JP2949698B2 - 鋳鉄の製造方法 - Google Patents

鋳鉄の製造方法

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JP2949698B2 JP5038353A JP3835393A JP2949698B2 JP 2949698 B2 JP2949698 B2 JP 2949698B2 JP 5038353 A JP5038353 A JP 5038353A JP 3835393 A JP3835393 A JP 3835393A JP 2949698 B2 JP2949698 B2 JP 2949698B2
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秀美 佐川
春喜 糸藤
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  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋳鉄の製造方法に関し，
溶解中の溶湯温度の均一化を図るとともに加熱効率を向
上し，高精度の成分調整を実現し，かつ，溶解サイクル
の短縮化に基づく省エネルギを意図した鋳鉄の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来，鋳鉄の製造は鋼屑，戻り屑，ダク
タイル銑等からなる溶解材料をエルー式アーク炉に装入
し，溶解材料を溶解，加熱し，規定の温度に達した後除
滓し，炉内にて成分調整を行なってから出湯していた。
アーク炉１０は，図４に示すように，炉本体１１内に装
入された溶解材料を変圧器１６を経由した電流によりカ
ーボン電極１３によって電弧を発生させ，その熱源によ
って加熱し溶湯Ｐとするもので，出湯時には炉本体１１
を傾動して取鍋２０内へ出湯していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，このよ
うな溶解，加熱，成分調整をすべてアーク炉内で行なう
従来の操業では，電力のみによる溶解および加熱昇温を
行なっているため，溶湯温度の炉内不均一差が生じやす
く，また，放熱面積が大きいため昇温効率が悪く，大物
の戻り屑を多く使用する操業では炉内に溶け残りが生じ
ることがあった。さらに，アーク炉では溶解中に多量の
スラグを発生し，成分調整のための副資材を添加しても
スラグに混じって除滓として排出され添加効果が悪く成
分調整に長時間を要していた。また，除滓として排出し
きれなかったスラグに混じった副資材が出湯時にスラグ
とともに取鍋に入り溶湯流により撹拌されて溶湯成分値
が規格外れとなったり，構造上撹拌効果が悪いため炉内
成分の均一化が図りにくいという難点があった。さら
に，アーク炉単独で溶解，加熱，成分調整した溶湯はチ
ル化傾向が強く機械的性質の低下を招くこともあった。
このように，アーク炉単独の従来の操業では，一度出湯
しても成分のバラツキが大きいために再度炉内に戻して
成分調整することもあり，生産性を阻害していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上に述べたような課題を
解決するために，本発明の鋳鉄の製造方法では，鋼屑，
戻り屑，ダクタイル銑等の溶解材料をアーク炉へ装入し
てアーク電極の通電によって溶解・加熱・昇温を行なう
とともに，溶湯温度が１４２０℃に達したときにアーク
炉の溶湯内に酸素吹精を開始し，溶湯温度が１５００℃
以上に達したときに酸素吹精を停止して除滓を行なうと
ともに溶湯の化学成分を分析し，該溶湯を簡易取鍋精錬
炉へ移した後，所望の目標化学成分となるよう副資材を
添加して不活性ガス注入による撹拌を行ないつつ成分調
整を行なうこととした。
【０００５】
【作用】本発明においては，アーク炉へ溶解材料を装入
して通電し溶解を行ない，溶解期が終了したあと加熱昇
温期に入って溶湯温度が１４２０℃に達した時点で，通
電を続行するとともに溶湯中へ酸素吹精を行なう。そし
て，酸素と溶湯中の炭素成分とが反応してＣＯガス発熱
が起こり加熱が加速されるとともに酸素吹込みによる溶
湯の撹拌効果で溶湯温度の均一化が促進される。溶湯温
度が１５００℃に達した時点で酸素の供給と通電を停止
する。その後，除滓し溶湯を簡易取鍋精練炉に移して成
分調整および精練を行なう。
【０００６】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施例に係り，
図１はアーク炉および簡易取鍋精錬炉の概略縦断面図，
図２は製造工程説明図，図３は製造工程中の経過時間と
チル長さ，溶湯温度，Ｓｉ含有率，Ｃ含有率との相関を
示す比較図である。図１に示すアーク炉１０は容量３０
トン，変圧器のトランス容量は１５０００ＫＶＡで，ラ
イニングは塩基性であり，エール炉式タイプである。ア
ーク炉１０へ装入する溶解材料は，鋼屑５０％，戻り屑
４０％，ダクタイル銑１０％で構成され，アーク炉１０
へ装入後，電極１３へ送電を開始し，加熱を行なう。製
造工程は図２に示すように，常温より１４２０℃までカ
ーボン電極１３のみで加熱し，１４２０℃に達した時点
でカーボン電極加熱とともに酸素ボンベ１９ａに連通し
た酸素吹込パイプ１９を出滓口１７より略水平へ差込み
先端の屈曲部分を溶湯内へ埋没させる。このとき，溶湯
Ｐの液面へ入射角が約３０゜となるように深さ５００ｍ
ｍまで先端を没入させてから酸素ガスを吹込む。溶湯Ｐ
内に含有されるカーボンは吹込まれた酸素と反応して酸
化発熱反応を起こし，溶湯温度は急激に上昇する。溶湯
温度が１５００℃を越えた時点で酸素吹精を停止すると
ともにアーク電極１３への通電もストップし，酸素吹込
パイプ１９を炉外へ取り出し，アーク炉１０を傾動して
出滓口１７より溶湯表面に浮遊する２０〜９０ｍｍのス
ラグを除滓し，再びアーク炉１０を反対方向に傾動して
出湯口１８より付近に待機させた簡易取鍋精錬炉３０内
へ出湯する。簡易取鍋精錬炉３０では，化学成分分析結
果を参考としたうえ所望の成分となるよう副資材Ｑを溶
湯Ｐへ添加して成分調整する。簡易取鍋精錬炉３０は円
筒鋼製の容器に耐火物をライニングするとともに，底面
にノズルを設けてストッパ３２の昇降により外部へ排出
できる構造とされ，さらに，底部よりアルゴンガスＧな
どの不活性ガスを注入して内部の溶湯を撹拌混合できる
ようになっており，副資材Ｑが均一に溶湯に混合され
る。図３は操業の経過時間とチル長さ，溶湯温度，Ｓｉ
成分，Ｃ成分の相関関係を示しており，これによると得
られた製品のチル長さは小さく，かつ，Ｓｉ成分やＣ成
分も規格以内に収まっていることがわかる。
【０００７】以上のようにして，本発明の方法ではアー
ク炉の通電加熱と酸素吹精を併用することによって，溶
解期以降の加熱昇温を急激に実施することによって昇温
速度を上昇させることにより，製造工程を短縮するとと
もに酸素吹精による撹拌効果により化学成分や溶湯温度
の均一化を図り，かつ，出湯した溶湯を簡易取鍋精錬炉
へ移して不活性ガス注入による撹拌混合状態で副資材を
投入して成分調整するので均一成分の製品が得られる。
また，溶け残りが少なく歩留りが向上して生産性が向上
し，酸素吹込みに伴う酸化に起因するガス欠陥やチル化
傾向の増大などの悪影響も見られなかった。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように，本発明の方法におい
ては，操業時間が短縮され溶け残りがほとんどなく生産
性が向上するとともに，溶解コストが低減化され，製品
成分精度が向上してチル化傾向の少ないバラツキのない
良好な製品が安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るアーク炉と簡易取鍋精錬
炉の概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す製造工程説明図である。
【図３】本発明の実施例に係る製造工程中の経過時間と
チル長さ，溶湯温度，Ｓｉ含有率，Ｃ含有率との相関を
示す比較図である。
【図４】従来のアーク炉の全体縦断面図である。
【符号の説明】
１０ アーク炉 １１ 炉本体 １２ 炉ぶた １３ カーボン電極 １４ 電極クランプ １５ 炉ぶた上昇旋回装置 １６ 変圧器 １７ 出滓口 １８ 出湯口 １９ 酸素吹込パイプ １９ａ 酸素ボンベ ２０ 取鍋 ３０ 簡易取鍋精錬炉 ３２ ストッパ Ｇ アルゴンガス Ｐ 溶湯 Ｑ 副資材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−137012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−159914（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188716（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−32366（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21C 1/08 C21C 5/52 C22B 9/16 F27B 3/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼屑，戻り屑，ダクタイル銑等の溶解材
    料をアーク炉へ装入してアーク電極の通電によって溶解
    ・加熱・昇温を行なうとともに，溶湯温度が１４２０℃
    に達したときにアーク炉の溶湯内に酸素吹精を開始し，
    溶湯温度が１５００℃以上に達したときに酸素吹精を停
    止して除滓を行なうとともに溶湯の化学成分を分析し，
    該溶湯を簡易取鍋精錬炉へ移した後，所望の目標化学成
    分となるよう副資材を添加して不活性ガス注入による撹
    拌を行ないつつ成分調整を行なう鋳鉄の製造方法。
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