JPS5926652B2 - エレクトロスラグ溶解法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属片を再溶解して二次精錬するいわゆる
エレクトロスラグ溶解法（以下、ＥＳＲ法と云う）の改
良に関する。

ＥＳＲ法（ホットスタートの場合）は、第１図イに示す
如くモールド（またはルツボ）１に投入した加熱溶融状
態の精錬用フラックス２に精錬しようとする金属の消耗
電極３を挿入し、消耗電極とモールド１間に電流を通じ
ることにより溶融フラックスに電流を流し、その際のジ
ュール発熱によって消耗電極３を順次溶解させると、同
図口に示すように電極の溶滴３′がスラグ４層を通過す
る際、スラグ中の有効成分と反応して脱ガス、脱Ｐ、脱
Ｓされ、精錬後モールド１窩底に溜って凝固し鋳塊５と
なる方法である。

この方法では、精錬の進行につれスラグ中の有効成分の
濃度が除々に変化してゆき、このため特に処理量が大き
い場合鋳塊の縦方向について安定した精錬効果を期待で
きない。

たとえばＣａ−ＣａＦ２系のフラックスを使用してステ
ンレスを精錬するいわゆるＭＳＲ（Ｍｅｔａｌ ｅａｒ
ｉｎｇ ５ｏｌｕｔｉｏｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ ）を例
にとって説明すると、精錬の進行に伴いスラグ中の有効
成分（Ｃａ）がＣａ３Ｐ２ ｔ ＣａＯｙＣａＳ 、Ｃ
ａ３Ｎ２等の化合物として消費され、同時にこの化合物
がスラグ中に蓄積されてゆくことにより、（Ｃａ）濃度
が低下し、脱Ｐ能等が変化して鋳塊縦方向の２分布が不
均一となる。

このような精錬不均一 の防止対策として、従来知られ
ている方法に、精錬中減少してゆ＜、（Ｃａ）を外部か
らフラックスの形で補光し、スラグ中の（Ｃａ）濃度を
一定に維持する方法がある。

しかしこの方法は、フラックスの補充でモールド内のス
ラグ量が次第に増大することとなり、操業状態を不安定
にして鋳塊表面肌を悪化させる許りか、鋳塊が大きくな
るにっれスラグ量が著しく増加しついには操業不能に陥
るため、一度に充分な量を処理できない憾みがある。

本発明はこのような点を改良し、１回当りの処理量を必
要に応じ大きくできしかも極めて安定な操業が可能で、
均一かつ効果的な精錬を達成するＥＳＲＩＫ提供しよう
とするものである。

すなわち本発明方法は、溶解炉のモールド側壁にスラグ
排出口を設けておき、精錬によって消費されるスラグ中
の有効成分をフラックスとして補充し精錬効果を一定に
保つと共に、フラックスの補充で増加するスラグを前記
排出口から逃がしてスラグ量が略一定に維持されるよう
にすることにより、処理量の大小に拘らず最後まで安定
操業を可能にした点を特徴とする。

第２図イは本発明方法を実施するための溶解炉の一例で
あって、鋳塊引下げ式のものについてその機構を示す一
部縦断側面図である。

１は固定モールドで、側壁には適当な位置にスラグ排出
口６が設けられている。

この排出口は、第３図の一部破断斜視図に示すように栓
７の着脱によって開閉できるようにすると共に、例えば
排出口の外側に沿って上下に摺動可能に設けたシャッタ
ー８等により開口の大きさを調節できるようにする。

この他、比較的小さな排出口をモールドの周囲数個所に
設けておき、その開口数を調節するよう設けてもよい。

消耗電極３を取付ける電極ホルダー９は、電極３の下端
が前記モールド１内に臨むよう支持腕１９に設けられ、
この支持腕１９は支柱１０にガイドされながら駆動装置
１１による螺桿１２の回転で第２図イの精錬開始時の状
態から所要ストロークで下降できるように設けられてい
る。

１３は精錬開始時にスラグ排出口６の稍々下にモールド
高底１３を形成させるダミーブロックで、前記電極ホル
ダーと同様、支持腕１４に取付けられ、支持腕１４は支
柱１０に沿って螺桿１５の回転により、第２図イの状態
から所要のストロークで下方に移動するよう設けられる
。

このダミーブロック１３と前記消耗電極のホルダー９と
の間には支流電源１８が接続される。

１６はモールド１内にフラックスを供給するための装置
であって、図示例ではホッパー（図示せス）等から切出
されるフラックスをベルトコンベア１７によってシュー
ト２０に導きモールド１に連続的に供給するようになっ
ている。

更に図示していないが、前記のＭＳＲのように非酸化性
雰囲気で操業する必要がある場合には、炉内（モールド
内）を大気から隔離するためのフードや真空ポンプおよ
びＮ２＋ Ａｒのような不活性ガスの供給装置等が設け
られる。

上記構成の溶解炉を用い本発明のＥ Ｓ Ｒ法を実施す
る場合の手順は（コールドスタート法の場合）、■）第
２図イに示すようにダミーブロック１３をモールド１に
セットし、スラグ排出口６に栓７をしたモールド１内に
適当量のダライ粉と次いで精錬用フラックス２１を装入
すると共に、ホルダー９に取付けた消耗電極３の下端を
ダミーブロック１３上のダライ粉に接触するようフラッ
クス層２１に挿入する。

この場合フラックス層２１はモールドのスラグ排出口６
の高さの稍稍上にくる。

２）電源１８のスイッチを入れ消費電極３とダミーブロ
ック１３の間に電流を通じてアークを飛ばし、ＥＳＨの
開始である。

ＥＳＲスタートと共に上記の初装入フラックスは溶融開
始してスラグとなり、このスラグのジュール発熱によっ
て電極３が溶解し、その溶滴がスラグにより精錬されて
ダミーブロック１３上に溜る。

消耗電極３は先端からの溶解に伴って適当な速度で下降
させ、またダミーブロック１３もスラグ層２１／をモー
ルドのスラグ排出口６の高さに保つよう、ダミーブロッ
ク上に溜る精錬金属の湯面上昇速度に合わせて下方に移
動させる。

この場合精錬金属は下方と側方から順次凝固し第２図口
に示す鋳塊５となり、ダミーブロック１３の下降によっ
て、恰も連続鋳造鋳片のように引出されてゆく。

３）他方、上記消耗電極３の溶解が始まると、スラグ中
の有効成分濃度が低下するからこれを一定に保持するよ
う、所要成分のフラックスを供給装置１６によって連続
的にモールド１内に投入してやる。

次いでスラグ排出口６の栓７を抜き去りシャッター８で
開口の大きさを調節しながら比較的スラグ層下部のスラ
グを排出させ、精錬中モールド内のスラグが常に適量に
保たれるようにする。

通常この排出量は、フラックス補給量から鋳塊５ととも
に表面に付着して引出されるスラグ消費量を差し引いた
量に略相当すると考えてよい。

４）電極３が所定量消耗したところ（第２図口の状態）
で電極３の下降並びにダミーブロック１３の引下げを停
止すると共に、フラックスの補給を止める。

その後鋳塊が完全に凝固するのを待って、ダミーブロッ
ク１３を更に引下げ、鋳塊５を取り出せばよい。

以上鋳塊引下げ式の場合について説明したが、ダミーブ
ロック１３を引下げる代りにモールド１を上方に移動さ
せるようにしたいわゆるモールド移動式でも同様に行う
ことができることは云う迄もない。

次に本発明の実施例について述べる。

第２図に示した装置に炉内を大気から隔離するためのフ
ードを設けたものを用い、本発明に従って下記の条件で
ＭＳＲを行なった。

１）消耗電極：材質５ＵＳ３０４Ｌ（金屑０．０３０％
）径１５０朋φ ２）モールド：径２５０ｆｆ１７Ｘφ ３）フラックス：径３ｍｙｔ以下のＣａ Ｆ２に金属Ｃ
ａを１０％混合したもの、初装入 量１２．５Ｋｐ、操業中連続添加量 ０、２ Ｋｐ／分、（スラグ中Ｃａ濃 度約５％） ４）電 源：垂下特性のトランス、電流００Ａ ５）炉内雰囲気：圧力０．１〜０．２ Ｋ９／Ｃｌ１１
２ＧのＡｒ雰囲気 精錬開始より５分経過以降は、スラグ排出口から約０．
１７Ｋｐ／分のスラグを連続的に排出した。

また上記同様の条件でスラグを排出しない従来の方法も
実施した。

その結果、従来法では次第に操業電圧が上昇し電極の降
下速度を上げて対処したが、鋳塊が約３００に９に達し
たところで操業不能となった。

そうしてその鋳塊の表向は凹凸の多いものであった。

これに対し本発明方法では、操業電圧は略３５Ｖで安定
しており、５００に、ｐの大型鋳塊を支障なく精錬する
ことができ、しかも鋳塊表面の凹凸も従来法に較べて大
巾に減少し良好なものが得られた。

またこの２つの鋳塊の縦方向についてＰの含有量（′）
Ａを調査したところ、第４図に示すように本発明のもの
は従来に較べて低値でしかも一定しており、本発明法に
よれば操業開始から終了まで均一で効果的な精錬が安定
して遂行されることが証明された。

従って本発明法は、ＥＳＨの能率向上並びに二次精錬鋳
塊の品質改善に大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図イ、唱ま一般的なＥＳＲ法を説明するための模式
図で、イは操業開始時、幀は操業中の状態を示す。 第２図イ２口は本発明を実施するための溶解炉の一例で
あって、イは操業開始時、口は同じく終了時の状態を示
している。 第３図は同上溶解炉のモールドを示す一部破断斜視図、
第４図は従来と本発明のＥＳＲ法によって得られた鋳塊
のＰ含有量を縦方向について調介した結果を示し、横軸
は鋳塊下端からの縦方向への距離−１縦軸はＰ含有量（
ホ）である。 図中、１・・・・・・モールド、２・・・・・・精錬用
フラックス、３・・・−・・消耗電極、４・・・・・・
スラグ、５・・・・・・鋳塊、６・・・・・・スラグ排
出口、７・・・・・・栓、８・・・・・・シャッター、
９・・・・・・電極ホルダー、１０・・・・・・支柱、
１１・・・・・・駆動装置、１２・・・・・・螺桿、１
３・・・・・・ダミーブロック、１４・・・・・・支持
片、１５・・・・・・螺桿、１６・・・・・・フラック
ス供給装置、１７・・・・・・ベルトコンベア、１８・
・・・・・交流電源、１９・・・・・・支持片、２０・
・・・・・シュート、２１・・・・・・フラックス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エレクトロスラグ溶解において、溶解炉のモールド
   側壁にスラグ排出口を設けておき、精錬用フラックスを
   連続的にモールド内のスラグに投入してスラグ成分を調
   整すると共に、前記排出口からスラグを排出させスラグ
   量を略一定に保持することを特徴とするエレクトロスラ
   グ溶解法。 ２ モールド１の側壁１１適当高さに１個または２個以
   上のスラグ排出口６を設け、その開口面積または開口数
   を調節可能ならしめると共に、モールド高底１３′を形
   成するダミーブロック１３をモールド１の下方に挿入可
   能に設けたことを特徴とするエレクトロスラグ溶解炉。