JPH0454723B2 - - Google Patents

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JPH0454723B2
JPH0454723B2 JP61004014A JP401486A JPH0454723B2 JP H0454723 B2 JPH0454723 B2 JP H0454723B2 JP 61004014 A JP61004014 A JP 61004014A JP 401486 A JP401486 A JP 401486A JP H0454723 B2 JPH0454723 B2 JP H0454723B2
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JP
Japan
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cast iron
calcium
magnesium
present
molten metal
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JP61004014A
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English (en)
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JPS62161909A (ja
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Shoji Kake
Komei Tamura
Kazuya Danjo
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Toyo Denka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Toyo Denka Kogyo Co Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は球状黒鉛鋳鉄及びバーミキユラー鋳鉄
を製造する際に銑鉄溶湯に加える添加剤に関し、
特には高品質を維持しつつ、その不良発生率を大
幅に下げることのできるものである。 従来の技術 一般に鋳造によつて得られる銑鉄即ち鋳鉄は少
量の炭素と、相当量のケイ素の外、マンガン、硫
黄、リンを含んでおり、前記炭素を黒鉛として含
ませることにより、破面がねずみ色のねずみ鋳
鉄、炭素を炭化鉄として含ませることにより破面
が白色の白鋳鉄、これらの混合したまだら鋳鉄等
がある。これら鋳鉄は何れも耐摩耗性が良い反
面、耐蝕性、強度が充分でなく、曲げ加工ができ
ない欠点がある。この様な欠点を改良する目的で
熱処理によつて展延性をもたせる可鍛鋳鉄とか、
鋼を配分した強靭鋳鉄、又は銅に似た特性を持つ
特殊鋳鉄が作られている。この特殊鋳鉄の一種と
して、加工特性、切削特性及び引張り特性等を改
良する目的で黒鉛を球状化又は擬球状化した鋳
鉄、通常、球状黒鉛鋳鉄及びバーミキユラー鋳鉄
と呼ばれるものがある。この球状黒鉛鋳鉄及び擬
球状黒鉛鋳鉄とは、鋳鉄溶湯をマグネシウムなど
で処理して製造され、鋳鉄内で球状又は擬球状を
呈する黒鉛として観察されることが知られてい
る。このような球状黒鉛又は擬球状黒鉛を得るた
めの球状化剤は、球状化処理後の製品歩留りを上
げる目的で、該球状化剤中にカルシウムを含有さ
せているのが通常である。従来球状化剤中に前記
カルシウムを含ませる理由は以下の通りである。
即ち鋳鉄の性能を高めるためにマグネシウムの添
加は不可欠であるが、このマグネシウムは約700
℃で溶融し、かつ、1400〜1500℃で爆発的に気化
する性質を持っている。これに対してカルシウム
は鋳鉄溶湯中に添加された際に吸熱反応を引き起
こすので、前記したマグネシウムの反応抑制剤と
しての機能を発揮することができる。更にカルシ
ウムは通常チルと呼ばれるセメンタイト(Fe3C)
の発生を防止する接種効果をも有しているため、
前記した球状化剤として用いられているものであ
る。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の球状化剤によ
り処理された鋳鉄にあつては、溶湯を鋳込んで、
冷却した後の仕上工程において、鋳鉄の破断面か
らカーバイド(CaC2)の臭いが発生することが
知られており、さらに、このカーバイドの臭いが
特に強い場合には黒鉛の球状化率は良いが、不良
率が高まり、所謂引け、ピンホール等が多発する
ことが経験的に知られている。しかしながら、従
来このカーバイド臭とピンホール等の不良率との
関連については全く考察されておらず、相互に無
関係のものと考えられており、いわんや、添加剤
中のカルシウムと不良率との関連については全く
解明されておらず、カルシウムの添加と不良率と
は全く別の問題として捉えられていた。 そこで本出願人は、上記した如きカーバイドの
臭いと、鋳鉄の不良率との関連性について追及し
た結果、前記球状化剤中に含まれるカルシウムが
鋳鉄溶湯内に含まれている炭素や鋳込時に鋳型か
ら発生する炭化系ガスの炭素と結合して炭化カル
シウムCaC2(カーバイト)を生成し、この溶湯を
鋳型に鋳込んだ際に炭化カルシウムが水分や水蒸
気と反応して CaC2+H2O→CaO+C2H2 となつてアセチレンガスC2H2が発生し、このア
セチレンガスC2H2がさらに熱分解されて一酸化
炭素ガス、二酸化炭素ガス及び水素ガスを発生さ
せ、これらのガスが鋳鉄内に含まれたまま冷却固
化してしまうことが前記ピンホール等の不良発生
の原因であることを突きとめたものである。 また、上記カルシウムの含有量が多量であつた
場合には、反応抑制剤として効果が一層強くなる
反面で、このカルシウムが他の球状化剤及び溶湯
中のシリコンと反応して、CaMgSiO2、CaOSiO2
等の化合物を生成し、これらの化合物が溶湯内で
スラグとなる性質がある。従つてこのようなスラ
グ取除き作業は手間を要する他、鋳鉄製品のドロ
ス欠陥、又は取鍋の寿命低下等の問題点をもたら
すことになる。さらに、上記した多量のカルシウ
ムによつて鋳鉄溶湯の表面が酸化しやすくなり、
生成した酸化被膜の影響によつて鋳型内での溶湯
の流れが悪くなつて作業性の低下や品質上の問題
を生じることがある。 そこで本発明は、上記した如き従来の球状黒鉛
化鋳鉄が有している各種問題点を解消して、カル
シウムの添加によつて発生する前記ピンホール等
の不良発生、溶湯中のスラグの発生、鋳型内での
溶湯の流れの悪化の防止、及び従来カルシウムに
よつて抑制していたマグネシウムの反応抑制の相
方を同時に実現することのできる球状黒鉛鋳鉄及
びバーミキユラー鋳鉄製造用添加剤の提供を目的
とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、30〜70
重量%のケイ素と、2〜7重量%のマグネシウム
と、1.0〜4.0重量%の稀土類元素と、0.5〜5重量
%の炭素と、残部鉄とから成る固溶体であつて、
前記稀土類元素/マグネシウム含有量が1/4〜1/1
であるようにしている。 作 用 上記構成の本発明によれば、カルシウムを添加
していないので、得られた鋳鉄中にカーバイドが
生成されることなく、かつ、溶湯中にアセチレン
ガスが発生することがないため、ピンホール等の
不良発生率を大幅に下げることができる。また、
カルシウムに代えて添加した炭素がマグネシウム
の反応抑制剤として働き、マグネシウムと稀土類
元素の含有比率を特定値に選択したことによつ
て、カルシウムの添加と同等の接種効果をもたら
す作用がある。 実施例 以下本発明に係る球状黒鉛鋳鉄及びバーミキユ
ラー鋳鉄製造用添加剤の実施例を説明する。 マグネシウムは球状黒鉛鋳鉄に不可欠の成分で
あるが、7%より多量に含有させると蒸気が発生
して溶湯内で激しく反応し、高熱を伴つて鋳鉄の
品質に悪影響をもたらす上、酸化マグネシウムが
生成してスラグ発生の原因ともなる。しかしなが
らマグネシウムの含有率を2%より低くすると、
マグネシウムによる球状化性能がなくなつて、製
品歩留りが低下する一方、溶湯の温度が極端に低
下してスラグの発生量が多くなる。従つて本発明
にあつてはマグネシウムの含有量を2〜7重量%
の範囲に定める。 稀土類元素は溶湯中の球状化阻害元素を中和し
て球状化率を高め、かつ、効果の持続時間を延長
する性質がある。しかし1%より低いと球状化率
を高めることができず、又4%より多量では添加
過剰に基づくスラグ発生があるので本発明にあつ
ては稀土類元素の含有量を1.0〜4.0重量%の範囲
に定める。 炭素は溶湯中に微量含ませることによつて、マ
グネシウムの反応を抑制し、マグネシウムの歩留
りを向上させる効果がある上、適量加えることに
よつて基地特性を改良する作用があるので、本発
明にあつては該炭素の含有量を0.5〜5重量%の
範囲に定める。この炭素によつて従来カルシウム
の果していたマグネシウムの反応抑制を行うもの
である。 前記したマグネシウムと稀土類元素とは、その
比率によつてカルシウムと同等の接種効果をもた
らすことが判明したので、セメンタイトの発生防
止、黒鉛粒数の増加の観点から、該稀土類元素/
マグネシウム含有量が1/4〜1/1にするように定め
る。これは主として稀土類元素の脱酸力に負うも
のであつて、鋳放しの状態で接種効果を高めるこ
とができる。このマグネシウムと稀土類元素との
比率の調整によつて従来のカルシウムの果してい
た接種効果を実現するものである。 カルシウムは添加しない。このカルシウムを添
加しない点が本発明の最大の特徴である。 添加剤の主体となつて、添加剤の製造上Mgと
親和力のあるケイ素は30〜70重量%とする。 そのため、上記構成によれば、カルシウムを添
加しないため、カルシウムに起因するカーバイド
の生成、アセチレンガスの発生によるピンホール
等の不良品の発生がなく、また従来カルシウムの
果していたマグネシウムの反応抑制及びセメンタ
イトの防止等の接種効果を炭素の添加及びマグネ
シウムと稀土類元素との比率によつて果すことが
できるため、カルシウム添加と同等の品質を維持
しつつ、カルシウムの添加に起因する不良発生を
大幅に低下させることができる。 以下に表1から表8に示した本発明に係る添加
剤を使用した鋳鉄製造の具体的実施例を説明す
る。 表1から表4に示す第1実施例では、従来の添
加剤(以下従来例という)がカルシウムを1.7%
含でいるのに対し、本発明に係る添加剤(以下本
発明という)においては不可避的に含まれるもの
を合せて0.3%である。そして、本発明は従来例
の含んでいない炭素を2.14%含んでいる。かかる
添加剤を表2に示す溶湯にそれぞれ1.35%添加し
て1505℃で処理して、従来例では不良率の高い製
品に鋳込んだところ、従来例では、鋳放し不良率
が2.3%、加工後不良率が1.6%で合計3.9%の不良
率であつて、ノロカミ、ブロホールが多く見られ
たのに対し、本発明では、鋳放し不良率が0.6%、
加工後不良率が0.3%で合計0.9%と大幅に低下し
ている。さらにスラグ発生量も従来例が大である
のに対し、本発明によれば小である。一方その材
質においては、従来例も本発明も同等であり、引
張強度、伸び、硬度において従来例がそれぞれ
52.8Kg/mm2、19%、174HBであるのに対し、本発
明ではそれぞれ51.5Kg/mm2、20%、170HBと同等
の数値を示している。第5表乃至第8表に示す第
2実施例においても各表に示す通り同様の結果が
表われている。このことからも、本発明に係る添
加剤を使用すれば、従来品と同等の材質を維持し
つつ、その不良率を大幅に下げた球状黒鉛鋳鉄及
びバーミキユラー鋳鉄を得ることができる。 第1実施例 3t低周波炉にて、鋳鉄を下記表に示す成分に溶
解し、従来品と本発明品を各々取鍋内で反応せし
め、そしてかかる球状化処理溶湯を注湯して、所
定の材質及び製品不良率を検査した。
【表】
【表】
【表】
【表】 第2実施例 第1実施例に使用した溶湯を使用して、Si、
Mgの成分を変元して所定の材質及び製品不良率
を検査した。
【表】
【表】
【表】
【表】 発明の効果 以上詳細に説明した本発明に係る球状黒鉛鋳鉄
及びバーミキユラー鋳鉄用添加剤を用いることに
より、以下に記す各種作用効果が得られる。即ち
添加剤中にカルシウムが含有されていないので、
溶湯中にカーバイドが生成されることがなくな
り、このカーバイドに起因するアセチレンガスの
発生を防止することが可能となる。従つて鋳鉄中
にピンホール、引け等のガス欠陥がなくなり、基
地の強度を高めることができて、不良率を大幅に
下げることができる。また、前記カルシウムに代
えて微量混入した炭素が、マグネシウムの反応抑
制剤としての機能を発揮する。更に稀土類元素は
球状化率を高める一方、鋳鉄の成分として不可欠
なマグネシウムとの混合比率を所定の範囲に定め
たことによつて、カルシウムと同等の接種効果が
得られるので、セメンタイトの発生を防止でき
る。又、カルシウムに起因するスラグの発生、及
び該スラグに起因するドロス欠陥等がなくなるこ
とは勿論であり、更に鋳型内での溶湯の流れが悪
化することがないので、作業性を良好に保持でき
るという効果をもたらすものである。よつて、本
発明によれば、高品質を維持しつつ、不良率を大
幅に下げることができる鋳鉄製造用添加剤を得ら
れるという大きな効果を発揮し、球状黒鉛鋳鉄及
びバーミキユラー鋳鉄製造に使用して極めて有用
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 30〜70重量%のケイ素と、2〜7重量%のマ
    グネシウムと、1.0〜4.0重量%の稀土類元素と、
    0.5〜5重量%の炭素と、残部鉄とから成る固溶
    体であつて、前記稀土類元素/マグネシウム含有
    量が1/4〜1/1であることを特徴とする球状黒鉛鋳
    鉄及びバーミキユラー鋳鉄製造用添加剤。
JP401486A 1986-01-10 1986-01-10 球状黒鉛鋳鉄及びバ−ミキユラ−鋳鉄製造用添加剤 Granted JPS62161909A (ja)

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