JPS6340664A - 金属溶解精錬用水冷鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エレクトロスラブ再溶解法や真空アーク再
溶解法による金属溶解精練用水冷鋳型に関する。

〔従来技術〕

特殊合金鋼、耐熱鋼、チタン等の金属溶解精練には、エ
レクトロスラブ再溶解法（以下Ｅ　Ｓ　１．＜　’（ｈ
という）やアーク再溶解法が用いられる。そのうちＥＳ
Ｒ法は、再溶解すべき金属を消耗゛、上極とし、ｌ１４
融スラク中にその先端を浸漬して通電し、スラグのジュ
ール発熱を利用して金属を順次溶解するものである。ま
たアーク再溶解法は、消耗電極と、ｉ８３’Ａブールと
の間にアークを飛ばしその熱で金属を順次、８解するも
のであって、いずれもそのプロセスは水冷モールド鋳型
内で行われ、再溶解された金属はその中で凝固してイン
ゴットとなる。

凝固インゴットの取り出し方に関して鋳型の形成をモー
ルドの移動方式によって区別すると、固定形鋳型（固定
モールド方式）、移動形鋳型（ムービング・モールド方
式）、連鋳形鋳型（インゴット引抜き方式）等に分類さ
れるが、いずれもジュール熱やアーク熱、あるいはスパ
ークの衝撃等により鋳型、殊にモール１（ライナーの内
面に溶損や損イ葛が生じるという欠点があった。

すなわち、固定形鋳型は、スツール（底抜）上に筒形の
モールドライナーが固定されたもので、消耗ＴＬ極は、
最初にスツールに接近した下端部において溶解を開始し
、凝固したインゴットがモールドライナー内を順次成長
するのでジュール発熱、あるいはアーク発熱箇所がそれ
につれて上♂−するが、溶解初期には特に高電流が流れ
るため、モールドライナー下端部内周面には、高温によ
る溶損、あるいは電気腐食による損傷や変形が発生する
。

移動形鋳型は、スツールが固定され、モールドライナー
が上昇するのもので、連鋳形鋳型は、モールドライナー
が固定され、スツールが移動するものであるが、いずれ
もモールドライナーから凝固インゴットが引き出される
方式であることから、モールドライナー内でスラグプー
ルや７容ｇ両プールの湯面が常時一定個所に位置するた
めに、消耗電極の溶解時の高温や電気腐食により溶損、
損傷、変形等が発生するという欠点があった。

また、上記いずれの金属溶解精錬用水冷鋳型においても
モールドライナーの外側に水冷ジャケットが被着され、
これによりモールドライナーの溶損を防止するとともに
、溶解金属の凝固を促進するようになされているが、そ
のためインボッ１〜の初期凝固層が急冷されるために、
凝固インボッ１−表面に急冷による鋳肌荒れや表面割れ
が生じることがあった。

また、消耗電極や、溶融スラブ、溶解金属とモールドラ
イナーとの間に電気スパークが発生し、モールドライナ
ー内周面に電気スパークによる損傷ができ、消費電力の
無駄や、モールドライナーの短寿命という問題もあり、
これを解決するために消耗ｍ　ｔＪを出来るだけ小径に
することによりモールドライナー内周面との間の距離を
大きくしたり、使用電流を下げる等の対策がなされてい
る。

しかし、これ等は生産性の障害となっていた。

〔発明の目的〕

この発明は、ＥＳＲ法や真空アーク再溶解法による上記
のような金属精練技術の実情に鑑みて、モール１へライ
ナーへの伝熱とインボッ１−の冷却とを緩和し、且つス
パークの発生を防止することにより、モールドライナー
の溶損、損傷、変形を防止し、凝固インボッＩ〜の品質
の向上と消費電力の節減を図り得る生産性の高い金属溶
解精錬用水冷鋳型を堤供することを目的としている。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成するための第１発明の構成は、水冷ジ
ャケットを被着したモールドライナーがスツール上に固
定された固定形鋳型において、モールドライナーの下端
部内周面を断熱性絶縁材で被覆し、溶解初期の高電流に
基づく高温によるモールドライナーの溶損や、電気腐食
による損傷および変形を防止するようにしたことをその
要旨とする。

また第２発明の構成は、スツールが固定され、水冷ジャ
ケットを被着したモールドライナーが上昇するようにし
た移動形鋳型と、水冷ジャケットを被着したモールドラ
イナーが固定され、スツールが下降するようにした連訪
形鋳型とにおいて、モールドライナーの上端部内周面を
断熱性絶縁材で被覆し、金属溶解箇所が一定位置である
ことに基づく高温の持続によるモールドライナーの溶損
と、電気腐食による損傷や変形を防止できるようにした
ことをその要旨とする。

次に第３発明の構成は、モールドライナーのスラグブー
ル部とそれより以上部がインゴノ１−形成部よりも大径
に形成してあるＴ形鋳型において、モールドライナーが
上端に鍔部付きの胴部モール１〜ライナーと、その上の
頭部モールドライナーとからなり、胴部モールドライナ
ーのみに水冷ジャケットを被着し、頭部モールドライナ
ーには冷却水の通水路を全周に亘って設けることにより
、この部分の冷却を水冷ジャケットとは別個になし、胴
部モールドライナーの上端部内周面から鍔部上面にかけ
てと、頭部モールドライナーの内周面とをぞれぞれ断熱
性絶縁材で被覆し、第２の発明と同じく、金属溶解箇所
が一定位青であることに基づく高温の持続によるモール
ドライナーの溶損と、電気腐食による損傷や変形を防止
できるようにしたことをその要旨とする。

〔第１発明の実施例〕 第１図は、固定層鋳型を示したもので、スツール１の上
にモールドライナー２を載置して固定し、モール１くラ
イナー２の外側にジャケット３を被着する。スツール、
モールドライナーは銅及び銅合金により製作されている
。Ｐは被再溶解財とじての消耗電極、Ｓはスラグ、Ｍは
溶鋼プール、Ｇは凝固インゴットである。

モールドライナー２はストレートな箇所であって、下端
にスツール１との連結鍔４を形成し、下端部内周面には
肉を盗むことによりやや大径の肉入周面５を形成し、肉
入周面５に断熱性絶縁材６を被覆してある。

断熱性絶縁材６は、１８００℃以上の耐熱性が必要であ
るために、それに適したものとしては、例えばアルミニ
ウムの酸化物（１２０□）、クロムの酸化物（Ｃｒ２ｏ
、　）、ジルコニウムの酸化物（ＺｒＯ□）等、ニュー
セラミックと称されるような高度な耐熱性を有する素材
が適当なものとして挙げることが出来る。

断熱性絶縁材６の被覆については、肉入周面５に嵌込む
方法、多数の円孤形湾曲片を形成することにより肉入周
面５に内張すする方法、断熱性絶縁材６を泥状にして肉
入周面５に塗布し乾燥して固める方法、各種溶射による
ユーテング方法等を挙げることができる。

水冷ジャケット３は、内外２重壁７，８からなり、下端
に入水口９を、上端に出水口１０をぞれぞれ設け、モー
ルドライナーの下端部が最も強く冷却されるようになっ
ている。

上記の固定層鋳型において、スラグＳおよび消耗電極Ｐ
の下端は、溶解初期にはモールドライナー２の下端部に
位置するが、凝固インゴットＧの成長につれて上昇する
。この場合、溶解初期に特に大電流が流れるために、そ
の時期のスラグＳにおけるジュール熱の発熱量は多大で
あるが、モールドライナー２の下端部内周面が断熱性絶
縁材６で被覆されているため、熱伝導が緩和されること
により溶損が防止される。またスラグＳがモールドライ
ナー２の下端部内周面に直接接触しないので、その面に
大電流による電気腐食が発生しなく、電気腐食によるモ
ールドライナーの損傷や変形を防止できる。さらに、断
熱性絶縁材６によりスラグＳのジュール発熱の放熱が抑
制される結果、溶解速度が向上し、使用電力の節減とな
る。また。

前述の如く、モールドライナー２の下端部が水冷ジャケ
ット３により最も強く冷却されるが、溶解金属の冷却が
断熱性絶縁材６により緩和され、初期凝固部を軟冷却さ
れる結果、鋳肌の悪化を防止でき従来のものよりもイン
ゴット表面の品質の改善が可能である。

〔第２発明の実施例〕 第２図は移動形鋳型を示したもので５スツール（図示せ
ず）が固定され、モールドライナー２およびジャケット
３が上昇することにより下から凝固インゴットＧが抜き
取られるようになっている。

この場合は、スラグＳおよび消耗電極Ｐの下端部がモー
ルドライナー２の上端部に常時位置するので、その上端
部内周面に肉入周面５を形成し、その肉入周面５に断熱
性絶縁材６を被覆してある。

この移動形鋳型においては、第１発明の固定層鋳型と同
様の作用を奏するほか、消耗電極Ｐとモールドライナー
上端部との間が断熱性絶縁材６により絶縁されている結
果、消耗電極、溶融′スラグ、溶解金属とモールドライ
ナー間にスパークが発生することはなく、スパークによ
るモールドライナ−２の内周面の損傷を防止できる。又
、被覆による断熱で溶融スラグの冷却が鈍化され溶融ス
ラブの高温が保持されるため、消耗電極の溶解がより促
される。したがって、モールドライナー２の内周面と接
近する図示の如き大径の消耗電極Ｐの使用が可能であり
、そのため金Ｒ溶解精錬の能力を非常に高め得る。

〔第３発明の実施例〕 第３図は、モールドライナー２のスラグプール部２０と
、それ以上部２１とがインゴット形成部２２よりも大径
に形成されたＴ形の連鋳形鋳型を示したもので、モール
ドライナー２が固定され、スツール（図示せず）が下へ
移動することにより凝固Ｇが引き出されるものである。

モールドライナー２は、月間部モールドライナー２３と
、頭部モール１くライナー２ｂとからなり、胴部モール
ドライナー２０に水冷ジャケット３が被着されている。

胴部モールドライナー２８は上端に鍔部１４を設け１頭
部モールドライナー２ｂを鍔部１４の上に載置して連結
してある。そして胴部モールドライナー２８の上端部内
周面から鍔部１４の先端にかけて肉入面５ａを形成し、
その肉入面５ａと頭部モールドライナー２８の内周全面
とを断熱性絶縁材［ｉａ、６ｂで被覆してある。また、
頭部モールドライナー２ｂは、厚内に形成し、内部に冷
却用の通水路１５ヲ全周に亘って設けである。

このＴ型の連鋳形鋳型においては、前記第１および第２
の鋳型と同様の作用を奏するほか、頭部モールドライナ
ー２８は、通水路１５を設けることによってのみ、高温
による被覆材の溶損を防止できる。

また、水冷ジャケットは、水を下から入れることを要す
るために、全体を水冷ジャケットで被覆した場合は、頭
部モールドライナー２ｂの冷却が不十分となるが、この
実施例の場合であると、水冷ジャケット３とは無関係に
頭部モールドライナー２ｂを特に強く又は弱く制御冷却
することができる。

〔発明の効果〕

以上の３つの発明によれば、モールドライナー内におい
て、消耗電極を再溶解するために発生させる高温によっ
て、モールドライナー内周面が溶損したり、大電流に基
づく電気腐食によって損傷や変形が発生したり、スパー
クによる損傷が生じたりする不都合を未然に防止でき、
また、熱効率が良好であるため、精練能率を高め、且つ
使用電力の節減を成すことができるほか、凝固インゴッ
トの品質改首をなし得る等の優れた効果がある。

殊に第２および第３の発明によれば、消耗電極Ｐとモー
ルドライナー２間のスパークの発生を防止できることか
ら、大径の消耗電極の使用が可能となるために、精錬能
力を非常に高めることができるという優れた効果もある
。

また第３の発明によれば、最も高温が発生する箇所の頭
部モールドライナーに冷却用通水路を設け、その頭部モ
ールドライナーが上部にあることによる冷却の不利を解
消し、その溶損を有効に防止し、且つ胴部モールドライ
ナーのみに水冷ジャケットを設けることによりその構造
を簡素化を図ることができるという優れた効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は順次第１発明、第２発明、第
３発明の要部をそれぞれ示す断面図である。 １・・・スツール　２・・・モールドライナー２ａ・・
・月間部モールドライナー ２ｂ・・・頭部モールドライナー ３・・・水冷ジャケット ６　、６ａ、６ｂ・・・断熱性絶縁材 １５・・・通水路　２０・・・スラグプール部２１・・
スラグプール部以上部 ２２・・・インゴット形成部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水冷ジャケットを被着したモールドライナーがスツ
   ール上に固定された固定形鋳型において、モールドライ
   ナーの下端部内周面を断熱性絶縁材で被覆したことを特
   徴とする金属溶解精錬用水冷鋳型。 ２）スツールが固定され、水冷ジャケットを被着したモ
   ールドライナーが上昇するようにした移動形鋳型と、水
   冷ジャケットを被着したモールドライナーが固定され、
   スツールが下降するようにした連鋳形鋳型とにおいて、
   モールドライナーの上端部内周面を断熱性絶縁材で被覆
   したことを特徴とする金属溶解精錬用水冷鋳型。 ３）モールドライナーのスラグプール部と、それ以上部
   とがインゴット形成部よりも大径に形成してあるＴ形鋳
   型において、モールドライナーが上端に鍔部付きの胴部
   モールドライナーと、その上の頭部モールドライナーと
   からなり、胴部モールドライナー及び頭部モールドライ
   ナーに、それぞれ個別の冷却水路を設け、胴部モールド
   ライナーの上端部内周面から鍔部上面にかけてと、頭部
   モールドライナーの内周面とをそれぞれ断熱性絶縁材で
   被覆したことを特徴とする金属溶解精錬用水冷鋳型。