(57)【要約】  精錬されたニオブ基合金鉄を、以下を備える工程により、そこから鉛などの不純物を取り除くことによって提供する。ニオブ鉱石精鉱やニオブ酸化物またはニオブ酸化物の混合物を金属熱反応室に装入し、前記鉱石精鉱やニオブ酸化物を還元剤と混和し、減圧下で金属熱反応を開始する。反応生成物を凝固させ冷却させる。前記反応生成物を破砕し、又は、前もって外気のなかで還元したニオブ基合金鉄を破砕し、破砕された生成物を真空誘導溶解炉のなかで溶融坩堝に装入し、前記炉のなかの圧力を下げて１ミリバール未満にし、破砕された前記生成物を溶融しつつ、そのなかに含有される前記不純物を気化させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低鉛ニオブ基合金鉄を製造する工程において、
ニオブ鉱石精鉱を金属熱反応室に装入し、
前記鉱石精鉱を還元剤と混和し、
前記反応室のなかの圧力を低減して大気圧未満にし、
金属熱反応を開始し、
反応生成物を凝固させ冷却させることにより、前記反応生成物を回収する、工程。
【請求項２】
請求項１記載の工程において、エネルギブースタを、前記金属熱反応に先立って、得られた混和物に添加する、工程。
【請求項３】
請求項１記載の工程において、クロムと、モリブデンと、コバルトと、鉄と、ニッケルと、上記のうちいずれかの酸化物と、それらの混合物とからなる群から選択される一以上の元素を、前記金属熱反応に先立って、混和物に添加する、工程。
【請求項４】
請求項１記載の工程において、前記金属熱反応を、１００〜３００ミリバールの範囲の減圧下で行う、工程。
【請求項５】
請求項１記載の工程において、前記ニオブ鉱石精鉱を、Ｎｂ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ、ＮｂＯ、またはそれらの混和物と混和し又は置き換える、工程。
【請求項６】
請求項１記載の工程において、更に、
前記反応生成物を破砕し、
破砕された生成物を真空誘導溶解炉のなかで溶融坩堝に装入し、
前記炉のなかの圧力を下げて１ミリバール未満にし、
電力をシステムに印加して、破砕された前記生成物を溶融しつつ、そのなかに含有される不純物を気化し、気化した前記不純物を、前記坩堝の上方に位置するよう適合され冷却された凝縮板の露出した表面に凝縮させ、
前記板を、その上に凝縮した前記不純物とともに、真空下で前記炉から取り除き、
凝縮した前記不純物を抑制可能に酸化し、
得られた鉛含有量が５ｐｐｍ以下である合金生成物を回収する、工程。
【請求項７】
請求項６記載の工程において、前記炉のなかの圧力を下げて１ミリバール未満にしたのち、前記炉のなかの圧力を、不活性ガスで充填し戻して約１００ミリバールまでの圧力にする、工程。
【請求項８】
請求項７記載の工程において、前記凝縮板は、金属の水冷凝縮器である、工程。
【請求項９】
請求項８記載の工程において、前記凝縮板は、銅凝縮器である、工程。
【請求項１０】
請求項６記載の工程において、前記不純物を溶融物から実質的に取り除いたのち、前記凝縮板を、その上に凝縮した前記不純物とともに前記炉から取り除き、前記凝縮板を、前記真空誘導溶解炉と隣接する酸化室との間に配置された隔離弁を通り抜けさせ、前記炉及び酸化室を真空下におきつつ、前記隔離弁を閉じ、酸化剤又は混合物を、抑制されたやり方で前記酸化室のなかへ入れ、これにより、凝縮した前記不純物を酸化し、前記不純物を、取り除くことができる酸化物の塵に変換する、工程。
【請求項１１】
請求項１０記載の工程において、酸化が完了したのち、不活性ガスの流れを前記酸化室に入れて、前記酸化物の塵を外部の集塵装置に移動させて安全に取り除く、工程。
【請求項１２】
低鉛ニオブ基合金鉄を製造する工程において、
あらかじめ外気のなかで還元されたニオブ合金鉄を破砕し、
破砕された生成物を真空誘導溶解炉のなかで溶融坩堝に装入し、
前記炉のなかの圧力を下げて１ミリバール未満にし、
電力をシステムに印加して、破砕された前記生成物を溶融しつつ、そのなかに含有される不純物を気化し、
気化した前記不純物を、前記坩堝の上方に位置するよう適合され冷却された凝縮板の露出した表面に凝縮させ、
前記板を、その上に凝縮した前記不純物とともに、真空下で前記炉から取り除き、
凝縮した前記不純物を抑制可能に酸化し、
得られた鉛含有量が２０ｐｐｍ以下である合金生成物を回収する、工程。
【請求項１３】
請求項１２記載の工程において、更に、前記炉のなかの圧力を下げて１ミリバール未満にしたのち、前記炉のなかの圧力を、不活性ガスで充填し戻して約１００ミリバールまでの圧力にする、工程。
【請求項１４】
請求項１３記載の工程において、前記凝縮板は、金属の水冷凝縮器である、工程。
【請求項１５】
請求項１４記載の工程において、前記凝縮板は、銅凝縮器である、工程。
【請求項１６】
請求項１２記載の工程において、更に、
前記不純物を溶融物から実質的に取り除いたのち、前記凝縮板を、その上に凝縮した前記不純物とともに前記炉から取り除き、前記凝縮板を、前記真空誘導溶解炉と隣接する酸化室との間に配置された隔離弁を通り抜けさせ、
前記炉及び酸化室を真空下におきつつ、前記隔離弁を閉じ、酸化剤又は混合物を、抑制されたやり方で前記酸化室のなかへ入れ、これにより、凝縮した前記不純物を酸化し、
前記不純物を、取り除くことができる酸化物の塵に変換する、工程。
【請求項１７】
請求項１６記載の工程において、更に、酸化が完了したのち、不活性ガスの流れを前記凝縮室に入れて、前記酸化物の塵を外部の集塵装置に移動させて安全に取り除く、工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年６月２９日に出願された米国特許出願第１５／６３８，０９８号に対する優先権の利益を主張し、２０１７年９月５日に出願された米国特許出願第１５／６９５，５５１号に対する優先権の利益を主張する。両出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、ニオブ基合金鉄、及び、そのような合金を精錬してそこから不純物を安全に除去するための工程に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
鉄ニオブ合金（ＦｅＮｂ  ＩＳＯ５４５３）の主な用途は、高強度低合金鋼の製造である。そこでは、最終製品の典型的なニオブ含有量が最大０．１０重量％のＮｂを有する。しかし、ステンレス鋼（ＵＮＳ  Ｓ３０９４０、Ｓ３０７４１、Ｓ３１０４０、Ｓ３１０４１、Ｓ３１６４０、Ｓ３３２２８、Ｓ３４７００、Ｓ３４７０８、Ｓ３４８００、Ｓ３４８０９など）は、一般に約０．６０〜０．８０重量％のＮｂを含有する。ニッケル基超合金（インコネル７１８、インコネル６２５、インコネル７５０など）は、一般に約０．７０〜５．５０重量％のＮｂを含有する。実質的にもっと高いニオブ含有量が関係する場合、合金が鉛などの不純物で汚染されると、得られる鋼または合金の熱間延性を深刻に害する可能性がある。この延性の減損は、熱間加工操作（典型的には、圧延機または鍛造において行われる。）中に深い亀裂が形成されることによる材料の解体が繰り返し問題となる程度まで発生し得る。更に、高温特性（例えばクリープ破断など）が著しく減損する可能性がある。場合によっては（特に超合金において）、不純物含有量（例えば鉛など）が、典型的な仕様限界を超える可能性がある。
【０００４】
したがって、ニオブ添加を受ける材料の熱間加工性および高温特性に有害な元素の含有量が少ないニオブ基合金鉄を製造することが望ましい。これらの有害な元素（例えば、鉛、錫、ビスマスなど）のうち、鉛は、そのような合金鉄のなかに通常見られる量において、それらすべてのなかで最も有害なものの一つである。
【０００５】
ニオブ基合金鉄をニオブ鉱石精鉱（一般に、鉛含有量が約５０ｐｐｍ以下である。）から製造するために広く利用される工程は、基本的な化学的浸出工程であり、その後、か焼をする。化学的浸出ステップの間に、鉛を元の鉱石精鉱から取り除き、塩化カルシウムと反応させて、それにより、塩化鉛として沈殿させる。精鉱が浸出工程を経て塩化鉛が沈殿したのち、材料を濾過して鉱物を液体から分離する。鉱石精鉱に付随した塩化鉛は、か焼炉で気化される。排ガスは、部分的に、集塵システムのバッグハウスに捕集され、その後、ガス塊は水スクラバを通過する。しかし、この工程は、精鉱から取り除いた鉛をすべて完全に含有することを保証できない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、実質的な量の鉛などの不純物を真空誘導溶解炉のなかでニオブ基合金鉄から除去するための工程を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明は、一実施形態において、低鉛（すなわち鉛が２０ｐｐｍ未満）のニオブ基合金鉄を製造するための工程を提供する。これは、以下を備える工程による。１）物理的および／または化学的な手段の組合せによって得られ、一般に約６０〜７０重量％のニオブと、それぞれ５重量％未満のＦｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２と、２５重量％未満のＢａＯとの組成を有するニオブ鉱石精鉱を、金属熱反応を行うのに適した反応器に装入する。ニオブ鉱石精鉱は、酸化ニオブ（すなわち、Ｎｂ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ、ＮｂＯ、又はその混和物）と混和し、または置き換えてもよい。鉱石精鉱／酸化ニオブ混和物全体におけるＮｂ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ、ＮｂＯ、又はその混和物の含有量は、０〜１００重量％の範囲であり得る。２）ニオブ鉱石精鉱やＮｂ２Ｏ５を、更に、アルミ、ケイ素、カルシウム、マグネシウムなどの還元剤と、そして好ましくは、アルカリ金属過塩素酸塩、過酸化物などのエネルギブースタと混和する。３）金属または酸化物の形態の他の元素（クロム、モリブデン、コバルト、鉄、およびニッケルなど）を、また、必要に応じて、混合物に添加してもよい。金属熱反応を、その後、減圧（好ましくは約１００〜３００ミリバール）、または必要に応じて、大気圧の環境で開始する。減圧の利点は、混和物のなかの有害な不純物を通常達成されるより低いレベルまで（鉛の特定の場合において、金属熱反応を減圧下で行い、以下に記載されるとおり、真空誘導溶解炉のなかで実施される更なる真空脱気と結合されるとき、約５ｐｐｍ未満のレベルまで）減少させることである。４）反応生成物を、その後、凝固し冷却して、これにより、減圧下または通常の大気圧下のいずれかで安全に取り扱えるようにする。５）本発明の上記工程によって製造され凝固し冷却した反応生成物を、その後、破砕し、真空誘導溶解炉のなかに位置する真空誘導溶解チャンバのなかに置かれた坩堝に装入してもよい。最初の装入が完了したのち、チャンバ圧力を下げて１ミリバール未満にする。その後、必要に応じて、チャンバに不活性ガス（アルゴンなど）を充填し戻して約１００ミリバールにしてもよい（これにより、漏洩のない炉を維持するのを助ける）。そして、電力を印加して負荷を溶融する。装入物を溶融している間に、鉛などの不純物（例えば錫）を、ガス状態で更に取り除く。本発明より前には、これらの蒸気が、炉壁、坩堝コイルなどの上に凝縮して堆積し、たとえ希薄雰囲気中であっても、空気中の酸素に曝されたとき自然発火する。
【０００８】
本発明の更なる実施形態によれば、得られた金属熱反応生成物を、破砕し、真空誘導溶解チャンバのなかの坩堝に装入してもよい。チャンバのなかの圧力を低下させて、１ミリバール未満にする。必要に応じて、チャンバに不活性ガスを充填し戻して約１００ミリバールにしてもよい。その後、電力をシステムに印加する。前記反応生成物を溶融させつつ、そのなかに含有される不純物を気化させる。真空誘導溶解チャンバのなかへ持ち込まれ坩堝の上に位置するよう適合され冷却された凝縮板の露出した表面の上に、気化した不純物を凝縮させる。溶融工程が完了したのち、真空下で前記板をその上に凝縮した不純物とともにチャンバから取り除く。凝縮した不純物を抑制可能に酸化する。鉛含有量が２０ｐｐｍ以下である反応生成物を回収する。
【０００９】
本開示が特定する当業者が、過度の実験なしに、本開示の装置および方法を作製し使用する方法を容易に理解するために、その好ましい実施形態を、特定の図を参照して以下に詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】真空誘導溶解チャンバのなかの坩堝と酸化室との間で凝縮板を平行移動させるシステムの一実施形態を示す概略図の部分側面図。
【図２】真空誘導溶解チャンバのなかの坩堝と凝縮器との間の関係性を示す本発明の一実施形態の概略図の部分側面図。
【図３】本発明の一実施形態において、真空誘導溶解炉のなかで使用でき、これにより本質的に漏洩のない環境を作り出す二重真空封止構成の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、図面を参照する。同様の参照番号は、本主題開示の同様の構造的特徴または態様を識別する。説明及び例示のためであって、限定のためではなく、本開示にしたがう真空誘導溶解チャンバの例示的な実施形態の部分図を図１に示し、概略的に参照文字１０で指示する。本開示にしたがう真空誘導溶解チャンバの他の実施形態（またはその態様）を、図２〜３に提供する。これは、後述するとおりである。
【００１２】
図１に示すとおり、真空誘導溶解炉（図示せず）のなかに位置する真空誘導溶解チャンバ１０は、隣接する酸化室１２に、その間に位置する隔離弁１４を介して連結している。坩堝１６は、前記真空誘導溶解チャンバ１０のなかで回転可能なクレードル１８のなかに配置されている。回転可能な前記クレードル１８は、前記坩堝１６を傾斜させ、これにより、溶融操作が完了したとき、溶けた金属を排出できるよう適合されている。坩堝を後ろへ傾斜させることにより、溶融操作中に、溶融物の表面積を増やし、それにより、そのなかの気化した不純物の除去の効率を高める。前記坩堝を後ろへ傾斜させることにより、また、装入物の上部におけるブリッジングを回避する。ブリッジングは、爆発を引き起こし得る安全上の危険要因である。凝縮板２０は、耐火性の前記坩堝１６の上方に位置し、平行移動して真空誘導溶解チャンバ１０から出入りし、隔離弁１４を通り抜けて酸化室１２に入るよう適合されている。前記凝縮板２０は、好ましくは銅またはステンレス鋼で作製された水冷金属凝縮器であり、一実施形態において、運搬組立体２２に取り付けられている。これにより、前記凝縮板２０が真空誘導溶解チャンバ１０の間で平行移動し、隔離弁１４を通り抜けて酸化室１２に至ることができる。前記運搬組立体２２は、油圧駆動ピストン、回転ねじ駆動機構などにより、凝縮板２０の平行移動を行う。
【００１３】
前記凝縮板２０は、前記チャンバ１０のなかにあるとき、間を空けて耐火坩堝１６の上方に位置する。前記凝縮板２０を前記運搬組立体２２に取り付け、冷却媒体が凝縮板２０に出入りできるようにする手段２４が設けられている。
【００１４】
前記チャンバ１０と前記酸化室１２とを連結する前記隔離弁１４は、前記凝縮器２０がそこを通り抜けられるようにしつつ、前記チャンバ１０及び前記酸化室１２の両方のなかで真空を維持しながら前記炉及び前記凝縮チャンバが互いから独立して動作し溶融物を前記炉から排出でき前記凝縮器が前記酸化室のなかにあるとき前記凝縮器の上に凝縮された前記不純物を抑制的に酸化できるようにする手段を提供する。
【００１５】
動作時において、ニオブ鉱石精鉱は、粉末状または粒状の形態（例えば、一般に約２ｍｍ未満。の厚さ）であり、必要に応じて、酸化ニオブと混合しまたは置き換え、更に、アルミなどの還元剤および過塩素酸カリウムなどのエネルギブースタと混和する。また、他の金属または金属酸化物を混合物に添加してもよい（ニッケル、クロム、モリブデン、コバルト、鉄や、それらの酸化物など）。得られた混合物を、金属熱反応器（必要に応じて、真空チャンバのなかに配置してもよい。）に装入する。好ましい実施形態において、装入された前記金属熱反応器を真空チャンバのなかに配置する。これにより、もっと高品質なニオブ基合金鉄を製造できる。金属熱反応を（好ましくは減圧下で）点火する。反応が完了したら、得られた合金を凝固させ冷却させ、安全に取り扱える点にする。得られた合金を、前記反応器から排出し破砕し、その後、前記真空誘導溶解チャンバ１０のなかの前記溶融坩堝１６に装入する。必要に応じて、ここに記載された金属熱反応から生じる合金を採用するのではなく、外気のなかでニオブ鉱石精鉱を従来式で還元して得られる合金を、代わりに採用してもよい。合金を、どのように製造したかに関わらず、溶融坩堝１６に装入したら、前記凝縮器２０を、前記真空誘導溶解チャンバ１０のなかで前記溶融坩堝１６の上方の位置まで平行移動する。前記凝縮器を通して冷水などの冷却媒体を循環させることにより、前記凝縮器の水冷を開始する。前記真空誘導溶解チャンバ１０および隣接する前記酸化室１２のなかの圧力を下げて、１ミリバール未満にする。必要に応じて、不活性ガスを導入し、前記チャンバおよび隣接する前記酸化室を充填し戻して約１００ミリバールまでの圧力にしてもよい。そして、電力を印加して負荷を溶融する。
【００１６】
図２に示すとおり、耐火性の前記坩堝１６は、凝縮器２０とともに、その垂直軸２６から外れて回転し又は後ろへ傾斜するよう適合されている。このようにして、得られる溶融物の露出した表面積が増加し、これにより、揮発性の前記不純物の除去を向上し、前記装入物の上部におけるブリッジングを防止する。揮発性の前記元素（鉛を含む。）は、前記炉の内部を汚染するのではなく、冷却された前記凝縮器２０の表面の上に迅速かつ優先的に凝縮する。前記溶融工程が完了したら、前記凝縮器２０（前記不純物がその上に凝縮されている。）を、前記溶融チャンバから引き出し、平行移動して、隔離弁１４を通り抜け隣接する前記酸化室１２のなかへ入れる。一方、システム全体を通して減圧を維持する。前記凝縮器を隣接する前記酸化室のなかへ引き込んだら、前記隔離弁１４を閉じる。空気、酸素、または酸素とアルゴンなどの不活性ガスとの混合物などの酸化ガスを、抑制された速度で酸化室１２のなかへ徐々に導入し、環境および人に安全上の危険要因を与えないやり方で、凝縮された前記不純物の酸化を促進する。前記凝縮器を前記溶融坩堝から引き出して前記真空誘導溶解チャンバから隣接する前記酸化室１２のなかへ入れるとき、凝縮された金属不純物が早まって酸化されることが確実にないようにするため、前記隔離弁を閉じたのちになるまでは、空気を前記酸化室１２に入れられない。前記真空誘導溶解炉は、以下に説明するように、本質的に漏洩がない構成で構築されることが好ましいと考えられる。
【００１７】
図３に示すとおり、本質的に漏洩がない構成を保証するため、前記真空誘導溶解炉２８の封止表面（前記真空誘導溶解炉２８へのアクセスポートの封止表面３０，３２など）は、すべて、前記炉２８の蓋３４と本体３６との間の前記炉の境界の周りに二重真空封止構成を備えている。圧縮可能な二つの封止要素３８，３８’は、前記炉２８の前記蓋３４と前記本体３６との間の境界に沿って圧縮される。真空を前記炉のなかに引き込んでいるとき、封止要素３８，３８’の間の空間４０も、また、真空ポンプ（図示せず）に連結された導管４２を介して独立して排気し、前記炉の内部の圧力（Ｐ１）より低い圧力（Ｐ２）にする。このようにして、前記工程の全体を通して、減圧環境を前記炉のなかで維持し、これにより、外部雰囲気の浸入を本質的に防止し、かつ、また、前記真空誘導溶解炉２８の前記蓋３４と本体３６との間の境界面における潜在的な漏洩の危険要因を早期に警告するシステムとして機能する。
【００１８】
必要に応じて、追加的な期間の間、得られた前記ニオブ基合金鉄を前記真空誘導溶解炉のなかで減圧下に保持して、更なる精錬を達成してもよい。最終的な前記ニオブ基合金鉄の最終的な鉛含有量は、このやり方により、前記金属熱反応を大気圧下で行う場合は０．００２０重量％以下（すなわち２０ｐｐｍ以下）まで、前記反応を減圧下で行う場合は５ｐｐｍ未満まで低減することができる。
【００１９】
凝縮された前記不純物の抑制的な酸化が完了したら、前記不純物を、前記金属不純物が混合した酸化物の塵の形態で、隣接する前記酸化室１２から取り除き、集塵装置４４のなかに収集して、安全に廃棄する。
【００２０】
例
例１−精錬された鉄ニオブ合金の製造
以下の例は、鉄ニオブ合金の鉛含有量を低減して２０ｐｐｍ以下にする際の本発明の有効性を示す。
【００２１】
鉄ニオブ（アルミノ熱還元反応により得られ、鉛含有量が０．０７５重量％である。）を、本質的に漏洩しない真空誘導溶解チャンバの溶融坩堝に装入する。銅水冷凝縮器を、前記真空誘導溶解炉のなかに配置する。これは、炉と隣接する酸化室との間を平行移動して、前記炉と前記酸化室との間の境界面を形成する隔離弁を通り抜けるよう適合されている。これにより、前記凝縮器を、前記溶融坩堝の上方に配置することができる。前記凝縮器は、また、システム全体にわたって減圧を維持しながら、前記溶融坩堝とともに回転するよう適合されている。前記鉄ニオブ合金を前記溶融坩堝に装入したら、前記凝縮器を移動して前記溶融坩堝の上方の位置にする。前記凝縮器の水冷を開始し、前記真空誘導溶解炉のなかのチャンバ圧力を下げて０．１ミリバールにする。その後、アルゴンを充填し戻して１００ミリバールにする。その後、電力を誘導コイルに印加して、装入物を溶融する。前記炉のなかの温度を１６００℃に維持する。前記炉を、間を空けて前記坩堝の上方にある前記凝縮器とともに、必要に応じて傾斜させ、溶融物の表面積を最大化してもよい。定期的に、試料をシステムから取り出し、鉛含有量を分析する。次の表に結果を要約する。
【００２２】
【表１】
2020525657.tif 000003
【００２３】
真空誘導溶融法により、前記鉄ニオブ合金から、鉛などの不純物を９９重量％まで除去する。気化した前記鉛などの不純物は、冷却された前記銅凝縮器の露出した表面の上に凝縮する。減圧を維持しながら、前記凝縮器を前記坩堝から撤退させ、前記隔離弁を通り抜けて、隣接する前記酸化室に入れる。前記隔離弁を閉じたら、前記炉を出湯し溶融物を前記坩堝から排出して凝固鋳型に入れてもよい。その後、前記隔離弁１４を閉じ、抑制されたやり方で、酸素または酸素と不活性ガスとの混合物を前記酸化室に入れさせて、これにより、重大な火災または爆発を引き起こすことなく、前記鉛などの不純物の酸化を行う。前記不純物の金属酸化物の粉末状の塵が、前記チャンバのなかに存在し、そこで、不活性ガス（例えば、アルゴンなど）の流れを、システムのなかの減圧の影響下で、前記チャンバに入れ、安全上の危険要因を生じさせることなく、前記塵を収集バッグまたは容器などの収集手段に効果的に移動させて取り除く。
【００２４】
例２−ニッケルを含有する精錬されたニオブ基合金鉄の製造
以下の例は、ニッケルを含有するニオブ基合金の鉛含有量を低減して２０ｐｐｍ以下にする際の本発明の有効性を示す。
【００２５】
ＮｉＮｂを伴う鉄ニオブ（ＩＳＯ５４５３）の調合物を、図３に示すやり方で本質的に漏洩しないように作られた真空誘導溶解炉のなかで封止された溶融坩堝に装入する。例１と同様に、銅水冷凝縮器を、隣接する酸化室から平行移動して、隔離弁を通り抜け、前記溶融坩堝の上方に配置する。前記凝縮器は、また、前記溶融坩堝の上方の位置から平行移動し前記隔離弁を通り抜けて隣接する前記酸化室のなかへ戻る一方、システム全体にわたって減圧を維持するよう適合されている。ＮｉＮｂを伴う前記鉄ニオブ合金を前記溶融坩堝に装入したら、前記凝縮器を前記溶融坩堝の上方に配置し、前記凝縮器の水冷を開始する。前記真空誘導溶解炉および隣接する前記酸化室のなかのチャンバ圧力を下げて０．１ミリバールにし、アルゴンを充填し戻して１００ミリバールにする。その後、電力を誘導コイルに印加して装入物を溶融する。前記炉のなかの温度を１６００℃に維持する。定期的に試料をシステムから取り出し、鉛含有量を分析する。次の表に結果を要約する。
【００２６】
【表２】
2020525657.tif 000004
【００２７】
真空誘導溶融法により、得られた前記鉄ニオブニッケル合金から鉛を大量に除去する。気化した前記鉛などの不純物は、冷却された前記銅凝縮器の露出した表面の上に優先的に凝縮する。減圧を維持しながら、前記凝縮器を、前記坩堝の上方の位置から撤退させ、前記隔離弁を通り抜けて、隣接する前記酸化室に入れる。前記隔離弁を閉じたら、装入物を出湯して凝固鋳型に入れ、その後、真空を壊して前記鋳型を前記炉から引き出してもよい。その後、前記隔離弁を閉じ、抑制されたやり方で、アルゴンと酸素との酸化性混合物を隣接する前記酸化室に入れさせて、これにより、重大な火災または爆発を引き起こすことなく、前記鉛などの不純物の酸化を行う。前記不純物の金属酸化物の粉末状の塵が、前記チャンバのなかに存在し、そこで、不活性ガス（例えば、アルゴンなど）の流れを、システムのなかの減圧の助けにより、前記チャンバに入れ、安全上の危険要因を生じさせることなく、前記塵を収集バッグまたは容器などの収集手段に効果的に移動させて取り除く。
【００２８】
同様にして、ニッケルを鉄、クロム、コバルトなどで置き換えて、前述の元素またはその混合物を含有する対応するニオブ基合金鉄を得てもよい。
【００２９】
例３−鉄ニオブニッケル合金の製造
Ｎｂ−鉱石精鉱と、Ｎｂ２Ｏ５と、ニッケルと、ＫＣｌＯ４エネルギブースタと、金属アルミ粉末との混合物を、真空チャンバのなかの反応器に装入する。真空を引いて約１００ミリバールにし、アルミノ熱反応を開始する。反応が完了したのち、材料を凝固させ冷却させ、安全な取り扱いに適した温度にする。その後、圧力を戻させて大気圧にし、前記坩堝を前記真空チャンバから取り除く。得られた鉄ニオブニッケル合金を前記坩堝から取り除き、洗浄して破砕する。
【００３０】
得られた鉄ニオブ−ニッケル合金を、その後、例１と同様に、真空誘導溶解炉のなかの溶融坩堝に装入してそのなかで溶融し、残留する鉛などの不純物を実質的にすべて取り除く。このようにして、得られる合金のなかの鉛含有量は、５ｐｐｍ未満である。
【００３１】
例４−鉄ニオブニッケル合金の製造
鉄ニオブと、精錬した酸化ニオブと、ＫＣｌＯ４温度ブースタと、ニッケルと、アルミ粉末との混合物を真空チャンバのなかの坩堝に装入する。真空を引いて、アルミノ熱反応を開始する。反応が完了したら、得られた鉄ニオブニッケル合金を回収して洗浄し、例１と同様に、真空誘導溶解炉に装入してそのなかで再溶融し、残留する鉛などの不純物を実質的にすべて取り除く。
【図１】
2020525657.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2020525657.tif 000009
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