JPS6021024B2 - ホツトトツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ェレクトロスラグ再溶融法（ＥＳＲ法）によ
る鋳鉄の製造にあたり使用されるホットトップに関する
ものである。

特に、本発明は、全体として、または部分的に公知のＥ
ＳＲ法を利用して鋳鉄を製造する際に使用できる新規な
タイプのホットトップ（多数の別個の導電体を内面上に
そなえている）に関する。ＥＳＲ法は、導電性合成スラ
グ格を介して溶極から鋳型の金属ベースへ通じる電流の
ジュール効果によって発生した熱を用いて金属電極を溶
融することから成る。

特に非常に大きい鋳鉄の場合には、（ｉ）鋳鉄の大部分
を常法に従って輸送用トリべから鋳造し、（ｉｉ）所望
の組成の金属電極を用いてＥＳＲ法により鋳造を完了す
ることからなる複合法が提案されている。２つの鋳造技
術が利用可能である。

｛１１ホットトップを使用しないで、水冷式（少なくと
も部分的に水冷式）の鋳型を用いて鋳造する方法。

｛２１ 耐火材料のホットトップを取付けた鋳型内で鋳
造する方法。

いずれの場合にも、電流は、溶極から鋳型のベースへ、
又は３相交流を用いる場合には３つの電極間で流れる。

上記溶融法の使用に際しては、種々の欠点がある。中で
も、次の３点が主なものである。‘ィ｝ ホットトップ
を用いないで、上部が水冷される形式の鋳型を用いる場
合には、この上部の水平断面は、溶融金属のポケットを
包囲する岡状“フリツジ”の形成を防止するように十分
に大きいものでなければねならない。

このような要求は、かなり温めつた大気からの水素の吸
収を増大させるものであり、さらに鋳型の上部から冷却
水によって吸収させる熱を補償するために、通常よりも
高い電圧および電流を使用する必要性を生ずるものであ
る。【口｝ 溶極から鋳型のベースに電流が流される場
合には、溶融金属プールを通って流れる電流は磁場を生
じ、この磁場は溶融金属に強力な上昇流と降下流とを生
ぜしめる。

その結果、スラグ粒子および他の固体不純物は溶融金属
によって運ばれ、鋳鉄の本体内にとどまり、鋳鉄の機軸
にそって介在物、スポンジ層および他の内部欠陥を発生
することになる。し一 三相交流が使用される場合には
、この際使用される３つの電流がスラグ層内に回転流を
発生させ、この回転流がホットトップおよび鋳型の上方
部分の両者の耐火性ラィニングを急速に摩耗させること
になる。

更に、水平断面積は、３樋の電極すべてを収容するよう
に十分に広いものでなければならず、これによって、周
囲の大気からの水素の取り入れが増大することになる。
本発明による新規のホットトップは、上記欠点を排除す
ることを目的として設計されたもので、以下の事項を達
成するものである。

‘ａ｝ 電流の流れを鋳鉄の上方部分の限られた区域に
制限すること。

【ｂ｝ ホットトップの頂部における水平断面積を減少
させて水素の取込みを最少とすること。

‘ｃー 溶融金属内での縦方向の流れを緩和して、均質
な鋳鉄を得るに十分でかつ溶融金属プール中に存在する
不純物を頂部スラグ層まで浮上させるに十分なしベルま
で流れを低減させること。

これらの主な事項がいかにして達成されるかについては
、以下の詳細な記載において説明する。さらに、これら
の記載により、本発明の他の利点も明らかになるであろ
う。ホットトップの内面には、ホットトップの上縁から
高さ全体の少なくとも５０％の位置まで伸長しかつホッ
トトップ肇を構成する耐火材料に埋込まれた非溶極（ま
たは非溶融鰭極）の藤出部で構成される多数の導鷲体（
各導電体は並列に配置されている）が取付けられている
。

この場合、複合電極（一部がグラフアィドでなり、一部
が金属でなる電極）と同様に、グラフアィト電極または
冷却式金属電極が使用できる。電極の露出面の総面積は
、ホットトップの内表面積全体の５％ないし５０％の範
囲である。

本発明をさらに明白なものとするため、添付図面に示す
具体例を参照してさらに詳述する。しかしながら、この
具体例は実施例として例示するものであって、本発明の
精神を制限するものではない。非溶極２は、ホットトッ
プ１の壁を構成する耐火材料中に、これら非溶機の外側
面の一部がホットトップの内面３から突出するか又は該
内面と同一面に存するように埋込まれている。

第１図および第２図に示される電極は円形断面を有する
が、電極の断面はいかなる形状（即ち台形、円環形断面
等）であってもよい。溶融金属を鋳鉄本体に供Ｖ給する
溶極４は、ホットトップの中央空間に配置されている。

非港極２（図示したものではホットトップの内面から突
き出ており、しかも水冷式金属電極である）は、溶極４
に対して平行に配置されている。溶極４に対する非溶極
２の実際の配置は、第２図により明確に示されている。
ホットトップの中央空間はェレクトロスラグ格５および
溶融金属プールの頂部層９を収容している（第２図参照
）。

後者は鋳型６の壁に対して凝固しつつある部分７として
示されている。溶極の先端はェレクトロスラグ浴に浸潰
されており、一方、非溶極はェレクトロスラグ格５およ
び溶融金属プール９の両者と接触している。電気回路は
、溶極４および非溶極２を介して形成され、この回路に
は直流又は交流発電機８から鰭力が供給される。

上述の電極配置により、〔ｉ）溶融金属内での循環流が
徹底的に減少され（第２図中矢印参照）、（ｉｉ｝改良
された凝固構造体が製造されかつ非金属性の介存物の星
が減され、（ｉｉｉ｝電気補助回路のリアクタンスおよ
びインピーダンスが低下される。

中空水冷式の金属性非溶極を使用することによって、か
なりの熱がホットトップから減じられるため、ホットト
ップの内表面の摩耗が実質的に減少される。

この冷却効果にもか）わらず、本発明のホットトップは
、非溶極とェレクトロスラグ格及び／又は溶融金属プー
ルとの接触総面積が比較的小さいため、全体的に耐火材
料から製造された普通の非冷却式ホットトップが有する
すべての利点（電力消費が少ないこと、溶融金属プール
内で生ずる固状“フリッジ”の可能性が少ないこと、大
気にさらされる面積が少ないこと）を保有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホットトップの水平断面図、第２
図は第１図のＤ−ロ線にそった縦断面図である。 １・・・・・・ホットトップ、２・・・・・・非港極、
３・・・・・・ホットトップの内面、４・・・・・・溶
極、５・・・・・・ェレクトロスラグ格、６・・・・・
・鋳型、７・・・・・・凝固しつつある部分、８・・・
・・・発電機、９・・・・・・溶融金属プール。 Ｆｉｇ．ｌＦＩ９．２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エレクトロスラグ再溶融法を少なくとも部分的に利
   用してインゴツトを製造する際に使用される耐火材料で
   なるホツトトツプにおいて、該ポツトトツプの内側表面
   に、該ホツトトツプの上縁からこのホツトトツプの高さ
   全体の少なくとも５０％の位置まで伸長する複数の別個
   の導電域を設けたことを特徴とするホツトトツプ。 ２ 前記導電域が、該ホツトトツプの耐火壁内に埋込ま
   れた非溶極の外表面の一部によつて構成される特許請求
   の範囲第１項記載のホツトトツプ。 ３ 非溶極がグラフアイト電極である特許請求の範囲第
   ２項記載のホツトトツプ。 ４ 非溶極が中空水冷式金属電極である特許請求の範囲
   第２項記載のホツトトツプ。 ５ 非溶極の露出表面の総面積がホツトトツプ内面の総
   面積の５％ないし５０％である特許請求の範囲第２項記
   載のホツトトツプ。