JP2000500072A - 前処理溶融金属鋳物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｉ）入口流路と出口流路を持ち、前処理された溶融金属を入れた調成炉を備え；II）出口流路中の溶融金属の高さを調成炉中の溶融金属のレベル（ｈ₀）よりも低いレベル（ｈ₁）まで下げて、注湯樋および出口流路中の溶融金属の少なくとも一部を炉本体に還流させ、その中で場合により造核剤および／または組織改良剤を再添加可能にし；III）必要に応じて造核剤および／または組織改良剤をさらに溶融金属に添加し；IV）必要に応じて炉中の溶湯を混合し、Ｖ）運転停止の後、所望の含量の組織改良剤を含有する溶湯で鋳造する各工程からなる、金属鋳物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】 前処理溶融金属鋳物の製造方法 本発明は鋳物を鋳造するための前処理された溶融金属を製造する方法に関する ものである。 スウェーデン国特許出願９３０９３４７−９は、ＣＶ黒鉛鋳鉄（ＣＧＩ）によ る連続的および／または半連続的な鋳造方法を開示している。この発明において は、組織改良剤は、溶融鋳鉄が入口および出口流路を備えた密閉型調成炉、例え ば加圧式給湯炉に供給される前に、溶融鋳鉄に添加される。運転の際は、溶融鋳 鉄の量は、調成炉から給湯された鋳鉄を、間欠的に、反応容器から取り出された 、それに見合う量の溶融鋳鉄で補充することによって、あらかじめ定められた一 定の範囲内に保持される。組織改良剤としてのマグネシウムは、反応容器中で、 あるいは場合により調成容器中で、溶融鋳鉄に添加される。第１図はこの先行技 術の好ましい実施態様を開示している。 給湯樋（９）に設けられた吐出孔（１３）からの溶湯の流れを調節するために 、炉の内部（１６）の過圧を制御することができる。長時間の運転停止の場合は 、過圧は取り除かれ、給湯樋（９）の中の溶湯（５）は炉（１６）中に還流され 、この際第１図中に破線で示したように、入口および出口流路の中の溶湯のレベ ルは、炉室中のレベルと同一になる。これによってマグネシウムのフェーディン グレートは低減される。炉室中での溶湯からのマグネシウムの損耗は計算するこ とができ、運転を再開する前に、マグネシウム投入弁（１９）を通してＭｇワイ ヤー（６）を供給することによって補正される。 しかしながら、出口流路中の溶湯は、出口が大気中に解放されてあるために、 蒸発と酸化による、比較的急速なマグネシウム損失にさらされている。これに加 えて、出口流路中の溶湯に対しては、マグネシウムを再添加することができない 。その結果、停止時間の後の最初のいくつかの鋳造物は、それらが所望の組織を 有しないために、廃棄されなければならない。 ＳＥ−３２８６７３によって、出口と入口の開放部の溶湯を保護するために、 不活性ガスを流す方法は公知である。しかしながらこの方法は、マグネシウム損 失を一定の限度内で減少させるのみであって、良好な初回ＣＧＩ鋳造物を製造す るには十分ではない。 本発明の目的は、調成炉の出口流路中における造核剤および／または組織改良 剤の損耗に関連する問題を解決し、これによって組織改良溶融金属による鋳造物 の収率を向上させることである。 本発明は請求項１に画定されており、本発明の好ましい実施態様は請求項２か ら８までに画定されている。 本発明によれば、給湯樋および出口流路中の溶融金属は、長時間の運転停止の 後に強制的に調成炉に還流され、所望の量の造核剤および／または組織改良剤で 再処理されることによって、再活性化させることができる。 本発明の実施に当たっては、さまざまな形式の調成炉を用いることができる。 溶湯がスラグ層または不活性遮蔽ガス雰囲気で保護されている場合は、炉は開放 型でも良い。本発明の特に好ましい実施態様によれば、密閉型の調成炉が用いら れるが、このものはまた加圧および真空装置を併せて装備していることが好まし い。調成炉はまた誘導加熱装置および出口流路のレベルの計測または検出のため の手段を装備していることが望ましい。 これから、本発明の方法を、添付図面を参照しつつ、さらに詳しく説明する。 第１図は先行技術の方法の概略図および本発明の実施に適した炉の構成を示し ている。 第２図は調成炉の図であって、本発明における運転停止中の溶融金属の各レベ ルを、先行技術と比較して示している。 第１図に説明されている先行技術の実施態様の場合、まず炉２で鋳鉄溶湯１が 準備される。この場合、溶湯は鉄スクラップから製造される。溶湯に対応する量 の炭素は、２５に示されるように、炭素及び鋼を、炉２の中で溶湯に加えること によって調整される。次いで溶湯は取鍋３に移され、この取鍋の中で、溶湯は純 マグネシウム１１の添加か、あるいは適切な形態のマグネシウム１１の添加によ って、基礎的な処理を受ける。 この基礎的な処理に続いて、溶湯からスラグが除去され、溶湯は移送されて、 密閉型炉４に投入される。この炉は、その内部に加圧された不活性ガスの雰囲気 が保持されている、ＡＢＢ社によって販売されているいわゆるプレス−ポア型の 炉（例えば製品番号ＬＦＲ５ＣＴＯ、ＬＦＲ１０ＣＴＯまたはＬＦＲ２０ＣＴＯ ）である。溶湯は、炉の内部の空間１６の過圧をガス供給ライン１８上のスライ ドバルブ１７の助けによって制御するか、あるいは給湯樋９の吐出孔１３に填め られているストッパーロッド１２の助けによって、あるいはその両方の制御法の 組み合わせによって制御されつつ、炉から給湯される。 この溶湯５は、誘導加熱ユニット２２によって加熱され、それによってまたあ る程度再混合される。調成炉４に投入された溶湯のバッチは、すでにその中にあ る溶湯５と混合される。工程が連続している場合、炉の最大容積の約７５％が利 用される。必要な場合は、追加のマグネシウムが炉に供給される。 マグネシウムは、必要に応じて鋼で遮蔽されたマグネシウムのワイヤーまたは ロッド６の形で、炉のケーシング８に設けられた密閉し得る開口部７を通して供 給される。その他の添加物と同様にマグネシウムの添加量も、鋳造されたＣＶ黒 鉛鋳鉄の熱分析の結果によって調節される。 開口部７にはスライドバルブ１９が備えられている。全体の構成は、それを通 してＭｇＯおよびＭｇの蒸気を逃がすための煙突２０を包含している。この煙突 は、ケーシング８に取り付けられたスライドバルブ２１を備えている。運転中は バルブ１７は連続的にガスを供給するために開いているが、バルブ１９と２１は 閉じられている。 Ｍｇロッド６を炉に投入することが必要とされる場合は、まずバルブ１７を閉 じることによって（それによってガスの供給を中断することによって）炉の圧力 が下げられる。その時、給湯樋９の中の溶湯のレベルは、破線で示されたレベル に低下する。この操作が完了するには約１０秒を要する。次いで煙突２０のバル ブ２１と、マグネシウム供給バルブ１９が開かれるが、これには約５秒を要する 。マグネシウムロッド６は約３０秒間、炉へ供給される。ついでバルブ１９と２ １が閉じられるが、これにさらに５秒を要する。最後にバルブ１７が開けられて 圧力が正常な運転水準に上げられるが、これに約２０秒を要する。マグネシウム ロッド６を調成炉に供給するに要する時間は、かくして合計約７０秒である。 接種剤１０は前述の制御原理にしたがって、溶湯の給湯直前に給湯樋９に投入 される。炉４からの溶湯の給湯はストッパーロッド１２の助けによって制御され る。 本方法の一連の工程は、熱分析のためのサンプル１４を、サンプリング装置２ ３の助けによって採取することで完結する。サンプリング装置についてはここで は詳述しない。図示の例においては、サンプルは鋳造鋳型１４の湯口または湯道 系１５で採取される。分析結果が炉の内容物を代表していることを確実にするた めに、調成炉の補充の後の４、５個の鋳造物を通過させた後にサンプルが採取さ れる。サンプルはコンピューター２４の助けによって分析されるが、このコンピ ューターについてはここでは詳述しない。破線の矢印はコンピューター２４から 、およびコンピューター２４への情報の流れを示している。 システムへの組織改良剤の添加は、スウェーデン国特許出願９３０４３４７− ９に記載されている原理にしたがって、適切に制御される。 第２図は鋳造作業における長時間の運転停止中の溶融金属のレベルを示してい る。ここでｈ₀は調成炉中の溶融金属のレベルを表しており、ｈ₁は出口流路中の 溶融金属のレベルを表している。先行技術の方法（第２ａ図）においては炉室か ら過圧を取り除くことによってｈ₁＝ｈ₀が得られ、出口流路中の溶湯は作業再開 前に再活性化されることはできない。本発明によれば、第２ｂ図に示されるよう に、ｈ₁はｈ₀より小さい、すなわち給湯樋および出口流路中の溶湯は調成炉中へ 還流される。調成炉の中で溶湯は、望ましい含量の造核剤および／または組織改 良剤、例えばマグネシウムを、鋳造作業の再開前に再添加することによって、再 活性化される。 もし、炉が第２ｂ図に概略的に示されているような、真空および過圧手段を併 せ備える密閉型炉であるならば、炉室に真空を加えて溶湯を出口流路から炉の中 へ吸い上げることができる。出口流路の内側開口部を、入口流路のそれよりも高 い位置にするならば、後者は出口流路中の金属溶湯レベル（ｈ₁）が低いときの 流体栓としても働くであろう。出口流路から吸い戻された溶湯は、入ってくる熱 量を溶融金属本体と混合するのにも用いられ得る。 本発明の方法はマグネシウム処理鋳鉄の製造、特にダクタイル鋳鉄よりも組織 改良剤としてのマグネシウムの含量が少ない、ＣＶ黒鉛鋳鉄（ＣＧＩ）の製造に 適している。もし運転停止が長時間続くことが計画されているならば、本発明の 方法を運転停止の最後に適用して、作業開始の直前に溶湯を再活性化すれば十分 であろう。 出口流路中の溶湯レベルの高さを制御するためには、一般に用いられている金 属レベル指示技術のほとんどが適用可能である。つけ加えるならば、真空は溶湯 レベルの制御に用いられるばかりでなく、出口流路中の最低許容溶湯レベルの検 知にも用いられ得る、すなわち、ｈ₁が炉からの出口開口部の高さと同じになり 、空気が炉中に吸い込まれるようになった時に、それを検知する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．鋳鉄、特にダクタイル鋳鉄またはＣＶ黒鉛鋳鉄（ＣＧＩ）の溶融金属鋳物を 、長時間の製造運転停止の後に製造する方法であって、 Ｉ）入口流路と出口流路を有し、前処理された溶融金属を入れた調成炉を備える 工程と、 II）鋳物製造における運転停止の後、出口流路中の溶融金属を再活性化する工程 であって、まず出口流路中の溶融金属を炉の中へ強制的に還流させ、これによっ て、鋳造作業を再開する前に、出口流路中の溶融金属の高さを炉中のレベル（ｈ₀ ）よりも低いレベル（ｈ₁）まで下げることによって、かつ、造核剤および／ま たはマグネシウムなどの組織改良剤を所要の含量に達するまで炉中に添加するこ とによって、前記薬剤で前記溶融金属を再活性化する工程と、 III）運転停止の後、所要の組織改良剤を含有する溶湯で鋳造する工程と、 からなる、溶融金属鋳物の製造方法。 ２．調成炉が実質的に密閉されていることを特徴とする請求項１記載の溶融金属 鋳物の製造方法。 ３．組織改良剤がマグネシウムであることを特徴とする請求項１または２記載の 溶融金属鋳物の製造方法。 ４．前記工程II）において、溶融金属のレベル（ｈ₁）を低くするために、調成 炉に真空が加えられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の溶 融金属鋳物の製造方法。 ５．前記工程II）において、溶融金属のレベル（ｈ₁）を低くするために、出口 流路中の溶融金属上に過圧を与えるか、あるいは出口流路中の溶融金属に電磁力 を作用させることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の溶融金属 鋳物の製造方法。 ６．調成炉の内部において、出口流路の開口部が、入口流路の開口部よりも、よ り高いところにあるか、あるいはより高く位置されることを特徴とする請求項１ ないし５のいずれかに記載の溶融金属鋳物の製造方法。 ７．前記工程II）が運転停止の終わり、特に鋳造開始前の最後の３０秒間におい てのみ実施されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の溶融金 属鋳物の製造方法。 ８．さらに前記工程II）が鋳造作業の再開前に、繰り返して、特に２ないし５回 実施されることを特徴とする請求項７記載の溶融金属鋳物の製造方法。 ９．前記工程II）における再充填が、出口流路中の溶融を炉室中の溶融と混合す ることによってのみ実施されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに 記載の溶融金属鋳物の製造方法。