JPH0711021B2 - 鋳鉄溶湯の球状化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダクタイル鋳鉄を製造するための鋳鉄溶湯の
球状化処理方法に関する。

〔従来の技術〕

鋳鉄溶湯を球状化処理してダクタイル鋳鉄とする場合に
は、従来一般の取鍋を用いるか反応室を設けた取鍋を用
いるのが通常である。

ダクタイル鋳鉄の製造に当っては、組織内の黒鉛形態を
片状から球状に変化させるため、溶湯中に球状化材を添
加または挿入し球状化処理を行なっている。

この球状化処理法としては、取鍋中にあらかじめ球状材
を添加し、取鍋に溶湯を注入する置注方法、及び取鍋内
の溶湯中にブロック状（キャンディタイプ）の球状化材
を挿入し、球状化処理を行なうキャンディ方法等があ
る。

第17図に、従来の置注方法による球状化処理方法を、第
18図に、従来のキャンディ方法による球状化処理方法を
示す。

第17図に示す従来の置注方法では、取鍋本体１内に予め
必要量の球状化材２及び前記球状化材２上に反応を抑制
するためのカバー材８を配置する。

溶解炉内のダクタイル鋳鉄用溶湯４を取鍋本体１に注入
し、溶湯４の球状化処理が行なわれる。

第18図に示す従来のキャンディ方法では、取鍋本体１に
ダクタイル鋳鉄用溶湯４を取鍋容量の例えば60％程度注
入した後、ブロック状の球状化材（キャンディ）２をも
つキャンディ棒９を備えた溶湯飛散防止カバー８を取鍋
本体１上にセットする。その上で、ブロック状の球状化
材２を前記溶湯４内に挿入して、溶湯４の球状化処理が
行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来方法におけるダクタイル鋳鉄用溶湯の球状化
処理方法においては、球状化材の反応時に激しい閃光と
多量の白煙を生じ、工場内の環境を著しく悪化するだけ
でなく、公害発生源として、社会的に問題になってい
る。

また、球状化材の急激な反応時には、溶湯のバブリング
現象が激しいため、受湯取鍋容量の約60％程度の溶湯の
球状化処理しかできないだけでなく、溶湯飛散による災
害発生の危険性が大であり、安全上でも、問題となって
いる。

これらの問題点を解決する方法として、従来、取鍋上部
に頑丈な蓋を設け、取鍋全体をほぼ密閉圧力容器として
取り扱い、球状化処理する方法も考案されてはいるが、
作業性が非常に悪く、かつ、効果も十分でないため未だ
実用化に至っていない。

本発明は、ダクタイル鋳鉄用の溶湯球状化処理の際の公
害問題、工場内の環境の悪化、危険作業及び作業性（複
雑さ、難しさ）を大巾に解決することができる鋳鉄溶湯
の球状化処理方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の鋳鉄溶湯の球状化処理方法は、次の手段を講じ
た。

(1) 球状化処理用取鍋本体内を溶湯受湯部と球状化材
を収容する球状化処理部に仕切壁で下部を連通させて区
分し、前記球状化処理部の上方に連続気孔をもつ三次元
網目構造の多孔質体でなるカバーを設け、前記溶湯受湯
部から溶湯を注入して前記球状化処理部で球状化処理を
行うことを特徴とする鋳鉄溶湯の球状化処理方法とす
る。

(2) 前記(1)の発明において溶湯受湯部と前記球状化処
理部を区分する仕切り壁に連続気孔をもつ多孔質体を用
いて溶湯を注入することを特徴とする鋳鉄溶湯の球状化
処理方法も提供する。

〔作用〕

前記(1)の本発明においては、鋳鉄溶湯は、溶湯受湯部
より球状化処理用取鍋本体内に注入される。注入された
溶湯は溶湯受湯部から球状化処理部へ入り、ここで鋳鉄
溶湯と球状化材とが接触して化学反応が生じ、急激かつ
多量の白煙（MgOを主成分とする）と閃光が発生する
が、球状化処理部の上方に設けられた連続気孔をもつ三
次元網目構造の多孔質体のカバーによって白煙中のMgO
等の微粒子が捕捉吸着され、白煙の大気への放散は大幅
に抑制される。

また、連続気孔をもつ多孔質体のカバーによって、鋳鉄
溶湯と球状化材との反応に伴って取鍋本体内の球状化処
理部で発生するガスは大気中に放出され、取鍋本体内の
ガス圧が低下し、鋳鉄溶湯のバブリングが防止され、ま
た鋳鉄溶湯が飛散する危険が殆んど皆無となる。

前記(2)の本発明では、前記(1)の本発明の作用に加え
て、溶湯受湯部と球状化処理部とを区分する仕切壁を連
続気孔の多孔質体とすることによって、球状化処理方法
を実施するに当って球状化処理部で発生する白煙の外部
放散の防止、発生ガスのガス圧の低下及び溶湯の飛散防
止の諸作用が更に向上する。

〔実施例〕

本発明を適用する背景となる球状化処理用取鍋について
第１図及び第２図によって説明する。

取鍋本体１内に必要量の球状化材２（必要に応じて、同
球状化材２上にカバー材を配置してもよい）を所定の位
置に配置した後、取鍋本体１の上部の全面に連続気孔を
もつ多孔質体のカバー３（例えば、三次元網目構造の通
気性を有する耐熱フィルター）を取付ける。

このような取鍋では、取鍋本体１を溶解炉10の近傍に配
置し、溶解炉10内のダクタイル鋳鉄用溶湯４を、連続気
孔をもつ多孔質体３の上に注ぎ、同溶湯４を多孔質体の
カバー３を通過させて取鍋本体１内に注入する。

取鍋本体１内においては、注入されたダクタイル鋳鉄用
溶湯４と球状化材２が接触し、化学反応により、急激か
つ多量の白煙及び閃光を生じる。

前記の連続気孔をもつ多孔質体のカバー３は、ダクタイ
ル鋳鉄用溶湯４の取鍋本体１への注入に当って、溶滓の
混入を防ぐとともに、球状化処理時に発生する白煙中の
MgO等の微粒子を捕捉吸着し、白煙の大気への放散を大
巾に抑制する。

また、連続気孔をもつ多孔質体のカバー３は、通気性を
有しているため、取鍋本体１内の発生ガスを容易に大気
中に放出できるため、取鍋本体１内のガス圧が著しく低
下するので、多孔質体のカバー３による遮蔽と相まっ
て、溶湯飛散の危険が殆んど皆無になると共に、溶湯の
バブリングの発生が防止され取鍋本体１内に多量の溶湯
を注入することができる。

このような取鍋において、連続気孔をもつ多孔質体のカ
バー３として、三次元網目構造を有するセラミック多孔
体質（炭化珪素質；見掛比重0.35〜0.55、空孔率80〜90
％、セル数６ケ/25mm口）を耐熱フィルターとして用
い、FCD400の鋳鉄溶湯50kgの球状化処理を試みた結果、
白煙の発生量を、従来方法の約1/10程度に抑制すること
ができ、また、反応時の溶湯の飛散を皆無にすることが
できた。

本発明の第１実施例を、第３図及び第４図によって説明
する。

取鍋本体１は、同取鍋本体１の上辺から下方へ向って延
びその底面から上方に間隔をおいて位置する下端をもつ
耐火物製の上部仕切壁６によって、反応部1aと受湯口５
とに区画されている。前記反応部1aには底面より立上が
る下部仕切壁７が設けられてその下部に反応室1bが形成
されており、また反応部1aの上部を覆って連続気孔をも
つ多孔質体のカバー３（例えば三次元網目構造の耐熱性
を有するフィルター）が取付けられている。前記受湯口
５は、図示するように、上部の横断面形状がＶ字状をな
すように側方へ拡がり、かつ、上方へ向って開放されて
おり、受湯しやすい形状を有している。

前記反応室1b内に球状化材２（必要に応じて同球状化材
２上にカバー材を配置してもよい）を配置する。

本実施例では、前記の受湯口５の上方の開放された部分
より、溶解炉10内のダクタイル鋳鉄用溶湯４が注入さ
れ、同溶湯は受湯口５内を下降して反応部1a内へ注入さ
れる。この場合、受湯口５は、前記のように、溶解炉10
より受湯し易い形状となっていて、注湯は容易に行なわ
れる。

ダクタイル鋳鉄用溶湯４と球状化材２とが反応室1b内で
接触することによって、閃光と白煙が発生する。発生し
た白煙は、通気性のある連続気孔をもつ多孔質体のカバ
ー３を通過して大気中に放散される。その際、白煙中の
MgO等の微粒子は、連続気孔をもつ多孔質体のカバー３
に殆んど捕捉吸着され、白煙の発生を著しく抑制できる
とともに、前記反応によって発生する反応部1b内の発生
ガスも連続気孔をもつ多孔質体のカバー３を通過して反
応部1b内のガス圧が低下し、溶湯の飛散と溶湯のバブリ
ングの発生を防止することができる。

また、前記上部仕切壁６によって、球状化処理時の反応
ガスが反応部1aから受湯口５側へ流れ出ることが抑制さ
れる。

本発明の第２実施例を、第５図及び第６図によって説明
する。

本実施例の取鍋本体１は、溶解炉10内のダクタイル鋳鉄
用溶湯４の注入と図示しない鋳型への溶湯の鋳込みを容
易にするため、図示するように、受湯部５を大きくし、
かつ、取鍋本体１の形状を横型ドラムタイプとしたもの
であって、取鍋本体１の形状以外は、前記第１の実施例
と同様の構成を有している。

本実施例においても、前記第１の実施例と同様に、白煙
の抑制、溶湯飛散防止、溶湯のバブリングの防止及び作
業の容易さ等の効果をあげることができると共に、大き
い受湯部５によってダクタイル鋳鉄用溶湯４の取鍋本体
１への注入と鋳型への鋳込み作業を容易にすることがで
きる。

本発明の第３の実施例を、第７図及び第８図によって説
明する。

本実施例は、第３図及び第４図に示す前記第１の実施例
の上部仕切壁６を連続気孔をもつ多孔質体（例えば三次
元網目構造の通気性を有する耐熱フィルター）で構成し
た。

本実施例は、前記第１の実施例のもつ作用、効果を奏す
ることができると共に、連続気孔をもつ多孔質体製の上
部仕切壁６によって、取鍋本体１内空間のガス圧を更に
低下させることができる。

本実施例において、多孔質体のカバー３及び上部仕切壁
６として、三次元網目構造を有するセラミック多孔体
（コージェライトとアルミナのブレンドタイプ、見掛比
重0.35〜0.60、空孔率80〜90％、セル数13ケ/25mm口）
を用い、FCD400の溶湯500kgの球状化処理を実施した結
果、白煙の大気への放出を殆んど抑制することができ、
また溶湯の飛散も防止することができた。

なお、前記の各実施例において、連続気孔をもつ多孔質
体としては、炭化珪素質、コージェライトとアルミナの
ブレンドタイプ等の三次元網目構造をもつセラミック多
孔体質等を用いることができる。

本発明の第４の実施例を、第９図ないし第11図によって
説明する。

本実施例は、前記第２の実施例の取鍋本体１の反応部1a
を覆う金属製カバー13を設け、同カバー13の開口13a
（除滓口）内に小塊コークス12よりなる連続気孔をもつ
多孔質体16を充填したものである。

この多孔質体16に、第１表に示す小塊コークス体を用
い、FCD400の溶湯500kgの球状化処理を実施した結果、
前記各実施例と同様に、球状化処理時の白煙の大気放出
を殆んど抑制でき、また溶湯の飛散も防止することがで
きた。

なお、連続気孔の多孔質体に、バーミキュライト（蛭
石）、パーライト（真珠石）、シラスバルーン（軽石）
等の小塊を適用した場合も、ほぼ同様の成果が得られ
た。

本発明の第５の実施例を、第12図によって説明する。

本実施例は、前記第４の実施例の連続気孔をもつ多孔質
体に代えて、ステンレス製金網23（網目の開き:0.75m/m
および1.50m/m）を８〜10枚、種々の組合せで、積層
し、表面に耐火材（例えば、アルミナ粉末＋ジョージァ
カオリン＋PVA溶液、鋳物用塗型材等）を塗布した連続
気孔をもつ多孔質体26を用いた。

本実施例においても、白煙抑制および溶湯飛散防止の効
果が得られる。

本発明の第６の実施例を、第13図によって説明する。

本実施例は、前記第４の実施例の連続気孔をもつ多孔質
体に代えて、連続気孔をもつ多孔質体36として、セラミ
ックボールと繊維質系耐熱材の細片（例えば、グラスウ
ール、シリカウール）を混合し、空孔率50〜90％に調整
した無粘結耐熱材をステンレス製金網ボックス33（網目
の開き:0.75m/m）に密封したものを用いたものである。

本実施例においても、前記第４、第５の実施例と同様な
白煙抑制および溶湯飛散防止の効果がえられる。

本発明の第７の実施例を、第14図ないし第16図によって
説明する。

本実施例は、前記第２の実施例において多孔質体カバー
と取鍋本体の受湯部を次のように変更したものである。

即ち、前記第４ないし第６の実施例と同様な金属製カバ
ー13の開口13aに連続気孔をもつセラミック多孔質体46
（炭化珪素質、見掛比重0.35〜0.55、空孔率50〜90％、
セル数20ケ/25mm口）を充填した。

また、取鍋本体１の受湯を容易にするため、箱型の受湯
部45を設け、かつ、同受湯部45の下部にストレーナ40を
配置し、不純物の混入および白煙の放出防止を図った。

本実施例において、FCD500の溶湯700kgの球状化処理を
実施した結果、白煙の大気放出の抑制効果および溶湯の
飛散防止効果は顕著であり、マグネシウムの歩留も大巾
に向上した。かつ、溶湯温度の低下も従来法に比し小さ
く、品質の向上も計ることができた。

〔発明の効果〕

請求項(1)に記載の本発明では、取鍋本体内を溶湯受湯
部と球状化処理部とを仕切壁で区分し、球状化処理部の
上方に連続気孔をもつ三次元網目構造の多孔質体でなる
カバーを設け、前記溶湯受湯部から溶湯を注入して前記
球状化処理部で球状化処理を行う方法としたので、次の
(1)ないし(4)の効果を奏することができると共に、取鍋
本体への溶湯の注入を容易に行なうことができ作業性が
向上する。

更に、請求項(2)に記載の本発明では、請求項(1)に記載
の本発明における溶湯受湯部と球状化処理部の仕切壁を
連続気孔をもつ多孔質体で構成して溶湯を注入する方法
としたために、請求項(1)に記載の本発明の前記効果に
加えて、溶湯受湯部内の空間におけるガス圧の低下、白
煙の外部放散の防止及び溶湯の飛散防止の効果を更に高
めることができる。

(1) 鋳鉄溶湯と球状化材の反応時に発生する白煙の大
気中への放出量を大巾に抑制することができ、環境の向
上並びに公害対策に有効である。

(2) 鋳鉄溶湯と球状化材の反応時における受湯取鍋内
のガス圧を軽減することができ、溶湯の飛散を激減させ
ることによって安全性が向上する。

(3) 溶湯飛散量（バブリング）の減少により、取鍋本
体を小型化することができる。

(4) 従来の上部カバー付きの取鍋に比して、本発明で
は取鍋を軽量化することができ、かつ操作性も良好であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する背景となる球状化処理用取鍋
の縦断面図、第２図は同第１図の平面図、第３図は本発
明の第１の実施例の縦断面図、第４図は同実施例の平面
図、第５図は本発明の第２の実施例の縦断面図、第６図
は同実施例の平面図、第７図は本発明の第３の実施例の
縦断面図、第８図は同実施例の平面図、第９図は本発明
の第４の実施例の斜視図、第10図は同実施例の取鍋の縦
断面図、第11図は同実施例の要部の縦断面図、第12図及
び第13図はそれぞれ本発明の第５及び第６の実施例の要
部の縦断面図、第14図は本発明の第７の実施例の斜視
図、第15図は同実施例の平面図、第16図は同実施例の縦
断面図、第17図及び第18図はそれぞれ従来の置注方法及
びキャンディ方法による鋳鉄溶湯の球状化処理方法を示
す断面図である。 １……取鍋本体、２……球状化材、 ３……連続気孔をもつ多孔質体カバー、 ４……ダクタイル鋳鉄用溶湯、５……受湯口、 ６……上部仕切壁、７……下部仕切壁、 ８……溶湯分散防止カバー、９……キャンディ棒、 10……溶解炉、12……小塊コークス、 13……カバー、13a……開口、 16,26,36,46……連続気孔をもつ多孔質体、 23……金網、33……金網ボックス、 40……ストレーナ、45……受湯口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 博男 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原製作所内 (72)発明者 永井 清隆 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原製作所内 (56)参考文献 特公 昭36−8907（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】球状化処理用取鍋本体内を溶湯受湯部と球
   状化材を収容する球状化処理部とに仕切壁で下部を連通
   させて区分し、前記球状化処理部の上方に連続気孔をも
   つ三次元網目構造の多孔質体でなるカバーを設け、前記
   溶湯受湯部から溶湯を注入して前記球状化処理部で球状
   化処理を行うことを特徴とする鋳鉄溶湯の球状化処理方
   法。
2. 【請求項２】前記溶湯受湯部と前記球状化処理部を区分
   する仕切壁に連続気孔をもつ多孔質体を用いて溶湯を注
   入することを特徴とする請求項(1)に記載の鋳鉄溶湯の
   球状化処理方法。