JPH07188794A - Electroslag melting method - Google Patents

Electroslag melting method

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Publication number
JPH07188794A
JPH07188794A JP5308608A JP30860893A JPH07188794A JP H07188794 A JPH07188794 A JP H07188794A JP 5308608 A JP5308608 A JP 5308608A JP 30860893 A JP30860893 A JP 30860893A JP H07188794 A JPH07188794 A JP H07188794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flux
cao
melting
consumable electrode
ingot
Prior art date
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Pending
Application number
JP5308608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Sato
明彦 佐藤
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an electroslag melting method capable of yielding an ingot free from blowhole defects. CONSTITUTION:This electroslag melting method comprises placing a start block 6 on a copper stool 5 pressed to the molded base of an electroslag melting device and introducing a consumable electrode 3 onto this start block 6. Melting is started in the presence of a flux 8 without contg. CaO and thereafter CaO powder 9 is added or a melting operation is continued in the presence of the CaO-contg. flux at the time of packing the flux and starting melting. CaF2-Al2O3 powder is usable as the flux 8 which does not contain the CaO.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロスラグ溶解
方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electroslag melting method.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロスラグ溶解(以下、「ES
R」という。)では、水冷モールド内の溶融スラグ中に
浸漬された状態の消耗電極に通電し、溶融スラグ内で発
生するジュール熱により消耗電極を溶解し、生じた液滴
が、溶融スラグ中を精錬作用を受けながら落下して、水
冷モールド内に順次鋳込まれる。ところで、従来、溶解
を開始する場合、あらかじめ溶解したスラグを用いるホ
ットスタート法と消耗電極の材質と同じ材質のスタート
ブロックを使用するコールドスタート法があるが、通常
コールドスタート法が採用されている。すなわち、エレ
クトロスラグ溶解装置のモールド底部に銅製スツールを
当接し、銅製スツールの上にスタートブロックを載置し
た後、スタートブロック上に着火材を載せる。その上に
消耗電極を置いた後、フラックスを充填し、消耗電極に
電圧を印加してスタートブロックとの間に電流を流す。
それによって消耗電極とスタートブロックとの間にアー
クが発生してフラックスを溶解し、溶融スラグが形成さ
れる。この場合、フラックスとしては、脱酸作用のある
CaOを含むのも、例えば、CaF2 −Al2 3 −C
aOなどが好ましいものとして使用されている。
2. Description of the Related Art Electroslag melting (hereinafter referred to as "ES
R ”. ), The consumable electrode immersed in the molten slag in the water-cooled mold is energized, the consumable electrode is melted by the Joule heat generated in the molten slag, and the resulting droplets perform refining action in the molten slag. It drops while receiving and is sequentially cast into a water-cooled mold. By the way, conventionally, when starting the melting, there are a hot start method using a slag that has been melted in advance and a cold start method using a start block made of the same material as the material of the consumable electrode, but the cold start method is usually adopted. That is, a copper stool is brought into contact with the mold bottom of the electroslag melting apparatus, a start block is placed on the copper stool, and then an ignition material is placed on the start block. After placing the consumable electrode on it, the consumable electrode is filled with a flux, a voltage is applied to the consumable electrode, and a current is passed between the consumable electrode and the start block.
As a result, an arc is generated between the consumable electrode and the start block, the flux is melted, and molten slag is formed. In this case, the flux may include CaO having a deoxidizing effect, for example, CaF 2 -Al 2 O 3 -C.
aO and the like are used as preferred ones.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、コールドス
タート法によりインゴットを溶製すると、インゴットの
底部、すなわち、溶製の初期に形成される部分にブロー
ホール欠陥が発生することがある。従来、このようなブ
ローホールの発生部分は、切断して除去することが行わ
れている。したがって、従来より、ブローホールの発生
部分は、なるべく少なくして歩留まりを向上させること
が望まれている。本発明者の検討によると、フラックス
に含まれるCaOが吸水性を有しているため、水分が容
易にフラックス中に含まれるようになり、その結果、イ
ンゴットの形成時にブローホールが生じるものと考えら
れるが、CaOは脱酸作用を有するために、使用するこ
とが望まれる。そこで、CaO含有フラックスは乾燥し
て使用しているが、乾燥しても水蒸気分圧が高い夏期に
おいては、数分程度の短時間で水分を吸収してしまい、
所望の結果が得られない。本発明は、上記の要求を満た
すことを目的としてなされたものである。すなわち、本
発明の目的は、ブローホールのないインゴットを得るこ
とができるESR溶解方法を提供することにある。
By the way, when an ingot is melted by the cold start method, a blowhole defect may occur at the bottom of the ingot, that is, a portion formed at the initial stage of melting. Conventionally, such a blow hole generating portion has been cut and removed. Therefore, conventionally, it has been desired to reduce the number of blowholes generated as much as possible to improve the yield. According to the study of the present inventor, since CaO contained in the flux has a water absorbing property, it is considered that water is easily contained in the flux, and as a result, blowholes are formed during formation of the ingot. However, CaO is desired to be used because it has a deoxidizing effect. Therefore, the CaO-containing flux is dried and used, but even if it is dried, it absorbs moisture in a short time of about several minutes in the summer when the partial pressure of water vapor is high,
The desired result is not obtained. The present invention has been made for the purpose of satisfying the above requirements. That is, an object of the present invention is to provide an ESR melting method capable of obtaining an ingot without blowholes.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、検討の結
果、フラックスにおける水素の溶解度の差異により、水
素の溶解度の少ないフラックスを先に使用し、溶解度の
高いものを後で使用すると、良好な結果が得られること
を見出だし、本発明を完成するに至った。本発明のES
R溶解方法は、エレクトロスラグ溶解装置のモールド底
部に当接した銅製スツールの上にスタートブロックを載
置し、該スタートブロック上に消耗電極を導入し、フラ
ックスを充填して溶解を開始するに際して、CaOを含
まないフラックスの存在下で溶解を開始した後、CaO
粉末を添加して、またはCaO含有フラックスの存在下
で溶解作業を続行することを特徴とする。
As a result of the study, the inventors of the present invention found that it is preferable to use a flux having a low solubility of hydrogen first and a flux having a high solubility later due to the difference in the solubility of hydrogen in the flux. It was found that such results were obtained, and the present invention was completed. ES of the present invention
In the R melting method, a start block is placed on a copper stool that is in contact with the mold bottom of an electroslag melting device, a consumable electrode is introduced onto the start block, and flux is filled to start melting. After initiating dissolution in the presence of CaO-free flux, CaO
The melting operation is continued by adding powder or in the presence of CaO-containing flux.

【0005】以下、本発明のESR溶解法について詳細
に説明する。図1は、本発明のESR溶解法を説明する
ためESR装置の概略構成図である。1は、水冷モール
ドであり、冷却水外套2に導入される冷却水によって冷
却されるように構成されている。3は消耗電極であり、
図示していない電極支持用マストに昇降可能に設けられ
たクランプによって把持されている。消耗電極3には、
電源4によって電圧が印加されるようになっており、銅
製スツール5との間で電流が流れるようになっている。
銅製スツール5の上には、スタートブロック6が載置さ
れている。なお、7は着火材、8はCaOを含有しない
フラックスで、9はCaO粉末である。
The ESR dissolution method of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ESR device for explaining the ESR melting method of the present invention. Reference numeral 1 denotes a water-cooled mold, which is configured to be cooled by the cooling water introduced into the cooling water jacket 2. 3 is a consumable electrode,
It is gripped by a clamp (not shown) that is vertically movable. The consumable electrode 3 has
A voltage is applied by the power source 4 so that a current flows between it and the copper stool 5.
A start block 6 is placed on the copper stool 5. In addition, 7 is an ignition material, 8 is a flux containing no CaO, and 9 is CaO powder.

【0006】上記のESR装置においてコールドスター
ト法により溶解を開始する場合には、銅製スツール5を
水冷モールド1の底部に当接し、その上にスタートブロ
ック6を載置する。スタートブロックに着火材7を載
せ、消耗電極をスタートモールドの上に導入した後、消
耗電極3と水冷モールド1の間にまずCaOを含有しな
いフラックス8を充填し、その上にCaO粉末9を投入
して、溶解開始状態にする。この状態で消耗電極に電圧
を印加すると、消耗電極とスタートブロックとの間でア
ークが発生し、着火材の作用によってフラックスが溶融
し、消耗電極の再溶解が開始される。溶解操作が終了し
た後、形成されたインゴットを水冷モールドから取り出
し、底部の脱酸が十分でない部分を切断すればよい。
When the melting is started by the cold start method in the above ESR apparatus, the copper stool 5 is brought into contact with the bottom of the water-cooled mold 1, and the start block 6 is placed thereon. After placing the ignition material 7 on the start block and introducing the consumable electrode onto the start mold, first, the CaO-free flux 8 is filled between the consumable electrode 3 and the water-cooled mold 1, and the CaO powder 9 is put thereon. Then, the state of starting to dissolve is obtained. When a voltage is applied to the consumable electrode in this state, an arc is generated between the consumable electrode and the start block, the flux is melted by the action of the ignition material, and the remelting of the consumable electrode is started. After the melting operation is completed, the formed ingot may be taken out from the water-cooled mold, and the portion of the bottom portion where deoxidation is not sufficient may be cut.

【0007】図1のESR装置は、銅製スツールを水添
モールドに固定した固定型のものであるが、本発明は、
銅製スツールを下方に移動させてインゴットを引き抜く
タイプのESR装置においても適用することができる。
この場合ESR装置においては、水冷モールド内で形成
されたインゴットは、銅製スツールを下方に移動させる
ことによって、連続的に下方に引き抜かれ、溶解作業終
了後、上方に引き上げられて取り出される。
The ESR device of FIG. 1 is a fixed type in which a copper stool is fixed to a hydrogenation mold.
It can also be applied to an ESR device of a type in which a copper stool is moved downward to pull out an ingot.
In this case, in the ESR device, the ingot formed in the water-cooled mold is continuously pulled down by moving the copper stool downward, and is pulled up and taken out after the completion of the melting operation.

【0008】本発明において、フラックスとしては、C
aF2 、Al2 3 、TiO2 、MgO、SiO2 およ
びCaOから選択された1種またはそれ以上の組み合わ
せが使用できるが、溶解開始時には、CaOを含有しな
いフラックスを使用する必要がある。CaOは、溶解開
始時にCaOを含有しないフラックスの上に重ねて充填
してもよいし、溶解開始後、適当な時期に充填してもよ
い。また、CaOの代わりにCaO含有フラックスの形
態で充填してもよい。
In the present invention, the flux is C
aF 2, Al 2 O 3, TiO 2, MgO, but one or more combinations selected from SiO 2 and CaO can be used, at the time of dissolution starts, it is necessary to use a flux containing no CaO. CaO may be filled on top of the CaO-free flux at the start of melting, or may be filled at an appropriate time after the start of melting. Further, instead of CaO, CaO-containing flux may be filled.

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、溶解開始時に、CaOを含
有しないフラックスの存在下で溶解操作が行われるの
で、溶解開始当初におけるフラックス中の水分含有量が
少なくなる。フラックス中の水分含有量は、温度の上昇
と共に平衡状態に達するので、その段階でCaO含有フ
ラックスを存在させると、CaOによる水分吸収の影響
がなくなる。したがって、本発明によれば、インゴット
形成当初における水分の影響が少なくなるので、ブロー
ホール欠陥のないインゴットを得ることが可能になる。
In the present invention, since the melting operation is carried out in the presence of the flux containing no CaO at the beginning of melting, the water content in the flux at the beginning of melting is reduced. Since the water content in the flux reaches an equilibrium state as the temperature rises, the presence of the CaO-containing flux at that stage eliminates the effect of water absorption by CaO. Therefore, according to the present invention, the influence of moisture at the beginning of ingot formation is reduced, and thus an ingot without blowhole defects can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

実施例1 図1に示すESR装置を用いてESR溶解を行った。E
SR溶解の条件は次の通りであった。消耗電極として、
φ175mmの高炭素鋼(SKH9)を用い、水冷モー
ルドとして、φ240mm×長さ2000mmのサイズ
の銅製モールドを使用した。スタートブロックを載置し
た銅製スツールを上記銅製モールドの底部に当接した
後、スタートブロックの上に着火材を載せ、次いで、消
耗電極を導入した。消耗電極と銅製スツールとの間に、
フラックスとして、80CaF2 −20Al2 3 の組
成(重量%)を有する粉末12kgを充填し、その上に
CaO3kgを投入し、その状態で50V、7kAの電
流を流して溶解を開始して、長さ1400mmのインゴ
ットを得た。形成されたインゴットの底部にはブローホ
ールは発生していなかったが、下端から30mmの範囲
では脱酸が十分でないので、下端から50mmを切断し
て除去した。 比較例1 溶解開始時において、フラックスとして、60CaF2
−20Al2 3 −20CaOの組成を有する粉末15
kgを充填した以外は、実施例1と同様の条件で長さ1
400mmのインゴットを作製した。形成されたインゴ
ットの底部には下端から150mmの範囲でブローホー
ルが発生していたので、下端から200mmを切断して
除去した。
Example 1 ESR dissolution was performed using the ESR apparatus shown in FIG. E
The conditions for SR dissolution were as follows. As a consumable electrode,
A φ175 mm high carbon steel (SKH9) was used, and a copper mold having a size of φ240 mm × length 2000 mm was used as the water-cooled mold. The copper stool on which the start block was placed was brought into contact with the bottom of the copper mold, an ignition material was placed on the start block, and then a consumable electrode was introduced. Between the consumable electrode and the copper stool,
As a flux, 12 kg of a powder having a composition (wt%) of 80CaF 2 -20Al 2 O 3 was filled, and 3 kg of CaO was charged thereon, and in that state, a current of 50 V and 7 kA was flowed to start the melting, A 1400 mm thick ingot was obtained. No blowholes were generated at the bottom of the formed ingot, but deoxidation was not sufficient within the range of 30 mm from the lower end, so 50 mm from the lower end was cut and removed. Comparative Example 1 At the start of melting, as a flux, 60CaF 2
-20Al 2 O 3 powder 15 having the composition -20CaO
A length of 1 was obtained under the same conditions as in Example 1 except that 1 kg was filled.
A 400 mm ingot was prepared. Since a blow hole was generated in the range of 150 mm from the lower end on the bottom of the formed ingot, 200 mm was cut from the lower end and removed.

【0011】実施例2 図1に示すESR装置を用い、ESR溶解を行った。E
SR溶解の条件は次の通りであった。消耗電極として、
φ380mmの鋼材(SUS440C)を用い、水冷モ
ールドとして、φ520mm×長さ2000mmのサイ
ズの銅製モールドを使用した。スタートブロックを載置
した銅製スツールを上記銅製モールドの底部に当接した
後、スタートブロックの上に着火材を載せ、次いで、消
耗電極を導入した。消耗電極と銅製スツールとの間に、
フラックスとして、75CaF2−25Al2 3 の組
成(重量%)を有する粉末64kgを充填し、その上に
CaO16kgを投入し、その状態で45V、11kA
の電流を流して溶解を開始して、長さ1200mmのイ
ンゴットを得た。形成されたインゴットの底部にはブロ
ーホールは発生していなかったが、下端から50mmの
範囲で脱酸が十分でないので、下端から70mmを切断
して除去した。 比較例2 溶解開始時において、フラックスとして、60CaF2
−20Al2 3 −20CaOの組成を有する粉末80
kgを充填した以外は、実施例2と同様の条件で長さ1
200mmのインゴットを作製した。形成されたインゴ
ットの底部には下端から150mmの範囲でブローホー
ルが発生していたので、下端から200mmを切断して
除去した。
Example 2 ESR dissolution was performed using the ESR apparatus shown in FIG. E
The conditions for SR dissolution were as follows. As a consumable electrode,
A φ380 mm steel material (SUS440C) was used, and a copper mold having a size of φ520 mm × length 2000 mm was used as a water-cooled mold. The copper stool on which the start block was placed was brought into contact with the bottom of the copper mold, an ignition material was placed on the start block, and then a consumable electrode was introduced. Between the consumable electrode and the copper stool,
As a flux, 64 kg of a powder having a composition (wt%) of 75CaF 2 -25Al 2 O 3 was filled, and 16 kg of CaO was put on the powder, and in that state, 45 V, 11 kA
The current was applied to start melting, and an ingot having a length of 1200 mm was obtained. No blowholes were generated at the bottom of the formed ingot, but deoxidation was not sufficient within the range of 50 mm from the lower end, so 70 mm from the lower end was cut and removed. Comparative Example 2 At the start of melting, as a flux, 60CaF 2
Powder having a composition of -20Al 2 O 3 -20CaO 80
A length of 1 was obtained under the same conditions as in Example 2 except that 1 kg was filled.
A 200 mm ingot was prepared. Since a blow hole was generated in the range of 150 mm from the lower end on the bottom of the formed ingot, 200 mm was cut from the lower end and removed.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は、上記のように溶解開始時に、
CaOを含有しないフラックスの存在下でインゴットを
形成するので、インゴット形成当初における水分の影響
がなくなり、ブローホール欠陥のないインゴットを得る
ことができ、したがって、歩留まりの向上をはかること
ができる。
As described above, the present invention is
Since the ingot is formed in the presence of the CaO-free flux, the influence of water at the beginning of ingot formation can be eliminated, and an ingot without blowhole defects can be obtained, thus improving the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のESR溶解方法を説明するためのE
SR溶解装置の一例の概略構成図である。
FIG. 1E for explaining the ESR dissolution method of the present invention
It is a schematic block diagram of an example of an SR dissolution apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…水冷モールド、2…冷却水外套、3…消耗電極、4
…電源、5…銅製スツール、6…スタートブロック、7
…着火材、8…CaOを含有しないフラックス、9…C
aO粉末。
1 ... Water cooling mold, 2 ... Cooling water jacket, 3 ... Consumable electrode, 4
… Power supply, 5… Copper stool, 6… Start block, 7
... Ignition material, 8 ... CaO-free flux, 9 ... C
aO powder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エレクトロスラグ溶解装置のモールド底
部に当接した銅製スツールの上にスタートブロックを載
置し、該スタートブロック上に消耗電極を導入し、フラ
ックスを充填して溶解を開始するに際して、CaOを含
まないフラックスの存在下で溶解を開始した後、CaO
粉末を添加して、またはCaO含有ラックスの存在下で
溶解作業を続行することを特徴とするエレクトロスラグ
溶解方法。
1. When a start block is placed on a copper stool that is in contact with the bottom of a mold of an electroslag melting apparatus, a consumable electrode is introduced onto the start block, and flux is filled to start melting. After initiating dissolution in the presence of CaO-free flux, CaO
An electroslag melting method, characterized in that the melting operation is continued by adding powder or in the presence of CaO-containing Lux.
JP5308608A 1993-11-16 1993-11-16 Electroslag melting method Pending JPH07188794A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006257515A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Daido Steel Co Ltd Ingot manufacturing method, and tool for cold starting

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006257515A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Daido Steel Co Ltd Ingot manufacturing method, and tool for cold starting

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