JPH09104928A - エレクトロスラグ再溶解法 - Google Patents
エレクトロスラグ再溶解法Info
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- JPH09104928A JPH09104928A JP25838695A JP25838695A JPH09104928A JP H09104928 A JPH09104928 A JP H09104928A JP 25838695 A JP25838695 A JP 25838695A JP 25838695 A JP25838695 A JP 25838695A JP H09104928 A JPH09104928 A JP H09104928A
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Abstract
おりのREMを含有する鋳塊を得るためのエレクトロス
ラグ再溶解法を提供する。 【解決手段】 希土類金属の弗化物または希土類金属の
弗化物とCaF2からなるスラグを使用して、希土類金
属無添加または希土類金属を含有する合金電極を該スラ
グ中で再溶解することを特徴とするエレクトロスラグ再
溶解法。
Description
再溶解(以下、ESRと記す)における希土類元素の添
加方法に関する。
よって、消耗電極を再溶解し、溶融スラグ中を滴下した
溶滴を水冷銅モールド内で積層凝固させる方法である。
この方法は、スラグの精錬作用による非金属介在物の除
去、脱硫ならびに脱酸などの効果がある他、積層凝固す
ることにより偏析、内部欠陥などが少なく、均一な組織
を有する健全鋳塊を得ることができる利点がある。しか
しながら、一般にESR法はスラグ精錬に加えてオープ
ンプロセスであるために、大気の遮断が十分でなく、A
l,Tiなどの活性元素やLa,Ceなどの希土類金属
(以下、Yも含めてREMと総称して記す)を合金成分
として含有する合金電極を用いることは困難であった。
すなわち、これらの元素を含む消耗電極を用いて、通常
のESR法で再溶解した場合、ESR後の鋳塊中の希土
類金属の含有量は、電極中の含有量に比較して著しく減
少するだけでなく、安定した目標値が得られない問題が
あった。この減少はAl,Tiなどの活性元素やREM
がESRプロセス中に酸化消耗するためと考えられる。
従来よりCaF2、Al2O3、CaO等を配合したもの
であるが、この配合スラグを用いて消耗電極中にREM
を含有する消耗電極を再溶解すると、溶融スラグ中の酸
素ポテンシャルが高く、REMの酸化消耗により添加歩
留は著しく低下する。このような問題を解消する目的
で、前記のスラグ中にREMの酸化物や弗化物等を添加
し、直流電流によるESR溶解を行ない、電解還元によ
り金属溶湯にREMを添加する方法(特公昭46−36
082号)や、スラグ中および/または消耗電極中に一
種または二種以上のREMを添加してESRを行なう方
法(特開昭59−23811号)が提案されている。
従来から使用されてきたCaF2,Al2O3,CaOな
どのスラグ中にREMの酸化物や弗化物を配合し、その
電解還元あるいはさらにスラグ中の酸素ポテンシャルを
下げることによりREMを添加する方法である。前者で
は直流ESRを推奨しているが、交流溶解でもある程度
のREMの添加が可能であることが記載されている。さ
らに後者の場合、消耗電極中に予めREMを添加してお
けば、スラグ中にREMの酸化物や弗化物を添加してE
SR溶解を行なうと、再溶解後の鋳塊中のREM濃度が
高くなり、直流、交流の如何にかかわらず、ある程度の
効果は得られる。
グを用いて再溶解した場合は、ESR前後での活性元素
やREMの変動が大きく、ESR後の鋳塊にこれらの元
素を目標どおりに安定して含有させることは困難であっ
た。本発明の目的は、再溶解後にREMの酸化物が少な
く、目標どおりのREMを含有する鋳塊を得るためのエ
レクトロスラグ再溶解法を提供することである。
に用いる消耗電極中に含有するREM量が再溶解後の鋳
塊で著しく低下し、また低下割合も不安定で一定せず、
さらにREM酸化物系の非金属介在物が残存する問題に
ついて鋭意調査検討した。その結果、通常ESR法で使
用するCaF2,Al2O3,CaOなどのスラグのう
ち、酸化物系のスラグが存在する状態で再溶解すると変
動が大きいことがわかった。すなわち、本発明の第1発
明は、希土類金属または希土類金属の弗化物とCaF2
からなるスラグを使用して、希土類金属を含有する合金
電極を該スラグ中で再溶解することを特徴とするエレク
トロスラグ再溶解法であり、本発明の第2発明は、希土
類金属または希土類金属の弗化物とCaF2からなるス
ラグを使用して、希土類金属を含有しない合金電極を該
スラグ中で再溶解することにより、希土類金属の添加を
行なうことを特徴とするエレクトロスラグ再溶解法であ
る。
予めREMを含有させた場合、従来のスラグ組成である
Al2O3やCaOなどの酸化物系スラグをREMの弗化
物と配合してESR溶解すると、REMよりも低級な酸
化物がスラグ中に配合添加してあるために、酸素との親
和力が極めて大きいREMなどはスラグ中の低級酸化物
と反応して酸化損失される。例えば、REMとしてLa
を含有した合金をAl2O3を配合したスラグを用いてE
SRを行なった場合、次式に示す如く反応が生じる。 2〔La〕+(Al2O3)=(La2O3)+2〔Al〕
り、溶融スラグ中に捕捉されてしまう結果、消耗電極中
に含有されていたLaは、再溶解後の鋳塊では著しく減
少する。一方、AlはLaによって還元される結果、消
耗電極中の含有量に対して鋳塊では増加する結果とな
り、各成分変動が著しい。加えて、前記反応により生成
したLa2O3(一般にREM2O3)の比重は溶湯比重に
近いために溶湯からの分離、浮上は困難となり、鋳塊中
に非金属介在物として残存するため好ましくない。これ
らの結果、消耗電極中にはREMは酸化物以外の形態
(例えば、金属間化合物)として存在していたものが、
ESR後の鋳塊中には酸化物系の非金属介在物として残
存するために、鋳塊中の全酸素量は消耗電極のそれに対
して著しく上昇する。
電極中のREMと酸化物系スラグとの反応を防止するた
めには、ESR時に使用するスラグをREMの弗化物だ
けにするか、またはREMの弗化物とCaF2を配合し
たスラグだけにすることで解消される。このように、酸
化物系のスラグを配合しないでREMの弗化物またはR
EMの弗化物とCaF2だけのスラグを用いることによ
り、予め合金電極中に添加した含有量を変動させないで
再溶解することができる。また、スラグの配合を適正化
することにより再溶解後の鋳塊中に、合金電極中の含有
量より高いREMを含有させることもできる。さらに本
発明によれば、合金電極中にREMが無添加の場合にお
いても、スラグを適正に配合してESR溶解することに
よって、REMを添加することができる。
る。重量%で、22Ni,22Cr,14W,残部Co
を基本組成とし、これにAlを少量添加し、さらにLa
無添加およびLaを0.04〜0.12%変化させて添加した電
極を、真空誘導溶解炉により6本製造した。表1に、使
用した各スラグ組成と、電極およびESR溶解後の鋳塊
中のAl,La,酸素(O)の分析値を示す。表1のう
ち、No.1〜No.3は従来法、No.4〜No.6
は本発明法である。本実施例では対象とするREMとし
てLaを選び、スラグ中への添加はLaの弗化物である
LaF3を使用した。なお、ESR溶解条件は、スラグ
の種類やその配合以外、ほぼ同一条件で実施されたもの
である。No.1の電極は、従来法のCaF2−Al2O
3−CaO系の基本三元系スラグに21重量%のLaF3を
添加して再溶解を行なったもので、Laの含有量は電極
の値が0.04%であるのに対して、再溶解後の鋳塊の含有
量は0.01%と大幅に減少し、その歩留は25%である。
07%に対して、再溶解後の鋳塊の値が0.0021%と大幅に増
加しており、溶解した合金の平衡酸素量を大幅に上回っ
ている。これは、酸素との親和力が非常に大きいLaが
再溶解時に酸化物となり、浮上分離されないまま鋳塊中
に残存していることを示している。No.2およびN
o.3の実施例ではさらにLaF3の配合量を増量して
再溶解を行なったが、No.2では電極のLa値が0.10
%に対して鋳塊のLa値が0.03%、No.3では電極のL
a値が0.12%に対して鋳塊のLa値が0.03%と大幅に減少
し、歩留は25%〜30%とNo.1と大差はない。またN
o.2およびNo.3では、Alの含有量が電極値に対
してESR後の鋳塊で上昇していることから、スラグ中
のAl2O3が電極中に含まれているLaにより次式に示
す反応に従って還元されて生じたAlが鋳塊中に取り込
まれたものと考えられる。 2〔La〕+(Al2O3)=(La2O3)+2〔Al〕
同様に、電極の値に対して鋳塊の値が大幅に増加してい
る。これは前述したように、再溶解中にLaが酸化物系
の非金属介在物となり、これが再溶解後の鋳塊中に多量
に残存したためである。このように、従来法であるCa
F2,Al2O3,CaOのスラグにREM(例えばL
a)を添加したスラグを用いてESR溶解した場合に
は、Laの歩留低下のみならず、Alの変動、酸素量の
増加等が生じ、鋳塊中の各成分コントロールは容易では
ないことがわかる。これに対して、本発明法によるN
o.4〜No.6のうち、No.4およびNo.5はL
aを予め添加した電極を用いてESRを行なった場合を
示しており、Laの含有量は電極に対して、鋳塊では0.
03%上昇し、ESRを行なうことによりLaが添加され
ることがわかる。また従来法と比較してAlの変動も小
さく、かつ、酸素の上昇量も非常に少ない。
極を本発明法によってESRを行なった場合を示してお
り、電極に予めLaを添加していなくても、鋳塊中にL
aを添加することが可能となる。この場合もNo.4お
よびNo.5の場合と同様に他の成分変動も従来例と比
較して非常に少ないことがわかる。また、消耗電極への
Laの添加の有無にかかわらず、本発明の方法でESR
を行なった場合の酸素上昇量は非常に少ない。これから
わかるように、Laの酸化物の介在物の生成を抑制する
ことができ、結果として従来法と比較して清浄度の優れ
た鋳塊の製造が可能となる。
残部Feを基本組成とする合金を真空誘導炉で溶解して
電極を製造し、重量%でCaF2が15%、Yの弗化物であ
るYF3が85%のスラグを用いてESR溶解を行なった。
この場合、電極にはY無添加のものを使用したが、再溶
解後の鋳塊には、Yが0.04%添加されていることが確認
された。
のESR方法では困難であったREM含有合金の成分コ
ントロールならびに高清浄度化が可能になった。また、
本発明を適用すれば、消耗電極にREMを添加しなくて
も、鋳塊へ均一に金属REMの状態で添加することが可
能となる。また、消耗電極へのREMの添加省略が可能
になれば、消耗電極を溶製する際に使用する溶解炉の内
張耐火物や鋳造時に使用する耐火物との反応によって生
成するREMの酸化物による溶湯の汚染を防止でき、さ
らに清浄度の高い鋳塊の製造が可能となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 希土類金属の弗化物または希土類金属の
弗化物とCaF2からなるスラグを使用して、希土類金
属を含有する合金電極を該スラグ中で再溶解することを
特徴とするエレクトロスラグ再溶解法。 - 【請求項2】 希土類金属の弗化物または希土類金属の
弗化物とCaF2からなるスラグを使用して、希土類金
属を含有しない合金電極を該スラグ中で再溶解すること
により、希土類金属の添加を行なうことを特徴とするエ
レクトロスラグ再溶解法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25838695A JPH09104928A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25838695A JPH09104928A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09104928A true JPH09104928A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17319527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25838695A Abandoned JPH09104928A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09104928A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112877541A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种基于钕铁硼油泥料制备的再生合金及其制备方法 |
CN113337727A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-03 | 东北大学 | 一种抑制镁和稀土烧损的加压电渣重熔制备高氮钢用渣料及其使用方法 |
CN113564376A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-10-29 | 武汉科技大学 | 一种电渣重熔制备h13钢的方法 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25838695A patent/JPH09104928A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112877541A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种基于钕铁硼油泥料制备的再生合金及其制备方法 |
CN113337727A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-03 | 东北大学 | 一种抑制镁和稀土烧损的加压电渣重熔制备高氮钢用渣料及其使用方法 |
CN113337727B (zh) * | 2021-06-11 | 2022-10-14 | 东北大学 | 一种抑制镁和稀土烧损的加压电渣重熔制备高氮钢用渣料及其使用方法 |
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