JP2017507309A - 金属性材料を処理するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
該可動溶融容器は坩堝、誘導コイルを備える誘導加熱設備及びハウジングを含み、
該処理ステーションは該坩堝を気密に封じるのに適する覆いを含み、及び
該可動溶融容器は、好ましくは自動で、該処理ステーションから分離され、及び該処理ステーションに接続されることができ、及び、該処理ステーションとは独立に、乗ることができる態様で動かすことができる、装置であって、
該装置は、好ましくは自動の急速カップリングシステムを含み、これにより処理ステーションの(好ましくは全ての)電流及び媒体供給接続部を、該誘導加熱設備を冷却するために及びそれに電気を供給するために可動溶融容器に接続でき、
該溶融容器を該処理ステーションの領域から外へ動かすのに適した輸送装置が備えられており、
該輸送装置に、もしくはその中に、及び/又は該可動溶融容器に、もしくはその中に、該溶融容器を動かす間に該誘導加熱設備を冷却するため及びそれに電気を供給するための手段が備えられている、ことを特徴とする装置である。
可動溶融容器を処理ステーションにカップリングする、
坩堝に金属性材料を充填する、
溶融容器(坩堝)を排気する、
材料を減圧下で加熱する、
所望により液体材料を保護ガス下で加熱する、
所望により液体材料を一工程で加熱及び脱気する、
所望によりガスパージ管又は電磁気撹拌により脱気する、
所望により金属性材料を坩堝内でさらに処理する、
金属性材料を注ぎ出す、
所望により液体材料の温度を測定する、
所望により液体材料のサンプルを抜き出す、
ここで、
充填工程の間、金属性材料は溶融されているか、又は固体であり、及び
充填工程の間、坩堝は既に排気されているか、又は充填工程の後に排気される。
本発明に従う装置を用いて実施することができる典型的な方法は以下である。
溶融の前に、好ましくは、一又は二以上の以下のプロセス工程が行われなければならない:
・大気圧下又は減圧下で坩堝内に材料を充填する。固体又は液体の負荷が可能である。
・次いで、坩堝に製造される合金の主成分が負荷される。
・次いで、坩堝及び処理ステーション内のさらなる構成要素(例えば、溶融チャンバ、鋳造チャンバ、鋳造樋チャンバ、負荷チャンバ)の排気が続く。
・密封性試験の実施。
・密封性試験の結果が肯定的であるならば、加熱設備のスイッチをオンにして、溶融を開始する。
・減圧を維持し、及び、散逸されるガスを抜き出すための溶融坩堝の連続排気。
溶融の開始後、好ましくは以下のプロセス工程が実施されなければならない:
・材料の溶融。最も頻繁には減圧下で、しかし、不活性ガス雰囲気下でも一部実施することができる。
・非標準グレードの鉄鋼及び超合金については、空気の排除が保証されなければならない。
・通常の品質の標準グレードの鉄鋼及び要求が低い銅合金については、溶融を空気下で実施してもよい。
材料の溶融後、好ましくは、一又は二以上の下記プロセス工程が実施されなければならない:
・材料の追加の負荷、合金添加物の添加及び/又は減圧処理(減圧下で、及び液体溶融物を撹拌することによる脱気)。
・溶融物の精製及び均質化。
・脱気による(窒素、水素、揮発性微量元素)又は化学反応による(酸素、炭素)元素の除去。
材料の溶融後であり且つ注ぎ出し工程の前に、好ましくは、一又は二以上の下記プロセス工程が実施されなければならない:
・サンプルの抜き出し、温度測定。
・減圧下で実施される:サンプリング装置又は熱電対は、好ましくは上側から負荷チャンバを通って溶融容器内へ導入される。
・所望の純度及び合金組成が得られる迄、追加負荷、減圧処理、脱ガス、精錬、サンプルの抜き出し及び/又は温度測定の繰り返し。
・溶融物は、ほとんど時間的制限無しに、処理することができる。
・揮発性合金添加物の添加(揮発性合金添加物、例えばマグネシウム、は減圧下で揮発するので、その添加は注ぎ出し工程の短時間前に実施されなければならない)。
・最後の温度測定及びサンプルの抜き出し。
・溶融物の型内への注ぎ出し。
・必要であればチャンバ及び溶融坩堝を純化し、新たなプロセスの開始。
(2)車輪
(3)坩堝
(4)ハウジング
(5)コイル
(6)ライン
(7)樋口
(8)溶融容器の開口
(12)覆い
(13)接続部
(14)傾斜軸
(15)輸送装置
(16)給電機
(17)ライン
(18)冷却システム
(19)ライン
Claims (18)
- 金属性材料を処理するための装置であって、可動溶融容器及び少なくとも一の処理ステーションを含み、
該可動溶融容器は、坩堝、コイルを備える誘導加熱設備及びハウジングを含み、
該処理ステーションは、該坩堝を気密に封じるのに適する覆いを含み、及び
該可動溶融容器は、該処理ステーションから分離することができ及び該処理ステーションから独立に、乗ることができる態様で動かすことができる、装置において、
該装置は、該誘導加熱設備を冷却するために及び/又はそれに電気を供給するために該処理ステーションの供給ラインを該可動溶融容器に接続可能にする急速カップリングシステムを含み、
該溶融容器を該処理ステーションの領域から外へ動かすのに適した輸送装置が備えられており、
該輸送装置に、もしくはその中に、及び/又は該可動溶融容器に、もしくはその中に、該溶融容器を動かす間に該誘導加熱設備を冷却するため及び/又はそれに電気を供給するための手段が備えられている、ことを特徴とする装置。 - 該輸送装置及び/又は該溶融容器が、該輸送の間に該コイルを冷却し及び/又はそれに電気を供給するための、冷却ユニット及び/又は発電機を含む、請求項1記載の装置。
- 該輸送装置が牽引車両である、請求項1又は2記載の装置。
- 該誘導加熱設備が、少なくとも該処理ステーションへのカップリング後に、該坩堝中に溶融状態で置かれている金属性材料を維持し及び/又はそれを溶融するのに適する、請求項1〜3のいずれかに記載の装置。
- 該処理ステーションが、該金属性材料の溶融物を注ぎ出すための傾斜設備を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 該処理ステーションから離れる場合、該急速カップリングが自動で該溶融容器を主供給器から分離し、及び該急速カップリングが自動で該溶融容器を該輸送装置にカップリングする、請求項1〜5のいずれかに記載の装置。
- 該輸送装置から離れる場合、該急速カップリングが自動で該溶融容器を補助供給器から分離し、及び該急速カップリングが自動で該溶融容器を該処理ステーションにカップリングする、請求項1〜6のいずれかに記載の装置。
- 該急速カップリングをロックする場合、冷却媒体供給が自動で開始され、及び、該急速カップリングを解除する場合、該冷却媒体供給が自動で停止される、請求項6又は7記載の装置。
- 下記工程を(ランダムな順で)含む、請求項1〜8のいずれかに記載の装置を用いて金属性材料を処理する方法
該可動溶融容器を該処理ステーションにカップリングする、
金属性材料を該坩堝中に充填する、
該坩堝を排気する、
該金属性材料を該坩堝内で熱及び減圧の影響下で処理する、及び
該金属性材料を注ぎ出す、
ここで、
該充填工程の間、該金属性材料が溶融されており、又は固体であり、及び
該充填工程の間、該坩堝が既に排気されており、又は該充填工程の後に排気される。 - 該金属性材料の処理が600℃〜1700℃で実施される、請求項9記載の方法。
- 該坩堝が充填ステーションにおいて該金属性材料で充填され、及び、この充填工程と該処理ステーションへのカップリング工程の後でのみ、それが排気される、請求項9又は10記載の方法。
- 該充填工程の後に、該坩堝が該充填ステーションから該処理ステーションへと動かされ、この工程の間、誘導加熱設備が該坩堝の中身を少なくとも600℃で維持する、請求項11記載の方法。
- 液状材料の該充填の後に該坩堝が該充填ステーションから該処理ステーションへと動かされ、この工程の間、該溶融物がその融点より少なくとも10℃高い温度で維持される、請求項11記載の方法。
- 該処理ステーションにおける該処理工程の間に、誘導コイルが或る量の冷却媒体により冷却され、該量は、輸送の間に輸送装置上で該誘導コイルを冷却するために必要とされる該冷却媒体の量の少なくとも二倍である、請求項9〜13のいずれかに記載の方法。
- 該金属性材料が、鉄、コバルト、クロム、銅、及び/又はニッケルを、50重量%を超える割合で含む、請求項9〜14のいずれかに記載の方法。
- 該処理ステーションにおいて、該材料が10−1mbar未満の圧力で処理され、及び同時に加熱が実施される、請求項9〜15のいずれかに記載の方法。
- 二以上の溶融容器を含む該装置を使用し、それらの溶融容器が同じ処理ステーションで順次処理されることが可能である、請求項9〜16のいずれかに記載の方法。
- 一の溶融容器が負荷される一方、他の溶融容器が該処理ステーションに置かれる、請求項17記載の方法。
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