JPH05507316A - 圧縮黒鉛鋳鉄の製造方法 - 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】 本発明は、低硫黄溶融鋳鉄に黒鉛改良合金要素、いわゆる処理合金を添加するこ とにより圧縮黒鉛鋳鉄／バーミキュラ鋳鉄を製造する方法に関する。

今日、幾つかの方法が圧縮黒鉛鋳鉄の製造に使用されている。最も良く知られて いる方法は、ラドル処理であるが、この処理においては、通常Ｆ６　Ｓｒ　Ｍ　 ｇ　ＲＥＣａ　（ここで、ＲＥは希土類金属を示す）からなる合金が、鉄と反応 する。ラドル処理には、サンドイッチ、タンディシュカバー、およびその他の種 類が存在する。しかしながら、これら全ての種類は、その全てに共通する幾つか の欠点を宵する。その１つは、スラグおよびタップ操作などにおいて広範な手動 操作をしばしば必要とすることである。別の欠点は、異なる種類によって必要と されるラドル方法としての処理と鋳造操作との間に、かなりの時間を要すること であり、しかも、前記時間は鋳造時間と共にしばしば変動する。このことは、重 大な欠点を招来する。何となれば、圧縮黒鉛鋳鉄は、好適には、処理後一定時間 で且つ５分を越えない保持時間の後鋳造されるべきであるからである。その理由 は、処理中における溶融鉄の不安定な性状に係わる。処理されると、直ちに含有 されたＭｇおよびＲＥ要素は消失を始め、すなわち、蒸発しそして異なるベース で硫化物および酸化物を形成し始める。このことは、殊に、鋳造炉内の温度を適 当に維持することを極めて困難とし、またこの結果、連続鋳造工場内において鉄 を適切に処理することを極めて困難とする。ＭｇおよびＲＥの含有量は極めて狭 い範囲内に保持されなければならないが、これは鋳造動向で許容される構造的変 動が極めて厳しく制限されているからである。

鋳造動向における正確な構造および品質を達成するためには、温度維持期間内に おける消失、すなわち、ＭｇおよびＲＥの含有量並びに核形成の状態が、連続的 に測定され、そして処理状態が補正されなければならない。しかしながら、前記 特性を測定しあるいは補正するための、信頼すべきあるいは生産的な技術はいず れも存在しない。この明らかに極めて困難な工程制御問題が、圧縮黒鉛鋳鉄を、 その有する優れた性質にも拘らず、構造材料として適用することができない主原 因の１つである。

良（知られている原理に基づく別の方法は、鋳込み処理である。この方法におい ては、ＭｇＲＥは、処理合金を鋳型の鋳造システムと協働する反応室内に配置す ることにより、鉄に添加される。溶融鉄が、処理合金上をこれに接触して流れる と、溶融鉄は、ＭｇＲＥを、幾つかの要因、すなわち、鉄の流動、反応室の面積 、鉄の温度あるいは合金の粒度等に依存する分量で取り込む。

この方法は、未処理鋳造鉄の温度のみが正確なレベルに保持されれば良いので有 利である。従って、消失の問題は排除される。何となれば、処理は、溶融鉄が鋳 型キャビティに到達する前の数秒間だけ継続するのみだからである。

しかしながら、この方法においては、鋳造物を、内在物、反応要素および分解さ れない処理合金物質から完全に自由にし、そしてこれにより完全な処理結果の達 成を確保するために、鋳造システム、反応室の面積およびその他の特性を、その 各細部に亘って注意深く設計しかつ計算することが必要となる。また更に、反応 室が鋳型内部のスペース内に侵入し、このため、幾らかの溶融鉄が室内に残留し て鋳造量を減少する。

本発明は、圧縮黒鉛鋳鉄を製造するために、処理合金物質を低硫黄溶融鋳鉄に添 加する、新しい原理に基づく方法を提供する。この方法の特徴要件は、添付する 特許請求の範囲において規定される。

次に、本発明に係る方法を、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。図に おいて、横方向には鋳造鋳型が示めされており、縦方向断面には、鋳型の頂部に 配置され、そして処理合金物質の供給装置を備えた底部投入鋳造箱が示めされて いる。

本発明に係る方法を説明するために、図には、鋳造鋳型１が要部概略図で示めさ れており、そしてその一部分は、鋳型の鋳造ボール２を示すために破断されてい る。鋳造ボールの中央部上方で、鋳型１の頂部には、鋳造箱３が配置されている 。この鋳造箱は、有利には、鋳型の上部部分と一体的に構成することができる。

鋳型の上方に垂下される底部投入ラドルは、箱３と同じ機能を宵する。鋳造箱３ の上方には、漏斗４と、処理合金物質６を供給するよう構成された装置５とが配 置されている。ストッパ７は、鋳造箱３の底部排出通路８を閉塞する。

鋳造炉あるいはラドル（図示せず）から、計量された溶融鉄９が漏斗４を通って 鋳造箱３内へ流下される。本発明の方法によれば、処理合金物Ｎ６は、溶融鉄が 鋳造箱３内へ放出される際に、この溶融鉄の噴流１０内へ噴霧される。漏斗４の 機能は、噴流１０の流れおよび位置を制御することにより、処理合金物質噴霧の 安定した衝突パターンと、鉄および合金物質の流量間の一定関係とを確保するこ とである。溶融鉄噴流１０の位置および流れは、別の方法、例えばストッパ制御 鋳造炉を使用することにより安定させることもでき、そしてこの場合は、漏斗４ は必要としない。

処理合金物質６は、好適には、０．１−１．０ｍｍの粒度を有する粉体から構成 する。粉体供給通路内の枝管１１から、２−３バールの圧力を有する空気あるい はガスが粉体内へ圧入され、推進ガスとして作用することにより、粉体が噴出効 果を伴って溶融鉄の噴流１０内へ噴霧される。

特定鋳造の必要のために計量された所定量の溶融鉄９は、鋳造箱３の内部に５乃 至４０秒の間保持される。しかしながら、処理合金物質６の分解は、溶融鉄の噴 流１０内において既に始められている。そして、引き続き、添加合金要素の均質 化並びに反応生成物（スラグ）の浮揚が鋳造箱３内において発生する。保持時間 が経過すると、底部排出通路８がストッパ７を上昇することにより開放され、そ して溶融鉄９が鋳型１内へ流下される。鉄内の全てのスラグ生成物は最後に鋳造 されるべき物質内に収集されるので、これらの鋳造動向への進入は防止される。

鋳造箱３は、一度のみかあるいは繰返して使用するように設計することができる 。一度のみ使用するよう設計される場合には、鋳造箱３は、生砂などの鋳型物質 から形成され、そしてこれを重構造板体の外部被覆内に収容するよう構成する。

繰返し使用するよう設計される場合には、鋳造箱３は、例えば耐火裏張りおよび 黒鉛ストッパを備えるよう構成される。５−４０秒の保持時間の間は、鋳造箱３ の底部排出通路８が、鋳造箱を鋳造ボール２から閉塞する。

鋳造箱３内の鉄９の量は、種々の方法、例えば測定器に基ずくシステム、あるい は視覚的、工学的もしくは誘導的レベル読取りに基づくシステムを使用して、計 量することができる。

溶融鉄の噴流１０および溶融鉄９の槽内表面１２は、不活性雰囲気手段ある０は ＬＰガス火炎の減少手段を介して酸素から防護される。

本発明方法は、最初に説明した従来方法に比較して、多くの面で大きなｆｌＬａ を有する。例えば、溶融鉄９の温度を、消失効果およびスラグ生成を処理する必 要なく、鋳造炉内部の温度レベルに限りなく正確に維持することができる。更１ こ、本発明方法は、消失現象が発生しない通常のラドル方法（こお（Ｘでｌよそ の長さの故に発生するので、また、鉄の硫黄含有量、鉄の重量、合金の重量およ び保持時間などの制御特性を容易に計測および調節することができ、再生産性を 容易；；達成することができる。決定的に重要な利点は、処理が、鋳造操作の直 前に行なわれるので、基本鉄物質の核形成状態の変動および全ての接種；こ関与 しな−）ことである。更に別の利点は、本発明方法は、処理効果として発生する ものを除（１て（嘘、接種を必要としないことである。

本発明に係る方法は、説明および図示した特徴に限定されることなく、本発明の 精神の範囲内において多くの変更が可能である。最も容易１こ分解され、そして 商業的に有用な処理合金の大部分を、圧縮黒鉛鋳鉄用として使用することができ る。代案として、噴流接種のために設計した自動装置を、処理合金６の溶融鉄噴 流１０内への吹込みおよび計量に使用することができる。

要約書 本発明は、圧縮黒鉛鋳鉄の製造方法に関する。黒鉛改良合金要素、いわゆる処理 合金（６）が、低硫黄溶融鋳鉄（９）に添加される。処理合金は、溶融鉄が鋳造 炉から放出されている際にこの溶融鉄の噴流（１０）内へ噴霧されることにより 、溶融鉄に添加される。所定量の処理鉄が、均質化およびスラグ浮揚のために、 鋳造箱（３）内に所定時間保持され、その上で鋳型（１）内へ注入される。

１ｍｅｍｅｌｉｅｅｍｌ＾＊ｍ１ｅａ＋ｌｏ＊　ｓａ、　ＰＣＴ／Ｓε９１１０ ０３７４国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．低硫黄溶融鋳鉄（９）に黒鉛改良合金要素、いわゆる処理合金（６）を添加 することにより圧縮黒鉛鋳鉄／バーミキュラ鋳鉄を製造する方法において、処理 合金（６）を、溶融鉄（９）が鋳造炉あるいはラドルから放出されている際にこ の溶融鉄の噴流（１０）内へ噴霧することにより、溶融鉄（９）に添加し、次い で鋳造工程に対し意図された分量の処理された鉄を、均質化およびスラグ浮揚の ために、鋳造箱（３）内に所定の時間保持し、その後前記処理された鉄を鋳型（ １）内へ注入することを特徴とする圧縮黒鉛鋳鉄／バーミキュラ鋳鉄の製造方法 。
2. ２．前記処理合金（６）は、０．１−１．０ｍｍの粒度を有する粉体から構成さ れていることを特徴とする請求の範囲１記載の方法。
3. ３．処理合金（６）は、空気あるいは別の推進ガスの力により溶融鉄の噴流（１ ０）内へ噴霧されることを特徴とする請求の範囲１または２記載の方法。
4. ４．鋳造箱（３）は底部投入通路（８）を有し、そして前記通路（８）の開放お よび閉塞は縦方向移動ストッパ（７）のカにより達成されることを特徴とする請 求の範囲１記載の方法。
5. ５．溶融鉄の噴流（１０）および鋳造箱（３）内部の横（１２）内表面は、火炎 の減少手段あるいは不活性雰囲気手段により、合金化工程の間酸素との反応から 防護されていることを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. ６．鋳造箱（３）に供給される鉄の量は、この量を、測定システム手段あるいは 鋳造箱（３）内部の槽（１２）内レベルを視覚的、光学的もしくは誘導的に計測 する手段で計量することにより、鋳型（１）内に必要とされる量に入念に調節さ れることを特徴とする請求の範囲１乃至５のいずれかに記載の方法。