特許 6086439 エレクトロスラグ再溶解用電極および高窒素含有鋼の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6086439

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】エレクトロスラグ再溶解用電極および高窒素含有鋼の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 9/187 20060101AFI20170220BHJP

【ＦＩ】

   C22B9/187 A

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-240012(P2013-240012)

(22)【出願日】2013年11月20日

(65)【公開番号】特開2015-98635(P2015-98635A)

(43)【公開日】2015年5月28日

【審査請求日】2015年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100091926

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 幸喜

(72)【発明者】

【氏名】山本 卓

(72)【発明者】

【氏名】百井 義和

(72)【発明者】

【氏名】梶川 耕司

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−１１５７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０９１３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２４３２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３３２１９７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１３７４１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｂ ９／１８，９／１８７，

Ｃ２１Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高窒素含有鋼の含有成分を有するエレクトロスラグ再溶解電極本体と、
前記エレクトロスラグ再溶解電極本体外面に前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の軸方向に伸長して取り付けられ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端に達し、エレクトロスラグ再溶解電極本体の再溶解とともに溶解する複数の窒素吹き出し筒と、
前記窒素吹き出し筒内に窒素を導入して前記エレクトロスラグ再溶解電極本体先端からの所定量のガス吹き出し量に調整した窒素吹き出しを行う窒素導入部と、を有することを特徴とするエレクトロスラグ再溶解用電極。

【請求項2】

高窒素含有鋼の含有成分を有するエレクトロスラグ再溶解電極本体外面に前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の軸方向に伸長して取り付けられ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端に達する窒素吹き出し筒を設けておき、
前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端側を溶融スラグ中に浸積し、
前記窒素吹き出し筒内に窒素を導入して溶融スラグ中で前記エレクトロスラグ再溶解電極本体先端から所定量のガス吹き出し量に調整した窒素を吹き出しつつ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の再溶融および前記窒素吹き出し筒の溶解を行って高窒素含有鋼を製造することを特徴とする高窒素含有鋼の製造方法。

【請求項3】

前記窒素ガスを前記溶融スラグ中に吹き出す際に、溶解時の電圧の触れ幅が設定電圧に対して２０％以下になる範囲で窒素ガス吹き出し量を設定することを特徴とする請求項２に記載の高窒素含有鋼の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エレクトロスラグ再溶解用電極およびエレクトロスラグ再溶解法による高窒素含有鋼の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エレクトロスラグ再溶解法は、エレクトロスラグ再溶解電極を介してスラグに大電流を流し、このとき発生するジュール熱でスラグを溶融させ、その溶融スラグ中でエレクトロスラグ再溶解電極を連続的に溶解するプロセスである。上記エレクトロスラグ再溶解法では、使用するエレクトロスラグ再溶解電極の成分が、溶解後に得ようとする鋳塊成分の目標値と異なっている場合、合金元素の添加によって、成分調整を行う必要がある。

【0003】

エレクトロスラグ再溶解法において合金元素を添加する方法としては、引用文献１では、エレクトロスラグ再溶解電極に穴を開けその内部に目的とする元素を含有する合金鉄を詰める方法が提案されている。また、引用文献２では、合金鉄をパイプに詰めてこれをエレクトロスラグ再溶解電極に取り付ける方法が提案されている。さらに、引用文献３では、エレクトロスラグ再溶解電極表面に合金元素粉末を塗布する方法が提案されている。これらの方法は合金鉄や合金粉末に窒素を含有する原材料を用いることにより、製造する鋼塊中に窒素を添加する技術である。その他に、溶解雰囲気を加圧窒素雰囲気とすることで、雰囲気中の窒素ガスを窒素源として、鋼塊中に窒素分を添加する加圧式エレクトロスラグ再溶解法がある。

【0004】

また、エレクトロスラグ再溶解法と同じく消耗電極を二次溶解する方法としては、非特許文献１に示すアークスラグ再溶解法がある。該アークスラグ再溶解法における装置を図６に示す。このアークスラグ再溶解法では、消耗電極２０の中心に貫通穴２１を開け、溶融スラグ３０上に間隔を置くように消耗電極２０を配置し、その貫通穴２１から窒素ガスを溶融スラグ３０上で溶融金属層３１に吹き付けることによって溶鋼中に窒素分を添加している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５５−１００９４１

【特許文献2】特開２００１−６４７１６

【特許文献3】特開平６−３２２４５３

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｂ Ｉ ＭＥＤＯＶＡＲ ｅｔ ａｌ．：ＡＲＣ−ＳＬＡＧ ＲＥＭＥＬＴＩＮＧ ＯＦ ＳＴＥＥＬ ＡＮＤ ＡＬＬＯＹＳ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，（１９９６） Ｐ５７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、引用文献１〜３で提案されている方法では、窒素を含有する合金鉄や合金粉末を用いるため、それらの合金中には、クロム、マンガン、シリコンといった窒素以外の元素が多量に含まれている。そのため合金鉄や合金粉末を用いた方法により窒素分を添加しようとしても、溶解後の鋼塊においてクロムなど窒素以外の成分も増加するといった問題があり、窒素のみを増加させたい場合に対応することができない。

【0008】

また、加圧式エレクトロスラグ再溶解法は、溶解雰囲気を加圧した窒素ガス雰囲気とすることで、鋼塊中の飽和窒素溶解度を高め、高窒素含有鋼を溶製するプロセスである。しかし、溶融スラグの窒素溶解度は小さく、溶解雰囲気の窒素ガスから鋼塊中へ添加できる窒素量は僅かとなる問題がある。また、溶解雰囲気をあまりに高圧にすると、設備費が嵩むという問題がある。したがって、上記の合金鉄や合金粉末を用いた方法と同様に、Ｓｉ_３Ｎ_４といった窒素化合物などを溶融金属プール中に添加しており、鋼塊においてＳｉが増加するといった問題がある。

【0009】

加圧式を含めてエレクトロスラグ再溶解法は、溶融スラグ層内にエレクトロスラグ再溶解電極を浸漬して通電することにより、溶融スラグ層内に発生するジュール熱でエレクトロスラグ再溶解電極を連続的に溶解するプロセスである。エレクトロスラグ再溶解電極から落下した溶融金属滴が溶融スラグ層を通過する際に、金属滴中の非金属介在物や硫黄を除去することで、高清浄度の鋼塊を得ることができる。
それに対し、非特許文献１に示す高窒素含有鋼製造を意図したアークスラグ再溶解法では、消耗電極−溶融メタル間でアークを飛ばしながら消耗電極を溶解する。その際消耗電極の中心孔から窒素ガスを吹き出すことで、鋼塊中に窒素を添加できる。そのため、窒素以外の元素が混入することはない。しかし、消耗電極直下に溶融スラグ層がないことで、溶融金属滴中の非金属介在物や硫黄を除去することはできない。よって、アークスラグ再溶解法では、エレクトロスラグ再溶解法に比べて鋼塊の清浄度が劣るといった問題がある。

【0010】

この発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたものであり、非金属介在物や硫黄が少ない高清浄度の鋼塊を得ることができ、エレクトロスラグ再溶解に用いることができるエレクトロスラグ再溶解用電極および高窒素含有鋼の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第１の本発明のエレクトロスラグ再溶解用電極は、
高窒素含有鋼の含有成分を有するエレクトロスラグ再溶解電極本体と、
前記エレクトロスラグ再溶解電極本体外面に前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の軸方向に伸長して取り付けられ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端に達し、エレクトロスラグ再溶解電極本体の再溶解とともに溶解する複数の窒素吹き出し筒と、
前記窒素吹き出し筒内に窒素を導入して前記エレクトロスラグ再溶解電極本体先端からの所定量のガス吹き出し量に調整した窒素吹き出しを行う窒素導入部と、を有することを特徴とする。

【0013】

第２の本発明の高窒素含有鋼の製造方法は、高窒素含有鋼の含有成分を有するエレクトロスラグ再溶解電極本体外面に前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の軸方向に伸長して取り付けられ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端に達する窒素吹き出し筒を設けておき、
前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の先端側を溶融スラグ中に浸積し、
前記窒素吹き出し筒内に窒素を導入して溶融スラグ中で前記エレクトロスラグ再溶解電極本体先端から所定量のガス吹き出し量に調整した窒素を吹き出しつつ前記エレクトロスラグ再溶解電極本体の再溶融および前記窒素吹き出し筒の溶解を行って高窒素含有鋼を製造することを特徴とする。

【0014】

第３の本発明の高窒素含有鋼の製造方法は、前記第２の本発明において、前記窒素ガスを前記溶融スラグ中に吹き出す際に、溶解時の電圧の触れ幅が設定電圧に対して２０％以下になる範囲で窒素ガス吹き出し量を設定することを特徴とする。

【0015】

本発明では、エレクトロスラグ再溶解用電極に開けた窒素吹き出し穴または窒素吹き出し筒は、エレクトロスラグ再溶解用電極の先端に達するものであり、エレクトロスラグ再溶解用電極の溶解に伴って常に電極の先端側に位置する。窒素吹き出し穴は電極本体の軸方向に形成され、窒素吹き出し筒は電極本体の軸方向に伸長するものであるが、それぞれ軸方向に沿った形状とされることが必要とされるものではない。例えば電極本体に対し、らせん状に配置して設けられているものであってもよい。また、窒素吹き出し穴または窒素吹き出し筒は、少なくとも吹き出し位置において吹き出し部分を１または２以上を設けたものとすることができ、吹き出し部分における断面形状も特に限定されるものではない。

【0016】

なお、上記本発明では、窒素吹き出し穴または窒素吹き出し筒から吹き出される窒素ガス吹き出し量を適量に設定するのが望ましい。窒素ガス量が過剰になると、電極と溶融スラグ層との間にアーキングが発生し溶解が不安定になる。なお、適量のガス吹き出し量は、電極の面積、鋳型面積などによって異なるため、溶解電圧の振れ幅が、自動溶解開始時の設定電圧に対し２０％以下になるようにガス吹き出し量を設定するのが望ましい。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明によれば、安価な方法で鋼塊に窒素を添加することができ、本高窒素含有鋼を用いて、高硬度で耐食性が必要とされる機能材を容易に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態の構成図を示す図である。

【図2】同じく、本発明の他の一実施形態の構成図を示す図である。

【図3】同じく、本発明の他の一実施形態の構成図およびIII−III線断面図である。

【図4】同じく、本発明の実施例における窒素ガスの吹き出し量に対する鋼塊中の窒素ピックアップ量を示すグラフである。

【図5】同じく、本発明の溶解開始の経過時間に対する溶解電圧（Ｖ）と溶解電流（Ａ）の値を示すグラフである。

【図6】一般的なアークスラグ再溶解法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（実施形態１）
以下に、本発明の一実施形態の高窒素含有鋼の製造方法に用いられるエレクトロスラグ再溶解用電極１０およびエレクトロスラグ再溶解装置１を図１を用いて説明する。
エレクトロスラグ再溶解装置１は、筒状の鋳型２を有し、鋳型２とエレクトロスラグ再溶解用電極１０との間で、溶解電圧を付与する電源３を備えている。なお、この実施形態では電源３は交流電源からなるものであるが、本発明としては、これに限定されるものではなく、直流電源で構成されるものであってもよい。

【0020】

エレクトロスラグ再溶解用電極１０は、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａが円柱状に形成され、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの中心軸に沿って窒素吹き出し穴１１が形成され、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの先端に開口されている。窒素吹き出し穴１１は、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの他端側に連結された小径円柱状の支持柱部１０Ｂ内に至り、向きを変えて径方向側に伸長して支持柱部１０Ｂの側面に開口している。支持柱部１０Ｂに開口した窒素吹き出し穴１１には、窒素導入部１２が接続されている。上記によってエレクトロスラグ再溶解用電極１０が構成されている。

【0021】

エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａは、製造しようとする高窒素含有鋼の成分に対応した組成で作成されており、窒素の含有や所望により他成分を添加することを想定した組成とされている。したがって、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの組成が製造しようとする高窒素含有鋼の組成そのものであることは必ずしも必要とされない。

【0022】

上記エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａは、鋳型２内の中心軸に沿って上下移動可能に設置されており、支持柱部１０Ｂを介して電源３の出力端の一方に電気的に接続されている。また電源３の出力端の他方は鋳型２に電気的に接続されており、電源３によってエレクトロスラグ再溶解用電極１０と鋳型２との間に電圧印加が可能になっている。

【0023】

次に、本実施形態の動作について説明する。
エレクトロスラグ再溶解の開始に伴って、鋳型２内にスラグ材料が初期投入され、通電によって溶融スラグ１５が形成され、溶融スラグ１５中にエレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの先端側が浸漬された状態になる。
エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａは、溶融スラグ１５のジュール熱により溶解し、溶滴１３は溶融スラグ１５内を下降しつつ鋳型２の底に至り、溶融金属プール１６を形成する。これとともに、窒素導入部１２には外部から所定流量の窒素ガスが供給され、窒素ガスは窒素吹き出し穴１１を通して溶融スラグ１５中に窒素ガスを吹き出す。窒素ガスは溶融スラグ１５中で撹拌され、窒素ガスの一部は溶滴１３に取り込まれ、また、溶融スラグ１５を通して溶融金属プール１６に溶け込む。

【0024】

鋳型２は、図示しない冷却手段により冷却され、溶融金属プール１６の下方に次第に高窒素含有の鋳塊１７が得られる。その後は、鋳塊１７上に溶融金属プール１６が次第に堆積して凝固し、高窒素含有の鋳塊１７が次第に高くなる。
エレクトロスラグ再溶解用電極１０は、その消耗度合いと溶融金属プール１６の液面高さに応じて下方に移動させて溶融スラグ１５への挿入状態を維持しつつ、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの溶解が連続して行われる。その際に、窒素吹き出し穴１１から溶融スラグ１５中への所定流量の窒素ガスの吹き出しを継続する。この際に、窒素ガスの吹き出し量としては、初期の設定電圧に対し電圧の振れ幅が２０％以下となる範囲で設定するのが望ましい。
上記本実施形態によれば、窒素を鋳塊中に高濃度で安価に含有させることができ、窒素以外の不要な成分を鋳塊中に含有させる必要性も生じない。

【0025】

（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態として、加圧式エレクトロスラグ再溶解装置１Ａに適用したものを図２に基づいて説明する。本発明が適用されるエレクトロスラグ再溶解装置は、加圧の有無を問わないものである。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

【0026】

加圧式エレクトロスラグ再溶解装置１Ａは、筒状の鋳型２Ａ上に上面が覆われた筒状の加圧容器２Ｂを被せて雰囲気の調整が行われており、溶解雰囲気を加圧窒素雰囲気にしている。本実施形態においては、加圧窒素雰囲気の圧力が特に限定されるものではないが、例えば０．１ＭＰａ（大気圧）〜２ＭＰａの圧力下とすることができる。圧力の上限を抑えることで設備費を抑えた上で鋳塊への高窒素含有を可能にする。

【0027】

この実施形態では、エレクトロスラグ再溶解の開始に伴って、溶解雰囲気を所定の加圧窒素雰囲気に調整し、前記実施形態と同様に溶融スラグ１５中にエレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａの先端側が浸漬された状態にする。なお、溶解雰囲気は、エレクトロスラグ再溶解中に状態を変化させるようにしてもよい。
エレクトロスラグ再溶解用電極本体１０Ａは、溶融スラグ１５のジュール熱により溶解し、溶滴１３は溶融スラグ１５内を下降しつつ鋳型２の底に至り、溶融金属プール１６を形成する。窒素導入部１２には所定流量の窒素ガスが供給され、窒素吹き出し穴１１を通して溶融スラグ１５中に窒素ガスが吹き出される。窒素ガスは溶融スラグ１５中で撹拌され、吹き出された窒素ガスおよび加圧によって溶融スラグ１５に溶け込んだ窒素ガスの一部は、溶滴１３に取り込まれ、また、溶融スラグ１５を通して溶融金属プール１６に溶け込む。

【0028】

鋳型２では、前記実施形態と同様に高窒素の鋳塊１７が次第に高さを増すように形成される。その際に、窒素吹き出し穴１１から溶融スラグ１５中への所定流量の窒素ガスの吹き出しを継続し、窒素ガスの吹き出し量としては、初期の設定電圧に対し電圧の振れ幅が２０％以下となる範囲で設定するのが望ましい。
なお、加圧式では、請求項１の加圧式でないものに比べて窒素ガスの吹き出し量を少なくすることができる。
上記本実施形態によっても、窒素を鋳塊中に高濃度で安価に含有させることができる。

【0029】

（実施形態３）
さらに、本発明の他の実施形態を図３に基づいて説明する。この例では、エレクトロスラグ再溶解用電極本体に窒素吹き出し筒を設けたものである。なお、前記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

【0030】

この実施形態の加圧式エレクトロスラグ再溶解装置１Ｂのエレクトロスラグ再溶解用電極１００は、円柱状に形成したエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａを有し、その外周面に軸方向に沿って４本の窒素吹き出し筒１１０が等間隔で取り付けられており、窒素吹き出し筒先端はエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの先端に達している。なお、窒素吹き出し筒１１０の先端はエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの先端に達していればよく、さらにその先に伸長しているものであってもよい。
エレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの基端側には支持柱部１００Ｂが連結されれており、窒素吹き出し筒１１０の基端側は、支持柱部１００Ｂの外周側に円筒状に配置した環部１２０Ａに連結されている。環部１２０Ａには、外部に伸長する導入配管１２０Ｂが接続されており、環部１２０Ａと導入配管１２０Ｂとによって本発明の窒素導入部１２０が構成されている。この構成により、導入配管１２０Ｂに供給される窒素ガスは、環部１２０Ａを介して窒素吹き出し筒１１０に供給され、先端側に移送される。

【0031】

なお、この実施形態では複数の窒素吹き出し筒１１０を有するものとして説明しているが、その数は特に限定されるものではなく、一つの窒素吹き出し筒１１０のみを有するものであってもよい。
また、窒素吹き出し筒１１０は、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの溶解とともに溶融スラグ１５のジュール熱によって溶解する材料を用いる。このため窒素吹き出し筒１１０は、鋳塊１７への溶け込みによって特性に影響を与える材料は使用せず、例えばエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａと同材料または主要な成分を同じにして構成することができる。

【0032】

この実施形態では、エレクトロスラグ再溶解の開始に伴って、溶融スラグ１５中にエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの先端側が浸漬された状態になる。
エレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａは、溶融スラグ１５のジュール熱により溶解し、溶滴１３は溶融スラグ１５内を下降しつつ鋳型２の底に至り、溶融金属プール１６を形成する。窒素導入部１２０には所定流量の窒素ガスが供給され、窒素吹き出し筒１１０を通して溶融スラグ１５中に窒素ガスが吹き出される。この際に、窒素吹き出し筒１１０の先端側もエレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａとともにジュール熱によって溶解する。窒素ガスは溶融スラグ１５中で撹拌され、窒素ガスの一部は溶滴１３に取り込まれ、また、溶融スラグ１５を通して溶融金属プール１６に溶け込む。

【0033】

鋳型２は、図示しない冷却手段により冷却され、溶融金属プール１６の下方に次第に高窒素含有の鋳塊１７が得られ、高窒素の鋳塊１７が次第に高さを増して形成される。
エレクトロスラグ再溶解用電極１０は、その消耗度合いと溶融金属プール１６の液面高さに応じて下方に移動させて溶融スラグ１５への挿入状態を維持しつつ、エレクトロスラグ再溶解用電極本体１００Ａの溶解が連続して行われる。窒素ガス吹き出し筒１１０から溶融スラグ１５中への所定流量の窒素ガスの吹き出しを継続する。この際に、窒素ガスの吹き出し量としては、初期の設定電圧に対し電圧の振れ幅が２０％以下となる範囲で設定するのが望ましい。
なお、上記窒素吹き出し筒は、実施形態２の窒素吹き出し穴に代えて加圧式エレクトロスラグ再溶解装置に使用することも当然可能である。

【実施例1】

【0034】

以下に、本実施例を説明する。以下の実施例では、図１に示すエレクトロスラグ再溶解装置１または、図２に示す加圧式エレクトロスラグ再溶解装置１Ａを用いて試験を行った。また、比較装置として、窒素吹き出しを行わない装置を用意した。

【0035】

各試験では、エレクトロスラグ再溶解用電極本体として外径１００ｍｍのＳＵＳ３０４の軸中心に１０ｍｍ径の窒素吹き出し筒を開けたものを用いた。
溶解条件は鋳型径：１４５ｍｍ、スラグ組成：ＣａＦ_２−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系、設定電流：２０００Ａまたは２５００Ａ、設定電圧：１８Ｖまたは２０Ｖ、溶解雰囲気ガス種：窒素、溶解雰囲気圧力：０．１ＭＰａ（大気圧）、または１．０ＭＰａ、窒素吹き出し穴からの窒素ガス吹き出し流量：０〜５．０ＮＬ／ｍｉｎとした。

【0036】

上記条件による試験結果を表１、及び図４、５に示す。
雰囲気圧力０．１ＭＰａ（エレクトロスラグ再溶解法）、１．０ＭＰａ（加圧式エレクトロスラグ再溶解法）ともに、窒素ガスの吹き出し量の増加に伴い鋼塊中の窒素ピックアップ量（＝鋼塊窒素量（溶解後）−エレクトロスラグ再溶解電極窒素量（溶解前））は増加し、その値は比較例として示した吹き出しなしの場合より大きかった。

【0037】

図５に示したように吹き出し量が５．０ＮＬ／ｍｉｎ（本発明の実施例（５））では、設定電圧に対し溶解電圧の振れ幅が２０％を超えて大きくなり、溶解の継続が困難であった。これは多量の窒素ガスを吹き込んだ場合には、エレクトロスラグ再溶解電極と溶融スラグ層との間にアーキングが発生し溶解が不安定になるためである。この結果、鋳塊の表面肌が悪化して、顕著な場合には製品として使用することができなくなる。一方、吹き出し量を０．１ＮＬ／ｍｉｎ、０．４ＮＬ／ｍｉｎ、１．０ＮＬ／ｍｉｎ、２．０ＮＬ／ｍｉｎに設定した実施例では、設定電圧に対する溶解電圧の振れ幅が２０％以下であり、電解が安定して鋳塊の表面肌も良好であった。この結果、ガス吹き出し量は、溶解電圧の振れ幅が自動溶解開始時の設定電圧に対して２０％以下になるように設定すると溶解が安定することがわかった。
上記の実施例では、エレクトロスラグ再溶解電極の中心部より窒素ガスを吹き出しているが、電極表面にパイプを取り付けそこから吹き出すなどの方法によっても上記と同様の効果を得ることができる。

【0038】

【表1】

【0039】

以上、本発明について上記実施形態および実施例に基づいて説明したが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ エレクトロスラグ再溶解装置
１Ａ 加圧式エレクトロスラグ再溶解装置
２ 鋳型
２Ａ 鋳型
２Ｂ 加圧容器
３ 電源
１０ エレクトロスラグ再溶解用電極
１０Ａ エレクトロスラグ再溶解用電極本体
１０Ｂ 支持柱部
１１ 窒素吹き出し穴
１２ 窒素導入部
１３ 溶滴
１５ 溶融スラグ
１６ 溶融金属プール
１７ 鋳塊
１００ エレクトロスラグ再溶解用電極
１００Ａ エレクトロスラグ再溶解用電極本体
１００Ｂ 支持柱部
１１０ 窒素吹き出し筒
１２０ 窒素導入部
１２０Ａ 環部
１２０Ｂ 導入配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】