[发明专利]电子束熔化炉以及使用该炉的电子束熔化炉的运转方法

说明书

技术领域

本发明牵涉向形成于配置在电子束熔化炉内的炉床或者铸模内的熔融金属池的电子束照射技术，特别是涉及对利用电子束照射的加热位置进行控制的技术。

背景技术

电子束熔化炉已知为由于与真空电弧熔化炉相比能够将减压度设定得低，因此原料的精制效果高、适合于纯度高的金属的熔制。

在电子束熔化炉中还并设被称为炉床的精制炉的情况较多，取得能够通过在同一炉床内熔化原料来将原料中所包含的杂质有效地分离精制这样的效果。

电子束熔化炉通过使从配设在同一熔化炉的炉顶部位的电子枪发出的电子束朝向对象物，来进行所述对象物的加热熔化。从电子枪发出的电子束由于具有直进性，因此具有能够通过利用偏转线圈使电子束弯转并且设定电子束的强度来确实地加热熔化对象物这样的特征。

然而，在电子束熔化炉的炉床内部，被电子束加热的对象物保持在熔融状态，来自同一部位的金属也蒸发，当同一蒸气侵入到电子束的行进路径时，电子束与所述金属蒸气干涉，结果是存在电子束的行进方向改变的情况，且存在未必是在所设定的方向上发出电子束的情况。另外，存在不光是所述的电子束熔化炉的内部状况，还由于从外部侵入的噪声因而电子束的照射方向变化到并非意图的方向的情况。进一步地，还已知使电子束以及束弯转的偏转线圈容易受到外部磁场的影响，在像这样的情况下也存在电子束向并非预期的方向移位的情况而要求改进。

在所述那样的电子束的行进方向在并非意图的方向上散射的情况下，例如存在保持熔融金属的炉床的壁面被加热的情况，当将其长时间放置不管时，存在炉床受到损伤的风险而并不优选。

针对这样的问题，虽然已知对电子束所加热的部位的温度分布进行测定，基于同一测定值来调节电子束的强度那样的技术(例如参照专利文献1)，但是并未找到与电子束的照射位置的并非意图的移位的校正有关的记载。

另外，还已知对在从电子束发出的电子束错误地照射到铸模的情况下发生的特性X射线进行检测、以感测电子束的错误照射的方法(例如参照专利文献2)。

然而，在该方法中，由于是所述电子束错误照射开始才能够检测错误动作，因此不能预防对铸模的损伤而变成招致不少的损伤，因而不优选。

这样，期望防止从电子枪照射的电子束的并非意图的移位、确实地照射到加热对象物那样的技术。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平05-192747号公报

专利文献2：日本特公平06-003727号公报。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是目的在于提供对于形成于配设在电子束熔化炉内配置的炉床、铸模内的熔融金属池，将电子束精度良好地照射到事先预定的位置的技术的发明。

解决课题的手段

鉴于所牵涉的实际情况对所述课题开展专心研究之时，发现把使用图像传感器输出的、电子束当前照射到配设于电子束熔化炉内的炉床或者铸模内的熔融池的高亮度部位的位置信息与事先存储于电子束的控制单元的应该照射电子束的区域的位置信息进行比较，以所述两者的差异成为最小的方式控制电子束的照射位置，由此能够精度良好地控制形成在炉床或者铸模内的熔融池的加热区域，从而达到完成本发明。

即，本申请的发明所牵涉的电子束熔化炉是由保持熔融金属的炉床和铸模、生成将熔融金属保持于熔融状态的电子束的电子枪；将电子束照射位置的控制信号输出到电子枪的电子束照射图案输出装置；以及输入控制信号以控制电子束的照射方向的电子枪控制单元构成的电子束熔化炉，是特征在于进一步具备：对电子束照射到炉床或者铸模内的熔融金属表面而形成的高亮度部位进行测定的图像传感器；计算由图像传感器测定的高亮度部位的位置信息与在熔化初始设定的电子束照射位置信息的差异的运算装置；基于由运算装置运算的差异来生成校正输出信号的输出装置；以及将校正输出信号附加到控制信号的装置的电子束熔化炉。

本申请的发明所牵涉的电子束熔化炉是把所述图像传感器为高分辨率的CCD照相机或者温度传感器的情况设为优选的方式的电子束熔化炉。