JPS61272312A - 高マンガン鉄合金の脱りん方法 - Google Patents
高マンガン鉄合金の脱りん方法Info
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- JPS61272312A JPS61272312A JP60114177A JP11417785A JPS61272312A JP S61272312 A JPS61272312 A JP S61272312A JP 60114177 A JP60114177 A JP 60114177A JP 11417785 A JP11417785 A JP 11417785A JP S61272312 A JPS61272312 A JP S61272312A
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- high manganese
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は高マンガン鉄合金の脱りん方法に関するもので
ある。
ある。
(従来の技術)
高マンガン鉄合金は鉄鋼精錬において、鉄鋼の品質を向
上させる目的で溶鋼の脱酸剤として、またマンガン分の
添加剤として使用されるものであるが、その際高マンガ
ン鉄合金中に不純分として含まれているりんは、最終製
品である鉄鋼の品質に悪影響を及ぼすから、最近特に出
来るだけシん含有量の低い高マンガン鉄合金が要望され
てきている。
上させる目的で溶鋼の脱酸剤として、またマンガン分の
添加剤として使用されるものであるが、その際高マンガ
ン鉄合金中に不純分として含まれているりんは、最終製
品である鉄鋼の品質に悪影響を及ぼすから、最近特に出
来るだけシん含有量の低い高マンガン鉄合金が要望され
てきている。
一方、高マンガン鉄合金は通常マンガン鉱石を電気炉で
炭素還元して製造されるが原料(マンガン鉄鉱石、炭材
など)中のりん酸化物の90チ以上が同時に還元され、
マンガン鉄合金中のりん含有率は、例えば(Mn )
ニア 4 % のフェロマンガンでH(P)=0.10
−0.20 %と高い。また最近提案された上底吹き転
炉を用いた溶融還元製錬方法(特許 ・昭59−1
08143号)が安価な高マンガン鉄合金製造方法とし
て注目されているが、この場合には、製錬に必要なエネ
ルギーの全てを炭材の燃焼熱に依存するため電気炉製錬
の場・合よシも、炭材使用量の多い分だけ成品中のシん
は高くなる。
炭素還元して製造されるが原料(マンガン鉄鉱石、炭材
など)中のりん酸化物の90チ以上が同時に還元され、
マンガン鉄合金中のりん含有率は、例えば(Mn )
ニア 4 % のフェロマンガンでH(P)=0.10
−0.20 %と高い。また最近提案された上底吹き転
炉を用いた溶融還元製錬方法(特許 ・昭59−1
08143号)が安価な高マンガン鉄合金製造方法とし
て注目されているが、この場合には、製錬に必要なエネ
ルギーの全てを炭材の燃焼熱に依存するため電気炉製錬
の場・合よシも、炭材使用量の多い分だけ成品中のシん
は高くなる。
これに1対し、従来勺んの低い高マンガン鉄合金を製造
する方法として、シリコン含有率の高い高マンガン鉄合
金(シリコマンガン、8135%)ft電気炉で製造し
除滓後攪拌機能(スターラー、シェーカー)を有する反
応容器に入れ、上部より脱シん剤(CaO* CaC2
,Ca5t 、 CaF2等・)全装入攪拌して脱シん
処理を行い、更に電気炉などでマンガン鉱石を用いて脱
硫処理を行って低シん高マンガン鉄合金とする方法が行
われてきたが、製造工程が複雑で高価なものとなってい
る。
する方法として、シリコン含有率の高い高マンガン鉄合
金(シリコマンガン、8135%)ft電気炉で製造し
除滓後攪拌機能(スターラー、シェーカー)を有する反
応容器に入れ、上部より脱シん剤(CaO* CaC2
,Ca5t 、 CaF2等・)全装入攪拌して脱シん
処理を行い、更に電気炉などでマンガン鉱石を用いて脱
硫処理を行って低シん高マンガン鉄合金とする方法が行
われてきたが、製造工程が複雑で高価なものとなってい
る。
高マンガン鉄合金のシん除去方法について過去にいくつ
かの還元膜シん方法が提案されてきたが、いずれも工業
的規模で実施された例は数少ない。
かの還元膜シん方法が提案されてきたが、いずれも工業
的規模で実施された例は数少ない。
その中で最も工業的に有力とみられる方法は、CaC2
−CaF2フラックスを用いて非酸化性雰囲気中で攪拌
する方法であるが、この方法も通常安価に得られる高マ
ンガン鉄合金は炭素含有率が高く、事前に脱炭処理を必
要とすること、脱りん効率が雰凹気の影響を受けやすい
こと、下記(1) 、 (2)式の脱シん反応によって
生成したCa、P2は(3)式の如くに容易に大気中の
H2Oと反しして有毒なフォスフイン(PH,) 1に
発生するなどの問題金有している。
−CaF2フラックスを用いて非酸化性雰囲気中で攪拌
する方法であるが、この方法も通常安価に得られる高マ
ンガン鉄合金は炭素含有率が高く、事前に脱炭処理を必
要とすること、脱りん効率が雰凹気の影響を受けやすい
こと、下記(1) 、 (2)式の脱シん反応によって
生成したCa、P2は(3)式の如くに容易に大気中の
H2Oと反しして有毒なフォスフイン(PH,) 1に
発生するなどの問題金有している。
30aC2+14Mn−+3CCa〕+2Mn、C,・
・−(1)3 (Ca ) + 2 P−+Ca5P
2 ・” (2)Ca、P2 + 3H
20−+ 30aO+ 2PH3−(3)一方、第3版
鉄鋼便覧、第■巻、「製銑、製鋼」丸善発行のP473
にあるように、 CaOjNa20などの塩基性酸化
物及びそのノ・ロダン化物と鉄の酸化物などの酸化剤と
から成る7ラツクスを用いる、酸化腕りん方法は炭素含
有率が高い方が脱りんには有利であること、大気雰囲気
中で処理できること、スラグ中のP2O5は安定化する
ので、スラグの後処理に問題を残さないこと、低温程脱
シんには有利であるので耐火物に負担が少ないことなど
程々の利点があるが、あいに(、Mn含有率の高い鉄合
金を脱りんする場合にはP酸化よりも凪の酸化が優先し
、高マンガン鉄合金の脱りんを工業的に行うことはほと
んど不可能とされていた。
・−(1)3 (Ca ) + 2 P−+Ca5P
2 ・” (2)Ca、P2 + 3H
20−+ 30aO+ 2PH3−(3)一方、第3版
鉄鋼便覧、第■巻、「製銑、製鋼」丸善発行のP473
にあるように、 CaOjNa20などの塩基性酸化
物及びそのノ・ロダン化物と鉄の酸化物などの酸化剤と
から成る7ラツクスを用いる、酸化腕りん方法は炭素含
有率が高い方が脱りんには有利であること、大気雰囲気
中で処理できること、スラグ中のP2O5は安定化する
ので、スラグの後処理に問題を残さないこと、低温程脱
シんには有利であるので耐火物に負担が少ないことなど
程々の利点があるが、あいに(、Mn含有率の高い鉄合
金を脱りんする場合にはP酸化よりも凪の酸化が優先し
、高マンガン鉄合金の脱りんを工業的に行うことはほと
んど不可能とされていた。
・・・(4)
2〔P〕+TO2→(P2O5)
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は上述の利点をもつ安価で操業の各易な、しかし
ながら従来不可能とされてきた高マンガン鉄合金の酸化
腕りん方法全提供するものである。
ながら従来不可能とされてきた高マンガン鉄合金の酸化
腕りん方法全提供するものである。
(問題点全解決するための手段)
本発明者らは、該目的を達成するために種々の成分のフ
ラックスを用いて、鋭意研究した結果、バリウム系フラ
ックスを使用した場合、ある最適条件で、きわめて効果
的な脱シんが行われることを見出した。本発明はこの知
見に基づくもので、その要旨とする処は、溶融高マンガ
ン鉄合金に、バリウムの炭酸塩、酸化物、塩化物の1種
以上を主成分とする7ラツクスを添加し、攪拌して脱り
んすることを特徴とする高マンガン鉄合金の脱りん方法
にある。
ラックスを用いて、鋭意研究した結果、バリウム系フラ
ックスを使用した場合、ある最適条件で、きわめて効果
的な脱シんが行われることを見出した。本発明はこの知
見に基づくもので、その要旨とする処は、溶融高マンガ
ン鉄合金に、バリウムの炭酸塩、酸化物、塩化物の1種
以上を主成分とする7ラツクスを添加し、攪拌して脱り
んすることを特徴とする高マンガン鉄合金の脱りん方法
にある。
(発明の構成及び作用)
本発明の方法が特に炭素含有率の高い高マンガン鉄合金
に対して有効である理由は次の2点と考えられる。
に対して有効である理由は次の2点と考えられる。
第1点は金属中のりんの活量は炭素の存在によって非常
に高められることであり、第2点は強塩基性のBa0(
BaC03は分解してBaOとCO□に変わる)がスラ
グ中のMnOの活量係数を高くする一方、P2O5の活
量係数を低下させること、すなわちMnの酸化を抑制し
つつ、分配比(P2O5)/1=p) f大にするこ
とである。
に高められることであり、第2点は強塩基性のBa0(
BaC03は分解してBaOとCO□に変わる)がスラ
グ中のMnOの活量係数を高くする一方、P2O5の活
量係数を低下させること、すなわちMnの酸化を抑制し
つつ、分配比(P2O5)/1=p) f大にするこ
とである。
本発明者がBaCO3= BaC22の混合フラックス
を用いて高マンガン鉄合金の脱シん実験を行った結果の
一例を第1図に示すが、短時間で十分な脱シんが終結し
ていることがわかる。
を用いて高マンガン鉄合金の脱シん実験を行った結果の
一例を第1図に示すが、短時間で十分な脱シんが終結し
ていることがわかる。
以下、本発明の詳細について述べる。
高マンガン鉄合金の炭素含有率及びフラックス成分と脱
シん率との関係について実験した結果を第2図に示す。
シん率との関係について実験した結果を第2図に示す。
ここで、脱りん率とは次の式で定義される値である。
高マンガン鉄合金の炭素含有率の飽和値CSC〕Sat
はIJMn)と温度T (℃)との関数として(5)式
で表わされる。
はIJMn)と温度T (℃)との関数として(5)式
で表わされる。
〔−〇″]5at=0.04514Mn〕+0.002
T+ 1.2 −(5)第2図よシ効率的な脱シん反応
を生じさせるための炭素含有率の最適範囲は〔チC:1
Sat〜(〔%C)Sat−0,5%)でこれよシも低
くなると脱シん率は著しく低下する。また他成分である
S1含有率と脱りん率との関係を第3図に示すが、[%
Si )が高いと、Siの酸化が優先する上に生成す
る酸化性酸化物SiO2は、スラグの塩基度を低下させ
、その結果脱シん率が低下する。従って脱りん処理を行
う前に脱硫処理を行ってC181〕を例えば0.31以
下に低下させておく必要がある。
T+ 1.2 −(5)第2図よシ効率的な脱シん反応
を生じさせるための炭素含有率の最適範囲は〔チC:1
Sat〜(〔%C)Sat−0,5%)でこれよシも低
くなると脱シん率は著しく低下する。また他成分である
S1含有率と脱りん率との関係を第3図に示すが、[%
Si )が高いと、Siの酸化が優先する上に生成す
る酸化性酸化物SiO2は、スラグの塩基度を低下させ
、その結果脱シん率が低下する。従って脱りん処理を行
う前に脱硫処理を行ってC181〕を例えば0.31以
下に低下させておく必要がある。
次に使用するフラックスはB&COs # BaO−B
aCl2の1種以上を主成分とする。BaCO5(溶融
時点では分解してBaOとして存在する) 、 BaO
は前述し次ように、スラグ中のP2O5の活量を低下さ
せ、いわゆるスラグの脱りん能を高める成分として働く
一方、スラグ中のMnOの活量係数を増大させることに
よって胤の酸化を抑制する作用を併せもつ。
aCl2の1種以上を主成分とする。BaCO5(溶融
時点では分解してBaOとして存在する) 、 BaO
は前述し次ように、スラグ中のP2O5の活量を低下さ
せ、いわゆるスラグの脱りん能を高める成分として働く
一方、スラグ中のMnOの活量係数を増大させることに
よって胤の酸化を抑制する作用を併せもつ。
しかしながら、BaOの融点は1923℃と高く、単独
では効率的な脱夛んは得られにくい。低融点(772℃
)のBaCA2の添加はスラグの融点および粘性な低下
させて脱シん反応の進行に有利な条件を作る。
では効率的な脱夛んは得られにくい。低融点(772℃
)のBaCA2の添加はスラグの融点および粘性な低下
させて脱シん反応の進行に有利な条件を作る。
第2図の実験結果からBaCl2の比率はが0.2未満
ではスラグの流動性が悪くなり脱りん効率が低下し、ま
た2、0t−超えるとスラグの脱りん能が低下する。
ではスラグの流動性が悪くなり脱りん効率が低下し、ま
た2、0t−超えるとスラグの脱りん能が低下する。
またBaCO5使用の場合は熱分解によりて生じたCO
□が高マンガン鉄合金中のPの酸化に用いられるが、B
aOk使用する場合は、それ自体が酸化力を持っていな
いので、それに代わるPの酸化剤として0□、 CO2
などの酸化性ガスの吹込み、あるいは、鉄およびマンガ
ンの酸化物や、Lt2Co、、CaC0゜などアルカリ
金属、アルカリ土類金属の炭酸塩の添加を併用すること
が必要である。
□が高マンガン鉄合金中のPの酸化に用いられるが、B
aOk使用する場合は、それ自体が酸化力を持っていな
いので、それに代わるPの酸化剤として0□、 CO2
などの酸化性ガスの吹込み、あるいは、鉄およびマンガ
ンの酸化物や、Lt2Co、、CaC0゜などアルカリ
金属、アルカリ土類金属の炭酸塩の添加を併用すること
が必要である。
フラックスの添加量の最適範囲は1〜129g、好まし
くは2〜9%である。フラックス添加量が1%未満では
脱りん率は低く、t7’jl 2Lを超えると酸化剤は
PO敏化よシもむしろMnの酸化に作用し脱シん効率は
悪くなる。
くは2〜9%である。フラックス添加量が1%未満では
脱りん率は低く、t7’jl 2Lを超えると酸化剤は
PO敏化よシもむしろMnの酸化に作用し脱シん効率は
悪くなる。
使用するフラックスの性状は固体粒状あるいは粉末状の
もので、その添加方法は上置きおよび/あるいは溶湯中
へのインジェクションでのいずれでもよいが、粉末状フ
ラックスのインジェクン。
もので、その添加方法は上置きおよび/あるいは溶湯中
へのインジェクションでのいずれでもよいが、粉末状フ
ラックスのインジェクン。
ンが攪拌時間の短縮及び脱シん効率の向上に効果的であ
る。
る。
攪拌はメタル−スラグ間反応を速めるのが目的でその方
法についてはガス攪拌、スターラー、シェーカーなどを
用いる方法のいずれでもよいが、ガス攪拌が単位エネル
ギー当りの攪拌強度が最も大きく、攪拌時間の短縮に効
果的である。ガス攪拌の場合には用いるガスの種類は酸
化性ガス、不活性ガスのいずれでもよいが特に好ましく
はAr 、N2 。
法についてはガス攪拌、スターラー、シェーカーなどを
用いる方法のいずれでもよいが、ガス攪拌が単位エネル
ギー当りの攪拌強度が最も大きく、攪拌時間の短縮に効
果的である。ガス攪拌の場合には用いるガスの種類は酸
化性ガス、不活性ガスのいずれでもよいが特に好ましく
はAr 、N2 。
CO□などである。
反応容器は攪拌手段に応じて転炉型あるいは取鍋型のい
ずれかの方式が用いられる。また、その耐火物の材質は
スラグが高塩基性であるゆえに、アグネシアレンガ、マ
グクロレンガ、マダネシアカーー/レンガとすることが
望ましい。
ずれかの方式が用いられる。また、その耐火物の材質は
スラグが高塩基性であるゆえに、アグネシアレンガ、マ
グクロレンガ、マダネシアカーー/レンガとすることが
望ましい。
またこの工程の操業温度については(4)式の平衡によ
りて定まる分配比(P2O5)/(p)は低温程有利で
あるがスラグ及びメタルの液相線温度の制約から125
0〜1400℃が最適温度範囲である。
りて定まる分配比(P2O5)/(p)は低温程有利で
あるがスラグ及びメタルの液相線温度の制約から125
0〜1400℃が最適温度範囲である。
実施例1゜
電気炉で製造した溶融高炭素フェロマン、fンLot@
取鍋に装入し、BaC0,60%−BaCL240チか
ら成るフラックスを500kg投入し、スターラーで1
5分間攪拌した後スラグを分離し、メタルを鋳造した。
取鍋に装入し、BaC0,60%−BaCL240チか
ら成るフラックスを500kg投入し、スターラーで1
5分間攪拌した後スラグを分離し、メタルを鋳造した。
攪拌中の溶湯の温度は1350〜1280℃であった。
処理前後のメタルの成分を狭1に示す。
辰 1
wtチ
実施例2゜
高周波誘導溶解炉で溶解した高マンガン鉄合金溶湯50
0kyを底吹のポーラスプラグからAr20ON〜分を
吹き込んでいる反応容器に装入し、BaCO570To
−BaCZz 30 ’4 カら成ルア ラyり、1−
30に9と酸化剤MnO28klとの混合物を添加し、
ガス攪拌を7分間続けた。この間の溶湯温度は1400
〜1330℃であっta処理後スラグを除去してメタル
を鋳込んだ。
0kyを底吹のポーラスプラグからAr20ON〜分を
吹き込んでいる反応容器に装入し、BaCO570To
−BaCZz 30 ’4 カら成ルア ラyり、1−
30に9と酸化剤MnO28klとの混合物を添加し、
ガス攪拌を7分間続けた。この間の溶湯温度は1400
〜1330℃であっta処理後スラグを除去してメタル
を鋳込んだ。
処理前後のメタル成分を表2に示す。
実施例3゜
5を上底吹転炉を用いてマンガン鉱石を溶融還元製錬し
た後、スラグを全量除去し、BaCO320%−Ba0
30 % −BaCO250’16から成るフラックス
60ゆと酸化剤F・20.10 kgの混合物を浸漬ノ
ズルを用いてN2ガスをキャリアーとして15分間で吹
き込んだ。底吹きの2重管の内管からはAr ft 1
5ONe4外管からはCO2を70 N17%吹き込み
、攪拌を続けた。この間の溶湯の温度は1370〜13
20℃であった。処理後、スラグを分離除去しメタルは
全量鋳型に鋳込んで冷却後秤量したところ、成品重かd
1350ゆであった。
た後、スラグを全量除去し、BaCO320%−Ba0
30 % −BaCO250’16から成るフラックス
60ゆと酸化剤F・20.10 kgの混合物を浸漬ノ
ズルを用いてN2ガスをキャリアーとして15分間で吹
き込んだ。底吹きの2重管の内管からはAr ft 1
5ONe4外管からはCO2を70 N17%吹き込み
、攪拌を続けた。この間の溶湯の温度は1370〜13
20℃であった。処理後、スラグを分離除去しメタルは
全量鋳型に鋳込んで冷却後秤量したところ、成品重かd
1350ゆであった。
処理前後のメタル成分は表3に示す。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の脱りん方法によれば、従
来の多段方式を用いなくても、安価な炭素含有率の高い
高マンゴ/鉄合金中のりんを効率よく、しかもスラグの
後処理に問題を残さずに容易に低下せしめることができ
る。
来の多段方式を用いなくても、安価な炭素含有率の高い
高マンゴ/鉄合金中のりんを効率よく、しかもスラグの
後処理に問題を残さずに容易に低下せしめることができ
る。
第1図は高マンガン鉄合金の脱シん挙動の1例を示す図
、第2図は高マンガン鉄合金の炭素含有率及びフラック
ス成分と脱シん率との関係を示す図7.第3図は高マン
ガン鉄合金のsi含有率と脱シん率との関係を示す図で
ある。 特許出願人 新日本製鐵株式貴社はか1名第1図 暗 簀 (介) 第2図 第3図 S:舎7@*(010) 手続補正書(自発) 昭和61年4月17日
、第2図は高マンガン鉄合金の炭素含有率及びフラック
ス成分と脱シん率との関係を示す図7.第3図は高マン
ガン鉄合金のsi含有率と脱シん率との関係を示す図で
ある。 特許出願人 新日本製鐵株式貴社はか1名第1図 暗 簀 (介) 第2図 第3図 S:舎7@*(010) 手続補正書(自発) 昭和61年4月17日
Claims (1)
- 溶融高マンガン鉄合金に、バリウムの炭酸塩、酸化物、
塩化物の1種以上を主成分とするフラックスを添加し、
攪拌して脱りんすることを特徴とする高マンガン鉄合金
の脱りん方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60114177A JPS61272312A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 高マンガン鉄合金の脱りん方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60114177A JPS61272312A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 高マンガン鉄合金の脱りん方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61272312A true JPS61272312A (ja) | 1986-12-02 |
JPH0580541B2 JPH0580541B2 (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14631108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60114177A Granted JPS61272312A (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 高マンガン鉄合金の脱りん方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61272312A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015537180A (ja) * | 2012-10-10 | 2015-12-24 | ポスコ | インペラー及びこれを用いた鎔湯の処理方法 |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP60114177A patent/JPS61272312A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015537180A (ja) * | 2012-10-10 | 2015-12-24 | ポスコ | インペラー及びこれを用いた鎔湯の処理方法 |
US9683271B2 (en) | 2012-10-10 | 2017-06-20 | Posco | Impeller and method of melt-pool processing method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0580541B2 (ja) | 1993-11-09 |
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