JPH10318683A

JPH10318683A - 電極付高周波誘導炉

Info

Publication number: JPH10318683A
Application number: JP14293197A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Morita; 浩貴守田; Atsushi Sekiya; 篤関谷
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】酸化性合金元素の歩留りが高く安定してお
り、また炉内溶鋼成分、温度の制御が容易で、かつ還元
性スラグによる精錬ができ、さらに少量生産に適してい
る電極付高周波誘導炉を提供すること。【解決手段】るつぼ６の周囲に誘導コイル７を巻いた
高周波誘導炉５にスラッグを溶解するための電極4a〜4c
を設けた電極付高周波誘導炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極付高周波誘導
炉、詳しくはスラグを溶解するための電極を付けた電極
付高周誘導炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】高級鋼の製造プロセスの１つとして、電
気炉で溶解・精錬した後取鍋に移し、この取鍋中で還元
性フラックスによって精錬、脱ガスを行う方法がある。
この取鍋精錬は、取鍋中で加熱精錬を行う方法で、この
方法に使用する取鍋には３相アーク電源による電弧加熱
設備が設けられており、この加熱設備で取鍋中に加えた
還元性スラグの溶解と溶鋼の加熱昇温をして精錬するも
のである。この取鍋精錬にはＡＳＥＡ−ＳＫＦ法、ＶＡ
Ｄ法、ＬＦ法などがある。ＡＳＥＡ−ＳＫＦ法は電磁力
を用いたスターラによって攪拌するもので、ＶＡＤ法及
びＬＦ法は、鍋底に設置したポーラスプラグからArガス
をバブリングさせて攪拌するものである。

【０００３】また、これらいずれの方法に用いる設備に
も取鍋脱ガス設備が併置してあるのが普通で、ＶＡＤ法
では減圧した状態での電弧加熱を行うことができるよう
になっており、またＡＳＥＡ−ＳＫＦ法、ＬＦ法では、
加熱後減圧処理を行うことができるようになっている。
この電気炉で溶解・精錬した後、取鍋精錬を行う方法
は、取鍋中に加えた還元性スラグにより硫黄を低下する
ことができるため、高級鋼を大量に製造するのに適した
方法であるが、酸化性合金元素の歩留りが低く、かつ炉
内溶鋼成分及び温度の制御が容易に行えず、更に少量の
生産には適していないという欠点がある。

【０００４】高級鋼の製造プロセスの他の方法として、
特開平７─４８６７号公報に開示されているように真空
高周波誘導炉によって溶解・精錬する方法がある。この
方法は、炉内溶鋼成分及び温度の制御が容易であり、ま
た酸素、窒素、水素などの脱ガスができ、さらに酸化性
合金元素の歩留りが高く安定しており、少量生産にも適
しているが、スラグを溶解することができないので、還
元性スラグによる精錬ができないために低硫黄、低炭素
の鋼が製造できないという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化性合金
元素の歩留りが高く安定しており、また炉内溶鋼成分及
び温度の制御を容易に行なうこができるとともに、還元
性スラグによる精錬ができ、更に少量生産に適している
電極付高周波誘導炉を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電極付高周波誘導炉においては、高周波誘
導炉にスラッグを加熱するための電極あるいは前記電極
と電極付高周波誘導炉内を真空に又は気体で充満する気
体制御装置を設けたことである。また、前記目的を達成
するため、本発明の電極付高周波誘導炉においては、有
底筒状の炉枠と、原料を入れるためなどに開閉可能で、
かつ電極を通す穴を設けた上蓋と、前記上蓋を通して下
記るつぼまで入れる電極と、前記炉枠内に設けられたる
つぼに誘導コイルを巻いた高周波誘導炉と、前記炉枠と
るつぼとの底部を下方に貫通するように設けた出湯口
と、この出湯口を開閉する出湯装置と、前記炉枠とるつ
ぼとの底部に設けた不活性ガス吹き込み口と、不活性ガ
ス吹き込み口に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装
置とからなり、必要に応じて前記上蓋の上に合金添加装
置、固体スラグ原料供給装置、覗き窓、測温装置、突き
棒などを設けたものとしたことである。

【０００７】さらに、前記目的を達成するため、本発明
の電極付高周波誘導炉においては、気密有底筒状の炉枠
と、この炉枠の上方にＯリングなどのシールを介して原
料を入れるためなどに開閉可能で、かつ電極を通す穴を
設けた上蓋と、前記上蓋を通して下記るつぼまで入れる
電極と、前記炉枠内を真空に又は（及び／又はのこと）
気体で充満するために上蓋、炉枠などに連通する気体制
御装置と、前記炉枠内に設けられたるつぼに誘導コイル
を巻いた高周波誘導炉と、前記炉枠とるつぼとの底部を
下方に貫通するように設けた出湯口と、この出湯口を開
閉する出湯装置と、前記炉枠とるつぼとの底部に設けた
不活性ガス吹き込み口と、不活性ガス吹き込み口に不活
性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、前記上蓋の電
極を通す穴の周辺にＯリングなどのシールを介して蓋を
する補助蓋とからなり、必要に応じて前記上蓋の上に合
金添加装置、固体スラグ原料供給装置、覗き窓、測温装
置、突き棒、不活性ガス供給ランス用孔などを設けたも
のとしたことである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜３を参考にして説明する。本発明の電極付高周波誘導
炉１における高周波誘導炉５は、耐火物製のるつぼ６に
誘導コイル７を巻いたもので、図１〜３に示したような
形状のものでもよいし、公知の他の形状のものでもよ
い。また、本発明の電極付高周波誘導炉１の電極4a〜4c
は、該高周波誘導炉内に入れたスラグＳを溶解するため
のもので、図１及び２に示したようなアーク炉に設ける
ものと同様なものでもよいし、他の形状又は形式のもの
でもよい。また、本発明の電極付高周波誘導炉１の炉枠
２は、他の構造物の上又は台車の上に載っており、内部
にるつぼ６に誘導コイル７を巻いた高周波誘導炉５が入
り、頂部に上蓋３を載せるようになっているもので、内
部を真空に又は不活性ガスなどの気体で充満させるもの
においては自身が気密になっており、かつ上蓋を気密に
なるように載せることができるようになっているもので
ある。

【０００９】本発明の電極付高周波誘導炉１の上蓋３
は、原料を入れるためなどに開閉することができるよう
に設置したもので、るつぼ６内のスラッグを溶解するた
めの電極を通す穴が設けられ、必要に応じて前記上蓋の
上に合金鉄添加装置、固体スラグ原料供給装置、覗き
窓、測温装置、突き棒、不活性ガス供給ランス用孔など
が設けられているものである。またこの上蓋３は、該炉
枠内を真空に又は気体で充満するものにおいては、前記
炉枠の頂部に気密になるようにＯリングなどのシールを
介して載るようになっており、また前記電極用の穴を塞
ぐために補助蓋受18が設けられ、この上に気密になるよ
うにＯリングなどのシールを介して補助蓋17が載るよう
になっており、さらに気体制御装置21が接続されもので
ある。また、本発明の電極付高周波誘導炉１の炉枠２と
るつぼ６との底部を下方に貫通するように設けた出湯口
７を開閉する出湯装置11は、出湯口を開閉できるもので
あれば、図１に示したように耐火物製の開閉弁12をスラ
イドするようなものでも、下方から栓を差し込むように
するものでも、他の形式のものでもよい。

【００１０】本発明の電極付高周波誘導炉の炉底に設け
た不活性ガス吹き込み口12は、るつぼ６の中に不活性ガ
スを吹き込むためのもので、図１及び２に示したように
炉枠２及びるつぼ６の底部にポーラスプラグ13を取付け
たものでもよいし、他の形式のものでもよい。また、不
活性ガス供給装置14は、不活性ガス吹き込み口12に不活
性ガスを供給するためのもので、不活性ガスタンク、制
御機器、不活性ガスタンクと不活性ガス吹き込み口12と
を繋ぐ管路などからなるものである。

【００１１】本発明の電極付高周波誘導炉の気体制御装
置21は、該炉枠内を真空に又は気体で充満するために上
蓋又は炉枠に接続するようにしたもので、真空ポンプ、
真空又は不活性ガスタンク、制御機器、真空又は不活性
ガスタンクと該電極付高周波誘導炉の上蓋又は炉枠とを
繋ぐ配管からなるもの、あるいは不活性ガスタンク、制
御機器、不活性ガス供給ランス25などからなるものであ
る。また、前記電極付高周波誘導炉の補助蓋17は、上蓋
の電極用の穴を気密にするためのもので、Ｏリングなど
のシールを介して蓋をするようにしたものである。さら
に、本発明の電極付高周波誘導炉の上蓋に必要に応じて
設ける合金添加装置、固体スラグ原料供給装置、覗き
窓、測温装置及び突き棒は、通常この種の装置に使用し
ているもの、例えば上記公開公報に記載されているよう
なものである。また、不活性ガス供給ランス用孔は、使
用しない場合に蓋ができるようにしたものである。

【００１２】

【作用】本発明の電極付高周波誘導炉は、電極を設けた
ことにより高周波誘導炉ではできなかったスラッグの溶
解ができ、また金属原料を高周波誘導炉で溶解すること
により、溶湯に電極の炭素が入ることがなく溶解するこ
とができる。また、高周波誘導炉による攪拌と炉底から
不活性ガスを吹き込むことにより強力に攪拌することが
できるので、スラッグによる精錬が著しく向上すること
ができる。また、金属原料及びスラッグを溶解後電極を
抜き去り、補助蓋をするなどして前記炉枠内を減圧、ま
たはこれと炉底から不活性ガスを吹き込むことにより、
溶湯中の水素、酸素及び窒素のガスを効率よく除去する
ことができる。さらに、金属原料を高周波誘導炉で溶解
中などに上部からアルゴンガスなどの不活性ガスを吹き
込こむことにより、溶湯の酸化、窒化などを防止するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。実施例１図１は、本発明の実施例１の電極付高周波誘導炉の断面
図である。本発明の実施例１の電極付高周波誘導炉１
は、図１に示したように構造物（図示してない）の上に
設置された有底筒状の炉枠２と、この中に入る耐火物製
るつぼ６の周囲に誘導コイル７を巻いた高周波誘導炉５
と、該炉枠２の上部に開閉可能に載せられ、るつぼ６内
のスラッグ28を溶解するための３本の電極を通す３個の
穴を正３角形状に設けた上蓋３と、この上蓋３の穴を通
って図示されていない装置で上下動するように支持及び
通電されるようになっている３本の電極4a、4b、4cなど
からなるものである。

【００１４】この電極付高周波誘導炉１の前記炉枠２と
該炉枠２の中のるつぼ６との底部には、下方に貫通する
ように出湯口８が設けられており、この出湯口８の下方
に出湯口を開閉する出湯装置９が設けられている。この
出湯装置９は、耐火物製の開閉弁10をシリンダー11でス
ライドして出湯口８を開閉し、溶湯27を出湯したり、停
止したりするようになっているものである。また、前記
るつぼ６の底部には、不活性ガス吹き込み口12になるポ
ーラスプラグ13がはめ込まれており、このポーラスプラ
グ13に前記不活性ガス供給装置14が接続されている。こ
の不活性ガス供給装置は、不活性ガスタンク、制御機
器、不活性ガスタンクと不活性ガス吹き込み口12とを繋
ぐ管路などからなるもの（管路のみ図示）で、不活性ガ
ス吹き込み口12に不活性ガスを供給し、溶湯を攪拌をす
るようにしたものである。

【００１５】次に、この電極付高周波誘導炉１の使用方
法の一例を説明すると、電極4a〜4cを上蓋３から引抜い
た後上蓋３を取り外し、るつぼ６の中に溶解・精錬する
金属原料を入れ、高周波誘導炉１に通電して金属原料を
溶解し、所定温度まで加熱する。その後溶融金属の上に
固体のスラグ原料を入れ、上蓋３を被せ、電極4a〜4cを
上蓋３の穴から固体のスラグ原料まで差し入れ、該電極
に通電して還元性のスラグ原料を溶解し、所定温度まで
加熱する。その後高周波誘導炉５に通電して溶融金属を
攪拌するとともに、不活性ガス吹き込み口から不活性ガ
スを吹き込んでさらに攪拌してスラグによる還元精錬を
行う。この還元精錬が終了したら、シリンダー10を作動
して開閉弁11をスライドさせて精錬が完了した溶融金属
排出した後スラグを排出して１バッチの作業を終了す
る。

【００１６】実施例２図２は、本発明の実施例２の電極付高周波誘導炉の断面
図及び図３は、図２の電極付高周波誘導炉の補助蓋を使
用した場合の断面図である。本発明の実施例２の電極付
高周波誘導炉１は、図２に示したように気密の有底筒状
で、頂部にＯリング16が入る環状の溝15を設けた炉枠２
と、この中に入る耐火物製のるつぼ６の周囲に誘導コイ
ル７を巻いた高周波誘導炉５と、該炉枠２の上部に開閉
可能で、かつ気密になるように載せられ、電極4a、4b、
4cを通す穴が設けられた上蓋３と、この上蓋３の穴を通
って図示されていない装置で上下動するように支持及び
通電されるようになっている３本の電極4a、4b、4cと、
前記上蓋３の電極を通す穴を塞ぐための補助蓋17などか
らなるものである。

【００１７】この電極付高周波誘導炉１の上蓋３は、気
密にするために該炉枠２の頂部に設けた環状の溝15の中
に入れたＯリング16の上に載るようになっており、この
上蓋３には、るつぼ６内のスラッグ２８を溶解するため
の３本の電極を通す３個の穴が正３角形状に設けられて
おり、また電極を通す３個の穴を塞ぐための補助蓋17を
載せる環状の補助蓋受18が設けられ、該補助蓋受18には
気密にするために用いるＯリング20を入れる環状の溝19
が設けられている。さらに、この上蓋３には、該炉枠２
内を真空に又は不活性ガスで充満することができる気体
制御装置（管路のみ図示）21が取り付けられている。こ
の気体制御装置21は、ハルブの切替えにより真空タンク
に接続することも不活性ガスのタンクに接続することが
できるものである。

【００１８】この電極付高周波誘導炉１の前記炉枠２と
該炉枠２の中のるつぼ６との底部に実施例１と同様な出
湯口８が設けられ、この出湯口８の下方に出湯口を開閉
する出湯装置９が設けられ、また前記るつぼ６の底部に
は、実施例１と同様な不活性ガス吹き込み口12になるポ
ーラスプラグ13がはめ込まれており、このポーラスプラ
グ13に前記不活性ガス供給装置14が接続されている。

【００１９】次に、この電極付高周波誘導炉1bの使用方
法の一例を説明すると、電極4a〜4cを上蓋３から引抜い
た後上蓋３を開いてるつぼ６の中に溶解・精錬する金属
原料を入れ、上蓋３を閉じた後上蓋３の補助蓋受18の環
状溝19にＯリング20を入れその上に補助蓋18を載せ、気
体制御装置から該炉枠内に不活性ガスを入れ、高周波誘
導炉５に通電して金属原料を溶解し、所定温度まで加熱
する。その後気体制御装置から不活性ガスを入れるのを
停止し、補助蓋17を取り外した後上蓋３を開いて溶融金
属の上に固体のスラグ原料を入れ、上蓋３を閉じて該電
極4a〜4cを上蓋３の穴から固体のスラグ原料まで差し入
れ、その後該電極に通電して還元性のスラグ原料を溶解
し、所定温度まで加熱する。その後電極4a〜4cを引抜
き、図３に示したように補助蓋17を載せ、図示してない
気体制御装置を作動して該高周波誘導炉内を減圧し、そ
の後高周波誘導炉５に通電して溶融金属を攪拌するとと
もに、不活性ガス吹き込み口12から不活性ガスを吹き込
んでさらに攪拌してスラグによる還元精錬及び脱ガスを
行う。この還元精錬が終了したら、シリンダー10を作動
して開閉弁11をスライドさせて精錬が完了した溶融金属
排出した後スラグを排出して１バッチの作業を終了す
る。

【００２０】実施例３図４は、本発明の実施例３の電極付高周波誘導炉に補助
蓋及び不活性ガス供給ランスを使用した場合の断面図、
図５は、図４の電極付高周波誘導炉に電極を使用した場
合の一部断面図である。本発明の実施例３の電極付高周
波誘導炉１は、上記実施例２の電極付高周波誘導炉１の
上蓋３に接続した気体制御装置21の代わりに不活性ガス
供給ランス24を使用する気体制御装置21を用いるととも
に、スラグ原料又は合金元素を投入するする原料投入装
置25を用いるものである。この電極付高周波誘導炉１
は、該上蓋３に不活性ガス供給ランス用孔22及びその蓋
23が設けられており、該不活性ガス供給ランス用孔22に
該不活性ガス供給ランス24を入れて使用するようなって
いるものである。また、この上蓋３には、蓋をすること
によって気密になる原料投入装置25が設けられており、
上蓋３を開閉することなしに原料を投入することができ
るようになっているものである。

【００２１】次に、この電極付高周波誘導炉１の使用方
法の一例を説明すると、電極4a〜4cを上蓋３から引抜い
た後上蓋３を開いてるつぼ６の中に溶解・精錬する金属
原料を入れ、図４に示したように上蓋３を閉じた後上蓋
３の補助蓋受18の環状溝19にＯリング20を入れその上に
補助蓋18を載せ、上蓋３の不活性ガス供給ランス用孔22
に不活性ガス供給ランス24を挿入して該炉枠内に不活性
ガスを入れ、該高周波誘導炉５に通電して金属原料を溶
解し、所定温度まで加熱する。その後不活性ガスを入れ
るのを停止し、原料投入装置25からスラグ原料を投入
し、図５に示したように補助蓋17を取り外した後前記電
極4a〜4cを上蓋３の穴から固体のスラグ原料まで差し入
れ、該電極に通電して還元性のスラグ原料を溶解し、所
定温度まで加熱する。その後高周波誘導炉５に通電して
溶融金属を攪拌するとともに、不活性ガス吹き込み口12
から不活性ガスを吹き込んでさらに攪拌してスラグによ
る還元精錬及び脱ガスを行う。この還元精錬が終了した
ら、シリンダー10を作動して開閉弁11をスライドさせて
精錬が完了した溶融金属排出した後スラグを排出して１
バッチの作業を終了する。

【００２２】前記各実施例では、上蓋に覗き窓、測温装
置、突き棒などを設けていないが、必要に応じてこれら
を設けることができる。なお、本発明は、前記に説明し
たもののみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱
しない限り種々の変更を加え得ることはもちろんであ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、前記構成にしたことにより次
のような優れた効果を奏する。（１）従来、高周波誘導炉ではできなかったスラグ精錬
が行えるようになった。（２）金属原料を高周波誘導炉で溶解することによっ
て、溶湯に電極の炭素が入ることがなく溶解することが
できる。（３）高周波誘導炉による攪拌と不活性ガスの吹き込み
によって強力に攪拌することができるので、スラグによ
る精錬が著しく向上する。（４）気体制御装置及び気密装置を用いたものは、溶解
中の酸化及び窒化を防止あるいは溶解中の酸化及び窒化
を防止及び溶融金属中の水素、酸素及び窒素のガスを高
効率で除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の電極付高周波誘導炉の断面
図である。

【図２】本発明の実施例２の電極付高周波誘導炉の断面
図である。

【図３】図２に示したものの補助蓋を使用した場合の一
部断面図である。

【図４】本発明の実施例３の電極付高周波誘導炉におい
て、補助蓋及び不活性ガス供給ランスを使用した場合の
断面図である。

【図５】実施例３の電極付高周波誘導炉において、電極
を使用した場合の一部断面図である。

【符号の簡単な説明】

１電極付高周波誘導炉２炉枠３上蓋 4a、4b、4c 電極５高周波誘導炉６るつぼ７誘導コイル 12 不活性ガス吹き込み口 13 ポーラスプラグ 14 不活性ガス供給装置 15、19 凹溝 16、20 Ｏリング 17 補助蓋 18 補助蓋受 21 気体制御装置 27 溶融金属 28 スラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波誘導炉（５）にスラッグを溶解す
るための電極（4a〜4c）を設けたことを特徴とする電極
付高周波誘導炉。
【請求項２】高周波誘導炉（５）にスラッグを溶解す
るための電極（4a〜4c）及び真空に又は気体で充満する
気体制御装置（21）を設けたことを特徴とする電極付高
周波誘導炉。
【請求項３】有底筒状の炉枠（２）と、開閉可能で、
かつ電極（4a〜4c）を通す穴を設けた上蓋（３）と、前
記上蓋（３）を通してるつぼ（６）まで入れる前記電極
（4a〜4c）と、前記炉枠（２）内に設けたるつぼ（６）
に誘導コイル（７）を巻いた高周波誘導炉（５）と、前
記炉枠（２）とるつぼ（６）との底部を下方に貫通する
ように設けた出湯口（８）と、この出湯口（８）を開閉
する出湯装置（９）と、前記炉枠とるつぼとの底部に設
けた不活性ガス吹き込み口（12) と、この不活性ガス吹
き込み口（12) に不活性ガスを供給する不活性ガス供給
装置（14) とからなることを特徴とする電極付高周波誘
導炉。
【請求項４】気密の有底筒状の炉枠（２）と、この炉
枠（２）の上方にシール（16) を介して開閉可能で、か
つ電極を通す穴を設けた上蓋（３）と、前記上蓋（３）
を通してるつぼ（６）まで入れる電極（4a〜4c) と、前
記炉枠（２）内を真空に又は気体で充満する気体制御装
置（21）と、前記炉枠（２）内に設けたるつぼ（６）に
誘導コイル（７）を巻いた高周波誘導炉（５）と、前記
炉枠（２）とるつぼ（６）との底部を下方に貫通するよ
うに設けた出湯口（８）と、この出湯口を開閉する出湯
装置（９）と、前記炉枠とるつぼとの底部に設けた不活
性ガス吹き込み口（12）と、この不活性ガス吹き込み口
に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置（14) と、
前記上蓋の電極を通す穴の周辺にシール（20）を介して
蓋をする補助蓋（17）とからなることを特徴とする電極
付高周波誘導炉。