JPS6039114A - 鋳鉄溶錬用処理剤およびその製造 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、球状−またはパーミキュラグラファイトを有
する鋳鉄を製造するための処理剤およびその製造法に関
する。

従来の技術 マグネシウムを含有する処理剤を、球状−または・Ｓ−
ミキュラダラファイトを有する鋳鉄の製造に使用するこ
とは公知である。マグネシウム添加は、グラファイトを
球状−ないしはコンノΩクトグラファイトの形に変換す
るというその特性により鋳鉄の強度特性を改善する。金
属マグネシウムを溶銑中へ装入することが原則として可
能ではあるが、但しそれに伴なう爆発の危険により、工
業的に極めて費用のかがる特殊な装置を必要とする。

従って、金属マグネシウムの代りに、例えばフェロシリ
コンマグネシウムのようなマグネシウム含有合金を使用
することも試みられた。それにもかかわらず、まだ激し
いかないしは不均質な反応の生じることがあり、それに
より溶銑が処理用取鍋から噴出する惧れが生じた。

西ドイツ国特許明細書第１８００４４７号によれば、こ
の難点を、微粒子状のカルシウムシリコンまたはフェロ
シリコンマグネシウムより成り、アルカリ土類金属捷た
は希土類の塩で被覆された混合物を使用することにより
解決することが試みられた。全体として、このような被
覆の製造が乾燥のため付加的にエネルギ費用を生じると
いうことから見て、どのような場合でも、他の成分を溶
湯中へ導入することは不利である。

西ドイツ国特許公開明細書第１７５８７６８号からは、
耐火性物質より成る被覆を有し、それにより反応激変が
緩和されかつ処理が制御される処理剤が公知である。最
後に、西ドイツ国特許公開明細書第２１５７３９５号で
は、微粒子状のマグネシウム含有フェロシリコン合金を
、グラファイト、硫黄または金属より成る粉末状の結合
剤含有処理剤で被検し、その場合結合剤として、縮合樹
脂、殿粉−またはセルロース誘導体または例えば水ガラ
スのような無機物質を使用するが提案されている。全て
のこれら公知処理剤の欠点は、これらに付加的方法で何
らかの被覆が設けられる必要があり、かつこの方法で目
下のところ不利な随伴物質が溶湯中へ搬入されることで
ある。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の根底をなす課題は、珪素含有率４０〜
８０％およびマグネシウム含有率１〜１５％ヲ有スルフ
ェロシリコンマグネシウムをベースとし、前記欠点を有
せずかつ何らの被覆の助力をもなしに均質なかつ噴出な
しの反応を可能にする鋳鉄溶錬用処理剤およびその製造
法を開発することである。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、この課題が、比表面積０．２〜０．８
　ｆｆ１″／ｇを有する粒状金属の形の前記組成のフェ
ロシリコンマグネシウムにより解決される。

意外にも、本発明によるその特定比表面積を有する処理
剤が溶銑と一緒になって極めて均質かつ安定な反応をも
たらすと判明した。さらに、本発明による処理剤を使用
し製造されたインゴットは６≠皐４スラグ−および表面
欠陥を殆んど有せず、このことが同じく予測不可能であ
った。

本発明による処理剤は、フェロシリコンマグネシウム粒
状金属であり、かつＢＥＴ法による比表面積０２〜０．
８　ｍ’　／　ｊＪとともに有利に粒径０゜１〜２０ｍ
ｍ、有利に１〜３箇を有する。従って、その比表面積は
、同じ粒度の破砕された標準的フェロシリコンマグネシ
ウム粒子の比表面積よりも著るしく犬である。この大き
い比表面積は、粒状金属の、製造法を前提とする多孔質
かつ多亀裂性の表面構造に起因する。

有利な実施例において、さらに本発明による処理剤は、
例えばＣａ　Ｆ　２またはＭｇＦ２のようなアルカリ土
類金属の弗化物および／まだは希土類の弗化物を、処理
剤の重量に対し２〜５０重量％含有する。これら添加物
が、スラグ形成に有利に影響する。

それとともに、本発明のフェロシリコンマグネシウム粒
状金属は、さらに希土類元素を、処理剤の重量に対し０
．１−５重量％含有することができ、その場合希土類は
セリウム４０〜１００％、とくに４０〜５０係またはラ
ンタン１００チより成る。これら添加物が、鋳鉄の球状
グラファイト形成をさらに改善する。

本発明によれば、この粒状金属の構造は、フェロシリコ
ンマグネシウム合金の溶湯流を耐火性材料より成る衝突
板へ向けかつこの衝突板から反発飛散せる湯滴を液体装
填されだ捕集容器中で硬化させることにより得られる。

この造粒法の基本的原理は、平滑な表面を有する粒状物
の製造で公知であり、かつ例えば西ドイツ国特許明細書
第１０２４３１５号による装置を使用し実施されること
ができる。しかしながら意外にも、フェロシリコンマグ
ネシウム溶湯の場合、平滑な表面を有する普通の粒状物
が得られず、多孔質の表面構造および大きい比表面積を
有する多亀裂性の粒子が得られる。有利に、溶湯流の落
下高さは約０１〜１．ｏｍである。こうして、所望の粒
径範囲０１−〜２０ｎｒｍ、有利に１〜３咽が得られる
。粒径は捷だ溶湯の流量に依存するので、溶融せるフェ
ロシリコンマグネシウム合金を毎分５０〜５００　Ｋｑ
の量で使用することが推奨される。また、他の量および
落下高さで作業することが可能であるが、前記パラメー
タが殊に有利であると実証された。

捕集容器中の液体の種類は、表面状態および比表面積に
影響しないかまたはわずかな影響を有するにすぎない。

必要なのは、液状のフェロシリコンマグネシウム合金に
対する化学的に不活性な特性だけである。経済的理由か
ら、水性の液体が有利である。

珪素分４０〜８０％およびマグネシウム分０゜５〜１５
チを有する本発明によるフェロシリコンマグネシウム処
理剤は、球状−または・ぐ−ミキュラグラファイトを有
する鋳鉄の製造に、溶銑の重量に対し有利゛に０．１〜
４重量重量量で使用される。

効果 処理は、例えば鋳込み法（ｔ）ｂｅｒｓｃｈＧｔｔｖｅ
ｒｆａｈｒｅｎ　）（サンドイツチ法）またはインモー
ルド法（Ｉｎｍｏｌｄ−Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ）のような
常法により行なわれてよく、その際鋳込み法の場合は、
極めて安定かつ均質な反応により、フェロシリコンマグ
ネシウム粒状金属のスチールチップまたは屑鉄による被
覆が、マグネシウム収率を燃焼損により著るしく低減さ
せることなく省かれることさえできる。

さらに、均質なかつ噴出なしの反応により、大きいマグ
ネシウム収率が得られるだけでなく、同時に噴出による
相料損失が阻止される。

本発明による処理剤は、比較可能なマグネシウム含有処
理剤よりも大きいフェライト化傾向を惹起し、それによ
り鋳物の延性値が決定的に改善される。さらに、これら
鋳物は、スラグ−および表面欠陥を殆んど有せず、その
結果鋳物のこの特性が同じく高められる。

実施例 以下に、本発明を実施例につき詳説する。

例１ 以下の組成。

Ｓｉ　４６．１係 Ｍｇ　５．５％ 希土類　０．７８％ Ｃａ　Ｏ，７％ Ａｇ　１．３５チ 鉄　残分 を有スるフェロシリコンマグネシウム合金を、誘導炉中
で溶融し、かつ運搬用取鍋を使用し、鋳込み用取鍋とし
て作動しかつ出口中２０ｔｍｎを有するグラファイト坩
堝中へ注入した。

鋳込み用取鍋から、温度１４５０℃を有するた耐火材料
より成る衝突板に衝突させる。液状の材料を、この衝突
板から小液滴の形で反発飛散させ、かつ、衝突板の４．
５ｍ下方に配置され、水の装填された容器中に捕集する
。粒状金属の形で生じる粒子は以下の粒度分布を有する
：〉８閣　０．１％ ６、３　ｍｍ　１．０％ ５、６　ｔａｎ　２．４　’１６ ４、０　ｆｉ９．０チ ２、８　ｗ　ｌ　δ　Ｏチ ２．０ｍｍ　２６．２　チ １０■　３４．０％ ０、５　ｍｍ　７．８　％ （０，５ｍｍ　１．４　％ ｌ その比表面積は平均０．３５〆／ｇである。

例２ 熱風キュポラ中で、塩基性鉄１５００　Ｋｒを溶融しか
つカルシウムカー・々イド２．５重量係を使用し脱硫す
る。引続き、との溶銑を商用周波数誘導炉中へ移す、そ
の場合溶銑は１５３０℃に過熱された後以下の組成を有
する： Ｃ３，７７係 Ｓｉ　１．６７％ Ｍｎ　０．１３％ Ｐ　Ｏ，０３８係 ｓ　０．０１３係 鉄　残分 との溶銑を、鋳込み法で、粒径０．５〜６叫、比表面積
０．３ｒｒ？／ｇおよび下記組成の粒状フェロシリコン
マグネシウムで処理する： Ｓｔ　４７．６チ Ｍｇ　５．８　ｔＩ６ 希土類　０．７チ Ｃａ　Ｑ、５％ ＡＱ　０．８チ 鉄　残分 この目的で、この処理剤２６．２５　Ｋｒを処理用取鍋
の底部キャビティー中に装入する、その場合粒状金属の
スチールチップによる被覆をなくする。温度１５２０℃
を有する溶銑を、との取鍋中へ、溶銑流が底部キャビテ
ィー中に配置された粒状金属に直接に衝突せざるように
鋳込む。

反応は、３３秒後に、取鍋が充満する直前で終結し、安
定かつ均質に、並びに類似のマグネシウム処理を比べ著
るしい発煙を生じることなく進行する。

スラグを除去した後に実施した分析は以下の値を示す二 Ｃ３，５５ｑｂ Ｓｉ　２．５０　係 Ｍｎ　０．１　２　チ Ｓ　Ｏ，０１０９６ Ｍｇ　０．０５８　チ マグネシウム収率は、被覆をなくしたにもかかわらす５
７チである。

Ｆｅ５ｉ７５を０．２５％使用する後続の接種を、鋳込
み用取鍋中へ再注入する際に取鍋内接種として行なう。

鋳造した、壁厚８〜３５閣を有する鋳物の金属組織学的
検査は、全断面で、組織成分としてのフェライト８０〜
９０％およびパーライト１０〜２０ｑ６で球状グラファ
イト最低９０％の形成が得られた。セメンタイトは、検
査したサンプル中に認められなかった。さらにこの鋳物
は、反応生成物およびスラグの影響がない。

溶銑のフェライト化傾向を検査するため、壁厚２．５　
、５　、７．５および１０ｍｍを有する壁厚サンプルを
鋳造しかつ金属組織学的に検査した。

壁厚に相応に、フェライト分量が、壁厚１０＋ｍｎまで
の７０チから壁厚２．５瓢で４０チに低減する。全ての
サンプルがセメンタイト不含である。

ドイツ工業規格ＤＩＮ　１６９３号により、Ｙ−３０＋
ｍｎ試験片で強度値を測定する：耐力Ｒｐ（０，２チ）
　２９５Ｎ／胴２引張り強さＲｍ　４３０　Ｎ　／　ｗ
２破断伸びＡ５　２０チ 破断歪みＺ　２４チ ブリネル硬度３０／２．５　１５１単位例３ インモールド法により、球状グラファイトをの温度が１
４４５℃でありかつこの鉄が以下の組成を有する： Ｃ３８０％ Ｓｉ　２．１５％ Ｍｎ　０．２１係 ｐ　Ｏ，０３１係 Ｓ　Ｏ，００５係 鋳込み重量２９．８　Ｋｇの鋳物を鋳造するだめ、粒状
フェロシリコンマグネシウムを収容するため形成された
、容積約３００　ｃｒｌ＝を有する仮設空間へ、粒径１
〜３．　Ｏｗｎの粒状金属２００ｇを充填し、その結果
この空間のほぼ半分が充填される。フェロシリコンマグ
ネシウム処理剤は、比表面積０３５ｒｒ？／ｇを有しか
つ以下のような組成を有する。

Ｓｉ　４７．１チ Ｍｇ　４．５％ Ｃａ　１．８４％ 八９．１．２％ 希土類褥÷　１．０％ 鉄　残分 鋳型への鋳込みが９秒で行なわれ、その場合反応が鋳込
み工程中に極めて安定かつ均質に進行しかつまた鋳込み
終了後の後反応が認められない。仮設空間の解体が示す
ように、全ての粒状フェロシリコンマグネシウムが、こ
の空間を貫流する溶銑により吸収される。

鋳造されたサンプルの最終分析値は以下の通りである： Ｃ３，７５チ Ｓｉ　２．４９％ Ｍｎ　０．２１％ Ｐ　Ｏ，０３２％ Ｓ　Ｏ，００５％ Ｍｇ　０．０２８％ 基準壁厚８ｍｍの鋳物製試験片で実施した金属組織学的
検査は、組織成分としてのフェライト含分９５〜１００
％および残りのノや一うイト含分Ｏ〜５チで球状グラフ
ァイト９５チ以上の形成が得られる。鋳物を、プレスを
使用し強制的に破壊することにより、その破断面が包有
物不合である破断サンプルが得られる。

例ヰ 、Ｓ−ミキュラグラファイトを有する鋳鉄をサンドイン
チ法により製造するため、グラファイトで加炭したこと
により以下の分析値を有する純粋なスチール・２ツチよ
り成る塩基性鉄３０　Ｋｇを中波誘導炉中で溶融する： ０　３４６チ Ｍｎ　０．３５チ ｐ　０．０２５％ Ｓｉ　２．１０％ Ｓ　Ｏ，０１４％ との溶銑を処理するため、粒状フェロシリコンマグネシ
ウム０．８重量％　（２４（１）をグラファイト坩堝の
底部キャビティー中へ装入しかつ温度１５００℃を有す
る塩基性鉄を鋳込む。

Ｓｉ　４６．０チ Ｍｇ　５．４チ Ｃａ　Ｏ，８５チ ＡＡ　０．８チ 希土類　２．７％ 鉄　残分 溶銑を、ドイツ工業規格ＤＩＮ　１６９３号によるＵ試
験片に鋳造する前に、溶銑にフェロシリコツ０３重量係
を攪拌混入することにより接種し、粒状フェロシリコン
マグネシウムで処理した後に温度１４０５℃で３分で鋳
造する、その場合以下の分析値が得られる； Ｃ３，４４チ Ｍｎ　０．３５チ Ｐ　Ｏ，０２５係 Ｓｉ　２．６４％ Ｓ　Ｏ，０１２係 Ｍｇ　Ｏ○１９チ Ｕ試験片から製造した棒状試験片で、以下の強度値を得
ることができる： 耐力Ｒｐ（０，２％　）　３３５　Ｎ／　ｍｍ２引張シ
強さＲｍ　４０５Ｎ／咽２ 破断伸びＡ５５．６％ ブリネル硬度３０／２．５　１６３／１６７　“棒状試
験片の破断区間で実施した金属組織学的検査は、主索の
フェライトマトリクス並びに残分のパーライトが約２５
ｑ６で、・々−ミキュラグラファイト約９０係とともに
球状グラファイト約１０％を示す。

第１頁の続き 優先権主張　６１９８４２月９日［相］西ドイツ）０発
　明　者　エルンスト・アント　トン・つ°アイザ′−
し ０発　明　者　ヴエルナー・グメーリ　トング　ト ■発明者　ハンス・ケルン　ド シ・ ■発明者　カール・ヨーゼフ・ラ　ト イフェルシャフト ：ＤＥ）■Ｐ３４０４６０７．０ イツ連邦共和国つンターノイキルヒエン・カールーファ
ンチンーシュトラーセ　１１ イツ連邦共和国フーフシュラーク・ヴアギンガー・シュ
ラーセ　１フ イツ連邦共和国トローストベルク・ピーンツエナウアー
ユトラーセ　９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、珪素含有率４０〜８０ｑ６およびマグネシウム含有
   率０．５〜１５チを有するフェロシリコンマグネシウム
   をペースとする処理剤において、ＢＥＴ法による比表面
   積０．２〜０．８　ｍ’　／　ｇを有する粒状金属の形
   であることを特徴とする鋳鉄溶錬用処理剤。 ２、粒径がＯ，１〜２０■であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の鋳鉄溶錬用処理剤。 ３、粒径が１〜３■であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１および第２項のいずれか１項に記載の鋳鉄溶錬
   用処理剤。 ４、処理剤の重量に対し、アルカリ土類金属および／″
   ！たは希土類の弗化物２〜５０重量％を含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか１項に記載の鋳鉄溶錬用処理剤。 ５、処理剤の重量に対し、希土類０．１〜５重量％を含
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４
   項までのいずれか１項に記載の鋳鉄溶錬用処理剤。 ６　希土類の４０−１００チ、有利に４０〜５０チがセ
   リウムより成ることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の鋳鉄溶錬用処理剤。 ７、希土類としてランタンを含有することを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の鋳鉄溶錬用処理剤。 ８、珪素含有率４０〜８０％およびマグネシウム含有率
   ０．５〜１５％を有するフェロシリコンマグネシウムを
   ペースとし、ＢＥＴ法による比表面積０．２〜０．８ｔ
   ｒ？／ｇを有する粒状金属の形である処理剤を製造する
   に当り、フェロシリコンマグネシウム合金の溶湯流を耐
   火性材料より成る衝突板へ向けかつこの衝突板から反発
   飛散せる湯滴を液体装填されだ捕集容型中で硬化させる
   ことを特徴とする鋳鉄溶錬用処理剤の製造法。 ９　溶湯流の落下高さがＯ，１〜１．０ｍであることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項記載の鋳鉄溶錬用処理
   剤の製造法。 １０、ｌ融セるフェロシリコンマグネシウムを毎分５０
   −５００　Ｋｑの量で衝突板へ衝突させることを特徴と
   する特許請求の範囲第８項記載の鋳鉄溶錬用処理剤の製
   造法。 １１、水性液体を含有する捕集容器を使用することを特
   徴とする特許請求の範囲第８項から第１Ｏ項までのいず
   れか１項に記載の鋳鉄溶錬用処理剤の製造法。