JPS6122009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレクトロスラグ溶解の操業開始（ス
タート）にあたり、固体状スラグを溶解炉中に装
填し、アークを発生させて固体状スラグを溶融さ
せるコールドスタート法の改良に係るものであ
る。

被溶解材料を一方の電極として、ジユール熱に
より加熱溶融されたスラグ中で溶融するエレクト
ロスラグ法は大気と遮断させて溶解できること、
スラグによる精錬が期待できること、一方向性凝
固が進み欠陥の少ない清浄な材料が得られること
などの利点があるために盛んに研究開発が進めら
れているが、操業開始にあたつてはいろいろと難
点が多い。

一般にエレクトロスラグ溶解におけるスタート
法として別途の方法で予め溶融されたスラグを溶
解炉中に注入してから通電するホツトスタート法
と前述の如く固体状スラグを装填しておき消耗電
極と溶解炉の炉底の間にアークを発生させ、その
熱でスラグを溶融させてスラグプールを形成して
操業するコールドスタート法に大別される。ホツ
トスタート法は容易にスラグ通電を開始できる利
点はあるが、固体状スラグを溶解する炉が別途に
必要であり、設備的にも熱効率的にも不利な面が
多い。従つて、コールドスタート法は設備的にも
簡便であり、多く用いられる傾向にある。

一方コールドスタート法としては溶解炉の炉底
と消耗電極間にスチールウールを充填するスチー
ルウール法、金属製の罐の中に低融点スラグと金
属切り粉とを充填して通電し、切り粉間に発生す
るアークによりスラグを溶融し、更に金属製の罐
および外部の固体状スラグを溶融していく罐スタ
ート法や溶解炉の炉底と消耗電極間に何も充填す
ることなく直接アークを発生させ、電極周囲に充
填したスラグをアークの熱により溶融するダイク
トスタート法などがある。

スチールウール法は、スチールウール間にアー
クを発生させるものであり、スチールウール自体
が発熱するために熱の放散がよく、周囲の固体状
スラグを効率よく溶融できるが、消耗電極と炉底
の間隔はアークを発生させるためには数ミリ程度
に限られるため、充填できるスチールウールの量
も限られ、短時間でスチールウールが消耗する。
従つてスチールウール法はその後はダイレクトス
タート法と変わらなくなる。ダイレクトスタート
法は補助材料等を必要とせず、最も簡便な方法で
はあるが、アークを発生させるには消耗電極と炉
底の間隔を厳密にコントロールする必要がある。
しかるにアークが発生すればその電極が消耗し、
その消耗に応じて電極の位置を絶えず調整する必
要があるのでその操作が非常に煩雑であり、ま
た、操作を誤るとアーク発生が停止したり消耗電
極が炉底に固着するなどの欠点がある。従つて、
Al₂O₃やCaOなどの主成分とする高融点スラグを
使用する場合などは、アーク発生時間を長く必要
とするため操作が困難である欠点がますます顕著
になる。罐スタート法は操作そのものは容易であ
るが罐内での発生アークの強度が弱く、そのため
に高融点スラグの使用には適さず、CaF₂，
TiO₂，MgOなどを主成分とする低融点スラグを
使用することになるが、還元されたスラグ中の
TiやMgなどの金属が溶解材質によつてはその溶
湯中に侵入し、材質的に悪影響を及ぼすことがあ
るなどの欠点がある。

本発明は以上の事情に鑑みてなられたものであ
り、消耗電極の近辺に黒鉛製またはシリコンカー
バイド、ランタンクロマイド、TiO−Sb₂O₃など
の様に常温で電導性があり、アーク発生が可能な
セラミツクス製の非消耗性電極部材を配置し、先
ず非消耗性電極部材と炉底との間にアークを安定
継続的に発生させ、固体状スラグが溶融して十分
な量のスラグプールが形成された時点で消耗電極
と炉底間にスラグプールを通じて通電し、通常の
操業を行うものである。非消耗性電極部材はアー
クによつて消耗することなく安定したアークを発
生させるものであり、従つて、非消耗性電極部材
と炉底間の距離は最初に設定すれば、アーク発生
中に調整する必要は全くない。そしてアークの熱
により周囲の固体状スラグが溶融し、除々にスラ
グプールが形成され、スラグプールの上面が上昇
して非消耗性電極部材に接触するとアークの発生
が止まる。そこで非消耗性電極部材を取り除いて
消耗電極をスラグプールと接触させて通常の操業
に入るが、非消耗性電極部材を取り除く方法とし
ては、非消耗性電極部材を消耗電極には固定する
ことなく、上方持ち上げ手段に固定しておき、ス
ラグプールが十分量形成された時点で非消耗性電
極部材を上方に取り去る方法がある。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

図において基台１２に立設された支柱１３の上
方には上面部材１４が固着されている。上面部材
１４と基台１２の間は電極支持腕１５用の案内棒
１６と非消耗性電極部材１７用の案内棒１８が固
設されている。同じく基台１２と上面部材１４の
間に電極支持腕１５および非消耗性電極部材１７
を上下方向に移動させるためのねじ棒１９および
ねじ棒２０が軸心を中心として回転自在に設けら
れており、２１および２２はそれぞれねじ棒１９
およびねじ棒２０を回転させるためのモータであ
る。そして電極支持腕１５および非消耗性電極部
材１７はそれぞれねじ棒１９およびねじ棒２０と
螺合され、かつ案内棒１６および案内棒１８と摺
動自在に係合されている。従つて、モータ２１お
よびモータ２２の回転により電極支持腕１５およ
び非消耗性電極部材１７が上下動することができ
る。そして本実施例では黒鉛製部材７は消耗電極
５に固定されることなく、導電体からなる連結棒
２３により、非消耗性電極部材１７に連結されて
おり、消耗電極５と黒鉛製部材７とは独立に上下
動を行うことができる。黒鉛製部材７の形状は消
耗電極と干渉しなければとくに限定されないが、
溶解炉や電極の形状からして円環状が通常であ
る。電源８の一方の極は炉底２に接続され、他方
の極は切換スイツチ２４を介して消耗電極５と黒
鉛製部材７に接続されている。

スタート方法はまず、炉底２に対して消耗電極
５と黒鉛製部材７を所定の高さに位置せしめる。
そして固体状スラグ９を装填し、冷却スイツチを
ジヤケツト４内に通じ、黒鉛製部材側が閉回路と
なる様に切換スイツチ２４を操作してから通電
し、アークを発生させる。この後、アークは安定
して継続的に発生し、その間、黒鉛部材７の位置
を調節する必要は全くない。固体状スラグ９が溶
融し、十分なスラグプールが形成され、消耗電極
５の先端がスラグプールに浸漬されると切換スイ
ツチ２４を切換えて、消耗電極側を閉回路として
通電し、スラグプール内にジユール熱を発生させ
通常の操業に移行する。この切換スイツチ２４を
切換えたときに、黒鉛製部材７を上方へ移動させ
スラグプールから除去させる。この様に本実施例
では黒鉛製部材７が下方に落下して凝固金属中に
包含されることがないため、後にこれを除去する
必要がなく、また、黒鉛量によつて特性が大きく
変化する特殊鋼の場合などは、黒鉛製部材７の黒
鉛が溶湯中に侵入したり、セラミツクのスラグ中
への溶融によるスラグ成分の変動により溶湯特性
へ影響を与えることがないためとくに適してい
る。

以上説明した如く、本発明によれば固体状スラ
グからスタートするコールドスタート法において
アークを安定継続的に発生させることができ、電
極位置調整の手間もなく簡便にスタートできるも
のである。

なお、実施例では黒鉛製の非消耗性電極部材の
例で説明したが、前述のごとくシリコンカーバイ
ド、ランタンクロマイド、TiO−Sb₂O₃などの様
に常温で電導性があり、アーク発生が可能なセラ
ミツクス製の非消耗性電極部材を使用しても同様
な結果が得られるのは当然である。

【図面の簡単な説明】

図は非消耗性電極部材を上方に除去する方法の
説明図を示す。 １……溶解炉炉体、２……炉底、５……消耗電
極、７……黒鉛製部材、８……電源、９……固体
状スラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アークを発生させて固体状スラグを溶融し、
   スラグプールを形成する際に、黒鉛製または常温
   でアーク発生の可能な比抵抗を持つたセラミツク
   ス製の被消耗性電極部材と消耗電極とを、互いに
   独立に上下動できるように溶解炉内に配置し、ま
   ず該非消耗性電極部材と溶解炉炉底との間に通電
   してアークを発生させ、十分なスラグ量が形成さ
   れた時点で該消耗電極と該溶解炉炉底との間の通
   電に切換え、該非消耗性電極部材を上方に移動し
   去ることを特徴とするエレクトロスラグ溶解のコ
   ールドスタート法。