特許 5788691 金属溶製用溶解炉およびこれを用いた金属の溶製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5788691

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】金属溶製用溶解炉およびこれを用いた金属の溶製方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/041 20060101AFI20150917BHJP

   B22D 11/00 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/041 D

   B22D11/00 D

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-40893(P2011-40893)

(22)【出願日】2011年2月25日

(65)【公開番号】特開2012-176427(P2012-176427A)

(43)【公開日】2012年9月13日

【審査請求日】2013年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】390007227

【氏名又は名称】東邦チタニウム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】田中 寿宗

(72)【発明者】

【氏名】山本 則雄

(72)【発明者】

【氏名】新良貴 健

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２４７２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１６５０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Hiroshi KANAYAMA、他４名，Electron Beam Melting of Sponge Titanium，ISIJ International，日本，１９９１年 ８月，Vol.31 No.8，Page.906-914

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／００−１１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チタンインゴット製造用の、ハース、水冷銅鋳型およびインゴット引き抜き部を備えた金属溶製用溶解炉であって、
前記鋳型の引き抜き方向の長さが、引き抜き方向に垂直な鋳型断面積基準の相当径（断面積基準の相当径とは、円形の場合はその径を、非円形の場合は断面積に相当する円の面積と仮定して計算される直径を意味する）に対して１〜３倍の範囲に設定されており、
鋳型内プールに照射される加熱源のエネルギー密度が０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２であり、
溶製されるインゴットの溶製速度が、０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の範囲で使用される鋳型を具備したことを特徴とする金属溶製用溶解炉。

【請求項2】

前記鋳型が複数基配設されており、更に、前記鋳型に溶湯を分配するためのレードルが前記鋳型上方に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の金属溶製用溶解炉。

【請求項3】

前記複数の鋳型より抜き出されるインゴットは、前記引き抜き部により同時に引き抜かれるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の金属溶製用溶解炉。

【請求項4】

前記インゴットの断面形状は、矩形、円形、楕円形、樽型、多角形、または不定形であることを特徴とする請求項１に記載の金属溶製用溶解炉。

【請求項5】

前記加熱源が、電子ビームまたはプラズマアークであることを特徴とする請求項１に記載の金属溶製用溶解炉。

【請求項6】

ハース、水冷銅鋳型およびインゴット引き抜き部を備えたチタンインゴット溶製用溶解炉を用いたインゴットの溶製方法であって、
引き抜き方向に垂直な鋳型断面積基準の相当径（断面積基準の相当径とは、円形の場合はその径を、非円形の場合は断面積に相当する円の面積と仮定して計算される径を意味する）に対して１〜３倍の範囲に設定された引き抜き方向の長さを有する鋳型を用い、
前記鋳型内に形成される溶湯プールに０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２のエネルギー密度で加熱源を照射し、
前記インゴットを０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の速度で溶製することを特徴とするインゴットの溶製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属溶製用溶解炉およびこれを用いた金属の溶製方法に係り、特に、インゴットの生産性を高めることができる金属溶製用溶解炉の装置構成およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属インゴット、特に金属チタンのような活性金属であり高融点金属であるインゴットの溶製においては、電子ビーム溶解炉が主流をなしており、その中でも特に、原料の溶解と精製を兼ねるハースを具備した形式の装置構成が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

電子ビーム溶解炉内の原料供給装置に保持されたスポンジチタン等のチタン溶解原料は、前記したハースに供給されて電子ビームにより溶解され、溶湯を形成する。溶湯は、ハース下流に配備した鋳型に供給されて冷却固化して、事前に鋳型底部に配置されたスタブと融合する形でインゴットが形成されて、前記スタブに係合された引き抜き装置により、前記インゴットが鋳型下方の引き抜き部に抜き出される。鋳型より抜き出されるインゴットは、引き抜き部周囲にある外筒（外壁）に抜熱されることにより、所定温度まで冷却されてから大気中に抜き出される。

【0004】

従って、前記インゴットを高速で抜き出すようにチタン原料の供給および溶解速度を高めて行くと、鋳型から抜き出されたインゴットの表面温度は、引き抜き速度が低速の場合に比べて高温に加熱され凝固が不十分な状態で抜き出されるため、インゴットが鋳型を出た以降に、インゴット表面が外部に膨らむような熱変形（以降、バルジングと呼ぶ場合がある。）を引き起こす場合があり、改善の余地が残されている。

【0005】

バルジングへの対策としては、鉄鋼の連続鋳造の分野において、鋳型から抜き出されたインゴット表面への水スプレーによる二次冷却を行うことでインゴットの冷却速度を高め、これによりバルジングのような熱変形を回避する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、活性金属であるチタンは高温状態においては水と反応するため、チタンインゴットに対して前記したような水スプレー冷却の方法を採用することはできない。

【0006】

これに対して、真空アーク溶解炉（以下、ＶＡＲと略称する）に関する技術ではあるが、インゴットが溶解されて生成する溶湯レードルの下方に複数の鋳型を設けて、一度の溶解で複数のインゴットを溶製する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、特許文献３に記載の方法を本発明の電子ビーム溶解炉に適用するとしても、複数の鋳型ごとに外筒を設ける必要があり、設備コストが嵩むのみならず、複数の鋳型内の減圧度を調整する必要があり、電子ビーム溶解炉の運転が複雑になるという新たな課題が生じる。

【0007】

また、金属溶製用の電子ビーム溶解炉において、ハースの下流に複数の鋳型を設けて、一度に複数のインゴットを溶製する装置構成も考えられる。しかしながら、複数の鋳型から抜き出されたインゴットは高温状態にあり、インゴットが相互に対向している面に対しては、相互に加熱される状態にあるのに対し、インゴットの外筒に対向する面では放熱が進行する。その結果、生成インゴット内の断面方向の温度分布が不均一となり、最終的に生成されるインゴットの熱変形をもたらす場合があり、改善の余地が残されている。

【0008】

このように、電子ビーム溶解炉を使用して金属を溶製する場合において、従来に比べて高速でインゴットを製造した場合であっても、インゴットの不均一な冷却に起因する熱変形を抑制することが可能であり、しかも、従来の電子ビーム溶解炉の筐体の構造を大きく変えないことにより設備コストの点でも経済性に優れた電子ビーム溶解炉が望まれている。この課題は、電子ビーム溶解炉以外のプラズマ溶解炉についても該当するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４−２７６０３９号公報

【特許文献2】特開平０７−３０３９５１号公報

【特許文献3】米国特許３８３４４４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、金属溶製用溶解炉であって、特に、インゴットの熱変形を抑制しつつ高速で生成させることにより高い生産性を有し、かつ設備コストの点でも経済性に優れた電子ビーム溶解炉の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

かかる実情に鑑みて前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねてきたところ、鋳型の断面の径（断面が非円形の場合は相当する断面積の円の径）に対する鋳型の長さの比を一定の範囲に設定した鋳型を用いて、かつ、インゴットの溶製速度を一定範囲に規定することにより、溶製されるインゴットの熱変形がないインゴットを溶製すことができることを知見し、本発明を完成するに至った。

【0012】

即ち、本発明の金属溶製用溶解炉は、チタンインゴット製造用の、ハース、水冷銅鋳型およびインゴット引き抜き部を備えた金属溶製用溶解炉であって、鋳型の引き抜き方向の長さが、引き抜き方向に垂直な鋳型断面積基準の相当径（断面積基準の相当径とは、円形の場合はその径を、非円形の場合の断面積に相当する円の面積と仮定して計算される径を意味する）に対して１〜３倍の範囲に設定されており、鋳型内プールに照射される加熱源のエネルギー密度が０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２であり、溶製されるインゴットの溶製速度が、０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の範囲で使用される鋳型を具備したことを特徴としている。

【0013】

本発明においては、前記鋳型が複数基配設されており、更に、前記鋳型に溶湯を分配するためのレードルが前記鋳型上方に配設されていることを好ましい態様としている。

【0014】

本発明においては、前記複数の鋳型より抜き出されるインゴットは、引き抜き部により同時に引き抜かれるように構成されていることを好ましい態様としている。

【0015】

本発明においては、前記インゴットは、チタンインゴットまたはチタン合金インゴットであることを好ましい態様としている。

【0016】

本発明においては、前記インゴットの断面形状は、矩形、円形、楕円形、樽型、多角形、または不定形であることを好ましい態様としている。

【0017】

本発明においては、前記加熱源が、電子ビームまたはプラズマアークであることを好ましい態様としている。

【0018】

本発明のインゴットの溶製方法は、ハース、水冷銅鋳型およびインゴット引き抜き部を備えたチタンインゴット溶製用溶解炉を用いたインゴットの溶製方法であって、引き抜き方向に垂直な鋳型断面積基準の相当径（断面積基準の相当径とは、円形の場合はその径を、非円形の場合の断面積に相当する円の面積と仮定して計算される径を意味する）に対して１〜３倍の範囲に設定された引き抜き方向の長さを有する鋳型を用い、鋳型内に形成される溶湯プールに０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２のエネルギー密度で加熱源を照射し、インゴットを、０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の速度で溶製することを特徴としている。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る電子ビーム溶解炉を用いることにより、単一の電子ビーム溶解炉でありながら、同時に複数のインゴットを溶製でき、その結果、金属インゴットの設備生産性を高めることができるのみならず、溶製されたインゴットの直線性も改善されて、生産性が高く、また品質の優れたインゴットを生産することができるという効果を奏するものである。

【0020】

以上述べた本発明に係る金属溶製用溶解炉およびインゴットの溶製方法を用いることにより、金属溶製用溶解炉の筐体構造を大きく変えることなく、熱変形の少ないインゴットを高速で効率よく溶製できるという効果を奏するものである。また、前記の鋳型を複数配置することにより、更にインゴットの生産性を高めることができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子ビーム溶解炉を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電子ビーム溶解炉を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る電子ビーム溶解炉を示す平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る電子ビーム溶解炉を示す平面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る電子ビーム溶解炉を示す平面図である。

【図6】Ｌ／Ｄ、溶製速度およびインゴットのバルジングの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の最良の実施形態について、特に、金属溶製用溶解炉が電子ビーム溶解炉の場合を例にとり図面を用いて以下に説明するが、本発明は、電子ビーム溶解炉に限定されず、プラズマアーク溶解炉を含む。

【0023】

本発明の金属溶製用溶解炉は、ハース、鋳型およびインゴット引き抜き部を備えた金属溶製用溶解炉であって、鋳型の引き抜き方向の長さが、引き抜き方向に垂直な鋳型断面積基準の相当径に対して１〜３倍の範囲に設定されており、鋳型内プールに照射される加熱源のエネルギー密度が０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２であり、溶製されるインゴットの溶製速度が０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の範囲で使用される鋳型を具備したことを特徴としており、熱変形の少ないインゴットを効率よく溶製することができるという効果を奏するものである。

【0024】

図１は、内部に１基の鋳型３０と引き抜き治具１３を配置した本発明の電子ビーム溶解炉に係る好ましい態様を表している。図１に示すように、この溶解炉は、図示しない原料供給手段から供給された溶解原料を保持するとともにこれを溶解した溶湯を保持するハース１０と、ハース１０から溶湯を流し込んでインゴット２２を形成させる鋳型３０と、鋳型３０内に電子ビームを照射して鋳型プール２１を形成させる電子銃１２を備えている。

【0025】

また、鋳型３０下方には、生成したインゴット２２を下方に引き抜くためのインゴット引き抜き治具１３が設けられており、これらは大気から隔離されて外筒１４に収容されている。また、ベース４０および鋳型ベース５０により、鋳型３０は固定され、溶解炉内の空間は上方の溶解部と下方の引き抜き部に画成されている。

【0026】

本実施形態においては、鋳型３０内における引き抜き方向に垂直な断面が円形の場合には、前記断面の径に対する鋳型３０の長さの比（以下、Ｌ／Ｄと略称する場合がある）は、１〜３倍に設定され、かつ、鋳型プール２１に照射される電子ビームのエネルギー密度は、０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２に設定され、かつ、溶製されるインゴットの溶製速度は、０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の速度で抜き出されることが好ましいとされる。

【0027】

鋳型内の断面が円形の場合はその径を用い、断面が非円形の図形の場合は、その図形の断面積に相当する円の面積を仮定して、その円から計算される径を用いる。

【0028】

このようにＬ／Ｄ、電子ビームのエネルギー密度およびインゴットの溶製速度を上記範囲とすることにより、鋳肌の優れたインゴットを溶製することができるという効果を奏するものである。

【0029】

次に、前記数値範囲の根拠について以下に説明する。
まず、本発明に用いる鋳型３０の直径（または相当径）Ｄに対する全長Ｌの比Ｌ／Ｄが１未満の場合には、鋳型３０内で形成される鋳型プール２１の下端が鋳型３０の下端よりも下方に位置することとなり、インゴット２２の中心部が未凝固のまま鋳型３０から引き抜かれることになり、インゴット２２の熱変形やブレークアウトをもたらす場合があり好ましくない。一方、Ｌ／Ｄが３超の場合には、鋳型３０内に挿入される引き抜き治具１３が、鋳型３０の内面と競って鋳型３０内の所定の位置まで上昇させることができないという不具合が生じる場合がある。

【0030】

この状況を、図６のグラフに示す。図に示すように、Ｌ／Ｄが１未満であると、溶解速度の増加にともなってインゴットのバルジング量が増大してしまうが、３以上であると、溶解速度が増加してもバルジング量は一定に保たれる。なお、図６のグラフは、横軸の溶製速度が本願の上限３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２以内のプロットであり、これを超えると例えＬ／Ｄが１〜３でも、バルジングは増大する。

【0031】

また、インゴット２２を引き抜き治具１３から取り外す必要があるが、鋳型３０の長さが長くなるほど、インゴット２２から鋳型３０への抜熱量が増加する傾向にあり、その結果、インゴット２２の頂部に形成されている鋳型プール２１が浅くなり、これを補償するための電子ビームエネルギーが増加させる必要があり好ましくない。また、インゴット２２を引き抜き治具１３から取り外すためのピットを深く掘り下げる必要もあり、溶解炉設置のための初期投資を抑える意味からも経済的でない。

【0032】

本願発明に係るインゴットの溶製速度と鋳型断面積基準の相当直径を有する鋳型を使用する場合においては、鋳型プール２１に対する電子ビームのエネルギー密度は、０．１ＫＷ／ｃｍ^２以下とすることが好ましい。また、更には、鋳型プール２１に対するエネルギー密度は、０．０５ＫＷ／ｃｍ^２〜０．１ＫＷ／ｃｍ^２とすることがより好ましいとされる。前記した範囲のエネルギー密度を維持することにより、鋳型プール２１の断面形状を矩形状に形成することができ、その結果、鋳肌の優れたインゴットを溶製することができるという効果を奏するものである。

【0033】

本願発明に係るインゴットの溶製速度は、鋳型断面積基準の相当直径に対する鋳型の全長の比が１〜３を有する鋳型を使用する場合においては、３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２以下の範囲とすることが好ましい。更には、０．１〜３．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の範囲とすることがより好ましいとされる。
前記した範囲の溶製速度を選択することにより、鋳肌のみならず直線性に優れたインゴットを、高い生産性でもって溶製することができるという効果を奏するものである。

【0034】

図２は、内部に２基ずつの鋳型３０と引き抜き治具１３を配置した本発明の電子ビーム溶解炉に係る好ましい態様を表している。なお、前記溶解炉内に配設する鋳型の数が３以上の場合であっても、以下に記載する効果は、鋳型の数が２基の本実施形態の場合と同様に成立する。

【0035】

本実施形態においては、電子ビーム溶解炉を大気から隔離する外筒１７の中に、２基の鋳型３０と２基のインゴット引き抜き治具１３が設置されている。２基の鋳型３０の上方には、２個の溶湯排出口１６が形成されたハース１５が配設されている。また、図１と同様、ベース４２および鋳型ベース４３は、溶解部と引き抜き部を画成しており、２基の鋳型は、ベース４１および鋳型ベース５１の上に載置固定されている。

【0036】

本願実施形態においても、鋳型３０の長さは、鋳型径の１〜３倍の範囲に形成することが好ましい。鋳型の全長が鋳型径の１倍未満では、鋳型から抜き出されたインゴットの表面温度が十分に下がっておらず、図１の場合と同様の不具合に加え、２基の鋳型３０より抜き出されるインゴット２２が相対する面が図２に破線の矢印で示すように相互に放熱を受け、それ以外の部分と比較して温度が低下せず、その結果、温度分布が不均一となり、インゴット２２の反りや熱変形を生起する場合がある。

【0037】

一方、鋳型３０の全長が鋳型径の３倍を超えるようになると、インゴット２２から鋳型３０への抜熱量が増加し、その結果、インゴット２２の頂部に形成された鋳型プール２１が浅くなる傾向になるため、鋳型プール２１に照射する電子ビーム出力を高める必要があり経済的でない。

【0038】

また、本実施形態においては、２基の鋳型３０より抜き出されるインゴット２２は、同じ速度で抜き出すことが好ましい。このようなインゴットの引き抜き形態とすることにより、相互のインゴットの温度分布が不均一になることを抑制し、さらに、電子ビーム溶解炉の解体整備を効率よく進めることができるという効果を奏するものである。

【0039】

図３は、本発明に係る別の好ましい態様であって、鋳型対の平面図を模式的に表している。図３に示すように、鋳型ベース５２に２基の鋳型３１が設置され、さらに鋳型ベース５２は、ベース４２に設置されている。図３に示すような鋳型対として２基の鋳型３１を１基の鋳型ベース５２に配設することにより、電子ビーム溶解炉内のベース４２への装着・脱着を容易に進めることができるという効果を奏するものである。鋳型対の装着・脱着は、例えば、ボルト６０により可能ならしめる。

【0040】

図４は、更に別の鋳型対の好ましい態様を表している。当該実施形態における鋳型対は、４基の鋳型３２から構成されており、同時に４本のインゴットを溶製することができる。なお、図４に示す４基の鋳型３２の上方には、図示しないハースで生成した溶湯２３を、図５に示すようなレードル７０に一旦受けた後、それぞれの鋳型３２に分配することが好ましい。前記レードル７０は、ハースや鋳型と同様、例えば水冷銅で構成することができる。

【実施例】

【0041】

以下、実施例および比較例により本発明をより詳細に説明する。
［実施例１］
１．溶解原料
スポンジチタン（粒度範囲：１〜２０ｍｍ）
２．試験装置および条件
鋳型（材質：水冷銅、内径：１０００ｍｍ、長さ比：０．１、０．５、１、２、３、５）
電子ビームのエネルギー密度：０．０５〜０．１０ＫＷ／ｃｍ^２
鋳造速度：０．０１〜５．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２
３．試験方法
図１に示すような試験用の溶解炉を用いて、鋳型の内径１０００ｍｍで一定にし、鋳型の長さを前記した比に変更し、それぞれの鋳型を用いて溶製されたインゴットを溶製した。

【0042】

４．試験結果
前記した方法で溶製されたインゴットの変形状況を目視で観察し、その結果を図６に示した。図６に示すように、Ｌ／Ｄを１以上とすることにより、インゴットの溶製速度を５倍程度に高めても、溶製されるインゴットに熱変形が見られなかった。また、ブレークアウトのような現象も見られなかった。しかしながら、Ｌ／Ｄが５の場合には、鋳型プールの温度が低下する傾向を示しため試験を途中で打ち切った。

【0043】

［実施例２］
図３に示すようなタンデム型の鋳型を用いて、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を３にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０６ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度２．１Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0044】

［実施例３］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を３にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０８ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度１．７Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0045】

［実施例４］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を３にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．１０ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度１．８Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0046】

［実施例５］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を２にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０８ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度１．５Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0047】

［実施例６］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を２にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０６ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度２．０Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0048】

［実施例７］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を２にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０９ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度２．５Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0049】

［実施例８］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を１にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０５ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度１．３Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0050】

［実施例９］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を１にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０８ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度１．９Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0051】

［実施例１０］
実施例２において、鋳型の内径に対する全長の比（Ｌ／Ｄ）を１にした鋳型を使用して、エネルギー密度０．０９ＫＷ／ｃｍ^２、溶製速度２．３Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２の条件下で、同時に２本のインゴットを溶製した。溶製されたインゴットの反りはなく、また鋳肌も良好であった。

【0052】

［実施例１１］
図４に示す十字型の鋳型対と図５に示したレードル７０を用いて、鋳型の相当直径に対する全長の比を２に設定した鋳型を用いて４本のインゴットを同時に溶製した。溶製されたインゴットの直線性は良好であった。また、鋳肌も従来の設備で製造されたインゴットと遜色のないものであった。

【0053】

［比較例１］
実施例２において、鋳型の相当直径に対する全長の比を０．５にした以外は同じ条件で、同時に２本のインゴットを溶製した。しかしながら、予定したインゴット長さの３０％だけ引き抜いた時点で、インゴットの引き抜き治具を駆動するモーターの負荷が異常に上昇したため、その時点で電子ビーム溶解を中止した。

【0054】

［比較例２］
実施例２において、鋳型の相当直径に対する全長の比を３．５にした以外は同じ条件で、同時に２本のインゴットを溶製した。しかしながら、予定したインゴット長さの３０％だけ引き抜いた時点で、インゴットの引き抜き治具を駆動するモーターの負荷が異常に上昇したため、その時点で電子ビーム溶解を中止した。

【0055】

［比較例３］
実施例２において、鋳型の相当直径に対する全長の比を２．０にし、溶製速度を３．５Ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ^２にした以外は同じ条件で、同時に２本のインゴットを溶製した。しかしながら、溶製されたインゴットの直線性が十分でなく、インゴットの引き抜き途中で鋳型と競って抜き出すことができなかった。

【産業上の利用可能性】

【0056】

金属溶製用溶解炉の生産性の向上に寄与する。

【符号の説明】

【0057】

１０、１５…ハース、
１１、１６…溶湯排出口、
１２…電子銃、
１３…インゴット引き抜き治具、
１４、１７〜１９…外筒、
２０、２３…溶湯、
２１…鋳型プール、
２２…インゴット、
３０〜３２…鋳型、
４０〜４３…ベース、
５０〜５３…鋳型ベース、
６０…ボルト、
７０…レードル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】