JPS592925Y2 - 浴湯の黒鉛球状化処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶湯の黒鉛球状化処理装置に係り、特に黒鉛球
状化剤中のマグネシュム（Ｍｇ）の歩留りを向上し、且
つ溶湯の温度低下を効果的に抑制し得る黒鉛球状化処理
装置に関するものである。

従来より、球状黒鉛鋳鉄を得るための（黒鉛）球状化処
理方法として種々なる手法が提案されてきているが、通
常は取鍋内において所定の溶湯と球状化剤、例えばＭｇ
、 Ｒｅ、 Ｃａ、 Ｓｉなどの金属或いはそれらの合
金などとを反応せしめ、そしてかかる球状化処理溶湯を
鋳型に注湯して、所望の球状黒鉛鋳鉄製品を得ている。

しかしながら、この取鍋内の球状化手法は、溶湯を一旦
取鍋内に移す必要があるため、自動注湯機の設置が困難
であるのであり、また球状化処理した溶湯の取鍋から鋳
型への注湯には数秒乃至１０数分間の時間的経過が避は
得す、そのために経時変化による高価なＭｇ、 Ｒｅ等
の消失ロスなどの問題を惹起している他、作業が面倒で
あり、更に多量の白煙などの発生や湯の飛散による作業
環境の悪化や作業の危険性の問題を内在し、しかも大気
との接触によるノロの大量発生や、それに伴なう球状化
剤の利用効率の低下、製品品質への悪影響などの問題も
内在している。

また、このような取鍋内での球状化処理手法に代わるも
のとして、鋳型内の湯道に凹所を形成してそこに球状化
剤を収容せしめておくことにより、注湯される溶湯がか
かる球状化剤と反応した後製品部に導かれるようにした
もの（インモールド・プロセス）があるが、この手法で
は、鋳型内に形成された凹所（反応室）に、最終的に球
状化処理後の溶湯が残在凝固することとなるため、鋳造
溶湯の製品率が甚しく低下し、これが鋳造コストを上昇
せしめる大きな原因となっていたのであり、また発生す
るノロが製品部に流入して鋳造製品の品質に重大な悪影
響をもたらす等の問題をも内在しているので゛ある。

かかる点に鑑みて、本願出願人は、先に特願昭５４−１
２６３０９号として新しい溶湯の黒鉛球状化処理装置を
提案した。

すなわち、該装置は、外筒容器内部の中空部分に形成さ
れた反応室内に、該外筒容器上部の受湯口から連続的に
注湯される溶湯を一時的に滞溜せしめて、そこに収容さ
れている黒鉛球状化剤との間に所定の反応をおこさせる
反応ポットを配置し、そして該反応ポットから溢流する
処理溶湯の出湯口を一時的に閉塞させる蓋を設けること
により、該反応室内に溶湯のプールを形成させるととも
に、所定時間後に溶湯の熱によって鉄蓋を溶融せしめて
、出湯口を開口させ、以て所定の鋳型に導くようにした
ものである。

そして、これによって、溶湯と球状化剤との間の反応が
効果的に進行し、均一な黒鉛球状化品質の鋳鉄が容易に
得られ、また球状反応時におこりがちな大量の白煙の発
生や湯の飛散、悪臭の発生などが防止され、作業環境や
安全衛生の面において大いに改善され得る等の数々の利
点が得られたのであるが、本考案者がその後更に検討を
加えたところ、かかる優れた特徴を有する装置にあって
も、なお解決されるべき二、三の問題点が内在している
ことが明らかとなった。

すなわち（１）受湯口と反応ポットとの間には、蓋など
の仕切りが存在しないので、構造上、どうしても球状化
剤と空気との接触が避けられず、それ故該球状化剤に含
まれるＭｇが酸化される結果、鋳鉄中に導入されるＭｇ
の歩留りが低下する。

（２）球状化処理された溶湯が外筒容器に触れながら出
湯口に導かれるので、外筒容器に熱を奪われて、処理溶
湯の温度が低下する。

（３）反応ポット内の溶湯が完全に出きらないので、溶
湯の製品率の向上を阻害する、等がある。

本考案は、かかる点に鑑み、本考案者が更なる検討を加
えた結果見い出されたものであって、先の出願に係る装
置の利点を享受しつつ、前述した問題点を悉く解決した
装置を提供することを目的とするものである。

しかして、本考案は、 （ａ） 上部中央部に黒鉛球状化処理の施されるべき
溶湯の受湯口を有し、且つ内部が中空部とされて底部に
開口する外筒容器と、 （ｂ） 筒状外壁と上部に溶湯溢流部が設けられた筒
状内壁とからなる、所定の黒鉛球状化剤を収容するドー
ナツ状断面の容器にして、底部に一時的に閉塞された溶
湯抜き孔を有し、且つ該筒状内壁にて形成される中心部
の中空孔が出湯口とされた、前記外筒容器の中空部内に
密に嵌挿せしめられる反応ポットと、 （Ｃ）該反応ポットの筒状外壁に可及的に近接して溶湯
の注湯孔を有し、前記外筒容器の受湯口に注湯された溶
湯が該注湯孔を通じて該反応ポット内に導かれるように
した、該反応ポットの上部開口部を覆蓋する蓋部材とを
、 含むことを特徴とする溶湯の黒鉛球状化処理装置にある
。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて更に詳細に説
明することとする。

先ず、第１図において、１０は黒鉛又は鉄からなる外筒
容器であり、その上部中央部に円錐孔部分１２と直孔部
分１４とからなる、球状化処理されるべき溶湯の受湯口
１６を有し、そして該受湯口１６に続いて大きな直径の
中空部１８を有しており、また該中空部１８は該外筒容
器１０の底部で大きく開口している。

すなわち、該外筒容器１０は、その上端に受湯口１６の
みで開口する、上部開口部を小さくした円筒状部材とな
っている。

そして、かかる外筒容器１０の中空部１８内に、反応ポ
ット２０が隙間なく密に嵌挿され得るようになっている
。

この反応ポット２０は、筒状外壁２２と、該筒状外壁２
２より高さが若干低く、且つ中心部に出湯口となる中空
孔２４が形成された筒状内壁２６とを備えた、所定の黒
鉛球状化剤２８を収容する断面がドーナツ状の耐火材料
製容器であり、筒状内壁２６上部近傍は溶湯溢流部とさ
れるとともに、その上端には、筒状外壁２２と同程度の
高さとなる３本の柱状部３０が一体的に形成されている
。

また、反応ポット２０の底部には、第１図及び第２図に
示されるように、球状化剤２８により、一時的に閉塞さ
れた適当個数（本実施例では４個）の最終溶湯抜き孔３
２が設けられている。

該最終溶湯抜き孔３２は、注湯当初は球状化剤２８によ
り閉塞されて溶湯の洩れ出すのを阻止しているが、球状
化剤２８が溶湯と反応して消失した後において、最終的
に反応ポット２０内の溶湯が該抜き孔３２を通じて排出
され得るようになっている。

そして、前記反応ポット２０の上面には、第３図に示さ
れる如く、上部中央部付近に溶湯を導く一定量さの溝３
４を有する円板状の蓋３６が載置されて、該反応ポット
２０の上部開口部を覆蓋しており、また該溝３４の両端
部付近の筒状外壁２２の内壁面の上方位置には、円弧状
長穴の注湯孔３Ｂが形成されている。

このように、注湯口３８は筒状外壁２２に可及的に接近
して設けられており、これによって該反応ポット２０へ
の注湯が効果的に行なわれ得ることとなる。

また、蓋３６の溝３４の幅は外筒容器１０の直孔部分１
４の直径より大きくされるとともに、鉄蓋３６の上面は
、そのセット時に外筒容器１０の中空部１８の上面に当
接させられて注湯時における鉄蓋３６の浮上を防止する
ようにされている。

また、蓋３６はその中央部を、筒状内壁２６上に形成さ
れた柱状部３０により支持されるようになっている。

以上のように構成された球状化処理装置においては、先
ず１個の鋳型毎にかかる装置が用意されて、第４図の如
き所定の鋳型４０上に載置され、そして注湯機或は取鍋
４２より溶湯４４が注湯されることとなる。

この注湯された溶湯４４は、受湯口１６から蓋３６の溝
３４内を通り、その溝３４の両端部に設けられた注湯口
３８から反応ポット２０内に流入し、そして溶湯４４が
一定量に達すると筒状内壁２６上部の溶湯溢流部から中
空孔２４を通じて鋳型４０へ導びかれる。

ところで、注湯口３８は筒状外壁２２の内壁面上方近傍
に設けられているので、注湯口３８から流入した溶湯４
４は筒状外壁２２の内壁面に沿って下降し、そして反応
ポット２０内に収容された黒鉛球状化剤２８付近で反転
して、筒状内壁２６の壁面に沿って上昇し、中空孔２４
から流出することとなるが、その際溶湯４４が黒鉛球状
化剤２８を接触することにより、黒鉛球状化反応が進行
する。

そして、黒鉛球状化処理の済んだ溶湯４４は、出湯口で
ある中空孔２４を通じてその下方に開口する鋳型４０の
湯口４６から湯道４８を通って製品部５０に導びかれる
ことにより、所望の鋳込み操作が進行する。

そして、注湯機又は取鍋１４からの注湯が終了し、反応
ポット２０内の球状化剤２８をも反応によって消失する
ようになると、該救状化剤２Ｂによって閉塞されていた
最終湯抜き孔３２が開孔されて、該抜き孔３２を通じて
反応ポット２０内の溶湯４４は全て鋳型４０へ導かれる
のである。

従って、かかる構成の本実施例装置によれば、次の効果
が得られることとなる。

（１）鋳鉄内に取り込まれる球状化剤中のＭｇの歩留り
が向上する： すなわち、受湯口１６と黒鉛球状化剤２８を収容した反
応ポット２０との間には、蓋３６が設けられ、且つ蓋３
６に形成された注湯孔３８は、注湯時に溶湯４４によっ
て口が塞がれることとなるため、反応ポット２０内への
空気の流入が阻止せしめられ、以て反応ポット２０内で
は、比較的空気に触れることが少ない状態で黒鉛球状化
処理が行なわれることになる。

一方、球状化剤２８中のＭｇは空気との親和力が強く酸
化され易いものであるので、前記のように空気に触れる
ことの少ない状態で処理すると、Ｍｇの酸化による無駄
な消費が制限されて、鋳鉄中に取り込まれるＭｇの歩留
りを向上させ得ることとなる。

また、本実施例装置の外筒容器１０は黒鉛又は鉄を使用
しているので、外部から空気の流通が阻害され、前記Ｍ
ｇの歩留りが向上され得る。

以上の結果、球状化剤２８の添加量を著しく削減し得る
こととなったのである。

因みに、球状化剤中のＭｇの歩留りについて、従来法と
本考案とを比較して第１表に示すが、その結果より明ら
かなように本考案装置の採用によってＭｇ歩留りの著し
い向上が遠戚され得たのである。

（２） 球状化処理溶湯の温度低下が抑制される：すなわち、溶
湯４４は反応ポット２０内の中央部の筒状内壁２６の中
空孔２４から出湯されるので、径内例の如く外壁に沿っ
た細い通路から出湯される場合のように外壁に熱を奪わ
れることが全くない。

従って、溶湯４４の温度低下が少ない。

因みに、第２表に、上側の装置における溶湯４４の温度
低下度合を調べた実験結果を示すが、本考案においては
３０〜３５°Ｃ程度の温度低下に止め得るのである。

これに対して、本願出願人が先に出願した特願昭５４−
１２６０３９号における溶湯の温度低下の度合は約５０
°Ｃであった。

Ｔ：反応ポット２０流入前の溶湯温度 ｔ：反応ポット２０から流出した溶湯温度（３）溶湯の
製品率が大巾に向上する： すなわち、反応ポット２０の底部に４個の最終溶湯抜き
孔３２が設けられているので、反応ポット２０内に溶湯
４４が残留することがほとんどなくなり、溶湯４４の製
品率が大巾に向上され得る。

（４）更に、自動注湯機の使用が可能となり、作業者が
重労働から解放され得、また従来の置注法のように大量
の白煙の発生や湯の飛散がなく、作業環境や、安全衛生
面の加養を図り得る。

なお、第１図ないし第４図に示す実施例においては、最
終溶湯抜き孔３２を一時的に閉塞させるのに球状化剤２
８そのものが用いられているが、これに代えて、鉄製の
一時閉塞蓋を使用してもよい。

すなわちこの一時閉塞蓋は、注湯機等からの注湯が終了
した後、反応ポット２０内に残留する溶湯４４に所定時
間接触することにより、溶融せしめられ得るようにされ
、これによって該溶湯抜き孔３２が開口せしめられるこ
ととなる。

また、第１図ないし第４図に示す実施例装置において、
筒状内壁２６を筒状外壁２２と略同じ高さとして蓋３６
の中央部を支持して柱状部３０の役割りをもたせるとと
もに、筒状内壁２６の上端部近傍に溶融溢流用の孔を設
け、中空孔２４と連通させてもよい。

以上、本考案の具体例について説明したが、本考案はか
かる具体例に何等限定されるものではなく、本考案の趣
旨を逸脱しない範囲において種々なを改良、変更等を加
えた態様で実施し得るものである。

以上詳述したように、本考案によれば、反応ポット上部
は巧みに蓋部材で覆われているので、黒鉛球状化処理の
際における球状化剤が空気に触れることが少なく、それ
放球状化剤中のＭｇが無駄に酸化されて浪費されること
が抑制され、以て球状化剤の添加量を効果的に削減し得
るとともに、球状化剤中のＭｇの歩留りを向上させ得る
のである。

また、出湯口は反応ポットの中央部付近に設けられてい
るので、処理溶湯が外壁等より冷却されることが抑制さ
れ得る。

更に、反応ポットの底部に一時的に閉塞された溶湯抜き
孔を有するので、注湯終了後に反応ポットに残留する全
ての溶湯を鋳型内へ排出できるので、溶湯の製品率を大
巾に向上させ得る。

更にまた、自動注湯機の採用可能に基づく重労働からの
作業者の解放、また従来の置注法の如き白煙の発生や湯
の飛散が阻止され、作業環境、安全衛生の点においても
著しく改善され得るに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例装置の縦断面図であり、第２
図は第１図におけるＩＩ −ＩＩ断面図である。 第３図は第１図に示す実施例装置に使用される蓋３６の
斜視図である。 第４図は第１図に示した実施例装置を用いて実施する鋳
造操作の一例を説明する断面路図である。 １０：外筒容器、１６：受湯口、２０：反応ポット、２
２：筒状外壁、２４：中空孔（出湯口）、２６：筒状内
壁、２８：球状化剤、３０：柱状部、３２：最終溶湯抜
き孔、３６：蓋、３８：注湯孔。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）上部中央部に黒鉛球状化処理の施されるべき溶湯
   の受湯口を有し、且つ内部が中空部とされて底部に開口
   する外筒容器と、 筒状外壁と上部に溶湯溢流部が設けられた筒状内壁とか
   らなる、所定の黒鉛球状化剤を収容するドーナツ状断面
   の容器にして、底部に一時的に閉塞された溶湯抜き孔を
   有し、且つ該筒状内壁にて形成される中心部の中空孔が
   出湯口とされた、前記外筒容器の中空部内に密に嵌挿せ
   しめられる反応ポットと、 該反応ポットの筒状外壁に可及的に近接して溶湯の注湯
   孔を有し、前記外筒容器の受湯口に注湯された溶湯が該
   注湯孔を通じて該反応ポット内に導かれるようにした、
   該反応ポットの上部開口部を覆蓋する蓋部材とを、 含むことを特徴とする溶湯の黒鉛球状化処理装置。
2. （２）前記反応ポットの筒状内壁が筒状外壁よりも低い
   高さで設けられており、且つ該筒状内壁上に該筒状外壁
   と同程度の高さとなる柱状部、が一体的に設けられ、該
   柱状部にて前記蓋部材の中央部が支持されるようにした
   実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の装置。
3. （３）前記外筒容器が、黒鉛または鉄からなることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第（１）項または第（
   ２）項記載の装置。