JPS6026609A - Ｃｖ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】 本発明はコンパクテド・バーミキュラー黒鉛１ｊ鉄（以
下Ｃ−■・黒鉛鋳鉄という）の製造方法、詳しくは低周
波誘導炉溶解の脱値処理された溶湯組成、溶湯温度、処
理邦の変動の小さい球状黒鉛鋳鉄用溶湯を用いて、ｌｉ
’ｅ−８ｉ−Ｍｇ合金処理によシ容易にＣ■黒鉛鋳鉄を
製造する方法に関するものである。

一般に黒鉛を球状化するのに不純物の少ない鋳鉄溶湯で
は０．０４％の残留Ｍｇがあれば十分であるが、不純物
の多いものでは０．０６　％の残留Ｍｇを必要とする。

Ｍｇでの球状化処理溶湯が鋳型に注湯されず保持される
と、時間とともにＭｇは溶湯から逸出し、所謂フエイデ
イング現象を起し残留Ｍｇｔは急減する。溶湯の保持時
間が長くなると、黒鉛は球状化しなくなる。しかし微量
のＭｇの影響で、先端が丸味をもったいも去状の黒鉛が
現れる。この鋳鉄をコンパクテド・バーミキュラ黒鉛鋳
鉄（Ｃ。

■・黒鉛鋳鉄）と呼んでいる。このＣ１■黒鉛鋳鉄は、
引張強さや伸びの点で球状黒鉛鋳鉄に劣るが、片状黒鉛
鋳鉄よシもずっとよく、振動減衰能、熱伝導度などの点
で片状黒鉛鋳鉄に劣るが球状黒鉛鋳鉄よりも優れている
ものである。

従来上述のＣＶ黒鉛鋳鉄をＦｅ−８ｔ二Ｍｇ合金の少量
添加による処理方法で現場的に製造する場合、他の合金
例゛えばＦ　ｅ　−Ｓ　ｉ　−Ｍ　ｇ−Ｔ　ｉまたはＲ
ＥＭ−Ｍｇ系合金を溶湯処理剤として使用する場合よシ
も、元湯中に存在するＳｉに対しての残留Ｍｇｔの許容
範囲は狭くコントロールしなければならないとされてお
シ、通常この範囲は残留Ｍｇ重量％（以下チは凡て重量
％を示す。）で０．００５％とされている。

然し実操業では処理時の溶湯温度、処理溶湯量、酸素及
び硫黄含有量が変動するために、残留Ｍｇ量を前記の狭
い範囲にコントロールすると、Ｓ含有量が少々い場合に
は球状黒鉛鋳鉄化し、反対にＳ含有量が多い場合には極
めて脆弱な片状黒鉛鋳鉄化し、そのため、この処理方法
は簡単で経済的であるに拘らず、実用化されてないのが
実情である。

また仮え溶湯のＳ含有量に見合ったＦｅ−８１−Ｍｇ合
金量の添加処理によって、処理直後の溶湯の鋳込みから
Ｃｖ黒鉛鋳鉄が得られたとしても、残留Ｍｇ量の経時変
化によるフエイデイング現象によって、処理後の時間経
過によって鋳込まれた溶湯が何時迄ＣＶ黒鉛鋳鉄化して
出現するかについても問題かめシ、定量的な把握がなさ
れていないのが実情である。本発明はＣＶ黒鉛鋳鉄の製
造に当って、以上の従来製造法の問題点を解消し、機械
的特性値においても優れたＣＶ黒鉛鋳鉄を能率良く製造
する方法を提供することを目的とするものである。

本発明の要旨は、低周波誘導炉を用いて、該炉のＦＣ１
５相当の残留に、けい素鋼板層、低Ｓの加炭材、Ｆｅ−
８ｔを装入溶解し、得られた溶湯に脱硫剤を添加し、Ｔ
、Ｃ：３．６〜６．９重量％、Ｓｉ：１、４〜１．６重
８％、Ｍｎ：０゜３〜０．４重８％、ｐ：ｏ、０４４〜
０．０５１％、Ｓ　：　０．０２〜０．０５重量％、残
部Ｆ（１１からなる球状黒鉛鋳鉄用溶湯の元湯を溶製し
該元湯にＭｔｒ含有のＦ　ｅ−８１−Ｍｇ合金を０．４
〜０．７５重量％添加し次いでＦｅ−８ｉ　で接触し、
前記接種後の経過時間を、前記Ｆｅ−８１−Ｍｇ合金の
添加範囲において、合金添加量と経過時間との関係図（
第３図）の（［［）域中より選択し、かつ合金処理後の
残留均量とＳｉとが前記残留Ｍｇ量−８量との関係図（
第１図）において示されるＡ直線とＢ直線間の範囲（Ｉ
ｆ）とすることを特徴とするＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法に
ある。

以下本発明の詳細について、実施例の知見に基づいて述
べる。

本発明は低周波誘導炉を用いることを特徴とし、該炉の
ＦＣ−１５相当の残湯に、けい素鋼版屑、Ｆｅ−８ｉを
適宜配合して溶解し、取鍋に出湯温度１５２０±１０℃
にて移しとって低Ｓ溶湯をつるために脱硫処理を行なう
。Ｓｉを含有する溶湯中にては脱硫できないので、取鍋
やキュポラの前炉などで脱硫剤としてソーダ灰、石灰、
カルシウムカーバイト等を用いて脱硫する。カルシウム
カーバイトＣａＣが脱硫率の点で好ましくその添加量は
溶湯に対して０．５％であシ、処理温度が高い程脱硫反
応が速く進むので前記出湯温度の範囲が好ましい。

斯くしてＴ−０３，６〜６．９％　Ｓ　ｉ　：　１．４
〜１．６％、Ｍｎ　：　０．３〜０．４％Ｐ　：　０．
０４４〜０．０５７％、　ｓｔ：ｏ、ｏｚ〜０．０６％
残部Ｆｅからなる組成範囲の元湯を溶製する。この際け
い素鋼板層が重要な役目をする。

本発明者はこの元湯に対してＭｇ含有蓋４．５％のＦｅ
−８１−Ｍｇ合金を溶湯処理剤として添加量を種々変化
せしめ、Ｆ　ｅ　Ｓ　ｉ　（Ｓ　１　：　５０％）を黒
鉛の粒数調整、チル化の防止やパーライト地をフエライ
ト地にするだめ０．５チ添加接釉し、接種後の残留Ｍｇ
量とＳ含有量との関係をしらべた結果添付第１図が得ら
れた。地ちＦｅＦｅ−８ｔ−合金添加量０．８明した。

Ｅｌｌち勾配大略４５”のＡ直線と、勾配がＡ直線のし
２のＢ直線間に狭れた領域がＣＶ黒鉛鋳鉄を実現するた
めの残留Ｍｇ量とＳ量を示すものである。

尚合金添加ｉ　０．５４〜０．６７％においても０．６
％添加と同様の結果が得られた。第１図においてａｌ。

ｂ１点は３０．０３％に対するＭｇ０．０３および０ｙ
０１５％ａ２　ｂ２点はＳ　Ｏ，０２％に対するＭｇ０
．０２および０．０１％、０点はＳおよびＭｇ共に０チ
を示している。

この場合Ｓ含有ｔ０．０２〜０．０６％の範囲内におい
て残留Ｍ・ｇ量の許容範囲は０．０１〜０．０６％とな
ｐ１溶湯温度、処理量、処理方法等に起因する残留Ｍｇ
量の変動によっても、Ｓ含有量０．０２％で、その平均
許容範囲は０．０１５％となり、従来の３倍の残留Ｍｇ
量の許容範囲が得られた。

また第１図からＳ含有量が０．０６％以上となれば、Ｆ
ｅ−８１−Ｍｇ合金添加量を０．８チ以上とすればＣＶ
黒鉛鋳鉄が得られることとなシ、また残留Ｍｇ量の許容
範囲も広がることが想定されるが通常Ｃｖｖ鉛鋳鉄製造
のための元湯のＳ含有量は０、０３　％以下であるべき
ことが経験的に知られておシ、仮えぞのよりなＳ含有量
においてＣｖｖ鉛鋳鉄が得られたとしても、そのための
合金添加量の増大は経済的な方法ではない。なお図中に
）数値は引張強さの値であるがＣｖｖ鉛鋳鉄の範囲では
６４〜４１　ｆｉｇｆ／ｒｒｒＩＲ”を示し適当なもの
である。

次に前述と同様のｌｌｉ’　ｅ−８ｉ　−Ｍ　ｇ合金処
理を行い、更にｐｅ−８ｉＯ，５％接種後の経過時間と
得られた鋳鉄の物理的性質との関係を合金添加量を種々
変更し試験した結果、第２図の如き成績を得た。

第２図（イ）（ロ）（ハ）に）は夫々経過時間と注湯温
度（℃）引張強さく黍ｇｆ／ｒｐｍ？　）、硬さくＨＢ
）、伸び（％）との関係を示すグラフである。尚図中△
、○、目印はＦｅＦｅ−８ｔ−添加量を夫々０，７．０
，６及び０．５チとした場合をＸ印は合金添加ｔ０．６
％で、Ｙブロック鋳込み時の値を示すものである。

第２図において合金の０．７％添加では１５分後からＣ
−■・化し、それ以前では球状黒鉛鋳鉄化しているが、
０．６％、０．５％添加では処理直後からＣ０■、化し
、０．６％添加の場合、２０分以内が良好なＣｖ化待時
間範囲で、６０分経過すると共晶黒鉛が出現した。０．
５チ添加の場合は、１５分以内が良好な範囲で、６０分
経過すると遊離セメンタイトが出現した。

従って残留Ｍｇ量の経時変化による７エイデング現象の
上からも０．４〜０．７５％好ましくは０．６チ添加が
Ｃｖｖ鉛鋳鉄製造に最も適した添加量といえる。まだ第
２図（ロ）において添加量０．６チでＹＶ黒鉛鋳鉄とし
て妥当な値であることを示している。

なお更に詳細な実験を行い、合金添加量と経過時間との
関係について第６図が得られた。

図中ａ−ｈ点はＦｅ−８１−Ｍｇ合金添加量と良好なＣ
Ｖ黒鉛鋳鉄を形成する経過時間の限界を示し、添加量と
経過時間との関係を下表に示す。

ａ　ｂｅｄ　ｅ　ｆｇｈ 添加量（％）　０．７５０．７０．６０．５０．４５０
．４０．６０．７経過時間（分）　３０２５２０１５１
０　０　０　１５図中（１）は球状黒鉛鋳鉄域を示しく
Ｉｆ）の斜線部分はＣｖ黒鉛鋳鉄域であシ、その機械的
性質は引張強さが３０〜４５４９　ｆ　７１ｍ２伸び５
〜７チ、硬さＨｍ’：１６０〜１８０であることが認め
られた。（ＩＩＤは片状黒鉛鋳鉄である。即ち前述の合
金添加ｆｉ０．４〜０．７５％の範囲内において本第６
図における印の範囲内にある添加量と経過時間のΦ件よ
り経過時間を選択し合金化処理し製造すれば良好なＣｖ
ｖ鉛鋳鉄が得られることとなる。

Ｆｅ−８１−Ｍｇ合金０．６％添加処理して得られた代
表的なＣｖｖ鉛鋳鉄の鋳鉄組織写真（倍率２００倍）を
参考写真Ａ１として示す。本写真はフェライトとパーラ
イト混合基地内にＣＶ黒鉛が晶出されている状況が明確
に示されている。

以上述べた通シ、本発明によるＣＶ黒鉛鋳鉄の製造方法
は従来法に比して、残留Ｍｇ量のコントロール範囲を拡
げ、かつＣＶ黒鉛の出現について定量的に把握したもの
であり甚だ有用な発明である。以下実施例について述べ
る。

実施例１ ３トン容量低周波誘導炉を用いて、ＦＣ１５相当の残湯
、けい素鋼板層、故銑、電極黒鉛層の低Ｓ加炭材、Ｆｅ
−８ｔ（Ｓｉ：５０％）合金を適宜配合してＣａＣ０，
５％を添加して脱硫した球状黒鉛鋳鉄用溶湯の元湯を溶
製する。この場合元湯の組成は次の範囲になるよう制御
する。この際けい素鋼板層が重要な役目をなしている。

Ｔ、　Ｃ，：３．６〜３．９％、Ｓ　ｉ　：　１．４〜
１．６％、Ｍｎ：０．３〜０．４％、　Ｐ：０．０４４
〜０．０５７％、　Ｓｉ：０．０２〜０．０６％残部Ｆ
ｅ 上記元湯に対して、Ｍｇ４．５％のＦｅ−８１−Ｍｇ合
金をそれぞれ０．５．０．６．０．８重ｉ　％添加し、
Ｆｅ−８ｉ（Ｓｉ：５０％）合金０．５チで接種し約５
分後にサンプリングした場合、残留Ｍｇｔと処理後のＳ
含有量との関係として、第１図か得られた。

即ち添加量０．８　％　（・印）では球状黒鉛鋳鉄化し
、０．５％（ｍｍ）では片状黒鉛鋳鉄域して、０．６チ
（○印）添加の場合にＣＶ黒鉛鋳鉄（ハツチ部分）が安
定して得られた。

実施例２ 実施例１と同様に元湯を得てこの元湯に対してＭｇ４．
．５％のＦｅＦｅ−８ｔ−合金をそれぞれ０．５．０．
６．０．７ｔｆｔ＆％添加し、さらにＦｅ−８ｉ０．５
％接種後の経過時間と得られた鋳鉄の物理的性質との関
係をしらべた結果、第２図に示す如き結果が得られた。

実施例６ 更に注湯温度１３８０〜１４８０℃におけるＦｅ−８１
−Ｍｇ合金添加量と経過時間との関係を調査し、ＣＶ黒
鉛鋳鉄の機械的特性を満足する範囲をめ、この結果を第
６図に示す。

第６図中Ａ′曲線とＢ′曲線とに囲まれた・・ソチ域が
ＣＶ黒鉛鋳鉄域（ｎ）でその機械的特性である・引張に 強さは６０〜４５両ｆ／ｗｎ２、伸びは５〜７％、硬さ
ＨＢは１６０〜１８０であった。尚（Ｉ）は球状黒鉛鋳
鉄域（２）は片状黒鉛鋳鉄域である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＦｅＦｅ−８ｔ−合金添加量毎の残留
Ｍｇ量と処理後のＳ含有量との関係を示すグラフ、第２
図は本発明のＦｅ−８１−Ｍｇ　合金を添加しＦｅ−８
ｔを接種した直後からの経過時間と得られた鋳鉄の物理
的性質との関係を示すグラフ第６図はＣｖ黒鉛鋳鉄の特
性を満足する範囲をめるためのＦｅＦｅ−８ｔ−合金添
加量と経過時間との関係を示すグラフである。 代理人　弁理士　木　村　三　朗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低周波誘導炉を用いて、該炉のＦＣ１５相当の残
   湯に、けい素鋼板層、低Ｓの加炭材、Ｆｅ−８ｉを装入
   溶解し、得られた溶湯に脱硫剤を添加し、Ｔ、Ｃ：３．
   ６〜３．９重量％、Ｓ　ｉ　：　１．４〜１．６重量％
   、Ｍｎ　：　０．３〜０．４重量Ｌ　Ｐ　：　０．０４
   ４〜０．０５７ｓ、Ｓ　：　０．０２〜０．０３量残部
   Ｆｅからなる球状黒鉛鋳鉄用溶湯の元湯を溶製し、該元
   湯にＭｇ　含有のＦｅＦｅ−３ｔ−合金を０．４〜０．
   ７５％添加し、次いでＦｅ−８ｉを接種し、前記接種後
   の経過時間を、前記Ｆｅ−３１−Ｍｇ合金の添加範囲に
   おいて、合金添加量と経過時間との関係図（第６図）の
   （Ｉｔ）域より選択し、かつ合金処理後の残留Ｍｇ量と
   Ｓ量とが１．前記残留Ｍｇ量−８量との関係図（第１図
   ）において示されるＡ直線とＢ直線との間の範囲（ＩＩ
   ）とすることを特徴とするＣ０■黒鉛鋳鉄の製造方法。
2. （２）前記球状黒鉛鋳鉄用溶湯の元湯を溶製するに尚シ
   故銑ならびに低Ｓ加炭材として電極黒鉛層を装入し、出
   湯温度１５２０±１０℃にて取鍋に出湯し、これに脱硫
   剤としてＣａＣを０．５％添加し、前記組成の元湯を溶
   製し、該元湯にＭｇ　含有量４．５チのＦｅ−３１−Ｍ
   ｇ合金を０．５４〜０．６７重量％添加しＦｅ−８ｔ（
   Ｓｔ：５０重％％）を元湯に対して０．５重量％接種し
   て、前記合金添加後２０分以内に注湯温度１６８０〜１
   ４８０℃で鋳込むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のＣ，Ｖ。 黒鉛鋳鉄の製造方法。