(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
精錬装置（２０）に消耗電極（１１）を供給するための消耗電極供給装置（１０）であって、当該消耗電極供給装置が、
第１の方向（１４０）に沿って精錬装置に消耗電極を供給する側方供給装置（１４）と、
前記第１の方向と略直交する第２の方向（１５０）に沿って精錬装置に消耗電極を供給する精錬供給装置（１５）であって、該精錬供給装置（１５）が、連結プラットホーム（２１）の上下両側で前記消耗電極と係合して、前記精錬装置に前記消耗電極を制御下で移動させるためのカタピラ装置、トレッド装置、ベルト装置、チェーン装置及びそれらの組合せの中から選択される精錬供給装置（１５）と、
供給された消耗電極を互いに連結する連結装置（１６）と
を含んでおり、
ある消耗電極の所定量が前記精錬装置内で精錬されると、前記側方供給装置によって前回の消耗電極の上方に別の消耗電極が配置され、前記連結装置が供給された消耗電極を前回供給された消耗電極に連結して精錬用消耗電極を供給するための精錬作業停止を回避する、消耗電極供給装置。
【請求項２】
前記連結装置が溶接連結装置、ろう付け連結装置、はんだ付け連結装置、融着連結装置及びそれらの組合せのうちの１以上からなる、請求項１記載の消耗電極供給装置。
【請求項３】
前記連結装置が消耗電極の重量を支持する連結部を生じる、請求項１又は請求項２記載の消耗電極供給装置。
【請求項４】
精錬装置（２０）に消耗電極（１１）を供給するための方法であって、当該供給方法が、
第１の方向（１４０）に沿って精錬装置（２０）に消耗電極（１１）を供給する工程と、
前記第１の方向と略直交する第２の方向（１５０）に沿って精錬装置に消耗電極を供給する工程であって、該精錬供給装置（１５）が、連結プラットホーム（２１）の上下両側で前記消耗電極と係合して、前記精錬装置に前記消耗電極を制御下で移動させるためのカタピラ装置、トレッド装置、ベルト装置、チェーン装置及びそれらの組合せの中から選択される工程と、
消耗電極を互いに連結する工程と、
前記精錬装置に消耗電極を供給しながら前記消耗電極を精錬する工程と
を含んでおり、
ある消耗電極の所定量が精錬されると、別の消耗電極を供給し、供給された消耗電極を前回供給された消耗電極に連結して精錬作業の停止を回避する、方法。
【請求項５】
前記連結工程が溶接、ろう付け、はんだ付け、融着又はそれらの組合せによって連結することからなる、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記連結工程が消耗電極の重量を支持する連結部を生じる、請求項５又は請求項５記載の方法。
【請求項７】
低温誘導案内装置を含むエレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給するための請求項１記載の消耗電極供給装置であって、
前記側方供給装置（１４）が、精錬供給装置に供給すべき配置状態に消耗電極を配列するためのコンベヤ、クレーン、送路、リフト及びそれらの組合せの中から選択され、
前記連結装置（１６）が、溶接連結装置、ろう付け連結装置、はんだ付け連結装置、融着連結装置及びそれらの組合せのうちの１以上からなり、前記連結装置が消耗電極の重量を支持する連結部を生じる、消耗電極供給装置。
【請求項８】
エレクトロスラグ精錬構造物（３０）と、
低温炉床構造物（４０）と、
エレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給するための消耗電極供給装置（１０）と
を含むエレクトロスラグ精錬装置（２０）であって、前記消耗電極供給装置が、
第１の方向（１４０）に沿って前記エレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給する側方供給装置（１４）と、
前記第１の方向と略直交する第２の方向（１５０）に沿って前記エレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給する精錬供給装置（１５）であって、該精錬供給装置（１５）が、連結プラットホーム（２１）の上下両側で前記消耗電極と係合して、前記精錬装置に前記消耗電極を制御下で移動させるためのカタピラ装置、トレッド装置、ベルト装置、チェーン装置及びそれらの組合せの中から選択される精錬供給装置（１５）と、
供給された消耗電極を互いに連結する連結装置（１６）と
を含んでおり、
ある消耗電極の所定量が前記エレクトロスラグ精錬装置内で精錬されると、前記側方供給装置によって前回の消耗電極の上方に別の消耗電極が配置され、前記連結装置が供給された消耗電極を前回供給された消耗電極に連結して前記エレクトロスラグ精錬装置による精錬用消耗電極を供給するための精錬作業停止を回避する、エレクトロスラグ精錬装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、Ｋｎｕｄｓｅｎ等によって１９９９年２月２３日に提出された「連続供給式エレクトロスラグ精錬炉」と称する米国特許仮出願第６０／１２１１８４号の優先権を主張する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は精錬装置及び方法に関する。具体的には、本発明は精錬装置用の消耗電極供給装置及び方法に関する。
【０００３】
ある種の従来の精錬装置では、精錬すべき原料金属源としてインゴットが使用される。例えばエレクトロスラグ精錬装置では、原料金属源として、かつエレクトロスラグ精錬時にインゴットの融解に使用される電気回路の一部として、消耗電極が使用されることがある。これらのエレクトロスラグ精錬装置及び方法では、消耗電極の配置及び使用のために多大な準備が必要とされることがある。通例、消耗電極はエレクトロスラグ精錬装置内への消耗電極の機械的移動を可能にする鉛直運動制御装置（例えば、動力装置に固定されたスタブ）に取付けられていた。かかる鉛直運動制御装置には、消耗電極と鉛直運動制御装置のスタブとの間の溶接部、消耗電極と鉛直運動制御装置のスタブとの間のねじ又はボルト式連結部、消耗電極と鉛直運動制御装置のスタブとの間のクランプ、及び消耗電極と鉛直運動制御装置のスタブとの間のその他の鉛直運動制御構造物がある。また、かかる鉛直運動制御装置は消耗電極と電源との間の電気的接触をもたらす。
【０００４】
消耗電極のエレクトロスラグ精錬融解及び消耗電極の移動は、通例、エレクトロスラグ精錬装置と協働する消耗電極端部とは反対側の消耗電極端部に到達する前に停止される。かかる移動停止は、エレクトロスラグ精錬装置での精錬用の新しい消耗電極を用意し、その新消耗電極を鉛直運動制御装置に連結して既存の消耗電極と交換するのに必要とされる。移動停止は、例えば鉛直運動制御装置の部品がエレクトロスラグ精錬装置内の溶湯に接近しすぎる場合などに鉛直運動制御装置の部品が損傷しないようにするためにも必要とされる。移動停止は、例えば鉛直運動制御装置に由来する汚染物により、エレクトロスラグ精錬済みの溶湯が汚染されるのを回避するのにも役立つ。従来のエレクトロスラグ精錬装置で必要ではあっても、このような移動停止は望ましくない。エレクトロスラグ精錬装置の運転時間を減らし、エレクトロスラグ精錬の収率を低下させ、エレクトロスラグ精錬装置の停止時間を増大させ、エレクトロスラグ精錬装置の汚染を増大させるおそれがあるからである。
【０００５】
エレクトロスラグ精錬（ＥＳＲ）装置及び方法は、当技術分野で公知である。例えば、エレクトロスラグ精錬装置、方法及び関連する特徴はＢｅｎｚ等の米国特許第５１６０５３２号中に開示されているが、そこには低温誘導案内（ＣＩＧ）式移送装置も開示されている。追加のエレクトロスラグ精錬装置、方法及び関連する特徴は、いずれも本願出願人に譲渡された以下の米国特許中に開示されており、その開示内容は援用によって本明細書の一部をなす：Ｂｅｎｚ等の米国特許第５１６０５３２号、Ｂｅｎｚ等の同第５３１０１６５号、Ｂｅｎｚ等の同第５３２５９０６号、Ｓａｗｙｅｒ等の同第５３４８５６６号、Ｓａｗｙｅｒ等の同第５３６６２０６号、Ｂｅｎｚ等の同第５４７２１７７号、Ｃａｒｔｅｒ，Ｊｒ．等の同第５４８００９７号、Ｃａｒｔｅｒ，Ｊｒ．等の同第５６４９９９２号、Ｃａｒｔｅｒ，Ｊｒ．等の同第５６４９９９３号、Ｂｅｎｚ等の同第５６８３６５３号、Ｃａｒｔｅｒ，Ｊｒ．等の同第５７６９１５１号、Ｂｅｎｚ等の同第５８０９０５７号及びＫｎｕｄｓｅｎ等の同第５８１００６６号。
【０００６】
さらに、鋳造品（例えば、直径が約１８インチ（約４５センチメートル）を超える大径鋳造品）を製造する際の困難さは、移動停止及び消耗電極の連結・交換の際に増大しかねない。大径インゴットの鋳造方法では、鉛直運動制御装置に連結された複数の消耗電極を使用するのが通例である。どんな消耗電極連結作業でも得られる鋳造品中に不均質領域が生じかねない。かかる不均質領域は、消耗電極中の少量成分の変動、移動停止及び消耗電極連結作業時てエレクトロスラグ精錬溶湯中に混入しかねない汚染物、移動停止の前後でのエレクトロスラグ精錬条件の相違、その他のエレクトロスラグ精錬変数に起因するおそれがある。もちろん、得られる鋳造品及び該鋳造品から製造した製品（特に限定されないが、例えばタービン部品）では、このような不均質な領域は望ましくない。
【０００７】
このように、エレクトロスラグ精錬時の移動停止を回避するエレクトロスラグ精錬装置及び方法用の消耗電極を提供する必要性が存在する。さらに、収率の低下、エレクトロスラグ精錬時の汚染、及び鉛直運動制御装置の損傷を回避するエレクトロスラグ精錬装置及び方法を提供する必要性も存在する。さらに、消耗電極の移動停止及び消耗電極連結作業に際して不均質領域が生じることのないエレクトロスラグ精錬装置及び方法を提供する必要性も存在する。
【０００８】
【発明の概要】
本発明の一態様によれば、精錬装置用の消耗電極供給装置が開示される。かかる消耗電極供給装置は、第１の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給する側方供給装置と、第１の方向と略直交する第２の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給する精錬供給装置と、供給された消耗電極を互いに連結するための連結装置とを含んでいる。かかる消耗電極供給装置は、ある消耗電極の所定量を精錬装置内で精錬し、前回供給された消耗電極の上方に別の消耗電極を配置ができるようにする。次いで、連結装置で供給消耗電極を前回供給された消耗電極に連結すれば、精錬の中断が回避できる。
【０００９】
また、本発明は精錬装置に消耗電極を供給するための方法を開示する。かかる供給方法は、第１の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給する工程と、第１の方向と略直交する第２の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給する工程と、供給された消耗電極を互いに連結する工程と、精錬装置に消耗電極を供給しながら消耗電極を精錬する工程とを含んでいる。かかる方法は、ある消耗電極の所定量を精錬装置内で精錬させた後、前回供給された消耗電極の上方に別の消耗電極を供給し、かつ前回供給された消耗電極に消耗電極を連結することによって精錬作業の停止を回避する。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、エレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給するための消耗電極供給装置が提供される。上記のエレクトロスラグ精錬装置は低温誘導案内装置を含んでいる。かかる消耗電極供給装置は、精錬供給装置に供給すべき配置状態に消耗電極を配列するためのコンベヤ、クレーン、送路、リフト及びそれらの組合せの中から選択される１以上からなる、第１の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給するための側方供給装置と、精錬装置に消耗電極を制御下で移動させるためのカタピラ装置、トレッド装置、ベルト装置、チェーン装置及びそれらの組合せの中から選択される、第１の方向と略直交する第２の方向に沿って精錬装置に消耗電極を供給するための精錬供給装置と、供給された消耗電極を互いに連結する連結装置とを含んでいる。連結装置は、溶接連結装置、ろう付け連結装置、はんだ付け連結装置、融着連結装置及びそれらの組合せの中から選択される１以上からなる。ある消耗電極の所定量が精錬装置内で精錬されると、側方供給装置によって前回の消耗電極の上方に別の消耗電極が配置される。次いで、連結装置で供給された消耗電極を前回供給された消耗電極に連結すれば、精錬用消耗電極を供給するための精錬作業の停止が回避できる。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、消耗電極供給装置を含むエレクトロスラグ精錬装置が提供される。エレクトロスラグ精錬装置は、エレクトロスラグ精錬構造物と、低温炉床構造物と、エレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給するための消耗電極供給装置とを含んでいる。かかる消耗電極供給装置は、第１の方向に沿ってエレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給する側方供給装置と、第１の方向と略直交する第２の方向に沿ってエレクトロスラグ精錬装置に消耗電極を供給する精錬供給装置と、供給された消耗電極を互いに連結する連結装置とを含んでいる。かかる消耗電極供給装置を含むエレクトロスラグ精錬装置がある消耗電極の所定量をエレクトロスラグ精錬装置内で精錬すると、側方供給装置によって前回の消耗電極の上方に別の消耗電極が配置される。連結装置が供給された消耗電極を前回供給された消耗電極に連結し、エレクトロスラグ精錬装置による製錬用消耗電極を供給するための精錬作業の停止を回避できる。
【００１２】
本発明の上記その他の態様、利点及び特徴は、本発明の実施形態について開示した以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することで明らかとなろう。図面全体を通して、類似する部品は類似の符号で示した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る消耗電極供給装置は、精錬すべき原料金属源としてインゴットを使用する精錬装置に消耗電極を供給する。かかる消耗電極供給装置は、新しい消耗電極を連結する間にも消耗電極の移動停止及び精錬作業の停止を回避するのに十分な方式で消耗電極を供給する。かかる消耗電極供給装置は、精錬作業の停止を回避し、精錬収率を高め、精錬装置の中断時間を短縮し、かつ精錬装置の汚染を低減させ得るような方式で、既に精錬装置内にある消耗電極に消耗電極を連結する。
【００１４】
本発明に係る消耗電極供給装置は、原料金属源としてインゴットを使用するあらゆる金属精錬装置に適用できる。以下の説明は、エレクトロスラグ精錬装置と組合せた消耗電極供給装置に関する。エレクトロスラグ精錬（ＥＳＲ）は通例金属を融解して精錬するための方法からなる。かかる金属には、タービン部品用途に使用し得る金属（特に限定されないが、例えば鉄（Ｆｅ）基、ニッケル（Ｎｉ）基、銅（Ｃｏ）基及びチタン（Ｔｉ）基合金）がある。エレクトロスラグ精錬装置は低温誘導案内装置（ＣＩＧ）と組合せてもよく、低温誘導案内装置は誘導加熱式セグメント化冷却銅製案内管を含んでいてもよい。かかる低温誘導案内装置はエレクトロスラグ精錬装置の底部に配置し得る。液体金属の流れは、低温誘導案内装置を通して液体金属プールから抜取ることができる。この流れは、特に限定されないが、粉末噴霧法、溶射法、インベストメント鋳造法、溶融紡糸法、ストリップ鋳造法、スラブ鋳造法及び核生成鋳造法を始めとする各種凝固プロセス用の液体金属源とし得る。このようなエレクトロスラグ精錬装置に関する説明は、単に例示を目的としたものにすぎず、本発明を限定するものではない。その他の金属精錬装置も本発明の技術的範囲に属する。
【００１５】
図１では、消耗電極１１は概してエレクトロスラグ精錬装置２０の上方の位置から消耗電極供給装置１０内に供給される。図面に関連して「上部」及びその他の相対位置を表す用語を本明細書中で用いるが、それらは本発明の配置を限定するものではない。さらに、その他の用語は特記しない限り当業者が理解する通常の意味で用いる。消耗電極供給装置１０は、第１の方向（矢印１４０）に消耗電極を移動させて精錬供給装置１５（後述）に供給するための配置又は位置に設置する側方消耗電極供給装置１４（以後は「側方供給装置」と呼ぶ）を含んでいる。側方供給装置１４は、特に限定されないが、例えばコンベヤ、クレーン、送路、リフト、その他本発明に係る消耗電極供給装置１０に供給するための配置に消耗電極１１を配列し得る動力装置のような装置からなるものでよい。
【００１６】
側方供給装置１４は、消耗電極１１の長軸１１０が精錬供給装置１５内にある前回の消耗電極の長軸１１０と整列するような配置に消耗電極１１を設置できる。その姿勢は、図１に示すように鉛直とし得る。側方供給装置１４は、精錬供給装置１５に消耗電極を引渡す。精錬供給装置１５は、第１の方向１４０と略直交する第２の方向（矢印１５０）に消耗電極１１を移動させることができる。また、消耗電極供給装置１０は、精錬中の停止を回避するのに十分な方式で消耗電極同士を連結するための連結装置１６を含んでいる。
【００１７】
精錬供給装置１５は、連結装置１６を通して精錬装置２０内に消耗電極１１を移動させ得る装置からなる。精錬供給装置１５は、消耗電極１１を制御しながら移動・降下させることのできる降下動力装置を含んでいてもよい。制御下での移動及び降下は、精錬装置２０内での融解速度によって制御できる。例えば、制御下での降下は段階的な移動及び降下を含んでいてもよい。消耗電極１１を精錬装置内に移動させる精錬供給装置１５は、適当な降下及び制御を消耗電極に付与し得る動力装置を含んでいてもよい。精錬供給装置は、精錬装置内に消耗電極を制御下で移動させることのできるカタピラ装置、トレッド装置、ベルト装置、チェーン装置、その他同様の動力装置又はそれらの組合せからなるものでよい。
【００１８】
各々の消耗電極１１は、消耗電極供給装置１０の連結装置１６によって前回設置された消耗電極に連結される。本発明に係る連結装置１６は、それぞれの消耗電極がそれらの間に空隙を生じることなく精錬供給装置１５によって精錬装置に送入されるように消耗電極同士を連結する装置からなる。例えば、特に限定されないが、連結装置１６は機械的連結、冶金的連結及びそれらの組合せのうちの１以上によって消耗電極を連結できる。従って、本発明に係る消耗電極供給装置１０は移動停止を回避しながら前回の消耗電極１１に連結するように消耗電極１１を供給する。
【００１９】
本発明に係る連結装置１６は、消耗電極１１を連結するための溶接連結装置でもよい。溶接連結装置１６は適宜どんな溶接装置からなるものでよい。別法として、連結装置１６は消耗電極を機械的に連結し得るその他の装置からなるものでもよい。さらに、別の代替手段として、連結装置１６は消耗電極を冶金的に連結し得る装置からなる。例えば、特に限定されないが、連結装置１６はろう付け連結装置、はんだ付け連結装置、融着連結装置又はそれらの組合せを含む装置からなるものとし得る。
【００２０】
それぞれの消耗電極を連結する連結装置１６は、強力連結部を生じる必要はない。ここで言う「強力」という用語は、その連結部が大量の電流を流しかつ大きな重量を支持することを意味する。消耗電極間の連結部は、単に消耗電極の重量を支持すればよいのであって、エレクトロスラグ精錬方法用の電流を流すことは意図されていない。以下の説明は溶接連結装置からなる連結装置１６に関するが、この説明は単に例示を目的としたものにすぎない。溶接連結装置の記載は、本発明を限定するものではない。
【００２１】
消耗電極供給装置１０内の溶接連結部は、どんな溶接連結作業で形成してもよい。例えば、消耗電極間の溶接連結部はロボット式溶接機などによって自動的に形成できる。別法として、溶接機によって溶接部を形成してもよい。かかる溶接機は、連結ステーション（特に限定されないが、例えば連結プラットホーム２１）に設置し得る。連結プラットホーム２１は、エレクトロスラグ精錬装置２０の上方に配置し得る。さらに、本発明の技術的範囲に属する任意の連結装置１６を連結プラットホーム２１上に設置してもよい。
【００２２】
エレクトロスラグ精錬装置１用の連続供給装置１０及びそれに関係する方法は、底部出湯式エレクトロスラグ精錬装置に関連して図１に示されている。ここに図示された構成は、本発明の技術的範囲に属する装置を単に例示するものにすぎない。エレクトロスラグ精錬装置１用の連続供給装置１０及びそれに関係する方法は、通常のエレクトロスラグ精錬装置、引取り型式エレクトロスラグ精錬装置、エレクトロスラグ精錬／低温誘導案内（ＥＳＲ／ＣＩＧ）装置、及び単独の核生成鋳造装置又はＥＳＲ／ＣＩＧ装置と組合せた核生成鋳造装置に適用し得る。
【００２３】
図２及び図３は、本発明に係る消耗金属供給装置１０によって消耗電極１１が供給されるエレクトロスラグ精錬装置２０の特徴を示している。エレクトロスラグ精錬装置２０は、消耗電極１１を精錬して清浄精錬金属溶湯４４６（以下「清浄金属」という。）を生じさせる。清浄金属４６は、エレクトロスラグ精錬装置２０の下方に取付けられた低温炉床構造物４０に収容され保持される。清浄金属４６は、低温炉床構造物４０の下方に配置されたコールドフィンガオリフィス構造物８０を通して低温炉床構造物４０から排出される。
【００２４】
エレクトロスラグ精錬装置２０は、金属のエレクトロスラグ精錬速度及び低温炉床構造物４０への精錬金属の送出速度がコールドフィンガオリフィス構造物８０のオリフィス８１を通しての低温炉床構造物４０からの溶融金属４６の排出速度に近似していれば、清浄金属４６の供給について実質的に定常運転をもたらす。そこで、本発明に係る消耗金属供給装置１０を用いたエレクトロスラグ精錬は長期間連続して運転でき、大量の金属を処理できる。
【００２５】
エレクトロスラグ精錬装置２０は、エレクトロスラグ精錬装置２０の上部に配置された通路２０１を有する。通路２０１は、精錬用消耗電極１１が通過できる寸法とされる。精錬装置で単一の寸法の消耗電極のみを精錬する場合は、通路２０１は一定の寸法をもつように形成してもよいし、別法として、様々な寸法の消耗電極が通過できるように通路寸法を可変としてもよい。通路２１０は、精錬装置内への汚染物の混入を防止するのに十分な封止構造を消耗電極と共に形成する。
【００２６】
エレクトロスラグ精錬装置２０はエレクトロスラグ精錬構造物３０を含む。エレクトロスラグ精錬構造物３０は、特に限定されないが水のような適当な冷却材で冷却される溶湯溜め３２を含んでいてもよい。溶湯溜め３２は溶融スラグ３４を含んでおり、過剰のスラグ３４は固体スラグ粒子３６として示してある。スラグの組成は処理すべき金属に応じて異なる。後述の通り、内壁８２の外側を流れる冷却材の冷却作用により、溶湯溜め３２の内壁８２の内面にスラグスカル７５を形成し得る。
【００２７】
エレクトロスラグ精錬構造物３０の下方には低温炉床構造物４０が取付けられる。低温炉床構造物４０は、水などの適当な冷却材で冷却された炉床４２を含む。炉床４２は、凝固した精錬金属のスカル４４と精錬液体金属４６とを収容している。溶湯溜め３２は、炉床４２と一体に形成してもよい。別法として、溶湯溜め３２と炉床４２を別個のユニットとして形成し、それらを連結してエレクトロスラグ精錬装置２０を形成してもよい。
【００２８】
コールドフィンガオリフィス構造物８０にはエレクトロスラグ精錬装置２０の底部オリフィス８１が設けられているが、これについては図３と図４を参照して説明する。エレクトロスラグ精錬装置２０で精錬され、酸化物、硫化物その他の夾雑物を実質的に含まない清浄金属４６は、エレクトロスラグ精錬装置２０を横断してコールドフィンガオリフィス構造物８０のオリフィス８１から流出する。
【００２９】
電源構造物７０は、エレクトロスラグ精錬装置２０及び消耗電極１１に精錬電流を供給する。電源構造物７０は、電力供給制御機構７４を含んでいてもよい。電気導体７６で消耗電極１１に電流を伝達できる。導体７８を溶湯溜め３２に接続すれば、エレクトロスラグ精錬装置２０の電源構造物７０の回路が完成する。
【００３０】
図２及び図３は、エレクトロスラグ精錬構造物３０及び低温炉床構造物４０の詳細部分断面図であり、エレクトロスラグ精錬構造物３０は溶湯溜め３２の上方部分を画成し、低温炉床構造物４０は溶湯溜め３２の下方部分４２を画成する。一般に、溶湯溜め３２は内壁８２と外壁８４を有する二重壁の溶湯溜めからなる。内壁８２と外壁８４の間には特に限定されないが水などの冷却材８６が供給される。冷却材８６は、供給源から通常の入口及び出口（図示せず）を通して内壁８２と外壁８４の間に画成される流路に流せばよい。低温炉床構造物４０の壁８２を冷却する冷却水８６は、エレクトロスラグ精錬装置３０及び低温炉床構造物４０を冷却して、低温炉床構造物４０の内面にスカル４４を形成させる。冷却材８６は、エレクトロスラグ精錬装置２０、清浄金属核生成鋳造装置３又はエレクトロスラグ精錬構造物３０の運転に不可欠ではない。冷却は、液体金属４６が内壁８２に接触して攻撃するのを確実に防止する。さもないと、壁８２が多少溶解して液体金属４６を汚染しかねない。低温炉床構造物４０は外壁８８も含んでいて、外壁はフランジ付きの管状部分９０及び９２を含んでいてもよい。図２の底部には、２つのフランジ付き管状部分９０及び９２が示してある。
。
【００３１】
低温炉床構造物４０は、図２及び図３に詳細に示すコールドフィンガオリフィス構造物８０を含む。コールドフィンガオリフィス構造物８０は、図３に、低温炉床構造物４０とコールドフィンガオリフィス構造物８０を通して低温炉床構造物４０から流出する液体金属４６の流れ５６に関して示してある。コールドフィンガオリフィス構造物８０は、固形金属スカル４４及び液体金属４６と構造的に協働し、処理溶融金属４６を流れ５６として流出させるためのオリフィス８１を含む。コールドフィンガオリフィス構造物８０は、低温炉床構造物４０及び低温炉床構造物３０に連結している。従って、低温炉床構造物４０は概して不純物を含まない処理合金が低温炉床構造物４０の壁に接触してスカル４４及び８３を形成できるようにする。
【００３２】
このように、スカル４４及び８３は溶融金属４６の容器として機能する。さらに、コールドフィンガオリフィス構造物８０に形成されたスカル８３（図３）はその厚さが制御でき、通例、スカル４４よりも薄い厚さに形成される。厚肉スカル４４は低温炉床構造物４０に接し、薄肉スカル８３はコールドフィンガオリフィス構造物８０に接し、スカル４４とスカル８３は互いに接して実質的に連続したスカルを形成する。
【００３３】
コールドフィンガオリフィス構造物８０を介してスカル４４及び８３と液体金属４６に供給される加熱・冷却の量は、オリフィス８１を流れ５６として通過する液体金属４６の量を調節することで制御し得る。加熱又は冷却の制御は、コールドフィンガオリフィス構造物８０と接続した誘導コイル８５に流す電流及び冷却材の量を調節することによって行われる。コールドフィンガオリフィス構造物８０の加熱又は冷却を制御するための誘導コイル８５の動作は、上記の米国特許に記載されている。加熱又は冷却の制御によって、スカル４４及び８３の厚さを増減でき、オリフィス８１の開閉又はオリフィス８１を通過する流れ５６の量を増減できる。スカル４４及び８３の厚さを増減させることによって、コールドフィンガオリフィス構造物８０を通してオリフィス８１に流入する液体金属４６の量を調節して流れ５６を規制できる。スカル４４及び８３の厚さを制御しながらオリフィス８１を所定の通過サイズに維持すべく誘導加熱コイル８５への冷却水と加熱電流及び電力を調節することによって、流れ５６の流量を望ましいバランスに保つことができる。
【００３４】
本発明に係る消耗電極供給装置をエレクトロスラグ精錬装置２０と共に使用する方法の実施に当たり、側方供給装置１４は消耗電極１１（「供給消耗電極」）を移動させる。供給消耗電極１１は、精錬供給装置１５内に位置する前回供給された消耗電極１１の略上方の位置に移動させる。例えば、精錬供給装置１５内の前回供給された消耗電極１１は、既にエレクトロスラグ精錬装置２０内に配置されていることもあれば、或いはエレクトロスラグ精錬装置２０内の別の消耗電極に連結されていることもある。側方供給装置１４は、消耗電極供給装置１０内で直前に位置する前回供給された消耗電極の上方に供給消耗電極１１を移動させて整列させる。前回供給された消耗電極は、融解中の消耗電極でも次に融解すべき消耗電極でもよい。供給消耗電極１１は、前回供給された消耗電極１１の所定量がエレクトロスラグ精錬装置２０内に送入又は融解された時点で消耗電極供給装置１０内に移動させることができる。
【００３５】
供給消耗電極１１が精錬供給装置１５内に配置されると、精錬供給装置１５は連結装置１６及び精錬装置２０に向けて矢印１５０の方向に消耗電極を移動させる。供給消耗電極の移動は、段階的な移動及び降下からなるものとし得る。精錬供給装置１５によって供給消耗電極を制御下で移動させかつ降下させる動作は、前回供給された消耗電極の端部及び隣接する供給消耗電極の端部を連結装置１６の位置に配置するのに十分なものである。次いで、消耗電極供給装置１０の連結装置１６はこれらの消耗電極を消耗電極間の空隙又は離隔がなくなるように消耗電極を突合わせながら連結することができる。さらに、精錬の停止を回避するようにして消耗電極が突合わされる結果、消耗電極供給装置は実質的に連続した精錬用の消耗電極を提供することができる。
【００３６】
消耗電極供給装置１０及び精錬装置でのその使用は、精錬済みの溶湯の汚染及び消耗電極移動装置の損傷を回避し、従って収率の低下をもたらすことがない。また、精錬の停止及び消耗電極交換作業から生じることのある不均質な領域が本発明に係る消耗電極供給装置１０によって回避されるため、消耗電極供給装置１０は複数の消耗電極から大径の鋳造品を製造することを容易にする。
【００３７】
以上、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本明細書の記載から当業者であれば構成要素の様々な組合せ、変更又は改良を施すことができ、それらも本発明の技術的範囲に属することは自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る消耗電極送り装置の概略側面図である。
【図２】  低温誘導案内（ＣＩＧ）装置を具備した例示的なエレクトロスラグ精錬（ＥＳＲ）装置を示す略図である。
【図３】  例示的なエレクトロスラグ精錬／低温誘導案内装置を示す別の略図である。
【符号の説明】
１０  消耗電極供給装置
１１  消耗電極
１４  側方供給装置
１５  精錬供給装置
１６  連結装置
２０  エレクトロスラグ精錬装置
３０  エレクトロスラグ精錬構造物
３２  溶湯溜め
３４  溶融スラグ
４０  低温炉床構造物
４４  スカル
４６  溶融金属
５６  流れ
７０  電源構造物
７５  スラグスカル
８０  コールドフィンガオリフィス構造物
８１  オリフィス
２０１  通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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