| 【発明の名称】 |
真空アーク溶解用給電スタブおよびこの給電スタブを備えた真空アーク溶解装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大沢 立弥
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| 【要約】 |
【課題】消耗電極を再溶融して得た鋼塊の汚染を確実に阻止し、そして、消耗電極の再溶解率を向上する真空アーク溶解用給電スタブおよびこの給電スタブを備えた真空アーク溶解装置を提供する。
【解決手段】真空アーク溶解装置は、消耗電極Ａの上面に下端部が溶接された給電スタブ１４を備え、この給電スタブ１４の下端部には空所１８が形成されている。空所１８は、消耗電極Ａの上面に現れる引け巣Ｂや割れなどに起因し、再溶解の終期に消耗電極Ａを通過して走るグローアークから給電スタブ１４を逃がし、給電スタブ１４の溶解を阻止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 真空雰囲気中にて、前記消耗電極と溶鋼プールとの間にアークを発生すべく給電される給電スタブにおいて、前記給電スタブは前記消耗電極の上面中央部との間に、所定の空隙を確保した形状をなすことを特徴とする真空アーク溶解用給電スタブ。
【請求項２】 請求項１の給電スタブを備えた真空アーク溶解装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空アーク溶解法に適用される給電スタブおよびこの給電スタブを備えた真空アーク溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空アーク溶解は、真空雰囲気中にて消耗電極と溶解プールとの間にアークを飛ばし、消耗電極をその下端から順次再溶解する製錬法の１つであり、このような真空アーク溶解によれば、消耗電極内の不純物を除去した鋼塊を得ることができる。
【０００３】消耗電極と溶解プールとの間にてアークを飛ばすため、つまり、消耗電極は給電スタブを介して保持されている。より詳しくは、給電スタブは消耗電極の上面に溶接され、消耗電極と電気的に接続された状態にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、消耗電極は鋳造により得られるため、消耗電極が正立の状態で給電スタブに接続されると、消耗電極の上面中央部に引け巣や割れなどが生じている場合が多い。このような状況では、再溶解作業の終期、消耗電極の引け巣や割れなどが給電スタブと溶鋼プール側とを結ぶ通路となり、消耗電極と溶鋼プールとの間に発生したアークの一部がグローアークとなって、その通路を走り、給電スタブ自体を溶融させてしまうことがある。この場合、給電スタブの材料が溶解プールに混入し、溶解プール、つまり、鋼塊を汚染してしまう。
【０００５】このような不具合を避けるためには、消耗電極の再溶解を引け巣や割れの手前で終了すればよいが、引け巣や割れの深さは正確に把握できない。それゆえ、消耗電極の再溶解はその消耗電極の上部を大きく残した状態で行われ、消耗電極の許容消費率が低下する。本発明は、上述の事情にも基づいてなされたもので、その目的とするところは、溶鋼の汚染を防止する一方、消耗電極の許容消費率を高めることができる真空アーク溶解用給電スタブおよびこの給電スタブを備えた真空アーク溶解装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る真空アーク溶解用給電スタブはその消耗電極の上面中央部との間に所定空隙を確保した形状をなす。このような給電スタブによれば、再溶解の終期において、前述した引け巣や割れなどにより消耗電極に給電スタブと溶解プールとの間を結ぶ通路が形成され、そして、この通路をグローアークが走るとしても、給電スタブにはそのグローアークから給電スタブを逃がす空隙が確保されているので、グローアークにより給電スタブが溶融されることはない。
【０００７】また、本発明は、上述の給電スタブを備えた真空アーク溶解装置（請求項２）を提供する。この真空アーク溶解装置もまた上述の作用を発揮することは言うまでもない。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は真空アーク溶解装置（ＶＡＲ）を概略的に示す。溶解装置は真空炉２を備え、真空炉２の下部は冷却鋳型４として構成されている。冷却鋳型４はその外周が冷却ジャケット６により囲まれ、冷却ジャケット６は冷却水の循環経路（図示しない）に接続されている。
【０００９】一方、真空炉２の上部からは排気管８が延び、排気管８は電磁制御弁１０を介して真空ポンプ１２に接続されている。真空ポンプ１２は電磁制御弁１０および排気管８を通じて真空炉２内を排気し、真空炉２内に所定の真空雰囲気を作り出す。真空炉２内にはロッド形状の給電スタブ１４が配置され、この給電スタブ１４の上部はチャックを介して昇降機（図示しない）に支持されている。給電スタブ１４がチャックに把持されたとき、これら給電スタブ１４およびチャックは電気的に接続された状態にある。チャックは給電スタブ１４に負（−）の電位を付与し、一方、冷却鋳型４には正（＋）の電位が付与される。
【００１０】給電スタブ１４はその下端に再溶解される消耗電極Ａが正立姿勢で溶接されており、消耗電極Ａは真空アーク溶解に好適した材質からなり、鋳造により得られたものである。なお、参照符号１６は溶接ビードを示す。より詳しくは、給電スタブ１４はその下端部がパイプ形状をなし、その下面に開口した空隙、つまり、空所を有する。この空所１８の径は、消耗電極Ａの上面中央に現れる引け巣Ｂや割れ等の存在域よりも十分に大きく、このような存在域を避けて消耗電極Ａの上面に溶接されている。また、空所１８の奥行きもまた、後述するグローアークに対して十分に大きく長く確保されている。
【００１１】なお、給電スタブ１４の下端部には空所１８に連通する開孔２０が必要に応じて形成され、この開孔２０は、給電スタブ１４と消耗電極Ａとの溶接時、空所１８内に流入したガスのガス抜き孔となる。上述の給電スタブ１４を備えた真空アーク溶解装置によれば、消耗電極Ａは給電スタブ１４を介して真空炉２内、つまり、その冷却鋳型４内に配置され、その下面と冷却鋳型４との間に所定のギャップが確保される。この後、真空ポンプ１２の作動により真空炉２内は所定の真空度に維持された状態で、消耗電極Ａと冷却鋳型４との間に所定の電位差が印加されると、この電位差により、消耗電極Ａの下面から溶解プール上面に向けてアークＣが飛び、このアークＣは消耗電極Ａの下面を再溶解する。このような溶鋼は消耗電極Ａから溶解プールに滴下する。
【００１２】消耗電極Ａの再溶融が進むに連れ、消耗電極Ａは溶融プールＤとの間に前記ギャップを一定にして、そのアークを維持すべく給電スタブ１４を介して下降される。一方、冷却鋳型４の溶融プールＤはその下部から冷却されて鋼塊Ｅとなる。消耗電極１４の再溶解が終期に至り、その引け巣Ｂや割れにより消耗電極Ａを貫通する通路が形成され、この通路を通じてグローアークが走っても、給電スタブ１４には空所１８が予め形成されているので、このようなグローアークから給電スタブ１４は逃げた状態にある。それゆえ、給電スタブ１４がグローアークにより溶融されていまい、給電スタブ１４の溶鋼により溶融プールＤ、すなわち、鋼塊Ｅが汚染されることはない。
【００１３】上述の説明から明かなように、消耗電極Ａの引け巣Ｂや割れなどに起因し、消耗電極Ａを通過するようなグローアークが発生しても、このグローアークによる給電スタブの溶解を確実に阻止できるので、消耗電極Ａの許容消費率を高めることができる。本発明は上述した一実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００１４】たとえば、給電スタブ１４はその下端部をパイプ状に形成することで、グローアークから逃げるための空所１８を確保しているが、図２に示されるように給電スタブ１４の下端部を下向きのＵ字形に形成しても、グローアークから逃げるための空隙を確保でき、その下端部の形状は色々と変更可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空アーク溶解用給電スタブ（請求項１）およびこの給電スタブを備えた真空アーク溶解装置（請求項２）によれは、消耗電極の引け巣や割れなどの存在により、その再溶解の終期にて、消耗電極を貫通して走るグローアークが発生しても、給電スタブはその空隙によりグローアークから逃げることができる。したがって、給電スタブの溶解による鋼塊の汚染を確実に防止できるとともに、消耗電極の再溶解率の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７１３
【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月５日（２０００．６．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】長門 侃二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３４２５２５（Ｐ２００１−３４２５２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月１４日（２００１．１２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１６７３５２（Ｐ２０００−１６７３５２） |
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