JPH0125806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は溶融金属特に鋳鉄の処理方法および装
置に関する。 球状もしくはノジユラー黒鉛もしくは非片状黒
鉛形状を有する鋳鉄の製造方法は、通常、液体状
態にある鋳鉄を適当な球状化剤例えばMg，Ca，
Na，Li，Sr，Ba，Ce，Di，La，Ytおよびこれ
らの化合物と合金で処理することを含んでいる。 多くの方法は、これらの球状化剤を取鍋に直接
導入することによるかもしくは別のもつと精巧な
装置を使用することによつて鋳鉄内に導入するた
めに工夫されたものである。 広く使用されている方法は球状化剤を取鍋の底
に置いてからその上に溶融金属を注ぐというもの
である。 該方法においては、球状化剤を鋼ポンチ屑もし
くは不活性物質で覆うこともある。 その他の周知の方法においてはガス撹拌が使用
され、またある方法では球状化剤を金属表面下に
沈めることが使用される。 これらの方法はすべて、場合によつては、処理
方法の信頼性が低く、また金属と球状化剤との反
応が激しいために過剰な煙、炎、花火現象および
金属飛散が起るという点である種の制限を受け
る。 もう一つの周知の方法は処理すべき金属の流れ
に反応性添加剤を加えることを含んでいる。その
ような方法の一つは、英国特許第1076456号明細
書に、鋼溶湯に合金物質を導入するのに特に適し
たものとして開示してある。英国特許第1076456
号明細書に記載してある装置は、他の開口部から
の溶融金属の流れと同時に一つの開口部から合金
物質が導入される処理チヤンバーを含んでいる。
通路を有する閉鎖体が処理チヤンバーの台にとり
つけてあり、合金物質とともに溶融金属がたまる
ようになつている。処理された溶融金属は次に閉
鎖体の通路を通つて捕集取鍋に送られる。前記第
1076456号明細書に記載してある処理チヤンバー
の機能は添加剤を保持することではなく金属の流
れを制御して添加剤がこの流れの中に導入される
ようにすることである。前記明細書の装置は、合
金物質の独立導入と使用に先立つて該装置を掃除
することとのために精巧な手段を備えている。さ
らに、合金物質の金属流への導入に伴う煙と花火
現象は、煙抜き装置が備えてあることからわかる
ように防がれていない。 本願の出願人と同一の出願人による欧州特許出
願第79302553.7号明細書（公開第0011478号）に
おいては、取鍋の内部もしくは上に配置するよう
になつており、固体添加剤を保持しかつカバーと
ベースおよび／または周縁壁とに複数の開口部を
有して該開口部を溶融金属が通れるようにしてあ
る容器に対して直接もしくは間接に開口している
注入孔を有し、処理される溶融金属がカバーから
取鍋までの大気と接触するのを制限するための装
置と前記容器を収容するようになつている漏斗と
をも有している処理装置が開示してある。この装
置は、従来の方法と装置に含まれる問題のうちあ
るものを解決するものであるが、耐火材料の破壊
のため一つの容器で処理可能な回数が限られてお
り、したがつて容器の寿命が比較的短いというこ
とがわかつた。 したがつて、本発明においてはいろいろな先行
技術に含まれる問題を最小にすることを試みた。 これは本発明によつて達成することができた。
本発明は、金属処理工程に先立ちまた処理工程中
に反応性添加剤を保持するのに適しており、また
処理される金属を取鍋に輸送するのを可能にする
ようにうまく配置することのできる処理装置を提
供するものである。 すなわち、本発明は添加剤を保持するようにな
つており周縁壁の頂部に一つの開口部を有しかつ
周縁壁に一つ以上の随意の開口部を有し該開口部
を溶融金属が通れるようになつており処理される
溶融金属の大気との接触を制限するためのカバー
付きジヤケツトもしくは漏斗に内蔵してある添加
剤容器に対して直接もしくは間接に開口している
注入孔を備えた処理装置を提供する。 本発明による処理装置は取鍋の内部もしくは上
に配置するようになつている。 好ましくは、注入孔は添加剤容器内に直接に開
口し、または気密シールによつてジヤケツトもし
くは漏斗に締め具もしくは他の方法で固定してあ
る。シールのためには石綿シールを使用するのが
便利である。注入孔は添加剤容器の上に中心に配
置するかもしくは操作が便利なように偏心させる
ことができる。 添加剤容器は任意の便利な形例えば円形もしく
は角形にすることができ、また周縁壁に単一の開
口部もしくは複数の開口部を備えている。該開口
部のうち少くとも一つは周縁壁の頂部に備わつて
いなければならず、またこの開口部は添加剤容器
の頂部と注入孔の底部との間の間隙または添加剤
容器の頂部と漏斗もしくはジヤケツトに備えてあ
るカバーとの間の間隙によつて与えられる。添加
剤容器とジヤケツトもしくは漏斗とは全部耐火材
料で作ることができ、またはジヤケツトもしくは
漏斗は例えば耐火物内張りをした鋼で注入孔から
の溶融金属の流入を可能にする開口部を有するよ
うに作ることができる。 添加剤容器は例えば耐火材料で覆つた金網かご
を用いて作ることができる。 もう一つの可能性としては、添加剤容器は漏斗
もしくはジヤケツトによつて支えることができ
る。漏斗は、金属の流れが添加剤容器を出るとき
に向きを変えるように、また添加剤容器を漏斗の
壁もしくは台によつてうまく支えうるように構成
することができる。 もう一つの実施型によれば、添加剤容器はジヤ
ケツトもしくは漏斗の内部においてさらに別の耐
火体で包囲される。この耐火体は溶融金属が添加
剤容器からジヤケツトもしくは漏斗に流入するこ
とを可能にする一つ以上の開口部を含んでいる。
この別の耐火体の目的は金属の流れを制御し、ジ
ヤケツトもしくは漏斗において発生しうる金属と
反応性合金との間の反応を助けることである。 添加剤容器から取鍋内への溶融金属の流れを制
御しジヤケツトもしくは漏斗内で発生しうる金属
と反応性合金との間の任意の反応を助けるもう一
つの方法は、ジヤケツトもしくは漏斗内に一つ以
上の耐火物造形品を配置するものである。この構
成は、該造形品が金属流パターンの制御手段を与
えまたジヤケツトもしくは漏斗内での反応性添加
剤酸化の可能性を最小にすることを助けるような
ものとする。 本発明の出願人は、溶融金属の反応性添加剤と
の反応は最初添加剤容器内で発生し、取鍋に導く
ジヤケツトもしくは漏斗内で継続するということ
を見出した。ある程度の反応は取鍋内でも依然と
して続くが、反応の駆動力は小さくなり、また一
般に、例えば溶融金属が取鍋の底に入れてある反
応性添加剤に直接に注がれるような従来の方法に
較べて過剰の煙や炎が発生しない。したがつて、
ジヤケツトもしくは漏斗の備えは処理される溶融
金属の大気との接触を制限するのに十分なもので
あると言える。 本発明による処理装置は、反応性添加剤の溶融
金属への添加を含む治金学的処理例えば脱硫処理
や接種処理において使用するの適している。しか
しながら、この処理装置は球状化剤が溶融鋳鉄に
導入される鋳鉄製造に使用するのに特に適してい
る。 本発明による球状化処理においては周知の球状
化金属、合金、化合物もしくはこれらの混合物う
ち任意のものが使用でき、好ましくは塊もしくは
圧縮／結合した形で使用できるが粉末の形でも使
用できる。粉末を使用する場合には、粉末を保持
するかもしくは添加剤容器を裏打ちするために細
目網もしくは金網のような手段を用いて粉末が処
理作業前に開口部を通つて流出するのを防ぐよう
にする必要がある。 本発明による装置の使用には、従来鋳物工場で
使用されている装置および過去の文献に記載して
ある装置の使用に較べていくつかのすぐれた効果
がある。 特に、従来の鋳物工場技術に較べて本発明によ
る装置により反応が起るときの煙と炎を大きく減
少させ、また飛散が起らないようにすることがで
きる。本発明の装置は比較的に安価で適合性にす
ぐれ、また処理温度を容易に変えることができ、
したがつて注入温度を十分に制御することができ
る。単一の装置で200〜600Kgおよび750〜2000Kg
の範囲の重量の金属を処理することができた。 本発明の装置のその他の効果は、労働量が少く
て済み（従来のある種の鋳物工程におけるように
特殊なカバープレートを用意したり、二つの取鍋
を使用したりする必要がない）、全体としての処
理時間が短くなることである。本発明の装置の使
用により熱エネルギーが節約され、またこの装置
の効果により例えば必要な接種剤もしくは球状化
剤の量を減らすことができる。 本発明の装置は、同一の出願人による欧州特許
出願第79302553.7号明細書（公開第0011478号）
に記載してある装置よりもすぐれた効果を有して
いる。特に、本発明の装置は使用寿命が長い。添
加剤容器の一つの開口部は添加剤容器の頂部にあ
るので（該開口部は完全な環状間隙の形にするこ
ともできる）、装置が詰まつてしまうことが少く
なる。さらに、マグネシウム蒸気による背圧の増
大の危険が小さくなる（マグネシウム含有添加剤
を使用するとき）。開口部の構成と漏斗もしくは
ジヤケツト内の添加剤容器の位置によつても合金
（添加剤）溶体の制御を改善することができる。 本発明の装置は、広い範囲の処理重量にわたつ
てキユーポラおよび電気融解炉と一緒に使用する
ことができる。 本発明によれば、カバー付きジヤケツト又は漏
斗のベースに支持され周縁壁の頂部に一つの開口
部を有し漏斗出口から遠い周縁壁に一つ以上の随
意のその他の開口部を有する添加剤容器に固体反
応性添加剤を入れ、処理される溶融金属を注入孔
から該容器にすでにある該反応性添加剤に注いで
該金属を該添加剤と反応させ、該添加剤を含む該
金属を前記容器の前記開口部を通つて前記容器の
まわりの囲まれた空間内に流し次いで処理された
金属を前記容器の下に置いてある取鍋内に流し、
以上の処理中に処理される溶融金属の大気との接
触を前記容器を内蔵するカバー付きジヤケツトも
しくは漏斗によつて制限し、引き続きこのように
処理された溶融金属を従来の方法で処理すること
を特徴とする固体反応性添加剤の添加による溶融
金属の処理方法及び、処理される溶融金属の大気
との接触を制限し容器のまわりに少なくとも部分
的に囲まれた空間を形成するカバー付きジヤケツ
ト又は漏斗に内蔵されそのベースに支持される添
加剤を保持するに適した添加剤容器に対して直接
又は間接に開口している注入孔を備えており、該
容器にはその周縁壁の頂部に一つの開口部を又随
意に一つ以上の開口部を備えたことを特徴とする
処理装置 が得られる。本発明の方法及び装置は添付の図面
を用いた以下の説明によりさらに十分に理解され
るであろう。 第１図の処理装置は注入孔１を有し、該注入孔
は開口部２によつて添加剤容器３に開口してい
る。添加剤容器３はジヤケツトもしくは漏斗４に
内蔵されており、４は例えば耐火物で内張りした
カバープレート５でカバーしてある。 このジヤケツトはテーパ付きの端部６を有し、
６は金属が首尾良く流出することを保証する。こ
のジヤケツトの基本的な目的は処理される金属が
大気と接触するのを防ぐことである。 添加剤容器３は耐火物被覆を有する鋼もしくは
耐火材料だけで作ることができる。 添加剤容器３は周縁壁に開口部７を有してい
る。一つの開口部７ａは、添加剤容器３の頂部と
耐火物で内張りしたカバープレート５との間の環
状間隙で与えられる。 注入孔とジヤケツトもしくは漏斗の容器カバー
プレートとは締め具によつて締付けて一体にする
ことができ、また気密取付けになるようにシール
を使用することも随意である。 第２図の処理装置は添加剤容器３を有し、３は
周縁壁に開口部７を有している。この添加剤容器
はジヤケツトもしくは漏斗４のベース８によつて
支持されている。一つの開口部７ｂは添加剤容器
壁頂部と注入孔のベース９との間の環状間隙であ
る。開口部７ｂは広部分７ｃを有している。処理
された金属は処理装置から漏斗４を通つて流出す
る。漏斗４はテーパ付きの端部６で向きを変えて
いる。 第３図の処理装置は添加剤容器３を有し、３は
周縁壁に開口部７を有している。一つの開口部７
ｂは添加剤容器壁の頂部と注入孔のベース９との
間の環状間隙によつて与えられる。開口部７ｂは
広い部分７ｃを有している。容器３は開口部１１
を有する耐火体１０で包囲してある。一つの開口
部１１ｂは耐火体の頂部と注入孔のベース９との
間の環状間隙によつて与えられる。開口部１１ｂ
は広い部分１１ｃを有している。処理された金属
は容器３から開口部７，７ｂおよび７ｃを通つて
容器と耐火体１０との間の中間領域１２にはい
り、さらに開口部１１を通り漏斗４にはいる。漏
斗４はテーパ付きの端部６で向きを変えている。 第４図は第２図の処理装置に類似の処理装置で
あるが、漏斗４内に配置してある耐火物造形品１
３をさらに含んでいる。この造形品は、処理され
た金属の流速と流れの向きとを制御し、また漏斗
もしくはジヤケツト内での反応性添加物酸化の可
能性を最小にするための追加手段である。 作業が便利なように、処理装置全体を融解炉と
一緒に使用することができる。 本発明の処理装置は樋の内部に収容するか、ま
たは炉と取鍋との間に配置することができる。別
の可能性としては、本発明の処理装置は一つの取
鍋から別の取鍋に移す間に金属を処理するのに使
用することができる。 実際の作業においては、反応性添加剤例えば
塊、圧縮もしくは粒状にした球状化剤を作業をは
やめるためにカバーおよび注入孔を取りはずして
から添加剤容器に入れるかまたは該球状化剤を注
入孔の開口部から添加剤容器に入れる。 取鍋もしくは炉の樋は、出口が注入孔の真上に
来るように配置する。 溶融金属は炉から樋を通して注入孔にしたがつ
て添加剤容器内に直接的に流し込むことができ
る。 溶融金属は添加剤の上に注がれてから添加剤容
器の開口部を通つて出てゆく。 すなわち、金属はそれぞれ容器側壁の開口部お
よび添加剤容器の頂部とジヤケツトもしくは漏斗
カバーとの間の開口部もしくは間隙を通るか、ま
たは全部側壁の開口部を通るかしてチヤンバーか
ら出てゆくことができる。 溶融金属と反応性添加物との反応は最初に添加
剤容器内で起り、取鍋に導くジヤケツトもしくは
漏斗内で継続される。 ある程度の反応は取鍋内でも引続き起るが、反
応の駆動力は小さくなつているので、例えば溶融
金属を取鍋の底にはいつている反応性添加剤に直
接に注ぐ従来の方法と較べて過剰な煙や炎が一般
に発生しない。 以下に本発明を球状化処理に関する実施例によ
りさらに説明する。 実施例 １ 第２図に示すような本発明による処理装置を、
一つの取鍋からもう一つの取鍋に移すときに金属
を処理することができるように配置した。 処理される溶融金属の量の2.0％の球状化物質
が添加されるようにあらかじめ決定してある量の
球状化剤を添加剤容器に入れた。 この実施例で使用した球状化剤は公称５〜６％
のマグネシウムを含み、１〜４mmの粒状である。 適当な組成を有する300Kgの溶融片状黒鉛鋳鉄
を約20〜30秒の時間で処理装置を通した。この時
間の間に添加剤は溶解した。処理された金属は取
鍋に捕集した。 この処理は実質的に全く煙や花火現象なしで完
了した。 処理された金属の組成を調べたところ次の結果
が得られた。

【表】 粒状および塊状の球状化剤を使用して、炉から
直接出て来る金属の処理のために実施例１の処理
手順を繰返した。 次の実施例２は代表的なものである。 実施例 ２ 手順は実施例１で述べたものである。

【表】

【表】 実施例 ３ 手順は実施例１で述べたものである。

【表】 実施例 ４ キユーポラおよび前炉とともに本発明の装置を
使用すること 第２図に示すような処理装置を、適当な組成を
有するある量の脱硫金属を含む前炉の前に配置し
た。 処理される金属の量の２％の球状化物質が添加
されるようにあらかじめ決定してある量の球状化
剤を添加剤容器に入れた。 この実施例において使用する球状化剤は公称５
％のマグネシウムを含み、また１〜４mmの粒状で
ある。 前炉からの90Kgの溶融鋳鉄を約15秒間にわたつ
て処理装置を通した。この時間の間に球状化剤が
溶解した。処理された金属は取鍋に捕集した。 この処理は実質的に全く煙もしくは花火現象な
しで完了した。 この処理された金属を調べたところ次のような
結果が得られた。

【表】

【表】 実施例 ５ この実施例では２トンまでの金属を処理するこ
とのできる第２図に示すような処理装置を、適当
な組成の金属浴を含む電気炉の前に配置した。 処理される融解金属の量の2.0％の球状化物質
が添加されるようにあらかじめ決定してある量の
球状化剤を添加剤容器に入れた。 この実施例で使用する球状化剤は公称５％のマ
グネシウムを含み、１〜４mmの粒状である。700
Kgの金属を約60秒間にわたつて処理装置を通し
た。この時間の間に球状化剤は溶解した。処理さ
れた金属は取鍋に捕集した。 処理された金属を調べたところ次の結果が得ら
れた。

【表】 【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明の処理装置の実施型を示す
もので、第１図は処理装置の部分断面図であり、
第２図はもう一つの処理装置の断面図であり、第
３図は添加剤容器を包囲する耐火体を有する処理
装置の断面図であり、第４図は金属流を制御する
ための耐火物造形品を有する処理装置の断面図で
ある。 図中１は注入孔、２は開口部、３は添加剤容
器、４はジヤケツトもしくは漏斗、５はカバープ
レート、６はテーパ付きの端部、７，７ａ，７ｂ
は開口部、７ｃは７ｂの広い部分、８は４のベー
ス、９は１のベース、１０は耐火体、１１，１１
ｂは開口部、１１ｃは１１ｂの広い部分、１２は
３と１０との中間領域、１３は耐火物造形品であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カバー付きジヤケツト又は漏斗のベースに支
   持され周縁壁の頂部に一つの開口部を有し漏斗出
   口から遠い周縁壁に一つ以上の随意のその他の開
   口部を有する添加剤容器に固体反応性添加剤を入
   れ、処理される溶融金属を注入孔から該容器にす
   でにある該反応性添加剤に注いで該金属を該添加
   剤と反応させ、該添加剤を含む該金属を前記容器
   の前記開口部を通つて前記容器のまわりの囲まれ
   た空間内に流し次いで処理された金属を前記容器
   の下に置いてある取鍋内に流し、以上の処理中に
   処理される溶融金属の大気との接触を前記容器を
   内蔵するカバー付きジヤケツトもしくは漏斗によ
   つて制限し、引き続きこのように処理された溶融
   金属を従来の方法で処理することを特徴とする固
   体反応性添加剤の添加による溶融金属の処理方
   法。 ２ 前記溶融金属が鋳鉄であり、前記反応性添加
   剤が球状化剤である特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 処理される溶融金属の大気との接触を制限し
   容器のまわりに少なくとも部分的に囲まれた空間
   を形成するカバー付きジヤケツト又は漏斗に内蔵
   されそのベースに支持される添加剤を保持するに
   適した添加剤容器に対して直接又は間接に開口し
   ている注入孔を備えており、該容器にはその周縁
   壁の頂部に一つの開口部を又随意に一つ以上の開
   口部を備えたことを特徴とする処理装置。 ４ 添加剤容器を外部の容器の内部に設置し、添
   加剤容器の開口部を漏斗出口から遠く且つ漏斗の
   後壁に向けられている周縁壁にその開口部を有す
   る外部の容器の該周縁壁と対向する一つの周縁壁
   に配置した特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 周縁壁の頂部における開口部が前記添加剤容
   器の頂部と前記注入孔の底部との間の間隙または
   前記添加剤容器の頂部と前記漏斗もしくはジヤケ
   ツトのカバーとの間の間隙によつて与えられる特
   許請求の範囲第３項に記載の装置。 ６ 前記注入孔と容器との位置に対する開口部お
   よび／または前記ジヤケツトもしくは漏斗の位置
   に対する開口部を備えた取鍋のためのカバーを有
   する特許請求の範囲第３〜５項のいずれか一つの
   項記載の装置。 ７ 前記注入孔が炉樋にとりつけてあるかまたは
   該樋と一体になつている特許請求の範囲第３〜６
   項のいずれか一つの項記載の装置。 ８ 前記ジヤケツトもしくは漏斗内に配置してあ
   る耐火物造形品を含む特許請求の範囲第３〜７項
   のいずれか一つの項記載の装置。 ９ 取鍋をさらに含む特許請求の範囲第３〜８項
   のいずれか一つの項記載の装置。