(57)【要約】【課題】  規格幅の極めて狭い鋼種であっても、後工程の作業負荷を増大させたり、リードタイムを延長させることなく、高い材料歩留まりで鋳塊を製造することが可能な鋳塊の製造方法及びコールドスタート用治具を提供すること。【解決手段】  再溶解開始時に、ＥＳＲ装置１０の消耗電極１８との間でアークを発生させるためのスタートブロック２２と、ＥＳＲ装置１０の鋳型１２と鋳型１２底部に設けられる銅製スツール１４との間に少なくともその一端を固定し、その上に載置されるスタートブロック２２に電流を供給するための金属製の底板２４とを備え、底板２４とスタートブロック２２とのラップ部の面積が、スタートブロック２２の面積の５０％以下であるコールドスタート用治具、及び、これを用いた鋳塊の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロスラグ再溶解装置の鋳型底部に設けられた銅製スツール上に、金属製の底板及びスタートブロックをこの順で載置し、さらに、前記スタートブロック上に着火材を載置する第１工程と、
前記スタートブロックの周囲にフラックスを装入する第２工程と、
前記着火材の表面に消耗電極を接触させ、前記銅製スツール−前記消耗電極間に電圧を印加し、前記フラックスを溶解させ、溶融スラグ層を形成する第３工程とを備え、
前記底板と前記スタートブロックとのラップ部の面積は、前記スタートブロックの面積の５０％以下である鋳塊の製造方法。
【請求項２】
前記底板は、２枚に分割され、
分割された前記２枚の底板は、前記ラップ部の面積が予め定められた値以下となるように、所定の間隔を隔てて配置されている請求項１に記載の鋳塊の製造方法。
【請求項３】
再溶解開始時に、エレクトロスラグ再溶解装置の消耗電極との間でアークを発生させるためのスタートブロックと、
前記エレクトロスラグ再溶解装置の鋳型と該鋳型底部に設けられる銅製スツールとの間に少なくともその一端を固定し、その上に載置される前記スタートブロックに電流を供給するための金属製の底板とを備え、
前記底板と前記スタートブロックとのラップ部の面積が、前記スタートブロックの面積の５０％以下であるコールドスタート用治具。
【請求項４】
前記底板は、２枚に分割され、
分割された前記２枚の底板は、前記ラップ部の面積が予め定められた値以下となるように、所定の間隔を隔てて配置されている請求項３に記載のコールドスタート用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳塊の製造方法及びコールドスタート用治具に関し、さらに詳しくは、エレクトロスラグ再溶解装置を用いた鋳塊の製造方法及びこれに用いられるコールドスタート用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスラグ再溶解法（ＥＳＲ法）とは、粗金属からなる消耗電極（一次鋳塊）と、水冷銅鋳型内に形成されたメタルプールとの間に溶融スラグ層をおき、溶融スラグを抵抗加熱発熱体として消耗電極を再溶解する方法である。
ＥＳＲ法は、
（１）溶融スラグの精錬作用により、清浄な鋳塊を製造することができる、
（２）水冷銅鋳型による方向性凝固（積層凝固）により、一次鋳塊より健全性が著しく向上し、機械的特性に優れた鋳塊を製造できる、
という利点がある。そのため、ＥＳＲ法は、主として高級で清浄な鋳塊を製造する方法として用いられている。
【０００３】
ＥＳＲ法を用いた鋳塊の製造は、具体的には、以下のような手順により行われる。すなわち、まず、水冷銅鋳型内に、ＣａＦ２を主成分とする塩基性溶融スラグからなる溶融スラグ層を形成させる。次いで、溶融スラグ層中に粗金属からなる消耗電極を浸漬し、鋳型−溶融スラグ層−消耗電極間に通電する。溶融スラグ層に通電されると、スラグの電気抵抗加熱により消耗電極自身が溶融し、液滴となる。液滴は、溶融スラグ層中を通過する間に、脱硫、脱酸などの不純物の除去、精錬が行われる。滴下した液滴は、水冷銅鋳型の底部でメタルプールを作り、連続的に冷却されて鋳塊となる。
【０００４】
ＥＳＲ法を用いて一次鋳塊の再溶解を行うためには、予め鋳型内に溶融スラグ層を形成する必要がある。このような溶融スラグ層の形成方法（再溶解の開始方法）には、ホットスタート法と、コールドスタート法とがある。
ホットスタート法とは、予め溶融させたスラグを鋳型内に投入する方法である。
一方、コールドスタート法とは、
（１）水冷銅鋳型底部の銅製スツール上に消耗電極と同一又は類似の材質からなるスタートブロックを載置し、スタートブロックの上にさらに着火材を載置し、
（２）スタートブロックの周囲にフラックスを装入し、
（３）消耗電極先端を着火材に接触させた状態で、消耗電極−着火材−スタートブック−銅製スツール間に電圧を印加し、消耗電極−着火剤−スタートブロック間でアーキング（着火）させ、アーク熱と溶融メタル熱でフラックスを溶融させる、
方法をいう。
【０００５】
コールドスタート法は、ホットスタート法に比べて作業が容易であるので、ＥＳＲ法のスタート方法には、通常、コールドスタート法が用いられている。
しかしながら、コールドスタート法は、鋳型底部の銅製スツールとスタートブロックとの間にアークが発生しやすいという問題がある。銅製スツール−スタートブロック間にアークが発生すると、銅製スツールを損傷させたり、あるいは、銅製スツールとスタートブロックの間に溶融スラグが侵入し、鋳塊側面にアークスポットや偏析を生じさせる原因となる。
また、フラックスには、脱酸作用のあるＣａＯを含むもの（例えば、ＣａＦ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ）を用いるのが好ましいが、ＣａＯは吸水性が高いという問題がある。水分を含むフラックスを用いて溶融スラグ層を形成すると、鋳塊の下部にブローホールが発生しやすくなり、材料歩留まりが低下する。
【０００６】
そこでこの問題を解決するために、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、鋳型底部の銅製スツール上に金属板を敷設し、金属板の上にスタートブロックを載置して、溶解を開始するエレクトロスラグ溶解方法が開示されている。同文献には、銅製スツール上に金属板を敷くことによって、絶縁不良に起因するアークの発生が抑制され、鋳塊にアークスポットや偏析が発生しにくくなる点が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、エレクトロスラグ溶解装置に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エレクトロスラグ溶解方法が開示されている。同文献には、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作業を行うと、鋳塊形成当初における水分の影響が少なくなるので、ブローホールのない鋳塊を得ることができる点が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１８８７９５号公報
【特許文献２】特開平７−１８８７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
再溶解材は、通常の造塊法と比較して、極めて良好な凝固組織が得られ、かつ、高い清浄度が得られることから、航空機エンジンや発電用タービンの回転部品の素材として適用されている。また、工具鋼の分野においても、耐用及び性能向上を目的として熱間ダイス鋼を中心に再溶解材の適用が拡大している。
一方、再溶解材は、高品質素材であるので、品質に関する期待とニーズは「高く」かつ「多様」であり、規格幅の極めて狭い鋼種もある。
【００１０】
しかしながら、ＥＳＲ装置を用いて再溶解を行う場合において、銅製スツールとスタートブロックの間に底板を敷設すると、溶解初期に底板が溶融し、鋳塊底部の成分が希釈される場合がある。鋳塊底部に成分外れが発生した場合には、成分が規格内に入るまで鋳塊底部を切り捨てる（追込切断）必要があり、材料歩留まりが低下する。特に、規格幅の極めて狭い鋼種においては、底板による希釈の影響が大きいので、単に材料歩留まりが低下するだけでなく、検査や規格外部分の追込切断等の後工程作業の負荷を増大させ、リードタイムを延長させる原因となる。
【００１１】
この問題を解決するために、（１）底板を敷設することなく、銅製スツールの上に直接、スタートブロックを載置する第１の方法、あるいは、（２）底板に、消耗電極とほぼ同じ組成を有する材料を用いる第２の方法、も考えられる。
しかしながら、第１の方法では、銅製スツール−スタートブロック間に発生するアークによって銅製スツールの消耗が加速され、銅製スツールの交換に要するコストが増大するという問題がある。一方、第２の方法では、消耗電極が高価な合金元素を含む高合金鋼である場合等においては、底板の作製コストが増大するという問題がある。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、規格幅の極めて狭い鋼種であっても、後工程の作業負荷を増大させたり、あるいは、リードタイムを延長させることなく、高い材料歩留まりで鋳塊を製造することが可能な鋳塊の製造方法、及び、これに適したコールドスタート用治具を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、規格幅の極めて狭い鋼種であっても、銅製スツールの交換コストや底板の作製コストを増大させることなく、高い材料歩留まりで鋳塊を製造することが可能な鋳塊の製造方法、及び、これに適したコールドスタート用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る鋳塊の製造方法は、エレクトロスラグ再溶解装置の鋳型底部に設けられた銅製スツール上に、金属製の底板及びスタートブロックをこの順で載置し、さらに、前記スタートブロック上に着火材を載置する第１工程と、前記スタートブロックの周囲にフラックスを装入する第２工程と、前記着火材の表面に消耗電極を接触させ、前記銅製スツール−前記消耗電極間に電圧を印加し、前記フラックスを溶解させ、溶融スラグ層を形成する第３工程とを備え、前記底板と前記スタートブロックとのラップ部の面積は、前記スタートブロックの面積の５０％以下であることを要旨とする。
また、本発明に係るコールドスタート用治具は、再溶解開始時に、エレクトロスラグ再溶解装置の消耗電極との間でアークを発生させるためのスタートブロックと、前記エレクトロスラグ再溶解装置の鋳型と該鋳型底部に設けられる銅製スツールとの間に少なくともその一端を固定し、その上に載置される前記スタートブロックに電流を供給するための金属製の底板とを備え、前記底板と前記スタートブロックとのラップ部の面積が、前記スタートブロックの面積の５０％以下であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
銅製スツールの上に底板及びスタートブロックをこの順で載置し、コールドスタート法を用いて再溶解を開始する場合において、底板とスタートブロックとのラップ部の面積をある一定値以下にすると、銅製スツールの損傷を加速させることなく、底板の溶融に起因する成分元素の希釈が抑制される。そのため、規格幅の極めて狭い鋼種であっても、高い材料歩留まりで鋳塊を製造することができ、後工程の作業負荷の増大やリードタイムの延長も抑制することができる。さらに、消耗電極が高価な元素を多量に含む高合金鋼であっても、底板に安価な材料を用いることができるので、底板の作製コストや銅製スツールの交換コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明に係るコールドスタート用治具が設置されたエレクトロスラグ再溶解装置（ＥＳＲ装置）の概略構成図を示す。
図１において、ＥＳＲ装置１０は、鋳型１２と、鋳型１２の底部に固定された銅製スツール１４と、電源１６とを備えている。鋳型１２は、内部が空洞（図示せず）になっており、冷却水を循環させるようになっている。電源１６の一端には、銅製スツール１４が接続され、他端には、鋳型１２の上部から装入される消耗電極（図示せず）に接続されている。
【００１６】
コールドスタート用治具２０は、スタートブロック２２と、底板２４とを備えている。スタートブロック２２は、再溶解開始時に、ＥＳＲ装置１０の消耗電極（図示せず）との間でアークを発生させるためのものである。スタートブロック２２を用いなくても消耗電極の先端にアークを発生させることはできるが、スタートブロック２２を用いると、アークによる銅製スツール１４の損傷を抑制することができる。
スタートブロック２２には、通常、消耗電極と同一又は類似の材料（具体的には、使用済み消耗電極の残った部分）が用いられるが、大きな成分変動が生じない場合等には、異なる材料を用いても良い。
また、スタートブロック２２の形状、大きさ等は、特に限定されるものではないが、スタートを安定化させるためには、スタートブロック２２の面積は、相対的に大きい方が好ましい。但し、必要以上にスタートブロック２２を大きくしても、あまり実益はない。
【００１７】
スタートブロック２２の上には、着火材２６が載置される。着火材２６は、スタート時において消耗電極−スタートブロック２２間のアークの発生を容易化し、発生したアーク熱と着火材の溶融熱でフラックスを溶融させるためのものである。着火材２６には、通常、消耗電極と同一又は類似の材料からなる切り屑（ダライ）が用いられるが、大きな成分変動が生じない場合等には、異なる材料を用いても良い。着火材２６の投入量は、特に限定されるものではなく、着火が円滑に行われる量以上であればよい。
【００１８】
底板２４は、その上にスタートブロック２２を載置し、スタートブロック２２に電流を供給するためのものである。底板２４の少なくとも一端は、ＥＳＲ装置１０の鋳型１２と、鋳型１２底部に設けられる銅製スツール１４との間に固定される。これは、再溶解中における底板２４の浮き上がりを防止するためである。一般に、ＥＳＲ溶解法において、底板２４は必ずしも必要なものではないが、底板２４を用いると、スタートブロック２２下面の凹凸や、再溶解中に生ずるスタートブロック２２の浮き上がりに起因するアークの発生、及び、これらに起因する銅製スツール１４の損傷を抑制することができる。
【００１９】
銅製スツール１４の損傷を抑制し、かつ、鋳塊底部における成分の希釈を抑制するためには、底板２４は、以下のような条件を備えていることが望ましい。
第１に、底板２４とスタートブロック２２とが重なり合う部分の面積（ラップ部の面積）は、スタートブロック２２の面積の５０％以下が好ましい。スタートブロック２２の直下にある底板２４の部分は、溶解初期にほぼ完全に溶解するので、ラップ部の面積は、銅製スツール１４−スタートブロック２２間の導通を安定して確保できる限りにおいて、小さいほどよい。
鋳塊底部における合金元素の希釈を抑制し、材料歩留まりを向上させるためには、ラップ部の面積は、小さいほど好ましい。例えば、１５〜１６％含有合金元素の希釈を０．２％以内に抑制するには、ラップ部面積は、１５％以下とすればよい。
【００２０】
第２に、底板２４の厚さは、溶解初期に発生するアークによる銅製スツール１４の損傷を抑制可能な最低厚さ以上であることが好ましい。一般に、底板２４の厚さが薄くなるほど、鋳塊底部における成分の希釈は抑制されるが、底板２４の厚さが薄くなりすぎると、溶解初期に発生するアークによって銅製スツール１４が損傷する。底板２４の厚さは、これらの要素を考慮し適宜選択できる。例えば、鋳型１２の直径が５５０ｍｍの場合、底板２４の厚さの好ましい範囲は、５〜１２ｍｍである。
【００２１】
なお、底板２４の材質は、特に限定されるものではなく、消耗電極の組成、製造コスト等を考慮して、最適なものを選択すれば良い。一般に、鋳塊底部における成分の希釈を抑制するために、底板２４として、消耗電極に近い組成を有するものを用いるのが好ましい。例えば、消耗電極がＦｅ基合金である場合には、底板２４としてＦｅ板を用い、消耗電極がＮｉ基合金である場合には、Ｎｉ板を用いる、等である。
しかしながら、本発明においては、ラップ部の面積が所定の値以下になっており、成分の希釈が抑制されるので、必ずしも、底板２４として、消耗電極に近い組成を有する材料を用いる必要はない。すなわち、消耗電極がＮｉ基合金からなる場合であっても、底板２４として、安価な材料（例えば、Ｆｅ板）を用いることができる。
【００２２】
底板２４の形状及び設置方法は、特に限定されるものではなく、ラップ部の面積が上述した値以下となるものであれば良い。
図１に示す例において、底板２４は、２枚に分割され、分割された２枚の底板（以下、これを「底板素片」という。）２４ａ、２４ｂは、ラップ部の面積が予め定められた値以下となるように、所定の間隔を隔てて配置されている。また、銅製スツール１４の上面には、その一端から他端まで横断する矩形状の凹部が形成され、底板素片２４ａ、２４ｂは、矩形状の凹部の両端に配置されている。また、各底板素片２４ａ、２４ｂの一端は、鋳型１２と銅製スツール１４との間に挟み込まれ、固定されている。
【００２３】
なお、図１に示す例において、銅製スツール１４の上面には、その一端から他端まで横断する矩形状の凹部が形成されているが、凹部の形状は、これに限定されるものではない。要は、凹部の形状は、底板素片２４ａ、２４ｂをはめ込むことができ、かつ、スタートブロック２２と銅製スツール１４との間に、ある一定量以上の非接触部が形成されるものであれば良い。
また、銅製スツール１４の上面に凹部を形成することに代えて、平坦な銅製スツール１４の表面に、直接、底板素片２４ａ、２４ｂを載置しても良い。
さらに、図１に示す例において、各底板素片２４ａ、２４ｂは、矩形状になっているが、底板素片２４ａ、２４ｂの形状は、これに限定されるものではなく、例えば、多角形状、あるいは、外周の全部又は一部に曲線を含んでいる形状でも良い。
【００２４】
ラップ部の面積を所定の値以下とするための底板２４の形状及び配置方法であって、図１に例示される方法以外の方法としては、具体的には、
（１）  底板２４として、鋳型１２の一端から他端までの長さを有する一体物の矩形板を用い、スタートブロック２２が載置される部分に１個又は２個以上の貫通孔を形成し、ラップ部の面積を所定の値以下とする方法、
（２）  底板２４として、３個以上の底板素片（その形状は、特に限定されるものではなく、矩形状、多角形状、曲線を含む形状等のいずれであっても良い）を用い、鋳型１２底部の外周の周方向に沿ってに、等間隔又は不規則間隔で底板素片を配置し、ラップ部の面積を所定の値以下とする方法、
（３）  スタートブロック２２と、底板２４との間に、さらに小型のスタートブロックを載置する方法、
などがある。
【００２５】
次に、本発明に係るコールドスタート用治具を備えたＥＳＲ装置を用いた鋳塊の製造方法について説明する。図２に、その工程図を示す。図２において、本発明に係る鋳塊の製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。
【００２６】
第１工程は、ＥＳＲ装置１０の鋳型１２底部に設けられた銅製スツール１４上に、金属製の底板２４及びスタートブロック２２をこの順で載置し、さらに、スタートブロック２２上に着火材２６を載置する工程である（図２（ａ）参照）。
底板２４及びスタートブロック２２は、本発明に係るコールドスタート用治具２０であり、ラップ部の面積が上述した値以下となっているものである。消耗電極（一次鋳塊）１８は、鋳型１２の上方から装入される。消耗電極１８は、電源１６の一端に接続されている。
なお、本発明において、消耗電極１８の材質は、特に限定されるものではなく、本発明はあらゆる材料に対して適用できる。また、本発明は、鋳型底部における成分の希釈が生じにくいので、特に、規格幅の狭い特殊鋼種に対して本発明を適用すると、高い効果が得られる。
【００２７】
第２工程は、スタートブロック２２の周囲にフラックス２８を装入する工程である（図２（ｂ）参照）。
フラックス２８の組成は、特に限定されるものではなく、消耗電極１８の組成、鋳塊に要求される特性等に応じて、最適なものを選択する。通常は、ＣａＦ２を主成分とするフラックス（例えば、ＣａＦ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯなど）が用いられる。
フラックス２８は、着火材２６の表面がフラックス２８で覆われないように装入する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、消耗電極１８を着火材２６表面に近接させ、消耗電極１８の周囲からフラックス２８を投入するのが好ましい。
鋳型１２に装入される全フラックス量は、消耗電極１８の全量を精錬するのに必要な量以上であれば良い。具体的な全フラックス量は、消耗電極１８の組成及び重量、鋳塊に要求される特性等に応じて、最適な量を選択する。例えば、重量約１ｔの高速度工具鋼からなる消耗電極１８を溶解させる場合、全フラックス量は、通常、３０〜５０ｋｇ程度である。
【００２８】
第３工程は、着火材２６の表面に消耗電極１８を接触させ、銅製スツール１４−消耗電極１８間に電圧を印加し、フラックス２８を溶解させ、溶融スラグ層３０を形成する工程である。
消耗電極１８の先端を着火材２６の表面に接触させ、電源１６を介して電圧を印加すると、消耗電極１８−着火材２６−スタートブロック２２間でアークが発生し、着火材２６が溶融する。また、そのアーク熱と着火材２６の溶融熱でフラックス２８が溶融し、溶融スラグ層３０となる（図２（ｃ）参照）。
また、フラックス２８の溶融と共に消耗電極１８は引き上げられ、スタートブロック２２と消耗電極１８の溶融が開始する。この時、底板２４の内、ラップ部内にある部分も溶融する。生成した溶湯は、鋳型１２により冷却されて鋳塊３２となる。また、鋳塊３２の上には、未凝固の溶湯からなるメタルプール３２ａが形成される。
【００２９】
フラックスが全溶した後、消耗電極１８を送り初め、さらに通電を続行すると、図２（ｄ）に示すように、溶融スラグ層３０の抵抗加熱により消耗電極１８が溶融し、液滴１８ａとなって滴下する。滴下した液滴１８ａは、溶融スラグ層３０で精錬された後、鋳型１２底部でメタルプール３２ａを作り、連続的に冷却されて鋳塊３２となる。
【００３０】
次に、本発明に係る鋳塊の製造方法及びコールドスタート用治具の作用について説明する。
ＥＳＲ法において、底板は、銅製スツールの損傷を抑制し、銅製スツールの交換に要する工数及び費用を削減するためには有効なものである。しかしながら、底板の内、スタートブロックと重なり合う部分は、溶解初期にほぼ完全に溶解する。そのため、消耗電極（一次鋳塊）が合金元素を多量に含む場合には、底板の溶融によって、鋳塊底部の成分が希釈され、規格外となりやすい。規格外となった部分は、切り捨てられるので、規格外となる領域が広くなるほど、材料歩留まりが低下する。特に、規格幅の狭い鋼種にあっては、単に材料歩留まりが低下するだけでなく、検査及び追込切断を繰り返す必要が生じるので、後工程の作業負荷を増大させ、あるいは、リードタイムを延長させる原因となる。
【００３１】
これに対し、底板のラップ部の面積をある一定値以下にすると、底板の溶融に起因する鋳塊底部の成分の希釈が抑制される。そのため、規格幅の狭い鋼種であっても、高い材料歩留まりで製造することができる。また、後工程の作業負荷も軽減され、リードタイムも短縮することができる。
さらに、消耗電極が高価な合金元素を多量に含む高合金鋼（例えば、Ｎｉ基合金）であっても、鋳塊底部における成分の希釈が少ないので、底板として安価な材料（例えば、Ｆｅ板）を用いることができる。そのため、底板の製造コストを大幅に削減することができる。しかも、底板のラップ部の面積を所定の値以下としても、銅製スツールを保護する機能が損なわれないので、銅製スツールの交換に要する工数及び費用を増大させることもない。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
図１に示すコールドスタート用治具２０を備えたＥＳＲ装置１０を用いて、鋳塊の製造を行った。消耗電極１８には、ＳＵＳ６３０を用いた。表１に、ＳＵＳ６３０の成分規格を示す。また、再溶解条件は、以下の通りである。
消耗電極  ：  φ４００ｍｍ×長さ２０００ｍｍ
水冷銅鋳型：  φ５５０ｍｍ×長さ２０００ｍｍ
スタートブロック：  使用済み消耗電極の残部（φ４００ｍｍ×厚さ３０ｍｍ）
底板：  ２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１０ｍｍの鉄板２枚（ラップ部の面積：スタートブロックの面積の１２％）
着火材：  消耗電極の切り屑（ダライ）、５ｋｇ
フラックス：  ＣａＦ２−Ａｌ２Ｏ３系
フラックス装入量：  合計５０ｋｇ、
【００３３】
【表１】
2006257515.tif 000003
【００３４】
（比較例１）
図３に示すように、底板２４として、８００ｍｍ×２５０ｍｍ×１０ｍｍの一体物の鉄板（ラップ部の面積：スタートブロックの面積の７４％）を用いた以外は図１に示すＥＳＲ装置１０と同一の構成を有するＥＳＲ装置１０’を用いて、実施例１と同一条件下で、鋳塊の製造を行った。なお、図３中、各部の符号は、図１に示すＥＳＲ装置１０の対応する各部の符号と同一のものを用いた。
【００３５】
図４に、実施例１及び比較例１で得られた鋳塊の底部からの距離と、Ｃｒ濃度の薄まり（規格値との差）（％）との関係を示す。
比較例１の場合、鋳型底部に近づくほど、Ｃｒ濃度の薄まりは大きく、鋳型底部から１００ｍｍの位置において、Ｃｒ濃度の薄まりは０．５％であった。これに対して、実施例１の場合、鋳型底部から２０ｍｍ以上の位置においてＣｒ濃度の薄まりが０．２％以下と軽微であった。本発明により合金元素規格幅が極めて狭い特殊鋼種であっても、高い歩留まりで鋳塊を製造できることがわかる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る鋳塊の製造方法及びコールドスタート用治具は、航空機エンジンや発電用タービンの回転部品の素材、あるいは、熱間ダイス鋼や高速度工具鋼などの工具鋼の製造方法及びこれに用いられるコールドスタート用治具として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係るコールドスタート用治具を備えたエレクトロスラグ再溶解装置の平面図であり、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】本発明に係る鋳塊の製造方法の工程図である。
【図３】図３（ａ）は、従来のコールドスタート用治具を備えたエレクトロスラグ再溶解装置の平面図であり、図３（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】鋳塊の底部からの距離とＣｒ濃度の薄まりとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エレクトロスラグ再溶解（ＥＳＲ）装置
１２  鋳型
１４  銅製スツール
１８  消耗電極
２０  コールドスタート用治具
２２  スタートブロック
２４  底板
２６  着火材
２８  フラックス
３０  溶融スラグ層
【図１】
2006257515.tif 000004
【図２】
2006257515.tif 000005
【図３】
2006257515.tif 000006
【図４】
2006257515.tif 000007