JPH01319621A - 純マグネシウムによる鋳鉄溶湯の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は球状黒鉛またはいも生状黒鉛の存在する鋳鉄を
製造するために開放取鍋内で純マグネシウムによって鋳
鉄溶湯を処理する方法に関するものである。

（背景技術） マグネシウムの低い密度（１，７４ｇ／　ｃｍ３）、低
い融点（６５０℃）および低い気化温度（１１０２℃）
のために、高温で溶融している金属、例えば鋳鉄にマグ
ネシウムを直接添加することは、転炉、鐘形浸漬装置、
吹込みランスなどのような特別な装置を使用しない限り
不可能である。１５００℃という通常の処理温度におい
て蒸気圧は約１０．２　ｋｇ／ｃｍ２（１０バール）に
達し、反応は爆発的に進行する。

この反応を制御するために、ＦｅＳｉ、　Ｎｉなどとの
合金が使用される。これらの合金においてＭｇ濃度は３
〜３０％に達するにすぎず、このため反応速度が低下す
る。

簡単な開放取鍋内で純マグネシウムによって鋳鉄溶湯を
処理する従来方法では、純マグネシウムのブロックをセ
ラミック材料で被覆してその軽減作用を利用している。

この場合に表面の小さい部分をむきだしの状態にしてお
く、すなわちセラミック材料で被覆しないでおく。これ
により純マグネシウムと処理される溶湯との接触面が狭
くなり、反応速度が低下する。このような予め処理した
Ｍｇブロックは鐘形浸漬装置を使用して溶湯中に導入さ
れる。

他の既知の処理方法ではマグネンウムブロックの溶解速
度を厚さの不均一なセラミック被膜を設けることにより
制御している。

別の方法では粉末状Ｍｇを鉄粉と一緒に塊にしている。

これによりマグネシウムの活性は低下する。

これらの処理はすべて、融点６５０℃、気化温度１１０
２℃の純マグネシウムを例えば温度１５００℃の鋳鉄溶
湯に添加することは不可能であるという事実に基づいて
行われてきた。マグネシウムはこの温度において約１０
．２　ｋｇ／ｃｍ２（１０バール）の蒸気圧を示し、こ
のような反応は爆発的に進行する。

上述の方法の欠点は一方ではマグネシウムが開放取鍋内
に存在する鋳鉄溶湯の通常の温度および比較的低い圧力
において液体形態の極めて少量の鋳鉄溶湯と混合され、
Ｍｇが鋳鉄溶湯によって主として蒸気として上昇するこ
とにある。この反応は余り効果的でなく、悪い結果にな
る。

この既知方法は他方ではこれを実施するのに多少とも複
雑な装置および費用のかかる処理剤の予備処理の両方ま
たはいずれか一方を必要とする。

本発明の目的は既知方法において挙げられている欠点を
解消することにある。

（発明の開示） 本発明方法の根本的な技術思想は、保護被膜を有する多
数の極めて小さいマグネシウム粒子例えば顆粒としてマ
グネシウムを大きな容積の鋳鉄溶湯上に分配し、鋳鉄溶
湯と反応させることにある。

この場合に反応時間はマグネシウム粒子が鋳鉄溶湯の表
面に到達する前にマグネシウム粒子が鋳鉄溶湯と反応す
るように調整する。上昇速度はストークスの法則によっ
て決まる。ストークスの法則によれば鋳鉄溶湯中におけ
る粒子の上昇速度は次式によって表わされる： ｇ　：重力の加速度 ａ　０粒子の半径 Ｔｓ　　・溶湯密度 Ｔ４９粒子密度 η：溶楊の絶対粘度 上式によって、粒子が上昇中に完全に溶融しか−，−５
− ＝４一 つ溶湯中に溶解するような速度で粒子が溶湯中を上昇す
るように粒子の大きさを決めることができる。

粒子の大きさは溶湯の浴の深さ、すなわち溶湯にとって
自由になる時間によって左右される。

普通大きさを基準として選定されている市販のＭｇ粒子
を使用することができる。

またＣａ、　Ｓｒ、　Ｂａ、　Ｌｉ　などのような−層
反応性の大きい金属を同様に金属溶融物に混ぜて合金に
することができる。

このようにして、個々のマグネシウム粒子の周囲に十分
な鋳鉄溶湯を存在させ、このようにして溶融したマグネ
シウムを十分に希釈することができ、これによりマグネ
シウムの気化を防止することができる。これは例えば、
鉄溶湯を取鍋に満たす間に保護被膜を有するマグネシウ
ムを鉄溶湯に制御して適量添加するか、あるいは被膜を
有するマグネシウム顆粒を既知のサンドイツチ法によっ
て例えば逐次釈放させることにより達成することができ
る。顆粒粒子は、顆粒粒子の大きさが異なるため、異な
る高さで比較的広い溶湯容積範囲において反応する。保
護被膜はマグネシウムおよび上述の金属を予定より早い
溶湯から保護する。この保護被膜はＳｉｎ。、Ｃｒ２Ｏ
３，ＳｉＣ，ＺｒＯ２，八１２０３゜Ｃａｂ、　　黒鉛
、　ＣａＳｉ、　　金属粉末などを成分とするセラミッ
クから製造するのが有利である。結合剤としてはリン酸
アルミニウム、水ガラス、ベントナイト、合成樹脂など
のような普通の結合剤を使用することができるｔ 被膜を有する個々の粒子は鋳鉄溶湯中を」１昇し、例え
ばＭｇにとっての臨界温度である約７００℃に達した際
に前記粒子は被膜を破り、溶湯中に溶解する。酸素の供
給が限定されているので、酸化は最上限に限定される。

周囲温度は処理剤の融解潜熱によって低下し、処理剤は
気化が最小の場合でも溶湯中に溶解する。

溶湯からの反応生成物の分離は不活性ガスを導入するこ
とにより、あるいは処理が行われる取鍋内で被処理溶湯
を遠心分離することにより促進される。

＝７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開放取鍋内で純マグネシウムにより鋳鉄溶湯を処理
   するに当り、 気化可能な金属および合金の両者またはいずれか一方を
   、前記鋳鉄溶湯中において、多数の小さい個々の部分に
   分割されかつそれぞれ保護被膜を有するマグネシウム粒
   子好ましくは顆粒として、大きな容積の鋳鉄溶湯上に個
   々のマグネシウム粒子がそのつど鋳鉄溶湯によって取り
   囲まれるように分配し、鋳鉄溶湯と反応させ、この際溶
   融マグネシウムを鋳鉄溶湯によって十分に希釈すること
   を特徴とする純マグネシウムによる鋳鉄溶湯の処理方法
   。 ２、鋳鉄溶湯中におけるマグネシウム粒子の上昇時間が
   マグネシウム粒子と鋳鉄溶湯との反応時間より長くなる
   ように、マグネシウム粒子の大きさを選定する請求項１
   記載の方法。 ３、被覆された粒子をこれらの粒子が個々に溶融して溶
   液になるように一体に結合しておく請求項１記載の方法
   。 ４、装置を使用して前記粒子を浴表面に保持し、個々に
   鋳鉄溶湯中に溶解させる請求項１記載の方法。