(57)【要約】【課題】不純物がより少ない高純度金属を精製すること。【解決手段】減圧された環境で坩堝２の第１底１２に配置される金属材料２１に電子線９を照射して加熱するステップと、金属材料２１が溶解して坩堝２の第１底１２に隣接し第１底１２より鉛直方向に下側に配置される第２底１３に流れ落ちた金属材料２１−３に電子線９を照射して加熱するステップとを備えている。このような溶融精製方法によれば、金属材料３１は、より均一に加熱溶融され、金属材料３１の全域に分布する不純物が蒸発し、より純度が高い金属に精製することができる。【選択図】図２
2004183050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された環境で坩堝の第１底に配置される金属材料に電子線を照射して加熱するステップと、
前記金属材料が溶解して前記坩堝の前記第１底に隣接し前記第１底より鉛直方向に下側に配置される第２底に流れ落ちた金属材料に電子線を照射して加熱するステップ
とを具備する溶融精製方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記金属材料は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることを特徴とする溶融精製方法。
【請求項３】
減圧された環境で坩堝の内部に配置される金属材料の前記坩堝に接触していない第１部位に電子線を照射して加熱するステップと、
前記金属材料が凝固した後に、前記金属材料の姿勢を変えるステップと、
前記第１部位が加熱されるときに前記坩堝に接触する第２部位に電子線を照射して加熱するステップ
とを具備する溶融精製方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記金属材料の姿勢を変えるときに、前記坩堝の底を清掃するステップを更に具備する
ことを特徴とする溶融精製方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記金属材料は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることを特徴とする溶融精製方法。
【請求項６】
減圧された環境で坩堝の内部に配置される金属材料の鉛直上方の第１部位に電子線を照射して加熱するステップと、
前記金属材料の前記第１部位が加熱されて溶解した後に鉛直上方に露出する第２部位に電子線を照射して加熱するステップとを具備し、
溶解する前の前記金属材料を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値は、溶解した後の前記金属材料を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値より小さい
溶融精製方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記金属材料は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることを特徴とする溶融精製方法。
【請求項８】
減圧された環境を生成するチャンバーと、
前記環境に配置される坩堝と、
前記坩堝の内部に配置される金属材料に電子線を照射して加熱する加熱器とを具備し、
前記坩堝は、
第１底と、
前記第１底に隣接して配置され前記第１底より鉛直下側に配置される第２底とを有する
溶融精製装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記坩堝を冷却する冷却器を更に具備し、
前記第２底は、前記金属材料が前記加熱器により加熱されて前記坩堝により冷却されて前記金属材料の温度が平衡するときに前記温度が等しい点から形成される等温度面に沿う
ことを特徴とする溶融精製装置。
【請求項１０】
減圧された環境を生成するチャンバーと、
前記環境に配置される坩堝と、
前記坩堝の内部に配置される金属材料に上方から電子線を照射して加熱する加熱器と、
前記金属材料のうちの前記坩堝に接触している部位が上方に配置されるように、前記金属材料を前記坩堝に再配置する揚げ荷装置
とを具備する溶融精製装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記坩堝の底を清掃する清掃機を更に具備する
ことを特徴とする溶融精製装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記坩堝を冷却する冷却器を更に具備し、
前記坩堝の底は、前記金属材料が前記加熱器により加熱されて前記坩堝により冷却されて前記金属材料の温度が平衡するときに前記温度が等しい点から形成される等温度面に沿う
ことを特徴とする溶融精製装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記金属材料は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることを特徴とする溶融精製装置。
【請求項１４】
減圧された環境を生成するチャンバーと、
前記環境に配置される坩堝と、
加熱器とを具備し、
前記加熱器は、
前記坩堝の内部に配置される金属材料の上方の第１部位に電子線を照射して加熱し、
前記金属材料の前記第１部位より鉛直下方に配置される第２部位に電子線を照射して加熱する
溶融精製装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記坩堝を冷却する冷却器を更に具備し、
前記坩堝の底は、前記金属材料が前記加熱器により加熱されて前記坩堝により冷却されて前記金属材料の温度が平衡するときに前記温度が等しい点から形成される等温度面に沿う
ことを特徴とする溶融精製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融精製方法及び溶融精製装置に関し、特に、金属材料を溶融して精製するときに利用される溶融精製方法及び溶融精製装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粗鋼を高純度鉄に精製する精製方法が知られている。精製される高純度鉄は、より不純物が少ないことが望まれている。このような精製方法としては、粗鋼を電子ビームにより加熱して精製する電子ビーム溶融精製方法が例示される。図１５は、その電子ビーム溶融精製方法を実行する公知の電子ビーム溶融精製装置を示している。その電子ビーム溶融精製装置１００は、真空チャンバー１０１の内部にるつぼ（本明細書中で「坩堝」と表記される。）２が設けられている。真空チャンバー１０１は、真空引き配管１０３を備えている。真空引き配管１０３は、真空チャンバー１０１の内部と外部とを接続している。真空引き配管１０３には、真空チャンバー１０１の内部と外部との途中に真空排気装置１０４が設けられている。真空引き配管１０３には、さらに、真空チャンバー１０１の内部と真空排気装置１０４との途中にコンデンサ１０５が設けられている。真空排気装置１０４は、真空引き配管１０３を介して真空チャンバー１０１の内部の気体を外部に排出して、真空チャンバー１０１の内部を減圧する。コンデンサ１０５は、真空引き配管１０３を流れる気体から金属蒸気をトラップする。
【０００３】
溶融精製装置１０は、さらに、クレーン１０６を備えている。クレーン１０６は、真空チャンバー１０１の外部から坩堝１０２の内部に金属材料１０７を搬送し、坩堝１０２の内部から真空チャンバー１０１の外部に金属材料１０７を搬送する。
【０００４】
溶融生成装置１０は、さらに、電子ビーム発生器１０８を備えている。電子ビーム発生器１０８は、坩堝１０２の内部に配置される金属材料１０７に電子線１０９を照射して、金属材料１０７を加熱して溶融する。
【０００５】
金属材料１０７は、クレーン１０６を用いて、坩堝１０２の底に配置される。金属材料１０７は、真空チャンバー１０１の内部が減圧された後に、坩堝１０２の底に接触していない部位に電子線１０９が照射されて加熱される。金属材料１０７は、加熱されると溶融して、含有している不純物が蒸発して真空引き配管１０３から排気され、コンデンサ１０５にトラップされる。
【０００６】
このようにして精製された金属材料は、坩堝１０２に接触していた部分が加熱されていた部分より不純物が多い。このため、金属材料は、その部分がはつられて納品される。より歩留まりが大きい溶融精製方法が望まれている。
【０００７】
実開平６−４０６１号公報には、加工が容易でコストダウンが図られる金属蒸発用坩堝が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
実開平６−４０６１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、不純物がより少ない高純度金属を精製する溶融精製方法及び溶融精製装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、不純物がより少ない高純度金属を精製し、収率がより大きい溶融精製方法及び溶融精製装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明による溶融精製方法は、減圧された環境で坩堝（２）の第１底（１２）に配置される金属材料（２１）（５１）に電子線（９）を照射して加熱するステップと、金属材料（２１）（５１）が溶解して坩堝（２）の第１底（１２）に隣接し第１底（１２）より鉛直方向に下側に配置される第２底（１３）に流れ落ちた金属材料（２１−３）（５２）に電子線（９）を照射して加熱するステップとを備えている。
【００１２】
金属材料（２１）（５１）は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることが好ましい。
【００１３】
本発明による溶融精製方法は、減圧された環境で坩堝（２）（３２）の内部に配置される金属材料（２１）（３１）の坩堝（２）（３２）に接触していない第１部位（２４−３）（３４−１）に電子線（９）を照射して加熱するステップと、金属材料（２１）（３１）が凝固した後に、金属材料（２１）（３１）の姿勢を変えるステップと、第１部位（２４−３）（３４−１）が加熱されるときに坩堝（２）に接触する第２部位（２４−４）（３４−２）に電子線（９）を照射して加熱するステップとを備えている。
【００１４】
本発明による溶融精製方法は、金属材料（２１）（３１）の姿勢を変えるときに、坩堝（２）の底を清掃するステップを更に備えている。
【００１５】
金属材料（２１）（３１）は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることが好ましい。
【００１６】
本発明による溶融精製方法は、減圧された環境で坩堝（２）（３２）の内部に配置される金属材料（２１）（４１）の鉛直上方の第１部位（２４−１）（４４−１）に電子線（９）を照射して加熱するステップと、金属材料（２１）（４１）の第１部位（２４−１）（４４−１）が加熱されて溶解した後に鉛直上方に露出する第２部位（２４−２）（４４−２、３）に電子線（９）を照射して加熱するステップとを備えている。溶解する前の金属材料（２１）（４１）を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値は、溶解した後の金属材料（２１−３）（４１−３）を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値より小さい。
【００１７】
金属材料（２１）（４１）は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることが好ましい。
【００１８】
本発明による溶融精製装置（１）は、減圧された環境を生成するチャンバー（１）と、環境に配置される坩堝（２）と、坩堝（２）の内部に配置される金属材料（２１）（５１）に電子線（９）を照射して加熱する加熱器（８）とを備えている。坩堝（２）は、第１底（１２）と、第１底（１２）に隣接して配置され第１底（１２）より鉛直下側に配置される第２底（１３）とを有している。
【００１９】
本発明による溶融精製装置（１）は、坩堝（２）を冷却する冷却器（１４）を更に備えている。第２底（１３）は、金属材料が加熱器（８）により加熱されて坩堝（２）により冷却されて金属材料の温度が平衡するときに温度が等しい点から形成される等温度面に沿っている。
【００２０】
本発明による溶融精製装置（１）は、減圧された環境を生成するチャンバー（１）と、環境に配置される坩堝（２）（３２）と、坩堝（２）（３２）の内部に配置される金属材料（２１）（３１）に上方から電子線（９）を照射して加熱する加熱器（８）と、金属材料（２１）（３１）のうちの坩堝（２）（３２）に接触している部位（２４−４）（３４−２）が上方に配置されるように、金属材料（２１）（３１）を坩堝（２）（３２）に再配置する揚げ荷装置（６）とを備えている。
【００２１】
本発明による溶融精製装置（１）は、坩堝（２）（３２）の底を清掃する清掃機を更に備えている。
【００２２】
本発明による溶融精製装置（１）は、坩堝（２）（３２）を冷却する冷却器（１４）を更に備えている。坩堝（２）（３２）の底は、金属材料（２１）（３１）が加熱器（８）により加熱されて坩堝（２）（３２）により冷却されて金属材料（２１）（３１）の温度が平衡するときに温度が等しい点から形成される等温度面に沿っている。
【００２３】
金属材料（２１）（３１）は、鉄とバナジウムとのうちから選択される１つの金属であることが好ましい。
【００２４】
本発明による溶融精製装置（１）は、減圧された環境を生成するチャンバー（１）と、環境に配置される坩堝（２）（３２）と、加熱器（８）とを備えている。加熱器（８）は、坩堝（２）（３２）の内部に配置される金属材料（２１）（４１）の上方の第１部位（２４−１）（４４−１）に電子線（９）を照射して加熱し、金属材料（２１）（４１）の第１部位（２４−１）（４４−１）より鉛直下方に配置される第２部位（２４−２）（４４−２、３）に電子線（９）を照射して加熱する。
【００２５】
本発明による溶融精製装置（１）は、坩堝（２）（３２）を冷却する冷却器（１４）を更に備えている。坩堝（２）（３２）の底は、金属材料（２１）（４１）が加熱器（８）により加熱されて坩堝（２）（３２）により冷却されて金属材料（２１）（４１）の温度が平衡するときに温度が等しい点から形成される等温度面に沿っている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明による溶融精製装置の実施の形態を説明する。その溶融精製装置１０は、図１に示されているように、真空チャンバー１の内部に坩堝２が設けられている。真空チャンバー１は、真空引き配管３を備えている。真空引き配管３は、真空チャンバー１の３内部と外部とを接続している。真空引き配管３には、真空チャンバー１の３内部と外部との途中に真空排気装置４が設けられている。真空引き配管３には、さらに、真空チャンバー１の３内部と真空排気装置４との途中にコンデンサ５が設けられている。真空排気装置４は、真空引き配管３を介して真空チャンバー１の内部の気体を外部に排出して、真空チャンバー１の内部を減圧する。コンデンサ５は、真空引き配管３を流れる気体から金属蒸気をトラップする。
【００２７】
溶融精製装置１０は、さらに、クレーン６を備えている。クレーン６は、真空チャンバー１の外部から坩堝２の内部に金属材料７を搬送し、坩堝２の内部から真空チャンバー１の外部に金属材料７を搬送する。金属材料７は、融点が１５００℃以上である金属であることが好ましい。そのような金属としては、鉄、バナジウムが例示される。クレーン６は、さらに、坩堝２の内部に配置されている金属材料７の姿勢を変えて、たとえば、金属材料７の上下をひっくり返すことができる。
【００２８】
溶融生成装置１０は、さらに、電子ビーム発生器８を備えている。電子ビーム発生器８は、坩堝２の内部に配置される金属材料７に電子線９を照射して、金属材料７を加熱して溶融する。
【００２９】
図２は、坩堝２を詳細に示している。坩堝２は、側面１１と底面とを有している。その底面は、上側底１２と下側底１３とから形成されている。上側底１２と下側底１３とは、滑らかに隣り合っている。側面１１と上側底１２と下側底１３とは、坩堝２の内部を形成している。下側底１３は、平面同士が交差する隅がなく、滑らかな曲面から形成されている。坩堝２には、流路１４が埋設されている。流路１４には、冷却水が流れ、その冷却水は、坩堝２を冷却する。
【００３０】
下側底１３に配置されている金属材料７は、電子ビーム発生器８から照射される電子線９により加熱され、坩堝２により冷却されて温度が概ね平衡状態に至る。このとき、金属材料７の内部には、温度が等しい点から形成される等温度面１５を定義することができる。このような当温度面１５は、金属材料７は、電子ビーム発生器８から照射される電子線９により加熱され、坩堝２により冷却することをシミュレーションすることにより算出することができる。下側底１３は、その等温度面１５に概ね沿うように設計されている。
【００３１】
図３は、上側底１２と下側底１３とを示している。上側底１２と下側底１３との境界線１６は、直線同士が交差する角がなく、滑らかな曲線から形成されている。
【００３２】
図４〜図７は、本発明による溶融精製方法の実施の形態を示している。精製される金属材料２１が、まず、製造される。その金属材料２１は、柱状を形成している。その底面は、上側底１２の一部を残して配置することができるような形に形成されている。すなわち、金属材料２１の底面積は、上側底１２の面積より小さい。金属材料２１の体積は、溶融したときに坩堝２の下側底１３から溢れない程度に小さい。
【００３３】
金属材料２１は、図４に示されているように、クレーン６を用いて、坩堝２の上側底１２に配置される。金属材料２１は、部位２４−１と部位２４−２とから形成されている。部位２４−１は、上側底１２に配置されているときに、部位２４−２より鉛直上方に配置されている。金属材料２１は、真空チャンバー１の内部が減圧された後に、部位２４−１に電子線９が照射されて加熱される。
【００３４】
金属材料２１は、加熱されると溶融して、図５に示されている金属材料２１−１、２１−２に変形する。すなわち、部位２４−１は、加熱されると溶融して、部位２４−２より鉛直下方に流れ落ち、終には、下側底１３に溜まる。このとき、部位２４−１に含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。このような不純物としては、精製される金属材料が鉄のときに、マンガンであり、精製される金属材料がバナジウムのときに、アルミニウムである。金属材料２１は、さらに、部位２４−２に電子線９が照射されて加熱される。
【００３５】
金属材料２１−１は、加熱されると溶融して、図６に示されている金属材料２１−３が生成される。すなわち、部位２４−２は、加熱されると溶融して、下側底１３に流れ落ちて溜まる。このとき、部位２４−２に含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。加熱は、上側底１２に少し金属材料２１−１の一部が残存した状態で終了する。上側底１２の近傍に配置された金属材料２１−１は、坩堝２により冷却されて、不純物が蒸発されない。このため、上側底１２に残存した金属材料２５は、不純物を多く含有している。
【００３６】
下側底１３に溜まった金属材料２１−３は、上側底１２に残存した金属材料２５をそのままにして、坩堝２の下側底１３接触していない部位２４−３に電子線９が照射されて再度加熱される。このとき、金属材料２１−３が含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。金属材料２１−３は、電子線９の照射が終了して凝固した後に、クレーン６を用いて持ち上げられる。このとき、坩堝２の下側底１３には、不純物が多く付着している。下側底１３は、金属材料２１−３が持ち上げられているときに、図示されていない清掃機により付着している不純物が取り除かれる。このような不純物の除去は、金属材料がその不純物により汚染されることを防止する。
【００３７】
金属材料２１−３は、次いで、図７に示されているように、ひっくり返される。金属材料２１−３は、凝固するときに坩堝２の下側底１３に接触していた部位２４−４に電子線９が照射されて再度加熱される。このとき、金属材料２１−３の部位２４−４に含有されている不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００３８】
金属材料２１は、このように複数回加熱されることにより、より均一に加熱溶融され、金属材料２１の全域に分布する不純物がより効率よく蒸発し、より純度が高い金属に精製されることができる。このように精製された金属は、はつる量がより小さく、または、はつる必要がなく、歩留まりが大きい。
【００３９】
図８〜図９は、本発明による溶融精製方法の実施の他の形態を示している。精製される金属材料５１が、まず、製造される。その金属材料５１は、柱状を形成している。その底面は、上側底１２に概ね一致している。金属材料５１の体積は、溶融したときに坩堝２の下側底１３から溢れない程度に小さい。
【００４０】
金属材料５１は、図８に示されているように、クレーン６を用いて、坩堝２の上側底１２に配置される。金属材料５１は、真空チャンバー１の内部が減圧された後に、坩堝２の上側底１２に接触していない部位５４−１に電子線９が照射されて加熱される。
【００４１】
金属材料５１は、加熱されると溶融して、図９に示されている金属材料５２が生成される。すなわち、金属材料５１の部位５４−１は、加熱されると溶融して、下側底１３に流れ落ちて溜まる。このとき、部位５４−１に含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。加熱は、上側底１２に金属材料５１の一部が少し残存した状態で終了する。上側底１２の近傍に配置された金属材料５１は、坩堝２により冷却されて、不純物が蒸発されない。このため、上側底１２に残存した金属材料５５は、不純物を多く含有している。
【００４２】
下側底１３に溜まった金属材料５２は、上側底１２に残存した金属材料５５をそのままにして、坩堝２の下側底１３に接触していない部位５４−２に電子線９が照射されて再度加熱される。このとき、金属材料５２が含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００４３】
金属材料５１は、このように複数回加熱されることにより、より均一に加熱溶融され、金属材料５１の全域に分布する不純物がより効率よく蒸発し、より純度が高い金属に精製されることができる。このように精製された金属は、はつる量がより小さく、または、はつる必要がなく、歩留まりが大きい。
【００４４】
図１０は、坩堝の実施の他の形態を示している。その坩堝３２は、器を形成する底３３を有している。底３３は、既述の実施の他の形態における下側底１３と同様に形成されている。すなわち、底３３に配置されている金属材料３１は、電子ビーム発生器８から照射される電子線９により加熱され、坩堝３２により冷却されて温度が概ね平衡状態に至る。このとき、金属材料３１の内部には、温度が等しい点から形成される等温度面を定義することができる。このような当温度面は、金属材料３１が電子ビーム発生器８から照射される電子線９により加熱され、坩堝２により冷却されることをシミュレーションすることにより算出することができる。底３３は、その等温度面に概ね沿うように設計されている。
【００４５】
本発明による溶融精製方法の実施の他の形態は、坩堝３２を用いて実行される。金属材料３１は、クレーン６を用いて、坩堝３２の底３３に配置される。金属材料３１は、真空チャンバー１の内部が減圧された後に、底３３に接触していない部位３４−１に電子線９が照射されて加熱される。金属材料３１は、加熱されると溶融して、含有している不純物が蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００４６】
金属材料３１の電子線９の照射が終了して凝固した金属材料３１−１は、クレーン６を用いて持ち上げられる。このとき、坩堝２の下側底１３には、不純物が多く付着している。下側底１３は、金属材料２１−３が持ち上げられているときに、図示されていない清掃機により付着している不純物が取り除かれる。このような不純物の除去は、金属材料がその不純物により汚染されることを防止する。
【００４７】
金属材料３１−１は、クレーン６を用いて、図１１に示されている金属材料３１−２のように、ひっくり返される。金属材料３１−２は、凝固するときに坩堝３２の底３３接触していた部位３４−２に電子線９が照射されて再度加熱される。このとき、金属材料３１−２の部位３４−２に含有されている不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００４８】
金属材料３１は、このように複数回加熱されることにより、より均一に加熱溶融され、金属材料３１の全域に分布する不純物がより効率よく蒸発し、より純度が高い金属に精製されることができる。このように精製された金属は、はつる量がより小さく、または、はつる必要がなく、歩留まりが大きい。
【００４９】
図１２〜図１４は、坩堝３２を用いて実行される本発明による溶融精製方法の実施の他の形態を示している。精製される金属材料４１が、まず、製造される。その金属材料４１は、柱状を形成している。その底面は、底３３の一部を残して配置することができるような形に形成されている。すなわち、金属材料４１の底面積は、底３３の面積より小さい。このとき、溶解する前の金属材料４１を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値は、溶解した後の金属材料４１を水平面に平行に切断したときの断面積の最大値より小さい。金属材料４１の体積は、溶融したときに坩堝３２の底３３から溢れない程度に小さい。
【００５０】
金属材料４１は、図１２に示されているように、クレーン６を用いて、坩堝３２の底３３に配置される。金属材料４１は、部位４４−１と部位４４−２とから形成されている。部位４４−１は、底３３に配置されているときに、部位４４−２より鉛直上方に配置されている。金属材料４１は、真空チャンバー１の内部が減圧された後に、部位４４−１に電子線９が照射されて加熱される。
【００５１】
金属材料４１は、加熱されると溶融して、図１３に示されている金属材料４１−１、４１−２に変形する。すなわち、部位４４−１は、加熱されると溶融して、部位４４−２より鉛直下方に流れ落ちて底３３に溜まる。このとき、部位４４−１に含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。金属材料４１−１は、さらに、部位４４−２に電子線９が照射されて加熱される。
【００５２】
金属材料４１−１は、加熱されると溶融して、図１４に示されている金属材料４１−３が生成される。すなわち、部位４４−２は、加熱されると溶融して、底３３に流れ落ちて溜まる。このとき、部位４４−２に含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００５３】
底３３に溜まった金属材料４１−３は、坩堝３２の底３３接触していない部位４４−３に電子線９が照射されて再度加熱される。このとき、金属材料４１−３が含有している不純物は、蒸発して真空引き配管３から排気され、コンデンサ５にトラップされる。
【００５４】
金属材料４１は、このように複数回加熱されることにより、より均一に加熱溶融され、金属材料４１の全域に分布する不純物がより効率よく蒸発し、より純度が高い金属に精製されることができる。このように精製された金属は、はつる量がより小さく、または、はつる必要がなく、歩留まりが大きい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明による溶融精製方法及び溶融精製装置は、不純物がより少ない高純度金属を精製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による溶融精製装置の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、坩堝の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３は、坩堝の実施の形態を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明による溶融精製方法の実施の形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明による溶融精製方法の実施の形態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明による溶融精製方法の実施の形態を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明による溶融精製方法の実施の形態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明による溶融精製方法の実施の他の形態を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明による溶融精製方法の実施の他の形態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明による溶融精製方法の実施の他の形態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明による溶融精製方法の実施のさらに他の形態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明による溶融精製方法の実施のさらに他の形態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明による溶融精製方法の実施のさらに他の形態を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明による溶融精製方法の実施のさらに他の形態を示す断面図である。
【図１５】図１５は、公知の溶融精製装置の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ：真空チャンバー
２  ：坩堝
３  ：真空引き配管
４  ：真空排気装置
５  ：コンデンサ
６  ：クレーン
７  ：金属材料
８  ：電子ビーム発生器
９  ：電子線
１０：溶融精製装置
１１：側面
１２：上側底
１３：下側底
１４：流路
１５：等温度面
１６：境界線
２１、２１−１〜２１−３：金属材料
２４−１〜２４−４：部位
２５：金属材料
３１、３１−１〜３１−２：金属材料
３４−１〜３４−２：部位
４１、４１−１〜４１−３：金属材料
４４−１〜４４−４：部位
５１、５１−１〜５１−２：金属材料
５４−１〜５４−２：部位
５５：金属材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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