литейной формы 202 на 10 мм на восток.
Далее, исходя из данных измеренной температуры литейной формы, полученных в испытаниях непрерывного литья, была создана модель симуляции для течения и затвердевания. Фиг. 8 представляет собой график, показывающий сравнение между результатами измеренной температуры литейной формы, полученными в испытаниях непрерывного литья, и результатами симуляции температуры литейной формы. Затем тепловые индексные значения, такие как распределение температуры слитка 11, проходящий тепловой поток между литейной формой 2 и слитком 11 и форма затвердевшей оболочки 13, были оценены посредством симуляции. Результаты оценки показаны в Таблице 2.
Таблица 2
Температура поверхности слитка (средние значения) [°C] Проходящий тепловой поток (средние значения) [Вт/м2] Толщина затвердевшей оболочки [мм] Свойства поверхности отливки
Испытание Запад Восток Север Запад Восток Север Запад Восток Север Запад Восток Север
1 - 984,46 - - 6,06E+06 - - 2,02 - - Хорошие -
2 963,82 963,82 971,11 5,72E+06 5,72E+06 5,78E+06 2,14 2,14 2,10 Хорошие Хорошие Хорошие
3 758,52 1142,18 934,88 4,55E+06 6,63E+06 5,56E+06 3,71 0,96 2,10 Хорошие Хорошие Хорошие
4 439,80 866,01 600,49 2,73E+06 5,39E+06 3,76E+06 11,61 3,71 6,60 Покрывание Хорошие Покрывание
5 - 1256,95 - - 7,55E+06 - - 0,27 - - Отрывание -
6 - 1303,44 - - 7,85E+06 - - 0,00 - - Отрывание -
7 - 1251,20 - - 7,66E+06 - - 0,29 - - Отрывание -
8 - 1187,69 - - 7,15E+06 - - 0,46 - - Хорошие -
9 - 1243,15 - - 7,52E+06 - - 0,17 - - Хорошие -
10 1073,69 1073,69 1144,95 6,36E+06 6,36E+06 6,56E+06 1,16 1,16 1,16 Хорошие Хорошие Хорошие
11 816,90 1021,49 977,67 4,75E+06 6,04E+06 5,55E+06 3,64 2,36 2,37 Покрывание Хорошие Хорошие
Следует отметить, что "юг" предполагается симметричным "северу" относительно разреза восток-запад, таким образом данные для "юга" не получались. Более того, в случаях 1 и 5-9, данные получались только для "востока" посредством выполнения двухмерной осесимметричной симуляции.
Фиг. 9 представляет собой график, показывающий отношение между проходящим тепловым потоком и температурой поверхности слитка (температурой участка поверхности слитка). Когда средние значения температуры TS поверхности слитка в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 были 800°С или меньше, тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15, не было достаточным, таким образом вызывая "дефект покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка 13, которая была сформирована, покрывалась расплавленным металлом 12. С другой стороны, когда средние значения температуры TS поверхности слитка в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 были 1250°С или больше, тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15, было чрезмерным, таким образом вызывая "дефект отрывания", при котором тонкий участок поверхности затвердевшей оболочки 13 разрывался. Результаты показывают, что средние значения температуры TS поверхности слитка в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11, предпочтительно, контролируются в диапазоне 800°C<TS<1250°C.
Более того, когда средние значения проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 были 5 МВт/м2 или меньше, тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15, не было достаточным, таким образом вызывая "дефект покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка 13, которая была сформирована, покрывалась расплавленным металлом 12. С другой стороны, когда средние значения проходящего теплового потока q в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 были 7,5 МВт/м2 или больше, тепло, подаваемое на первоначальный затвердевший участок 15, было чрезмерным, таким образом вызывая "дефект отрывания", при котором тонкий участок поверхности затвердевшей оболочки 13 отрывался. Результаты показывают, что средние значения проходящего теплового потока q в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11, предпочтительно, контролируются в диапазоне 5 МВт/м2<q<7,5 МВт/м2.
Фиг. 10 представляет собой график, показывающий отношение между температурой участка 11а поверхности слитка 11 и толщиной затвердевшей оболочки 13. Когда толщина D затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 была 0,4 мм или меньше, возникал "дефект отрывания", при котором поверхность затвердевшей оболочки 13 отрывалась вследствие недостатка прочности из-за отсутствия достаточной толщины затвердевшей оболочки 13. С другой стороны, когда толщина D затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 составляет 4 мм или больше, возникал "дефект покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка 13, которая была сформирована (утолщена), покрывается расплавленным металлом 12. Результаты показывают, что толщина D затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11, предпочтительно, управляется в диапазоне 0,4 мм<D<4 мм.
(ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ)
Как описано выше, в способе непрерывного литья для слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, толщина затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта определяется посредством, по меньшей мере, любым значением из: температуры участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11; и проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта. Таким образом, посредством управления температурой участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта и/или проходящим тепловым потоком от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта, толщина затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта находится в предварительно заданном диапазоне, в котором дефекты не возникают на поверхности слитка 11. Следовательно, так как дефекты на поверхности слитка 11 могут сдерживаться от возникновения, слиток 11, имеющий хорошее состояние поверхности отливки, может отливаться.
Более того, посредством управления средними значениями температуры TS участка 11а поверхности слитка 11 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 в диапазоне 800°C<TS<1250°C, дефекты на поверхности слитка 11 могут предотвращаться.
Более того, посредством управления средними значениями проходящего теплового потока q от участка 11а поверхности слитка 11 к литейной форме 2 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 в диапазоне 5 мВт/м2<q<7,5 МВт/м2, дефекты на поверхности слитка 11 могут предотвращаться.
Более того, посредством управления толщиной D затвердевшей оболочки 13 в области 16 контакта между литейной формой 2 и слитком 11 в диапазоне 0,4 мм<D<4 мм, могут сдерживаться от возникновения "дефекта отрывания", при котором поверхность затвердевшей оболочки 13 отрывается вследствие недостатка прочности из-за отсутствия достаточной толщины затвердевшей оболочки 13, и "дефекта покрывания расплавленным металлом", при котором затвердевшая оболочка 13, которая была сформирована (утолщена), покрывается расплавленным металлом 12.
Более того, посредством подвергания титана или титанового сплава плазменно-дуговой плавке, не только титан, но также титановый сплав может отливаться.
(МОДИФИКАЦИИ)
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны здесь выше, однако, очевидно, что вышеприведенные варианты осуществления служат только в качестве примеров и не ограничивают настоящее изобретение. Конкретные конструкции и тому подобное настоящего изобретения могут быть модифицированы и выполнены в соответствии с потребностями. Более того, действия и полезные эффекты настоящего изобретения, описанные в вышеприведенных вариантах осуществления, являются не более чем наиболее предпочтительными действиями и полезными эффектами, достигнутыми посредством настоящего изобретения, таким образом действия и полезные эффекты настоящего изобретения не ограничены на описанных в вышеприведенных вариантах осуществления настоящего изобретения.
Например, настоящие варианты осуществления описывают случай, где титан или титановый сплав подвергается плазменно-дуговой плавке, однако, настоящее изобретение может применяться в случае, где титан или титановый сплав плавится посредством плавки в холодном тигле, вместо плазменно-дуговой плавки, например нагрева электронным лучом, индукционного нагрева и лазерного нагрева.
Более того, настоящее изобретение может применяться в случае, где слой флюса размещается между литейной формой 2 и слитком 11.
Настоящая заявка основана на заявке на патент Японии (заявке на патент Японии No. 2013-003916) от 11 января 2013 года, содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1, 201 установка для непрерывного литья
2, 202 литейная форма
3 холодный тигель
3а розливной участок
4 загрузочная установка для сырьевого материала
5 плазменная горелка
6 начальный блок
7 плазменная горелка
11 слиток
11а участок поверхности
12 расплавленный металл
13 затвердевшая оболочка
14 воздушный зазор
15 первоначальный затвердевший участок
16 область контакта
31 термопары
211 сляб.

Claims (4)

1. Способ непрерывного литья для непрерывной отливки слитка, выполняемого из титана или титанового сплава, посредством подачи расплавленного металла, содержащего титан или титановый сплав, расплавленный в нем, в бездонную литейную форму и вытягивания металла вниз при затвердевании, включающий управление температурой участка поверхности слитка в области контакта между литейной формой и слитком и/или проходящим тепловым потоком от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта, для обеспечения нахождения толщины затвердевшей оболочки, образованной в процессе затвердевания расплавленного металла в области контакта, в предварительно заданном диапазоне, при этом средние значения температуры TS участка поверхности слитка в области контакта устанавливают в диапазоне 800°C<TS<1250°C, а толщину D затвердевшей оболочки в области контакта устанавливают в диапазоне 0,4 мм<D<4 мм.
2. Способ по п. 1, в котором средние значения проходящего теплового потока от участка поверхности слитка к литейной форме в области контакта устанавливают в диапазоне 5 МВт/м2<q<7,5 МВт/м2.
3. Способ по п. 1, в котором расплавленный металл обеспечивают посредством расплавления титана или титанового сплава в холодном тигле и вводят в литейную форму.
4. Способ по п. 3, в котором плавка в холодном тигле представляет собой плазменно-дуговую плавку.
RU2015133468A 2013-01-11 2014-01-10 Способ непрерывного литья для слитка, изготавливаемого из титана или титанового сплава RU2613253C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-003916 2013-01-11
JP2013003916A JP6105296B2 (ja) 2013-01-11 2013-01-11 チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法
PCT/JP2014/050358 WO2014109399A1 (ja) 2013-01-11 2014-01-10 チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015133468A RU2015133468A (ru) 2017-02-17
RU2613253C2 true RU2613253C2 (ru) 2017-03-15

Family

ID=51167043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133468A RU2613253C2 (ru) 2013-01-11 2014-01-10 Способ непрерывного литья для слитка, изготавливаемого из титана или титанового сплава

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9475114B2 (ru)
EP (1) EP2944397B1 (ru)
JP (1) JP6105296B2 (ru)
KR (1) KR101737719B1 (ru)
CN (1) CN104903024B (ru)
RU (1) RU2613253C2 (ru)
WO (1) WO2014109399A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6185450B2 (ja) * 2014-12-01 2017-08-23 株式会社神戸製鋼所 チタンまたはチタン合金からなる丸型インゴットの連続鋳造における湯面入熱量の規定方法、およびそれを用いた連続鋳造方法
JP6611331B2 (ja) * 2016-01-07 2019-11-27 株式会社神戸製鋼所 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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH035247A (ja) * 1989-05-31 1991-01-11 Nippon Seiki Co Ltd 調光装置
RU2383636C2 (ru) * 2003-12-31 2010-03-10 Дженерал Электрик Компани Устройство для производства или рафинирования металлов и связанные с ним способы
WO2012115272A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 東邦チタニウム株式会社 金属溶製用溶解炉
WO2012144561A1 (ja) * 2011-04-22 2012-10-26 新日本製鐵株式会社 熱間圧延用チタンスラブおよびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0352747A (ja) * 1989-07-17 1991-03-06 Kobe Steel Ltd 高融点且つ活性な金属の連続鋳造方法
JP3077387B2 (ja) 1992-06-15 2000-08-14 大同特殊鋼株式会社 自動制御プラズマ溶解鋳造方法および自動制御プラズマ溶解鋳造装置
US6561259B2 (en) * 2000-12-27 2003-05-13 Rmi Titanium Company Method of melting titanium and other metals and alloys by plasma arc or electron beam
TWI268821B (en) * 2002-04-27 2006-12-21 Sms Demag Ag Adjustment of heat transfer in continuous casting molds in particular in the region of the meniscus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH035247A (ja) * 1989-05-31 1991-01-11 Nippon Seiki Co Ltd 調光装置
RU2383636C2 (ru) * 2003-12-31 2010-03-10 Дженерал Электрик Компани Устройство для производства или рафинирования металлов и связанные с ним способы
WO2012115272A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 東邦チタニウム株式会社 金属溶製用溶解炉
WO2012144561A1 (ja) * 2011-04-22 2012-10-26 新日本製鐵株式会社 熱間圧延用チタンスラブおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150092295A (ko) 2015-08-12
JP2014133257A (ja) 2014-07-24
CN104903024B (zh) 2017-05-31
US9475114B2 (en) 2016-10-25
EP2944397A1 (en) 2015-11-18
CN104903024A (zh) 2015-09-09
WO2014109399A1 (ja) 2014-07-17
JP6105296B2 (ja) 2017-03-29
RU2015133468A (ru) 2017-02-17
EP2944397A4 (en) 2016-09-07
US20150273573A1 (en) 2015-10-01
EP2944397B1 (en) 2020-05-13
KR101737719B1 (ko) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107164639B (zh) 一种电子束层覆式凝固技术制备高温合金的方法
CN107385244B (zh) 一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法
RU2613253C2 (ru) Способ непрерывного литья для слитка, изготавливаемого из титана или титанового сплава
KR101737721B1 (ko) 티타늄 또는 티타늄 합금을 포함하는 슬래브의 연속 주조 방법
JP5730738B2 (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
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
JP5627015B2 (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
KR101254110B1 (ko) 복층주편 슬라브 연속주조장치
JP5770156B2 (ja) チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法
JP5342322B2 (ja) 鋳塊の製造方法
JP2009113061A (ja) ＴｉＡｌ基合金の鋳塊製造方法
JP5022184B2 (ja) ＴｉＡｌ基合金の鋳塊製造方法
JP5701720B2 (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
JP5250480B2 (ja) 鋳塊の製造方法、およびコールドクルーシブル誘導溶解装置
KR20120071474A (ko) 복층주편 슬라브 연속 주조방법
JP2015048501A (ja) 金属の溶解装置およびこれを用いた金属インゴットの製造方法
WO2007052433A1 (ja) 金属の溶解装置および製造方法
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
JP2003340560A (ja) 活性金属のインゴットを製造する方法および装置
JPS6380951A (ja) 電子ビ−ム溶解法による鋳造方法
KR20190044920A (ko) 주조장치
JP2000317584A (ja) 金属の溶融処理装置およびその処理方法