JPH0350802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は球状黒鉛を有する鋳鉄を製造する方法
に関する。

従来技術： 球状黒鉛を有する鋳鉄を転炉法により製造する
場合には、大きさに応じ硫黄５％を硫化マグネシ
ウムの形で含有するスラグが生成される。1450℃
〜1550℃の常用の処理温度の場合、空気酸素は、
硫化マグネシウムを酸化することができる。この
場合には、酸化マグネシウムが形成され、その際
遊離した硫黄は、溶湯中に戻り、既に溶解したマ
グネシウムと一緒になつて硫化マグネシウム
（MgS）を形成する。この過程は、硫黄の戻りと
呼ばれ、極端な場合には球状晶子の劣化を導きう
る。

硫黄の戻りの問題を解決するためのこれまで公
知の方法は、不満足なものであつた。

すなわち、従来法は、スラグダムを装備するこ
とにあるが、このスラグダムは、溶湯を転炉から
運搬鍋中に排出する際にはスラグを一部のみ留め
る。この方法は、引続き転炉の極めて費用のかか
る清掃を必要とする。

もう１つの方法は、溶湯をスラグと一緒に運搬
鍋中に排出することにある。スラグを溶湯から除
去することは、まず運搬鍋中で行なわれる。この
特別の欠点は、この過程の間に硫黄の戻りが依然
として起こりかつ移し変えによつてなお促進され
ることにある。その上、スラグが取除かれた溶湯
は、著しく迅速に冷え、溶湯の鋳造は、時間損失
なしに行なわなければならない。

発明が解決しようとする問題点： 本発明の課題は、硫黄の戻りを阻止するかない
しは抑制するために、転炉スラグ中の硫黄含量に
安定化作用を与えることができる方法を提案する
ことにある。

問題点を解決するための手段： この課題は、本発明によれば、金属マグネシウ
ムを硫黄を有する溶鉄に添加し、球状黒鉛を有す
る鋳鉄溶湯及び硫化マグネシウムを有するスラグ
を形成し、その後に硫黄安定剤をスラグに添加
し、スラグ中の硫化マグネシウムを熱力学的に安
定な硫化物に変換し、それによつて鋳鉄に硫黄が
戻ることを阻止することによつて解決される。

好ましい変法は、特許請求の範囲第２項から第
８項までのいずれか１項に記載の方法から出発す
る。

マグネシウムを鋳鉄溶湯中に導入することによ
つて球状黒鉛を有する鋳鉄を製造することができ
ることが見い出されて以来、無数のマグネシウム
処理法が開発された。GF−純マグネシウム−転
炉法は、高い硫黄含量を有する、酸性キユポラ中
に溶融されている鉄を、一面で金属マグネシウム
を用いる作業法で脱硫し、他面で確実に球状黒鉛
を有する鋳鉄に変換する場合にも使用するのが好
ましい。それによつて、前脱硫なしに球状黒鉛を
有する鋳鉄を製造することができる。この方法の
場合、鋳鉄に溶解した硫黄は、金属マグネシウム
によつて硫化マグネシウムに結合される。この場
合、MgSは、反応生成物として沈殿し、浴運動
により分離され、かつ粒状スラグ成分として転炉
中の浴表面上に浮遊する。MgS−相は、比較的
不安定であることが判明した。実際に、スラグ
は、常法のように反応経過の終結後に除去しなけ
ればならないが、このことは、必ずしも直ちに可
能ではないので、一定の可使時間を算入しなけれ
ばならない。しかし、この場合化合物MgSの不
安定性のために鋳造場所への運搬の途中で化合物
は分解され、したがつて硫黄は、再び溶湯中に拡
散する。この溶湯中で、硫黄と、溶湯中に存在す
る溶解したマグネシウムとの反応によつて改めて
硫化マグネシウムの形成が生じる。これは、球形
成に必要なマグネシウムが分解され、かつ微分散
性に形成されたMgSが溶湯を汚染するという結
果を生じる。

厚肉の鋳物及び遠心鋳造管の場合、むしろ極端
な場合には、MgSの溶離による硫黄の戻りが球
形成の支障をまねくことが確認された。

本発明によれば、一面でスラグからの硫黄の戻
りは、スラグ中での硫黄の安定化によつて阻止さ
れるはずである。他面、溶湯中に存在するMgS
−粒子は、溶離による劣化を阻止するために安定
化されるはずである。

安定化は、差当りCaSiを添加することにより
行なわれる。CaSiは、主として鋼脱酸剤及び脱
硫剤として公知である。また、GGLを製造する
場合には接種剤としてもCaSiが使用された。し
かし、この接種剤としての用途は、カルシウムを
スラグ化するのであまり普及していない。

転炉スラグは、本質的にMgS及びMgOを化合
物として有する。MgSは、空気酸素で酸化し、
MgOに変わる。硫黄は遊離される。

２（MgS）＋Ｏ→２（MgO）＋２｛Ｓ｝。

転炉内容物をスラグと一緒に排出する間に
CaSiを添加すると、CaSiは解離し、かつMgSは
CaS＋Mgに変わる。

従つて、不安定な化合物MgSの硫黄分は、カ
ルシウムと一緒になつて１つの化合物を生じ、か
つスラグ中に残留する。この方法の場合、専らカ
ルシウムは、有効に作用し、Siは、担持元素とし
て使用されかつ純カルシウムによつて転炉温度で
生成される高い蒸気圧を減少させる。

この方法によれば、硫黄の戻りは阻止される。
その上、スラグは、溶湯上に存在したままである
ことができ、かつスラグの断熱作用のために長い
可使時間を認容させることができる。もう１つの
利点は、CaSiの接種効果から判明する。この化
合物はAlを含有し、この場合Alの最大含量は、
化合物に対して約２重量％である。CaSlを溶湯
中に供給すると、Alは遊離されかつ核形成を生
じる。

CaSi以外に添加剤としては次のものが適当で
ある：カルシウム＋弗化セリウム及び弗化マグネ
シウム、カルシウム金属、カルシウム−アルミン
酸カルシウム−CaCl₂−スラグ。

更に、CaSi−化合物においてカルシウム含量
は変動可能であり、この場合価格−効率の割合を
理由に30％のカルシウム含量を有する珪化カルシ
ウムは、好ましい添加剤であることが判明した。
硫化の戻りは、30分間で最大0.006〜0.008％に減
少する。

例 １ スラグ−安定化元素を添加することなしに処理
スラグを処理した後に転炉の内容物を排出する。

このスラグと、脱硫して低い硫黄含量の鉄とを
混合することによつて、S0.005％から0.008〜
0.012％への硫黄の戻りが惹起される。

CaSi0.2％を取鍋への溶鉄の流れに添加するこ
とによつて硫黄の戻りを完全に除去し、この場合
Ｓ−含量の上昇は全く観察されない。

スラグを分析することにより、Caは殆んど完
全にスラグ中に移行しかつ安定なCaSが形成され
ていることが判明する。CaSi−添加剤からのSi
は鉄中のSi−含量を上昇させることが分析により
実測された。

例 ２ 転炉からのMg−処理した鉄を処理スラグと一
緒に取鍋中に充たし、かつ30分間保持する。３分
間ごとに、試料を分析のために取る。

CaSiを添加することなしに既に６分後に0.005
％から0.03％．へのＳ−含量の上昇が確認され
る。30分後、Ｓ含量は0.034％に上昇している。

溶鉄の流れにCaSi0.25％を添加することによ
り、硫黄の戻りは、18分間経つまでに完全に除去
される。30分後、Si−含量は0.007％に上昇して
いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 球状黒鉛を有する鋳鉄を製造する方法におい
   て、金属マグネシウムを硫黄を有する溶鉄に添加
   し、球状黒鉛を有する鋳鉄溶湯及び硫化マグネシ
   ウムを有するスラグを形成し、その後に硫黄安定
   剤をスラグに添加し、スラグ中の硫化マグネシウ
   ムを熱力学的に安定な硫化物に変換し、それによ
   つて鋳鉄に硫黄が戻ることを阻止することを特徴
   とする、球状黒鉛を有する鋳鉄の製造法。 ２ 安定化は硫化マグネシウムから熱力学的に安
   定な硫化物、例えばCaS、CeSへの硫黄の変換に
   よつて行なわれる、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 添加剤としてCaSiを溶湯中に導入する、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 弗化カルシウム及び弗化セリウム及び弗化マ
   グネシウムを溶湯中に導入する、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ５ カルシウム金属を溶湯中に導入する、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６ 溶湯のCa−アルミン酸カルシウム−CaCl₂−
   スラグを添加する、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ７ 珪化カルシウム、カルシウム金属又はCa−
   アルミン酸カルシウム−CaCl₂−スラグを溶鉄の
   量に対して0.05〜１重量％の量で供給する、特許
   請求の範囲第３項、第５項及び第６項に記載の方
   法。 ８ 添加剤を、転炉の内容物を排出する間に溶湯
   中に導入する、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。